成渝地区双城经济圈高铁网络优化对区域可达性与经济联系格局的影响

蔺茹 高鑫(通讯作者) 孙成彬

(重庆师范大学地理与旅游学院 重庆 401331)

区域发展与交通运输的关系研究一直都是地理学中的热门研究话题，可达性[1]作为衡量交通系统便利程度的重要参考依据，被广泛运用于各项交通运输与区域发展的研究中[2-5]。我国高铁网络的全面建设让城市节点之间的联系更为紧密，对于加强区域间经济协调发展起着至关重要的作用。2009年7月，达成铁路复线完工，正式形成成渝快速通道；2014年，渝利铁路与成绵乐城际铁路营运；2015年成渝高铁开通，成渝地区高铁逐步成网，但在环境及资料条件的约束下，成渝地区产业转型升级压力十分明显。如何更好地进行高速铁路规划及制定相关产业经济发展政策尤为重要。

在一系列国家政策的引导下，2021年2月，中共中央、国务院印发《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》，明确提出推进构建全国一体化和区域一体化现代城市交通运输与基础设施体系，有序高效地实施推进重庆、成都城市轨道交通规划建设[6]。

综上所述，本文选取成渝地区双城经济圈为研究对象，以市(区)作为研究单元，比较高铁建设规划前后两种情况下，包括交通可达性、经济潜力等指标的一系列变化，分析高铁网络优化对成渝地区双城经济圈可达性的作用，并进一步研究可达性变化对城市经济联系空间格局的影响。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

本文的研究对象为成渝地区双城经济圈，四川省包括成都、宜宾等，其中达州万源市、绵阳北川县、平武县、雅安宝兴县、天全县除外；重庆市包括主城区、璧山、铜梁等。总面积大约为18.5km2，2019年常住人口9600万，GDP近6.3万亿元。本文将研究单元划分为市(区)，将地级市范围内的市辖区合并为一个研究单元(如将南充市的顺庆区、高坪区、嘉陵区、西充县、南部县、蓬安县、营山县、仪陇县合并为南充市区)，由于成都市区及重庆主城区的情况特殊，将成都市区(市辖区、县级市)、重庆主城区(渝中区、九龙坡区、渝北区、巴南区、南岸区、北碚区、江北区、沙坪坝区、大渡口区)合并，合并后共划分出36个研究单元。

1.2 数据来源与处理

2021年2月，中共中央、国务院印发《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》，故选取2021年作为高铁规划前的时间截面，交通网络数据通过百度地图数据源获取，通过人工数字化得到，规划高铁数据来源于《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》。本文以成渝地区所辖市(区)进行数据的收集分析及处理，将行政中心预设为城市的空间节点，分别对规划前(2021年)数据与规划后(2035年)时间截面数据进行整理与对比分析研究，经济数据取自重庆市统计局(cq.gov.cn)与四川省统计局(sc.gov.cn)。

1.3 研究方法

1.3.1 交通可达性

(1)加权平均旅行时间。加权平均旅行时间指的是从某一城市到研究区指定城市所花费最短出行时间的均值水平，也表示城市间相互关联、相互作用及影响的难易程度。指标值越小，表示该城市节点的可达性条件越好，与其他城市节点的相互关联程度越高；反之越差[7]。计算公式如下：

式中，Tij为节点i到域内节点j的最短旅行时间距离；Mj为节点j的权重，用城市的经济规模Gj与人口规模Pj计算。本文采用地级市的国内生产总值为权重；n为交通网络中选定的除点以外的节点总数；Ai为节点i的加权最短旅行时间，表示i点在交通网络中的可达性水平。

(2)经济潜力。经济潜力指的是某个城市以克服时间为前提所能达到的经济活动的数量，能够反映一个地区的经济辐射能力及接收能力，能够衡量城市节点的可达性水平[8]。计算公式如下：

式中，Pi为节点i的经济潜力。Pi值越大，表明该节点城市i受到其他城市经济辐射能力越强；反之越弱。∂是城市节点i与城市节点j之间的摩擦系数，取值为1。

1.3.2 未来经济指数预测

ARIMA模型是将非平稳时间序列向平稳转化，将随机误差项现值和滞后值及因变量的滞后值进行回归建立的模型[9]，数学描述为：

式中，Δdyt表示yt经过d次差分转换之后的序列；εt是t时刻的随机误差，是相互独立的白噪声序列，满足均值为0，方差量为σ2的正态分布，φi(i=1,2 ...,p)和pi(i=1,2,…,p)模型的待估参数，p和q为模型的阶。先进行序列平稳化处理，再通过自相关系数与偏自相关系数确定模型参数，通过检验后，进行模型预测。

1.3.3 区域经济联系分析

引力模型是衡量城市间经济联系程度的常用方法，为深入探讨成渝地区双城经济圈高铁建设引起的可达性水平变化对区域内城市间经济联系空间格局的作用，本文利用引力模型计算城市之间的经济联系强度[10]，公式如下：

式中，L ij是指城市i与城市j之间的经济联系强度；L i表示城市i对外经济联系总量；M表示城市社会经济规模；Tij为两城市间的最短出行时间。

2 结果分析

2.1 加权平均旅行时间的分析

2.1.1 规划前后加权平均旅行时间分析

规划前，成渝地区双城经济圈的平均旅行时间空间格局呈现出以成都市区和重庆主城区为两大增长极的“核心-外围”分布趋势，从中心向外围可达性逐渐降低，成渝地区双城经济圈可达性水平与成渝地区双城经济圈的经济发展水平特点及空间区位大体一致。由于成渝地区双城经济圈发展特点及高铁建设时间节点与规模不同，成渝地区双城经济圈中部各地区可达性水平比南北地区较高，呈现出的态势与其产业发展和经济水平大致相同，交通设施的完善程度很大程度上影响着外资投资的聚集程度，南北区域发展模式的差异主要是由外向型经济自身的发展规律导致。

由分析得出，成渝地区双城经济圈由于规划高铁的建设与完善，东西部地区水平更加趋于平衡，未来高速公路很大一部分运输职能将由高速铁路代替，成渝地区双城经济圈加入全国生产网络的步伐由此加快。为降低未来民营经济产业的冲击，成渝地区双城经济圈的建设重点应向综合生产性服务职能转变，加快产业优化发展(见图1)。

图1 规划前后成渝双城经济圈可达性空间格局

2.1.2 规划前后区域空间可达性的变化情况

由分析得到，成渝地区双城经济圈可达性变化呈现以下特点：

(1)成渝地区双城经济圈可达性水平整体提升。区域平均加权平均旅行时间由规划前的2.70降低为规划后的2.11，平均变化率23.49%，在交通网络体系不断优化发展下，交通网络整体性得到了极大改善。

(2)成渝地区双城经济圈可达性水平区域较为均衡。该区域所选择的36个研究单元的加权平均旅行时间标准偏差由0.40降低为规划后的0.33，显示出成渝地区双城经济圈空间格局由于高速铁路的普及而趋于均衡。

(3)成渝地区双城经济圈内的城市可达性变化率呈现出较为明显的地区差异。南川、雅安等地高铁规划及建设涉及较少，可达性变化小，处于区域平均变化率之下(见表1)。

表1 规划前后成渝地区双城经济圈各市加权平均旅行时间计算结果

2.2 经济潜力分析

(1)高铁规划修建沿线区域的经济潜力优势随着线路不断扩大，外围城市及中心城市的联系随着“时空收敛”效应而强化，规划前成都市区及重庆主城区为成渝地区双城经济圈经济潜力优势区，两大增长极间显现出中部塌陷现象。

(2)经济潜力指数的提高与高速铁路的规划修建相联系，虽然经济潜力有所提高，但仍显现出一定程度的区域差异。成渝地区双城经济圈经济潜力指数总值由规划前的44782.53提高至规划后的60325.03，变化率为34.7%，变化显著。成都市区、重庆主城区及万州等地变化较大，成渝地区双城经济圈规划中所涉及的规划线路，成渝中线高铁、重庆至宜昌高速铁路，大多由成都市区与重庆主城区引出，重庆至西安高速铁路接入万州北站，万州可达性及经济潜力随着高铁规划得到显著提升，城市区群内部竞争力得到加强(见图2)。

图2 高铁规划前后经济潜力指数变化

2.3 高铁影响下的经济联系格局演化

通过式(4)计算得出成渝地区双城经济圈规划前后各城市节点的经济联系强度，由式(5)计算各城市节点的经济联系总量，经Arcgis 10.7 可视化处理后，如图3所示。

图3 高铁规划前后经济联系强度变化

(1)经济联系总量大幅提高，各城市对外经济联系总量随着巨大的空间效应而增加。成渝地区双城经济圈经济联系强度平均值由493(1亿元 *1万人/1min2)增长至1038，增长了约2倍，由于极化效应的产生，边缘城市与中心城市差距扩大。重庆主城区经济联系总量位于前列，由1969升至3576，增幅为81.6%。

(2)成渝地区双城经济圈经济联系总量与可达性水平空间格局在一定程度上具有相似性。总量较大的成都市区、重庆主城区在空间格局上与可达性同样表现出显著的“核心-外围”分布态势，城市距离衰减作用随着高铁的规划建设而 缩短。

3 结语

本文结合交通可达性及引力模型，探求了成渝地区双城经济圈高速铁路规划前后可达性及经济联系强度格局的变化，主要结论如下：

(1)成渝地区双城经济圈交通可达性水平由于高铁的规划建设得到明显提升，各城市加权最短平均旅行时间缩短，渝东北地区尤为显著。高铁规划建设沿线地区优势明显，可达性水平较高。

(2)一定程度上，可达性水平的提升减弱了距离衰减作用带来的影响，高铁建设规划有助于提升中心城市及次级中心城市对其他城市的经济辐射带动作用，高铁沿线城市经济潜力提升作用较强，由中心向外圈逐渐递减。优化资源配置，提高成渝地区双城经济圈综合竞争力及对外辐射能力，加速规模经济的形成，加强成渝地区的一体化发展。