基于Theil熵的鐵路建設集聚研究

秦東方

摘要：本文使用Theil熵對2000-2013年我國31個省市鐵路行業(yè)運營里程及鐵路行業(yè)發(fā)展累積增速的分析，得出我國各省區(qū)鐵路行業(yè)存在空間分布逐步均衡，且受周圍省區(qū)的強影響，得出四大差異性的區(qū)域：東南沿海和長江中下游的鐵路行業(yè)發(fā)展的新秀地區(qū);東三省和河北的穩(wěn)定發(fā)展區(qū);西南和西北“老邊少”省份的發(fā)展滯后區(qū);中線分水嶺的過渡地區(qū)。

Abstract： This paper uses Theil entropy to analyze the operating mileage of the railway industry in 31 provinces and cities in China from 2000 to 2013 and the cumulative growth rate of the railway industry. It is concluded that the spatial distribution of the railway industry in all provinces and regions in China is gradually balanced and is strongly influenced by the surrounding provinces. Four distinct regions are obtained： the rookie area of the railway industry in the southeastern coastal and the middle and lower reaches of the Yangtze River; the stable development zone of the three northeast provinces and Hebei; the development lag zone of the "old， border and side" provinces in the southwest and northwest; the transition area of midline watershed.

關鍵詞： 鐵路運營里程;鐵路建設空間分布;空間相關性

Key words： railway operating mileage;spatial distribution of railway industry;spatial correlation

中圖分類號：F259.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）35-0073-04

0? 引言

新時代下，經(jīng)濟的穩(wěn)定較高速增長是中國發(fā)展的核心，產(chǎn)業(yè)領域的研究已表明：資源流動速度是推動經(jīng)濟增長的關鍵因素之一，鐵路、高鐵、高速公路和航空行業(yè)等陸陸交通的快速發(fā)展，正在加快推動中國產(chǎn)業(yè)升級和效益提高。鐵路行業(yè)在政企分開后，鐵路運營速度和效益大幅提升，同時其面臨的市場競爭也更激烈。掌握鐵路行業(yè)空間分布狀況，可以更好的幫助交通部規(guī)劃行業(yè)發(fā)展和避免鐵路企業(yè)運營資源浪費。

1? 中國鐵路建設空間分布現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)空間分布研究熱潮興起于克魯格曼[1]對大學周邊書店集聚現(xiàn)象的分析，2004年國內(nèi)引入空間經(jīng)濟研究后，在宏觀、中觀領域取得一系列成果[2-7]。當前學者們對鐵路行業(yè)的空間分布研究主要從網(wǎng)絡構(gòu)建、配送路線、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學等角度提出，如童曉進、鄭清菁、王海江[8，12，15]分析鐵路運輸?shù)目土鲿r空分布特征和客運特征;翟一等[9，14，16]將時間和空間維度結(jié)合，研究鐵路交通與經(jīng)濟增長的時空格局;曹晶、王姣娥[10，13]基于復雜網(wǎng)絡理論研究高鐵網(wǎng)空間增長和城市可達性問題，提出一種與城市地鐵網(wǎng)接駁的高鐵可達性模型;鐘柯[11]利用復雜網(wǎng)絡中心性評價指標，研究城市在鐵路網(wǎng)絡中的中心性。

當前，鐵路行業(yè)的研究更多的是對公路、航空交通網(wǎng)絡空間分布的研究[17-22]，但從新空間經(jīng)濟學的角度對鐵路建設空間分布的研究成果很少，本文選取Theil熵模型，結(jié)合我國31個省市鐵路行業(yè)運營里程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析我國鐵路行業(yè)的空間分布。

2? 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

Theil熵早期用于衡量收入差距，本文拓展其衡量鐵路建設水平的不均衡度。

Theil熵的計算公式：

wz表示考慮省區(qū)間相關性的鐵路建設均值差，zi的正負反映鐵路建設觀測值高低，wz的正負反映該鐵路建設省區(qū)周圍區(qū)域的高低。

2.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來自2001-2014年中國統(tǒng)計年鑒，研究省區(qū)考慮香港、澳門和臺灣數(shù)據(jù)的不可得性，以大陸31個省市為研究對象。鐵路建設里程剔除省區(qū)市地理面積的影響，采用單位面積的建設里程。鐵路建設里程由投入客貨運輸正式營業(yè)或臨時營業(yè)的線路長度（按營業(yè)線路的正線兩車站站中心間的實際長度計算）統(tǒng)計，凡全線或部分建成雙線及以上的線路，以第一線的實際長度計算;復線、站線、段管線、岔線和特殊用途線以及不計算運費的聯(lián)絡線不計入營業(yè)里程。

3? 中國鐵路行業(yè)空間分布及對地區(qū)行業(yè)增長影響研究

3.1 中國鐵路行業(yè)空間分布

根據(jù)公式（1），（2），在matlab中計算我國鐵路行業(yè)2000-2013年間的Theil熵和CRn指數(shù)，其中n分別選取3、5、7進行比較分析。結(jié)果見表1。

從中國鐵路行業(yè)Theil熵和CRn指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)：2000年至2013年中國鐵路行業(yè)theil熵值逐漸減小，表明中國鐵路行業(yè)空間分布逐漸均衡，2008年和2011年出現(xiàn)局部地區(qū)鐵路建設的高峰，導致theil熵的波折;同時，市場集中度指數(shù)均逐漸減小，支持鐵路行業(yè)空間分布逐漸均衡，但鐵路行業(yè)排名前3的地區(qū)依然占我國鐵路行業(yè)接近30%，前5名接近55%，前7名接近60%，重點地區(qū)的行業(yè)排名見中國省區(qū)鐵路行業(yè)排名表。

北京、天津和上海始終是我國鐵路業(yè)務發(fā)展的領軍者;河南、山東所占比重快速上升;遼寧、河北所占比重相對平穩(wěn)，但總量依然是快速增長。

重點地區(qū)鐵路行業(yè)的發(fā)展是否受到鄰接省區(qū)的發(fā)展影響，通過空間相關性研究。

3.2 中國鐵路行業(yè)分布的空間相關性及散點圖

根據(jù)公式（3），在matlab中計算各年鐵路行業(yè)的Moran I指數(shù)。

由中國鐵路行業(yè)Moran I指數(shù)表（表3）可知：2000-2013年間中國各省區(qū)間鐵路是正相關關系，且由于2006年鐵路連入西藏，使得全國省區(qū)間實現(xiàn)鐵路全覆蓋，省區(qū)間的聯(lián)系被加強，Moran I指數(shù)驟升;空間學者認為Moran I指數(shù)在0.3-0.7之間是強相關性，整個觀測周期內(nèi)，中國鐵路行業(yè)Moran I指數(shù)處于0.3和0.6左右，是強相關關系且趨勢是逐漸上升的，說明2000-2013年間中國鐵路行業(yè)受周圍省區(qū)影響顯著且逐漸增強。

根據(jù)公式（4），計算各省區(qū)Z、Wz值，在坐標系中畫中國鐵路行業(yè)空間分布散點圖并在地圖中標示如圖2。

總之，我國鐵路行業(yè)空間相關性強，分布逐漸趨于均衡，但分塊現(xiàn)象顯著，在地圖中表現(xiàn)為高原（HH）和平原（LL）地區(qū)所覆蓋區(qū)域存在顯著的分割線。從發(fā)展的角度看，均衡但分塊的空間分布方式對我國鐵路行業(yè)增長產(chǎn)生影響，需要進一步研究。

3.3 中國鐵路行業(yè)增速的空間分布

鐵路行業(yè)在統(tǒng)計時段內(nèi)的累計增速的空間分布，可以，反映中國各省區(qū)鐵路業(yè)的發(fā)展。（表4）

西藏由于受2008年國家統(tǒng)計鐵路行業(yè)標準的改變而出現(xiàn)數(shù)據(jù)變動，所以出現(xiàn)累積增長小于1的情況，同時受地理環(huán)境因素影響，致西藏鐵路行業(yè)起步晚，且發(fā)展技術要求高，表現(xiàn)為增速最小;北京鐵路行業(yè)基數(shù)大，且受城市發(fā)展影響，表現(xiàn)為增速小;遼寧、上海、河北和山東鐵路行業(yè)基數(shù)大，增長速度也較快;天津和河南，兩地鐵路行業(yè)規(guī)模大，增長速度快;廣東、海南、江蘇和福建地區(qū)前期鐵路規(guī)模較大，增長速度最快?？梢园l(fā)現(xiàn)，東南沿海地區(qū)鐵路行業(yè)發(fā)展顯著，東北和西南地區(qū)鐵路行業(yè)增長乏力。

各省區(qū)鐵路行業(yè)增長受周圍地區(qū)增長的影響方式，通過計算各省區(qū)Z、Wz值，在坐標系中畫中國鐵路行業(yè)空間分布散點圖并在地圖中標示如圖3。

綜上所述，結(jié)合鐵路行業(yè)空間分布和行業(yè)增長的空間分布，可以將我國劃分為四大區(qū)域：東南沿海和長江中下游的鐵路行業(yè)發(fā)展的新秀地區(qū)，以廣東、浙江為發(fā)展核心;東三省和河北的穩(wěn)定發(fā)展區(qū)，以河北、遼寧為發(fā)展核心;西南和西北“老邊少”省份的發(fā)展滯后區(qū)，以甘肅為典型;中線分水嶺的過渡地區(qū)，以陜西、重慶為紐帶。

4? 結(jié)論

我國鐵路行業(yè)在統(tǒng)計時段內(nèi)逐步趨于均衡，體現(xiàn)我國普及鐵路運輸?shù)奶卣?，但依然可以發(fā)現(xiàn)存在的差異性的兩大區(qū)域——以陜西、重慶和貴州分割的東西兩大區(qū)域，東部鐵路行業(yè)水平要高于西部。

結(jié)合地區(qū)鐵路行業(yè)發(fā)展速度分析，我國鐵路行業(yè)可以分為四個典型區(qū)域。每一區(qū)域都受到地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的影響：廣東經(jīng)濟及鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，帶動了周邊省份的發(fā)展，輻射珠三角甚至整個南方地區(qū);長三角地區(qū)以上海為經(jīng)濟核心，帶動了長江中下游鐵路行業(yè)得快速發(fā)展;北方地區(qū)以北京為經(jīng)濟核心，帶動東北及京津唐資源匯集北京，進而使這些地區(qū)鐵路行業(yè)取得較快發(fā)展;西南、西北鐵路行業(yè)發(fā)展顯著滯后，受地區(qū)地理環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素影響，尤其以甘肅地區(qū)的鐵路行業(yè)發(fā)展滯后;河南、陜西和重慶地區(qū)鐵路行業(yè)的發(fā)展，體現(xiàn)其資源輸出及南北方資源流通的關鍵地理位置。

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