公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展適應(yīng)性宏觀診斷

金 霞 雷桂榮 朱順應(yīng) 王 紅

(武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063)

0 引 言

公路建設(shè)和社會經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)性模糊性強，具有以下特性：①復(fù)雜性，公路交通系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)所涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，涉及因素眾多，具有系統(tǒng)的復(fù)雜性特征，而交通發(fā)展的合理狀態(tài)具有模糊性，因此，很難確定其絕對適應(yīng)度；②相對性，公路交通系統(tǒng)因衍生需求具有消耗而不產(chǎn)生價值的特征，其快速、安全、經(jīng)濟特性具有相對性，縱向表現(xiàn)為時間變化趨勢，橫向表現(xiàn)為不同空間地域間的相對競爭力；③動態(tài)性，交通系統(tǒng)是社會經(jīng)濟系統(tǒng)的子系統(tǒng)，隨社會經(jīng)濟系統(tǒng)變化而變化，因此其具有動態(tài)性；④系統(tǒng)性，公路交通是一個開放性系統(tǒng)，交通方式間不僅要協(xié)調(diào)，還要與社會經(jīng)濟系統(tǒng)協(xié)調(diào)；⑤穩(wěn)定性，公路運輸需求是連續(xù)的，因此，公路交通系統(tǒng)與經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)性應(yīng)具有連續(xù)穩(wěn)定性，能夠應(yīng)對各種隨機、偶然因素的沖擊[1].

目前適應(yīng)性評價方法有協(xié)調(diào)理論[2]、模糊綜合評價法[3]、分形理論[4]及云理論[5]等，但均有局限性.協(xié)調(diào)理論能體現(xiàn)協(xié)調(diào)性的發(fā)展趨勢，但序參量的選取直接影響評判結(jié)果；模糊綜合評價法僅對是否適應(yīng)作出一個總體的評價，無法反映單個指標(biāo)存在的不足；分形理論側(cè)重公路的空間布局，公路規(guī)模、結(jié)構(gòu)、投資等方面較少涉及；云理論在確定各評價指標(biāo)的狀態(tài)時，采用專家打分法，主觀意識較強，未必能反映其真實狀態(tài).

評價指標(biāo)因評價方法而有所不同， Yi等[6]以公路網(wǎng)建設(shè)發(fā)展指標(biāo)(公路建設(shè)投資比重、α指數(shù)、β指數(shù))為輸入，以經(jīng)濟發(fā)展(實際投資金額、經(jīng)濟圈區(qū)域的人均生產(chǎn)總值)、社會發(fā)展(第二產(chǎn)業(yè)人員比例、經(jīng)濟圈區(qū)域城鎮(zhèn)化水平)和交通基礎(chǔ)(公路網(wǎng)承擔(dān)的客貨運周轉(zhuǎn)量、經(jīng)濟圈區(qū)域民用汽車擁有量)指標(biāo)為輸出來分析經(jīng)濟圈公路網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性.Wang等[7]從公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的角度，認為公路合理規(guī)模的影響因素有人口、汽車擁有量和其他經(jīng)濟發(fā)展因素，并建立了公路合理規(guī)模預(yù)測模型.文獻[3]從公路網(wǎng)規(guī)模、公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公路網(wǎng)布局、公路網(wǎng)功能和建設(shè)資金環(huán)境等五個方面對我國公路交通與經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)性進行了評價.陳亞等[8]選取路網(wǎng)密度、通車里程/公路里程、公路旅客周轉(zhuǎn)量、公路貨物周轉(zhuǎn)量等指標(biāo)對高速公路社會適應(yīng)性進行評價.賈銳寧等[9]通過比較高速公路和普通公路對經(jīng)濟增長的產(chǎn)出彈性考察兩者的相對規(guī)模狀況，認為產(chǎn)出彈性較大者是區(qū)域經(jīng)濟增長的稀缺要素，其規(guī)模處于相對不足狀態(tài).上述研究豐富了公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展適應(yīng)性評價的內(nèi)容，分別從不同的角度對適應(yīng)性進行了評價，但也存在一些問題：①適應(yīng)性具有復(fù)雜性，現(xiàn)有研究多從公路網(wǎng)規(guī)模、結(jié)構(gòu)、布局、資金投入、經(jīng)濟和運輸產(chǎn)出角度研究適應(yīng)性，而且每個研究者側(cè)重點不同，均不具系統(tǒng)性，難以全面反映公路與社會經(jīng)濟的適應(yīng)性；②適應(yīng)性具有動態(tài)性，現(xiàn)有研究僅從靜態(tài)角度評價適應(yīng)性.

為了克服上述缺陷，綜合考慮適應(yīng)性特性，選取反映其動態(tài)性、相對性、穩(wěn)定性及綜合交通協(xié)調(diào)性的指標(biāo)，通過縱橫向?qū)Ρ龋瑥墓方ㄔO(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在表現(xiàn)(公路網(wǎng)規(guī)模、結(jié)構(gòu)、布局)、外在表現(xiàn)(快速性、經(jīng)濟性、安全性、服務(wù)水平)、建設(shè)資金環(huán)境(公路投資)、非正常情況下適應(yīng)性(路網(wǎng)脆弱性)、公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調(diào)性五個維度十個方面對適應(yīng)性進行宏觀診斷，使評價結(jié)果更加合理、全面.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

以武漢市2011—2015年公路建設(shè)為研究對象，數(shù)據(jù)包括武漢市歷年各等級公路里程、公路建設(shè)投資額、道路交通事故情況、電子矢量地圖、鄭州市和成都市電子矢量地圖，主要來源于《武漢統(tǒng)計年鑒》《武漢市公路統(tǒng)計公報》.

1.2 評價技術(shù)路線與指標(biāo)

公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展適應(yīng)性宏觀評價技術(shù)路線見圖1.

圖1 適應(yīng)性宏觀評價技術(shù)路線與指標(biāo)

1.3 評價指標(biāo)

道路交通系統(tǒng)是否適應(yīng)社會、經(jīng)濟發(fā)展，內(nèi)在表現(xiàn)為要有合理的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局；外在表現(xiàn)為克服空間位移過程中的費用、時間、安全.客貨運的空間移動，是消耗過程，本身不產(chǎn)生價值，因此交通運輸在克服空間位移時最基本要求是安全、快速、經(jīng)濟，且要具有比較優(yōu)勢.

公路交通系統(tǒng)是交通運輸系統(tǒng)的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)需達到一定規(guī)模，具有良好結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮自己應(yīng)有的作用，而且必須與其他交通子系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，才能使整個運輸系統(tǒng)作用協(xié)同.

總里程規(guī)模接近度、高速公路比例接近度、一、二級公路比例接近度、連通度、飽和度、公路投資比例接近度等指標(biāo)確定評價標(biāo)準判斷其適應(yīng)性，其它難以確定評價標(biāo)準的指標(biāo)通過橫向與縱向?qū)Ρ龋贸霰容^優(yōu)勢，判斷適應(yīng)性程度.

1.4 評價指標(biāo)量化

1) 公路網(wǎng)規(guī)模

該值越高表明公路建設(shè)越理想，與社會經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)度越高，評價標(biāo)準見表1.標(biāo)準公路總里程、高速公路、一、二級公路里程計算參考文獻[3].

2) 公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)

高速公路比例接近度=

(2)

一、二級公路比例接近度=

(3)

(4)

3) 公路網(wǎng)布局 連通度反映了路網(wǎng)布局連通情況[10].

4) 快速性 可達性為利用特定公路交通方式從某一區(qū)位到達特定區(qū)位的便捷程度，公路可達性的提高能有效推動區(qū)域經(jīng)濟的進一步發(fā)展.其值越小，交通速度就越快.

5) 經(jīng)濟性 公路網(wǎng)越完善，交通費用/收入比越小.

6) 安全性 包括：①當(dāng)量事故數(shù)/公路通車里程：通過賦予受傷及死亡事故一定權(quán)重來反映事故的嚴重程度.②當(dāng)量事故數(shù)/客貨運周轉(zhuǎn)量：貨運周轉(zhuǎn)量折算成客運周轉(zhuǎn)量，取兩者之和.③直接損失/GDP.

7) 服務(wù)水平 飽和度表示交通供給與交通需求之間的關(guān)系.

8) 公路投資比例接近度

公路投資比例接近度=

(5)

9) 路網(wǎng)脆弱性 節(jié)點的介數(shù)指網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過該點的數(shù)量比例，反映某節(jié)點控制網(wǎng)絡(luò)其它中所有節(jié)點對聯(lián)系的程度.在道路網(wǎng)中，道路介數(shù)越大，網(wǎng)絡(luò)中的其他道路對其依賴性越強，當(dāng)這些路段發(fā)生突發(fā)狀況時，就很容易擴散到其它道路，路網(wǎng)的脆弱性大，恢復(fù)能力弱.當(dāng)各道路介數(shù)相差很大時，一旦介數(shù)很大的道路發(fā)生異常事件，路網(wǎng)需要較長時間才能恢復(fù)其運輸功能，因此用各道路介數(shù)的離散系數(shù)來表征路網(wǎng)整體脆弱性.

10) 協(xié)調(diào)效度 綜合交通運輸系統(tǒng)是一個多輸入多輸出的復(fù)雜系統(tǒng)，要對其子系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)性研究，首先要建立適合于研究多個決策單元、多輸入多輸出系統(tǒng)的評價模型.DEA方法是評價不同決策單元多輸入多輸出問題較為理想的方法.其中：協(xié)調(diào)效度越接近于1，說明子系統(tǒng)a對子系統(tǒng)b的協(xié)調(diào)程度越好，當(dāng)協(xié)調(diào)效度等于1時，說明a，b兩系統(tǒng)之間是完全協(xié)調(diào)的，表明a系統(tǒng)的輸入對b系統(tǒng)輸出的效率相對最好，進而說明a系統(tǒng)對b系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系是最匹配的.

2 結(jié) 果

2.1 公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在型評價

1) 公路網(wǎng)規(guī)模 武漢市2011—2015年公路網(wǎng)總里程規(guī)模接近度見表2.由表2可知，公路網(wǎng)總里程規(guī)模接近度都大于0.8，結(jié)合表1可知，武漢市2011—2015年公路總里程建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng).

表2 武漢市公路網(wǎng)總里程規(guī)模接近度

2) 公路網(wǎng)結(jié)構(gòu) 武漢市2011—2015年高速公路、一、二級公路比例接近度見表3.由表3可知，公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)比例接近度均大于1，結(jié)合表1可知，武漢市高速公路、一、二級公路建設(shè)非常理想，已超前經(jīng)濟發(fā)展.聯(lián)合考慮總里程規(guī)模接近度，表明武漢市公路網(wǎng)中農(nóng)村公路規(guī)模偏小，發(fā)展滯后.

表3 武漢市公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)比例接近度

3) 公路網(wǎng)布局 武漢市2011—2015年路網(wǎng)連通度見表4.由表4可知，公路網(wǎng)連通度均大于2.0，結(jié)合表1可知，武漢市路網(wǎng)布局比較完善，與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng).

表4 武漢市公路網(wǎng)連通度

2.2 公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的外在表現(xiàn)評價

1) 快速性 基于ArcGIS軟件，武漢、成都、鄭州2011—2015年路網(wǎng)平均可達性值見圖2.武漢市2011—2015年路網(wǎng)平均可達性最大值為50.79 min，最小值為44.61 min，且逐年呈現(xiàn)下降趨勢，表明武漢市路網(wǎng)可達性趨好.同時與成都、鄭州相比，武漢市路網(wǎng)可達性值小于成都，除個別年份外，也小于鄭州，表明武漢市路網(wǎng)可達性優(yōu)于同類型城市成都和鄭州市路網(wǎng).

圖2 路網(wǎng)可達性值

2) 經(jīng)濟性 考慮到數(shù)據(jù)獲取的難度，本研究采用城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入指標(biāo)，見圖3.由圖3可得，2011—2015年，武漢市城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入總體上呈現(xiàn)下降趨勢，在一定程度上表明武漢市路網(wǎng)逐漸完善.同時與成都和鄭州相比，除個別年份外，武漢市城鎮(zhèn)居民人均交通費用/收入小于成都和鄭州，表明武漢市路網(wǎng)優(yōu)于成都和鄭州.

圖3 城鎮(zhèn)居民人均交通費用占總收入比

3) 安全性 武漢市2011—2015年道路交通安全狀況見圖4.由圖4可知，當(dāng)量事故數(shù)/公路通車里程和當(dāng)量事故數(shù)/客貨運周轉(zhuǎn)量指標(biāo)呈現(xiàn)下降趨勢；直接損失/GDP指標(biāo)2012年最大，2013年最小，總體上呈現(xiàn)下降趨勢，且值較小，表明武漢市道路交通安全狀況較好.

圖4 武漢市道路交通安全狀況

4) 服務(wù)水平 武漢市2011—2015年公路網(wǎng)飽和度見表6.由表6可知，公路網(wǎng)飽和度在0.37～0.53，結(jié)合表1可知，武漢市2011—2015年公路網(wǎng)服務(wù)水平與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng).

表6 武漢市公路網(wǎng)飽和度

2.3 建設(shè)資金環(huán)境評價

武漢市2011—2015年公路投資比例接近度見表7.由表7可知，投資比例接近度在0.5～0.8，結(jié)合表1可知，武漢市2011—2013年公路投資與經(jīng)濟發(fā)展不適應(yīng)，2014—2015年公路投資與經(jīng)濟發(fā)展基本相適應(yīng).

表7 武漢市公路投資比例接近度

2.4 公路網(wǎng)非正常情況下適應(yīng)性評價

圖5為武漢市2011—2015年路網(wǎng)節(jié)點介數(shù)離散系數(shù)變化.由圖5可知，路網(wǎng)各節(jié)點介數(shù)離散系數(shù)逐年降低，表明路網(wǎng)強度提高，當(dāng)路網(wǎng)某個節(jié)點發(fā)生事故時，整個路網(wǎng)恢復(fù)能力逐步提高.同時除2011年外，武漢市路網(wǎng)各節(jié)點介數(shù)離散系數(shù)均比成都大，表明武漢市路網(wǎng)在非正常情況下，抵抗強度低于成都.

圖5 路網(wǎng)節(jié)點介數(shù)離散系數(shù)變化

2.5 公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調(diào)性評價

圖6為公路運輸系統(tǒng)與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調(diào)效度變化趨勢圖.由圖6可知，公路運輸系統(tǒng)對鐵路運輸系統(tǒng)、公路運輸系統(tǒng)對水運運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性相差不大，但都優(yōu)于公路運輸系統(tǒng)對航空運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性.公路對鐵路的協(xié)調(diào)效度較好，都在0.9以上，其中2014年為1，達到完全協(xié)調(diào)；公路對航空的協(xié)調(diào)效度2011年最大，為0.875，2012年最低，之后呈現(xiàn)上升趨勢；公路對水運的協(xié)調(diào)效度也較好，都在0.9以上.

圖6 公路運輸系統(tǒng)與綜合交通(鐵路、水運、航空)的 協(xié)調(diào)效度變化趨勢

3 結(jié) 論

1) 2011—2015年武漢市公路總規(guī)模達到現(xiàn)階段社會經(jīng)濟水平發(fā)展要求值；高速公路、一二級公路建設(shè)良好，超前經(jīng)濟發(fā)展；公路網(wǎng)布局較完善，連通度良好；公路網(wǎng)經(jīng)濟、快速、安全性方面均趨好發(fā)展，且快速性優(yōu)于成都、鄭州，經(jīng)濟性優(yōu)于成都；公路網(wǎng)整體服務(wù)水平位于一、三級之間，交通流較穩(wěn)定；公路建設(shè)資金呈上升趨勢，2011—2013年與經(jīng)濟發(fā)展不適應(yīng)，2014—2015年基本相適應(yīng)，還需增加公路投資；公路對其他交通運輸方式(鐵路、水運、航空)協(xié)調(diào)性都較好，其中公路對鐵路、公路對水運的協(xié)調(diào)性相差不大，但都優(yōu)于公路對航空的協(xié)調(diào)性.從多個指標(biāo)可看出，武漢市公路總體建設(shè)良好，與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng).

2) 從公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在表現(xiàn)、外在表現(xiàn)、公路與綜合交通(鐵路、水運、航空)的協(xié)調(diào)性、非正常情況下適應(yīng)性、建設(shè)資金環(huán)境5個維度10個方面建立指標(biāo)，更加系統(tǒng)、全面的評價了適應(yīng)性.

3) 社會經(jīng)濟和公路系統(tǒng)是不斷發(fā)展變化的，本研究不僅從靜態(tài)的角度評價其適應(yīng)性，還考慮其動態(tài)性，反映了適應(yīng)性的發(fā)展趨勢.

4) 公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)性是相對的，對于沒有評價標(biāo)準的指標(biāo)，通過橫、縱向?qū)Ρ葋砼袛啵Y(jié)果更能便于理解.

5) 研究仍存在一些不足：①從宏觀上建立指標(biāo)進行診斷，難以反映公路網(wǎng)局部適應(yīng)性；②評價結(jié)果受評價標(biāo)準影響，如何選取合適的標(biāo)準需進一步研究.