新疆鐵路沿線城市交通可達性及經濟聯系對比研究
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摘要：在當前“一帶一路”背景下，新疆鐵路建設進入到大發展階段，新疆城市為典型的綠洲城市，各城市間相距甚遠，鐵路建設不僅縮短了沿線地區的時空距離，提升了地區間的交通可達性水平，也促進了地區間的社會經濟聯系。對比分析2011和2016年新疆以喀什為起點由西向東沿線13個主要站點縣（市）的交通可達性和經濟聯系發現，2016年城市間交通可達性和經濟聯系整體顯著提升，但仍存在明顯差異，原本交通相對便利的地區交通更加便利;烏魯木齊市周邊鐵路沿線縣（市）經濟增長顯著，距離越遠提升越不明顯;13個節點城市的區域經濟發展水平差異縮小，區域發展不平衡性有所下降。
關鍵詞：鐵路建設;交通可達性;經濟聯系;新疆
中圖分類號：F512.7 文獻標識碼：A
文章編號：0439-8114（2019）07-0122-05
Abstract： Under the current "One Belt， One Road" background， Xinjiang railway construction has entered a stage of great development. The cities in Xinjiang are typical oasis cities， which are far apart. The railway construction not only shortens the time and space distance along the line， but also improves the accessibility level between the regions， and promotes the social and economic links between the regions. By comparing and analyzing the traffic accessibility and economic linkages of 13 major stations in the west and east along the route from Kashgar in 2011 and 2016 in Xinjiang， it is recognized that in 2016， the accessibility and economic ties between cities have improved significantly， but there are still obvious differences. The traffic in the area where the traffic was relatively convenient is more convenient; the economic growth of the counties and cities along the railways around Urumqi is significant; and the farther the distance is， the less obvious the increase. The regional economic development level of the 13-node cities has decreased， and the regional development imbalance has declined.
Key words： railway construction; traffic accessibility; economic linkages; Xinjiang
鐵路作為國民經濟的大動脈，對帶動區域經濟、社會發展具有重要的作用。由于新疆特殊的經濟地理特征和經濟發展環境，95%以上的進出疆物資由鐵路運輸承擔，更加決定了鐵路在新疆區域經濟、社會發展中有著不可替代的重要地位和作用。在絲綢之路經濟帶建設中，新疆要打造交通樞紐中心，必須完善鐵路網絡。目前，新疆“一軸兩環”的主骨架正在形成，初步形成了以烏魯木齊為全國性綜合交通樞紐，新歐亞大陸橋為主軸，環塔里木盆地和環準噶爾盆地為兩翼的綜合交通網絡。
截至2016年，新疆鐵路營業里程為6 166 km，其中電氣化鐵路2 940 km。蘭新鐵路一直是新疆通往內地的惟一鐵路線，2014年底蘭新鐵路第二雙線建成通車，老蘭新鐵路將作為貨運專線繼續使用。2015年6月2日，南疆鐵路吐魯番至庫爾勒增建第二線（以下簡稱“吐庫二線”）全面開通運營。吐魯番至庫爾勒間原本運營里程為457 km，吐庫二線開辦客運業務后運營里程為334 km，減少了123 km。2015年7月1日，首開烏魯木齊至阿克蘇的特快列車。
新疆鐵路發展取得較大成績的同時，還存在諸多困難與問題。一是進出疆通道少，僅有蘭新鐵路、哈密至額濟納鐵路，與內地交通聯系能力和機動性不足;二是南北疆交通聯系薄弱，尚無真正意義上的跨天山鐵路通道;三是鐵路網密度偏低，僅有34.7 km/萬km2，是全國平均鐵路網密度的三分之一，塔城地區還尚未通鐵路。當前，由于國家大力發展高速鐵路，越來越多的城市感受到了高速鐵路的便利以及鐵路開通對城市社會經濟發展帶來的有利影響，成為當前研究的熱點。當前針對鐵路可達性以及對區域經濟影響的研究[1]主要有集中在中東部較發達地區[2]，研究多以高速鐵路為研究對象[3，4]，且多以城市群為目標[5]，著重于整體區域的可達性及經濟影響，針對中西部地區尤其是新疆這樣鐵路建設遠遠落后于內陸地區，高鐵線路匱乏，但對鐵路需求又極其旺盛的區域，研究還相對較少。通過測算鐵路交通可達性的變化，進而探討其對沿線縣（市）經濟發展的影響，因此，研究當前“一帶一路”背景下新疆鐵路建設對沿線縣（市）的影響，對新疆打造多層級交通樞紐具有重要的現實意義。 1 研究方法與數據來源
1.1 可達性
可達性是評價交通網絡的一項有效的綜合性指標。1959年Hansen首次提出可達性的概念，并認為其可以表示交通網絡中各節點發生相互作用的可能性大小。對于可行性的研究，不同學科的不同學者提出了多種定義方式，但總體而言，都認為可達性是表示一種在特定時間到達指定地點的前提下對交通設施的依賴能力。而對于指標的選擇，國內外學者針對不同的研究對象作出了多種研究和嘗試，主要可以歸結為三種，即加權平均旅行時間、經濟潛力和日常可達性。本研究借鑒此類研究方法，選取加權平均旅行時間為指標，對新疆鐵路交通的可達性變化展開分析。
1.1.1 加權平均旅行時間 地區社會經濟發展水平影響客流的空間指向，因而可達性不僅與地區的空間地理區位及交通基礎設施狀況有關，還與地區社會經濟發展水平有關。在可達性評價的眾多指標中[6-8]，加權平均旅行時間是常用的方法，該指標側重于從時間節約或交通成本節約的角度來衡量區域可達性水平，能夠直觀地表現可達性水平及其變化。表達式為：
式中，Ai為節點i的加權平均旅行時間，表示i節點在區域內的可達性水平，Ai的得分與可達性水平呈反比，分值愈低代表i節點的可達性水平愈高，反之亦然;Tij為節點i到節點j采用某種交通方式所花費的最短旅行時間;Mj為經濟中心的某種經濟要素的流量，代表中心j的經濟發展實力和對各節點的吸引和輻射能力，多采用GDP總值和人口總值等指標來衡量，本研究采用各節點區域的GDP總量;n表示區域交通網絡中除節點i以外的其他節點數量之和。
1.1.2 可達性系數 為了使計算出的加權平均旅行時間指標在各節點之間具有可比性，采用可達性系數對其進行歸一化處理，以便更好地反映各節點可達性水平的相對高低?？蛇_性模型由Allen在1995年提出，以平均阻抗表示節點和整個網絡的可達性。本研究建立可達性系數，即節點可達性值Bi=dij與網絡內所有節點可達性平均值B=Bi之比，其數學表達式為：
式中，dij表示節點i、j之間的最小阻抗，Bi′為i節點的可達性系數;Bi為節點i的可達性值;m為節點的個數。其中，Bi′值越大，表示節點i可達性越差;Bi′>1說明該節點可達性水平低于區域內平均水平;Bi′<1說明該節點的可達性優于區域內平均水平。
1.2 區域經濟聯系
區域可達性提升的直接經濟效應是加強地區間的社會經濟聯系，區域經濟聯系量是衡量區域間經濟聯系強度的指標，既能反映經濟中心對周圍地區的輻射能力，也能反映周圍地區對經濟中心輻射能力的接受程度，引力模型是常用方法[9，10]，其表達式為：
式中，Rij為i、j兩地區間的經濟聯系強度;Pi、Pj為地區i、j的人口規模;Gi、Gj為地區i、j的地區生產總值;Dij為i、j兩地區間基于鐵路網絡的最短旅行時間。Ri為i地區的對外經濟聯系總量，反映該地區與其他地區的經濟聯系強弱或疏密程度。
錫爾系數可以測算城市間的發展水平差異，其值越小，表示不同地區經濟發展差異越小，反之則表明差異越大，其計算公式為：
式中，n為區域個數，Yi為城市i的GDP占樣本城市GDP總量的百分比，Pi為城市i的總人口占樣本城市總人口的百分比。
1.3 數據來源
喀什市是新疆最靠西的城市，是絲綢之路經濟帶核心區上的重要交通樞紐城市，以喀什為起點出疆基本要花費25 h以上的時間，隨著新疆鐵路建設，喀什市出疆線路有了多重選擇，出疆時間也較之前縮短。本研究選取以喀什市為起點的出疆鐵路沿線站點的主要縣（市）阿圖什市、巴楚縣、阿克蘇市、新和縣、庫車縣、輪臺縣、庫爾勒市、焉耆縣、烏魯木齊市、吐魯番市、鄯善縣和哈密市為研究對象，分別統計2011和2016年火車時刻表、GDP數據和人口數據。2011和2016年GDP數據和人口數據主要來源于2012、2017年新疆統計年鑒、各縣（市）國民經濟和社會發展統計公報。鐵路建成前后地區間基于鐵路網絡乘車最短時間的數據根據中國鐵路客戶服務中心（www.12306.cn）的列車時刻表信息和網絡數據整理得到。
2 交通可達性及經濟聯系研究
新疆鐵路沿線主要站點縣（市）間距離較遠，旅途時間長且選擇單一是長期困擾新疆各民族人民出行的主要問題。根據列車時刻表統計2011和2016年主要站點縣（市）對開最短時間，2011年從新疆最西邊的喀什市到最東邊的哈密市鐵路行駛時間將近26 h，2016年這一時間縮短為不到23 h。其他站點間的時間也都有相應的縮短。
2.1 加權平均旅行時間
根據公式（1）計算主要縣（市）的加權平均旅行時間變動情況，通過對比分析新疆鐵路快速建設前后鐵路沿線主要縣（市）的加權平均旅行時間（表1）可以看出，鐵路的提速和新線路的運營使沿線主要的13個站點縣（市）間的可達性得到了較大幅度的提升，沿線縣（市）的加權平均旅行時間由2011年的765.00 min降至2016年的450.12 min，降幅達41.16%，反映出鐵路建設對降低新疆南北疆、東西疆沿線縣（市）間的往來時間，提升城市間可達性具有突出的影響。
具體分析不同縣（市）可知，疆內的可達性和提升幅度還存在較大差異。2011年，鐵路沿線主要縣（市）中高于平均水平的有7個，分別是輪臺縣、庫爾勒市、焉耆縣、吐魯番市、鄯善縣、烏魯木齊和哈密市，這幾個縣（市）間的距離相對較近，且都靠近首府烏魯木齊市，其經濟發展水平也較其他縣（市）高;可達性較差的縣（市）為喀什市、阿圖什市、巴楚縣、阿克蘇市、新和縣和庫車縣，這幾個縣（市）地處新疆西部較為偏遠的地區，同時經濟發展也相對緩慢，平均加權旅行時間都在1 000 min左右，可達性最差的喀什市加權平均旅行時間為1 224.68 min，接近烏魯木齊市的兩倍，這主要是由于其地理位置處于邊境附近，遠離鐵路網密集地區，且與阿圖什市其他節點城市的距離也過于遙遠。2016年，13個鐵路交通沿線主要縣（市）的可達性都有了大幅提升，各縣（市）的通達時間都在1 000 min以下，最高的喀什市也降至859.09 min。可達性最高的吐魯番市降至182.93 min，這得益于其本身處于三條鐵路線必經之途，且臨近首府烏魯木齊市，可達性得到極大的提升。通過對比2011和2016年各縣（市）可達性的提升幅度和增長率可以發現，提升幅度超過一半的城市有庫爾勒市、焉耆縣和烏魯木齊市，主要原因一方面是由于線路的提速，另一方面由于吐庫二線的運營通車，烏魯木齊至阿克蘇的特快列車的通車運營都使線路沿線縣（市）間的可達性有了顯著提升。 通過對比分析可達性系數（圖1）可以看出，2011年可達性系數小于1的縣市有7個，到2016年增至8個;從可達性系數值來看，2016年可達性系數大于1的值比2011年可達性系數值變得更大，可達性系數小于1的值比2011年可達性系數值變得更小。由此可以看出，鐵路建設使得交通原本便利的地方更加便利，交通不便利的地方越發不便利，相對交通狀況沒有改善，反而加大了差距。
2.2 經濟聯系分析
利用公式（3）測算鐵路沿線主要站點縣（市）經濟聯系強度和經濟聯系總量，結果如表2所示。隨著西部大開發和新疆工作座談會的召開，地區經濟發展得到顯著提升，沿線縣（市）的經濟聯系總量在2011—2016年得到大幅度增加，各縣（市）對外經濟聯系總量的平均值由2011年的6 674.60萬經濟度（億元·萬人/h2）[11]增值到2016年的42 968.30萬經濟度，增長了近6倍。首府烏魯木齊市的對外經濟總量由2011年的16 846.14萬經濟度增至178 304.27萬經濟度，增長了9倍，反映出烏魯木齊市對周邊城市的輻射帶動作用大幅度增強。將沿線縣（市）按增加率可大致分為4個層次，第一層：吐魯番市，增加率超過1 000%;第二層：鄯善縣和烏魯木齊市，增加率在500%～1 000%;第三層：喀什市、阿圖什市、巴楚縣、阿克蘇市、庫車縣、輪臺縣、庫爾勒市、焉耆縣和哈密市，增加率在100%～500%;第四層：新和縣，增加率不到100%。經濟聯系總量的大小與相鄰節點縣（市）位置的遠近有關，烏魯木齊市和吐魯番市由于蘭新客運專線的開通、動車組的運營極大地縮短了兩市之間的往來時間，在烏魯木齊市的輻射下，打造吐魯番和烏魯木齊一小時圈，吐魯番市的經濟聯系總量得到了很大的提升?？κ彩泻桶D什市相鄰，都處在西部國界邊緣，其經濟聯系總量也較為接近。同時也可看出，鐵路的建設和提速對大城市具有明顯的吸引力，對小城市也有著較為明顯的影響作用，并且這個吸引力是雙向的，大城市對小城市的吸引力隨著鐵路的建成和提速而更加強烈。城市間各要素的對流效應會顯著提高，尤其是省會城市對周邊小城市會產生明顯的回流效應，加快鐵路建設對中心城市將會更加有利。
將2011、2016年的人口數據和GDP數據代入公式（4），得到錫爾系數T從0.074下降到0.065，說明13個節點城市的區域經濟發展水平差異減小，區域發展不平衡性有所下降。綜上可見，鐵路的發展對區域經濟聯系的增加有顯著作用，同時也縮小了區域經濟增長的不平衡性。
烏魯木齊、喀什兩座中心城市在構建國際交通樞紐中心上有重要作用。從上述分析可知，烏魯木齊市作為全疆的經濟文化中心，在可達性和經濟聯系上都得到了長足發展，在天山北坡經濟帶的交通網絡中，烏魯木齊作為支點，串聯昌吉、五家渠、石河子、奎屯、烏蘇、獨山子、伊犁、吐魯番等節點。依托絲綢之路經濟帶和中蒙交通軸線，形成“一帶一路”西向的源生性、內陸型國際綜合交通樞紐，成為歐洲和中西亞地區進出中國的門戶樞紐，人流、物流和信息流轉換中心。喀什由于處于疆內區域的邊緣，遠離疆內鐵路網中的其他節點，因此在可達性和經濟聯系強度指標上相對落后于其他節點城市;但由于地處邊境，靠近中亞諸國，喀什定位于溝通兩洋交通的樞紐，以喀什為核心節點，涵蓋疏附、疏勒、阿圖什、阿克陶、烏恰等周邊節點以及紅其拉甫、卡拉蘇、伊爾克什坦、吐爾尕特等重要口岸。重點依托門戶機場、陸路交通口岸，特別是中巴通道、中吉烏通道、中塔和中阿伊等國際運輸通道，充分利用內陸經濟特區等政策優勢，打造中國“一帶一路”西向開放的源生性、口岸中轉型國家級綜合交通樞紐，重點強化中國與中亞、西亞以及印度洋方向的人員物資交往流通。
3 小結與討論
本研究基于新疆鐵路沿線主要站點縣（市）的旅行時間，對比分析提速以及新線路建成前后的交通可達性及其經濟聯系。研究得出以下結論。
1）通過對比分析新疆鐵路快速建設前后的鐵路沿線主要縣（市）的交通可達性可以看出，鐵路的提速和新線路的運營使沿線主要13個站點城市間的交通可達性得到了較大幅度的提升，沿線縣（市）的加權平均旅行時間由2011年的765.00 min降至2016年的450.12 min，降低了41.16%。各縣（市）的通達時間都縮短至1 000 min以下。
2）通過測算鐵路沿線主要站點縣（市）經濟聯系強度和經濟聯系總量發現，沿線縣（市）的經濟聯系總量在2011—2016年得到了大幅增加，各縣（市）的對外經濟聯系總量平均值由2011年的6 674.60萬經濟度增至2016年的42 968.30萬經濟度，增長了6倍。其中烏魯木齊市和吐魯番市的經濟聯系總量增加值都超過150 000萬經濟度。
3）由可達性分析可以看出，當前新疆的鐵路建設使交通原本便利的地方更加便利，交通不便利的地方越發不便利，相對交通狀況沒有改善，反而加大了差距。因此，今后的鐵路建設要更加傾向于原本交通不便利地區，進而帶動當地的經濟發展。
4）在新疆未來交通樞紐功能版圖上，烏魯木齊、喀什將是一南一北兩個層級最高的交通樞紐核心，打造中國“一帶一路”西向開放的內陸型和口岸中轉型綜合交通樞紐。今后的鐵路建設要緊緊圍繞這兩個城市，打通貫通南北疆的跨天山運輸通道，形成絲綢之路經濟帶上重要的交通樞紐中心和商貿物流中心。
本研究只選取了13個主要站點縣（市），且時間間隔較短，來對比分析鐵路快速建設與提速前后沿線站點城市的交通可達性和經濟聯系，仍有不足之處。在今后的研究中可以擴大站點范圍，并對站點城市的城鎮化、產業結構優化、空間結構演變以及旅游資源整合等多方面進行進一步的研究。
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