二、京津冀物流通道可达性研究

(一)可达性概念界定

学术界关于铁路、公路等陆路交通网络可达性的研究较多,且研究价值较高,如Gutiérrez通过定量分析高铁的建设对城市之间在时间距离上的影响,对基础设施建设的重要性进行了强调,认为其对于提升铁路可达性有着重要作用。(2)Dupuy G.和Stransky V.在指数数学模型的基础上,对欧洲公路网络系统的可达性进行了深入研究和分析。(3)Sasaki K.等建立区域计量经济学模型,对轨道新干线进行模拟,认为密度高的新干线网络不一定利于人口的空间分散。(4)Gutiérrez J.对加权平均旅行时间等三个指标进行测算之后,对法国边境高速线对可达性有何影响进行了评估分析。(5)

虽然国内对于可达性的研究起步较晚,但成果颇丰。如陈垚以城市轨道交通网络及换乘站为对象,考虑换乘过程与OD全过程两方面提出了末班车条件下的可达性概念,设计了网络可达性的评估方法;(6)刘悦研究铁路客运枢纽可达性,考虑有关影响枢纽可达性的因素;(7)艾巧玥利用加权平均旅行时间法计算京津冀地区铁路可达性值,并进一步运用引力模型、ArcGis等模型工具研究其演化规律。(8)研究京津冀区域铁路物流网络的可达性,可为进一步研究区域铁路物流网络协同发展奠定基础。在可达性的研究方法上,综合参考国内外学者对可达性的研究基础,(9)(10)结合京津冀区域的实际情况,最后采用加权平均旅行时间法进行可达性研究。

在实际研究中,界定的可达性更多是指交通与运输的便捷性水平,即在给定的交通系统中,人、资源、生产要素等从某一地点到另一地点的便利程度,其同时具有空间和时间的双重内涵,反映节点间的空间尺度以及节点在运输系统中克服距离所需利用的时间,同时也在一定程度上代表着交通成本节约所带来的经济效益。本章通过研究京津冀区域,得知公路运输方式成本最高,其次是铁路运输。其中公路运输货运量占比均维持在75%左右,可见公路运输在京津冀货物运输中具有重大影响。航空运输和管道运输两种运输方式的占比虽然都逐年上升,但是比例依然很小。因此,本章主要研究京津冀区域内2015—2017年公路通道和铁路通道的可达性。

(二)数据来源及评价方法

1.数据来源及处理

2015—2017年,北京市、天津市及河北省通道可达性的评价指标为各城市货运站间货运旅行时间距离、货运节点权重以及货运时速数据。京津冀区域各城市货运节点权重由货运节点货运量占城市总货运量的比重进行衡量统计得到,(11)(12)(13)(14)各货运站的货运量和货运时速通过调研获取,京津冀区域货运节点间的最短旅行时间距离数据是通过ArcGis软件测量京津冀区域货运网络的矢量图整理得到。数据测量的原则如下:两个货运节点之间若有直达货运路线,则在货运网络矢量图上直接测量两个货运节点之间的旅行时间距离;若两个城市之间的货运线没有直接连接,则对中转城市的节点进行选择,以最短路径为原则去选择中转节点,并且认定中转节点的停留时间为零,再去计算两个节点之间最短的旅行时间距离。

2.加权平均旅行时间法

加权平均旅行时间法的运算公式为:

式中,Ai代表节点i的加权平均旅行时间,也代表节点i货运网络的可达性水平,该指标的值越小,其可达性状况越好,反之则相反。Tij为货运节点i到货运节点j的最短旅行时间距离;n为除节点i以外的节点总数;Mj为节点j的权重,而在本章中以京津冀区域货运节点货运量的占比状况来衡量。

可达性系数是表征此节点的可达性水平的相对高低,可以反映出各个节点在整个货运物流通道中的重要程度以及变化情况。其中该节点可达性值与通道内所有节点的可达性平均值的比值构成了可达性系数,其公式为:

式中,A′i为节点i的可达性系数,Aii的可达性值(即加权平均旅行时间),m为所有节点个数。其中A′i属于负向指标类,通过A′i值是否大于或小于1,来判别此节点的可达性水平和整个区域的平均可达性水平的相对大小。

(三)京津冀通道可达性测算

1.公路通道可达性

京津冀由北京市、天津市以及河北省三个地区组成,研究京津冀区域公路通道可达性需要确定公路通道的货运节点,考虑到公路通道的复杂性,在本章的研究中主要选取北京市、天津市以及河北省的石家庄、唐山、保定、邯郸、张家口、承德、廊坊、秦皇岛、沧州、邢台和衡水11个地级市为公路货运节点进行研究。通过上文提到的加权旅行时间距离数据的获取法,计算出京津冀区域公路通道各节点之间的旅行时间距离见表1-12;同时根据中国高速公路网和此前研究经验,得到货运汽车的平均速度为90km/h;此外,依据京津冀区域货运量算出13个节点城市2015—2017年公路货运节点权重见表1-13,原始数据见附录中的附表2。

表1-12 京津冀区域公路货运节点间的旅行时间距离

表1-13 京津冀区域13个城市2015—2017年公路货运节点权重情况

通过运用加权平均旅行时间法对京津冀区域公路通道的可达性进行计算,计算出京津冀区域2015—2017年公路货运节点可达性具体结果见表1-14。

表1-14 京津冀区域2015—2017年公路货运节点可达性情况

通过对比表1-14呈现的京津冀区域公路通道可达性结果,得知京津冀区域公路可达性发展水平主要还是以天津、北京及廊坊为中心,其中承德、秦皇岛、张家口及邯郸地区的公路可达性水平较低。

2.铁路通道可达性

京津冀区域共有19个铁路货运站,研究京津冀区域铁路通道可达性,可将双桥站、北京站、通州站、丰台西站、北京西站、天津站、天津西站、塘沽站、南仓站、天津北站、承德站、张家口站、沧州站、唐山南站、唐山站、秦皇岛站、石家庄南站、衡水站、邯郸站作为铁路货运节点进行研究。

同上依据前文对加权旅行距离数据的获取方式,得出京津冀区域铁路通道货运节点之间的加权旅行时间距离见表1-15。

由调研得知从2007年铁路货运时速提升后,近十年一直稳定在80km/h,因此本文按照铁路货运时速80km/h进行计算,运用铁路货运量指标确定各铁路货运节点的权重见表1-16。

表1-15 京津冀区域铁路货运节点间的旅行时间距离

表1-16 京津冀2015—2017年各铁路货运节点的权重

运用加权平均旅行时间法,从两个角度分析京津冀铁路物流网络可达性,即一方面分析京津冀整体的各铁路货运站的网络可达性发展水平,另一方面对北京市、天津市以及河北省各城市内部铁路货运站的可达性进行比较分析。首先计算京津冀区域中各货运站的加权平均旅行时间,结果见表1-17。其次求解北京市、天津市以及河北省各城市内部货运站网络可达性,得出北京市、天津市以及河北省城市内的货运站网络可达性值见表1-18至表1-20。其中,可达性值越大,代表货运站节点的可达性越差。当可达性值大于1时,则说明该货运站的可达性水平低于区域内的平均水平;而当可达性值小于1时,则说明该货运站的可达性水平优于区域内的平均水平。

表1-17 京津冀区域2015—2017年铁路货运节点可达性

注:结果保留4位小数。

表1-18 北京市各货运节点可达性(A′i

表1-19 天津市各货运节点可达性(A′i

表1-20 河北省各货运节点可达性(A′i

从表1-17至表1-20可清晰得出,2017年京津冀区域铁路物流网络的网络可达性相比2015年、2016年的铁路物流网络的可达性有所提高,但是京津冀区域铁路网可达性在空间上依然是以北京、天津为核心,逐渐向外侧递减,而且河北省的部分货运站的网络可达性低于京津冀区域货运站的平均铁路网络可达性水平。同时,通过比较表1-18、表1-19、表1-20,得出京津冀区域三个地区内部的铁路物流网络发展状况较好的是河北省铁路物流网络。

3.京津冀通道可达性结果分析

京津冀区域综合性通道可达性指数由公路、铁路货运通道可达性指标加权获得:

式中,Ai为节点i的综合通道可达性指数,Ai1Ai2分别为节点i的公路、铁路通道可达性的加权平均旅行时间,W1W2分别为公路、铁路运输在综合通道体系中的权重,主要依据京津冀2015—2017年各交通方式货运周转量的加权数占全部货运周转量的加权数的比重确定,京津冀区域货运周转量数据见附录中的附表1。京津冀区域内公路、铁路运输的权重情况见表1-21,通过上文对京津冀区域公路及铁路可达性的运算结果进行处理,分别见表1-22、表1-23。同时利用式(2)、式(3)测算出京津冀区域通道可达性结果(见表1-24)。

表1-21 京津冀区域2015—2017年公路与铁路运输方式权重

表1-22 京津冀区域公路物流通道可达性情况

表1-23 京津冀区域铁路物流通道可达性情况

表1-24京津冀区域物流通道可达性情况

综合以上运算结果可知,京津冀区域2015—2017年北京市的物流通道可达性发展水平有所提升,而天津市和河北省物流通道发展水平则一般,此外,河北省物流通道的可达性水平低于整个区域物流通道水平。