高速铁路可达性研究综述

摘 要：本文细数了可达性的含义及基本特征，指出了可达性在高速铁路发展中的内涵，然后归纳了各种可达性评价技术方法及其在高速铁路可达性中的应用，最后对于可达性在高速铁路中的相关研究进行了总结。

关键词：高速铁路；可达性；评价方法；区域经济

一、引言

不同学者从不同的角度、空间尺度大小和评价方法对于可达性的概念有着各自不同的理解。Hansen在1959年首次提出了可达性的概念，他认为在一个交通网络中的各个节点之间能够相互作用，相互作用机会的大小就是可达性[1]。之后人们提出了各种关于可达性的概念，比较典型的可达性概念如下：可达性是在某种特定的交通模式下赋予个人在特定时间内抵达某一地点能够获取机会的能力[2]；可达性克服了空间阻隔的难易程度，这种空间阻隔一般用所花费的时间、距离、费用及其他映射阻隔来表示。如果某一地方到另一个地方的空间阻隔大，则该地的可达性差，反之则可达性好[3-5]；可达性是指在以交通运输网络中，单位之间内某一地区所能到达或者接近的发展机会数量 [6]。可达性是相互作用的潜力，某一地区可达性的好差可以用某地所受的相互作用力大小来衡量的[7-8]。可达性由出行所产生的效应决定[9]。文献[10]在总结了大量关于可达性的定义、可达性评价方法和可达性在相关领域的应用研究之后，得出可达性的含义至少应该包含以下3点内容[10]：①交通成本。不仅包括交通出行时间成本和出行费用成本，并且交通出行产生的风险、出行过程中的舒适度等也包含在内；②节点的区位特征或吸引力。包括该节点的GDP、人口数等各种社会经济状况；③节点的时空关系。是一对一还是一对多。

可达性是一个比较灵活的概念，经过50多年的研究，其内涵仍然随着社会的进步而不断发展。但普遍认为可达性的内涵通过某种特定的交通系统连接了其与和个体在空间中的移动能力。因而一般情况下，可达性是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达所需活动地点的便利程度[7]。

二、可达性在高速铁路中的内涵

自从1964年世界上第一条高速铁路――日本新干线诞生以来，凭借着安全、高速、节能、环保等诸多与时俱进的优势，高速铁路得到了不断的发展[11]。

高速铁路作为一种新的交通方式的变革解决了两个可达性的问题。首先，高速铁路时是与其它交通运输体系不断角逐中逐渐发展起来的。若干种交通运输体系角逐的重点在于何种能给企业或者个人活动带来更多的便利程度。根据高铁的技术经济特性，高速铁路的可达性是与航空运输、公路运输在中长距离运输的竞争中获得的优势[12]。正如国外学者所说，高速铁路是客运交通的一个技术突破，它在中长距离交通模式中与公路、航空运输进行竞争，从而增加了铁路运输的在整个运输市场中的份额[13]。国内外因为高铁开通而导致航班缩减甚至取消的例子比比皆是。在法国，高速列车的发展就明显的冲击到了国内的航空运输业。在1981年开通第一条巴黎至里昂之间高速列车运行线路之后，对应的航空线路因此损失了超过50%的乘客。在日本，东京至大阪、东京至名古屋等多条航线就因为对应开通运营的多条新干线而导致航线取消。在中国，武广高铁使得武汉-广州航线的客座率明显下降，其它高铁线路的开通对于原本的航线也产生了不小的冲击[14]。

其次，高铁将多个城市联结在一起，建立了一个新兴的可达性区域或走廊[15]。除高速铁路建设期间，区域或者走廊的发展并不以高速铁路为动力引擎，高速铁路仅充当发展的催化剂作用。受可达性影响的新兴区域或走廊能否抓住机会发展自身，还需要看这些城市能否发挥自身所拥有的资源优势，建立相对的区位优势和竞争力。否则可能会适得其反。法国TGV铁路东南沿线虽有Le Creusot、Macon和里昂三个新建站点，但除里昂地区之外，其它地区并没有出现明显的经济增长现象[16]。类似的日本新干线通车之后，沿途城市大阪、东京获得了较快的经济发展。在它们之间的名古屋由于经济基础比较薄弱，新干线的开通并没有带动当地经济发展，甚至在某些领域出现了负增长 [17]。

三、高铁可达性的评价方法

可达性的改变成为城市或区域之间，在新产生的空间经济格局中进行角色调整和重新组织的重要因素，是区域或者城市空间经济结构进行再组织的“发生器”之一[18]。地区之间资源或服务设施等空间分布不均衡是空间经济组织结构进行再组织的根本原因。由于资源或服务设施等供给不是无限的，可达性的测量需要同时考虑双方的信息 [19]。目前可达性测量方法主要是以下三种：基于空间阻隔、机会累积和空间相互作用[20]。

1、基于空间阻隔

该方法认为可达性的好差可以是用空间阻隔程度的高低来表示。空间阻隔的高低表示为点与点之间空间阻隔的总值或者均值的大小：

或者 （1）

其中A为i点的可达性，C为i点与j点的空间阻隔大小， 为i点与j点之间的摩擦系数，通常取常数值1。 一般有3种描述方式：i点到达经济中心j点的最小时间、i点与j点之间的交通成本的平均值以及i点与j点之间的交通成本加权值[10]。其中使用交通成本加权值最为常见[21-27]，曾用于跨欧洲铁路网区域效应的评价，通过比较铁路网建设前与建成后通行时间加权值，对比分析可达性值的变化情况[28]。其计算公式为：

（2）

是在特定交通网络中，节点i到达节点j点不同线路中通行时间的最小值。 是经济中心节点j的质量，一般用GDP、就业率或者人口数量等经济指标来表述。但无论采用何种方式计算 ，关系式（2）中 的信息是最难采集。在高速铁路可达性评价中，对列车时刻表数据进行处理是一种常用方法[16，21，24，27，29]。随着GIS技术的发展和数理处理方法的不断进步，产生了更准确和有效地计算 大小的方法。采用GIS技术的核心在于运用GIS矢量和栅格数据的空间分析模块找到最短路径计算 [22，23，25，27，30]；数理方法包括网络分析方法如数据包络分析[31]、神经网络[32]、贝叶斯估计方法[33]和空间相互作用模型[34]。此外，还有一种基于网络布局与某点连接的其他节点数量的拓扑量测量方法，该方法不仅考虑两点间的最短距离，还考虑两点间可通达的路径数量及布局等因素[4，20]。

尽管相比较于其它两种方法，基于空间阻隔的方法便于理解和计算但是存在着一些问题，如在计算交通成本加权平均值时不考虑距离的衰减问题，该模型中存在距离的长短对于可达性影响不大的缺点[10]。

2、基于机会累积

该评价方法是由城市之间发展的接近程度而定。由居民从居民地出发，利用某种交通方式在一定出行时间范围内能达到的工作地数量及取得工作机会数量的大小决定。如果i区居民克服了空间阻隔到达j区，所有不大于该区域范围内的小区间都合计起来表达为：

（3） 是出行的发展计划变化函数，T为规定的出行时间范围。具体使用此方法来评价铁路可达性时，往往是基于i区与j区之间往返列车趟数和乘坐率来衡量[35]。但机会累积的测量方法也存在着一些问题，例如不能反映时间 以外的区域可达性变化情况等。这一问题是该方法需要解决的主要问题[36]。

3、基于空间相互作用

该方法认为可达性的测量是通过到达所需活动地点的难易程度进行。这种难易程度的描述不仅包括受到空间阻隔影响，还要与目标活动地点规模大小成正比。这种方法紧密结合代表发展、服务设施等城市活动的用地和代表了出行距离、出行耗时等交通成本 [13]。因而很好地解决了其它两种方法存在的缺点，成为最通用的可达性指标，在高铁可达性评价上也得到了广泛应用[16，20-23，25，27，30，35]。其经典的数学表达式为：

（4）

表示为节点i的经济潜能。由于该种方法的全面性，国内一些学者对此方法进行了改进，成为可达性研究的最新成果和方向。张萌萌等利用列车时刻表数据重新定义了市场潜力函数，并利用该函数探讨高速铁路的开通对城市市场潜力的提升作用[35]。郑思齐等对2006年至2010年期间262个高铁影响区域内（100km-750km）的城市的人口、住房、市场等数据分析进行研究和构筑市场潜力模型，结果表明高铁开通刺激了这些城市的经济发展 [37]，研究成果受到了国内外广泛关注。

四、总结与展望

“四纵四横”的高速铁路网使得高速铁路覆盖了全国93%的省会城市、80%的50万以上人口的城市和70%的地级及以上城市。可达性作为衡量高速铁路开通后城市或者区域之间相互作用便利程度的指标，旨在通过可达性影响为后期城市或区域发展提供决策信息，并分析高速铁路未来的影响潜力。本文通过总结和分析高铁可达性研究进展得出以下结论：

高速铁路是客运交通的新技术，在中长运输距离（100km-750km范围内）相比较航空运输具有明显的优势。高铁的开通建立了一个由多个城市相互联结的、拥有高速铁路区间可达性的区域或走廊。高铁的开通为区域经济发展提了催化剂，但沿线城市能否发展自己，还需要看这些城市能否发挥自身所拥有的经济资源和竞争力。不同高铁可达性的测算方法具有各自的适用性，并根据获取的数据类型方法、研究对象不同和研究尺度的大小等进行选择。

国内关于高速铁路的可达性研究主要集中于城市或者区域交通可达性提升和对于区域经济影响方面。对于可达性的内涵和对应的可达性测量方法研究相对不足。但中国的高速铁路正深刻影响着人们的出行和生活方式，对中国未来城市空间结构和区域社会经济产生重大影响。因而，如何借鉴国外研究经验，深入挖掘适合国情的可达性内涵和构建对应的测量指标是目前可达性研究的首要任务。

参考文献：

[1]Hansen W G. How accessibility shapes land-use. Journal of the American of Planners， 1959（25）.

[2] Bhat C， Handy S， Kockelman K， et al. Urban accessibility index： literature review[J]. Land Use， 2000.

[3] Allen W B， Liu D， Singer S. Accessibility measures of US metropolitan areas[J]. Transportation Research Part B Methodological， 1993（27）.

[4] Ma?kiewicz A， Ratajczak W. Towards a new definition of topological accessibility[J]. Transportation Research Part B Methodological， 1996（30）.

[5] D.R. Ingram. The concept of accessibility： A search for an operational form[J]. Regional Studies the Journal of the Regional Studies Association， 1971（ 5）.

[6] Wachs M， Kumagai T G. Physical accessibility as a social indicator[J]. Socio-Economic Planning Sciences， 1973（7）.

[7] Morris J M， Dumble P L， Wigan M R. Accessibility indicators for transport planning[J]. Transportation Research Part A General， 1979， 13（79）.

[8] Shen Q. Location characteristics of inner-city neighborhoods and employment accessibility of low-wage workers[J]. Environment & Planning B Planning & Design， 1998（25）.