薛鋒，袁野

（1. 西南交通大學(xué)，交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，成都610031；2. 西南交通大學(xué)，綜合交通運(yùn)輸智能化國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，成都 610031；3. 西南交通大學(xué)，唐山研究生院，河北 唐山 063000）

0 引 言

綜合運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合了鐵路、公路、水路、管道和航空等各種交通方式，使其在各自的運(yùn)輸范圍和社會活動中協(xié)調(diào)合作、有機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、共同構(gòu)建整個地區(qū)的合理路網(wǎng)布局和運(yùn)輸結(jié)構(gòu)。每種運(yùn)輸方式都有其特定的運(yùn)輸特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性能以及使用價值，從開始的相對獨(dú)立到后來的相互銜接，是運(yùn)輸生產(chǎn)力到達(dá)一定程度的必然結(jié)果。隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)水平的提升，人們對于運(yùn)輸?shù)睦斫庀蚨嘣?、立體化發(fā)展，運(yùn)輸流程由簡入繁、環(huán)環(huán)相扣，運(yùn)輸方式在互相競爭的同時，更多的是優(yōu)勢互補(bǔ)。與此同時，各種交通運(yùn)輸方式在不斷發(fā)展的過程中，運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)輸能力都被賦予了更高的要求，綜合運(yùn)輸體系的壓力也越來越大。它的發(fā)展不僅要和生產(chǎn)力的結(jié)構(gòu)布局相適應(yīng)，而且在時間上還應(yīng)具有同步性，這樣才能保證綜合運(yùn)輸網(wǎng)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)。

眾所周知，綜合運(yùn)輸體系是可以帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大力量，交通運(yùn)輸對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有聚集和拓展效應(yīng)。亞當(dāng)·斯密在《國富論》中指出“經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在于分工，分工在于市場的大小，市場的大小跟交通運(yùn)輸?shù)臈l件有關(guān)”。但不管是國外還是國內(nèi)，關(guān)于綜合運(yùn)輸體系和區(qū)域經(jīng)濟(jì)之間的相互影響研究，主要集中于從直接效應(yīng)和間接效應(yīng)兩個方面探討基礎(chǔ)設(shè)施對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響機(jī)制，較少討論二者之間的相互作用機(jī)制，尤其是綜合運(yùn)輸體系區(qū)域經(jīng)濟(jì)支撐程度與匹配能力方面的研究更少。對于系統(tǒng)支撐能力的描述，崔旺來等對海洋支撐力進(jìn)行了分析與評價，梳理了國內(nèi)外界定科技支撐力的方式，構(gòu)建了其指標(biāo)評價體系，但分析角度過于單一[1]。王明全等利用協(xié)調(diào)發(fā)展模型和剪刀差方法對生態(tài)系統(tǒng)的支撐能力與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及兩者之間變化速率的耦合演化規(guī)律進(jìn)行了研究[2]。蘇章全從資源環(huán)境多要素視角出發(fā)對滇中城市經(jīng)濟(jì)圈的資源環(huán)境支撐能力進(jìn)行了綜合評價，構(gòu)建了以資源環(huán)境要素為主的綜合評價公式[3]。姚勝永等運(yùn)用聚類分析和地理信息系統(tǒng)研究了河北省各縣市經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與區(qū)域綜合交通支撐體系的相互關(guān)系[4]。以往的相關(guān)研究多采用定性分析，且指標(biāo)體系構(gòu)建代表性不強(qiáng)，與交通領(lǐng)域相關(guān)的支撐力研究甚少。本文提出綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力的概念（綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力是指在經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展進(jìn)程中綜合運(yùn)輸系統(tǒng)所能提供的起支柱和促進(jìn)作用的抗壓力和拉動力），在此基礎(chǔ)上分析支撐體系的基本內(nèi)涵、功能等，剖析其層次結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)特征情況，總結(jié)綜合運(yùn)輸體系的基本特點(diǎn)以及影響其支撐力的因素，挖掘系統(tǒng)間相互作用機(jī)理，明確體系支撐力計(jì)算辦法，判斷綜合運(yùn)輸體系與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的匹配度。

1 綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系

1.1 指標(biāo)體系建立的原則

綜合運(yùn)輸支撐體系是一個多元而復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要對其做出合理的評價，指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵問題之一，以下是指標(biāo)體系建立的相關(guān)原則：

（1）可靠性：在指標(biāo)體系建立的過程中，可靠性是基礎(chǔ)，搜集的源數(shù)據(jù)科學(xué)可靠，對數(shù)據(jù)處理的方法合理有效，是最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的原則，所搜集到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會對指標(biāo)的界定有最直接的影響。

（2）統(tǒng)一性：綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系涉及多個方面，既相互獨(dú)立又相互統(tǒng)一，因此在建立指標(biāo)體系時，應(yīng)盡可能全面、完整、系統(tǒng)地對其進(jìn)行詳細(xì)的分析和考證。

（3）實(shí)用性：為了使得整個過程更加高效，指標(biāo)選取應(yīng)當(dāng)簡單為主，次要指標(biāo)應(yīng)當(dāng)盡量縮減，可以將相關(guān)程度高的幾個指標(biāo)合并成復(fù)合指標(biāo)，使得各個指標(biāo)都具有相對獨(dú)立性，避免指標(biāo)之間的相互重疊和聯(lián)鎖關(guān)系[5]。

（4）可操作性：綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系在結(jié)構(gòu)和形式上都應(yīng)充分考慮獲得的難易程度，并且要求按照一定的規(guī)范對其進(jìn)行量化，使其具有可測性，在不同層次進(jìn)行相應(yīng)的不同側(cè)重，避免指標(biāo)的單一化，最終確保建立的評價指標(biāo)體系具有可操作性。

1.2 指標(biāo)體系建立的結(jié)構(gòu)

圖1 一元結(jié)構(gòu)Fig.1 Unitary structure

圖2 線性結(jié)構(gòu)Fig.2 Linear structure

圖3 塔式結(jié)構(gòu)Fig.3 Tower structure

指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)與評價對象的復(fù)雜程度有關(guān)，常見的指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)可分為一元結(jié)構(gòu)、線性結(jié)構(gòu)和塔式結(jié)構(gòu)等，如圖1～3所示。一元結(jié)構(gòu)和線性結(jié)構(gòu)較簡單，可以對所評價的目標(biāo)進(jìn)行直接反映。塔式結(jié)構(gòu)也稱為樹狀結(jié)構(gòu)，需要對體系各層次之間的相互關(guān)系進(jìn)行確定，相對前兩者也更加復(fù)雜。一元結(jié)構(gòu)一般用于單指標(biāo)評價，如社會、人口、政治等；線性結(jié)構(gòu)則用來表示事物間存在著的某種平行或者順接關(guān)系；塔式結(jié)構(gòu)需要對體系各個層次進(jìn)行討論和劃分[6]，以便于對最終目標(biāo)的抽象性進(jìn)行描述，因此在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛。在評價的過程中，每個層次都需要清晰的描述，即得到每個要評價的指標(biāo)，使整個指標(biāo)體系更具有可靠性，更便于進(jìn)行定量分析，能科學(xué)、客觀地對目標(biāo)進(jìn)行反饋。

在綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系中，各個指標(biāo)之間的關(guān)系較為復(fù)雜，系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)之間都存在一定的相互關(guān)聯(lián)、相互制約的特性，采用一元結(jié)構(gòu)和線性結(jié)構(gòu)不能全面的揭示各個指標(biāo)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，不能科學(xué)地描述完整的指標(biāo)體系，故本文采用塔式結(jié)構(gòu)來構(gòu)建綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系。

1.3 綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系的建立

綜合運(yùn)輸支撐力體系的主要影響因素為路網(wǎng)布局和運(yùn)輸能力[7]。路網(wǎng)布局反映了該交通系統(tǒng)的廣泛性和方便性，即“寬度”；運(yùn)輸能力反映了該運(yùn)輸系統(tǒng)的服務(wù)性和效率性，即“深度”。因此，本文選取路網(wǎng)布局和運(yùn)輸能力作為描述綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力的兩大主要因素。其中，線路里程體現(xiàn)了該種交通方式的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，密度、覆蓋率等指標(biāo)可以在一定程度上反映其路網(wǎng)布局的均衡、全面；客運(yùn)量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量、運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量等指標(biāo)是該種交通方式運(yùn)輸能力的外在表現(xiàn)形式。其他指標(biāo)例如吸引力、抗風(fēng)險能力、通達(dá)程度等，對指標(biāo)體系構(gòu)建原則的符合度不高，不予采用。本文構(gòu)建的綜合運(yùn)輸支撐力評價指標(biāo)體系如圖4所示。

圖4 綜合運(yùn)輸支撐力評價指標(biāo)體系圖Fig.4 Indexing system of the supporting capability of comprehensive transportation systems

2 綜合運(yùn)輸體系支撐力計(jì)算方法

2.1 指標(biāo)的權(quán)重

由于每個運(yùn)輸系統(tǒng)存在差異，其指標(biāo)涵蓋的信息量不盡相同，因而它們對運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度的影響也不同。當(dāng)某一項(xiàng)指標(biāo)在不同運(yùn)輸系統(tǒng)中的差異性體現(xiàn)較為明顯時，說明其信息量復(fù)雜，對系統(tǒng)整體的影響較大，因此對其賦予較高的權(quán)重。利用各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度，利用信息熵這個工具，可以對客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，計(jì)算出各個指標(biāo)的權(quán)重，為系統(tǒng)評價提供可靠依據(jù)，本文即采用熵值法對指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定。

設(shè)xij為第i個系統(tǒng)中第j個指標(biāo)的值（i=1,2,…,n;j=1,2,…,m），n與m分別為系統(tǒng)的數(shù)量與指標(biāo)的數(shù)量。利用熵值法來確定各系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重的步驟如下所示：

（1）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下的第i個系統(tǒng)指標(biāo)值所占的比重pij：

（2）定義熵，第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值hj：

（3）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gj：

（4）定義熵權(quán)，計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重wj：

2.2 指標(biāo)的無量綱化處理

綜合運(yùn)輸支撐力體系的各個指標(biāo)含義及量綱都不盡相同，具有一定程度上的不可公度性，因此需要對系統(tǒng)內(nèi)各個指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理以便于統(tǒng)一比較和計(jì)算。無量綱化處理的方法有多種，如標(biāo)準(zhǔn)差法、極值差法、功效系數(shù)法等。本文采取極值差法對綜合運(yùn)輸支撐力體系的指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。設(shè)變量uij為第i個系統(tǒng)的第j個指標(biāo)的績效系數(shù)，其計(jì)算公式為：

式中：xmin為指標(biāo)j的最小值；xmax為指標(biāo)j的最大值；績效系數(shù)uij表示目標(biāo)達(dá)到的滿意程度，其絕對值越大，系統(tǒng)的目標(biāo)越易于實(shí)現(xiàn)。0≤uij≤1，當(dāng)uij=0時為最不滿意；當(dāng)uij=1時為最滿意。

2.3 系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度

系統(tǒng)i中所有指標(biāo)對該系統(tǒng)的總貢獻(xiàn)是該系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度的內(nèi)在表現(xiàn)依據(jù)，總貢獻(xiàn)值越高（低），即系統(tǒng)綜合發(fā)展程度也越高（低），因此對于系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度，可利用線性加權(quán)求和的方法來計(jì)算：

式中，wj表示第j個指標(biāo)的權(quán)重；Ui表示第i個系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度。

2.4 耦合度的計(jì)算方法

本文研究的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)包括鐵路、公路、航空和水運(yùn)等，其各種運(yùn)輸方式之間存在一定的相互作用與相互影響，各個系統(tǒng)共同促進(jìn)、配合綜合運(yùn)輸系統(tǒng)形成良性循環(huán)的發(fā)展態(tài)勢，耦合度就是用來描述這種協(xié)同狀態(tài)的度量。其評判公式如下：

式中，C表示各個系統(tǒng)之間的耦合度；Uj表示第j個系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度。

2.5 耦合協(xié)調(diào)度的提出

單純運(yùn)用耦合度來判斷系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系會造成各系統(tǒng)發(fā)展同時偏低引起的耦合度偏高的偽協(xié)調(diào)，耦合協(xié)調(diào)度不僅能評判不同系統(tǒng)間相互耦合的協(xié)調(diào)程度，而且可以反映出不同系統(tǒng)發(fā)展水平的相對高低。其評判公式如下：

式中，D為耦合協(xié)調(diào)度，T為協(xié)調(diào)參數(shù)。

2.6 系統(tǒng)支撐力的計(jì)算方法

系統(tǒng)的支撐力是指在經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展進(jìn)程中系統(tǒng)所能提供的起支柱和促進(jìn)作用的抗壓力和拉動力。本文用系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度和子系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度來表示系統(tǒng)的支撐能力，其評判公式如下：

式中，a、b、c、d、e為待定參數(shù)，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，-0.5＜e＜0.5，按照各類交通方式發(fā)展程度與評價系統(tǒng)的相關(guān)度確定各參數(shù)。比例系數(shù)設(shè)為100，與人們習(xí)慣的百分制標(biāo)準(zhǔn)相一致。

3 四川省綜合運(yùn)輸體系支撐力分析

3.1 四川省交通現(xiàn)狀

四川推動交通運(yùn)輸服務(wù)由原來的硬件為主逐步向軟硬并重加速轉(zhuǎn)變，落實(shí)公共交通優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，以鐵路運(yùn)輸為骨干、公路交通為基礎(chǔ)、其他交通方式為輔助的現(xiàn)代城鄉(xiāng)一體化交通運(yùn)輸體系加快形成。

十二五期間，四川交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)掀起了前所未有的高潮，多種交通運(yùn)輸方式建設(shè)齊頭并進(jìn)，線路建設(shè)與樞紐設(shè)施建設(shè)同步推進(jìn)。鐵路、公路、水運(yùn)、航空各運(yùn)輸方式得到了顯著的發(fā)展，全省的交通運(yùn)輸布局發(fā)生了根本性的變化。高速公路大發(fā)展，鐵路、公路的路網(wǎng)建設(shè)骨架突出，初步形成了各種交通方式相互依存，協(xié)同合作的綜合運(yùn)輸體系。

現(xiàn)階段，四川基本形成了以成都為中心的K字形鐵路網(wǎng)以及以成都為中心、放射狀的高速公路網(wǎng)和以成都為中心的民用航線網(wǎng)絡(luò)。鐵路、公路、航空三個交通網(wǎng)絡(luò)均以成都為中心呈放射狀分布，將省內(nèi)的主要城市有機(jī)地聯(lián)結(jié)起來，形成了強(qiáng)大的綜合運(yùn)輸樞紐[8]。

本文數(shù)據(jù)主要源于四川統(tǒng)計(jì)年鑒（2015年）、四川交通年鑒（2015年）、成都統(tǒng)計(jì)年鑒（2015年）、國家數(shù)據(jù)（2010—2014年）和成都鐵路局年鑒（2015年）?？紤]到指標(biāo)體系的原則性和獲取的難易度，選取鐵路營業(yè)里程、客運(yùn)量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量以及鐵路運(yùn)輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)作為鐵路系統(tǒng)的評價指標(biāo)；選取線路里程、客運(yùn)量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量、公路密度、機(jī)動車擁有量、等級公路所占比和公路運(yùn)輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)作為公路系統(tǒng)的評價指標(biāo)；選取航空線路里程、客運(yùn)量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量、飛機(jī)架數(shù)、航空線路數(shù)和航空運(yùn)輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)作為航空系統(tǒng)的評價指標(biāo)；選取內(nèi)河航道里程、客運(yùn)量、客運(yùn)周轉(zhuǎn)量、貨運(yùn)量、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量、船舶擁有量和水上運(yùn)輸業(yè)就業(yè)人員數(shù)作為水路系統(tǒng)的評價指標(biāo)。各系統(tǒng)詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1～4。

表1 鐵路系統(tǒng)支撐力評價指標(biāo)體系Tab.1 Indexing system of the supporting capability of railway system

表2 公路系統(tǒng)支撐力評價指標(biāo)體系Tab.2 Indexing system of the supporting capability of highway system

表3 航空系統(tǒng)支撐力評價指標(biāo)體系Tab.3 Indexing system of the supporting capability of the aviation system

表4 水路系統(tǒng)支撐力評價指標(biāo)體系Tab.4 Indexing system of the supporting capability of the water system

3.2 四川省綜合運(yùn)輸體系支撐力計(jì)算與分析

通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理，運(yùn)用第2節(jié)的計(jì)算公式得出鐵路、公路、航空、水路等系統(tǒng)的綜合發(fā)展程度以及各系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)度，結(jié)果如表5、6所示。

表6 綜合運(yùn)輸系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度Tab.6 Coupling coordinate of the comprehensive transportation system

用灰色關(guān)聯(lián)度來表示各類交通方式發(fā)展程度與評價系統(tǒng)的相關(guān)度，系統(tǒng)支撐力計(jì)算公式中的各參數(shù)確定如下：a=0.263，b=0.575，c=0.681，d=0.263，e=0。得到系統(tǒng)支撐力計(jì)算公式：

根據(jù)各系統(tǒng)綜合發(fā)展程度以及耦合協(xié)調(diào)度，得到綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力，其結(jié)果見表7。

表7 綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力Tab.7 Supporting capability of the comprehensive transportation system

四川省綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力趨勢圖如圖5所示。

圖5 綜合運(yùn)輸體系支撐力趨勢圖Fig.5 Trend line of the supporting capability of the comprehensive transportation systems

3.3 四川省綜合運(yùn)輸體系支撐力與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

四川省綜合運(yùn)輸體系支撐力與地區(qū)生產(chǎn)總值之間存在一定的相互作用關(guān)系，通過前文計(jì)算所得數(shù)據(jù)，將其兩者的協(xié)調(diào)情況量化，用組合圖的形式更加直觀地表示出來，如圖6所示。從圖中可看出，綜合運(yùn)輸體系支撐力與地區(qū)生產(chǎn)總值基本呈現(xiàn)正相關(guān)狀態(tài)，但隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，支撐力彈性系數(shù)有減小的趨勢，這預(yù)示著隨著日后區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綜合運(yùn)輸體系支撐力會出現(xiàn)滿足程度不足的可能，應(yīng)采取相關(guān)措施，使綜合運(yùn)輸體系支撐力能夠更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為其提供強(qiáng)有力的支持。

圖6 支撐力與地區(qū)生產(chǎn)總值關(guān)系圖Fig.6 Relationship between supporting capability and gross regional production

4 結(jié) 論

以鐵路、公路、航空和水路組成的綜合運(yùn)輸體系為出發(fā)點(diǎn)，通過確定綜合運(yùn)輸支撐力指標(biāo)體系，將各子系統(tǒng)綜合發(fā)展程度與系統(tǒng)間耦合協(xié)調(diào)度相結(jié)合，提出綜合運(yùn)輸體系支撐力的計(jì)算方法，使其量化，為之后的相關(guān)研究提供理論依據(jù)，通過研究分析得出以下結(jié)論：

（1）在鐵路、公路、航空和水路組成的綜合運(yùn)輸體系中，公路運(yùn)輸憑借其機(jī)動靈活、覆蓋率廣等特點(diǎn)，承擔(dān)了綜合運(yùn)輸體系中大部分的運(yùn)輸效用。除航空運(yùn)輸綜合發(fā)展程度以年均17%的增長率持續(xù)穩(wěn)步上升外，鐵路、公路、水路等運(yùn)輸方式都出現(xiàn)了一定的波動性。

（2）綜合運(yùn)輸系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度雖然在總體上保持上升趨勢，但上升速度較為緩慢，應(yīng)建立更加科學(xué)的鼓勵政策，提供良好的綜合運(yùn)輸環(huán)境，使其更加和諧有序。同樣，綜合運(yùn)輸系統(tǒng)支撐力與地區(qū)生產(chǎn)總值雖然態(tài)勢可觀，但支撐力已經(jīng)呈現(xiàn)出疲軟傾向，這與各運(yùn)輸子系統(tǒng)表現(xiàn)出的反復(fù)性有一定關(guān)系，應(yīng)加快完善綜合運(yùn)輸體系的運(yùn)營模式，最大限度使各交通方式的效率發(fā)揮，真正形成多元化、全方位的綜合運(yùn)輸體系。這樣才能不斷滿足飛速發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平，為地區(qū)發(fā)展提供更有利的支撐。

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