許 劼

0 引言

交通設(shè)施與區(qū)域發(fā)展的關(guān)系是區(qū)域研究中的重要領(lǐng)域。相關(guān)研究[1]表明，大部分高鐵所引起的空間—經(jīng)濟效用產(chǎn)生在區(qū)域尺度上。在區(qū)域內(nèi)部，依然缺乏針對交通設(shè)施影響作用的實證研究[2]。

中國已經(jīng)進入鐵路大發(fā)展的時代①國家發(fā)改委2004年批準《中長期鐵路規(guī)劃》，2008年調(diào)整，提出2020年完成“四橫四縱”共1.6萬km鐵路客專建設(shè)（http://bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/200906/t20090605_498184.html）。，繼國家干線通道——高速鐵路之后，近年來城市群建設(shè)成為國家主要建設(shè)戰(zhàn)略②《新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020）》于2014年批準，提出城市群發(fā)展策略，增強區(qū)域中心城市和腹地城市之間的聯(lián)系（http://www.gov.cn/zhengce/2014-03/16/content_2640075.htm）。，服務(wù)于城市群內(nèi)部的城際鐵路規(guī)劃和建設(shè)開始得到重視③長三角、武漢城市群、長株潭城市群已建設(shè)城際鐵路，發(fā)改委已批復(fù)的城際鐵路項目包括呼包鄂城際鐵路（http://www.ndrc.gov.cn/zwfwzx/xmsphz/201209/t20120905_503849.html）及浙江省都市圈的城際鐵路（http://www.ndrc.gov.cn/fzgggz/nyjt/zdxm/201412/t20141222_657430.html），正在規(guī)劃的城際鐵路包括新疆城際鐵路（http://www.ndrc.gov.cn/dffgwdt/201501/t20150105_659302.html）及江西省城際鐵路（http://www.ndrc.gov.cn/dffgwdt/201307/t20130705_549014.html）。。

有理論認為城際鐵路將有利于增強鄰近且社會經(jīng)濟聯(lián)系緊密的城市間的聯(lián)系[3]，稱為“一體化的走廊經(jīng)濟”[4]。也有觀點認為，它既可以增強也可以削弱城市發(fā)展[5]。實證上，尚無太多的案例證明我國城際鐵路建設(shè)的作用，本研究以武漢“1+8”城市群的3條城際鐵路為案例，定量分析其對城市群的空間可達性影響。

本文包括以下內(nèi)容：（1）簡要回顧高鐵空間—經(jīng)濟效應(yīng)的已有文獻，并列舉高鐵和城際鐵路的差異；（2）武漢“1+8”城市群3條城際鐵路的實證研究；（3）結(jié)論與后續(xù)研究的展望。

本文有3點與其他研究的不同：第一，研究尺度是區(qū)域內(nèi)部空間層面，研究內(nèi)容聚焦于中心城市和邊緣地區(qū)之間的關(guān)系，而不是區(qū)域中心城市之間；第二，著重研究城際鐵路是否有利于區(qū)域中心城市到周邊城鎮(zhèn)的便利出行；第三，可達性影響包括3個部分，即基于公鐵綜合網(wǎng)絡(luò)城際鐵路沿線各站點城鎮(zhèn)的可達性變化，站點影響范圍，理論影響范圍和實際乘客出行行為的比較。

1 研究背景與相關(guān)研究綜述

1.1 可達性的概念和度量方法

可達性概念由Hansen提出[6]，通常理解為人們依靠一定的交通工具到達某個地點的能力[7]，用于測度個體在參與活動時的自由程度[8]。常用3種計算方法：距離[9-10]、出行時間[11-13]和經(jīng)濟成本[14]。考慮速度因素時，常以出行時間代替空間距離，更精確地反映出行者對出發(fā)地和目的地兩點間的出行感受。

高鐵可達性的常用衡量方法有基于網(wǎng)絡(luò)[3]、時刻表[13,15-16]、重力模型[11]3種。基于網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的描述性分析，以城市與高鐵站的關(guān)系表示城市在區(qū)域中潛在的地位。以時刻表為基礎(chǔ)的高鐵可達性是定量分析，以各城市到達區(qū)域中心城市的最短時間[17]或距離[18]或在區(qū)域中基于高鐵網(wǎng)絡(luò)的平均出行時間[19-20]為定量指標。后兩類方法可以以社會經(jīng)濟要素，如人口[11]或GDP[20]加權(quán)進行分析。

影響范圍是一個相對模糊的概念，通常定義為發(fā)展區(qū)或影響區(qū)。較多研究以高鐵站到具體地塊的空間距離[21]為要素，例如，以每個車站為中心劃定半徑為250 m、500 m、750 m、1 km和1.5 km的同心圓[22]，或者劃定2 km核心區(qū)，4 km影響區(qū)和8 km邊緣區(qū)[23]。當(dāng)進一步考慮出行時間時，還會涉及出行模式要素，例如第一、第二、第三發(fā)展區(qū)用于表示5 min步行、10 min其他模式和15 min其他模式到達車站的范圍[24-25]。以上影響范圍都以給定距離或時間進行定義，較為武斷。

1.2 鐵路設(shè)施帶來的可達性變化的效用

可達性提升除了對出行時間產(chǎn)生直接影響以外，它的間接效用或更廣泛的空間影響，在不同研究的結(jié)論中具有差異性。理論上，高鐵強化了城鎮(zhèn)之間的社會經(jīng)濟聯(lián)系[3]，形成“一體化走廊經(jīng)濟”[4]。高鐵站周邊地區(qū)可達性的提升引發(fā)區(qū)域尺度的時間—空間收縮，強化了區(qū)域中心城市和高鐵走廊地帶城鎮(zhèn)的聯(lián)系[26]，因此，可達性能提升區(qū)域經(jīng)濟潛力[27]并使車站周邊城市化地區(qū)的用地結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[3]。軌道交通設(shè)施如TGV[28]和新干線[29]的研究顯示了其對快速經(jīng)濟發(fā)展和內(nèi)部聯(lián)系的積極影響，支持上述理論推斷。

從另一方面來說，因為新的快速交通走廊可能極化不平衡的發(fā)展，在新的可達性格局下，將重新布局生產(chǎn)要素[30]，從而剝奪其他城市的資源，使距離較遠的地區(qū)更遠了[31]。因此，高鐵的角色將重塑中心和邊緣的空間模式，即“邊緣的邊緣化”[32]。

本研究意圖定量研究城際鐵路的空間影響，并提出假設(shè)：城際鐵路帶來的可達性提升使其相對其他方式具有優(yōu)勢；且可達性提升對乘客的出行方式選擇具有影響。

2 研究方法和數(shù)據(jù)

2.1 研究設(shè)計和方法

本研究模擬不同出行方式的全出行鏈，使用小汽車的出行者可以實現(xiàn)門到門直達，出行時間即公路行徑耗時；公路和鐵路乘客的出行鏈包括從出發(fā)地到達公、鐵客運站的“門到站”，公、鐵路網(wǎng)行徑的“站到站”，從公、鐵客運站抵達目的地的“站到門”3段。

按照是否有公、鐵客運站將乘客目的地分為兩類，分別對比公路、城際鐵路旅客和小汽車、城際鐵路旅客的總出行時間，得到4個情景：有公、鐵客運站城鎮(zhèn)的小汽車和城際鐵路旅客，沒有公、鐵站城鎮(zhèn)的小汽車和城際鐵路旅客，有公、鐵站城鎮(zhèn)的公路和城際鐵路旅客，沒有公、鐵站城鎮(zhèn)的公路和城際鐵路旅客。

第一種情景，公路和城際鐵路的乘客從武漢中心城區(qū)的出發(fā)地到武漢火車站、武昌火車站（兩者均為公鐵聯(lián)運站）的“門到站”時間相同，到達目的地后（公鐵客運站設(shè)在一起）的“站到門”時間相同。經(jīng)過簡化，只需比較“站到站”的公、鐵時間差。

第二種情景，從出發(fā)點到達公、鐵客運站的時間與第一種情景相同；最后一段的“站到門”的接駁段距離更長，但是接駁時間相同，與情景一合并。

第三種情景，小汽車旅客經(jīng)由公路可以直接到達“門”，而城際鐵路乘客的“站到門”路段需接駁，包括出站等待時間和最后的路段時間。由于城際鐵路車站位于小汽車行徑路線上，可以忽略小汽車和城際鐵路“門到站”的時耗差異，應(yīng)比較城際鐵路“站到站”加上換乘等待的時間與小汽車在兩個鐵路站點間的行駛時間。

第四種情景，小汽車旅客選擇公路網(wǎng)的最短路線去往目的地，城際鐵路旅客到達鐵路站后，再換乘并接駁，兩者的行徑路線差異較大。

最后，將情景合并為3類：公路、城際鐵路出行的時間，有鐵路客運站城鎮(zhèn)的小汽車和城際鐵路出行的時間，沒有鐵路客運站鄉(xiāng)鎮(zhèn)的小汽車和城際鐵路出行的時間。

研究分5步：（1）計算基于道路網(wǎng)絡(luò)，從武漢和武昌火車站出發(fā)，到達城際鐵路沿線各站點的出行時間；（2）計算城際鐵路與道路綜合網(wǎng)絡(luò)，從相同出發(fā)點，到達相同目的地的時間；（3）比較3類情景中，城際鐵路與公路和小汽車的時間差；（4）依據(jù)差異時間，得出城際鐵路各站點相對公路、小汽車兩種出行方式的影響范圍；（5）分析城際鐵路旅客出行的調(diào)查數(shù)據(jù)，比較各站旅客下車數(shù)量、出行方式選擇與城鐵影響范圍的計算結(jié)果?？蛇_性計算以出行時間（出行距離除以平均速度）為指標，影響范圍的計算參照公式[33]：

其中R代表影響范圍的半徑，Sg是小汽車或公路大巴的出行時間，Vb是接駁交通方式的平均速度。

2.2 案例背景和數(shù)據(jù)來源

2.2.1 武漢“1+8”城市群和區(qū)域內(nèi)部交通系統(tǒng)

本研究的實證案例為武漢“1+8”城市群，由區(qū)域中心城市武漢，及周邊的地級市孝感、黃岡、黃石、咸寧、鄂州，縣級市天門、潛江、仙桃組成（圖1）。

至2017年，武漢“1+8”城市群共有4條城際鐵路。其中，2013年底武漢至咸寧城際鐵路通車，長90.12 km，有12個站；2014年武漢至黃岡城際鐵路、武漢至黃石（鄂州）城際鐵路通車，武岡城際鐵路設(shè)6站，全長97 km；武石城際鐵路長35.99 km，設(shè)9站，在武石、武岡城際鐵路開通前，黃石和黃岡沒有鐵路站；2016年12月，武漢至孝感城際鐵路通車，全長61.8 km，設(shè)10站。另有武漢至仙桃、武漢至潛江、武漢至天門城際鐵路正在規(guī)劃中。由于前3條城際鐵路開通最早，因此作為本研究的實證案例（圖2）。

2.2.2 城際出行調(diào)查

武漢—咸寧、武漢—黃岡、武漢—黃石城際鐵路開通后，分別在武昌站和武漢站進行城際出行SP調(diào)查。

最終獲得有效樣本566份，其中武漢站315份，武昌站251份。這兩個綜合客運站都設(shè)有普通鐵路站、城際鐵路站、高鐵站和公路客運站。每類火車有獨立的候車室，城際鐵路乘客不會與其他鐵路乘客混淆。

調(diào)查問卷包括城際鐵路下車站點、原有城際出行方式、城際鐵路的接駁方式、接駁時間、城際鐵路出行頻率和目的、乘客個體屬性及出行偏好等問題。

2.2.3 交通網(wǎng)絡(luò)和城鎮(zhèn)體系的空間布局數(shù)據(jù)

公路、鐵路交通網(wǎng)絡(luò)矢量圖由武漢市交通規(guī)劃設(shè)計研究院提供，城市群的市級和縣級行政邊界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)的位置等空間數(shù)據(jù)從全國地圖GIS數(shù)據(jù)庫獲取。

公路網(wǎng)絡(luò)的速度綜合考慮實際行駛的交織、轉(zhuǎn)向、堵車等因素造成的延誤時間，結(jié)合已有對不同等級的公路行駛速度的實證研究，設(shè)定高速公路平均行駛速度為90 km/h，國道為50 km/h，省道為40 km/h，縣道為35 km/h，鄉(xiāng)村道路28 km/h，快速路根據(jù)武漢市交通規(guī)劃設(shè)計研究院對武漢市中心城區(qū)的道路監(jiān)測速度確定（圖3-圖4）。鐵路網(wǎng)絡(luò)的速度以實際區(qū)段運行時間來確定平均運營速度?！罢镜介T”段的接駁速度采用28 km/h。

3 計算和統(tǒng)計結(jié)果

3.1 情景一

此情景比較從武漢市中心到各城際鐵路站點基于公路網(wǎng)絡(luò)、公路和城際鐵路綜合網(wǎng)絡(luò)的“站到站”最短路徑時間。受站點停靠影響，從始發(fā)站到每個站點的時間并不與距離成正比，因此結(jié)合12306官網(wǎng)進行校核。計算結(jié)果顯示，影響范圍的半徑跨度較大，其中7—8 km的站點數(shù)量最多（圖5）。

3.2 情景二

該情景考慮接駁時間，對每個站點的延誤時間按照5 min進行計算。站點的城際鐵路與小汽車的出行時間差急劇縮小，有4個站點甚至開始出現(xiàn)負值，特別是武漢—黃岡線路的后半段全部為負值，影響范圍在2—3 km的站點數(shù)量略多。接駁時間是對城際鐵路可達性非常不利的因素（圖6-圖7）。

3.3 情景三

小汽車旅客將選擇最短路徑到達目的地，不再沿著與城際鐵路線并行的公路網(wǎng)絡(luò)行駛；乘坐城際鐵路的旅客，必須在鐵路站點接駁當(dāng)?shù)亟煌ê蟛拍艿竭_目的地，路徑的空間距離較小汽車更長。

計算情景一中各城際鐵路站影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的小汽車最短路徑所需時間與公路和城際鐵路綜合網(wǎng)絡(luò)路徑所需時間。結(jié)果顯示，若要去往城際鐵路站周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，乘坐城際鐵路再接駁當(dāng)?shù)亻L、短途公交到達目的地的出行時間，比乘坐小汽車直接到達目的地出行時間更長的占一半以上。說明在沒有堵車的情況下，小汽車的“門到門”直達性，對于公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達的鄉(xiāng)鎮(zhèn)更具有出行優(yōu)勢（圖8-圖9）。

圖1 武漢“1+8”城市群區(qū)位圖

圖2 武漢“1+8”城市群交通網(wǎng)絡(luò)與城鎮(zhèn)體系布局圖

圖3 武漢“1+8”城市群基于公路網(wǎng)絡(luò)的各級城鎮(zhèn)可達性等時線

圖4 武漢“1+8”城市群基于城際鐵路和公路綜合網(wǎng)絡(luò)的各級城鎮(zhèn)可達性等時線

圖5 與公路相比的城際鐵路站點影響范圍半徑分布圖

圖6 與小汽車相比的城際鐵路站點影響范圍半徑分布圖

圖7 兩條城際鐵路沿線各站點不停站、停站損失、停站加接駁損失的影響范圍圖

圖8 城際鐵路站點周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)與小汽車出行時間的比較

圖9 兩條城際鐵路沿線各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的時間節(jié)省布局圖

圖10 武漢—黃岡和武漢—鄂州—黃石城際鐵路旅客下站分布圖

圖11 武漢—咸寧城際鐵路旅客下站分布圖

圖12 武漢—黃岡和武漢—鄂州—黃石城際鐵路旅客原有城際出行方式分析圖

圖13 武漢—咸寧城際鐵路旅客原有城際出行方式分析圖

3.4 旅客出行調(diào)查結(jié)果

3.4.1 乘客下車的車站

乘坐武岡城際鐵路及武石城際鐵路在地級市?？空竞徒K點站下車的乘客，明顯多于在中間站下車的乘客。黃岡站下車乘客比例十分高，與黃岡城鐵站較小影響范圍的結(jié)論有所矛盾。影響范圍只是均質(zhì)空間上的邊界區(qū)分，而實際站點所在的城市人口以及城市之間的經(jīng)濟聯(lián)系，也是重要的社會因素。

在城際鐵路開通之前，黃岡市沒有任何鐵路與武漢中心城區(qū)聯(lián)系，去往黃岡的旅客對第一條開通的鐵路線路的敏感性更強（圖10）。

乘坐武咸城際鐵路的乘客，下車地點為終點站咸寧的數(shù)量明顯較多，下車乘客數(shù)量排在第二和第三的分別為紙坊和賀勝橋。原因有兩點，一是咸寧是地級市，站點所在地級市建成區(qū)的非農(nóng)業(yè)人口基數(shù)要大于其他沿線站點鄉(xiāng)鎮(zhèn)的非農(nóng)業(yè)人口；二是咸寧站周邊分布著數(shù)個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。人口規(guī)模也是影響城際鐵路站點發(fā)送量的重要社會因素（圖11）。

3.4.2 出行方式的轉(zhuǎn)變

無論哪一站下車，原有交通方式為長途汽車的旅客為多，城鐵乘客下車后的等待接駁時間非常不利于城鐵和小汽車的競爭。小汽車所具有的出行便利性，是很難替代的，而且人們的出行習(xí)慣一旦形成，即使新的交通工具有準點性優(yōu)勢，也不具有很明顯的競爭力。

去往咸寧的旅客從小汽車方式轉(zhuǎn)換為城際鐵路的比例最高?？紤]到該站接駁時間損耗的城際鐵路出行時間與小汽車出行的時間差最大，因此城際鐵路影響范圍能夠覆蓋整個咸寧建成區(qū)（圖12-圖13）。

4 數(shù)據(jù)分析結(jié)果討論

4.1 城際鐵路站點影響范圍的作用

3條城際鐵路線經(jīng)過數(shù)個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城、地級市，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)非農(nóng)業(yè)人口規(guī)模在3萬人以下，縣城非農(nóng)業(yè)人口規(guī)模在10萬人以下，地級市中心城區(qū)非農(nóng)業(yè)人口規(guī)模在30萬人以下。以100 m2/人的人均用地指標計算，建成區(qū)半徑范圍分別為0.85 km、1.50 km、2.70 km，因此絕大部分有城際鐵路站點的城鎮(zhèn)都在情景一中7—9 km的影響范圍內(nèi)，城際鐵路各站點所在地區(qū)可達性的提升使其與公路相比具有很大優(yōu)勢（表1）。

表2 各站點與小汽車相比較的影響范圍分析

當(dāng)城際鐵路與小汽車相比較時，情況發(fā)生了很大變化，影響范圍內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)明顯減少，僅有咸寧站保持城際鐵路出行方式的優(yōu)勢。這可以成為解釋咸寧站乘客從小汽車轉(zhuǎn)換為城際鐵路數(shù)量最多的原因（表2）。

4.2 公路條件的影響

能夠通過高等級公路到達武漢中心城區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，對城際鐵路站點可達性的敏感度不高，因為乘坐城際鐵路的出行距離更長，沒有明顯的出行時間優(yōu)勢；相比之下，原本不接近高速公路出入口的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，城際鐵路則能大幅提高可達性。

4.3 社會經(jīng)濟要素的影響

考慮到站點所在城鎮(zhèn)的社會經(jīng)濟屬性，各站到發(fā)客流量也不可完全以影響范圍的大小定論，人口規(guī)模大、對外經(jīng)濟聯(lián)系緊密的城鎮(zhèn)，即使影響范圍很小，也會由于平均城際出行頻率較高而產(chǎn)生較大規(guī)模的客流，產(chǎn)生與腹地空間范圍不匹配的結(jié)果。

攜帶和運送行李的便利性以及不須換乘、不須進出公共客運站的“門到門”便利性對回鄉(xiāng)探親的出行者是十分重要的，即使與小汽車相比，城際鐵路具有準點、速度快的優(yōu)勢，然而作為公共交通工具不可避免的缺點——必須通過其他方式接駁才能到達目的地，不利于節(jié)省出行時間，是降低城鐵競爭力的主要因素。

習(xí)慣于駕車的出行者已經(jīng)形成了偏好，即使有客觀的出行成本差異，也不能保證使他們轉(zhuǎn)變出行模式。

5 結(jié)論和展望

本研究具有以下特點：第一，對可達性的定義和計量較為精確，考慮了完整的出行鏈，并模擬了不同出行方式的路徑；第二，考慮了在綜合交通網(wǎng)絡(luò)中不同交通方式的競爭，根據(jù)乘客實際出行情況設(shè)立幾個情景；第三，用影響范圍來計量空間影響；第四，將客觀可達性變化與出行調(diào)查中的乘客主觀選擇相互對比，用于發(fā)現(xiàn)乘客是如何認知可達性變化的。

研究結(jié)果顯示，城際鐵路可以增強站點所在城鎮(zhèn)的可達性，但是每個站點變化的程度差異較大。而且，城際鐵路相對于公路和小汽車的優(yōu)勢也有所不同。然而，出行時間的減少對乘客出行模式選擇具有重要影響。當(dāng)公路和城際鐵路產(chǎn)生明顯差異，城鐵站點影響范圍大，較多公路乘客轉(zhuǎn)向城際鐵路。由于節(jié)省時間不明顯，較少的小汽車乘客轉(zhuǎn)變了出行方式。只有在降低接駁時間的情況下，小汽車乘客才有可能被吸引到城際鐵路。

除了空間影響范圍，另有3個要素影響乘客規(guī)模：城際鐵路站點城鎮(zhèn)的人口規(guī)模，站點周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)密度及便利性。較為合理的運營方式是在人口規(guī)模較大、周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)密度高的城鎮(zhèn)設(shè)置站點，減小站點的停站頻率，或者開行大站車、直達車，吸引潛在乘客；如要吸引小汽車旅客，則應(yīng)從空間和時間兩方面“無縫接駁”。

后續(xù)研究可從以下方面進一步完善：細化道路平均車速、收集建制鎮(zhèn)的社會經(jīng)濟屬性數(shù)據(jù)。采用道路網(wǎng)中的實際觀測車速，而非根據(jù)經(jīng)驗的平均車速，可使情景模擬更為精確。城際鐵路站點周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)對于解析乘客規(guī)模和可達性的關(guān)系十分重要，可進行回歸分析內(nèi)容。當(dāng)城際鐵路運營數(shù)年后，運用控制組和對照組的對比進行歷史分析，能更深入地分析城際鐵路帶來的空間可達性改善和社會經(jīng)濟發(fā)展的因果關(guān)系。