楊柳　王潁超　侯漢坡

摘要：針對(duì)京津冀交通系統(tǒng)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)仿真，證明增加交通領(lǐng)域的投資，提高京津冀區(qū)域的交通供給能力，完善區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)于京津冀區(qū)域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有促進(jìn)作用，進(jìn)一步提出相關(guān)政策建議。

關(guān)鍵詞：京津冀交通一體化;交通運(yùn)輸;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

中圖分類號(hào)：F2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.15.015

1引言

在全球一體化以及經(jīng)濟(jì)全球化日益發(fā)展的今天，國家與國家之間的競(jìng)爭在很大程度上表現(xiàn)為以具有國際競(jìng)爭力的大都市為核心的城市群和都市圈之間的競(jìng)爭，而京津冀城市群身處環(huán)渤海地區(qū)的核心位置，其發(fā)展在很大程度上可以帶動(dòng)環(huán)渤海地區(qū)的振興。京津冀區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的戰(zhàn)略思想已經(jīng)有不少年的歷史，早在2004年的11月，國家發(fā)改委就啟動(dòng)了“京津冀都市圈區(qū)域規(guī)劃”的編制，目的就是促進(jìn)京津冀一體化發(fā)展的進(jìn)程。而從目前京津冀發(fā)展的現(xiàn)狀來看區(qū)域內(nèi)部的發(fā)展并不協(xié)調(diào)，三地之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在很大的差距。

事實(shí)上，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不平衡已經(jīng)在很大程度上造成區(qū)域經(jīng)濟(jì)的不平衡發(fā)展，而且隨著未來區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系日趨緊密，這種瓶頸性的問題如果得不到根治，區(qū)域發(fā)展必將深受其害。我們?cè)谕七M(jìn)京津冀交通一體化的過程中，必須加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃與統(tǒng)一建設(shè)。

2京津冀交通運(yùn)輸供需均衡的影響因素

從供需的角度來看，交通運(yùn)輸?shù)男枨笫侨嵝缘?，供給是剛性的。交通系統(tǒng)的內(nèi)在需求隨著時(shí)間、區(qū)域、自然條件的變化而改變，比如高低峰時(shí)段交通需求的巨大區(qū)別。對(duì)交通系統(tǒng)的需求是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的派生需求，因此僅依靠交通系統(tǒng)內(nèi)部的管理就想實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的供需平衡是不可能的，還需要社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的管理手段予以輔助。交通系統(tǒng)的供給是剛性的，表現(xiàn)在交通系統(tǒng)的供給是不可儲(chǔ)存的資源，路網(wǎng)的通行能力、各種交通運(yùn)輸方式和交通運(yùn)輸工具的運(yùn)力都具有這樣的特性。

交通系統(tǒng)需求的柔性和供給的剛性為供需平衡帶來困難，當(dāng)交通需求由于超邊界柔性的特點(diǎn)而受到宏觀經(jīng)濟(jì)管理政策的影響而變化時(shí)，交通供給的剛性特點(diǎn)使其往往不能適應(yīng)這種變化，交通系統(tǒng)的管理者只能在當(dāng)前供給情況下尋求滿足交通需求的辦法。

本文認(rèn)為，影響交通運(yùn)輸需求的因素有：（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。城市居民活動(dòng)空間的擴(kuò)大產(chǎn)生更多的生產(chǎn)性客運(yùn)需求;城市群的不斷發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生更多的貨運(yùn)需求。（2）人口數(shù)量、結(jié)構(gòu)及城市化的程度。交通系統(tǒng)的主體是人，因此人口的增加以及城市化程度提高導(dǎo)致的人口遷移和流動(dòng)會(huì)使得客運(yùn)和貨運(yùn)需求提高。（3）居民消費(fèi)水平。居民生活水平提高后，消費(fèi)性旅行需求會(huì)增加，因此會(huì)產(chǎn)生更多的客運(yùn)需求。（4）國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，國民經(jīng)濟(jì)中第三產(chǎn)業(yè)所占比例不斷提高，貨運(yùn)強(qiáng)度將逐漸下降。（5）運(yùn)輸服務(wù)的質(zhì)量和價(jià)格。安全、快速、方便、舒適和價(jià)格適宜的運(yùn)輸服務(wù)是城市群交通運(yùn)輸需求增長的重要誘導(dǎo)因素。（6）運(yùn)輸供給水平。運(yùn)輸供給水平的提高可以影響運(yùn)輸需求的形成和變化。

影響交通運(yùn)輸供給的因素有：（1）自然資源條件。交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依賴于自然條件，自然條件對(duì)交通運(yùn)輸供給影響很大。（2）交通運(yùn)輸投資。交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和設(shè)備的購置需要大量投資，因此交通運(yùn)輸業(yè)的固定資產(chǎn)投資會(huì)影響交通系統(tǒng)的供給能力。（3）技術(shù)進(jìn)步，新的運(yùn)輸方式的誕生和原有運(yùn)輸方式的改善，會(huì)影響運(yùn)輸供給能力的質(zhì)量水平。（4）交通系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃。政府的政策與宏觀調(diào)控措施會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸供給產(chǎn)。

3京津冀交通一體化的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

模型建立的主要目標(biāo)是從宏觀上研究京津冀城市群的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和區(qū)域交通系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系，繪制影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)、交通系統(tǒng)供給、交通運(yùn)輸需求的要素之間的因果關(guān)系圖。在模型仿真過程中，通過改變參數(shù)模擬政策的改變，觀察政策實(shí)施效果對(duì)城市群經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和交通供需的影響，為京津冀交通一體化布局的優(yōu)化提出合理的可行的建議。

3.1基本因果關(guān)系圖

根據(jù)交通運(yùn)輸系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，建立區(qū)域經(jīng)濟(jì)與交通運(yùn)輸基本因果關(guān)系圖。

3.2系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

本文建立的模型中，系統(tǒng)的模塊包括經(jīng)濟(jì)增長模塊、交通運(yùn)輸需求模塊以及交通運(yùn)輸供給模塊。

3.2.1經(jīng)濟(jì)增長模塊

對(duì)系統(tǒng)要素進(jìn)行分析后，本文認(rèn)為用區(qū)域生產(chǎn)總值作為模型的水平變量可以衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的因素主要有經(jīng)濟(jì)自增長率和經(jīng)濟(jì)短缺對(duì)生產(chǎn)總值的阻礙。經(jīng)濟(jì)自增長率是指在區(qū)域地理區(qū)位、勞動(dòng)力狀況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響下，經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)出的趨勢(shì)。確定經(jīng)濟(jì)的自增長率的前提是分析綜合歷史數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)近期區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。運(yùn)輸短缺對(duì)生產(chǎn)總值的阻礙是指滯后的交通運(yùn)輸對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，這種影響是比較有限的。

3.2.2交通運(yùn)輸需求模塊

運(yùn)輸需求是社會(huì)活動(dòng)的派生需求，因此在模型中運(yùn)輸需求為輔助變量，建立運(yùn)輸需求模塊的系統(tǒng)流圖。

3.2.3交通運(yùn)輸供給模塊

交通運(yùn)輸是基礎(chǔ)設(shè)施，也是一種公益設(shè)施，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要條件。政府部門持續(xù)對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行投資，增加運(yùn)輸供給，才能提高其社會(huì)效益。交通運(yùn)輸能力是水平變量，建立交通運(yùn)輸供給模塊系統(tǒng)流圖。

3.3模型參數(shù)說明

模型中水平變量包括：區(qū)域生產(chǎn)總值，區(qū)域貨物運(yùn)輸量，就業(yè)人數(shù)，全社會(huì)固定資產(chǎn)投資，稅收收入，居民交通消費(fèi)水平，京津冀人口，客運(yùn)以及貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力，居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)。

模型中的流率變量包括：區(qū)域生產(chǎn)總值增長率，運(yùn)輸短缺對(duì)經(jīng)濟(jì)增長的阻礙，就業(yè)人數(shù)增加量，區(qū)域貨運(yùn)量增加量，人口增加量，居民交通消費(fèi)水平增加量，居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)增加量，客運(yùn)運(yùn)輸供給能力增加量，貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力增加量。

模型中的輔助變量有：運(yùn)輸短缺量、客運(yùn)運(yùn)輸需求量，貨運(yùn)運(yùn)輸需求量，運(yùn)輸投資。

模型中的常量有：運(yùn)輸短缺對(duì)經(jīng)濟(jì)影響因子，固定資產(chǎn)投資中運(yùn)輸投資比例，客運(yùn)投資效果系數(shù)，貨運(yùn)投資效果系數(shù)等。

3.4模型的系統(tǒng)流圖

根據(jù)上一小節(jié)得到的三個(gè)子模塊的系統(tǒng)流圖，本文建立以下系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，用以描述京津冀城市群交通運(yùn)輸系統(tǒng)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，該模型系統(tǒng)流如圖1所示。

3.5交通系統(tǒng)模型中的系統(tǒng)方程

通過分析確定下如區(qū)域生產(chǎn)總值、人口、區(qū)域就業(yè)人數(shù)、區(qū)域稅收收入等初始值;通過分析變化趨勢(shì)、函數(shù)擬合等確定如居民交通消費(fèi)水平增長系數(shù)、人口增長系數(shù)、貨運(yùn)和客運(yùn)投資效果系數(shù)等常數(shù)值。在Vensim PLE軟件中，輸入確定下來的各個(gè)變量的方程，各個(gè)常數(shù)變量的值，部分重要方程具體如下所示：

（1）全社會(huì)固定資產(chǎn)投資=稅收收入*6.17-1413.5，Units： 億元。

（2）區(qū)域生產(chǎn)總值增長量=IF THEN ELSE（運(yùn)輸短缺<0，區(qū)域生產(chǎn)總值*（區(qū)域生產(chǎn)總值增長系數(shù)-運(yùn)輸對(duì)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)因子），區(qū)域生產(chǎn)總值*區(qū)域生產(chǎn)總值增長系數(shù)）+區(qū)域貨物運(yùn)輸量*貨物運(yùn)輸量對(duì)生產(chǎn)總值的影響/10000，Units： 億元。

（3）區(qū)域貨運(yùn)量增長量=貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力*貨運(yùn)供給能力對(duì)貨運(yùn)增加量的影響+區(qū)域生產(chǎn)總值-區(qū)域生產(chǎn)總值，Units： 萬噸。

（4）客運(yùn)需求=121.285*人口+0.156*居民交通消費(fèi)水平-11549.9*居民交通消費(fèi)價(jià)格指數(shù)+125509，Units： 萬人。

（5）居民交通消費(fèi)價(jià)格指數(shù)= INTEG （居民交通價(jià)格指數(shù)增加量，99.1），Units： Dmnl。

（6）運(yùn)輸短缺=（客運(yùn)運(yùn)輸供給能力-客運(yùn)需求）+（貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力-貨運(yùn)需求），Units： 萬噸。

4京津冀交通系統(tǒng)模型仿真

4.1模型有效性檢驗(yàn)

本文通過Vensim軟件model check 和units check，對(duì)模型進(jìn)行了修正，最終證明該模型的直觀與運(yùn)行檢驗(yàn)基本符合要求。通過歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真運(yùn)行，得出系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中的主要變量在這一時(shí)間段內(nèi)的模擬結(jié)果的誤差在可以接受范圍之內(nèi)，因此可以說本文構(gòu)建的模型與真實(shí)系統(tǒng)具有較高吻合度，具有有效性。

4.2模型基本變量的模擬結(jié)果輸出

在不改變?nèi)魏螀?shù)的情況下進(jìn)行仿真模擬，得出京津冀地區(qū)生產(chǎn)總值、人口數(shù)量、就業(yè)人數(shù)、貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力、貨運(yùn)需求等的模擬圖像。

4.3政策模擬

在利用Vensim PLE軟件進(jìn)行的模擬中，假設(shè)自2014開始，京津冀三地各級(jí)政府加大對(duì)交通運(yùn)輸體系的資金投入，在模型的常量中，改變固定資產(chǎn)投資中交通行業(yè)所占比例為0.2，來進(jìn)行該項(xiàng)政策的模擬，得出基本模擬和增加投資后的貨運(yùn)運(yùn)輸交通供給能力對(duì)比圖（圖2）。通過多項(xiàng)數(shù)據(jù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)京津冀區(qū)域的政府加大對(duì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的投資建設(shè)力度后，貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力增長作用明顯。

4.4主要結(jié)論

（1）由模型的基本模擬結(jié)果可知，京津冀區(qū)域交通對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有影響作用，如果運(yùn)輸短缺較大，會(huì)減緩區(qū)域生產(chǎn)總值的增長速度。

（2）由模型的基本模擬和政策模擬的對(duì)比結(jié)果可知，京津冀區(qū)域增加對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資之后，區(qū)域貨運(yùn)運(yùn)輸供給能力有明顯提高，這對(duì)于京津冀區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有促進(jìn)作用。

4.5京津冀交通一體化發(fā)展建議

京津冀交通一體化今后應(yīng)建立區(qū)域?qū)用娴恼畢f(xié)調(diào)機(jī)制，形成制度保證;在交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、管理和運(yùn)營的全方位一體化發(fā)展;在運(yùn)輸方式上，形成高效率的鐵路/軌道交通，公路，港口運(yùn)輸以及公共航空網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)輸方式之間形成流暢快速的連接，建立綜合立體交通網(wǎng)絡(luò)，保障京津冀區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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