基于加权平均旅行时间的综合交通可达性分析

包金花 董建敏

［内容提要］本文以内蒙古自治区东部四盟市为研究区域，以其下辖的40个旗县和377个乡镇为研究单元，基于公路、铁路、航空三种交通方式，通过设置加权平均旅行时间等七个指标，构建综合交通可达性评价模型，分析内蒙古自治区东部四盟市的综合交通可达性对运输效率的影响。研究结果表明，综合交通可达性值由高至低依次为赤峰市、呼伦贝尔市、通辽市和兴安盟，且四个盟市的综合交通可达性格局呈现以行政归属地为中心的圈层结构。区域间的通行时间和交通选择多样性决定客运与货运效率，对地区运输经济产生极大影响。

引言

区域综合交通网络的形成是运输经济效益的体现，产业带的建立一般以经济中心为依托，以交通网络为轴线形成有序的空间运输经济系统。通行时间与交通选择多样性分别从出行成本和出行机会角度影响地方运输经济。区域交通系统的快速发展与交通基础设施的空间布局优化需求，推动了国内外交通可达性研究进展，使之成为交通地理学研究的重点问题。交通可达性水平可以反映劳动、资本和生产要素在区域中交互流动的难易程度，也可以衡量一个地区交通运输效率水平。聂伟等指出可达性是反映区域空间结构与交通网络关系的重要指标。通俗来讲，可达性是指人们从某个地方到达另一个地方的难易程度。众多研究者根据其研究内容和目的，拓展了可达性概念。在区域交通研究中，交通可达性是指在合适的时间选择某种交通基础设施到达目的地的便捷程度。李平华等提出，起点、终点和交通系统是可达性研究中的三个基本要素。当前，交通可达性研究对象从单一交通到陆路交通、空铁联运和包含陆路、港口和航空的综合交通；研究区域从国家间、全国性、省域、经济区到都市圈等；测算方法总体上分为三种类型：基于空间阻隔、机会累计和空间相互作用。

2020年12月，由国务院新闻办发布的《中国交通的可持续发展》白皮书中提出，随着我国社会主要矛盾发生变化，人民群众出行模式和货物流通方式正在发生深刻变化。交通运输方面，可达性和时效性要求的提高，意味着交通运输供给要聚焦新时代人民对交通的新期待。近几年，随着内蒙古东四盟市交通运输需求的日益增长，不断投资建设交通基础设施，使得区域综合交通网络布局逐渐得到完善。在此背景下，本文运用加权平均旅行时间模型结合相关指标，构建综合交通可达性模型。以内蒙古自治区赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔市行政规划下辖的40个旗县与377个乡镇为研究单元，测度四个盟市包括公路、铁路和航空的综合交通可达性水平，并评价其对交通运输效率产生的影响。

一 研究方法与模型构建

（一）加权平均旅行时间

本文按公路直达的先行条件计算加权平均旅行时间，选取乡镇和旗县到其行政归属盟市，乡镇到其行政归属旗县的公路交通时间作为衡量指标。Tx为下辖地区至其上级归属地的加权平均旅行时间，计算公式为：

式中，T1、T2、T3分别为乡镇至盟市、旗县至盟市、乡镇至旗县的加权平均公路交通时间。tαβ为从高德地图APP获取的区域β到其上级行政归属区域α的公路交通时间，p为区域节点β的数量。

Tij代表盟市j所有下辖行政区到其上级归属行政区的加权平均旅行时间总和，计算公式为：

以便后续计算，解释为旗县i和其下辖地区通过交通网络中通行时间最短路线到达盟市j所花费的时间，并将其运用到加权平均旅行时间模型中，计算公式如下：

Ai为旗县i的可达性，由公式（3）可知，其值越小，则区域可达性水平越高；n为旗县i的归属盟市数量，文中只考虑行政归属地间的可达性，所以n=1；Mj为盟市j的权重，用以反映节点的经济实力或对其他节点的吸引力，本文使用地区生产总值（GDP）和人口总数（P）来描述，令。

Aj为盟市j的加权平均旅行时间可达性，m为其下辖旗县数量，计算公式为：

（二）综合交通可达性

本文选取包括公路、铁路和航空三种交通下的七项指标评价区域综合交通可达性水平。其中，除加权平均旅行时间可达性以外的六个指标需要进行归一化处理。本文研究主要目的是比较分析四个盟市综合交通可达性水平，故选择求和归一化方法对指标进行处理。求和归一化的主要目的是让“求和值”作为参考标准，所有的数据全部除以“求和值”，得到的个值在“求和值”中的占比，消除数据的量纲，进行综合分析。

CTAj为盟市j的综合交通可达性指数，计算公式如下：

Aj为盟市j的加权平均旅行时间可达性，取倒数后，值越大，说明可达性水平越高，Yη为指标η归一化后的值，CTAj值越大，说明可达性水平越高。

二 指标选取及数据来源

本文以2020年作为时间节点，选取相关数据变量进行分析，具体数据请见表1。加权平均旅行时间模型的衡量指标方面，从高德地图APP获取交通距离时，选择区域政府驻地作为端点，设置路线偏好为规避拥堵和最快速度。公路交通指标选择加权平均旅行时间可达性、公路密度、旗县客车每日平均发车数。在铁路交通方面，考虑到一些地方虽有铁路交通基础设施，但不停靠的问题，选取铁路每百公里内平均停靠站点数、铁路站点每日平均停靠次数等指标；航空交通可达性指标选取了机场数和航线数。其中，客运发车数、火车站点和停靠站点数、停靠次数等数据均来自客运站网站（keyunzhan.com）；公路密度、地区生产总值和人口规模数据来自《2021年内蒙古统计年鉴》；航空交通数据来自中国民用航空局发布的统计文件、公报和varifight官网。

表1 三种交通方式下的相关指标数据

三 分析

基于普遍地理临近性因素的影响，区域间的通行时间越短、交通选择越多，空间联系越频繁，综合交通可达性水平和运输效率越高，对地区运输经济发展越有利。在加权平均旅行时间指标的基础上考虑基于交通基础设施的相关指标，可以补充单从时间上衡量交通可达性的不足。公式（1）至（4）计算结果如表2所示，按加权平均旅行时间可达性水平从高到低依次排序为：兴安盟、通辽、赤峰、呼伦贝尔。

表2 四个盟市的加权平均旅行时间可达性值

四个盟市内部加权平均旅行时间可达性格局以盟市归属地为核心向外延展，离区域中心城市越远，基础交通设施发展落后，公路交通可达性水平越低。

利用归一化后的指标数据和加权平均旅行时间可达性值（Aj）按交通种类分别求得三种交通的可达性值。；铁路可达性=铁路每100km内的站点数+铁路站点每日平均停靠次数；航空可达性=机场数量+机场航线总数。按公路交通可达性值高到低依次排序为：赤峰市（0.83）、通辽市（0.77）、兴安盟（0.76）、呼伦贝尔市（0.28）。

将四个盟市按铁路交通可达性值高到低依次排序为：赤峰市（0.821）、呼伦贝尔市（0.422）、通辽市（0.388）、兴安盟（0.369）。东四盟市公路和铁路交通可达性分布总体上呈现“中心—外围”结构。将四个盟市按航空交通可达性值高到低依次排序为：呼伦贝尔市（0.968）、通辽市（0.421）、兴安盟（0.396）、赤峰市（0.214）。

表3为利用公式（5）计算得到综合交通可达性指数，将东四盟市按综合交通可达性值高到低依次排序为：赤峰市、呼伦贝尔市、通辽市、兴安盟。

表3 四个盟市的综合交通可达性值

高水平的综合交通可达性是区域运输经济发展的重要驱动力。内蒙古东四盟市陆路交通可达性总体呈现由政府所在地为中心向周边逐渐变弱的特征，这是地理空间位置和交通网络建设及经济发展等因素共同作用的结果。地形外貌特征因素对区域综合交通可达性有着较大的影响作用，如高海拔、山脉较多的区域主干公路分布普遍较少，从而降低区域交通可达性水平。四个盟市围绕市中心城市交通基础设施向外延伸，边缘地区可达性水平低。赤峰市综合交通基础设施建设水平较高，铁路站点密度大、客车每日发车次数多。通辽市境内交通基础设施建设水平差异明显，西北地区霍林郭勒市周围与南部地区围绕科尔沁区，铁路或航空基础交通设施建设水平较高。兴安盟区域面积小，行政节点之间距离相对近，所以计算得出的加权平均旅行时间可达性水平最高；但是铁路交通基础设施发展水平较低，导致综合交通可达性值在四个盟市中最低。呼伦贝尔市面积大，区域节点密度小因素，导致陆路交通可达性水平低；但是其航空交通可达性值提升了综合交通可达性水平。区域经济发展需要交通系统的支持，区域间通行时间和交通选择多样性，极大程度决定了客运和货运的效率。

四 结语

评价区域综合交通可达性水平可以为地区运输经济发展提供重要实证依据和理论基础。区域间通行时间的缩短、交通选择多样性可以极大程度提升区域运输效率，从而对地区运输经济产生影响。从分析中发现，综合交通可达性格局以四个盟市的行政中心地区向外发展，形成“核心-边缘”结构。虽然这一特征促进全区资源向区域中心靠拢，但也会使中心地区与边缘地区交通运输效率水平和经济发展水平的两极化。交通运输经济的发展对于地区自身的经济建设及对周边区域的经济建设均有着重要作用。从研究结果来看，内蒙古东四盟市综合交通可达性水平还有不少提升空间。当前，内蒙古自治区东四盟市正处于交通结构优化、提升运输效率、运输经济高质量发展阶段，也是构建综合交通运输体系逐步成熟的关键时期，应从交通基础设施建设落后地区入手，优化交通可达性布局、提高交通运输效率、降低交通费用与时间成本，建成与区域地理特征、经济发展水平、区域发展战略相适应的立体综合交通网络。在此基础上，应保证区域经济均衡、稳定发展，避免区域经济出现马太效应。