文章编号 : 1002Ο0268 (2006) 04Ο0139Ο04
经济潜力模型法量化高速公路对沿线
经济的带动效益
奚宽武1
, 任福田
2
(11 交通部规划研究院 , 北京 100029 ; 21 北京工业大学 交通研究中心 , 北京 100022)
摘要 : 从空间经济学中的经济潜力模型出发 , 探讨了高速公路对沿线及周边地区经济的带动效益问题 。通过提出区域 可接近性概念 , 并利用区域经济潜力模型量化分析了高速公路对沿线区域经济的影响 , 并结合实际案例 ( 京沪高速公 路河北境内青县至吴桥段高速公路) 测算出了高速公路对沿线区域经济增长的贡献 。研究结果表明 : 至 2020 年 , 青 吴高速公路对沿线经济的带动效益达 13 亿左右 。 关键词 : 经济可接近性 ; 经济潜力模型 ; 效益 中图分类号 : F540 ; U491
文献标识码 : A
Exp r e s swa y Be n efit Q u a ntitative Analysi s Ba se d o n Eco no mic Pote ntial Mo del
XI K uan Οwu 1
, R E N F u Οtian
2
(11Transport Planning and R esearch Institu te , Ministry of C ommunications , Beijing 100029 , C hina ; 21Transportation R esearch Center , Beijing University o f Techn olog y , Beijing 100022 , China )
Ab s tract : Based on the economic poten tial m od el in terms of spatial econ omics , the paper stud ies the b enefit of expressw ay to the area along the rou te and its perip heral area , analyzes the economic effect o f expressw ay based on economic ad jacence concept and econom ic poten tial m od el , and qu antifies the b enefit o f expressw ay b y a case stud y of Qing xian ΟWuq iao section of Jing hu expressw ay in Heb ei Province 1The research ind icates that the driving b enefit of Qingwu expressw ay to its perip heral area w ill b e 113 b illion approximately in 20201
K ey wo rd s : Economic ad jacence ; Economic poten tial m od el ; Benefit
的部门增加产出 , 从而带来的经济效益 ; 二是高速公 路建设和投入运营后 , 使与之有技术经济联系的部门 的投入量得到节约从而产生经济效益 。
本文将高速公路通车后产生的间接效益称为经济 带动效益 , 主要考虑的是高速公路对沿线区域经济总 量和结构优化的积极促进作用 , 这在宏观上具体表现 为沿线区域社会经济指标的快速增长 、生产力布局合 理和产业结构上的优化 。从经济学的角度上讲 , 一个 区域的发展直接决定于其向区外出口产品和劳务的能 力 , 而交通设施的意义就是为其提供产品和劳务的输
0 引言
从理论上定性分析 , 高速公路对沿线及周边地区 的贡献除了建设期的直接投资效益以外 , 更大一部分 是以其间接经济效益来体现 , 间接经济效益是指高速 公路的建成通车对公路沿线地区经济发展的作用 , 以 及由此而带来的连锁经济功效 。与直接经济效益相 比 , 间接经济效益更广泛 、更深远 、价值更大 。高速 公路间接经济效益的产生途径主要有两条 , 一是高速 公路建设和投入运营后 , 诱发了与之有技术经济联系
收稿日期 : 2005Ο01Ο11
出 , 当区域之间的运输费用低于区际生产成本时 , 交 通运输就产生了 , 因此 , 区域经济发展是生产优势和 运输优势共同作用的结果 。高速公路以其通行能力 大 、车辆运营速度高的便利条件 , 其运营促进了经济 的联合和协作 , 扩大了市场的范围和经济规模 , 它对 沿线区域经济的带动作用是显而易见的 。
下面从高速公路通道路网的综合阻抗 (本文称之 为广义费用) 入手 , 对高速公路的带动效益通过经济 潜力模型中各个环节逐步剖析 。
小区的经济可接近性 ，然后根据前文的经济潜力模型 计算区域经济的发展潜力 。最后根据有无项目
两种情 况下的经济发展潜力得出由项目引起的区域经济潜力 变化因子 ，最后将这一变化因子应用到整个项目影响 区即可得到项目的经济贡献 ，即高速公路对沿线及周 边各影响区经济的带动效益 。
1 区域间广义费用分析
由于高速公路的建成通车 , 加强了高速公路沿线 及周边地区的联络 , 区域间的时空距离缩短了 , 区域 的可接近性 (adjacence 简化为 AD J ) 增强了 。根据日 本常用的经济可接近模型理论和常用的区域可达性分 析 , 本文定义区域经济可接近性为
n
A DJ i ( t ) =
∑exp ( - 5 D ij
) Πn
(1)
j = 1
其中 , A DJ i ( t ) 为 t 时刻区域 i 的经济地理可接近性 , 选定 ex p () 函数形式是根据 A 1 G 1Wilson 的熵最大原理 图 1 高速公路对沿线的贡献分析框架图
F ig 11 The procedure o f expressw ay ’s contribu tion to
the perip heral area
而确定的
[ 1 ]
; n 为项目影响区数目 ;ex p ( - 5 D
) 为区域 ij 之间的相互作用核 ; 5是一个关键的参数 ，在经济地理 学家称之为衰减因子 ，它决定了区域经济相互作用强 度衰减速度的快慢 ,5越大 ，衰减越快 ,5为零无衰减 ,5 可根据调查数据采用极大似然估计或最小二乘法估计 出来 ; D ij 为各区域之间的广义费用 ，其定义为 广义费用 = 运输成本 + 运行时间 ×时间价值 + 过路费用 其中 ，运输成本和运输时间都与车辆的运行速度有关 , 运行速度与道路上的交通量有关 ，而高速公路上的交 通量又有货客车之分 ，因此应分别加以确定 。过路费 用对广义费用的影响分为两个方面 : 一是收费过程对 路段行程时间的影响 ，由于高速公路两节点之间的距 离比较长 ，收费时间相对车辆行驶时间可忽略不计 ，二 为收费额对路权进而对路径选择的影响 。区域间的
广 义费用越大 ，可接近性越小 ，广义费用趋于零时 ，可接 近性为 1 。广义费用定义中的中间一项为时间价值的 分析 ，这一问题是一个难点 ，也是广义费用研究中的焦 点 ，具体可从客车时间价值和货车时间价值的角度分 别计算[ 4 ,8 ] 。
(1) 区域经济可接近性分析
传统的空间经济相互作用模型即牛顿模型 , 认为 空间相互作用强度与距离的平方成反比 , 该模型的缺 点是 当 距 离 趋 于 零 时 , 空 间 相 互 作 用 趋 于 无 穷 大 。
1
Wilson 通过理论分析证明 , 在一个区域系统中 , 空 间相互作用具有距离指数衰减形式 。据此定义区域 i 对其周边区域的可接近性可用式 (1) 表示 。 (2) 经
济潜力模型分析 为了计算高速公路对沿线及周边地区经济的带动
效益 , 可根据区域经济地理学理论 , 利用区域经济增 长潜力来进行分析 。一个区域交通的便捷程度 , 往往 标志着该区域现代化建设和经济发达的程度 , 从这一 角度上出发 , 交通的便利条件成为一个区域经济 (用 区域的 G DP 来表征) 发展潜力的特征 。又考虑到区 域的固定资产投资额是影响区域经济的一个重要因 3 5 ,6
素 , 本文定义区域经济发展潜力 为 POT ) 如下式 。
( p otential 简化 α
β
γ
POT i ( t ) = e I F i ( t ) ADJ i ( t )
(2)
2 经济潜力模型法测算高速公路带动效益
世界奇闻怪事式中 , POT i ( t ) 为 时 刻 区 域 i 的 经 济 潜 力 ; ADJ i 利用经济潜力模型法计算高速公路带动效益的步
骤如下图 1 所示 。首先从高速公路所在区域路网的变 化着手 ，利用经济可接近模型计算出高速公路各影响
( t ) 如上述说明 ; I F i ( t ) 为 t 时刻区域 i 的固定资 产投资额 ; α, β, γ可用回归方程拟合求得 。
通过式 (1) 、 (2) , 可计算出有无项目两种情况
下的区域经济发展潜力 , 其结果是由于高速公路的建 设而增加的经济指标的发展潜力 , 它反映了有无项目 两种情况下对经济贡献的比例关系 。
建议从 2010 年起按照高标准进行收费 , 并且每 5 年
提高一次收费标准 。最终本文计算出青吴高速公路直 接影响区域间的广义费用矩阵如表 1 。
表 1 广义费用矩阵Π元
T a b 11
The g eneralized c har g e m atrix
(3) 项目各影响区的经济潜力变化因子
经济潜力变化因子 θi 定义如式 ( 3) , 它反映了 有无项目两种情况的差额占有项目情况下的经济潜力 的比例 。
D ij
青县
泊头
南皮
东光
吴桥 沧州市区 沧县
3
青县
泊头 南皮 东光 吴桥 0100 223122 228167 285179 405157
223122 0100 60174
100173 223122 113101 123189 228167 60174 0100 108189
236183 118145 129133 285179 100173 108189 0100
119177
181102 170114 405157 223122 236183
119177 0100
300179 281175
134177 113101
118145 181102 300179 0100 19104
高速公路过路费153182 123189 129133 170114 281175 19104 0100
POT i ( t ) - POT i ( t ) θi
( t ) =
(3)
( ) POT t
i 式中 , POT i ( t ) 为有项目情况下 t 时刻区域 i 的经 3
济潜力 ; POT i ( t ) 为无项目情况下 t 时刻区域 i 的 经济潜力 ; θi ( t ) 为 t 时刻区域 i 的经济潜力变化因
沧州市区 134177 沧县 153182 子 , 它揭示了这样一个特征 , 即通过 θi ( t
) 出高速公路项目对沿线经济增长率的影响 。
(4) 项目的区域经济贡献分析
以上 3 个步骤仅是计算了高速公路对其整个影响 区中一个小分区的影响 , 对于项目整个影响区的贡献 分析 , 考虑到交通量的因素 , 本文利用区域发生 、吸 引交通量之和对上文的经济潜力变化因子加权 , 得到 整个影响区域的项目贡献因子 θ, 则可求出高速公路 对整个影响区区域经济增长的影响 , 即高速公路项目 对沿线区域经济增长的贡献 , 贡献因子 θ 定义如下 式
n
可以求
(2) 区域经济可接近性分析
根据式 (1) , 本文利用现场调查的 OD 数据和上 文得到的广义费用矩阵利用最小二乘法对参数5进行 估计 。计算时首先利用 wilson 的区域空间相互作用模 型设定区域间的交通量与广义费用间的关系如下
T jk = KO j D k ex p ( - 5 D ij ) (5) 式中 , T jk 为区域间的 OD 量 ; O j 为区域 j 的发生量 ; D k 为区域 k 的吸引量 ; e x p ( - 5 D 为前文定义的经济可 接近性模型中的内核 。 参
数5最后标定结果为
5 = 01003 375
经济可接近性模型即为
n
ij ) ∑
T i ( t )θi ( t ) i = 1
θ( t ) =
(4)
n A DJ i ( t ) =
∑ex p ( - 01003 375 ×D ij
) Πn
(6)
∑
T i ( t )
j = 1
(3) 经济潜力模型分析
根据上文的经济可接近性分析结果 ，对式 (2) 进行 模型标定 ，结合青吴高速公路项目影响区的数据 ，标定 结果如下
5 = 91864 ;β= 01269 ;γ= 01619
带入式 (2) 得到
i = 1
式中 , θ ( t ) 为高速公路项目在 t 时刻对整个影响区
T i ( t ) 域经济增长率的贡献因子 ; 发生 、吸引交通量之和 。
为 t 时刻区域 i 3 案例分析
下文通过实例对前文中提出的经济潜力模型进行 标定分析 , 文中选取了京沪高速公路河北境内青县至 吴桥段高速公路 (简称青吴高速公路) 沿线影响区的
数据资料进行计算[ 7 ]
。
(1) 广义费用计算
根据前文所述 , 区域之间的广义费用由 3 部分组
成 , 运输成本 、时间价值和道路收费 。运输成本由燃 油费 、轮胎消耗 、折旧 、保修和其它费用组成 , 数据 可由经济评价专题报告获取 。时间价值的计算分为客 货车的时间价值 , 道路收费根据京沪高速公路 (河北 段) 道路收费标准 , 未来 , 随着项目沿线地区总体经 济水平的不断提高 , 考虑其他支出费用的逐年增长 ,
91864
01269
01619
POT i ( t ) = e
如何快速删除qq好友I F i ( t )
ADJ i ( t )
(4) 项目区域各小区经济潜力变化因子 θi ( t
) 计算时将经济潜力模型转化为全微分型式 ，然后 利用有无项目两种情况下的经济可接近性的变化进行 分析 。具体计算结果如表 2 。
表 2 各小区经济潜力变化因子
T a b 12 The t ab le of econ omical p oten tial g ene of d ivisiory d istrict
θ
i ( t ) 青县 泊头 南皮 东光 吴桥 沧州市区 沧县 2002 2005 2010 010342 010407 010383
010137 010192 010168 010162 010213 010201 010324 010394 010353
于朦胧演过的电视剧010368 010413 010391
010214 010283 010249 010238 010278 010253
2020 0
10299 010109 010131 010302 010331 010181 010215
(5) 项目整个影响区的经济潜力变化因子
根据上述结果，由式(4) 可以计算出青吴高速公路对其影响区的经济潜力变化因子，如表3 。将潜力变化因子转为具体效益结果，见表4 。
表3 整个影响区的经济潜力变化因子T a b13 The tab le of economical poten tial g ene of w hole d istrict 的参数进行了标定, 为高速公路对沿线及周边地区的带动效益量化计算提供了一种新的计量方法。
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2
θ( t) 2002 2005 2010 2020
010285 010316 010286 010220
整个影响区 3 表4 青吴高速公路对整个影响区的经济带动效益
T a b14 The driving benefit of Qingw u expressw ay
李字组词to its w hole d istrict
4
5 年份2002 2005 2010 2020
高速公路带动效益Π万元67476141 10293219 13407419
127073 6
4 结语
7
本文在对高速公路带动效益分析的基础上，以经
8 济可接近理论为基础, 对于较少采用的经济潜力模型
进行了研究探讨, 并结合实际案例对经济潜力模型中
(上接第131 页)
时间取最大值, 而南北相的有效绿灯时间取最小值；反之, 当南北相关键方向的容许最大车流量远大于东西相关键方向的容许最大车流量时, 南北相的有效绿灯时间取最大值, 东西相的有效绿灯时间取最小值。显然, 在十字路口饱和交通状况下, 目前设计的模糊控制器所采用的模糊控制规则与这种最优控制策略是不相符的, 而且模糊控制器也无法像最优控制策略那样可以根据各方向的容许最大车流量来采取最合适的控制方法。因此, 当交叉口处于饱和交通状况时, 其信号控制策略应该由模糊控制自动切换为最优控制方式; 一旦路口排队车辆消失, 交叉口的信号控制策略又应该由最优控制自动切换为模糊控制方式。
此外值得指出的是, 利用最优控制理论在饱和交通状况下推导出来的结论指导模糊控制规则的设定, 将能进一步改善模糊控制在交叉口信号控制中的实施效果与使用范围。制策略, 才能得到好的控制效果。绝不能抛开路口所处的交通流状况而光谈控制策略。
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3 结束语
不论设计者是采用传统控制方式还是现代控制策略, 首先要弄清楚的就是被控路口的交通流状况, 只
有根据路口实际所处的交通流状况采用相应的信号控
8
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