基于空間引力模型的鐵路運輸節點空間吸引能力研究

文 慈 李建國 安美清 王智琦 李文婧

(1.蘭州交通大學交通運輸學院 蘭州 730070;2.中國鐵路蘭州局集團有限公司 蘭州 730070;3.蘭州交通大學現代物流研究所 蘭州 730070)

0 引言

隨著全球經濟一體化的快速發展,城市作為一大經濟主體,互相之間的競爭空前激烈,這使得國家、省域、地級市、公司乃至個人都迎來了更多的發展機會。在經濟全球化的局勢下,城市間經濟聯系越發密切,并與各省域之間的經濟聯系更為頻繁。但同時存在明顯的經濟聯系差異問題,城市、省域間的不平衡發展也使得這種差距不斷擴大[1]。因此,本文對L局管轄的17個地級市與我國各省域的經濟實力進行分析,可以為L局的經濟發展提供科學決策依據,同時也為其他鐵路集團的經濟發展提供借鑒。

王燕虹[2]通過SPSS26.0軟件,運用主成分分析法計算分析我國安徽省各直轄市的經濟綜合實力得分。潘晴艷等[3]構建多指標綜合評價體系,并結合因子分析法與熵權法分析發現我國各城市的經濟活力提升與城市經濟轉型的具體影響因素。周琛[4]選取了9項經濟指標,并結合因子分析法對我國各省域的經濟綜合能力進行分析評價,得出31個省域之間經濟發展差異較大的原因。蔣蓬陽[5]采用因子分析與主因子分析方法,結合SPSS軟件對我國各省域進行綜合經濟能力統計分析排名。張裡婭[6]采用多元統計分析和綜合評價方法,并結合因子分析法對我國31個省域的經濟實力進行評價與排序。Sun[7]建立一套完整的評價體系,并結合熵值法對區域經濟發展進行綜合分析和評價。Wang等[8]采用了定量分析法,并運用熵權—TOPSIS—耦合協調度評價模型對山東省近6a的區域綠色經濟發展趨勢進行分析評價。劉杰等[9]選取了17項技術經濟指標,并結合引力模型和隸屬度模型對區域城市軸輻式貨運網絡進行空間布局。

1 研究方法

1.1 指標選擇

研究對L局管轄的17個地級市及其他省域的經濟能力選取了8項指標,構建了L局及其他省域經濟能力評價指標體系[10]。

表1 L局所轄地級市及各省域經濟能力評價指標體系

1.2 數據來源

研究對象為L局所轄的17個地級市,研究數據主要來源于國家統計局《中國統計年鑒》、L局集團公司貨運基本概況表以及部分地區的《統計年鑒》。

1.3 熵權—TOPSIS 評估模型

構建原始數據矩陣。設定各項評價指標的測度值aij,則31個省域原始矩陣為:

(1)

構建17個地級市原始矩陣為:

(2)

對于正向指標:

(3)

通過歸一化處理,得到標準化矩陣P:

(4)

計算加權矩陣:Y=(Wj·Pij)n×m

計算正負理想解:

(5)

計算各個評價對象到其歐式空間距離:

(6)

最后,計算貼近度:

(7)

貼進度表示評價目標與最優目標的接近程度,Cj的值介于0與1之間。Cj的值越大,表示地級市或省域的經濟實力水平越高,反之,則表示地級市或省域的經濟實力水平越低。

1.4 引力模型

引力模型又名重力模型,它發源于萬有引力定律,廣泛應用在空間相互作用模型上,并不斷得到拓展,已經在空間布局、人口遷移等研究領域獲得了有益的研究成果。主要通過引力模型來計算L局所轄的17個地級市與我國各省域之間的經濟聯系強度。

(8)

(8)式中:Za和Zi分別為L局所轄地級市a和省域i的經濟能力值;dai為L局所轄各地級市a和省域i之間的鐵路運輸距離,數據提取于百度地圖API平臺;b為距離衰減系數,通常取2。

2 實證分析

2.1 綜合測度結果分析

根據L局所轄17個地級市2011年和2021年的發送量及到達量數據整理,整理如圖1和圖2所示。

圖1 L局2011年到發量數據圖

圖2 L局2021年到發量數據圖

根據這17個地級市2011年和2021年發送量及到達量數據整理,可以看出,L局所轄17個地級市的發送量在整體上有著明顯的提升,在2011年和2021年,L局的發送量逐漸由高發送量水平地區至低發送量水平地區過渡,西部整體演變趨勢由張掖市向金昌市和武威市發展,東部整體演變趨勢由吳忠市向銀川市、固原市和平涼市蔓延[11]。石嘴山市的發送量由2011年的第二名躍居2021年的第一名,酒泉市和張掖市也在2021年突破1000107kg,此3個地級市劃分為高發送量地區;固原市的發送量也有著明顯提升,劃分為一般發送量地區;慶陽市、隴南市從2011年的零發送量逐漸發展,已經成為低發送量地區。

此外,L局的到達量在整體上由中部向東、西兩側過渡,中部整體演變趨勢由金昌市、張掖市逐步向酒泉市和武威市蔓延,東部整體演變趨勢由石嘴山市向銀川市和吳忠市發展。嘉峪關市的到達量突破2.5×107kg,躍居到達量地區第一名,劃分為高到達量地區;酒泉市的到達量也有著明顯提升,白銀市和金昌市雖發展緩慢,但依舊有少量提升,此3個地級市劃分為一般到達量地區;慶陽市、隴南市從2011年的零到達量逐漸發展,已經成為低到達量地區。

2.2 經濟水平吸引力強度分析

分析L局所轄各地級市的吸引力強度,根據熵權—TOPSIS 評估模型,結合SPSSAU統計出L局管轄的17個地級市與各個省域的經濟聯系強度值。以2021年17個L局管轄地級市為起點,以我國其余各省域為終點,將地區等級劃分為強吸引力、一般吸引力和弱吸引力,并用不同等級的引力線進行更直觀的表示。

從圖3中可以看出,L局與其他省域之間的經濟聯系強度存在明顯的差異性。西部的新疆地廣人稀、資源豐富,與甘肅相鄰,自蘭新線開通以來,兩地的經濟和人口流動量不斷提升,同時,絲綢之路也是兩地經濟往來的大通道,這使得兩地的經濟聯系更加頻繁,除了兩地自身擁有著很強的外部吸引力外,它們之間也形成了較為穩固的經濟聯系網絡結構,彼此吸引、相互依賴。東部的山東、天津、江蘇、河南,中部的蘭州等地區與L局的吸引力強度次之,且強引力線幾乎來自于東部地區。受制于空間交互作用中距離衰減定律的制約[12],以及與南部的經濟實力和物流發展的巨大差異,L局難以對南部地區形成很強的地區吸引。在L局所轄的17個地級市中,蘭州市作為最主要的經濟交流核心地區,在我國省域的經濟聯系中發揮著至關重要的作用[13]。但L局與西部其他地區的經濟聯系強度一般,且相互之間引力線等級稍弱。此外,從圖3中可以看出,L局所轄各地級市之間也存在著很強的相互吸引,且與相鄰或近鄰省域之間彼此經濟來往頻繁,引力線等級較強,形成了很明顯的西部經濟核心三角區。L局與南部地區的經濟聯系空間引力線整體呈現出簡單的散射狀結構,且引力線等級較弱。

圖3 L局所轄地級市經濟吸引力強度分級圖

3 結論

(1)依托熵權—TOPSIS評估模型和引力模型形成的L局所轄地級市經濟吸引力強度分級圖,可為經濟網絡的發展提供參考和理論指導。

(2)以8項經濟指標為基礎,依據不同的數據分級進行可視化分析,明確10a中L局的到發量水平情況。

(3)可視化分析情況表明,L局17個地級市的經濟發展水平在整體趨勢上有著明顯提升且到發量逐漸由高到發量水平地區至低到發量水平地區過渡,其中蘭州市一直處于高到發量水平,嘉峪關市的到發量水平迅猛提升,并于2021年躍居到達量地區第一名,這與L局的經濟發展現狀具有高度的吻合性,符合實際。

(4)L局所管轄的17個地級市的經濟吸引力強度分級圖指明,L局應充分發揮自身優勢,并加強與南部地區的省域合作,這對L局的未來經濟發展有著至關重要的作用。