佳文赏析 | 中国高铁-民航竞争网络的空间演化模式及影响因素

作者简介

王姣娥，中国科学院地理科学与资源研究所研究员，博士生导师，从事经济地理与区域发展、大数据与交通研究、知识产权与产业创新等方面的科学研究工作。国家优秀青年基金和全国青年地理科技奖获得者，入选中科院青年创新促进会优秀会员和中科院启明星优秀人才计划。目前，担任中国地理学会经济地理专业委员会副主任、国际区域协会中国分会常务理事、中国区域发展战略研究会理事、世界交通大会TOD技术委员会委员，Journal of Transport Geography、Journal of Transport and Land Use、Transportation Letters和《热带地理》编委等学术职务。

1 问题的由来

2008年京津城际铁路开通以来，中国高速铁路蓬勃发展，高铁里程持续增长，旅客规模不断增加。截止到2018年底，中国高铁总里程达2.9万km。与此同时，中国民航运输业近10年来亦处于快速发展阶段，通航城市、航线数量稳步增长，年平均航空客流增速维持在10%以上。2018年，中国高铁旅客运量达20.54亿人次，民航旅客运量达到6.1亿人次，分别占全国旅客运量的11.5%和3.4%。由于高铁与民航运输服务均主要面向中等收入以上旅客群体，客源重叠程度较高，两者的空间服务范围也不可避免地存在竞争性。各学科领域围绕高铁与民航运输在空间维度的竞合关系开展了诸多研究。然而，目前国内相关研究主要集中在京沪、京广、郑西等案例线路，基于长时间、全样本数据的规律与模式总结相对缺乏；再者，空间视角下的相关研究主要侧重于高铁与民航运输在距离、“点状”城市维度的竞合关系，而未探讨两种运输网络在城市对层面布局的异同。事实上，从个人城际出行方式选择视角出发，同时存在高铁直达列车与航班直达运输的城市对是研究两种运输方式竞争关系的基础。鉴于此，为进一步剖析高铁与民航运输在空间服务市场的潜在竞争格局与演变历程，本研究基于2007~2015年城市对间高铁、航空运营数据，识别出历年高铁与民航运营网络在空间上共同服务旅客运输的城市与直达城市对，定义并构建了以重叠城市为节点、重叠城市对周边的高铁-民航竞争网络，从网络组织视角对其动态演变过程进行了研究。研究尝试回答以下问题：在城市对层面，高铁与民航运输在空间上的潜在竞争格局是怎样演变的？呈现出怎样的规律与模式？其演化过程可能受到哪些因素影响？

2   高铁-民航竞争网络在空间上是如何演化的？其演化模式是什么？

网络规模上，中国高铁-民航竞争网络规模增长速度逐步加快，表明两种运输方式在空间服务范围上的竞争加大。2003~2015年间竞争网络主要经历了3个发展阶段：1）无竞争阶段（2003~2006年）。此阶段高铁与民航的运营网络空间上无交集。2）局部竞争阶段（2007~2013年）。在中国铁路第六次提速的背景下，伴随着高铁网络的扩张，中国高铁-民航竞争网络逐步拓展。3）全面竞争阶段（2013年以来）。随着杭长、贵广、南广、兰新等高铁干线相继开通运营，高铁与民航运输网络的重叠水平显著提高。空间上，中国高铁-民航竞争网络经历了从东至西、由南向北的扩张历程，其网络的空间演化过程受两种运输方式建设时序的影响。整体上，高铁-民航竞争网络仍主要集中在东中部地区，竞争城市对数量呈现东中西递减的空间格局，与中国的人口、经济要素空间分布相吻合。高铁-民航竞争网络发展过程遵循从“核心-核心”到“核心-边缘”的空间拓展模式，并在行政等级结构上具有“从上至下”的特征。随着高铁、航空网络的发展，两者潜在的市场范围逐步从经济发达、人口密集、旅游职能突出的“核心”城市拓展至人口规模较小、经济发展水平相对落后的“边缘”城市，但总体上人口、经济、旅游资源丰裕的“核心”城市对仍是两种运输方式的重点潜在竞争市场。早期，高铁-民航竞争网络依托于北京、上海两大全国中心城市向东、中部省会城市拓展，表现出以京沪双核为主导的集聚型扩张模式。而后，高铁-民航的竞争市场延伸至各省省会城市，培育出区域尺度的次级竞争中心，并进一步覆盖经济相对发达的区域副中心及旅游职能突出的城市。中后期，随着全国中心与区域次级中心城市之间的竞争通道逐渐构筑完成，竞争网络以既有中心城市为起讫点向发展水平相对落后的“边缘”城镇进一步扩张，表现出以北京、上海为全国性中心，以省会城市为区域中心的“多中心”竞争模式。

图4 2007-2015年高铁-民航竞争网络空间格局演化

图5 高铁-民航竞争网络空间拓展模式

3  高铁-民航竞争网络呈现出怎样的结构特征与距离分布规律？

结构特征方面。采用位序-规模法则对2007~2015年竞争网络的集聚水平进行分析，发现q值具有先减小后增大的变化特征，这表明中国高铁-民航竞争网络的集聚程度呈现先下降后上升的趋势。此外，为刻画城市在竞争网络中的等级地位，统计以各城市为起讫点的竞争城市对总量，并将其作为反映潜在竞争强度的指标。研究发现，第一层级城市一直由北京、上海占据。第二层级的城市构成因发展阶段而异，2007~2013年，南京成为仅次于北京、上海的第三大高铁民航潜在竞争市场。而后伴随京广高铁全线开通，武汉取代南京成为第三大潜在竞争城市。广州与深圳于2014年开始成为高铁与民航在南方地区的竞争热点城市。2015年，以北京、上海、广州、武汉、深圳五大城市为起讫点的城市对数量占比占竞争城市对总量的近45%。此外，厦门、桂林等旅游型城市也成为了两种运输方式博弈的热点区域。距离方面。早期，高铁-民航竞争主要集中在中短距离城市对，后逐渐覆盖中长距离城市对。在运营频次上，高铁在1000 km的距离区间内占据主导地位，而航空运输则在1500 km以上的距离区间处于优势地位。

图6 高铁-民航竞争城市对间距离概率密度分布规律

图7 竞争网络中高铁列车与航班频次的距离分布规律

4 高铁-民航竞争网络的空间演化过程受哪些因素影响？

城市规模。客源市场是影响高铁与机场布局的重要因素。由于人口密集、经济发达的地区间“吸引力” 较强，人员往来互动频繁，因此成为高铁与民航优先争夺的客源市场。分析历年新增竞争城市对两端节点的常住人口规模可知，高铁-民航竞争网络早期优先覆盖常住人口1000万以上的超大城市为起讫点的城市对，然后再逐步扩张到其他城市，最终仍以100万人口以上的城市为主要的竞争区域。

图8 2007-2015年新增竞争城市对市辖区人口规模

行政职能等级。高铁-民航竞争网络的扩张呈现从“直辖市-省会城市、计划单列市-地级市”的拓展规律。北京、上海、广州、武汉、南京等城市是两种运输服务优先竞争的客源地。一方面，由于经济往来密切，这些中心城市之间为高铁与民航运输提供了充足的客源。另一方面，由于行政、经济等多元功能的集聚，这些城市之间的旅客公务出行和商务出行需求较大。这类旅客对时效性和舒适性具有较高的要求，也是航空与高铁运输竞争的主要目标群体。

地理空间约束。高铁-民航竞争网络体现了两种运输方式的技术经济与空间布局特征。其中，航空网络由于具有超平面、跨空间的特点，其航线和客运分布不符合距离衰减规律，而是表现为偏正态分布；而高铁运输必须依托于地面设施，因此对距离的敏感性较高，表现出明显的距离衰减规律。因此，在中短距离内，高铁的技术经济优势起着主导性的作用，民航的技术经济范围表现为适应性特征，在1000 km范围内，两者的竞争表现为随着距离增加而增强的趋势；而距离超过1000 km后，高铁的技术经济优势逐渐减弱，民航的技术经济优势开始凸显，在远距离运输中，民航逐渐占据主导地位。

5 主要结论

本文基于2007~2015年的高铁与民航运营时刻表数据，构建高铁-民航竞争网络，揭示了高铁与民航运输潜在空间竞争范围的动态演变与影响因素，研究发现：1）中国高铁、民航在空间上的竞争态势趋于激烈，竞争网络的空间格局经历了由东向西、由北至南的空间拓展过程。目前，两者主要的竞争区域仍集中在东部沿海地区。2）由于高铁与民航的技术经济特征存在差异，其竞争强度与博弈结果在不同距离范围内表现各异，高铁在1000 km距离区间内占据主导地位，而航空运输则在1500 km以上的距离区间处于优势地位。3）高铁-民航竞争网络遵循从“核心-核心”到“核心-边缘”从上至下的等级扩张规律，并由京沪双核主导的集聚型扩张模式转变为以全国、区域不同层级中心为主导的“多中心”扩张模式。高铁与民航在空间上的竞争本质上是对客源的竞争，因而人口集聚、经济发达、旅游资源丰裕或行政职能较高的城市成为了两种运输方式优先“抢占”的市场，竞争网络的空间扩张历程体现了城市规模、城市职能及地理空间制约因素的叠加效应。

转载自地理科学

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原文标题：中国高铁-民航竞争网络的空间演化模式及影响因素

图文编辑：宋艺靓

责任编辑：韩云松

审编：王波涛 李倩 

终审： 顾伟男   田巍   梁龙武

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