王华， 张杏梅

山西师范大学地理科学学院， 山西 临汾 041000

我国在2017年9月提出关于支持山西省进一步资源转型的意见，支持太原、大同建设全国性综合交通枢纽.山西省积极响应中原崛起的号召加强对于省内交通基础设施的建设.山西省的经济发展主要是靠丰富的煤炭资源，相对完善的交通基础设施网络进而推动全省的煤炭走向全国.因此，研究交通基础设施与区域经济之间的关系具有重要的意义，交通基础设施改善将会为山西省的经济转型提供基本的保障.

目前国内对于交通基础设施的研究主要是交通基础设施与经济发展的协调关系以及交通投资与经济发展水平的研究.就交通基础设施与经济发展的关系来说杨帆[1]在中国交通基础设施与经济增长的实证关系研究中通过协整理论和格兰杰因果检验方法，发现交通基础设施与经济增长存在长期均衡关系.叶昌友、王遐见[2]通过空间面板模型验证了两者之间的关系，计算各级公路铁路对经济的贡献率，认为交通基础设施的巨大投资能够拉动区域经济增长.交通基础设施的差异主要表现在研究交通网络通达性方面，安俞静等人[3]运用修正后的引力模型和空间计量模型等对于中原城市群的可达性和经济联系进行了分析，结果表明可达性空间格局呈现十字型的特征.对于交通基础设施的优势度分析金凤君[4,5]设计了衡量交通网络通达性的指标，以最短路模型为基础分析中国铁路交通网络的发展以及通达性空间的结构演变.周博[6]以广东省为例，建立交通优势度模型，运用耦合协调度模型将广东省分为五个类型区进行关系分析.贾瑶[7]在山西省城乡居民消费差异中分析了交通条件方面造成消费水平差异的原因，提出应该完善省内的交通设施水平，提高区位优势度，才能减小城乡消费差异.吴丽娜[8]对吕梁市公路运输进行研究，表明人均生产总值与交通条件呈正相关，吕梁市交通条件发展较快但是存在分布不均衡的状况.罗悦[9]通过对临汾市县域经济发展差异进行分析，表明发展水平存在明显的县域差异，并且区域内经济发展水平的高低明显受到交通条件的影响.

通过构建数理模型以及空间分析，运用定性与定量相结合的方法对山西省交通优势度与经济发展水平进行科学分析.最终根据本文的分析针对山西省交通基础设施与经济发展协调性存在的问题提出相关建议，希望能够为山西省的交通基础设施建设和经济发展提供一定的参考.

1 研究方法

1.1 交通优势度评价原则

交通优势度主要是通过质、量、势三个方面，量代表区域交通网络密度，质代表交通设施临近度也就是区域的联系能力以及区域经济的集聚和扩散能力，势代表区位优势度也即区位条件的差异，以上三个指标代表了交通优势度的评价体系.根据山西省的交通基础设施情况，本文将从交通网络密度、交通临近度以及区位优势度三个方面评价交通条件的差异.

表1 山西省交通优势度评价体系Tab.1 Shanxi province traffic advantage evaluation system

1.1.1 交通网络密度

交通网络密度是研究区域内交通基础设施水平的重要指标之一，交通网络密度越大，说明区域内经济往来越频繁.同时交通密度也会受到地形的影响，山西省的东西山地地区交通密度会受到地形的影响而减少.本文采用等级公路的里程密度和高速公路里程密度来作为交通网络密度.具体计算方法为

(1)

在多种交通方式中选择公路交通密度作为测算方法，主要是考虑到公路交通具有普遍性的特点.对于偏远地区来说公路交通基础设施是之重要的交通方式，并且考虑到铁路方面的数据获取比较困难，因此选择公路数据来作为交通密度评价区域的交通条件.

1.1.2 交通临近度

交通临近度主要是高速公路、铁路站点、机场等指标与研究点的距离，反映的正是交通基础设施与区域经济往来的关联程度.交通临近度越近，表明交通通达度越高，区域经济往来越频繁，区域的经济发展水平越高.具体计算方法为

(2)

其中Pij为区域i内j交通基础设施的权重，n代表地区.

本文交通临近度的分类方法在参考前人研究的基础上，根据山西省交通基础设施情况将交通临近度分为公路、铁路、航空三类.公路有高速公路、国道、省道，铁路为铁路站点，航空方面是机场.根据研究点是否具有以下标准对其进行权重赋值，如果研究地区的国道数量、省道数量、铁路站点数量、机场等超过一个，那么就将权重以倍数表示.如果没有铁路通过就根据其距离最近的铁路站点进行赋值，高速公路只计算距离高速公路口的距离权重.

表2 交通临近度权重赋值Tab.2 Weight assignment of traffic proximity

1.1.3 区位优势度

区域优势度主要是评价区域的区位优势，在研究区范围内区位优势的重要衡量标准是到中心城市的通行时间和距离，体现一个区域与中心城市的关联度.根据山西省各城市到中心城市的距离和最短通行时间设置权重，通过各地区到中心城市的距离权重和最短通行时间权重可以计算得到区域优势度的指数.由于最短通行时间分析中交通工具的不同，本文将根据两城市之间现有的最快交通方式进行分析.计算公式如下

(3)

其中Sij为区域i到中心城市的距离权重，Sim表示地区i到中心城市的最短通行时间.

表3 研究点到中心城市距离权重赋值Tab.3 Distance weight assignment of research points from central cities

表4 研究点到中心城市最短通行距离权重赋值Tab.4 Weight assignment of minimum travel distance from research points to central cities

1.1.4 交通优势度

交通优势度的评价方法是采用函数模型，将前文中交通网络密度、交通临近度、区域优势度三个计算结果进行极值标准化处理，然后对三个权重指标进行相加，参考前人的研究经验，将三个指标的权重均赋值为1.函数公式为

(4)

其中Di、Ci、Si代表交通网络密度、交通临近度、区域优势度标准化值，a1、a2、a3为指标的权重阈值.

1.2 区域经济发展评价方法

从《2016年山西省统计年鉴》中选取能够代表经济发展的四个方面的指标，包括经济总量、人民生活水平、对外开放、基础设施等四个方面共13个指标(指标体系见表5).

表5 区域经济发展水平评价指标体系Tab.5 Evaluation index system of regional economic development level

将13个指标进行标准化处理后选择主成分分析法通过SPSS中的因子分析定量分析山西省各市的经济发展水平.在对指标进行标准化处理之后用Bartlett 球形检验法和KMO检验所选取的数能否进行主成分分析.计算特征值和累计贡献率，选择累积贡献率大于85%的主成分，所选取的三个主成分能够代表山西省经济发展水平.将通过正交旋转后所选择的3个因子各自的方差贡献率当作权重，构造综合评价函数，将各指标代入函数表达式求各市的主成分得分，求得各市的经济发展水平加权综合得分，分值越高，表示该城市经济发展水平就越高.

1.3 耦合协调度研究方法

耦合协调度模型是研究两个因素之间关系较为常用的方法，区域交通与区域经济发展水平之间的关系是否协调可以用这种方法来评价.根据容量耦合系数模型，建立山西省交通优势度与经济发展水平的耦合度公式

(5)

(6)

C表示交通和经济两者之间的耦合度值，U1表示交通优势度，U2表示经济发展水平值.D为耦合协调度值，T表示交通优势度和经济发展水平的整体效益综合协调指数，其中α，β为待定系数，一般取0.5.根据耦合协调度评判标准，结合山西省实际情况将协调度划分为以下十种类型(见表6).

表6 耦合协调度等级Tab.6 Coupling coordination level

2 研究结果与分析

2.1 交通优势度评价结果分析

2.1.1 交通网络密度

通过交通网络密度公式计算得到山西省各地级市的公路密度，山西省的平均公路密度是92.54 km/100 km2，大同市的公路密度是忻州市的将近三倍.将计算结果与分析采用自然断裂分类法将山西省的11个地级市分为四类，分类情况见表7.

表7 路网密度分类Tab.7 Road network density classification

通过对山西省11个地级市的公路交通密度分析，我们可以看出中密度地区和较高密度地区相对较多占全省的82 %左右.山西省交通密度主要呈块状集中分布，交通密度较高的地区主要集中在晋中地区和晋南地区，大同市作为交通密度最高的城市得益于其与京津冀相对较近交通来往密切，促进了其公路基础设施的建设.交通密度最低的忻州市受到地形因素的影响交通基础设施相对较差.运城市作为晋南地区交通密度较高的城市，主要是运城市处于晋陕豫三省交界地区对外联系方便，并且运城市地形相对平坦，有利于交通的发展(见图1a).

图1 山西省交通优势度及经济发展空间分布图Fig.1 Spatial distribution map of traffic advantage and economic development in Shanxi province

2.1.2 交通临近度

通过对于各城市不同交通基础设施的权重进行赋值，得到各个地区的交通基础设施临近度，山西省的交通基础设施低密度地区相对较少，高密度地区较多，高密度地区呈点状分别分布在山西省的晋北晋中晋南地区.

表8 交通临近度分类Tab.8 Classification of traffic proximity

从分析结果来看首先是太原市和大同市两地区的临近度权重一样是全省最高值，一个是山西省的省会城市，另一个晋北地区经济发展条件较好的地区；其次是晋南的临汾市.山西省的交通临近度在南北方向上各有一个交通发展较快的增长点，在增长点附近的城市交通临近度相对较好.阳泉和晋城在交通临近度方面相对较差的原因主要在于位置相对偏僻，地理环境条件相对较差，经济发展落后等.因此在交通基础设施建设方面相对落后(见图1b).

2.1.3 区域优势度

区域优势度分析主要是测算地级市与中心城市的距离以及最短到达时间，主要也是测算研究点与中心城市的通达度.通过数据分析可以看出太原市周围地区的区域优势度相对较高，中低优势地区相对偏多，与太原市的通达度相对较低.

表9 区域优势度分类表Tab.9 Table of regional dominance classification

根据空间分布状况分析，大同市位于山西省最北端，与太原市之间通达性较差，本文计算的是与区域内的中心城市的优势度，而大同与京津冀之间的往来偏多于区域内的其他城市.因此大同在省内优势度方面相对较差.阳泉和忻州市在地理位置上具有较高的优势度与中心城市联系，随之外围的地区优势度会有所减弱(见图1c).

2.1.4 交通优势度综合评价

山西省的交通优势度分析通过对交通网络密度、交通临近度以及区域优势度的加权求和，得到山西省的交通优势度(见表10).从数据来看山西省的交通优势度平均值为1.45，那么有6个城市处于平均值之上，中位数为1.48，平均数略小于中位数，说明在山西省优势度较低的城市相对较多，极差为2.1，说明山西省的交通优势度差异较大，两极化现象较为明显.山西省整体的交通优势度呈现出从中心城市太原向外围逐渐递减的趋势.交通优势度最好的城市为太原市，晋城市是交通优势度最低的城市，晋城市距离省会城市较远，位置偏僻，地形因素影响交通优势度较低.阳泉和吕梁市虽然距离太原市较近，但是由于地形因素的原因交通优势度相对较弱.

表10 山西省各地级市交通优势度Tab.10 Traffic advantage degree of Shanxi province

2.2 区域经济发展水平结果分析

通过主成分分析，可以看出山西省南部的经济发展水平相对于北部较高.北部的几个城市经济发展差距较大，有经济发展最好的太原以及发展最差的阳泉.

表11 山西省各地级市综合经济发展水平Tab.11 Comprehensive economic development level of Shanxi province

通过对综合得分进行空间分析可以看出，山西省的经济发展水平在空间上呈现出南高北低的格局，以太原市为界，晋北城市发展普遍落后于晋南城市.经济发展高速的太原市是山西省的经济中心，地理环境优越，是山西省经济发展和交通往来的枢纽城市.北部经济发展最好的是大同市，大同市依靠丰富的煤炭资源，以及独特的地理位置成为山西省北部的增长极.其余的中速发展城市都处于晋南地区.低速发展的城市主要分布在晋北地区，在南部的城市中经济发展最差的是晋城市，晋城市地理条件复杂，处于太行山区，远离山西省中心城市，经济发展较为落后(见图1d).

3 交通优势度与经济发展水平耦合协调度分析

通过对山西省各地级市交通优势度和经济发展综合得分进行极值标准化处理，为了避免耦合协调度出现0值，在标准化处理中将其改成0.001，由公式(5)和(6)可以得到以下各城市耦合协调度的关系(表12).

表12 山西省各地级市交通优势度与经济发展水平耦合协调度Tab.12 Coupling and coordination degree of transportation advantage and economic development level in Shanxi province

山西省11个地级市的耦合协调度差距较大，呈现出两极化的现象.太原市处于优质协调阶段，是山西省的经济、交通中心，无论在经济方面还是交通优势度方面都处于领先地位.太原市经济发达，人口众多，地理位置优越，是山西省重要的交通枢纽，对于山西省内要素流动具有至关重要的作用.

大同市和晋中市处于中级协调，大同市和晋中市依靠自身丰富的煤炭资源，以及相对平坦的地理环境条件，与外界的沟通便利，在山西省的经济发展中处于中上游的水平.

临汾市和运城市处于初级协调阶段，这两个城市在晋南地区发展速度相对较快，地理条件方面，处于山西省的边缘地带，与外省联系方便，基础设施和经济协调方面开始逐步协调.临汾市和运城市都具有一定的工业基础，临汾市的壶口瀑布和洪洞大槐树等旅游景点也会促进区域内交通基础设施的建设.

长治市和忻州市处于勉强协调阶段，两地的协调情况相对较差，原因在于两个城市内有一定的区域位于山区，交通不便，受到地理环境的影响.忻州市的协调度相比于长治市稍微差一点，忻州市山地面积较大.

吕梁市属于轻度失调，吕梁市东部靠近太原西部处于山区，因此区域内发展不均衡.晋城市和朔州市属于严重失调，晋城市远离太原市，与中心城市信息交流较少，而且地理环境相对较差.朔州市地理位置相对靠北，与内蒙古和陕西毗邻，但是陕北和内蒙古经济发展也相对较差，无法带动朔州市经济发展.阳泉属于极度失调，阳泉市面积是山西省面积最小的城市，人口较少，旅游资源相对匮乏，经济发展落后，协调性较差.

图2 山西省耦合协调度分布图Fig.2 Distribution map of coupling coordination degree in Shanxi province

4 结论与讨论

经济发展水平与交通基础设施两者是相辅相成的关系，交通基础设施的完善能够吸引资金的投入，经济的发展能够加大交通基础设施的投资.太原市在经济发展水平上处于山西省上游水平，同时国家支持山西省资源转型，支持建立太原市和大同市两个重要交通枢纽.随着政策的提出，经济发展较好的地区交通基础设施网络将更加完善.对于经济发展水平相对较差，但是交通优势度相对较好的城市应该采取措施加快经济发展.利用良好的交通基础设施条件，加快转变经济发展方式，延长煤炭加工产业链，努力向煤炭精加工转变，同时继续促进基础设施的建设，通过交通网络的优化吸引外资，带动经济发展.