王玉贺，赵俊，荣文竽

(1.大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028；2.吉林铁道职业技术学院，吉林 吉林 132200)

随着我国高速铁路建设的快速发展，区域性交通运输体系日趋完善，对区域内经济要素的流动产生重要影响.因此，系统地分析高速铁路对区域经济产生的影响及程度，对优化交通运输系统资源配置，合理规划高速铁路的运输能力，促进沿线地区的经济发展具有十分重要的意义.

各国学者在高速铁路对区域经济影响方面的研究比较笼统，主要集中在研究高铁的建成在不同程度上对区域经济发展的影响.Vickerman[1]通过分析欧洲高铁沿线城市可达性和高铁客流量，得出的高铁建成对主要城市间中间区域的经济影响不太明显，没有达到缩小区域交通可达性差异的目标.方大春等[2]认为高速铁路对中国城市空间结构具有深远的影响，高铁的建成可显著提高城市间的引力和交通通达度，并且对省会大城市的改善效果优于中小城市的.张正[3]以南昌到九江这段城际铁路为例，建立了“节点城市”“沿线地区”“区域整体”三个方面的影响指标体系，得到高铁建设能够加强沿线城市间交流，提高城市可达性、改变空间结构、提升区域整体经济水平的结论.高永宏[4]提出济青高速铁路的开通很大程度上将带动沿线地区经济的发展.

不同区域高速铁路的建成对区域间经济联系的影响有所不同，对区域的发展程度、资源禀赋、经济水平、产业布局等空间可接近性和经济结构都有不同的影响[5].高铁的建设不能直接的改善区域经济发展状况，而是通过融合其他多种因素对产业结构带来积极影响，从而促进周边经济发展.所以说高铁建设对不同经济发展程度的区域影响不同.

长吉城际铁路(长春到吉林市城际间的高速铁路客运专线)是东北地区第一条城际铁路，它的开通实现了客货分离，提升了两个城市的可达性，拉近了吉林中部城市群与其他地区的距离，推动了经济的发展.本文将欠发达地区吉林省的长春市与吉林市作为研究区域，对比分析长吉城际铁路的开通运营对长春、吉林两地经济所带来的影响，利用系统动力学方法进行指标的选取，通过VENSIM软件对其影响程度进行测算，进而丰富高速铁路对欠发达区域经济影响的相关理论和实践.

1 系统动力学模型的构建

1.1 指标选取

随着高铁线路的开通，区域间的可达性增强，人流显著增加，对区域内的服务业、旅游业等行业的发展影响最为明显.在模型的设计中，针对第一、第二、第三产业的增长，除了产业投资、从业人数以及客货运周转量的影响外，还将三个产业的其他促进因素作为一个辅助变量考虑进去，其他促进因素主要指长吉地区的政府政策对农业、制造业、服务业等相关行业的扶持.通过构建以上变量间的关系，依托相关理论基础，能够进一步完善整个模型，为后续的研究分析做准备.分析认为，长吉城际铁路的开通不仅对区域的交通发展产生一定促进作用，而且对区域内三个产业的发展带来积极影响，进而提升长吉地区的经济总量，因此在选取变量时将经济层面和交通运输层面的指标参数也考虑进去.其中在经济层面选取了长吉GDP、长吉三个次产业GDP、长吉三个产业总投资额、GDP年增长量等相关的指标；在交通运输层面将长吉地区铁路客运及货运周转量、长吉高铁运营里程作为选择的指标.将选取的变量进行流图的绘制，进而构建系统动力学模型.将模型中每个指标所代表的变量含义进行分类表述，见表1.

表1 模型变量分类及表述

1.2 模型系统设计

系统动力学中的变量间存在复杂的因果关系，通过流图的构建直观地找到各个子系统及因果回路，最终确定每个变量存在的关系.在整个模型中，因果关系图能最简洁地体现存量与流量间的因果关系[6].每一个回路中包含的变量通过连接体现不同的因果关系.当变量或属性的增加导致同一变量或属性增加更大时，就会出现正反馈.一般地，正反馈回路会增强该回路中所有变量的偏离程度，让变量间的关系更加显著，正相关程度也更加强烈[7].

存量流量图也叫作流图，相比于因果关系图，流图能够将存量与流量间的逻辑结构关系的基本方面很好地表达出来，同时能够分辨每个变量的性质.

(1)因果关系图

结合所选取的变量以及模型的需要，在因果关系图的设计中，主要将长吉地区的经济总值、长吉地区三个产业产值、长吉地区交通需求、长吉地区运输供给、长吉地区三个产业的从业人数等指标相结合，通过各指标关系的建立，最终构建长吉地区经济与交通状况的因果关系图，见图1.

图1 长吉地区经济与交通状况因果关系图

(2)存量流量图

通过对因果反馈图的设计，进一步来改进流图的整体结构.流图涉及与长吉区域经济及长吉地区交通状况相关的因素及变量，因此，在设计过程中需要将这些变量添加进去，进一步来完善整个结构.

针对第一、第二、第三产业的增长，除了产业投资、从业人数以及客货运周转量的影响外，还将三个产业的其他促进因素作为一个辅助变量考虑进去，其他促进因素主要指长吉地区的政府政策对农业、制造业、服务业等相关行业的扶持.通过构建以上变量间的关系，依托相关理论基础，能够进一步完善整个模型，为后续的研究分析做准备.

针对长吉城际铁路的实际状况以及系统动力学的特点，本文构建了长吉城际铁路区域经济发展流图，见图2.

图2 长吉城际铁路-区域经济发展存量流量图

2 系统动力学模型的检验

2.1 模型参数设计

方程变量中小部分辅助变量利用VENSIM中的表函数来确定，如模型中的居民消费水平、长吉地区总人口、三个产业促进因素等，将这些指标的历年数据直接通过表函数，输入模型的变量中.

模型中大多数变量的参数是通过计量统计学软件，建立多元线性回归方程来确定的.对长吉GDP增长量、长吉地区三个产业增长量，运用对数回归法来设计方程中的参数，通过多元线性回归来确定“有”“无”高铁情况下，长吉铁路客运周转量中总人口数对客运周转量的刺激系数、消费水平对客运周转量的刺激系数、调整系数；确定“有”“无”高铁情况下，长吉铁路货运周转量中长吉GDP对货运周转量的刺激系数、调整系数；确定“有”“无”高铁情况下，长吉地区各产业投资中长吉各产业投入系数及高铁里程对各产业的刺激系数.

在对构建的模型进行检验的过程中，需要对方程及参数进行调试，使得后续的仿真最优化.最终模型方程中相关的参数估计值见表2.

2.2 模型检验分析

对长吉GDP、长吉GDP1、长吉GDP2、长吉GDP3这4个变量进行历史性检验.这4个变量在模型中均为水平变量，且均为后续仿真中的分析对象，同时也是长吉城际铁路与区域经济影响关系的重要指标.在历史性检验中，选取2003年作为起始年份，并将相关变量的初始值输入，得到的检验分析表见表3.

表2 参数估计值统计表

表3 长吉4个变量数值分析表

历史性检验是将仿真后得到的历年数值与历年的真实值做比较，对两者的绝对误差值进行检验，若两者的绝对误差低于5%，表明该模型通过了历史性检验[8]；若高于5%，则表明该模型未通过历史性检验，进而继续对模型进行调试及修改.依据上述的历史性检验方法，从表3的数据及计算可以得出，长吉GDP的平均绝对误差为2.48%，长吉GDP1的平均绝对误差为2.39%，长吉GDP2的平均绝对误差为2.1%，长吉GDP3的平均绝对误差为2.86%，其数值均低于5%，即4个变量均通过了检验，模型的构建较为合理，可以进一步进行仿真分析.

3 “有”“无”长吉城际铁路情况下的区域经济发展仿真分析

3.1 相关指标对比分析

选取长吉GDP、长吉GDP1、长吉GDP2、长吉GDP3作为仿真分析对象，通过VENSIM软件来模拟4个指标在“有”“无”长吉城际铁路前提下的变化情况.各指标的仿真对比图见图3.可以看出，2003—2010年，各指标在两种情况下的走势相同；2010—2018年,长吉GDP、长吉GDP2、长吉GDP3这三个指标的走势分离较大，且分离绝对值逐年递增，即“有”长吉城际铁路的曲线状态明显高于“无”长吉城际铁路时的状态.图形的走势分析可以发现，长吉城际铁路在开通运营后，极大地促进了长吉地区第二产业与第三产业及长吉区域的整体经济水平，同时也推动了经济结构、交通运输、区域就业等多方面的优化配置，与经济发展形成正反馈，作用于GDP这一经济指标，使其增长速率呈递增态势，导致“有”“无”长吉城际铁路情况下各指标的分离绝对值逐年递增，进一步促进长吉地区经济发展.相比而言，长吉GDP1的分离程度较小，说明长吉城际铁路对第一产业经济发展的促进作用较小.

(a) 长吉GDP图3 “有”“无”长吉城际铁路情况下四种仿真对比图

(b) 长吉GDP1

通过预测2020、2021年的长吉地区人口、各产业促进因素，进一步仿真2020、2021年的GDP数据.预计长吉地区GDP总量于2021年突破万亿大关，2020年GDP为9 686.47亿元，2021年GDP达10 016.3亿元.仿真结果见图4.

图4 长吉GDP仿真结果图

3.2 相关指标贡献率测算

为了能够更清晰地分析长吉城际铁路的开通对区域经济的影响程度，引进贡献率概念，用来评价经济收益高低程度.贡献率=累积直接效益/累积经济总值[9]，通过对该指标的测算，能够更有效地分析长吉城际铁路对区域各经济发展的作用程度.经过测算及整理，各指标历年贡献率见表4.

表4 长吉城际铁路对GDP的历年贡献率

长吉城际铁路自开通以来对长吉地区的经济均产生促进作用，其中长吉城际铁路对长吉GDP1的贡献度较小，在2011—2018年间，贡献率最大值仅为2.01%；相比之下，长吉城际铁路对长吉GDP2的贡献度最高，在2018年，其贡献率达到8.74%，与2011年相比，贡献率提升了7.26%，第二产业的增长速率显著增强，2011年长吉GDP3的贡献率为0.88%，随着运营年限的增加，2018年其贡献率达到6.59%，提升了5.71%.截至2012年，长吉城际铁路为长吉地区各产业GDP带来的经济效益分别为14.01亿元、398.99亿元、281.88亿元；这也使得沿线周边的三个产业经济总值会有相应地增长.

4 结论

本文结合长吉城际铁路实际，进行系统动力学模型的构建，分析长吉城际铁路对区域经济发展的影响，通过仿真对比发现：

(1)相比于发达地区，长吉地区的经济特征是第一产业占比小，第二、三产业占比较大，开通高铁具有可行性和必要性.

(2)各产业的贡献率测算表明，长吉城际铁路的开通对第二、第三产业的贡献程度最大，为长吉地区带来的经济效益也最为显著.测算数据表明，长吉城际铁路的建成，优化了长吉地区的产业结构，增加了沿线周边的经济收益，同时促使地区经济平稳增长.