（产业经济学专业论文）湖北省公路网络结构优化理论研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 中文摘要 公路网结构指公路网中各组成部分及其在路网总量中所占的比重关系。公 路网结构优化指公路网结构的合理化、高级化，它属于基础设施结构调整范畴， 是湖北省交通产业结构调整的重要组成部分。 改革开放以来，湖北公路交通取得了长足发展，基础设施得到明显改善， 运输能力得到明显增强，公路交通对国民经济和社会发展的适应程度正不断提 高。但是，随着公路逐步走向网络化、系统化，公路基础设施中存在的结构性 矛盾也逐渐凸现，主要表现在：公路总里程仍显不足；各层次路网规模和其功 能、地位不匹配；路网布局不合理，路网整体功能没有发挥；公路技术等级结 构不尽合理，高速公路明显偏少，高等级公路比重偏低。于是，公路网结构优 化调整被提上了日程。未来2 0 年是湖北省公路网进行结构优化调整的重要战略 机遇期，然而对于公路网的合理结构如何定位以及如何实现? 还需要相关理论 从宏观层次上进行指导。基于此，本文对国内外相关领域现有的分析方法进行 了总结，并通过对其进行改进、完善、创新，形成了一套较为完整的理论。运 用该理论对湖北省公路网结构进行优化，得到了较为满意的结果，证明该理论 具有一定的现实意义。 本文共5 章。第i 章简单介绍了本文的研究背景、意义、方法及技术路线； 第2 章对宏观层次的运输化理论、中观层次的综合运网结构演变规律进行了概 述，在此基础上对美、英、法等典型发达国家公路的成长周期、饱和l 临界点等 演变规律进行了归纳和总结。第3 章首先对国土系数法、类比法及节点模型法 等确定区域公路网合理发展规模的常用方法进行了阐述和评价，在分析现有方 法存在问题的基础上，提出了基于灰色聚类基础上的目标规划类比模型，这是 对现有方法的改进和创新。然后结合理论，对湖北省公路网的合理规模进行了 探讨；第4 章对湖北省公路的发展历程进行了总结，在此基础上利用生长函数 曲线对其发展轨迹进行了拟合和预测。第5 章对公路网结构优化理论进行了阐 述，并运用这些理论对湖北省公路网的行政等级结构和技术等级结构进行了优 化配置。 关键字：公路网结构优化生长曲线灰色聚类多目标规划 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n s t r u c t i o no fh i g h w a yn e ti st h ep r o p o r t i o no fe v e r yc o m p o n e n to fh i g h w a y n e t t h ec o n s t r u c t i o no p t i m i z a t i o no fh i g h w a yn e tm e a n ss t r u c t u r a lr a t i o n a l i z a t i o n a n dh i g h - q u a l i t y i z a t i o n ，i tb e l o n g st o c a t e g o r y o f i n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o n r e g u l a t i o na n di st h es i g n i f i c a n tc o m p o n e n tp a r to fh u b e ic o m m u n i c a t i o ni n d u s t r i a l s t r u c t u r er e g u l a t i o n s i n c et h er e f o r ma n do p e n ，t h eh i g h w a yc o m m u n i c a t i o no fh u b e io b t a i n e d s u b s t a n t i a ld e v e l o p m e n t ，t h ei n f r a s t m c t u r eo b t a i n e do b v i n u si m p r o v e m e n t , t h e t r a n s p o r t a t i o nc a p a b i l i t yo b t a i n e do b v i o u s l yh e i g h t e n , a n d t h e h i g h w a y c o m m u n i c a t i o na d a p t st on a t i o n a le c o n o m ya n dc o i n i n u n i t ym o r ea n dm o r e y e tw i t h h i g h w a yh e a d sf o rn e t w o r k i z a t i o na n ds y s t e m i z a t i o ng r a d u a f i y ，c o n s t r u c t i o n c o n t r a d i c t i o ne x i s t i n gi nt h eh i g h w a yi n f r a s t r u c t u r ei sa l s or a i s e do n eb yo n e 。a n d o p t i m i z a t i o no ft h oh i g h w a yc o n s t r u c t i o ni sp u tf o r w a r dt os c h e d u l e a p p r o a c h i n g2 0 y e a l s i st h es i g n i f i c a n ts t r a t e g y s t a g ef o rh u b e i s c o n s t r u c t i o no p t i m i z a t i o no f h i g h w a yn e t 。w en e e dt h e o r yf r o mm a c r o s c o p i cl e v e lt og u i d eu st ol o c a t ea n d r e a l i z ei ts u c c e s s f u l l y t h e r e f o r e ，t h ea r t i c l es u m m e du pa l ia v a i l a b l ea n a l y s i sm e a n s a b o u tt h i sa r e ai nh o m ea n da b r o a d ，a n db ym e a n so fi m p r o v e m e n t ，p e r f e c ta n d i n n o v a t i o n f o r m a t t e das e to fc o m p l e t et h e o r y m a k eu s eo f 也et h e o r yi nh u b e i ，w e o b t a i n e ds a t i s f a c t o r yr e s u l t ，w h i c hd e m o n s t r a t e st h et h e o r yi sf e a s i b l e t h ea r t i c l eh a s5s e c t i n n st o t a n v i h e1 s ts e c t i o ni n t r o d u c e dr e s e a r c hb a c k g r o u n d , s e n s e ，m e a n sa n dt e c h n i q u er o u t e ss i m p l y t h e2 n ds e c t i o ne l a b o r a t e dt r a n s p o r t a t i o n t h e o r i e so fm a c r o s c o p i cl e v e la n de v o l u t i n nr e g u l a ro fs y n t h e s e st r a n s p o r t a t i o nn e t c o n s t r u c t i o no fm i d d l el e v e l b a s eo nt h i s ，w es u m m e du pt h ee v o l u t i o nr e g u l a ro f h i g h w a yn e t 。sg r o w t hc y c l ea n ds a t u r a t e dc r i t i c a lp o i n tf r o ms o m er e p r e s e n t a t i v e d e v e l o p e dc o u n t r ys u c ha st h eu n i t e ds t a t e s ，e n m i s h , a n df r a n c e t h e3 r ds e c t i o n f w s t l ye l a b o r a t e da n de v a l u a t e ds o m em e a n si nc o m l n o nu s et oc e r t a i na r e ah i g h w a y r i g h t f u ld e v e l o p m e n ts c a l e ss u c ha sl a n df a c t o rl a w , s y n a p t i ca n dn o d ep a t t e r nl a w , a n dt h e np r o p o s e dt a r g e tp l a r m i n ga n a l o gm o d eb a s i n go nt h eg r e yc l u s t e r i n g , w h i c h i st h em o d i f i c a t i o na n dt h ei n n o v a t i o nt oa v a i l a b l em e a n s 1 1 ”nm a k i n gu s eo ft h e t h e o r y , w eg o tt h er i g h t f u ls c a l eo fh u b e ih i g h w a yn e t t h e4 t hs e c t i o nf i r s t l y s u m m e du pt h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo fh u b e i 。sh i g h w a y , a n dt h e nu t i l i z e dt h eg r o w t h f u n c t i o nc u w et of i ti t t h e5 t hs e c t i o nf i r s t l ye l a b o r a t e dt h eo p t i m i z a t i o nt h e o r yo f c o n s t r u c t i o no fh i g h w a yn e t t h e nw eu t i l i z e dt h e s et h e o r i e st oc o m p l e t eh u b e i h i g h w a y n e t s o p t i m i z a t i o nl a y o u t o f t e c h n i q u eg r a d ec o n s t r u c t i n n a n d a d m i n i s t r a t i n nr a n kc o n s t m c t i o n k e yw o r d s ：t h ec o n s t r u c t i o no p t i m i z a t i o no fh i g h w a yn e t , t h eg r o w t hf u n c t i o n c u r v e ，t h eg r e yc l u s t e r i n g , t a r g e tp l a n n i n g 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题来源及研究背景、意义 本文是在湖北省交通厅软科学研究项目湖北省交通( 公路、水路) 产业 结构调整战略研究的基础上完成的。 经济全球化是当今世界经济发展最根本的特征，世纪之交，国际、国内经 济形势的重大变化，正日益彰显出经济结构战略性调整的必要性和紧迫性。为 应对日益激烈的国际竞争，中央及时提出了“以发展为主题，以结构调整为主 线”的重大战略部署。未来五到十年，是我国进行经济结构战略性调整的重要 时期。 湖北地处华中，具有“承东启西、贯通南北”的区位优势。西部大开发的 重大战略决策使我国长期实施的发展东南沿海的t 型战略逐渐演变为东西双管 齐下的h 型战略，而湖北恰好处在这个h 字型的中心处，它与中国东部三大经 济引擎珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区以及中国西部最大的经济增 长极重庆的空间距离几乎相等，均为1 0 0 0 公里左右。西部地区地广人稀， 资源丰富，但是地形复杂，交通不便，湖北作为沟通东、西的桥梁，交通将发 挥重要的“先行官”作用。 改革开放以来，湖北交通取得了长足发展，交通基础设施得到明显改善， 综合运输能力得到明显增强，运输市场供求关系发生了重大变化，所有这些表 明，交通对国民经济和社会发展的适应程度正不断提高。但是，随着国际、国 内经济形势的变化，交通行业中存在的结构性矛盾也愈加突出。交通作为国民 经济的基础产业之一，对其结构进行战略性调整是经济结构调整的必然要求。 公路网结构优化调整属于基础设施结构调整范畴，是湖北省交通产业结构 调整的重要组成部分。尽管湖北省公路发展现状较十年前已经有了很大进步， 但相对于其地理优势及经济发展还不适应，目前存在的主要问题有：公路总里 程仍显不足；各层次路网规模和其功能、地位不匹配；路网布局不合理，路网 整体功能没有发挥；公路技术等级结构不尽合理，高速公路明显偏少，高等级 公路比重偏低。未来2 0 年是湖北公路网进行结构优化调整的重要战略机遇期， 然而对于公路网结构优化如何定位以及如何实现? 还需要相关理论从宏观层次 武汉理工大学硕士学位论文 上进行指导。因此，研究公路网结构优化理论具有一定的现实意义。 1 2 研究对象及研究范围界定 1 、基本概念 公路网是公路网状性的主要表现形式，简称为路网，是指按一定要求或规 律连接区域内诸节点间的公路连线集合，形成一个能实现四通八达、干支结合、 布局合理、效益最佳的有机整体。 “结构”一词的涵义是指某个整体的各个组成部分的搭配和排列状态 。简 而言之，结构是指某个整体的各组成要素及其在总量中所占的比重关系。 “优化”一词指的是合理化、高度化。结构优化就是要使结构合理化、高度 化。所谓结构的合理化，是指结构由不合理向合理发展的过程；所谓结构的高 度化，是指遵循结构演化的规律，通过创新，使资源利用水平随着经济的发展 和科学技术的进步不断突破原有界限的过程。结构的合理化与高度化之间存在 着一定的辩证关系：结构的合理化为结构的高级化提供了基础，而高级化过程 则推动结构在更高层次上实现合理化，在结构优化调整的全过程中，应该把合 理化与高级化问题有机结合起来，以合理化促进高级化，以高级化带动合理化， 在合理化过程中实现高级化的发展，在高级化过程中实现合理化的调整，一味 强调高级化，而忽视合理化，势必会导致结构的失衡。 结合前述概念，路网结构指路网中各组成部分及其在路网总量中所占的比重 关系。目前世界上主要有三种公路等级分类体系：技术等级分类、行政等级分 类和功能等级分类。 技术等级分类是以交通量、计算行车速度等技术经济指标为依据，全国公 路分为两大类：汽车专用公路和一般公路：五大等级：高速公路、一、二、三、 四级公路。行政等级分类是按照行政管理体制，根据公路所处的地理位置、公 路在国民经济中的地位和作用以及公路交通运输的特点所作的公路行政分级， 全国公路分为五个级剐：国道、省道、县道、乡道和专用公路。中国目前主要 采用这两种分类体系，而国外则基本上采用功能分类体系。功能分类根据公路 提供的服务特性进行分类，服务特性包括机动性和可达性两个方面，机动性越 蚰 。 坩曲 社社版版 b b通育交教民等人高京京北北学学济济经经路业公产崇水恩东都苏 o o 武汉理工大学硕士学位论文 强，功能级别越高；可达性越强，功能级别越低。根据机动性和可达性的不同 程度，将公路网分为干线公路、集散公路和地方道路，其中干线公路又可细分 为主干线、次干线及一般干线，集散公路又可细分为主集散公路和次集散公路。 功能分类体系是一种上行分类法，其分类思想与人的出行期望、出行距离密切 相关，因此，能够更好的发挥公路网的整体功能。目前我国一些研究机构已开 始对功能分类思想进行研究，试图将其引入中国公路分类体系。由于其理论还 不成熟，本文对此不做过多地探讨。 2 、研究范围界定 本文题目界定为：在一定的经济发展阶段，如何根据湖北省运输需求和资 源条件，对其初始不理想的路网结构进行有关变量的调整，理顺结构，以实现 资源在各组成要素( 高速、一、二、三、四或国、省、县、乡、专用) 间的优 化配置和高效利用，从而推动路网结构的合理化和高度化发展。 1 3 研究内容、结论及创新点 本文第2 章对宏观层次的运输化理论、中观层次的综合运网结构演变规律 进行了概述，在此基础上对美、英、法等典型发达国家的公路演变规律进行了 归纳和总结。得到的主要结论如下：公路网成长历程呈现明显的阶段性； 快速发展期的时间跨度具有一致性：公路总里程快速发展期的时间跨度为4 0 一一5 5 年，拐点到饱和期的时间跨度为4 0 - 5 5 年；高速公路里程快速发展期的时间跨 度为2 0 3 0 年，拐点到饱和期的时间跨度为2 0 3 0 年：公路网成长周期与经 济发展水平具有相关性；公路网发展具有极限性；公路网发展具有单调递 增性；公路网增长前期以数量增长为主，后期以质量增长为主；公路及高 速公路的饱和值为极限值的9 5 。 本文第3 章对确定区域公路网合理发展规模的国土系数法、类比法、节点 模型法等常用方法进行了总结和简要评价，在分析现有方法存在问题的基础上， 提出了基于灰色聚类基础上的目标规划类比模型，这是对现有方法的改进和创 新。在对湖北省公路网合理发展规模的研究中得到主要结论如下：湖北省公路 总里程合理规模介于1 7 4 1 8 6 万公里之间，高速公路里程介于0 2 6 , - - 0 3 4 万公 里之间，二级及二级以上公路里程介于3 5 q 8 万公里之间。 本文第4 章对湖北省公路的发展历程进行了总结，在此基础上利用生长函数 武汉理工大学硕士学位论文 曲线对其发展轨迹进行了拟合和预测。得到的主要结论如下：湖北省公路总里 程、高等级公路以及高速公路目前均处于最快的发展时期；湖北省公路总里程、 高等级公路以及高速公路将分别于2 0 2 8 年、2 0 1 9 年和2 0 1 9 年退出快速发展期， 其快速发展期时间跨度分别为4 3 年、3 2 年和2 1 年，时间跨度与发达国家基本 趋于一致；湖北省公路总里程、高等级公路以及高速公路将分别于2 0 5 2 年、2 0 3 5 年和2 0 2 5 年达到饱和，拐点到饱和的时间跨度分别为4 7 年、3 2 年和2 0 年，时 间跨度与发达国家基本吻合。未来2 0 年是湖北省公路实现跨越式发展的重要战 略机遇期，湖北省公路交通主管部门一定要以科学的交通发展观为指导，加大 投资力度，不断推进公路网结构的战略性优化调整。 本文第5 章对公路网结构优化理论进行了阐述，并利用这些理论对湖北省 公路网的行政等级结构和技术等级结构进行了优化配置。配置结果见表5 1 、表 5 2 。根据优化方案：2 0 0 2 2 0 3 0 年，湖北省公路网累计总投资大约需要2 1 8 6 8 5 亿元，平均每年约为7 8 亿元，根据湖北省公路建设历年投资情况，年均7 8 亿 元的投资额是可行的；近期湖北省公路网结构优化应以高级化为主、合理化为 辅，湖北省公路网技术等级结构到2 0 1 5 年左右可得到优化。 1 4 研究方法及技术路线 研究方法 公路网具有复杂的系统特性，因此必须以系统分析原理为基础，通过定量 分析系统诸元素之间、系统与环境因素之间的相互关系，以系统功能及综合效 益为目标，运用多种数学分析方法对其进行系统优化。本文采取的研究方法主 要有： 1 、理论与实践相结合，理论为主，实践为辅 各章节的行文思路基本上采取先阐述理论，然后进行案例( 以湖北为例) 分析的模式，以理论来指导实践，以实践来检验理论。 2 、定量与定性相结合，定量为主，定性为辅 公路网具有特殊的自然属性，其结构的演变虽然遵循定的规律，但是受 政策的影响也较大，因此，必须把定量分析与定向分析结合起来才能更准确地 反映其演变规律。但是为了便于理论研究，本文采取定量为主、定性为辅的研 究方法，在理论分析中可能把某些情况理想化，或提出一些可行的假设，而在 武汉理工大学硕士学位论文 实践分析中则对具体情况进行具体分析。 3 、广泛收集国内外有关资料，对现有方法进行改进完善 基于目前国内外在相关领域的研究情况，在总结现有分析方法的基础上， 对其进行改进、完善、创新，是本文的一大特色。 技术路线 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章对公路演变规律的探索 根据欧美等发达国家的综合运网结构的演变历程，其特点是演变过程的完 整性和运输方式之间的传递性，即各种运输方式基本上都经过诞生、成长、饱 和以及衰退几个阶段，而运网的成长也基本上都是沿着“运河一铁路一公路一 航空”的方向传递。发达国家已经形成了较为成熟的综合运输网络，综观其1 0 0 多年的发展历史，各种运输方式的演变都有其特殊的规律性。那么，公路的演 变规律是什么呢? 该问题的答案对于本文的研究具有重要的意义。本章对运输 化理论、综合运网结构演变规律进行了简单阐述，在此基础上对典型发达国家 的公路演变规律进行了探讨和总结。 2 1 运输化理论 一个国家的公路系统是其交通系统的子系统，而交通系统又是其宏观经济 系统的子系统，因此，公路、交通、经济三者之间密不可分，探讨公路的演变 规律，不可能割裂三者之间的联系。从宏观层次上探讨交通与经济之间的演变， 可以为后面探讨公路的演变规律提供方向性的指导。运输化理论描绘了交通运 输与经济发展关系长期变化的总图景，这有利于我们理解交通运输与经济发展 之间极端错综复杂的关系。运输化理论认为：在工业革命发生之前，从原始游 牧经济、传统农业社会到工场手工业阶段，各国经济一直处于“前运输化”状态； 与大工业对应的是运输化时期，依据运输化本身的特征又可以分为“初步运输 化”和“完善运输化”两个阶段；随着发达国家逐步向后工业经济转变，运输化 的重要性在相对地位上开始让位于信息化，从而呈现出一种“后运输化”的趋势。 l 、前运输化阶段 由于交通的限制，人类早期活动被限制在_ 个个狭小的空间范围内。在这个 阶段，运输工具落后，动力方面主要是依靠人、畜、风力等，技术进步周期长，人 与货物位移受自然条件的限制很大；运输速度慢、运输成本高；绝大多数居民 的交通需求很少，货运运量主要是农产品和手工业品；不少商人和手工业者自己 承担运输任务，国家运输依靠徭役方式完成，很少形成专门的公共运输业，因此 运输频率低，可靠性差。从总体上看，经济对交通运输的依赖比较小。 。荣朝和论运输化北京：人民交通出版社，1 9 9 3 - - 6 武汉理工大学硕士学位论文 2 、运输化阶段 大工业使得交通运输与经济发展的传统关系发生了根本性的改变。以火车 和轮船为代表的机械运输对1 8 世纪英国的工业革命起了决定性的影响，并且很 快就使资本主义大工业在世界各地取得了决定性的胜利。对多个国家长期历史 统计资料进行的大量分析表明，当工业化处于纺织工业和冶金原材料工业发展 阶段时，运输化仅仅是初步的；当工业化发展到机电和化学工业为主的阶段时， 运输化开始进入一个比较高的水平，即完善运输化阶段。运输化的初步阶段实际 上就是工业化的初步阶段，在这一时期，总运输量的增长超过国民生产总值的增 长，社会经济对运输业的需要主要表现在量的方面。完善运输化阶段对应的是工 业化的较高阶段。在这一时期，综合性的运输体系已经形成，货物运输量的增长 速度逐渐与国民生产总值的增长同步或略低，社会经济对运输的需要更多地表 现在质的方面，即运输需求多样化，要求更迅速、更方便、更完善的运输网，以 满足多方面的运输需求。 3 、后运输化阶段 大约从2 0 世纪7 0 埘o 年代开始，发达国家的经济增长进一步转向为更多地 依赖技术、依赖信息。随着后工业社会的出现，运输业在信息社会中的相对重要 性有所下降，作为工业化主要特征之一的运输化，出现了后运输化的趋势。经济 发展对运输业在运输质量方面提出了更严格的要求，必须满足小批量和灵活多 变的生产方式，满足”零库存”和全球生产体系的需要，运输速度和频率加快，小 批量和特种运输的数量增加，运输服务更加方便可靠。随着运输化的成熟，货物 运输逐渐融入社会物流体系之中，无论在地区、国家，还是世界范围内，运输方 式之间及其物流设施之间的衔接更加紧密和合理，社会物流总成本进一步降低， 社会生产效率进一步提高。人们更关注交通和环境之间的协调发展。 运输化水平与工业化水平、产业结构水平是相辅相成的，在运输化实现之 前，经济增长和经济结构的每一个进步都在很太程度上取决于运输网的改进。从 运输方式来看，一般来说，全国性铁路网的建成是初步运输化基本实现的标志； 而高等级公路网特别是航空网的普及则是较完善运输化阶段的体现。从运输需 求来看，初步运输化阶段主要体现在数量的急剧增加上；而运输化较完善阶段则 更多地体现在对运输质量和服务的要求上面。总之，初步运输化阶段主要在数量 上扩大运输能力，侧重解决”有”和”无”的问题；完善运输化阶段则更注重在质量 上扩大运能，侧重解决更”好”的问题。经过几十年的发展，我国交通已逐步由过 武汉理工大学硕士学位论文 去的“走得了”转变为现在的“走得好”，运输化水平正逐步向较完善阶段迈进。 2 2 综合运网结构演变规律 近现代运输业成长过程可分为渐变期和剧变期两种形态，而且交替占据主 导地位。在运输业成长的渐变期，运输技术没有重大突破，各种运输方式的力量 对比基本不变，主要靠扩大原有运输方式的规模和服务来适应经济发展的需要。 而在运输业成长的剧变期，由重大技术进步所支持的新型运输方式得到速发展， 社会运输需求主要依靠新型运输方式的超常规发展而满足，运输结构也发生了 剧烈的变动。从1 8 世纪英国工业革命算起，世界运输业的成长已经经历了运河、 铁路和轮船、汽车及航空运输所带动的几次剧变期。根据不同运输方式出现和 发展的时期，近代交通运输业可以划分为四个阶段回： 1 、以水运为主的阶段( 1 8 世纪一1 9 世纪上叶) 1 8 0 7 年，世界上第一艘蒸汽船诞生，从此开始了水路运输的机械化时代。 从工业革命爆发到大规模修筑铁路之前，大部分欧、美国家都经历了一次水运 大发展和运河大建设时期，相继投入大量资金，建设高标准深水航道网，水路 运输作为当时唯一的机动化运输方式极大地支持和促进了这些国家当时的经济 社会发展。水运在交通产业的早期发展阶段起着主导作用，也为世界第一次工 业革命提供了运输保障。 2 、以铁路为主的阶段( 1 9 世纪3 0 年代到本世纪3 0 年代) 1 8 2 5 年，英国在斯托克顿至达灵顿修建了世界上第一条铁路，标志着铁路 时代的开始。随着蒸汽机的推广使用，各国为了弥补水运受地理条件限制的不 足，纷纷开始修建铁路。铁路作为“实业之冠”，在那些己进入工业化的国家得 到了全面发展。由于铁路具有运量大、全天候、运价低等优点，在长达一个世 纪的时期内，几乎垄断了陆路运输，极大地改变了交通运输业的面貌，为工农 业的发展提供了新的、强有力的基础。从此，。工业布局摆脱了水路运输在自然 条件方面的限制，开始深入内陆腹地进行工业生产，铁路运输也因此成为当时 工业高速发展的先导，极大地促进了世界的工业化进程。 3 、公路、航空和管道三种运输方式崛起阶段( 本世纪3 0 年代到5 0 年代) 从2 0 世纪3 0 年代开始，公路、航空和管道运输相继发展起来，与铁路运输 。陆玉龙经济问题探索1 9 8 8 武汉理工大学硕士学位论文 展开了激烈的竞争。2 0 世纪初，汽车的大规模制造标志着公路运输开始发展起 来。随着公路网规模的扩大，公路运输门到门、机动灵活、迅速方便的优势得 到充分发挥，不但成为短途运输的主要力量，而且在中长途运输中，也开始与 铁路展开竞争，迫使铁路的运输量大幅度下降。二战后，欧、美、日各国先后 建成了比较完善的公路网，并开始大量地修建高速公路。航空技术的发展是从 1 9 0 3 年美国莱特兄弟的第一次成功飞行开始的，随着飞机设计技术的进步和机 场的完善，航空运输在一战后得到迅速发展，航空运输是目前最快的运输方式， 对国际及国内大城市间的联系具有重要的作用。1 8 6 5 年，美国宾西法尼亚州开 始试验用管道运送石油，并获得成功，标志着管道运输的诞生。二战期间，近 代管道运输技术取得了突破性进展，显示出管道运输成本低、输送方便、连续 性好的特点，随着世界石油和天然气开采的迅速发展，管道运输在能源运输方 面占据越来越重要地位。 4 、五种运输方式协调发展的综合运输阶段( 从本世纪5 0 年代开始) 5 0 年代以来，发达国家认识到在交通运输的发展过程中，公、铁、水、航、 管五种运输方式既具有各自的优势和技术经济特征，也存在着各自的不足，必 须注意发挥各种运输方式的优势，提高综合运输能力，才能为国民经济发展提 供更优良的运输服务。为了减少因处于无政府状况下的竞争而造成的浪费和损 失，需要有预见地、有计划地进行综合考虑，协调各种运输方式之间的关系， 构成一个现代化的综合运输体系。 美国拥有世界上最完善的综合运输网络，对其综合运网的演进历程进行分 析，可以更直观地反映出综合运网的演变规律。如图2 1 ，自1 8 世纪末以来， 美国四种运输线路的总长度已增加了5 个数量级。1 7 9 4 年以前美国总共只修建 了约5 0 公里运河，到1 8 6 1 年美国运河达到它的最大长度6 8 6 0 公里，此后美国 运河长度开始减少。到1 9 世纪末期，大约4 0 0 0 公里运河已被关闭。1 8 2 9 年，美 国开始修建铁路，到1 9 2 9 年美国铁路网达到它的最大长度4 8 2 7 万公里。在这 1 0 0 年的时间里，美国铁路平均每年增加5 0 0 0 公里，铁路的大发展极大地刺激了 美国经济的发展。在汽车出现之前美国就已经广泛修建了早期道路网，汽车的 普及更加快了公路的建设，到1 9 2 1 年美国公路网长度已越过2 0 0 万公里，1 9 8 6 年美国公路增加到6 2 1 万公里。在最近的几十年里，美国公路在数量上增加不 多，而在质量上有很大改善。1 9 8 6 年其公路的铺面率已达9 0 。以航空线来表 示航空基础设施似有些勉强，因为航线是无形的，而且航线的开辟与关闭较容 武汉理工大学硕士学位论文 易。在图上，航空线波动较大，不像其他运输方式基础设施那样发展比较平稳。 航空线的长度受环境影响较大，如二战和1 9 7 3 年的能源危机等都可以从图上反 映出来。 茁 彘 虹 擞 稷 图2 1 美国综合运网演变历程 图2 2 美国各种运输方式运网成长分担率变化 图2 2 可以粗略说明运网结构相对重要程度的传递( 替代) 变化过程：( 1 ) 。赵一平运输结构演变与经济发展关系 武汉理工大学硕士学位论文 随着铁路网的增加，运河相对重要程度减小，从1 9 世纪中叶开始，运河长度占美 国当时运网总长度的比重迅速下降；( 2 ) 铁路网相对重要性达到最大点是1 9 世 纪后半叶，后来由于公路和其他运输方式的竞争走了下坡路，这一过程大约经过 8 0 年；( 3 ) 公路网具有长期的饱和水平( 大约从1 9 4 0 年持续到目前) ，这期间公 路网构成了美国最重要的基础设施之一；( 4 ) 二战后，航空线在综合运输网中的 地位不断上升，这一趋势估计到2 l 世纪仍将继续保持。 通过对美国综合运网演变历程的实例分析，不难得出如下演变规律：各种 运输方式演变过程呈现完整性，即各种运输方式基本上都经过诞生、成长、饱 和以及衰退几个阶段；不同运输方式之间具有传递性，即运网的成长基本上都 是沿着“运河一铁路一公路一航空”的方向传递。 2 3 公路网演变规律 发达国家公路发展的历史表明，公路运输方式一开始，就有着极强的生命力， 其诞生、成长到饱和经历了一个漫长的过程。当前发达国家的公路发展都已经 到了饱和阶段，公路发展与运输化、工业化及现代经济相互促进的漫长的历史， 为我们的研究提供了丰富详实的资料。 恩格斯说过：“被断定为必然的东西，是由纯粹的偶然性构成的，而所谓偶然 的东西，则是一种有必然性隐藏在里面的形式。”。因此，虽然由于历史的或地理 的不同，每个国家的公路发展史都各具特点，具有偶然性、多样性，但是，其 隐藏在偶然性之后的必然性是各国公路与经济发展中所共同遵循的一般趋势， 正如希克斯所说：“我们感兴趣的是团体而不是个体，我们将设法予以说明的是 那个团体的平均数。”。 2 3 1 发达国家路网规模演变历程 1 、美国 美国国土面积9 3 7 2 6 万平方公里，2 0 0 1 年人口为2 8 5 0 2 4 万人，国内生产 总值为1 0 2 0 8 1 亿美元( 按当年价格计算) ，人均g d p 达到3 5 8 1 5 美元( 按当年 价格计算) ，2 0 0 0 年公路总里程为6 5 0 万公里，其中，高速公路8 8 万公里。具 体数据见表2 1 。 o 恩格斯路德维希费尔巴哈和德国古典哲学的终结 。希克斯经济史理论 - 1 1 - 基堡垄三盔堂塑主堂壁堡塞 1 8 5 02 3 2 62 8 2 1 2 1 2 3 89 2 8 9 1 8 6 03 1 5 1 4 9 61 5 7 4 1 01 0 1 4 4 1 8 7 03 9 9 16 3 2 1 5 8 3 5 61 1 9 2 3 1 8 8 0 5 0 2 61 1 5 92 3 0 6 0 11 1 9 1 2 1 8 9 06 3 0 61 3 4 2 2 1 2 8 1 31 3 5 2 9 1 9 0 07 6 0 9 2 1 0 22 7 6 2 5 21 5 0 7 9 1 9 1 09 2 4 1 3 2 8 43 5 5 3 7 32 1 3 2 0 1 9 2 0 1 0 6 4 73 8 2 83 5 9 5 3 8 2 4 4 0 3 1 9 3 01 2 1 7 7 5 5 6 64 5 7 0 9 13 1 2 7 7 1 9 4 0 1 3 0 8 86 2 1 24 7 4 6 3 3 3 9 2 2 60 2 2 1 9 5 0 1 5 2 2 79 7 1 4 6 3 7 9 4 65 0 3 0 01 0 1 1 9 6 0 1 8 0 6 81 3 3 3 4 7 3 7 9 9 05 7 1 0 22 4 1 1 9 7 02 0 3 3 1 2 0 5 1 81 0 0 9 1 9 86 0 0 3 25 | 3 8 1 9 8 0 2 2 7 7 42 6 8 8 511 8 0 5 1 3 6 3 6 6 18 2 0 1 9 9 0 2 5 4 0 73 7 9 2 4 1 4 9 2 6 6 66 2 4 8 98 5 0 2 0 0 02 8 3 4 45 2 9 8 1 1 8 6 9 2 0 36 5 0 7 78 8 0 注：g d p 以1 9 8 0 年美元价格计算。 资料来源：( i ) w o r l dr o a ds t a t i s t i c s ，i f r ( 萤s t a t i s t i c a l a b s t r a c to f u s u s 荣朝和论运输化中国社会科学出版社，北京，1 9 9 3 ，1 0 2 1 2 9 页 万公里 爷爷擎s 擎掌$ 擎擎擎擎挛 图2 4 美国人均g d p 与公路里程演变历程 。先把各国的g d p 历史统计数据都按该国1 9 8 0 年的价格进行换算，再按1 9 8 0 年汇率换算成以美元计算的数 值，即各国的g d p 历史统计数据都用1 9 8 0 年的美元价格表示出来。 一1 2 一 曼 湖 渤 伽 辜兰 垂言 伽 。 萧黧淼裟裟|i。 武汉理工大学硕士学位论文 由图2 4 不难看出，美国公路的演变历程可以分为三个阶段： 第一阶段( 1 9 1 0 年之前) ，缓慢发展期。公路里程增长趋势平缓，1 8 5 0 。1 9 1 0 年6 0 年间，公路里程仅增长了1 0 0 万公里左右，年均增长1 7 万公里。公路网 的大规模建设始于1 9 世纪中期。，至2 0 世纪初汽车出现以前，美国已经拥有了 一定规模的公路网，但当时的公路主要服务对象为马车，在综合运输体系中承 担辅助运输的角色，因此公路的发展速度缓慢。 第二阶段( 1 9 1 0 年1 9 6 0 年) ，快速发展期。公路里程快速增长，1 9 1 0 1 9 6 0 年5 0 年间，公路里程增长超过了3 5 0 万公里，年均增长超过7 万公里。公路里 程的快速增长得益于汽车产业的飞速发展。与此同时，除两次世界大战及一次 大的经济危机外，美国的经济也稳步增长，人均g d p 从1 9 1 0 年的3 5 5 4 美元上 升到1 9 6 0 年7 3 8 0 美元。 第三阶段( 1 9 6 0 年一目前) ，饱和发展期。公路里程增长态势再次趋缓， 1 9 6 0 - 2 0 0 0 年4 0 年间，公路里程增幅不超过8 0 万公里，尤其是近2 0 年，公路 增长非常缓慢或出现停滞。但在本阶段的最初2 0 年，以高速公路为代表的高等 级公路迅速发展起来。美国于1 9 3 7 年开始修建第一条高速公路，1 9 5 6 年联邦资 助公路法案颁布后，高速公路进入快速增长期，年均增长3 0 0 0 公里，到8 0 年 代初，美国已拥有高速公路8 2 万公里，约占当时全世界高速公路网通车里程的 6 0 ，居世界第一位。前面运输化理论中提到，高等级公路网的普及是较完善运 输化阶段的体现，与此同时，美国的人均g d p 由1 9 6 0 年的7 3 8 0 美元上升到1 9 8 0 年的1 1 8 0 5 美元。 2 、英国 ： 英国国土面积2 4 4 1 万平方公里，2 0 0 1 年人口为5 9 8 0 万人，国内生产总值 为1 4 2 4 0 亿美元( 按当年价格、当年汇率计算) ，人均g d p 达到2 3 7 5 3 美元( 按 当年价格、当年汇率计算) ，2 0 0 0 年公路总里程为3 6 7 9 万公里，其中，高速公 路o 3 3 万公里。具体数据见表2 2 。 由图2 5 不难看出，英国公路网的演变历程也可以分为三个阶段： 第一阶段( 1 9 2 0 年之前) ，缓慢发展期。英国公路在十八世纪后期就已经初 具规模了。，但是其真正快速发展起来是在1 9 2 0 年之后。1 8 5 0 。1 9 2 0 年7 0 年问， 公路总里程仅从1 3 万公里发展到1 0 6 万公里，年均增长o 1 3 万公里。 。m m 波斯坦h j 哈巴库克剑桥欧洲经济史，经济科学出版社 圆同上 - 1 3 武汉理工大学硕士学位论文 注：g d p 以1 9 8 0 年美元价格计算 资料来源：0 ) w o r l dr o a ds t a t i s t i c s i f r ( 1 ) a n n u a l a b s t r a c to f s t a t i s t i c s 荣朝和论运输化中国社会科学出版社，北京，1 9 9 3 ，1 0 2 1 2 9 页 擎$ 窜窜擎梦擎葶擎亨擎葶擎萨 图2 5 英国人均g d p 与公路里程演变历程 1 4 蚰 1 8 加 侣 伯 5 o o 柏砌 武汉理工大学硕士学位论文 注：g d p 以1 9 8 0 年美元价格计算 资料来源：( d w o r l dr o a ds t a t i s t i c s ，1 f r i n t e r n a t i o n a ls t a t i s t i c a ly e a r b o o k 荣朝和论运输化中国社会科学出版社，北京，1 9 9 3 ，1 0 2 1 2 9 页 擎梦擎梦萨霉擎$ 擎擎拿擎窜拶 图2 6 法国人均g d p 与公路里程演变历程 1 5 武汉理工大学硕士学位论文 第二阶段( 1 9 2 0 1 9 7 0 年) ，快速增长期。1 9 2 0 - 1 9 7 0 年5 0 年间，英国公路 总里程从1 0 6 万公里发展到3 3 4 万公里，年均增长o 5 万公里。公路的快速增 长极大地促进了经济的发展，英国人均g d p 在1 9 2 0 年3 4 5 5 美元的基础上翻了 一番，达到7 9 9 0 美元。 第三阶段( 1 9 7 目前) ，饱和发展期。1 9 7 0 - 2 0 0 0 年3 0 年间，公路里程增 幅仅为3 4 万公里，但高速公路快速成长起来。 3 、法国 法国国土面积5 5 2 万平方公里，2 0 0 1 年人口为5 8 8 9 万人，人均g d p 为2 1 4 0 0 美元( 按当年价格、当年汇率计算) ，2 0 0 0 年公路总里程为8 6 6 9 万公里，其中， 高速公路o 。9 5 万公里。具体数据见表2 3 。 由图2 6 不难看出，法国公路网的演变历程同样也经历了三个阶段： 第一阶段( 1 9 2 0 年之前) ，缓慢发展期。1 8 5 0 1 9 2 0 年7 0 年间，公路里程 增幅为2 0 万公里，年均增长不到3 0 0 0 公里。 第二阶段( 1 9 2 0 - 1 9 7 0 年) ，快速发展期。1 9 2 0 1 9 7 0