（交通运输规划与管理专业论文）大连港腹地划分的断电模型研究.pdf

p 斥 r 。_ _ 。_ _ - _ 。1 。1 。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ _ - _ _ _ _ _ _ _ - 。1 。 刺 ，t - 、 a r e s e a r c ho nt h eb r e a k i n gp o i n ta n de l e c t r o n i cc l o u dm o d e l o fd a l i a np o r th i n t e r l a n d ss e g m e n t a t i o n at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h e d e g r e eo f m a s t e r0 fe n g i n e e r i n g b y y u a n q i n g q i n g ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t ) t h e s i ss u lp r o f e s s o rl izhenful3esis s u d e r v l s o r ： z h e n t u l a p i r l 2 0 11 一l ， 名 1q，谚一 ； 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文 = =太连鲞腹丝划筮鲍堑二史撞型硒究：。除论 文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经 公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 垄塞血 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密囵( 请在以上方框内打“，) 论文作者签名：靠亥友导师签 日期：2 吖年易月二角 睡， ，0 0 文 中文摘要 摘要 一t 随着我国经济的快速发展，国内和国际贸易活动的增加，港口作为经济贸易 活动的枢纽，在经济发展中的地位逐渐升高，作用逐渐增大。而港口的规划和建 设作为一项重大的系统工程，对港口的存在和发展十分重要。港口的发展状况不 仅仅与其自身发展条件相关，往往还与港口腹地的经济发展状况密切联系。港口 腹地经济水平的提升，可以提高腹地的货物运输和服务需求，从而直接带动港口 的发展。因此，划分出港口腹地的确切范围，明确港口的功能和定位，对港口的 规划和建设至关重要。 本文正是在这样的基础上，把港口的腹地划分方法确定为研究的主要内容。 为了对港口的腹地范围实现较为科学合理的划分，本文完成的主要工作和任务有 以下几个方面： 首先，研究了港口和腹地的关系，分析了港口腹地划分的影响因素，并提出 我国港口腹地划分存在的问题；其次，研究并分析了现有的港口腹地划分方法， 从不同的划分角度，将现有方法进行归类总结，并分析了各自的特点和局限性； 再次，通过对现有方法的分析，提出了港口腹地划分的断一电模型法，这种方法 是建立在断裂点公式和电子云模型的基础上，并通过对模型进行适当的修正和完 善建立起来的，具有一定的实际应用性，可以用来划分港口的腹地范围；最后， 利用断一电模型对大连港腹地范围进行划分，通过收集研究范围内腹地地区和港 口的数据和资料，利用模型进行定量计算，得出大连港的腹地划分结果，通过对 划分结果进行综合分析，分别从港口发展和腹地经济的角度，提出大连港的发展 规划和建议。 关键词：港口腹地：腹地划分；断一电模型 i 蔓。； 英文摘要 a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y se c o n o m y , t h ed o m e s t i ca n d i n t e r n a t i o n a lt r a d ea c t i v i t e sa r ei n c r e a s i n g ，a n di nt h ep r o c e s so ft h ee c o n o m i cg r o w t h ， a s t h ec e n t r eo fe c o n o m i ca n dt r a d ea c t i v i t i e s ，t h e p o r t sp o s i t i o na n de f f o r t i s s t r e n t h e n i n gal o t t h ep l a n n i n ga n dc o n s t r u c t i o no ft h ep o r ti sag r e a ts y s t o m 烈l g i n e e 血岛w h i c hi si m p o r t a n tt ot h ee x i s t e n c ea n dt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o r t a n d t h ep o r t sd e v e l o p m e n ti sn o to n l yr e l a t e dt oi t so w n c o n d i t i o n s ，b u ta l s or e l a t e dt ot h e e c o n o m i cd e v e l o p m e n to fi t sh i n t e r l a n d w i t ht h ee c o n o m i c g r o w t ho ft h ep o r t h i n t e r l a n d ，t h er e q u i r e m e n to fg o o d s t r a n s p o r t a t i o na n ds e r v i c e sa r ei n c r e a s i n g ，w h i c h d r i v e st h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to ft h ep o r td i r e c t l y t h e r e f o r e ，i t si m p o r t a n tt of i n dt h e p o r th i n t e r l a n da r e a sa c c u r a t e l y , a n dt oi d e n t i f yt h ed i r e c t i o no ft h ep o r t so r i e n t a t i o n a n dp r o g r a m m i n g t h i sp a p e ri si ns u c hab a s i s ，m a k i n gt h em e t h o d so ft h ep o r th i n t e r l a n d s s e g m e n t a t i o na s t h em a i nc o n t e n tf o rr e s e a r c h i no r d e rt or e a l i z et h ep u r p o s eo f s e g m e n t i n gt h ep o r th i n t e r l a n da r e a ss c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l e ，t h ep a p e r sa s p e c t so ft h e w o r kh a v eb e e nf i n i s h e da sf o l l o w s ： f i r s t l y , i tm a k e sar e s e a r c ho ft h er e l a t i o n s h i po ft h ep o r ta n dt h ep o r th i n t e r l a n d ， a n da n a l y s e st h ei n f l u e n c ef a c t o r so ft h ep o r th i n t e r l a n d ss e g m e n t a t i o n ，t h e np u t s f o r w a r ds o m ep r o b l e m se x i s t e di nr e c e n th i n t e r l a n d ss e g m e n t a t i o n ；s e c o n d l y , i ts t u d i e s t h em e t h o d so fr e c e n th i n t e r l a n d ss e g m e n t a t i o n , a n dc l a s s i f i e st h em e t h o d sf m m d i f f e r e n tp o i n t so fv i e w ，t h e na n a l y z e st h e i rc h a r a c t e r i s t i c sa n dl i m i t a t i o n s ；t h i r d l y , t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ee x i s t i n gm e t h o d st op u tf o r w a r dt h eb r e a k i n gp o i n ta n d e l e c t r o n i cc l o u dm o d e l ，w h i c hi sb u i l tu po nt h eb a s i so fb r e a k i n gp o i n tf o r m u l aa n d e l e c t r o n i cc l o u dm o d e l ，t h e nm a k i n ga p p r o p r i a t ec o r r e c t i o na n di m p r o v e m e n tt of o r m t h ef i n a lm o d e l ，t h em o d e lh a sc e r t a i np r a c t i c a la p p l i c a t i o n sw h i c hc a nb eu s e dt of i n d t h ep o r th i n t e r l a n da r e a s f i n a l l y , i tu s e st h eb r e a k i n gp o i n ta n de l e c t r o n i cc l o u dm o d e l t os e g m e n tt h eh i n t e r l a n da r e a so fd a l i a np o r t ，b yc o l l e c t i n gt h ed a t aa n dm a t e r i a l so f t h er e s e a r c hh i n t e r l a n da n dp o r t ，u s i n gt h em o d e lt om a k eq u a n t i t a t i v ec a l c u l a t i o n , t h e n 蔓 ， o f t ，t h r o u g ht h ec o m p r e h e n s i v e a n a l y s i so ft h er e s u l t st op u tf o r w a r dt h ed e v e l o p m e n tp l a n n i n g a n ds u g g e s t i o n sf o r d a l i a np o r t k e yw o r d s ：p o r th i n t e r l a n d ；h i n t e r l a n d ss e g m e n t a t i o n ；b r e a k i n gp o i n ta n d e l e c t r o n i cc l o u dm o d e l 时 ， 目录 目录 第l 章绪论1 - 1 1 论文研究的背景和意义1 1 2 国内外的相关研究现状3 1 2 1 国外研究现状3 1 2 2 国内研究现状4 1 3 论文研究的思路和方法5 1 4 论文的结构和主要内容7 第2 章港口腹地与港口腹地划分9 2 1 港口腹地的概念及港口与腹地的关系9 2 1 1 港口腹地的概念9 2 1 2 港口与腹地的关系10 2 2 我国的主要港口群概况。1 1 2 3 港口腹地划分的影响因素分析1 3 2 4 我国港口腹地划分存在的问题1 5 第3 章港口腹地划分的一般方法17 3 1 港口腹地划分的主要方法介绍一1 7 3 1 1 根据地理范围的划分方法1 7 3 1 2 根据经济范围的划分方法一1 9 3 1 3 根据物理理论推演的方法一2 1 3 2 现存划分方法的特点和局限性2 3 第4 章港口腹地划分的断一电模型一2 6 4 1 断一电模型的相关理论2 6 4 2 腹地划分的断一电模型法3 0 4 2 1 断裂点公式法3 0 4 2 2 电子云模型法3 0 4 2 3 断一电模型的建立一31 第5 章以大连港为例的腹地划分实证研究一3 4 5 1 大连港腹地圈层结构的划分3 4 5 2 大连港腹地具体范围的划分3 7 5 3 大连港的腹地划分结果分析4 3 _ 尸 5 4 大连港的腹地发展规划建议4 6 第6 章结论与展望5l - 6 1 论文的主要研究工作51 - 6 2 论文的不足之处51 参考文献5 3 攻读学位期间公开发表论文5 6 致 射5 7 大连港腹地划分的断一电模型研究 第1 章绪论 1 1 论文研究的背景和意义 经济的发展离不开商品流通，而世界经济和贸易活动要顺利进行，则主要通过经贸 枢纽节点港口来实现。随着经济全球化的发展，从世界主要港口和国家发展的状况 可以看出港口在经贸活动中发挥着越来越重要的作用。 改革开放以来，我国的经济贸易得到迅速发展，这与我国与世界各国相互连接的重 要港口的作用是分不开的，我国大部分的对外贸易活动都是通过海运运输来实现的。港 口不仅对我国的经济贸易有重要影响，还对我国的交通运输、沿海城市布局、区域经济 发展等很多方面都具有影响力，港口的建设和发展已经成为我国经济发展的关注点。 我国拥有很长的海岸线，遍布的港口作为经济实体，承担着我国大部分的国际经济 和贸易活动。最初，港口城市由于其地理位置的优势可以最先实现与外界的合作和交流， 可以得到优先发展。但随着我国经济贸易活动的加强，港口的发展就不仅仅依赖于地理 位置、自身条件等方面，往往还涉及到与港口相对应的腹地的发展情况。随着港口与腹 地之间关系的越加密切，港口的发展除了有港口的天然条件和规划建设等因素之外，还 离不开腹地地区的带动作用；而腹地作为港口的物质集散地，也会对港口的定位、建设 和发展起到至关重要的作用。从港口的角度，货物的吞吐量情况可以看出港口的发展程 度和趋势，但是吞吐量也受到腹地范围及其经济发展状况的制约，而资源丰富、经济繁 荣、交通发达、区域经济发展优良的腹地，一定可以带动对应港口的发展；从腹地的角 度，腹地经济发展状况主要通过经济贸易活动来实现，良好的港口可以为腹地提供便捷 的货物运输条件，为腹地相关产业的建设和发展提供了保证。而港口的不断发展建设， 可以促进腹地地区综合运输网络体系的建设，并对其产生辐射影响力，促进腹地地区的 区域经济发展。因此，港口同腹地之间是相辅相成、共同作用、共同发展的，即“港城 互动，港城共荣”。 港口作为资源的集散地，是综合运输网络体系的重要节点。随着我国经济在世界经 济中的地位的不断提升，我国港口在世界港口中的地位和作用同益增强，我国沿海的重 第1 章绪论 要港口都在不断提高自身建设，积极参与行业竞争，力争建设成为新的国际航运中心和 国际枢纽港。我国目前形成的三大港口群有：环渤海港口群、长江三角洲港口群和珠江 三角洲港口群，这些港口群之间，每个港口群中的各个港口之间的竞争越来越激烈。 我国港口竞争存在着许多的问题，这些问题将会严重影响我国港口的建设和发展， 阻碍腹地区域的经济发展。首先，港口定位重合。目前，存在着两个或者多个港口争夺 一个腹地范围的现象，从腹地范围定位港口叉使得这些港口之间的定位出现重合的现 象，而对腹地的相同货源的争夺和竞争就会导致港口之间的竞争的加剧：其次，港口定 位不明确。由于港口对应腹地范围的不明确，往往导致港口缺乏合理的定位、没有明确 的发展方向，这会使得港口的能力过剩、港口利用率下降等问题，造成资源的浪费；再 次，港口建设缺乏规划。港口的建设需要大量的资金，而规划不当就会导致人力和资源 的浪费，重复建设更是严重的影响港口的正常运转；最后，港口与腹地关系脱节。港口 的发展离不开腹地，但是如果不考虑港口与腹地的关系，盲目建设港口，往往无法满足 腹地地区的运输需要，只有充分考虑到腹地的情况，采用合理的运输方式，满足不同货 主的要求，才能提高港口的货物运输效率，促进港口的发展。 在激烈的港口竞争中，如何确定港口的定位及其发展方向至关重要，而港口的定位 则要通过分析相应的腹地情况才能得出结论。因此，科学合理的划分港口的腹地范围至 关重要。只有通过科学的方法，确定出各个港口的腹地范围，划分出港口的具体腹地地 区，才能更合理的建设港口，优化港口资源配置，促进港口和腹地的共同发展。 随着国家建设东北老工业基地政策的提出，大连港作为中国北方的重要港口之一， 正处于港口规划和改革的关键时期。随着东北经济的振兴和发展，大连港的地位和作用 正在不断提高，而确定大连港的腹地范围对大连港的发展至关重要。在研究港口和腹地 关系之初，就有学者研究了大连港的腹地划分情况，并且陆续提出了不同的划分方法， 得到了大连港的腹地范围。但是，由于大连港的地理位置比较特殊，位于渤海的出海口， 内陆腹地呈喇叭形状扩散，所以划分过程比较复杂，划分结果也不够理想。而提及大连 港的腹地范围一般都概括为东北三省和内蒙古的东部地区，范围广阔，缺乏准确性。因 此，合理划分大连港的腹地范围具有重要的意义。 大连港腹地划分的断一电模犁研究 首先，大连港与周边港口的腹地竞争具有一定的代表意义。大连港同营口港的竞争 情况，可以反映国内港口之间的竞争状况，找到两个竞争港口各自的腹地范围，可以看 到彼此差距，便于港口实现各自的差异化发展，摆脱恶性竞争局面。 其次，大连港腹地经济布局多样，反映出对港口的不同需求。东北地区正处于经济 发展的转型时期，经济布局虽然仍以重工业为主，但是沿海地区的新兴产业发展速度很 快，经济结构复杂，经济布局多样，可以综合反映出经济因素对港口腹地范围的影响情 况。 再次，大连港的地理位置较为特殊，划分过程存在难度。由于大连港同相邻港口之 间的距离较近，对相邻港口的腹地划分容易出现重复划分现象；大连港的地理位置也比 较特殊，而腹地划分涉及到地理范围，因此划分过程存在一定难度，因此具有一定的研 究价值。 1 2 国内外的相关研究现状 1 2 1 国外研究现状 国外对于腹地的研究最早是在1 9 3 4 年，德国学者高兹在海港区位论【1 1 中，提 出了海港区位理论，这一理论是研究海港和腹地之间的关系。他通过应用韦伯工业区位 的方法，分析港口与腹地的关系，并采用总费用最小的原则来划出海港选址的最优区位。 虽然最初的腹地研究目的是海港选址，但是其对腹地和海港关系的分析和研究为腹地研 究奠定了基础。 2 0 世纪5 0 年代，巴顿2 1 、摩根3 1 等学者通过研究腹地对港口形成中的作用，得出 腹地对港口的形成和发展具有决定性作用，腹地的存在和变化能体现出港口与城市、地 区之间的相互依存的关系。这些研究深刻体现了腹地在港口发展中的重要作用。 2 0 世纪6 0 年代，学者们对于港口与腹地之间的经济互补关系有了更深的认识，认 为港口建设是国家和地区经济贸易发展的重点，认为港口发展是国家和地区经济增长的 重要因素。这一时期的研究把港口和腹地之间的关系上升到了一个新的高度【4 1 。 2 0 世纪7 0 年代，随着集装箱的出现和发展，使得港口与内陆交通网络的联系加强， 西方发达国家港口之间对腹地货源的竞争也日益激烈。学者们从港口的陆向腹地到海向 第l 章绪论 腹地，研究了港口之间对陆向和海向腹地的竞争情况，并对水一港一陆综合费用优势进 行了分析。在这之后，研究还扩展到了港口的可达性、铁路连通性、土地可得性和劳动 力费用等其他因素【5 卅。 2 0 世纪8 卜9 0 年代，在经济一体化和技术进步的共同作用下，学者们把港口发展、 城市扩展、工业发展和区域开发的相互作用作为研究的新课题【7 1 。海乌斯【引、史莱克e g 等学者研究了港口的管理体制对区位优势的影响，对港口腹地范围的作用等。 进入2 l 世纪以来，随着全球经济一体化程度的逐步加深，港口的货物运输逐渐增 多，海运业得到快速发展。港口腹地的概念发生了改变，其研究内容和方法也逐渐多样 化。解除行政管制、加强其他运输方式的协作，地理区位优势的扩张等方面使得港口与 腹地之间的联系更加的紧密和复杂。港口概念和形式的扩张表现在：“内陆港 的出现 使得港口的工业、商业和相关产业都集中于这一地区，港口成为综合运输网络体系中的 节点。对于腹地的研究无论是从侧重点、方法、和内容等方面更加具体全面，具有更大 的实际应用性。 1 2 2 国内研究现状 我国对于腹地的研究是从2 0 世纪8 0 年代开始的，随着我国沿海经济的快速发展， 港口经济在国民经济中比重的提升，腹地问题被越来越多的学者关注，并对此进行了研 究。 郎宇、黎鹏等【1 0 圳1 学者研究了影响港口腹地形成和发展的主要因素，并讨论了港口 腹地经济一体化问题，认为腹地作为经济活动的区域，存在经济地域系统的统一体，其 空间由港口的经济吸引半径决定。 王杰、杨赞等f 1 2 】学者通过经济地理学中的圈层结构理论和点轴理论，提出了两种新 的腹地划分方法一圈层结构法和点轴结构法，并应用这两种方法对大连国际航运中心 港口的腹地范围进行了划分。 刘魏巍j 董洁霜、夏晓梅通过经济学中的区位商方法，调查分析了港口流通货物 分布情况，得出了港口经济腹地及腹地的形成原因。 大连港腹地划分的断一电模型研究 甘国辉、王健【1 4 】认为腹地是地理区域、经济要素和组织结构的综合体，区域因素决 腹地的扩展范围，经济因素决定腹地的界限及其变化规律。学者们在相应理论的基础 建立了空间经济模型，并对统一体中的相关因素之间的作用进行了定量分析。 翁清光、陈培健通过对港口腹地的划分、港城关系、交通运输及港e l 发展等方面 合评价了国内外的相关文献，提出了腹地范围划分要重点把握分析的深度性和准确 性，认为对港口腹地范围和空间分布情况的研究重点要采用定量的方法。 许云飞【1 6 】通过。一d 流与图论相结合的方法研究了港口的经济腹地，并把这种方法用 于山东省内港口的经济腹地范围的划分，还对各个港口的货物吞吐量进行了预测。 学者冯社苗【17 】分析建立了内陆城市最佳出口运输路线的概念，引入蚁群算法这一新 兴的人工智能方法，并将其运用到内陆城市出海运输通道优化中，建立了一种新的港口 腹地划分方法，并用一个典型算例说明了该算法的有效性。 王文【1 8 】以港口经济腹地概念为基础，研究了信息技术对于港口的经济腹地的作用， 从地理范围和货流方向两个方面讨论了经济腹地的划分，并提出港口的发展规划建议。 辛林【1 9 1 研究了港口腹地发展的影响因素，主要有：港口条件、港口位置、港口区域 交通条件、港口经济发展状况、海运业及对外贸易状况、国家关于港口的政策法规、港 口竞争状况，提出了港口扩大腹地范围应该采取的措施。 。 唐中赋【2 0 】通过研究我国的几个大型港口的货物和集装箱吞吐量，分析了港口货物运 输与腹地经济的关系、存在问题及变化情况，以促进腹地经济发展为目的，提出了增加 港口与腹地互动性的具体措施。 杨洪、丁胜春等【2 1 1 学者根据运筹学的图论和网络理论，并结合模糊数学的相关理论 和方法，输入行政规划措施，确定港口费用为非线性问题，计算了港口的费用情况，并 按照费用最少的原则，划分出港口的腹地范围。 一 1 3 论文研究的思路和方法 一 本文研究的思路是从港口与腹地之间的关系出发，在认识了腹地对于港口的重要作 用之后，确定港口腹地划分对港口发展的重要性。通过研究我国的港口群发展状况，找 到并分析腹地划分的影响因素，为合理的腹地划分奠定基础。而目前存在的很多腹地划 第1 章绪论 分方法，都普遍存在着一些问题，通过分析这些腹地划分方法，将划分方法归类总结， 找出这些方法各自的特点和局限性。在此基础上，选择断裂点公式和电子云模型相结合， 通过适当修正和完善之后，建立了腹地划分的断一电模型，以便找到与港口相对应的腹 地地区确切范围，根据港口腹地的经济发展状况，从而确定港口的定位和发展方向等。 建立的断一电模型可以应用于港口腹地范围的实际应用中去，这里选择具有代表性 的大连港为例，给出大连港的部分腹地范围。首先划分大连港的基本圈层结构，确定大 致的腹地范围区域，然后根据断一电模型划分出腹地的确切范围，得到腹地划分结果， 并从划分结果出发，分析大连港和腹地地区的具体情况，给出以腹地因素为主的大连港 未来发展规划和建议。 本文采用的主要方法是断一电模型法，断一电模型法涉及到的主要理论是断裂点公 式理论和电子云模型理论。根据腹地划分圈层结构和具体范围的需要，在圈层结构的划 分过程主要采用电子云模型法，而具体范围的划分采用断裂点公式法。这里对两种方法 的使用不是简单的组合，而是根据港口划分的实际需要，分别对两个公式的具体变量和 模型做出了修正。 断裂点公式理论是在零售引力定律基础上提出的反映城市吸引范围的划分方法，通 过确定城市人口数量，两个城市之间的距离，得出研究城市之间的断裂点距离【2 2 1 。 电子云模型是原子核外电子的概率密度随原子核距离的增加而减小，原子形成的电 予云随着电子能量的增加而增大，电子在核外的出现几率也增大。电子云模型的公式很 多，这里主要涉及原子的径向几率密度公式 2 3 】。 其中电子云模型原来是用来表示原子的径向几率密度的，原有的主要变量是原子的 径向距离和圈层范围等，这里要将主要变量改为港口城市到研究城市的距离，城市的区 域面积等，而模型的系数变量也要根据港口情况给予调整，以满足实际问题的需要；断 裂点公式模型的公式形式基本没有改变，但是要对变量做出修改，原有的变量是城市的 人口情况，但是这里需要城市的综合发展数据，将变量修正为城市规模变量，具体到实 际中即城市经济中心值，这个数值要通过主成分分析的方法进行计算得到。 大连港腹地划分的断一电模型研究 1 4 论文的结构和主要内容 本文的主要内容是： 第一章是绪论部分。主要介绍了论文的研究背景和意义，国内外研究发展现状，研 究的主要思路和方法，论文的框架结构和主要内容等方面。 第二章是港口腹地与港口腹地划分。首先介绍了港口腹地的概念及港口与腹地的相 互关系，通过分析我国主要港口群的竞争发展概况，找出港口腹地划分的影响因素，并 对影响因素进行分析，提出我国港口腹地划分存在的问题。 港口与腹地概念及关系l 港口群概况 i f 腹地划分影响因素 r 腹越搦祷葫远l 一 2 时，会出现该电子云。n = 2 ，刀= l 的p 电子云沿某 一方向出现的几率密度值最大，而在另外两个方向上出现的几率密度值几乎为零。助 电子云的形状是无把哑铃形，它可以有2 p x 、2 p y 、2 p z 三种取向； d 电子云，当主量子数砣3 时出现； 厂电子云，当主量子数刀 4 时出现。 这里以1 s 电子为例，进一步说明电子云几率密度分布的几种表示方法： 电子云可以用朔s 和l 朔习2 随，的变化情况表示，得到的图形表明了它们都随着 离核距离，的增大而减小； 电子云可以用电子云图表示，以小黑点的疏密表示电子在核外空间出现的几率 密度的大小。得到的图形表明了离核越近，电子出现的几率密度越大，离核远处电子几 率密度变小； 电子云可以用等密度图表示，将i5 p 1 2 相同的点连接起来可以形成等密度图。例如， 对氢原子而言，其等密度面是很多同心球面。图中数值可以表示几率密度值的相对大小； 电子云还可以用电子云界面图表示，在原子核周围设定一个界面，则在界面内 出现该电子的几率超过9 0 ，而在界面外出现该电子的几率不到1 0 。对氢原子而言， 这个界面自身就是一个等密度界面【3 9 1 。 如果将波函数从直角坐标系转换为球坐标系7 r ( r , 8 , q ) 表示，则电子在空间内任一点 的运动状态可以用一组妖幺妒) 来表示。罗中有三个变量，用空间图象不容易表示，但 可以从吵或l 吲2 同半径，角度口、妒两方面的关系来表示，公式为： 甲( ，口，妒) = d ( r ) y ( 8 ，缈) 其中，d ( 力是径向分布函数，坎臼，伊) 是角度分布函数。 径向分布函数 第4 章港口腹地划分的断一电模型 可以作到原子核距离为，厚度为办的薄层球壳，并作出4 n - r 2 l 叼2 和半径，的对画 图形。d ( 厂) 是，- 的径向分布函数，表示在距离原子核半径为，的球面上电子在单位厚度 球壳中出现的几率。对氢原子而言，d ( ，) 在5 3 p m 处有一极大值，这是由于当r 5 3 p r o 时，i 朔爿2 的值较小，所以二者乘积都小于极大值。 角度分布函数 h 只缈) 是角度分布函数，从坐标原点出发，作出方向为( 皖缈) 的直线，取】，值，并作 出y 随0 、p 变化的图形，就可以得到电子云的角度分布图。 4 2 腹地划分的断一电模型法 4 2 1 断裂点公式法 根据城市断裂点理论的基本内容，可以得到断裂点公式为： 见2 靠l + f 卫 、只 其中，见是彳城市到断裂点的距离，见口是彳、口两城市间的距离，只、p b 分别 是彳、曰两城市的规模。 断裂点公式中涉及到两个主要因素：两个城市之间的距离；两个城市的规模。 第一个因素比较容易就能得出，而第二个因素中的城市规模，公式中原指城市的人口规 模。 4 2 2 电子云模型法 物理学中的很多事物其运行规律都存在着相似点，而人类活动中，也同样存在着社 会活动规律与自然规律相似的现象【加1 。港口腹地的圈层结构与原子中的电子绕核运动的 规律具有相似性，而电子云模型可以形象的显示电子绕核转动的情况。 电子云模型的主要内容是：原子核外电子出现的概率，随着其与原子核距离的增大。 而减小，而电子的能量越大，相应的就会形成越大的电子云，核外电子的概率密度也越 大。氢原子的径向分布概率曲线如图所示。 电模型研究 图4 2 氢原子的径向分布曲线 f i g 4 2r a d i a ld i s t r i b u t i o ng ：i l r v eo ft h eh y d r o g e na t o m 曲线 氢原子径向几率密度公式为： 儿) ：篓e 一等 ( 4 1 ) 其中，o ) 为到原子核距离为，的几率密度；厂为径向距离；口为常数。 将函数进行积分，可以求出从 到，2 的几率密度f 4 l 】： 盹咖f 2 儿沙= 1 2 7 4 r 2 一警咖= 仔+ 鲁寸詈曙 令三= x ，可得：f g ) = 1 2 x + 2 x + l m 4 2 3 断一电模型的建立 ( 1 ) 基本思想 确定某个港口为研究对象，通过运用断一电模型，对港口的可能腹地范围划分出一 定的圈层结构，然后定量计算出每个圈层内的可能腹地区域的概率密度值，并引入影响 因素对计算结果进行修正；再运用断一电模型，综合各种地区影响因素，最终划分出腹 地区域的吸引范围，从而划分出研究港口的具体腹地范围。 第4 章港口腹地划分的断一电模型 ( 2 ) 模型构建 模型构建步骤 首先，确定研究港口与可能腹地区域的距离，将所有可能腹地区域划分出若干个层 次，引入断一电模型中修正的电子云概率密度公式，计算出每个层次内研究区域的几率 密度，确定经过影响因素修正后的概率密度，找到研究港口的腹地范围； 其次，利用断一电模型中的断裂点公式，通过分析确定关于地区吸引范围划分的具 体方法，这里选用能够体现地区多种因素的主成分分析法，分别计算出腹地地区与相邻 的非腹地地区的断裂点位置，将所有断裂点连接起来就划出了地区的吸引域范围； 最后，将确定的腹地区域和地区的吸引域范围结合起来，就能得出研究港口的具体 腹地范围。 模型构建过程 断裂点公式法具有一定的局限性： 首先，城市作为区域经济中心，其人口规模不足以反应实际的吸引力情况； 其次，城市的断裂点一般是研究区域中的一个点，将这些点连接成线存在难度： 最后，研究城市之间距离的确定方式存在问题。 根据这些问题可以提出修正断裂点公式法的方案，具体内容如下： 首先，可以将原来的城市人口规模一项指标修改为城市综合规模多项指标，只有建 立多项指标才能够反映出城市的综合经济实力； 其次，在断裂点连接过程中，可以结合现在的行政区域划分情况和交通运输情况等， 对找出的多个断裂点进行连接，这样可以使划分结果更加准确可靠； 最后，由于考虑到城市之间存在多种运输方式，通过交通线确定城市之间的距离比 较复杂，因此，城市之间的距离主要考虑地理上的实际距离即可。 电子云模型法可以通过对原有公式的变形，并确定新的变量的方式，应用到港口腹 地圈层结构的划分中去。港口对腹地的吸引力与电子云的原理类似，把这个模型用于划 分港口腹地的范围，可以通过计算研究区域作为港口直接腹地的几率值，来确定该区域 是否可以作为港口的腹地范围。 大连港腹地划分的断一电模型研究 根据氢原子的径向几率密度公式，设研究港口为i ，可以在港口的司能腹地区域划 出力个圈层，设各个圈层之间等距，设第个圈层内可能成为港口腹地的区域为& ，第 个圈层圆环的面积为q ，第个圈层的概率密度为乞，则在& 上的概率密度为巧， 可知： 等= 詈妒万胁) 2 - ) 2 口2 j 整理得： ( = 硐f j s u ( 4 2 ) 则研究港口i 的腹地位于第个圈层的概率为： f ： 乃= 第5 章以大连港为例的腹地划分实证研究 第5 章以大连港为例的腹地划分实证研究 5 1 大连港腹地圈层结构的划分 ( 1 ) 确认研究范围 研究港口是大连港，因此大连港辐射的扇形区域内的所有地区都可能作为大连港的 腹地区域，可能的腹地范围主要有：辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区东部的 部分城市。 由于对相同港口、不同研究地区的腹地划分过程具有一定的重复性，而数据和资料 收集、计算过程较为复杂，在对大连港进行腹地划分时，这里主要划分了辽宁省的腹地 范围，由于研究港口都位于辽宁省内，而辽宁省内的货物也基本都通过研究港口运出， 具有一定的研究价值。大连港在其余地区的腹地范围，也可以用相同的模型、方法和计 算过程得出，这里就不做具体分析了。 因此，确定的研究港口为大连港，同时还要研究与大连港相邻的港口：营口港和月 东港；确定的研究腹地范围为辽宁省。 ( 2 ) 收集资料 根据断一电模型，收集资料，得到腹地研究范围内各地市总面积和腹地研究范围内 各地市到大连港、营口港和丹东港的距离。如表5 1 所示。 表5 1 辽宁省内各地市总面积及到三个港口距离( 面积：平方公里；距离：公里) t a b 5 11 1 1 ed i s t a n c eb e t w e e nc i t i e si nl i a o n i n gp r o v i n c ea n d3p o r t s ( a r e a s ：k m 2 ：d i s t a n c e ：k m ) 城市鞍山辽阳 本溪沈阳 抚顺铁岭 朝阳阜新 总面积9 2 5 24 7 3 68 4 l l1 2 9 8 01 1 2 7 21 2 9 8 01 9 6 9 81 0 3 5 5 到大连港距离 2 9 92 9 33 2 l 3 5 6 3 8 54 2 03 1 2 3 4 7 到营口港距离 8 l1 0 51 4 71 6 l1 9 72 2 51 8 0 1 5 9 到丹东港距离 1 7 01 7 71 6 5 2 2 8 2 2 92 7 4 3 6 73 1 9 ( 3 ) 模型公式分析 大连港腹地划分的断一电模型研究 利用公式f ( x ) = 1 一( 2 x 2 + 2 x + 1 ) e - 2 。， 二：z 。可以求出各层内的概率密度： 口 f ( 1 ) = 1 5 e 五= 0 3 2 3 3 ，f ( 2 ) = 1 1 3 e 。= 0 7 6 1 9 ，f ( 3 ) = 1 2 5 e 。= 0 9 3 8 ， f ( 4 ) = 1 4 1 e 一= 0 9 8 6 2 ，( 5 ) = 1 6 1 e 叫o = 0 9 9 7 2 ，f ( 6 ) = 1 8 5 e _ 2 = 0 9 9 9 5 ， f ( 7 ) = 1 11 3 e 一1 4 = 0 9 9 9 9 ，f ( 8 ) = 1 1 4 5 e 一1 6 1 。 表5 2 各个圈层内的概率密度 t a b 5 2t h ep r o b a b i l i t yd e n s i t yi ne v e r yc i r c l e 层次l23456789 用” 0 3 2 3 3o 7 6 1 90 9 3 80 9 8 6 20 9 9 7 20 9 9 9 50 9 9 9 91l f j 0 3 2 3 30 4 3 8 6o 1 7 6 10 0 4 8 20 0 l l0 0 0 2 30 0 0 0 40 0 0 0 10 鼻= ，( 1 ) = 0 3 2 3 3 ，e = f ( 2 ) 一，( 1 ) = 0 4 3 8 6 ，e = f ( 3 ) 一，( 2 ) = o 1 7 6 1 ， 只= ，( 4 ) 一f ( 3 ) = 0 0 4 8 2 ，e = f ( 5 ) 一，( 4 ) = o 0 1 1 ，圪= ，( 6 ) 一，( 5 ) = 0 0 0 2 3 ， 弓= f ( 7 ) 一，( 6 ) = o 0 0 0 4 ，岛= f ( 8 ) 一f ( 7 ) = 0 0 0 0 1 。 通过计算得出的各个圈层内的概率密度值如表5 2 所示。 由表5 1 ，并根据大连港的实际情况，这里设a = 2 0 0 。将大连港在辽宁省内腹地等 分为三层，则三层距离大连港分别为2 0 0 ，4 0 0 ，6 0 0 。则鞍山、辽阳、本溪、沈阳、抚 顺、朝阳、阜新位于第二层，铁岭位于第三层。 根据地理范围情况，