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江苏省交通运输结构变化分析和预测 研究生：狄娟导师：陈森发( 教授)东南大学 摘要 综合运输系统作为一个整体，包含了铁路、公路、水运、民航和管道五种运输方 式。在运输业的发展历史中，这五种运输方式中的某一种交替占据主导地位，总体的 运输结构处于不断的演化发展之中，以适应经济和社会发展的需要。 本文首先分析了交通运输结构演变的内部原因和外部原因，介绍了五种运输方式 各自的技术经济特征以及影响运输结构的主要社会经济因素，并从系统论的角度对运 输结构的演变过程进行了描述。 运输系统分为客运系统和货运系统两个子系统，这两个系统各自的运输结构演变 机制既有联系又有区别，本文以江苏省的综合运输系统为例，运用灰色理论的系统分 析方法一灰色斜率关联度方法，对江苏省客运系统和货运系统的演变机理进行了量 化分析。 由上述定量研究可知，在客运系统中，各种运输方式之间存在着较明显的替代性， 运输结构的变化主要是通过各种运输方式之间彼此消长的关系来实现的，本文采用了 人工神经网络的智能算法通过对己知样本数据的训练来调节参数，对江苏省未来五年 的客运结构进行了预测。 对于货运系统，各运输方式之间不存在明显的替代关系，运输结构的变化主要是 通过适用于不同运输方式的货运量需求的变化而变化的。在本文中，采用了灰色动态 预测方法，应用灰色v e r h u l s t 模型预测了江苏省未来五年的各运输方式的货运量， 在此基础上，得到了货运系统运输结构的预测量。 关键词：运输结构 即网络 灰色斜率关联度 灰色动态预测 人工神经网络 v e r h u l s t 模型 r e s e a r c ho nt h ec h a n g ea n df o r e c a s to f t r a n s p o r t a t i o n s t r u c t u r eo f j i a n g s u g r a d u a t e ：d ij u a n s u p e r v i s o r ：p r o f c h e ns e n f a s o u t h e a s tu n i v e r s i t y a b s t r a c t t h ec o m p r e h e n s i v et r a n s p o r t a t i o ns y s t e mi n c l u d e sf i v ek i n d so ft r a n s p o r t a t i o nm o d e s o fr a i l w a y ，h i g h w a y ，w a t e rt r a n s p o r t ，c i v i la v i a t i o na n dp i p e l i n ea saw h o l e i nt h e d e v e l o p i n gh i s t o r yo ft h et r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r y , ac e r t a i nt r a n s p o r tm o d ei nt h e s ef i v e k i n d so ft r a n s p o r t a t i o nm o d e so c c u p i e dt h el e a d i n gp o s i t i o n ，t h et r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r ei n d e v e l o p i n g ，s oa st om e e tn e e do fe c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n ta tc o n s t a n te v o l u t i o n t h i sd i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e di n t e m a lr e a s o na n de x t e r n a lr e a s o na b o u tt h ee v o l u t i o no f t h et r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r ea tf i r s t ，a n dr e c o m m e n d e dt h ef i v ek i n d so ft r a n s p o r t a t i o n m o d e s t e c h n o l o g i c a la n de c o n o m i cc h a r a c t e ra n dt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o ro ns o c i e t y a n de c o n o m y t h e ni ta l s od e s c r i b e dt h ee v o l u t i o nc o u r s eo ft h et r a n s p o r t ss t r u c t u r ef r o m t h ea n g l eo f t h et h e o r yo ft h es y s t e m s t r a n s p o r t a t i o ns y s t e mc a nb ed i v i d e di n t ot w os u b s y s t e m s ：p a s s e n g e rt r a n s p o r t s y s t e ma n df r e i g h tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ；e a c ho ft h et w os y s t e m s e v o l u t i o nm e c h a n i s m o nt r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r eh a sb o t hc o n n e c t i o na n dd i f f e r e n c e s t h e nt h i sd i s s e r t a t i o nt o o k j i a n g s up r o v i n c e a sa n e x a m p l ea n dc a r r i e do i lq u a n t i t a t i v ea n a l y s i st od e v e l o p i n g r e l a t i o n s h i pa m o n gt r a n s p o r t a t i o nm o d e so ft h ep a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e ma n dt h ef r e i g h t t r a n s p o r ts y s t e mi nj i a n g s up r o v i n c e ，u s i n gt h eg r e ys y s t e m a t i ca n a l y t i c a lm e t h o d 一一 d e g r e eo fg r e ys l o p ei n c i d e n c e b ya b o v e - m e n t i o n e dq u a n t i t a t i v er e s e a r c h , w ec a nk n o wt h a ti nt h ep a s s e n g e r t r a n s p o r ts y s t e m ，t h e r ei s m o r eo b v i o u s s u b s t i t u t a b i l i t yb e t w e e nt h e f i v ek i n d so f t r a n s p o r t a t i o nm o d e s t h ee v o l u t i o no i lt r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r ew a sm a i n l yr e a l i z e db yo n e t r a n s p o r t a t i o nm o d e sp r o p o r t i o nd e c l i n i n ga n dt h e o t h e rm o d e sp r o p o r t i o ni n c r e a s i n g t h e ni tf o r e c a s t e dt h et r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r eo ft h ep a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mi nt h e f o l l o w i n gf i v ey e a r so fj i a n g s u ，b yu s i n gt h ea r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r ka n dm a t l a b i i a st of r e i g h tt r a n s p o r ts y s t e m ，t h e r ei sn oo b v i o u ss u b s t i t u t i n gr e l a t i o nb e t w e e nt h e f i v ek i n d so ft r a n s p o r t a t i o nm o d e s ，t h ed e v e l o p m e n to ft h et r a n s p o r t a t i o n s t r u c t u r ei s m a i n l yr e a l i z e db yt h ec h a n g eo ft h ed e m a n do fv o l u m eo fg o o d st r a n s p o r t e db ys u i t a b l e f o rd i f f e r e n tt r a n s p o r t a t i o nm o d e s t h i sd i s s e r t a t i o np r e d i c t e de a c ht r a n s p o r t i n ga m o u n to f t h et r a n s p o r t a t i o nm o d eo ft h ef o l l o w i n gf i v ey e a r si nj i a n g s up r o v i n c eb yu s i n gt h e d y n a m i c a l l yg r e y l y t h em e t h o da n do nt h i sb a s i sd r a w nt h ep r e d i c t i o na m o u n t o f t r a n s p o r t i n gs t r u c t u r eo f t h ef r e i g h tt r a n s p o r ts y s t e m k e yw o r d s ：t r a n s p o r t a t i o ns t r u c t u r e d e g r e eo fg r e ys l o p ei n c i d e n c e a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r kd y n a m i c a l l yg r e y l ym e t h o d b a c kp r o p a g a t i o nn e u r a ln e t w o r k v e r h u l s t m o d e l 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文 的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借 阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东 南大学研究生院办理。 研究生签名：塑垒塑导师签名：2 盥! 日期：沙可、j 谚 东南人学硕士学位论文绪论 绪论 一、研究的意义和背景 经过长期的规划与发展，交通运输业已经形成了具有一定结构和功能的体系，成 为一个有机的整体，如果其中一部分受到外部环境的影响，则可能涉及到整个有机体。 从系统论的观点来看，任何一个系统都有某种功能，或者表现为某种特性，而这种特 性或功能主要由有机体的结构决定。随着社会经济的发展，科学技术的进步，整个交 通运输体系的功能及其运输结构也处于不断的变化过程中。通过分析综合运输体系的 功能、特性，可以了解一个国家或区域内综合运输体系的特点和问题，而运输结构是 综合运输问题研究中的重大课题之一，对此开展研究，具有十分重要的意义。 交通运输业作为服务性基础机构，具有对国民经济的保证性和自身建设发展的超 前性。交通运输是现代化生产的基础和前提条件，在区域经济的发展和工农业生产中 具有先行作用。因而，经济发展的不同阶段，运输业具有不同的结构特征。在工业化 初期，原材料和粗加工产品所占的比重比较大，运输结构中水运和铁路运输占有十分 重要的地位。在工业化中期或后期，精加工产品所占的比重逐渐上升，运输中对运输 的质量和时间的要求较高，公路运输和航空运输所完成的运输周转量逐渐增加。 随着我国经济模式从粗放型向集约型转变，运输结构也会发生相应的变化。纵 观世界运输业发展的历史，可以清楚地看到，无论是在东方还是在西方，是近代还是 现代，各国对运输业的发展都制定了大量的政策，而且还是国家管制的重要对象。尽 管6 0 年代以来，以美国为首的西方国家掀起了放松管制的热潮，但绝对不是取消管 制，更不是削弱政策的导向，而是沿着事物自身的发展方向作正确的引导。毫无疑问， 我国运输业的发展将更多地渗入“自觉”的因素。而只有在充分认识事物发展的客观 规律、并按客观规律办事时，才能称得上“自觉”。各国所进行的运输业综合发展的 理论研究与实践都是为了谋求“自觉”的行动。运输结构的演变具有一定的规律性， 通过对运输结构变化趋势的分析和预测，可以科学地指导运输业的发展方向，并对具 体的运输结构及时地进行方向和发展途径的调整。 通过开展对综合运输体系的功能、特性等的研究，可以了解一个国家或地区交通 运输业发展的特点和问题。而其中运输结构的研究是综合运输体系中研究的重点。从 粗放型向集约性转变是经济发展的共同规律，经济的发展决定交通运输业的发展，运 东南人学硕士学位论文 绪论 输结构的变化发展也有着一定的规律性。以适应和服务于经济发展的需要。随着经济 的向前发展，运输结构也将发生相应的变化。通过对运输结构的变化规律进行研究， 我们可以总结分析一个国家或地区综合运输业发展变化的特点，进而预测出运输结构 变化的趋势和方向。 二、国内外研究现状 目前世界各国都已经普遍形成了五种运输方式共同协调发展的综合运输体系， 虽然各国的经济发展水平和自然地理条件不同，但是运输结构的变化趋势却存在着一 定的共性，即：随着时间的推移，公路运输所占比重持续上升，水路运输和铁路运 输比重下降，航空运输有所增长，但所占比重不大。我国的交通运输结构随着国民经 济的发展也不断的变化着。“”“1 ：铁路运输仍然是我国综合运输系统的主框架，但其 货运量、货运周转量所占比重与过去相比大大下降，而且这一趋势将继续；公路和民 航客运异军突起，在综合运输体系中的地位和作用日益突出；水运中远洋运输发展迅 速，内河运输市场份额大幅度下降，特别是水路客运，几乎走向萎靡。 在世界各国和地区的运输结构演变过程中，除了具有共同趋势外，不同的国家和 地区在结构发生重大变化的时间、变化的幅度等方面又表现出一定的差异性。表1 1 。1 和表1 2 ”3 显示了各发达国家各运输方式的货运周转量和货运周转量的构成比例。这 主要是由各国的地理条件和社会经济状况所决定的。 表1 1 各国各运输方式间货运周转量构成比例( ) 年份国家铁路公路水运管道 航空 1 9 9 3美国3 7 4 2 7 61 5 31 9 3 0 4 1 9 9 5英国5 5 6 5 92 3 25 4 1 9 9 0德国2 1 0 5 6 7 1 8 3 3 9o 1 i 9 9 4日本4 4 5 1 54 3 9o 2 表1 i2 各国各运输方式间客运周转量构成比例( ) 年份国家铁路公路水运航空 i 1 9 9 3美国 0 7 8 1 61 7 7 东f 莉人学坝上学位论文绪论 1 9 9 5英国 5 49 3 7 o 9 1 9 9 0德国 3 4 8 5 0 81 4 4 1 9 9 4日本 3 2 96 1 5o 55 1 在文献 1 、 2 、 3 和 4 中，作者阐述了对综合运输系统结构演变的基本理解， 研究了国内外特别是建国5 0 年来我国的货运结构和客运结构演变的一般规律，并且 分析了促使运输结构发展变化的原因的动因。 在研究交通运输结构演变趋势的基础上，国内外许多学者进一步对某一国家和地 区交通运输结构的优化布局进行了研究“7 “”，以建立整体结构合理、适应社会经济 的发展的综合运输体系。 上述研究很多都是从运输结构构成数据的表象出发，研究了各运输方式所占比例 的增长、减少趋势，并没有揭示出客运结构、货运结构演变的内部机理：而交通运输 结构的变化受到多种因素的共同的和复杂的影响，其演变和发展的过程存在一定的自 组织性，要合理有效的调整地区运输结构，必须对运输结构自身的演变机理进行研究， 遵循其自身的发展变化规律，在此基础上做出科学、合理的决策。 三、论文的研究目标和主要内容 ( 1 ) 研究目标 本文的研究目标是：按照科学的理论和方法，分析运输结构的演变机制，并对江 苏省综合运输结构的发展变化进行实证分析，提出对运输结构的变化特点进行分析和 对变化趋势进行预测的方法。 ( 2 ) 主要内容 围绕研究目标展开的主要内容有： 第一章：运输结构演变机制分析 研究运输结构演变的作用机理，在此基础上，找出运输结构演变的原因及影响因 素，得出运输结构演变的一般规律；然后运用系统论的理论和观点，对运输结构的演 变过程进行抽象的描述。 第二章：江苏省运输结构变化特点和关联度分析 本文以江苏省为例，利用江苏省历年的统计数据，分析了江苏省运输结构历年来 的变化趋势，利用运量分担率和周转量分担率等指标研究了江苏省综合运输结构变化 的特点。并且运用灰色斜率关联度对各种运输方式的运量分担率和周转量分担率序列 东南人学硕t 学位论文绪论 进行了灰色关联分析，通过灰色关联序，对各运输方式之间的相互关系进行了测度， 研究各运输方式运输结构变化的自组织机理。 第三章：客运结构预测方法研究 针对综合运输体系中客运系统和货运系统运输结构各自不同的演变机理，文中采 用不同的方法对客运结构和货运结构进行预测。对于客运系统，本文将研究运用b p 人工神经网络进行预测的方法，在应用中，将结合m a t l a b 工具软件中的神经网络工 具箱来具体实现对b p 人工神经网络进行创建、训练和仿真的全过程。 第四章：；货运结构预测方法研究 研究对货运结构变化趋势进行预测的方法。在对货运系统运输结构变化的内部机 理进行研究的基础上，本文将根据货物运输结构演变过程的特点，通过对各运输方式 货运量的预测来预测运输结构；在预测方法上，应用灰色系统预测理论，采用动态灰 色预测的方法，以期能够提高预测的精度。 东南人学硕十。学位论文第一章综合运输结构演变机制分析 第一章综合运输结构演变机制分析 1 。1 运输结构的概念 1 1 1 运输结构的含义 现代化的运输主要包括。铁路、公路、水运、航空和管道五种运输方式，各有其 不同的技术经济特点和使用范围。综合运输体系就是在这五种运输方式的基础上组建 起来的，是各运输方式在社会化的运输范围内和统一的运输过程中，按其技术经济特 点，分工协作、有机结合、连接贯通、布局合理的综合体。运输结构就是指运输部门 内外部相互联系的各个方面的有机比例和构成。运输结构“”大体上可以分为宏观、中 观、微观三个层次，即运输业与国民经济结构，各种运输方式结构和各运输环节结构。 ( 1 ) 宏观运输结构 运输业与国民经济结构也可称为宏观运输结构，即从国民经济角度考察交通业与 国民经济的相互关系及其构成比例，包括运输供给与运输需求的比例及其适应程度， 为发展运输业而投入的生产要素如生产资金、劳力、物资等占国民经济的比例及其发 展趋势，运输业产出如运输量、运输业产值等占国民经济的比例及其发展趋势。 ( 2 ) 各种运输方式结构中观运输结构 各种运输方式结构也可以说是中观运输结构，这是从运输业内部考察各种运输方 式的相互关系及其构成比例，包括客货运输量运量构成及运输分工和协作，各种运输 方式的运网结构及其衔接，运输投资分配比例关系等。 ( 3 ) 各运输环节结构微观运输结构 各运输坏节结构也可以说是微观运输结构，这是从每一种运输方式的内部考察运 输对象和各个运输环节的构成比例，包括客、货运比例，不同类货物的运输比例，运 距构成比例，运输技术结构比例，点( 港、站、枢纽) 线( 运输线路) 能力比例，技 术等级比例以圾运输企业组织结构等。 上述运输结构的三个方面并不是孤立的，而是相互联系、相互影响的。其中宏观 运输结构决定着中观和微观运输结构，中观和微观运输结构是宏观运输结构的基础， 并且要服从宏观运输结构的要求。 本文主要从运输行业内部研究各种运输方式的相互关系及其比例构成即中 东南大学顺士学位论文第一章综台运输结构演变机制分析 观运输结构。 1 1 2 运输结构的内容 运输结构“”在综合运输系统中，具体表现为各种运输方式的地位、布局及相互发 展的比例关系，这些关系可以通过产出结构、投入结构和存量结构来反映。 ( 1 ) 产出结构 产出结构分为实物构成和货币构成。其中实物构成主要体现为交通运输系统基于 外部环境对交通运输系统提出的各种类型的运输量的需求而提供的各种类型的供给 量的构成，具体可以用客运量、客运周转量和货运量、货运周转量等指标来表示。货 币构成则以产值指标、效益指标以及对国民经济增长的贡献率指标等来予以描述。 ( 2 ) 投入结构 投入结构主要用就业结构、投资结构、技术结构等指标来描述。 ( 3 ) 存量结构 存量结构主要用劳动力分布比例、资源产值比例来分析。 由于研究的目标不同，对运输结构研究的内容也可能存在差异。本文着重研究的 是各种运输方式的运量结构。用各种运输方式的运输量比重来考察运输结构，可以较 全面的反映运输结构的构成。因为在通常情况下，某种运输方式在一段时间内完成的 运输量大小及其比重，既可以反映该种运输方式在运输系统中的地位和作用，也可以 反映这种运输方式的发展状态和利用程度。运输方式的技术结构、投资结构等可以直 接或间接地在运输量结构中综合的反映出来。 1 2 运输结构的演变机制 1 2 1 运输结构演变机制的基本理解 运输业的演变与社会经济的发展过程是紧密结合在一起的，两者之间存在着一种 复杂的双向作用机制。这种复杂的作用机制一方面体现在众多的社会经济因素对运输 业的影响和作用；另一方面，运输业的发展状态会对某一地区的社会经济发展产生不 同的促进和限制作用。并且，即使在理论上可以视为同一类型的作用机制，在实际中 也会因为环境、时间不同而有所差异，这更增加了运输业与社会经济作用的复杂性。 运输业与社会经济的这种复杂的作用机制直接影响着运输结构的演变，具体如图 东南大学硕l 学位论文第一章综合运输结构演变机制分析 1 一所示 图l - 1 运输结构的演变机制 从图1 1 可以看出，交通运输系统存在的根本原因来自于外部社会经济环境提出 的运输需求。各种运输方式在满足这些运输需求时，由于其各自的技术经济特性而表 现出对各种运输需求的不同程度的符合度，并导致不同的运输需求往往寻求其最佳的 运输方式，从而形成了一定的运输结构。 综上所述，运输结构演变的原因可以分为外因和内因两部分，外因是由外部社会 经济环境的演变所引起，而内因则是由各种运输方式的技术经济特点所决定的。这两 者共同作用，构成了有机的整体，影响着运输结构的变化发展。随着外部社会经济环 境所提出的运输需求的不断变化，使得已经形成的运输结构也会相应地发生变化。由 于社会经济的演变有一定的规律，使得运输结构的演变也形成了一定的共性趋势。同 时，各种运输方式在满足外界运输需求时，往往还受到客观条件的制约，如自然、地 理、政策等因素，这又使得运输结构的演变表现出一定的个体性。 运输结构受到很多因素的制约，这些因素极其复杂并且相互作用着，我们可以 东南大学碗i 学位论丈第一章练台运输结构演变机制分析 用如下的函数形式1 来表达这种关系：y = f ( x ，x 矿“，x 。) ，根据耗散结构理论，技术的 进步会降低某种运输方式提供等量的运输、劳务的社会必要劳动时间，从而会引起劳 动力，资金等不断在铁路、公路、水运、航空和管道等各个行业间流动，各行业净产 值也不断地波动。技术进步比较慢的行业会逐步衰退，技术进步快的行业则会迅速发 展。各种运输方式的竞争主要是各行业科学技术之间的竞争。这种竞争的加剧甚至会 导致出现一些新的运输方式，并且最终这种剧烈的波动会改变原有的运输结构，打破 原有平衡，建立一种新的运输结构，通过涨落达到有序这是耗散结构的一个基本观点。 在本文中，把运输结构的影响因素分为两类：外部影响因素和内部影响因素，其中外 部影响因素是指社会经济发展水平及产业结构等因素，内部影响因素主要是指各种运 输方式不同的技术经济特点。 l _ 2 2 运输结构的影响因素 1 影响运输结构的内部因素 综合运输系统中的铁路、公路、航空、水运和管道五种运输方式在满足人或货 物的空间位移的需求上具有同性，即安全、迅速、经济、便利、舒适，但各种运输 方式所采用的技术手段、运输工具和组织形式等都不同。因此，形成的技术性能，如： 速度、重量、连续性、保证货物完整性和旅客的安全、舒适性等、对地理环境的适应 性以及经济指标，如：如能源和材料消耗、投资、运输费用、劳动生产率等都不尽相 同。 ( 1 ) 各种运输方式的技术经济特征“” 运输成本：运输成本是运输业的一个综合性指标，受各种因素的影响，运输成 本是指完成旅客或货物位移全部生产过程，包括始发、发行、中转、到达各环节的各 项费用支出的总和。一般来说，水运及管道运输成本最低，其次是铁路和公路运输， 航空运输成本最高。 送达速度：送达速度指的是旅客和货物在运输过程中平均每小时被运送的距离， 用下式表示：v = l t ，各种运输方式均有其适用的速度范围：公路运输的最优速度为 5 0 l o o k m h ，铁路运输为1 0 0 3 0 0 k m h ，航空运输为5 0 0 1 0 0 0k m h ，由于人们对 交通运输的速度要求不但在不同的距离条件下是不同的，而且在相同的距离条件下也 有不同层次的要求，因此不同的交通运输方式可以满足不同的需要。 东南人学硕士学位论文第一章综运输结构演变机制分析 投资水平：各种运输方式由于其技术设备的构成不同，不但投资总额大小各异， 而且投资期限和初期投资的金额也有相当大的差别，各种运输方式在线路基建投资和 运载工具投资方面也各有差异。从线路投资上看，水运、航空运输的线路投资最低， 公路次之，管道运输和铁路运输的线路设备是专用的，因而其线路投资最高；铁路的 技术设备需要投入大量的人力物力，投资额大而且工期长，因此投资集约程度高。相 对而言，水上运输是利用天然航道进行的，其线路投资比铁路要低很多，主要集中在 船舶、码头。因此，从运载工具的基建投资来看，管道投资最低，铁路、公路、水运 次之，航空最高。 能源消耗：由于铁路运输可以采用电力牵引，因而在能源消耗上具有优势，而 公路和航空运输则是能源石油的消耗量最大的，管道运输所耗的能源约为水运的 1 0 ，铁路的2 5 ，其耗能最低。 运输能力：从运输能力上看，就单个运载工具而言，、水运和铁路都处于优势地 位，特别是海运，运输能力最大，而公路和航空的运输能力则相对较小。 运输的通用性和机动性：铁路和管道运输受气候与季节的影响最小，而机动灵 活方面则是公路与航空运输较有优势。 对环境的影响程度：随着经济的发展，人类赖以生存的地球已经受到严重破坏； 在工业的发展中，运输业在某些方面起了主要作用，对空气和地表的污染最为明显的 是汽车运输，喷气式飞机、超音速飞机等使噪音污染更为严重，相比之下，铁路运输 对环境和生态的影响程度小，特别是电气化铁路的影响更小。 ( 2 ) 适用范围 各种运输方式由于其各自不同的技术经济特点，因而有着不同的适用范围。 铁路运输：铁路运输在国土幅员辽阔的大陆国家是陆地交通的主力，适合长期 稳定的大宗货物运输，特别是中长途货物运输；适合于中长途、短途城际和现代化市 郊旅客运输的需要。 公路运输：公路运输在中短途运输中效果最突出，特别是“门到门”的运输更 显得优越，同时还可以补充和衔接其他运输方式，如担负铁路、水路运输达不到的区 域以及起始点的接力运输。 水路运输：特别适合于大宗货物的长途运输，尤其是远洋运输，不仅是国际间 贸易的主要运输方式，也是发展国民经济的重要组成部分。 航空运输：航空运输适用于长途旅客运输、货物运输及邮件运输，包括国际运 9 东南人学硕1 ：学位论文第一章综合运输结构演变机制分析 输和国内运输，在通用航空运输方面，如摄影、人工降雨、林业播种、抗灾救护等更 显优势。 管道运输：管道运输是流体能源非常适宜的运输手段，尤其是输送危险品的油 类，由于管道埋在地下，受地面干扰少，运送此类物品较为安全。 2 影响运输结构的外部因素 运输结构受到很多外部因素“的影响和制约，具体表现为： ( 1 ) 生产力的发展和技术进步 从骡马大车、挑夫到铁路运输、汽车运输和航空运输，都是生产力发展和技术 进步的结果：运输结构比例关系的变化，最终都要取决于国家的经济发展水平和工业 化程度。 ( 2 ) 产业结构和运输需求结构的变动 二次大战以来，主要工业化国家的社会生产结构及其主导产品，遵循劳动密集型 一资金密集型一技术密集型的方向演变。这种产品结构的变化使运输需求结构发生了 明显的变化，如货运对象向着短小轻薄、小批量多品种、高附加值和技术含量高的方 向发展。客运则向着高速、舒适、安全、方便的方向发展。 ( 3 ) 自然条件 自然条件必然影响运输要素的组合与分布。自然条件状况，直接决定着建设项目 的难度与费用，是考虑采用何种运输方式最为合理的重要因素。 ( 4 ) 国家政策 国家通过投资、价格、税收、金融、物资、征地等政策，可以鼓励或限制某种 运输方式的发展，以达到调整运输结构的目的。 尽管各种因素推进了运输结构的改变，但是改变的结果并不是永恒的，而是处 于一个动态的过程。可以说，各种运输方式都在不断采用新的技术，运输结构处于一 个不断变化的过程之中，竞争从来没有停止过。而其中经济发展状态以及发展趋势最 终决定了各种运输的结构。 对各发达国家经济和运输业发展的历史过程的分析表明，一个国家或地区产业内 部不同比例的构成变化将直接影响到这个地区运输业的发展变化，因为产业结构的三 个层次产业的变化对运输业的影响规律“2 是各不相同的。 第一产业主要产品产生的货物运输需求较小，但随着经济的快速发展，对这些产 品深加工的范围和程度在不断扩大，因为深加工可以完善产业的配置要素，提高产业 东南人学硕士学位论文第一章综台运输结构演变机制分析 的生产力，增大产业价值创造力，显然深加工的产品对运输的需求是明显的，但由于 产品本身的特点以及产品辐射区域的有限性，其对货物运输周转量的影响只在一定的 范围之内。 第二产业从总体来讲，对货物运输产生重大影响。进一步分析可知，第二产业内 部不同的类别对货物运输的影响程度是各不相同的。采掘业主要形成的产品是矿石、 煤炭等基础性的原材料，这些产品对一个国家的经济发展起着基础性的作用，就我国 的具体情况来看，自然资源的地理分布并不平衡，中、西部地区占据较大的资源优势， 这种资源结构势必对我国的货物运输产生重大的影响，即中、长距离的原材料运输活 动较多，这一点在货物周转量指标上能够得到直接的反映。第二产业中的制造业主要 是加工工业，其大多数产品属于最终产品，它们在地理上的分布结构主要取决于地区 发展的经济结构，如我国东部发达地区加工工业发达，势必会形成东部地区向中西部 地区输出工业制成品的运输格局，而从产品本身的发展变化来看，随着我国加快发展 高新产业，高附加值的产品会得到较快的增长，这些产品大多数体积小，重量轻、价 值高，从产品销售的辐射特点看，应该是伴随着经济发展的程度而产生变化，如对同 一类产品，经济较发达地区一定会比经济相对不发达地区先使用，或者使用的规模和 程度更大，因此从运输环节上看，基本上形成了由经济发达中心向其他地区辐射的特 点，在货物周转量指标上由于距离与重量的因素影响，与第一产业的产品影响程度相 差较大。第二产业中的建筑业对货物运输需求较大，其原因与采掘业相类似，这类产 品的重量一般较大，同时也具有较为明显的地理分布特征，因此对货物运输周转量的 影响较大。 第三产业主要是服务业，对旅客运输的直接影响较大，服务业的发展变化影响 到地区的人口发展状况以及布局结构，人们的衣食住行需要得到社会的保障，因此必 然会对货物产生运输需求，并且这种需求是与地区经济发展水平相适应的。 3 影响客运结构的主要外部因素 ( 1 ) 国家经济发展的水平和阶段是决定客运结构的首要条件。国家的经济水平和 阶段决定着人们的收入水平和消费结构，而收入水平与消费结构又决定着人们对各种 运输方式的选择偏好与客运结构。旅客位移是一次性消费，当人们生活水平还不太高 的时候，人们对运输方式的选择比对衣、食、住更注重经济性，只有当人们的生活水 平提高到一定程度时，人们才注重旅行的舒适性和个性；当整个社会还不太富裕的时 候，劳动时间的价值也不太高，人们旅行的时候，并不过分注重旅行的速度，只有当 东南人学硕士学位论文 第一章综合运输结构演变机制分析 人们的劳动时间有相当高的价值时，人们才更重视旅行的速度。 ( 2 ) 当人们的实际收入水平在很大程度上可以确保人们能自由选择各种运输方 式时，即各种运输方式的价格水平己不成为人们自由选择运输方式的制约因素时，各 种运输方式的速度、服务质量、安全、舒适度将成为影响旅客运输结构演变的共同因 素，就客运结构演变的根本动因而言，各种运输方式在运行速度方面的差异是驱动客 运结构演变的主要原因。 ( 3 ) 国土面积、地理位置、人口数量及分布情况等对客运结构均有重要影响。美 国、前苏联等大国国内航空运输所占比重比国土面积相对较小的西欧发达国家大得 多，而日本作为人口密集的岛国，铁路客运比重则特别高。 ( 4 ) 运输方式服务质量，如服务营业时间、班次、灵活性、可达性、方便性和安 全性等方面的影响。运输方式服务质量中有不少是不同运输方式本身运营组织特点所 决定的。 ( 5 ) 国家的经济政策和运输政策。国家的运输政策和经济政策是对运输结构进行 调节的重要手段，合理的运输政策和经济政策会对运输结构的合理化起着巨大的作 用。 4 影响货运结构的主要外部因素 ( 1 ) 需求结构产业结构的变化。主要发达国家的历史分析表明，运输结构的 变动正是适应运输需求变化的反映，货物运输需求结构的变化其根源在于产业结构的 变化，产业结构和货物运输结构存在着内在的必然联系。需求结构的变化其根源在于 产业结构的变化，产业结构的变化导致运输的货种结构随之变化，而各种运输方式的 技术经济特征不同，其适用对象与优势范围也不同，因此，随着货种结构的变化各运 输方式的发展速度也相应变化，导致运输结构随之变化。 ( 2 ) 供给因素的变化。运输业的供给是指科技进步为运输工具的革新所提供的技 术手段，以及经济实力为运输业的发展所提供的物质基础。科学技术的进步不仅使五 种运输方式得以改善提高，而且使得整个交通运输业向着运输方式多样化的方向发 展。 ( 3 ) 国内经济政策的影响。政策因素是根据运输需求的变动而对某种运输方式给 予扶持或限制，是调整运输结构的手段。其中制度调整是调整运输结构最直接的手段， 运价、信贷和税收是联动的经济杠杆，对运输结构的调整也起着巨大的作用。 除了以上三个方面，地理位置、资源分布和生产布局等也是影响货运结构的重要 东南人学颂卜学位论文第一章综台运输结构演变机制分析 因素。 1 2 3 各种运输方式之间的基本关系 现代运输业主要由公路、铁路、水运、民航和管道等5 种运输方式构成。这5 种运输方式之间的相互关系将是决定运输业发展的主要因素之一。任何一种运输方式 的基本功能都是使人或货物发生空间位移，因而具有很强的替代性。在现代生活中， 这种替代性将受到运输方式空间分布的极大限制。然而，在世界范围内，5 种现代运 输方式共存的局面，说明它们的并存是有着客观的基础。这种客观基础就是：人和物 发生位移的过程中所伴随的技术经济特点不同，各种运输方式都有一些最适合自己的 运输需求。这些特点决定了运输方式之间存在以下几种基本的关系“”。 ( 1 ) 运输方式之间的竞争关系 各种运输方式具有不同的技术经济特性，决定了各种运输方式并存的客观基础。 一般而言，任何一种类型的运输需求总是逐渐地增长或逐渐地消减的，比较现有的5 种运输方式，肯定有能最好地满足它的运输供给。然而，运输能力的增长是跳跃性的， 它不可能和相应类型的运输需求完全一致。就算运输需求也是跳跃着发展的，但它们 之间的步调仍是不一致的。这样，在某一运输需求由两种或两种以上运输方式来满足 时，至少会有一种运输方式的供给能力，不能在服务于最适合于它的运输需求中得到 充分发挥，迫使它“供给替代”，去满足次适合于它的运输需求，如果还不能使它的 运输能力得到充分发展，就会采取更进一步的“供给替代”。从趋势来讲，这一过程 将一直继续到该运输方式的运输能力得到充分利用为止。不过，实践中这一过程一般 不会到达这一终点，除非运输需求远远大于运输供给。事实上，任何一种运输方式的 “供给替代”首先发生在“共同的供给领域”，这样注定要影响到其他运输方式的供 给，也就出现了竞争。虽然对这一过程的描述是一步一步进行的，但现实生活中却是 一步到位的。可以这样说，在同一区域存在两种或两种以上的运输方式时，运输方式 之间的竞争关系或强或弱始终是存在的。即使是运输需求大于运输供给的情况下，也 存在竞争最宜于自身供给的需求领域的现象。 ( 2 ) 运输方式之间的协作关系 不同运输方式之间技术经济特点的优势互补，决定了任何一种运输方式都有其优 势领域。然而，运输需求无论在量上还是在质上并不与各种运输方式的优势领域严格 东南人学硕士学位论文第一章综合运输结构演变机制分析 对应。而且，随着运输需求的日益变化，这种对应的程度将越来越低。这就势必出现 “组合供给”，即通过两种或两种以上运输方式之间的协作，达到比任何单独一种运 输方式都能更好地满足某些运输需求的目的。“组合供给”虽然早已是运输供给的基 本形式了，但它的出现不失为“运输供给”的一场革命。它使运输供给的技术经济特 点不单由某一运输方式的技术经济特点构成，而是由组合的各种运输方式的技术经济 特点综合而成。结果，由5 种运输方式决定的5 种基本类型的技术经济特点，发展成 了很多类型的技术经济特点，从而为运输需求的选择提供了广阔的天地，运输需求的 满足程度得到普遍的提高。这正是“组合供给”的优势所在。它填平了5 种运输方式 之间技术经济特点的断层，使运输供给的特征变得具有连续性。因此，运输方式之间 的协作关系必将随着运输业的发展而发展。 此外，运输方式之间的协作关系，也是运输供给分工的前提与保证。这种关系凭 我们的直觉随处可见。铁路、水运的供给能力较大，长途运输成本较低，但就其本身 而言，它只适合于大型产销地之间的运输。事实上，这种运输需求是极少存在的。相 反，公路运输的单位运输能力较小，比较适合小批量的运输需求，但它的运输成本较 高，无法胜任长距离的运输任务，同时速度也低。然而，若将它们的供给组合起来， 情形就不同了。如由公路将众多的小批运输需求集结成一个临时的“大宗需求”，使 之适合于铁路、水运等运输方式。结果各种运输方式的优势都得到了发挥，运输需求 也得到了更好的满足。 ( 3 ) 运输方式之间的垄断关系 运输供给具有较强的空间限制，一旦某种运输能力在某一区域形成，就很难服务 于其他区域。这样，某一区域如果缺乏其他运输方式便会形成该种运输方式的垄断。 不过，严格地讲，这种垄断不能算是运输方式之间的垄断，因为它本来就只有一种运 输方式。但它毕竟是构成总的运输供给的一部分，而且的确和其他的运输方式不发生 任何关系。真正意义上的运输方式之间的垄断，是由于运输供给特性同运输需求特性 之间的差距太大，使得运输供给无法替代的情况下形成的。如远距离的煤炭、矿石等 批量大、价值低的货物运输是无法被公路运输代替的；同样，小批量的、短距离的运 输需求非公路运输莫属，是无法被其他运输方式代替的，从而形成了各种运输方式的 垄断供给领域。 1 4 东南人学颁j 卜学位论文第一章综台运输结构演变机制分析 l - 2 4 运输结构演变的系统描述 根据贝塔朗菲对系统下的定义”“：系统是相互联系、相互作用着的诸元素的集 或统一体，是处于一定的相互联系中与环境发生关系的各组成部分的总体，在综合运 输体系这一系统中，系统的要素即公路、铁路、水运、航空和管道五种运输方式，本 文所要研究的运输结构即是这些要素之间的关联系统的结构。上一节中所论述的 各种因素的共同作用，决定了运输结构的构成状态和发展方向。 在系统的演化过程中，结构是相对稳定的，而功能则是相对活跃的，功