文献翻译-公路网合理密度研究

第十三届运输专业人员国际会议（CICTP2013）公路网合理密度研究王芳，韩晓宇中国西安，长安大学经管学院期刊摘要公路网密度是公路网规划中重要的评价指标。由于缺乏深入的研究和讨论，常有一些不利因素影响公路网络，例如大量占用土地及公路网络建设的造价。在此背景下，本论文提出改进的方法，基于研究现有的土地产出的角度研究公路网的最佳密度。通过分析公路网密度与土地产出之间的关系，本文建立了基于土地产出的公路网络的最佳密度模型。公路网密度是反映在某一区域内的公路工程量。这一指数主要用来研究状况评估、发展战略、公路网络的发展和工后评价。公路网的形成与扩张取决于公路交通的需求产生区域的经济和社会发展。不过，公路建设带来负面的影响，例如占据了大量的土地尤其是农业耕地，从而导致某些环境污染，施工过程中。因此，对于区域经济的发展，公路网密度的提高是一直期望达到的目标。适应经济发展的最佳密度。如果当前公路网密度低于最优值，它将导致社会总生产成本和运输资源转移到其他运输方式公路运输成本的增加。运输系统与社会需求的不平衡，公路网最终会阻碍社会经济发展。如果当前的公路网密度大于最优值，将导致许多严重的后果，例如网络效率较低，投资回收期长的建设资金过多占用很多收费公路和土地资源的浪费。因此，把握最佳的公路网密度有效地支持国家经济发展和确保公路交通可持续发展的现实意义。公路网密度是土地的单位面积或单位人口，通常表示公路长度由每一千平方公里或每千人口所拥有的公路里程（黎智聪，2000）。为了反映区域节点可访问性和不同的公路等级所适应的交通需求，因此公路必须更好地采取相对应的的公路网密度（杨云峰，1995）。这意味着等效公路里程根据某些标准和转换系数转换公路里程。然后可以计算等价的公路网密度。计算过程如下其中，是平均面积相等的公路网密度是某些等级公路的实际长度是相应的换算系数S是该地区早期的研究人员已经从成本的角度解决了公路网合理密度问题。解决办法之一是以尽量减少公路工程造价和公路运输成本来确定合理的密度（云峰杨，1995年；黄凌，1996。另一条路考虑广义的公路成本的计算方法是公路建设成本加上公路运输成本减去直接和社会经济效益的公路网的总和（裴玉龙与陈弘仁，1995）。上述两种方法基于公路建设成本最小化。模型是简单，但系数很难确定，直到现在也未能证明使用这些模型的合理性。今天，更广泛使用的方法是通过工作落后的合理公路总长度来确定合理的密度。总长度预测可分为直接预测和间接的预测。直接预测法、时间序列法、灰色预测模型法与回归分析方法，例如使用时间作为参数或其它因素包括工业和农业生产价值、人口、私家车的数目、消费开支等等，建立和校订模型系数。间接预测用公路网的客货运输量作参数（柏寒、魏灵乡ETAL，2012；王韬与林航飞2011年孙建成，李霞、ETAL，2008。外国研究人员也集中在公路网合理规模方面的研究，很少仅侧重于公路网密度研究李淑清，唐热清，2000。今天，更广泛使用的方法是通过研究合理的高速公路长度从而确定合理密度。最近的研究谈到的公路网密度，影响因素要复杂得多，比如说区域的自然地理条件、经济发展、人口密度、资源产业结构、交通需求、公路网络建设史和国家政策的战略水平等等。有很多因素，是彼此相关的。如果把所有这些因素作为独立自变量在研究合理的公路网密度，就必定会增加难度，失去精度。土地是人类生存和生活的基础，有三个主要功能运输、产出、资源李克超，宋世芳与郝振英，2001）。据说任何人类的诞生、生存和发展离开了土地都是不现实的。在某一深度和高度的土壤中，生产、生长和繁殖的能力较强，是在地球上创造万物是地球生命的基本条件。人类的物质生产的不是只需要生物资源，同时也需要大量的非生物资源（如建筑材料、矿产资源等）。如果没有这些资源，人类同样不能生存发展。如果人类占据土地资源，那么他就必须进行某种生产活动。从另一个角度看，作为最基本的生产要素，土地可以在进行生产过程同时结合其它因素。这意味着土地已没有任何输出。土地产出被通过其他的生产和生活活动来表征出来。土地的价值在生产过程中的生产活动中转移到相连的土地上。如何衡量人类利用土地的结果一直是一个值得研究的问题。土地开发、利用和保护的措施是为了更好地使用土地。人类占有土地的目的就是利用土地，而土地产出就是利用土地的结果。人类劳动力、材料、基金等投入土地就是为了获得有效的产品或服务。因此，在这篇文章中的土地输出被定义为所有人类的生产和生活活动的总产量。换句话说，土地输出是人类活动的结果，同时从经济角度来看也是人类所使用的土地带来的好处。研究公路网密度视角下的土地产出，不仅反映了公路网和社会经济发展之间的密切关系，而且也使公路建设使用土地更合理。作为生产领域的的各种产出因素的结合，那么各种产出因素的数量及其结合方式将会影响土地的产出结果。以投资为例，投资力度的多少与土地产出是密切相关的。不同利用程度的土地状况也影响土地产出。基于生产函数的表达式，这篇文章下面的等式描述土地输出功能1,2,3,其中F是土地产出是所用的各类投资的因素3公路网密度与土地产出之间关系的研究。31提高公路网密度对土地输出的影响311积极的影响首先，公路网密度增加永远是公路建设的结果，直接影响土地产出。第二，增加的公路网密度提高了产业结构调整。第三，公路网密度增加带来了潜在的经济利益，其中包括减少运输成本，加速商品流通，促进发展的产业带线等，并因此影响土地产出。312消极影响公路网密度增加土地产出的负面影响是指到公路使用者和非用户在公路建设和使用，如在施工过程中占用的土地以及在使用过程中对空气的污染和噪音污染。此外，公路建设必须投入大量的人力、物力和财力。投资金额以及投资回收期是长是长时间的消耗。当公路网密度太高，运输资源向公路倾斜。而且会使整个交通系统的生产力过剩，最终导致交通资源的浪费。32土地输出对公路网密度的影响经济的快速发展生产大型公路运输需求、主干公路基础设施改造，发展迅速，要求公路网密度将进一步增加。土地产出的增长是经济增长和社会进步区域土地范围内的表达。即是说土地产出的增加导致和刺激的公路网密度增加。此外，土地产出情况反映了区域的经济实力，并直接影响到公路建设投资金额。4基于土地产出的研究方法41优化国家公路网密度。根据先前定义的土地产出，所有人类在该土地上的生产总量和生活活动，也是包含其他投入要素的部分在内的土地综合利用的结果。公路是其中一个最重要的基础设施，在经营公路运输活动中，以及运输系统的重要部分，它是土地输出的内在影响因素同时也受后边际收益递减规律的影响。同时当公路网密度相当小时，单幅路限制了交通容量，故而可以方便地到达饱和状态所产生的经济和社会发展的交通需求。在此时此刻，建设新路线将使公路网络从树状变为网状。它可以减少大量交通迂回的现象，并为区域经济发展带来好处。换句话说，当公路网密度达到一定规模，即当它可以满足社会经济发展的要求时，新公路所带来的边际效益逐渐收窄，甚至于负数。根据减少边际效益原则的假设，其他投资的因素而不是公路的比例保持不变，当由于公路网密度增加而产生的的土地产出的边际效应为零为零时，土地产出达到最大值。这时，公路网密度达到最优值42有效土地和有效土地输出可见从土地产出的定义来看，没有任何一片土地存在输出。例如，隔离的土地即使有野生动物或天然矿物质也没有陆地的输出，因为它是人类无法访问的，这些动物或矿物不可以转换成有经济价值的资源，或使任何人类经济社会满意，此项土地显然没有输出。同样地，一般公路所占用的土地不再可用于其他目的。公路建设不能带任何土地产出，带来的利益只能由公路利用率表征。因此，公路本身没有任何价值，但由它转移到其他行业实现其利益。总之，公路本身所占用的土地不会创建任何值，或任何土地产出。因此，为了研究的方便，土地被划分了成有效的土地和低效的土地。无效的土地可进一步分为两种类型未使用的土地和被高速公路占领的土地。未使用的土地（以下简称第一类低效土地）主要是指除了农用地和建设用地，那是到目前为止尚未利用的，或很难用的土地。公路占用土地（以下简称第二个类别无效土地），主要是指由公路建设，其中包括耕地、林地、草地、住宅地、废土、山地，和海埔所占领的土地。仅仅是借占外地、临时占用地，以及开发和管理被占领的土地才可说是无公路占领土地（雷宁，2007）。有效的土地是指整个地区区域减去无效的区域，可以按以下方式计算0010201010在这有效的土地面积S是整个地区区域是无效的土地面积0是第一类低效土地方面10是第二个类别无效的土地面积20某些等级公路的长度这个等级公路的宽度X是等效的公路网密度A相应地是土地占领系数43基于土地产出的研究模型431公路网络最优密度假设第一，技术水平保持不变，这意味着生产技术不会遇到重大的改革。第二，除了公路，土地投资其他因素在土地产出中所占的比例保持不变。第三，提供资金给公路建设。换句话说，公路网络建设基金并不局限。虽然技术的快速进步，技术突破不会在任意的时刻突破。技术进步是在断续模式下，专业性的技术突破只可能在一定的准备时间之后。无论是针对农业还是工业，一旦技术水平达到某个层次必然会有一个稳定期，这就所谓的技术水平保持期。因此，第一种假设是在某一期间有效，因此它也是有效的公平除公路外的定量投资的因素在土地产出的稳定期保持不变。在实际中投资率的因素随时改变。一段时间的准备后，重大突破才可能发生了。因此，第二个假设也是在某一期间有效的。432基于上述假设研究模型和方程2土地产出可以描述如下其中，是新的函数关系X是公路网密度。根据降低边际效益的原则，而其他因素保持不变，总制作量起初随着其中一个因素增加而增加，当它达到一定水平后然后开始下降。公路网密度的增加以类似的模式来影响土地产出。达到最佳点之前，公路建设的规模和速度不满足运输需求的区域经济发展、土地产出有提升空间在高速公路上的投资能使得土地产出增加。当公路网密度达到最佳点时，公路建设的规模和速度已经能够满足区域经济发展中的运输需求，土地产出达到最大值。达到最佳点后，继续公路网络建设的负面影响变得越来越明显，土地产出下降。是用一个图像来表征公路网密度和土地产出的关系图一公路网密度和土地产出的关系当X等于零，即没有公路，土地产出等于大于零的值。这是因为有其他运输方式。在达极端点之前，边际产出的公路网密度大于零。土地产出处在递增的阶段。在这个阶段，得到公路网络的优势充分体现。土地产出不时的更改，但积极影响贡献总是大于负面影响。当X等于，公路的边际产量为零，土地产出达到最大值。如果公路网密度大于，边际产量小于零。在这个时刻，公路网的负面影响开始显现，并且土地产出开始下降。在理论上讲，如果所有土地转换成高速公路，即没有其他工业，土地产出等于零。然而，这是一个极端的情况，现实中不存在。平均有效地输出用于更好地描述为有效地减少公路网密度增加造成的负面影响。区域土地平均有效输出基于以前的方程，是土地的单位面积的有效上的输出。无效的土地上有没有输出，整个区域的土地产出等于本区域内有效地输出。可以总结为平均有效的土地产出等于土地产出与有效土地面积的比值。公式如下所示其中是土地平均有效输出F是有效的土地产出是有效面积F是土地的产出。公路网密度之间X和平均有效土地产出关系如下图二公路网密度和平均有效土地输出之间的关系如果公路网密度等于零，平均有效土地产出是等于或高于零，那么就还其他运输方法。从零点到是单调增加的曲线。当X时停止增长。因为根据上00述这些假设公路网密度从零增加时，平均有效地输出由于循环扩大增加。公路网密度增大到某个时候就会没有任何促进作用或下降的影响。原因是土地的土地平均有效输出不受重大的产出负面影响的，即公路占地无重大不良影响。在技术水平和其他投资因素保持不变时，仅依靠公路网密度增加它不可能增加平均有效的土地产出。这就是说，在这篇文章的假设下当公路网密度增加到一定程度，平均有效土地产出保持不变。结合以上两个数字，与之间的关系如下。当X，X的增加不会导00增加。然而，有效面积减少，导致F相应地下降。因此，是大于00；当时，X的增加导致的增加。然而，有效面积正在下降，导0致F有上升和下降的阶段图三公路网密度和两类土地产出间的关系基于以上分析，在区间0至段，设定函数0是单调增加的010其中，是第一类低效土地方面，是第二个类别无效的土地面积，X是公路1020网密度，A是该地区转换系数，AX是位于被占领的土地公路网密度。从这个角度来看，土地产出F是多功能的公路网密度X可以获得通过查找0和的极端点的一个变量。解决过程如下第一，找出在区间0上的00表达式计算区域平均有效土地输出和相对公路网密度X在已知的年份中。其中，,S和的数据很容易就可以得到，F的数据00可以替换成该区域国内生产总值。然后，表达的FX的计算可以使用相关的软件；第二，F的表达式可由公式7获得。现在，土地产出F是个因变量，公路网密度X是一个变量。通过求解极值F，将得到最佳的公路网密度。虽然在现实中这些假设不能完全达到，可以找到类似假设的数据进行回归分析。例如，观察区域统计年鉴进而从所有行业投资理性相当稳定的时期获得数据。然后通过以经济计量方法，例如静态分析及其成因分析测试数据。由于这篇文章长度的局限性，公路网合理密度的研究仅限于理论模型，并不涉及的具体情况。5结论公路网络的研究，在这篇文章中最佳密度是基于土地产出角度得出的结论。结论如下第一，公路网密度增加，提高了经济的发展，但仍存在公路土地占有等带来的不利影响。因此，公路网合理密度是最有助于