交通运输地理学
绪论——关于交通运输地理学
在地理学体系内,交通运输地理学是作为经济地理学的一个分支发展起来的,正在形成为一门独立的学科。经济地理学研究人类经济活动的地域组织,核心问题是生产力的地域组合;它为国家、区域、城镇和工业区的生产力布局提供理论和规划依据。生产力地域组合包括区内经济结构和区际经济联系两个方面,二者的实现都离不开交通运输这个环节。所以,交通运输的地理研究,历来是经济地理学必不可少的内容。除了独立的交通运输地理研究外,在理论经济地理学、农业地理学、工业地理学、城市地理学和区域经济地理的著述中,也含有大量交通运输地理学的素材和论述。
(一)学科的对象和内容
交通运输地理学的对象是:交通运输在生产力地域组合中的作用, 客、货运输及其产生的客货流形成的经济地理基础,以及交通线网和枢纽的地域结构和类型。
交通运输地理学的主要内容可分为理论交通运输地理学、部门交通运输地理学、区域交通运输地理学和城市交通运输地理学四部分。理论交通运输地理包括:交通运输网的组成和各种交通类型在其中的地位, 交通运输在生产力布局中的作用,客货流的地域动态分析,合理运输与货流规划的理论和方法,交通运输与产销区划的关系,吸引范围的理论与方法,交通线网和站场布局的类型和模式等。部门交通运输地理主要分铁路、水运、公路、航空和管道五种运输方式,从自然、技术、经济的联系中把握它们各自的特点。这方面的研究既是交通运输地理基本理论的具体化,又是交通运输区域研究的先导。区域交通运输地理可以从全世界、全国,也可按经济区域进行交通线网和客货流的分析。它不单是国家或区域交通运输情况的记载描述,还应通过这种研究,揭示区内经济结构的空间联系和区际物质联系的内在规律。城市交通运输地理则是城镇内部道路交通网、客货和交通流以及城市对外交通线和站、港空间组合的研究。这是极其复杂、综合的交通运输系统,因而对它的调查和分析可以直接为城市规划服务。
(二)学科的特性
同其它地理学科一样,交通运输地理学是地域性科学。其地域性表现在以下三个方面:(1)把交通运输现象,作为生产过程、特别是生产力地域组合中的一个环节来考虑,因而,特别注意地理环境(包括自然环境、经济环境和社会文化环境)的影响,以及其反馈作用;(2)大量采用空间地域的分析方法,如交通运输地域类型,区域交通运输结构, 交通运输区划,交通点、线的区位,交通网络分析,交通运输系统模拟等;(3)按照国家和区域(行政区、经济区、吸引范围等)来对一定地域内的交通运输情况进行描述和预测。
经济地理学科的综合性,表现在从自然、技术、经济的联系中对其
研究对象的综合分析上,交通运输地理学亦不例外。
自然,是指地壳和自然环境,它们是研究交通运输地理的外在物质基础。例如:铁路的选线往往经由不同的地形部位,平原、丘陵和山地在线型、地基基础和工程量上有巨大差异;公路网的规划和建设,必须充分考虑土壤冻结、水热状况、地形单元和自然病害等综合自然条件; 海岸和河口的水文、地貌条件,是海港选址的基本依据。
技术,是指各类交通运输方式的建设方法和生产工艺。交通运输技术的改进,诸如强力牵引动力的使用、高速线路的敷设、新型运载工具
(如管道、集装箱)的出现,从时间上相对缩短了运输的空间距离,增大了各地联系的规模;它也从经济上改变了交通工具对自然环境的依赖关系,象桥梁基础和结构工程的改进使飞越天堑成为可能,新的隧道测量和凿进技术的应用打通了高山陆路的禁区。所以,技术成了联系自然和经济的纽带。
经济,是指交通运输的经济依据和管理方法。它包括进行交通运输地理研究必备的一系列指标体系:运量、运距、周转量、运输能力、成本、运价、投资、利润等方面,以及经营组织运输活动中采用的科学管理方法。为生产力合理布局服务的交通运输地理研究,总的要求是使运输合理化,使生产过程在流通中延续的耗费最小、居民用于交通上的支出最节约,从而提高社会劳动生产率。在同交通运输地域组合有关的方案中,追求一个自然条件有利(或至少是较好)、技术措施先进(或至少是可能)、经济效益显著(或至少是合理)的方案,是这个学科开展理论研究和解决实际问题的目标。为了对比方案的可行性,进行线网和站点的定位,又必须进行经济分析和定量计算。由此可见,经济是交通运输地理的核心。
(三)同相邻学科的关系
根据本学科的内容和特性,交通运输地理学同许多相邻学科有密不可分、相互补充的联系。
地理学科:交通运输地理学是地理学的一部分。分别研究地球表面自然和经济环境的自然地理学(也包括部分地质学)和经济地理学,都是这门学科形成和发展的前提。同时,交通运输地理学又从自然条件的交通评价和利用方面,丰富了自然地理学和自然区划的应用方向;其对工、农业布局的交通运输要素的研究以及地区内外运输联系的研究,均成为经济地理学和经济区划理论中的最重要组成部分。
交通运输学科:运输经济学和各种交通运输方式的技术和设计学科,如铁路建筑、港口工程、公路设计、城市道路交通等,都是交通运输地理的姐妹学科。近年来,一门从技术经济角度研究不同运输方式之间协调的学科即综合运输经济与组织,正在发展。它同交通运输地理学都为统一交通运输网的合理布局提供科学依据;只是前者较侧重于经济比较和计算,后者更注意地域组合结构的分析;异曲同工,相得益彰。在国外,伴随着公路和城市道路交通的现代化,出现了以治理交通为目的的交通工程学,它研究交通流和行车设施以及同周围环境的关系,从而成为交通运输地理学这门基础学科通向实际应用的又一桥梁。
数学学科:六十年代以来,“计量革命”使地理学科的方法精确化。交通运输地理学在应用现代数学方法和电子计算机方面,一马当先,它同数学建立了愈来愈密切的联系。目前,除了数学分析、数理统计、线性规划等数学分支已在本学科大量应用并被证明行之有效外,网络分析、动态规划、排队论等方法也已引入。数学模式已不仅用以解决具体交通线网和客货流、交通流问题,而巨逐渐使学科的基本理论定量化。用系统论的方法来解决更综合的交通运输地理问题,是当前学科发展的一个新动向。
(四)学科的历史和现状
近代地理学在西方兴起于十九世纪前半叶,但交通运输地理的专门研究,则出现甚晚。1930 年,苏联的地理—统计学者伯恩施坦-科冈
(C.B.)写出了《交通运输地理学概论》,是早期的但不成熟的系统论述之一。三十年代末,哈恰图洛夫(T.C.)通过对国内外的交通运输考察,出版了《资本主义与社会主义的运输配置》巨著,是一本世界区域交通运输地理著作。四十年代,法国地理学家肖帕-雷伊(R.Capot-Rey) 的《大陆交通地理学》出版,成为西方交通运输地理的权威性专著。还应该提到的是,著名德国地理学家赫特纳(A.Hettner)的遗著《运输地理学》,作为他的《人的地理学》的一卷,于 1952 年正式出版。他的著作反映了西欧近代地理学在交通运输方面的观点和方法。
第二次世界大战后,从五十年代起,由于实践的要求和地理学的分化,交通运输地理学逐渐形成为独立的地理学分支。苏联学者对于交通运输与生产力布局的关系、区际运输联系和合理运输方面,较有成就。哈努科夫(E.Д.Xaнуков)的《运输与生产置配》、尼柯尔斯基(Й. В.Hиколъский)的《苏联运输地理》可作为代表。另外,也出现了交通工程学院和大学地理系的教科书。欧美学者则在港口和航空地理研究,城市与市郊交通系统、交通运输和市场区位等方面,具有特色。英国地理学家摩尔根(F.W.Morgan)在五十年代初写成的《港口与港湾》是一部结合地理条件的难得著作。七十年代以后,在采用计量方法的基础上,美国的交通运输地理著作显著增多,其中总结性的著作如: 推夫(E.J.Taaffe)和高悉尔(H.L.Gauthier)的《交通运输地理学》, 以及劳威(J.С.Lowe)和摩里亚达斯(S.Moryadas)的《移动的地理学》。
在我国,这门学科是五十年代中由苏联引入的。随着综合大学地理系和专门交通运输学院教学的需要和国家经济建设的要求,交通运输地理学得到了很大发展。五十年代末,出现了论述学科对象和任务的文章。六十年代初,北京铁道学院为《中华地理志》编写了《中国运输地理》, 是我国第一本区域交通运输地理作品。之后,特别是七十年代中期以来, 我国学者和实际工作者在联合运输、选线设计、运输区划、城市对外交通枢纽方面做了大量科研和实际工作,许多成果已被有关部门采用。
第一章 交通运输及其与经济地域组织的关系
对于国民经济体系而言,生产、流通、分配、消费诸环节是一个统一的整体。它既表现在各社会经济部门,也表现在各地区和城市之内和之间。如何才能实现这些复杂的联系呢?这就要通过交通运输这个纽带。如果把整体国民经济看作是人的躯体,交通运输就是它的循环系统。因此,根据马克思主义原理,弄清交通运输的性质和特点、它在生产力布局、地域经济联系方面的作用,以及其与人口分布和移动的关系,是系统研究理论、部门、区域和城市交通运输地理问题的起点和基础。
一、交通运输的性质和作用
(一)交通运输在经济上的二重性
在人类社会的经济活动中,交通运输是不可缺少的环节。根据马克思主义的社会发展理论和经济学说,交通运输在经济上具有二重性,即它一方面是社会生产和生活的必要条件,另一方面又是一个物质生产部门。
人类社会的交通运输活动是和生产活动同时开始的。生产工具、劳动产品以及劳动者本身的空间位置移动,是任何社会生产和再生产必须具备的条件。交通运输同其它社会生产和生活的必要条件的区别在于:
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它不是社会生产和生活的外部条件,而是内部条件,因而它对社会的影响要比自然条件和人口密度等更为密切和直接。
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在社会生产和生活的内部条件中,它是一个从属的条件;其性质和发展水平,是被社会生产的基础——农业和主导——工业所决定的;因而,它对社会的发展并不起决定作用。
随着机械动力在交通事业中的应用和资本主义经济基础的确立,交通运输开始自农业和手工业分化出来,形成为一个独立的生产部门。但是,交通运输作为一个生产部门,比其作为社会生产和生活的条件,范围要狭窄一些。为了说明二者的区别,必须对以下三组概念进行区分解释。
厂内运输和公用运输:这两种交通运输活动都是不可缺少的,而且是相互联系的。正如马克思所说的:“在产品从一个生产场所运到另一个生产场所以后,接着还有完成的产品从生产领域运到消费领域。产品只有完成这个运动,才是现成的消费品”①。在工业企业或农业生产单位内部,为了完成正常生产活动,必须有厂内或田间运输来服务。但这种运输活动只应看作企业生产的一个环节。而企业与企业、企业与销售部门、工业与农业之间的交通运输活动,便要以公用运输来实现。它不是一般的生产,而是生产活动在流通中的延续,是社会生产和再生产的纽带。交通运输作为社会生产和生活的必要条件,既包括企业内部技术分工为基础的厂内和田间运输,也包括以社会劳动地域分工为基础的公用运输。而其作为独立的生产部门,则只包括后者,不包括前者。
① 马克思:《资本论》,第 2 卷,第 168 页,人民出版社,1975 年。
私用运输和社会运输:指的是交通运输服务对象的属性。无论那种运输工具,都是社会生产和生活的条件。但为私人服务的运输工具,是一种消费资料,它不产生新的社会财富;只有为社会服务的运输工具才是生产资料,是增加社会财富的手段。正是由于这种区别,私用运输工具无论在资本主义或社会主义制度下,都是允许私有的。
旅客运输和货物运输:在为社会服务的公用运输中,又有运送旅客的客运和运送货物的货运之分。货物运输是运输部门的生产活动。但旅客运输则是服务性的,因它不能体现交通运输价值的转移,只是旅客对运输工具的直接消耗。这样,客运便只是一种社会生产和生活的条件。尽管如此,在我国旅客的地域移动大部是直接或间接同生产活动联系着的。所以,交通运输,包括货运和客运,是一个服务性的生产部门。货运的经济活动,是一种物质生产活动,它为社会创造价值;客运的经济活动,只是一种服务行为,但它作为社会生产和生活的条件比其它服务部门的生产性要强得多。
(二)交通运输与工、农业的比较
交通运输作为一个生产部门,其生产活动便是把工农业的产品运到它们的消费地点,不管是生产消费和非生产消费,这都是产品生产过程的继续。因为没有这个环节,产品不能被消费,也就是生产活动没有最后完成。交通运输也和工业、农业一样,在生产过程中具备三个要素: 运输工人的劳动、作为劳动对象的货物(或旅客)和交通线路、运载工具等劳动资料。在不同社会制度下,交通运输体现了不同的生产关系。在资本主义下,交通线和交通工具为私人占有;在社会主义下,交通生产资料归全民或集体所有。相应的生产过程中人与人的关系与分配制度也截然相反。
但交通运输也有区别于工、农业的特征:
- 它不能生产出任何新的物质产品。其它生产部门的生产多是通过物理、化学或生物过程,以改变产品质量或增加产品数量。交通运输的产品,只是货物(或旅客)空间位置的变更。正如马克思所指出的: “除了开采业、农业和加工制造业,还有第四个物质生产的部门,⋯⋯ 这就是运输业。那或是运输人,或是运输商品。”①后一句的含义是:运输业的产品是旅客或货物的位移,只有位移是交通运输的产品,它是以吨公里(或人公里)为单位来计量的。以货物吨公里为单位计算的交通运输产品量,称为货运周转量,它是货运量(吨)和运送距离(公里) 的乘积。由于运输工作中往往包括客运和货运两种指标,通常采用换算吨公里作为计量交通运输企业全部周转量的单位,如在铁路上是:1 换算吨公里=1 货运吨公里=1 客运人公里,在公路上是:1 换算吨公里=1 货运吨公里=10 客运人公里。
由于交通运输不能产生新的产品,故在其它条件相同的前提下,其所消耗的劳动愈小,产品的社会劳动生产率愈高,其在国民经济中比重愈小,社会总的财富就愈大。在工、农业生产部门中是力求增加产品,
① 马克思:《剩余价值学说史》,第 1 卷,第 466 页,人民出版社,1975 年。
但在交通运输中,则力求减少其产品至最低限度,即避免一切不合理运输。
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全部交通运输具有同一的产品。其它生产部门之间的区别,不仅表现在生产过程上,而且也表现在其原料和产品的性质上。交通运输企业中没有原料,而且不同的运输方式,其产品都是吨公里和人公里, 或是更为划一的换算吨公里。工、农业各部门是分工生产不同的产品。交通运输中不同运输方式,则是用不同的生产工具生产同样的产品。故而,不同的运输方式进行协作和分工、加强交通运输的统一计划和组织, 进行合理的综合交通网的规划布局,具有更重要的意义。
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交通运输的产品不能脱离生产过程而单独存在。工、农业的生产和消费表现为空间上和时间上分离的两种行为。对交通运输来说,位移必需在它被生产出来的同时被消费。其它部门的产品都可以建立储备,以便在消费增长时弥补不足,但交通运输由于产品不能储存和积累起来,只能储备其多余的生产能力、即运力,来满足运量增长的需要。基于上述特点,为了适应其它经济部门的需要,交通运输必须成为
一个“先行”部门。也就是说,新开发地区必须首先建成必要的交通线网;而且,无论在新旧地区,运力都应有一定储备,以适应运量变化和增长的要求。否则,交通运输就会成为其它部门发展的障碍。
也由于交通运输产品的生产和消费是同时的,不能象工、农业那样用调剂产品的办法来调节地区之间的供求,只能采取调配运力来解决这个问题。然而,交通运输企业只有一部分生产工具如铁路的机车、车辆和水运的船舶等可以调动,大量固定建筑如铁路线路和水运航道等是无法挪动的。故不仅整个交通运输的发展要适应整个国民经济的发展,还必须使运力的布局同工、农业生产的布局密切协调一致。
(三)交通运输与我国国民经济现代化
现代经济与现代交通运输是相辅相成的。考察一些经济发达的国家,在工业化初期,都有一个交通运输建设的高潮。资本主义国家在工业化过程中,逐渐形成了比较完善的交通运输系统,客观上为工、农业提供了方便而廉价的运力,有利于开发资源、加速货物运送和社会生产的流通过程,对资本主义的经济发展起了重要作用。正如马克思指出的那样,交通联络工具加速了资本主义生产的最终发展,从而加速了资本主义生产的彻底变革。①社会主义计划经济下,避免了资本主义社会各种运输方式盲目发展、残酷竞争,设备闲置、能力过剩的畸形现象,使交通运输真正成为经济现代化的保证和动力。列宁正确指出:“运输是我们整个经济的主要基础,也许是最主要的基础之一”。①建国三十多年来, 我国用于交通运输的投资约占国民经济总投资的六分之一,初步建成了由现代运输方式组成的、初具规模的运输系统。当前,我国正处在社会主义四个现代化进程中,充分估计交通运输对国民经济现代化建设的作用,具有重要的理论和实践意义。
① 参阅《马克思恩格斯全集》,第 34 卷,第 347 页,人民出版社,1972 年。
① 《列宁全集》,第 33 卷,第 125 页,人民出版社,1957 年。
- 交通运输在现代工业中的作用
现代化机器大工业具有生产规模大、原料来源和产品去向多、专业和地域分工细等技术经济特点,没有一个能承担大宗、快速运输的现代化交通运输系统与之相适应,其发展是难以想象的。我国幅员广大、资源丰富、人口众多,但他们的地理分布很不平衡。矿产资源和森林资源主要分布在东北、华北和西南的山区,而人口集中的大城市和工业区则大多在东部沿海的平原地区。因此,采掘工业与加工工业之间的大宗原料、特别是能源运输,各类工业产品向居民集中区的运输,以及相应的生产性、非生产性人员往来,均给交通运输造成更大的压力。长期以来, 我国国民经济中,煤、电、油、运是薄弱环节;前三者是能源,也要靠运输才能运出产品或运入原料。所以,交通运输成了“短线中的短线”。在我国四个现代化过程中,将能源和交通列为国民经济发展的两大支柱,是完全正确的。
能源作为工业的粮食和人民生活的必需品,它的开发和利用是一个急迫的国民经济问题。占全国煤炭储量五分之三的山西和内蒙古能源基地的建立,便要以解决煤炭输出的运输为先决条件。我国大西南和两广地区工业的进一步发展,也必须使黔西煤田能够具有通畅的外运交通线。我国主要石油基地已建立了原油外运的管道网,但成品油的长途运输和石油出口问题,尚需使铁路运力和港口通过能力进一步提高。
我国几个已建成的重工业基地,其发展也面临交通运输的配套问题。以辽中工业区为例,该区为我国最大的冶金和重型机械工业基地, 近年来化学工业又有所发展,但能源短缺相应而生。想利用该区工业基础、协作条件和技术力量继续发展,就必须停止调煤入关,而且还要从山西等地运进一部分煤炭。这首先又面临的是交通问题。京沈铁路运力已饱和,解放后改建、新建的两条单线线路,或标准偏低,或位置偏北, 均无法起较大分流作用。因此,从整体来看,辽中甚至东北今后工业应如何发展,特别是其耗能大的重工业如何发展,必须结合交通建设问题, 予以慎重解决。
- 交通运输在现代农业中的作用
逐步实现我国农业现代化,有三个突出的问题要解决,它们都是同交通运输息息相关的。
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在全国农民人均耕地不足二亩、东南沿海人均耕地只有一亩的条件下,如何提高劳动生产率?我国大部分地区不能走苏、美、加、澳的大农业道路,只能走类似日本、丹麦的使农业进一步集约化的道路; 同时,在广大农村实行农工结合,发展农工商联合企业。这样,就必须尽快建立起由公路、内河航运和铁路组成的深入广大农村的地方交通网。据 1982 年资料,全国 38.86 万个工业企业中,农村社办企业就有18.58 万个,占企业总数近二分之一。苏南、浙北、珠江三角洲的交通方便的农村,近年来大搞社办工业,已成了解决农村人口过剩的主要出路,证实了交通运输是农村经济进一步发展的保证。
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按照扬长避短、因地制宜的原则,如何发展经济作物生产和建立稳定的农产品商品基地?农业现代化要求根据各地自然、技术和经济条件,实现在土地资源综合利用基础上的粮食、经济作物、林、牧、副、渔产品的专业化。近年来在中央直接关怀下,一些经济作物基地如鲁西
棉区已欣欣向荣,许多旧有的产粮区如四川和湖南也日益向稳定粮食基地发展。这一过程冲破了数千年沿袭下来的自给自足或半自给的农业经济,增加了农民的收入,刺激了农业新技术的采用。但接下来就是要解决各种商品农业产品的运销问题,使增产的势头能经久不衰。同时,经济作物区的粮食、能源的调入,粮食基地商品粮的调出,又必须占用相当一部分运力。这样,一个由工业区、大中城市通往农产品基地以及粮食和经济作物区之间的交通系统和联合运输网络的建立,已是迫在眉睫的事。
- 我国的一些老苏区、老解放区,过去由于交通不便,成为建立农村革命根据地的有利条件;现在,交通不便已成为发展生产、改善当地人民生活的主要障碍。如何加速修建由老区通往外地的交通干线,并在当地形成现代化交通网,是改变老苏区、老解放区落后面貌的关键所在。
- 交通运输在现代城市建设中的作用
城市是社会劳动分工和商品经济发展的产物,古代的城市多在大道的交会点、内河和沿海航运的起讫点或水陆交通交接点上兴起,近代的大城市则无不同近代交通事业的发展共生。城市化带动交通运输网的形成与发展,交通设施的完善又促进了城市的扩大与繁荣,已成为一条共知的规律。许多城市则完全是因交通和转运的需要而产生的,被定性为交通枢纽城市。
现代化大城市是一种经济活动高度密集、同周围地区联系极为密切、科学文化居于领先地位的国家或区域经济、文化和政治中心。我国上海一市,其 1982 年工业产值占到全国工业总产值的 11.4%,北京和天津亦分别占 4.1%和 3.8%。特大城市的年货物进出量上亿吨,一般大城市也以千万吨计,包括运进能源、原材料、建材和居民日常消费品,运出产品和垃圾。这些城市的旅客始发和到达人数,每天往往达数万。因此, 维持城市的正常运转,促进城市的发展,必须有一个运能大、速度快、布局合理的对外交通系统。
交通与住宅、环境并列为现代大城市的三大问题。从城市内部交通而言,如何健全城市道路网,选择市、郊区的道路断面,采用经济方便的交通工具,已成为保证城市生产、方便居民生活的前提条件。
为了避免伴随经济和人口增长使城市规模日益扩大,从而带来一系列的矛盾,1980 年全国城市规划工作会议提出“控制大城市规模,合理发展中等城市,积极发展小城市”的方针。很明显,在我国广大的农业地区、内陆地区和边疆地区建设起星罗棋布的中小城镇,对合理利用土地、资源、水源和就近吸收农业人口、繁荣各地经济有巨大意义。但是, 大量城镇的出现,意味着劳动地域分工的进一步加深,不建立起联系区域、城市之间的交通干线和沟通城乡的地方交通网,中小城镇的发展便没有保证。大城市的控制,最有效的办法是在外围建设卫星城,起分散和截流的作用。国内外经验已证明,上述性质的卫星城必须是具有一定规模的综合性城市,它们距中心城市应有相当距离并位于二者的便捷交通线上。不这样,中心城市会把近郊区的小居民区和小工业点陆续吞并, 形成滚雪球式的市区膨胀。当前,我国的特大和大城市规划和建设的迫切任务,便是完善对外辐射交通干线,在远郊区逐步建成一些相对独立、
又同中心城市联系方便的卫星城,从而形成集中与分散结合的城市体系。
另外,由于人民生活不断提高和国际交往日益扩大,我国的旅游事业正在蓬勃兴起。配备历史名城、风景区和疗养地的内、外交通线路、规划便捷的游览路线、组织快速和舒适的长短途客运,已成为旅游事业兴旺发达的必不可少的条件。
以上通过几个方面论述了交通运输同我国国民经济现代化的关系。我国交通运输事业,建国三十多年来取得很大成就,并正在我国四化建设中起积极作用。但是,与生产的发展和人民生活提高对交通运输的要求相比,它还是一个薄弱环节。必须在投资、建设、布局各方面予以充分重视,才能避免交通运输拖我国四个现代化建设的后腿。当前,我国交通运输作为经济建设的薄弱环节,主要表现在以下三个具体方面:(1)以山西为主,包括河南、内蒙古、宁夏的煤炭外运能力严重不足。在开发山西能源基地进程中,首要的问题是解决晋煤出口问题。由于铁路担负近 40%的煤运,尽快改造与新建晋煤外运铁路线,解决北煤南运、晋煤出关、煤炭出口,已刻不容缓。(2)以沿海港口为枢纽的吞吐能力,很不适应外贸进出口和国内运输的需要。我国对外贸易 90%以上通过沿海港口,由于进出口货运量连年增长,港口泊位不足,压船严重,货物的集疏也不够通畅。极需扩建现有主要海港,并有步骤地开发腹地、交通、建港条件好的港湾。(3)随着城乡经济的发展和人民生活的改善,交通运输愈来愈不能满足客运增长的需要。我国人口和城市主要分布在沿海地区,东部各铁路干线旅客高度集中,又是煤炭和外贸运输最繁忙的线路,沿海和长江干流客轮不足,公路长途客车也十分紧张。以上三个突出问题相互影响,使矛盾更形尖锐。目前,国民经济中交通运输的投资比重已逐年增加,新技术和现代化管理方法正在推行,联合运输得到重视,这都是改变交通运输落后面貌的良好开端。
二、交通运输与生产力布局
(一)交通运输在生产力合理布局中的作用
生产力的合理布局是一项具有战略意义的国民经济问题。合理布局生产力,包括在不违背战备原则下,满足一定的经济要求。即每一单位产品在社会生产的全部过程中消耗的社会劳动最少,从而使劳动生产率提高。这一点,列宁早在 1918 年就在“科学技术工作计划草稿”中指出了,他说“合理地分布俄国工业,使工业接近原料产地,尽量减少原料加工、半成品加工一直到产出成品的各个阶段的劳动力的损耗。”①由于交通运输是生产过程的延续,是社会生产和再生产的条件,因而,核算生产力布局的经济效果,既要估计生产本身的耗费,又要估计其运输耗费。也就是说,从生产力布局的观点而言,不是要求个别企业或个别部门的产品劳动耗费或成本达到最低,而是要求产品的总劳动耗费或社会成本(完全成本)达到最低。可见,通过考虑交通运输这个环节,对生
① 《列宁全集》,第 27 卷,第 296 页,人民出版社,1958 年。
产力布局的合理化具有重要作用。马克思主义认为,劳动生产率取决于劳动的自然条件(如土地的肥沃程度,矿山的丰富程度)和劳动的社会力量日益改进(如大规模生产、劳动分工、采用机器和新发明、利用交通工具等)。马克思更具体地指出了交通运输对经济和社会效益的作用, 他说:“交通工具的增加和改良,自然会对劳动生产力发生影响:使生产同一商品所需要的劳动时间减少,并建立了精神与贸易的发展所必需的交往。”②
因此,在一定的社会经济前提下,交通运输的发展与变化,必然对生产力布局有相当的影响。交通工具的改进,会给生产力布局带来难以估计的后果,大型油船和远程输油管道的采用,使炼油和石油化学工业远离油田,便是一例。交通线的建设和交通网的完善,对工业基地的建立和农业商品基地的形成都起着重要作用,也会使线路上兴起新的城镇。另外,生产力布局状况可以通过交通网中货物的运输反映出来,故在社会主义计划经济下,还可以通过货物的流量、流向分析,发现生产力布局的一定问题。如根据原料和成品间的大量相向调运,可看出企业布点与原料地、消费区在地理上的脱节现象,从而制订其改善措施。
但是,尽管交通运输对生产力及其布局有巨大影响,前者的性质和规模还是由后者决定的。节约运输只是提高社会劳动生产率、进行合理布局生产力的手段,决不能把它看作是目的本身。在下述两个条件下, 即使运输费用增加,生产力布局的方案也是合理的:(1)国家政治和国防的需要,如开发落后地区,在内地建立新的工业基地等;(2)由于其它自然、技术或经济条件有利,其所节约的社会劳动超过运输所增加的耗费,如在距消费区较远的地方开发条件较好的矿山,利用老工业基地的技术基础发展高、精、尖产品的生产等。
对于不同的生产部门、区域和城镇,交通运输对生产力布局的作用, 又有不同的表现。
(二)交通运输与农业区域专门化
在劳动地域分工加深的基础上,农业合理布局的任务之一,是根据国民经济的需要和各地的自然、技术、经济条件,进行地域生产的专门化。专门化必须具备充分的粮食供应和有利的销售市场,二者都是要靠交通运输来实现的。
设大写字母 C 和 C′分别代表某地区和外地区每亩农田产品的生产成本,P 和 P′分别代表某地区和外地区每亩农田产品的销售价格(社会价值);大写字母 T 和 L 分别代表每亩产品的运费率和运输距离;小写字母 e 和 g 分别代表生产或运输经济作物和粮食的下标。于是,在土地、劳力、资金固定的条件下,某地区实现经济作物专门化的必要条件是:
Ce<C′e Pe>Pg
而实现经济作物专门化的充分条件则是:
② 马克思:《机器。自然力和科学的应用》,第 220 页,人民出版社,1978 年。
P′e-Ce-TeLe>Pg-Cg P′g+TgLg<P′e-TeLe
相对来说,某地成为商品粮基地的条件较为单纯,只须满足下列二项:
Cg<C′g Pg+TgLg<P′g
可见,土地、热量、水分等自然资源和劳力、技艺、装备等社会条件,只能为农业的区域专门化提供可能性,将其转变为现实性,关键的因素之一在于交通运输。发达的交通网和低廉的运价能促进农产品的商品化,降低其成本,扩大运销范围。我国松辽平原大豆、甜菜专业化生产地带的形成,长江及其支流上几大米市的兴起,珠江三角洲甘蔗种植的集中,都同铁路、水运交通的发达分不开。把我国几千年来沿袭下来的、自给自足的、品种齐全的农业单位,改造成为现代化的、商品性的、专门化的农业单位,就必须以现代运输工具武装农业,在广大农业地区修建稠密的公路网和内河航运网,并使其同铁路和水运干线联系起来。这是一个显而易见、已为国内外农业发展所证明了的问题。
(三)交通运输与采掘工业的布点和规模
采掘工业布局的基础是自然资源的分布。但是,在国家任务确定、资源探明的条件下,采掘工业布点的集中或分散、规模的大小,便在一定程度上取决于各个采掘基地产销区域的大小。对于那些从地理上来看,产品的生产具有较大局限性,产品的消费具有相对普遍性的采掘工业基地,如煤矿、金属矿山、大型森林工业区、大油田等,这方面尤为突出。
采掘基地产销区划主要决定于两个因素:
-
各基地单位产品成本的差异;
-
单位产品运输费用的高低。
所以,一个矿区能否有开发价值,开发的规模应该多大,并不完全受矿床的自然和经济类型的限制,同矿区的对外运销条件关系极为密切。交通运输条件好的采掘基地,必然得到优先开发;交通条件差的采掘基地,其发展必须以新建或加强交通线路为先导。
同理,在众多的同类采掘基地之间,它们在地理上的布点应该分散一些还是集中一些,这在一定程度上也同交通运输条件的变化有关。一般说来,在交通运输部门的劳动生产率提高快于采矿部门时,则由于运价的降低会使采矿工业的分布更加集中在一些开采条件有利的地区(如露天煤、铁矿,品位高的金属矿等),反之,又会引起布点分散的趋势。
另外,采掘工业与交通运输的关系密切,还在于这些部门的运量在整个交通运输网中所占比重很大。以我国煤炭工业为例,煤炭运量占煤矿产量的三分之二,占铁路运量的三分之一,占水运的四分之一;煤炭成本中运费平均占 15~20%,有些远距离运输的煤炭,运费往往超过其本身的出厂价格。由于我国煤炭开发基地分布比较集中,其同主要工业区分布又多不一致,因此,从交通运输对采掘工业的宏观影响出发,大力
开发各地区煤炭基地,实行大、中、小矿相结合,并进一步推行产、运、销的合理化,具有极大国民经济意义。另外,煤炭经过洗选,重量可减少三分之一至二分之一。因此,大力发展矿区洗选工业,对减少煤炭运输也有很大意义。在煤矿区建立坑口火电站,用输电代替运煤,也能节约大量煤炭运输。当然,这必须在水源问题有保证,其它建设和生活条件均能解决的原则下,才能进行。以上都从另一角度证明了交通运输对采掘工业布点的影响。
(四)交通运输与加工工业的选址
加工工业企业的厂址选择,无论从小布局和大布局的观点,都同交通运输关系密切。就厂区的平面布置而言,除用地、供水、供电、生活服务设施等方面的要求外,还必须具备一定的道路交通条件,如修筑厂内外道路、接通铁路专用线等。如果从工业布局的工厂定点来看,则加工工业位置的经济性,主要由原料、燃料产地和消费地来制约。这种关系综合地表现在总的运输消耗上。从理论上讲,加工工厂应位于原料产地、燃料产地和消费地中间的总运费最小的位置,这种看法一般说来是正确的,而且通过方案比较或数学上的规划论、图论等方法,最优的工厂位置也能够求出来。
图 1 加工工业在原料地布局的选择
现举一个用线性规划方法求解加工工业布局问题的实例(图 1)。① 设某种原料有三个产地(分别称为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号地),要在产地
对这种原料进行加工,制成成品。已知每 4 吨原料可制成 1 吨成品。Ⅰ
号地年产原料 30 万吨,同时需要成品 7 万吨;Ⅱ号地年产原料 26 万吨,
同时需要成品 13 万吨;Ⅲ号地年产原料 24 万吨,但不需要这种成品。
Ⅰ、Ⅱ号地之间的距离为 150 公里;Ⅰ、Ⅲ号地之间的距离为 100 公里;
Ⅱ、Ⅲ号地之间的距离为 200 公里。每万吨原料每公里的运费为 3 千元;
每万吨成品每公里的运费为 2.5 千元。在Ⅰ号地设厂,每万吨加工费为
- 千元;在Ⅱ号地设厂,每万吨加工费为 4 千元;在Ⅲ号地设厂,每万吨加工费为 3 千元。如在Ⅱ号地设厂,因其它条件限制,规模不能超过年产成品 5 万吨,而Ⅰ、Ⅲ号地则没有这种限制。根据上述条件,应在何地设厂,规模多大,才能使成本(只考虑原料运费、成品运费和加工费三项,假设其它因素各地相同)最低?
把上述条件和要求,转化为数学形式:
设 Xij 代表由 i 号地运到 j 号地的原料数量(单位万吨)。
(i,j=1,2,3;而 i≠j)
Yh 代表在 h 号地设厂年产成品的数量(单位万吨)。
(h=1,2,3)
Zlk 代表由 k 号地运到 l 号地的成品数量(单位万吨)。
(k=1,2,3;l=1,2)
① 参阅中国科学院数学研究所运筹学研究室:《线性规划的理论及应用》,高等教育出版社,1959 年。
于是,约束条件可表述如下:
30 + X21 + X 31 − X 12 − X13 = 4Y1
Y = Z + Z
1 11 12
Z11 + Z21 + X 31 = 7
26 + X + X − X − X = 4Y
12 32 21 23 2
Y2 = Z23 + Z21
Z + Z + Z
= 13
22 12 32
24 + X + X − X − X = 4Y
13 23 31 32 3
Y3 = Z31 + Z32
Y ≤5
2
Xij ≥0
Yh ≥0
kl ≥0
应 使 目 标 函 数 ( 成 本 ) 为 : S=450X12+450X21+300X13+300X31+600X32+600X23
+380.5Z12+379Z21+253Z31+503Z32+5.5Z11+4Z22=极小值
上述模式可以用线性规划的常用解法——单纯形法迭代求解。
如果我们把加工工业所需原、材、燃料的重量和其相应产品的重量之比称作“失重比”,那么据此可从运输重量的观点将加工工业分成三类。从节约运输的观点来看,它们的选址可有很大不同。
- 原料和燃料较成品为重的工业
将这类工厂布置在原料、燃料产地附近,可以大大减少运费,降低成本。多数的初加工工业属于这一类。其中又可分为应接近原料产地和接近燃料产地两种。前者如水泥、制碱、制糖、榨油、造纸等工业;后者如炼铝、合成氨等工业。
钢铁工业必须接近原料或燃料产地(或进口原料港口),但趋向于二者中的哪一个,随技术进步,有了较大变化。一个世纪来,由于高炉焦比显著降低,炼一吨铁由需三吨煤降到只需一吨左右,而所用铁矿石仍视品位不同为二至三吨左右。这就使钢铁工厂的区位有由产煤区转移到铁矿区的趋势。另外,由于近代大工业的发展,在巨大的机器制造中心,由于冷加工要剩下约三分之一的废钢材,故又出现了处于城市或工业区的合金钢和高级钢工业。第二次世界大战后,由于澳大利亚、巴西近海富铁矿的大量开采和有廉价海运可资利用,某些缺乏铁矿资源的国家如日本建立起了沿海大型钢铁基地。这也说明了交通运输是钢铁工业区位变化的决定因素。
除了钢铁工业外,由于交通运输的影响,其它失重比大的工业的区位,也各有特点。加炼铝工业趋向于电力,制碱工业趋向于食盐和石灰石产地(海洋化工),制糖工业必需位于甜菜或甘蔗产区或十分邻近, 有及时运输的交通线,以免损耗。
表 1 为失重比大的一些工业部门的原料和燃料消耗量指标,其中燃料均按燃料用原煤折算。
表 1 失重比大的部门每吨产品的原、材、燃料消耗量(吨)
工业性质 |
原料和主要材料 |
燃料 |
---|---|---|
炼 铁 |
1.8 ~ 2.0 |
0.8 ~ 1.2 |
炼 铝 |
4 ~ 5 |
10 ~ 12 |
纯 碱 |
3.5 ~ 3.7 |
0.3 ~ 0.5 |
合 成 氨 |
1.3 ~ 1.5 |
0.8 ~ 1.0 |
木浆造纸 |
2 ~ 2.5 |
0.5 ~ 1.5 |
制 糖 |
甜菜 5 ~ 7 |
1 ~ 1.2 |
甘蔗 6 ~ 12 |
- 原料和燃料较成品为轻的工业
这类工业数目不少,但规模较小。它们主要是生产中经过加水、发酵等过程,如硫酸、酿酒、面包等工厂。将它们设在较集中的消费区, 才能在运输上合理。由于产品或运输不便,或易燃易爆,且产品的规格同消费者的爱好关系密切,故以在城市和工业区的外围设厂为宜。
失重比小的工业部门的原料和燃料消耗量指标,如表 2 所示。
表 2 失重比小的部门每吨产品的原、材、燃料消耗量(吨)
工业性质 |
原料和主要材料 |
燃料 |
---|---|---|
硫 酸 |
0.35 ~ 1.0 |
0.05 ~ 0.06 |
磷 肥 |
0.92 ~ 0.96 |
0.006 ~ 0.08 |
面 包 |
0.6 ~ 0.8 |
0.2 ~ 0.25 |
啤 酒 |
0.15 ~ 0.16 |
0.1 ~ 0.2 |
- 原料和燃料与成品相比较重量相近或稍大的工业
产品失重比接近于 1 的工业,由于原料和燃料在运输中的损耗,一般较成品为小,故宜接近消费区。有些产品失重比虽略大于 1,但有多处或多种原料和燃料来源的工业企业,如大部分的机器制造业、纺织工业、面粉工业、炼油工业等亦应归入此类。这类工业的选址,应该在总运费节约的原则下同时考虑电力、水源或协作等条件。
几种失重比近于或稍大于 1 的工业,其原料和燃料的消耗量指标, 如表 3。
表 3 失重比近于 1 的部门每吨产品的原、材、燃料消耗量(吨)
工业性质 |
原料和主要材料 |
燃料 |
---|---|---|
农业机械 |
1.2 ~ 1.5 |
0.22 ~ 0.25 |
玻 璃 |
1.2 ~ 1.4 |
1.5 ~ 2.0 |
棉 纺 |
1.1 ~ 1.4 |
1.0 ~ 1.2 |
面 粉 |
1.1 ~ 1.3 |
0.22 ~ 0.25 |
交通运输对加工工业选址的影响,不仅应从失重比来考虑,还应估计到每一种原料、燃料和产品的具体运输条件和运输费用。这样,便出现一些特殊情况。如农业机械制造业其原料和产品的重量相差不大,但由于钢材和木材的运输要比农业机具的运输方便和经济,因而,它接近消费区看来就更合理。家具工业虽然失重比较高,但因成品不宜装运, 且同使用者邻近便于征询意见、改进型式,故往往设在消费中心。
三、客货流的形成及其经济地理基础
(一)货运产品的基本指标
衡量交通运输业产品的多寡是客运或货运周转量,或称运输工作量,它是运量和运距的乘积。故客货运输产品的基本指标有三,即运量、运距(运程)和周转量(工作量)。以下就货运分别阐述其含义和影响因素。
- 货运量
在社会主义条件下,生产量的增长是货运量增长的基础。但不是任何产品都经由企业外的交通运输。(1)一部分产品被留在企业或生产单位内部,供其本身消费。如煤矿自己要消耗所生产煤的 10~20%;我国农业中,除少数经济作物地区外,大部产品也是自己消费的。我们通常把某一部门生产量中,非自给性或社会性产品的比率称为商品率。一般说来,工业产品比农业产品的商品率要高得多。必须说明,我们所说的商品产品是泛指为社会生产的产品,而不是说该产品一定是政治经济学意义的商品。(2)由于在生产布局中,许多企业相互集中靠近,因之,一部分工农业产品虽是商品产品,但可能不经过调运。如抚顺电厂所需之燃料用煤由当地煤矿取得,厂内运输即可解决。(3)各种产品的进口也增加了货运量,而这是同生产量无关的。由上述几点可见,运量既不等于生产量,也不等于商品量,但同后者比较接近。
一定期间内,全国或某一区域、城市,一种货物或多种货物总和的生产量中,必须经由公用运输才能用于生产消费或生活消费部分所占的比例,称作运输系数。如以 A(吨)表示货运量,P(吨)表示生产量, Kt 表示运输系数,则
A=PKt 或∑A=∑PKt
在确定运输系数时,必须消除货运量的重复计算,即同一批货物, 不管更改多少种运输方式,或经过多少次运输,其重量只允许计算一次。
生产力布局的改善,特别是使加工工业同原料地与消费区在地理上结合,企业的成组布局,以及运输联系的合理化,都会使运输系数下降。但产品商品率提高,运输联系范围扩大,新交通网的开辟,又会促进运输系数增高。总的说来,在区域和城市布局规划中,根据已有的运输系数资料,再考虑到未来生产和消费的发展与布局,以及对外贸易等因素, 便可根据远景的生产量来估计远景的货运量。
- 运距
货物的运输距离是被生产布局和运输的合理组织决定的。如以 A 表示每类货物中不同运距的运量,L 为相应的运距,则平均运距
L = ΣAL
ΣA
各类货物的平均运距亦可类似求得。
平均运距并不是决定于运量,而是每批货物的运距。故运输合理与否,对它有直接关系。生产力布局对平均运距有两方面影响:合理布局
生产力,特别是使生产接近原料产地和消费区,如在南方建立煤炭基地、扭转“北煤南运”,在北方扩大商品粮的生产、改变“南粮北调”,都导致运距的减少;但地区物资交流的扩大,边疆和内地的经济开发,又会使平均运距增加。在研究一种货物、某种运输方式或一个地区的运距变化时,应作具体的动态分析。
- 货运周转量
以 Q 代表每种货物的周转量,则
Q=AL=PKtL
或 ∑Q=∑AL=∑PKtL
可见,在生产量不变的条件下,亦会有两个因素促使周转量发生变化:(1)运输系数:如把炼油厂布置在油田当地或油田以外,会使石油运量减少或增大,从而使周转量发生变化;(2)平均运距:如把炼油厂布置就近油田或远离油田,又会使平均运距发生差别,从而引起周转量的减少或增加。以上是就生产力布局而言,从合理运输来看,亦有相应的影响。
因此,如果没有生产力布局和货物调运方面的不合理因素存在,周转量的增长,是工农业发展在交通运输上的反映。如果有上述不合理因素存在,则周转量的增长,便意味着一部分工农业产品花在运输过程中的费用人为增加了,这是一种不可容忍的浪费。实际生活中,生产量总是变化着的,故对周转量的分析研究,便更为复杂了。
(二)运输联系、货流及其表示方法
- 运输联系和经济联系
国家间、区域间、城镇间或市区内的原料、燃料、成品等物资(或旅客)的空间移动,称之为运输联系,故运输联系就是交通运输产品的定向移动。
运输联系的基础是地理分工,或称劳动地域分工。在社会主义下, 运输联系体现了在统一计划下,各部门、各区域间的协作关系。决定运输联系的因素是:(1)生产单位的地理布局,特别是原料、加工部门、消费区的相对位置,最为重要。(2)企业的技术结构,指的是生产的方法、采用的原料及是否综合利用资料等。例如用苛化法和用电解法生产烧碱的两个企业,其对外的运输联系便不相同。前者主要是运出成品, 后者则为运入原料。(3)销售和调运的计划工作。在生产力布局和企业技术结构不变的条件下,通过不同的供销方式,也会使地域运输联系发生变化。
在一般分析区域运输联系时,往往根据国民经济平衡表中的生产和消费地区平衡表。这种平衡表标有各种物资在一个地区或城市的生产量、消费量以及需要调入和调出的数量。这样,用经济地理的分析法便能看出各区间货运情况。生产和消费区域平衡表
表 4 生产和消费区域平衡表单位:吨
产 品 |
资 源 |
留在当地数量 |
输出或输入 |
||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
期初 结存 |
生产量 |
总计 |
消费量 |
期末 结存 |
总计 |
总计 |
其 中 |
||||
铁路 |
内河 |
海运 |
公路 |
的格式如表 4。
尽管运输联系同国民经济和生产力布局有密切关系,但运输联系同经济联系还是有区别的两种概念。运输联系只是地域间实物的定向移动,而经济联系还应包括非实物移动,如资金划拨、技术支援、经济信息传递等,故后者要比前者广泛些。另外,运输联系还包括一些非经济目的的物资调运,如军用品、邮件等,又不在经济联系的范围。国际上的经济联系往往是比较对等的,否则就会出现对外贸易的顺差或逆差; 而国内经济联系则不具有这种特点。
- 运输联系的引力模式和位势模式
如何确定和估计地域间物资的定向移动,除了采用现状调查和运量预测外,还可以用相关参数的半推导、半经验的模式予以计算。这方面, 对于寻求两个城镇间或一个地区或城市内两个地点间的运输联系,比较有效。
西方常用的运输联系的模式,是从物理学移植过来的零售引力模式,其形式如下:
I ij
( ωi Pi )(ω j Pj )
= b
ij
式中,Iij——i,j 两地运输联系的相对值Pi,Pj——i 和 j 的人口规模
ωi,ωj——i 和 j 的人口结构,经实际调查确定,包括性别、年龄、职业、收入、学龄等项
Dij——i 和 j 的距离
b——度量距离摩擦性的指数,根据美国经验,其值在0.5~3.0 之间,距离愈大,采用指数愈高
位势模式是另一种标示运输联系的方式,即求的是一地对外联系的潜力,其方程为:
n n Pi Pj
Pi Pj
∑Iij = ∑ Db + Db
j=1 j= 1 ij ii
其中,Dii——该地占有吸引范围的平均半径将上式移项,得
∑ I i j = ∑
Pj + Pi
b b
j=1 Pi j=1 D
故左方所示的 i 地的运输联系的位势或潜力,即人均质量基础。
i 地的总的运输联系模数,被称为该地的位势 iV,于是上式成为:
n Pj Pi
iV = ∑ Db + Db
j=1 ij ii
引力模式和位势模式,均可以不以人口而以产值作为相关参数,这
对于标示与估计两个城市或工业区之间的联系,较为有效。我们采用的模式为:
I ij
[(Lωi + Kti )Vpi ][(Lωj + Ktj )Vpj ]
= b
ij
式中,Lωi,Lωj——i 和 j 的平均产品失重比Kti,Ktj——i 和 j 的平均产品运输系数Vpi,Vpj——i 和 j 的总产值
iV = ∑
j=1
( Lωj + Ktj ) Vpi
b ij
(Lωi + Kti ) Vpi
b ii
- 货流及其分类
运输联系在地域上的具体化便形成为货流。因此,谈到货流时,必须回答出三个问题,即:(1)货流的数量或规模,(2)货流的发点、收点以及它们的距离,(3)货流的方向,即地理走向。所以,货流要比运量、运距和周转量等指标更为综合化,它也就是货运指标的地理化。货流的单位是:吨公里方向。
交通线路上一定地点的货流量,称为货运密度。如果交通线上各区段货流不同,则可以计算全线的平均货运密度,它是各段货运量与相应运距乘积的总和同全线运距之比:
D = ΣAL
ΣL
货运密度的单位为吨公里/公里。
货流具体反映地域间货物运输联系,货运密度则具体反映交通线负担货运的程度。实际工作中,往往相辅为用。
按照不同的需要,货流有不同的分类方法:
-
按照调运的方向,可以把每条交通线上的货流分作“往”、“返” 两个方向。在我国铁路上称作上行和下行方向。凡由各地到北京的货流称为上行货流;由北京到各地的货流称作下行货流。内河水运常把顺水方向的货流称作下行货流,逆水方向货流称作上行货流。在公路中往往以实际方位来标示货流方向。两个方向中,货运密度较大的称为主要货流方向。
-
按照货物的种类,可以把货流分作若干类。如我国铁路和水运干线上,过去把货流分作 12 类:煤炭、原油及其制品、金属矿石、钢铁及其制品、矿物性建筑材料、木材、棉花、粮食、盐、植物油、棉纱布、其它。目前,铁路的货运已扩大为 21 类。货流的货种分类,可以根据调查的目的,因地区、因交通线而有所不同。各个货种货流的总和称为集中即总和货流。
-
按照运输枢纽工作性质,可以把货流分为始发货流——由当地发出的货流,到达货流——由当地收入的货流,中转货流——在当地改换交通工具的货流和通过货流——单纯在当地枢纽经过的货流。
-
按照经由区域,可以把货流分为区内货流、区间(区际)货流和过境货流。区内货流的发点和收点均在同一区域;区间货流只有发点或收点在该区;过境货流则收、发点均不在本区,而只是由通过本区的
交通线经过,因而使不同区域经济发生直接联系。
- 按照时间的先后,可以将货流分为历史货流、现状货流和规划货流(又包括近期货流和远景货流)。前二者是交通运输调查的结果, 后者则是在区域或城市规划工作中,根据生产和交通运输发展和布局, 推拟出的交通建设和运输工作的经济依据。
- 货物交流表和货流图
货物交流表和货流图是概括、明晰地表示货流的工具,它们具有很大的实用意义。
货物交流表用以表示各个货物发点和收点之间运输联系的数量方面。分品种的货物交流表多采用“棋盘表”的形式,以下根据作者的实地调查,列举新疆玛纳斯区某年的粮食交流表为例(表 5)。
表 5 玛纳斯区粮食交流表 单位:吨
发 点收 点 |
区 内 |
区 外 |
发送合计 |
||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
石河子 |
三道河 |
乌苏 |
独山子 |
克拉玛依 |
塔城地区 |
伊犁地区 |
|||
区内 |
石 河 子 | 1 , 000 |
3 , 000 |
1 , 000 |
5 , 000 |
||||
三 道 河 |
2 , 500 |
2 , 500 |
|||||||
乌 苏 |
500 |
500 |
|||||||
独 山 子 |
— |
||||||||
克拉玛依 |
— |
||||||||
区 外 |
塔城地区 | 3 , 200 |
3 , 200 |
||||||
伊犁地区 |
11 , 000 |
1 , 000 |
12 , 000 |
||||||
到达合计 |
14 , 000 |
1 , 000 |
— |
3 , 000 |
5 , 200 |
— |
— |
23 , 200 |
表示多种货物的交流表,则多用站港发送到达明细表。这种表的内容同棋盘表接近,但货流在收发点之间的移动规律无法明确示出。如新疆玛纳斯区某年的粮食、棉花和木材三种货物的综合发送到达明细表如表 6。
表 6 玛纳斯区货物发送到达明细表 单位:吨
货 种数 量 站 名 |
粮 食 |
棉 花 |
木 材 |
合 计 |
|
---|---|---|---|---|---|
石河子 |
发 送 |
5 , 000 |
— |
2 , 000 |
7 , 000 |
到 达 |
14 , 000 |
4 , 000 |
— |
18 , 000 | |
三道河 |
发 送 |
2 , 500 |
2 , 300 |
12 , 000 |
16 , 800 |
到 达 |
1 , 000 |
— |
— |
1 , 00 |
|
乌 苏 |
发 送 |
500 |
1 , 700 |
6 , 500 |
3 , 700 |
到 达 |
— |
— |
— |
— |
|
独山子 |
发 送 |
— |
— |
— |
— |
到 达 |
3 , 000 |
— |
13 , 000 |
16 , 000 | |
克拉玛依 |
发 送 |
— |
— |
— |
— |
到 达 |
5 , 200 |
— |
7 , 000 |
12 , 200 | |
塔城地区 |
发 送 |
3 , 200 |
— |
— |
3 , 200 |
到 达 |
— |
— |
500 |
500 |
|
伊犁地区 |
发 送 |
12 , 000 |
— |
— |
12 , 000 |
到 达 |
— |
— |
— |
— |
|
合 计 |
发 送 到 达 |
23 , 200 23 , 200 |
4 , 000 4 , 000 |
20 , 500 20 , 500 |
47 , 700 47 , 700 |
货物交流表的主要用途是汇总调查资料和编制货流图。同时,它们也是交通运输调查的成果。
将货流标在一定的地图上,则成为货流图。它象一面镜子一样反映出该区的生产布局和运输联系,因而在城市和区域的现状调查和规划设计中具有重要意义。货流图可以是一种品名的,也可以是多种品名的。按其表现方法,可分为三类:
- 流向示意图:将主要货流的流向标在交通线之旁。如图 2,即某年新疆玛纳斯区主要货流示意图。
图 2 玛纳斯区货流示意图
流向示意图的优点是简单易作,且可与其它经济地图结合在一张图上,缺点是没有量的概念。
- 货流图表:先作出交通网示意图,按逆时针方向将货流标在交通线的右侧。如某年玛纳斯区主要货流图表(图 3)。
图 3 玛纳斯区货流图表
货流图表的优点是制作方便,量的概念清楚,缺点则为不能一目了然,且无法看出货流的连续性。
货流图表可作为绘制正式货流图的过渡性表格。在进行货流规划时,亦多利用这类货流图。
- 货运密度图或(正式)货流图:将货流不同的密度(强度),
以相应宽度标在地图上的交通线旁。不同的品名,以各种颜色或线条示之。如图 4 便是某年新疆玛纳斯区的主要货流图。
图 4 玛纳斯区货流图
货运密度图的优点是它全面、直观地反映了货流的特点,缺点为制作较麻烦。在实际工作中,往往作为成果图。
(三)货流的不均衡性
货流的不均衡性表现在方向上和时间上两个方面。1.货流方向上的不均衡性
所谓方向上的不均衡性,即货流在相向方向之间的差异,以回运系数 Kν示之。如以 G 轻表示轻载方向货流量,G 重表示重载方向货流量,则
K = G 轻
K ≤1
ν ν
重
例如,AB、BC 间距为 100 及 50 公里,AC、CB、BA 之货运密度为 1, 000 吨,1,000 吨,500 吨,于是得出各区段回运系数如下:
500 1
Kν (A - B) = 1000 = 2
1000
Kν (B - C) = 1000 = 1
K (A - C) = 1000×50 + 500×100 = 2
ν 1000×150 3
故回运系数必须分区段计算。
-
货流方向不均衡的生产力布局因素:生产力布局是造成货流方向上不均衡性的主要原因。这首先表现在采掘工业和加工工业分布的地域差异上。一般说来,采掘工业生产的产品在重量上远远超过其消费掉的材料,例如煤矿运入的坑木,在重量上只是产煤量的八分之一至十分之一,这样,就使采掘工业所在地成为“出超”区。加工工业情况较复杂,其中有一些部门,原料和燃料失重性很大,如 2 吨铁矿石(含铁 50%) 和 1.2~1.6 吨煤才能炼 1 吨铁。在制糖和榨油工业中,成品和原料的重量比为 1∶6 左右。这样,有些加工工业集中地便成为“入超”区。另外在大中城市,因居民生活需要,造成对粮食、副食品、民用煤的大量消费,亦引起运入、运出的不均衡。由于许多大中城市同时就是大的加工工业中心,这一趋势更为严重。
-
货流方向不均衡的经济后果:从运营上来看,方向不均衡造成了空车(船)的调拨。空车走行不完成货运吨公里数,但仍要消耗一定的费用(如铁路上空车吨公里成本约为重车吨公里成本的一半强)。这便使交通线总的运营费提高。
重车流和空车流产生重车公里∑ns 重和空车公里∑ns 空,后者与前者的比率称为空率α,即
Σns空
α = Σ
ns重
如果前例中货流通过铁路上载重 50 吨的棚车运输,则
10×100 1
α(A - C)= 20×150 + 10×50 + 10×150 = 6
实际情况下,由于车船的专门化和不同物料对运输工具的特殊要求,如石油要求油罐车承运、鲜肉要求冷藏车承运,又使空率大为增加。上例中由C至B一半为石油货流,需用载重 50 吨的油罐车运送,此时
10×150 + 10×50 2
α(A − C) = 20×150 + 10×150 + 10×50 = 5
可见,即若货流在方向上较均衡,亦不排除空车调拨的可能性。例如大庆的原油南运,设备、建材、日用品运入,并不能在车辆上利用回空,这也是敷设油管的一个条件。在海上运输,回空船只为了保持其稳定性,又往往需人为地增加载重量,形成更大的浪费。
货流方向上的不均衡性,造成了新修或改建交通线投资的增加,因为路线及枢纽均需以重车方向的货流为设计依据,从而大大减低线路的经济效果。
- 货流方向不均衡的改善措施:想绝对消除方向上的不均衡性是不现实的。但是,通过一些技术经营措施和生产布局措施,可以使这种不平衡得到缓和。
技术经济措施是一些治标的办法。路线采用有利于重车方向的运营制度,如单线铁路使用不成对运行图,双轨铁路一线当作单线使用;车辆与船舶不过分狭隘专门化;设计陆路交通线时,将空车方向采用较陡的上坡;空车方向运价给以折扣等。
生产力布局措施是改善货流方向上不均衡的治本办法。这方面必须注意以下各点:尽量使采掘工业和原料、燃料失重性很大的加工工业在地域上结合,组织联合企业,如将采矿、焦化、钢铁冶炼工业结合在一起;在大城市、工业区附近建立粮食、副食品、燃料基地;布局工业时, 考虑到货流方向上的均衡,如在交通线两端的煤炭和铁矿石基地各建钢铁企业并进行原料互换;适当选择分布广泛的原材料如砂石、粘土、石灰石等的产地和加工厂,使其能利用回空方向运输。
2.货流在时间上的不均衡性
这类不均衡性反映了货流在不同时间的差异,包括年度的和季度的。在资本主义下,由于周期性的经济危机,使货流的年度变化极为显著。而在社会主义条件下,由于生产和人民消费日益提高,货流也表现为逐年增长。尽管如此,按季、按月的货流分配,在社会主义经济中仍然是有波动的,且表现出一定的规律。
- 货流季节不均衡性及其影响:这种不均衡性普通以季节不均衡系数Кs 表示之。以G平均表示交通线网或枢纽全年平均货流量,以G最大表示其某一时期最大货流量,则
K = G 最 大
G 平均
Ks ≥1
以上公式反映了最大货流量与平均货流量的关系,对于组织运输, 准备后备运力有巨大意义。但要表示货流变动一般情况。可求均方差σo 如以Gi 表示每一时期的货流量,N 表示时期的总和数,则
σ =
根据均方差求变差系数
C = σ
G平均
如两个码头的货物吞吐量季度分配分别为 2、3、4、3(万吨)和 1、3、4、4(万吨),二码头的G平均均为 3(万吨),季度不均衡系数Ks 均为 1.33,而变差系数分别为 0.24 和 0.41,即后一码头货流的波动要比前一码头大些。
货流季节不均衡对交通运输有着巨大影响。交通路线和站港不能根据平均货流量,而是要根据最紧张时期的货流量来确定,这样,平时的固定设备便搁置不用,影响资金的周转。日常的运输组织工作,也因为货流的季节波动而引起许多麻烦,如必须调配劳动力、调剂车船利用等。
- 运输方式的季节性对货流季节性的影响及其改进措施:由于交通线路所在区域自然条件和线路技术装备水平的差异,往往使某种运输方式产生一定程度的季节性。在这方面首先是水路交通。高纬度地区的内河航道和海港,往往由于冬季封冻而被迫停航。我国北方河川封冻期一般有 1~3 个月,而东北河川则达 4~6 个月。另外,有些河川在洪枯水期也使运输工作难以进行。公路交通在一些地区则受到冬季积雪、春季翻浆和夏秋洪水的影响,特别是低级路面,所受影响更为严重。铁路交通因有一定的技术装备和措施,较少引起季节性运输停顿。故水路交通和公路交通往往是货流发生季节波动的原因。
各种运输方式的相互影响亦必须在实际工作中予以估计。一种交通因受季节性影响,必然涉及到另外一种,如水路的封冻会将大量货流转移到平行的铁路上。另外,如果支线或补给线路发生季节影响,则必然使干线货流也出现很大季节波动。如公路因春季翻浆而货流减少,则相应的铁路地方货流亦减少。
由运输方式引起的货流季节波动,可以通过技术措施予以避免或削弱。如提高交通线设计标准,冬季进行道路防雪措施等;水上交通在封冻期利用破冰船开辟航道,修建水库调剂洪枯水量等。当然,技术措施会引起投资的增加,应在经济合理的情况下进行。另外,在布局地区交通网时,应考虑各种运输方式的季节特点及其相互配合,以使这种季节性对货流的不均衡性和对地区经济的危害影响减弱。
- 区域生产和消费的特点对货流季节不均衡的影响:由于货物生产或消费集中在全年的某一季节,再加上生产和消费在地域上的分离, 便引起货流的季节性。有些货物的生产和消费在全年是均衡的,因之货流在全年分配是稳定的。大部分工业货流、特别是重工业货流如煤炭、石油、矿石、钢材等,基本上无季节变化。但有些货流则是不稳定的。
一些货物生产具有季节性,而消费在全年是均衡的,如粮食、棉花、糖等。我国粮食货流,在一年一作区和二年三作区集中在夏收和秋收之后,即 8~10 月;一年二作区则有夏收后和秋收后两个高峰。天津红桥码头 1962 年农副产品货流总量为 17,987 吨,8、9、10 三个月占去二分之一,按月季节不均衡系数达 2.88,货流的季节分配如图 5 所示。
图 5 红桥码头 1962 年货流季节分配
一些货物生产比较均衡,但消费具有季节性。如我国北方冬季对建筑材料需要显著减少,民用煤则显著增多。又如化肥根据不同的农时, 货流量亦不相同。
一些货物生产与消费均具有季节性,如一些木材利用放筏,只有在河川开冻后才能被放出,而正好冬季建筑上需要木材不多,此为两种季节性相互结合的例子。又如北京大白菜生产在秋季,而主要消费季节在冬春之际,这又是两种季节性相矛盾的例子。不管如何,生产与消费均有季节性的货物,其货流的季节性更为显著。
在社会主义计划经济下,加强运输计划工作,特别是按季、按月组织均衡运输,调剂季节性货流的运输时间,对延缓交通线网的货流季节波动,缩小集中货流淡旺季差别有巨大意义。
- 合理布局仓库对缓和货流季节波动的作用:由于运输方式以及各区生产和消费的季节特点,很多情况下需要先将货物进行储存保管, 于是,合理的仓库或转运栈的区位,对调节季节性货流有着重要作用。生产具有季节性,而消费则为均衡性的货物,应在生产地就近建仓
库。如粮食和棉花在收获后,可先集中在附近的火车站或汽车站附近, 然后在一年内均衡运出。这样,粮、棉货流的季节性便可消除。如将粮仓建在消费区大城市,其优点是可以集中修建较少的大型仓库,避免了在生产地建立分散小仓库的缺点,投资和管理均较经济,还可及时供应消费者需要。但如考虑到货流季节不均衡给国家带来的损失,以及对交通线网造成的巨大压力,则分散建库的多余支出,往往可由运输费用的节约补偿而有余。当然,建立仓库,特别是粮仓,还应着眼于“广积粮” 的战备方面,所以,分散储备是更为合理的。
生产均衡、消费具有季节性的货物,如建筑材料、民用煤等,可在消费地扩大仓库规模和仓库网。比如我国北方,应将建筑材料预先运入工地,这虽积压了建筑部门的资金,但并不增加整个国民经济的支出。因这并不延长物资的储存期限,只是变更储存地点问题。这种变更能给运输带来巨大节约。
生产和消费皆均衡的货物,在运输方式具有季节性条件下,则又往往需使生产地和消费地均设置仓库进行调剂,以便在交通线运营期达到货流均衡,且不致造成生产或消费上的不便。
兹将生产、消费和运输的季节性和仓库合理布置的关系,列表如下
(表 7)。表中+号表示季节性,-号表示均衡性。
表 7 季节性与仓库合理区位
生 产 |
- |
+ |
- |
- |
---|---|---|---|---|
消 费 |
- |
- |
+ |
- |
运 输 |
- |
- |
- |
+ |
仓库地点 |
视其它条件而定 |
生产地 |
消费地 |
生产地和消费地 |
当然,生产、消费和运输三者中有两个以上都具有季节性时,用仓库位置来缓和货流的不平衡性,就更为复杂了。以下列举天津市内河航运货流与仓库布点的关系作例子(表 8)。
表 8 天津市内河航运货流与仓库布点
货 物 |
生产时间 | 消费时间 | 运输时间 |
仓库位置 |
---|---|---|---|---|
粮 食 |
9 ~ 11 月 | 全 年 | 3 ~ 11 月 |
生产地和消费地 |
食 盐 |
4 ~ 10 月 | 全 年 | 同 上 |
消 费 地 |
建筑材料 |
全 年 | 4 ~ 11 月 | 同 上 |
生 产 地 |
民 用 煤 蔬 菜 |
全 年 3 ~ 11 月 |
11 ~ 3 月 全 年 |
同 上 同 上 |
生产地和消费地 消 费 地 |
(四)人口的分布和移动与客流
旅客的空间位移是交通运输的另一种产品,在我国,它约占全部运输工作量的四分之一左右。旅客运输的基本指标是客运量、运距,以及二者乘积的总和旅客周转量(客运工作量)。具有一定距离和方向的客运量称为客流,其单位为:人公里方向。交通线路上一定地点的客流量, 则称为客运密度,单位为:人公里/公里。
探讨客流的经济地理特点,对于区域和城市布局规划有巨大实用价值,因为客流的调查、估计和推算,是决定铁路、公路和城市道路系统和线路以及交通工具装备的主要依据。
- 居民移动系数和乘车率
客运量与人口数量的比率,以居民移动系数 Km 表示之,如以 M 表示一定时期区域或城市的居民移动量,S 表示其人口总数,则
K = M
m S
居民移动系数决定于国家或地区的城市化程度,一般是同区域或城市的大小和人口的多少成正比。当然在实际工作中还要作具体分析。一般规律是:区域或城市的基本人口和服务人口比例高,被抚养人口比例低,则居民移动系数大,反之亦反;职工的带眷系数高,则居民移动系数小,反之亦反。工业区的居民移动系数远高于农业区。
对于城市内部来说,居民移动系数和乘车率并不是一回事,因为居民在市内的移动可以不利用公用交通,而采取步行或骑自行车等。以 Am 代表区域或城市的居民乘车移动量,则乘车率
ϕ = Am
M
故对于区域交通而言,Am→M,ϕ →1;而对于城市交通而言,Am<M,
ϕ <1。
- 客流的产生和分布
客流的产生主要取决于人口分布和经济发展水平以及交通运输的方便程度,社会因素和地域开发政策对其也有很大影响。客流的产生在过去多由商业贸易和政治、文化要求等引起,因民族迁移、新大陆和人口稀少地域的开发而进行过的国际间和国内地区间的人口移动,也使许多地区之间产生了大宗客流;近代随着资源的广泛开发和工业布局的大规模展开,产生了有计划的移民;为解决人口过密与过疏,在落后地区采取诱导政策,致使产生了劳动力移动;由于劳动地域分工而带来的人员
在生产、经济、管理上的种种交流和联系日益频繁,以及随经济及文化生活水平的提高,旅游事业的大规模展开等等。以上各种因素导致远程和近程的客流不断增加。此外,随城镇化进程的加速,城镇地域不断扩大,工作地点与居住地点愈益分离,产生了大量的、每日往返于市区与郊区之间、甚至近距城市间的通勤客流。由于物质文化生活水平的不同, 使不同国家和地区的客运量水平产生很大差异,对不同地区各类客流产生的人文地理因素进行分析,可为客流量的预测提供科学依据。
客流的分布视其种类不同而异。例如,随人口迁居使得新定居地域与原居住地域之间形成大宗客流,如中国东北区与山东省、河北省之间, 新开发的工业基地与老工业基地之间等。在专业化分工相同的新老工业基地之间货流很少,而客流却很多。节假日客流,在中国多为职工返家探亲。市郊客流主要产生在大城市及工矿中心,如中国 1979 年市郊铁路
客流集中于 37 个中心,苏联铁路市郊客流 1970 年集中于 86 个中心。市郊客流的方向,在居住地集中于市区而工作地位于郊区的城市,表现为早疏散晚聚集型;而工作地位于市区而居住地多在郊区的城市,呈现为早聚集晚疏散型。各种类型的客流分布在不同地区的交通网,其分布与变化规律是客流地理的重要研究内容。
客流在各种交通方式间的分配,首先与客流的地理分布密切相关。如中国东北与山东间的客流历来主要利用海运。其次与经济发展水平有更为密切的关系。发达国家各种现代交通工具发展较充分,长途旅客均广泛利用航空,数百公里者也多以高速公路或高速铁路为主;发展中国家却多以铁路、河运为主,少数甚至利用原始工具。如何在不同地区的多种交通方式中合理分配客流,也是客流地理应解答的课题之一。
- 客流的不均衡性
客流的不均衡,表现为交通线上客流密度的时间、方向和区段间的差异。主要有以下几方面:
-
时间不均衡系数 K 时:指客流在一天 24 小时内的高峰小时客流量与平均小时客流量之比。一般一天有两个高峰小时,早高峰(7~8 时) 和晚高峰(17~18 时或 18~19 时),而以早高峰客流最为集中。K 时一般在城市交通中不应超过 1.5。一天中高峰小时客运量占全天总客运量的百分比称为高峰小时系数,约在 6~15%左右。形成客流一天内时间不平衡的基本原因是劳动客流定时上下班,因此,除机关学校外,工厂和服务行业的上下班时间适当错开,对交通运输是有利的。
-
日间不均衡系数 K 日:为最大日客流量与平均日客流量之比。
星期日的客流量要比平日大,但高峰小时要低。节假日的客流量更大。将时间和日间一并考虑,则每周的最大高峰小时往往出现在星期一的早高峰,次为星期六的晚高峰。把一个城市各生产单位的周休日错开,对改善这种不均衡有巨大价值,同时对城市工业和民用电力供应的调剂也是有利的。
- 季节不均衡系数 K 月:指的是最大季节或月的客流量与平均客流量之比。我国城市和区域的交通运输,最大客流均出现在第一季度, 主要是二月份,这是春季探亲访友客流显著增多之故。一些游览城市, 在一定的季节如杭州的春季、北戴河的夏季、北京西郊的秋季,客流显
著增加。
-
方向不均衡系数 K 方向:即大单向客流与平均单向客流之比, 一般其数值不大于 1.2,否则就应采取专门措施。必须指出,由于客流具有很大的时间上的不平衡性,故方向不均衡系数必须按一定时间范围计算才有意义。很显然,市际客流必须按月或季计算,而不能只按年计算; 市内客流应按时计算,而不能只按天计算,因为旅客上下班或文娱出访基本上当天要返回,会掩盖了高峰小时客流的实际情况。
-
路线不均衡系数 K 路线:即高峰区段的客流与平均区段的客流
之比,平时不大于 1.4,如超过即应开辟区间车路线或用其它办法解决。掌握了各种客流的不均衡系数,在新规划交通网的区域或城市,就
可以根据客流计算得到的全年客运量和客运工作量,得出有关线路的高峰时间、大客流方向和集中区段的客流密度。它是交通布局和线路设计中有关客运工作的重要依据。
对市际交通线而言,客流密度的计算公式为
Dp
式中,Dp:客运密度
= Qp K月K 方向 K路线
24L
Qp:年客运周转量L:交通线长度
对城市道路而言,客流密度的计算公式为
D = Qp K时K 方向 K路线
p 730L
第二章 交通运输布局和交通运输网 一、交通运输的类型及其技术经济特征
(一)交通运输类型的划分
交通流(客流、货流、车船流等)是在不同的交通运输类型上流动的旅客、货物和运输工具。在一切交通运输类型中,主要由两部分设备组成:一是路线(包括铁路线、公路线、水上航道、航空线、管线等) 和站(包括车站、泵站等)、港(包括海港、河港、航空港等),它是运输工具流动的物质基础;二是运输工具,在其中乘坐旅客及装载货物在路线上移动。此外,还有运输的辅助设备。
表 9 交通运输的类型
地理媒介 |
线 路 |
运输工具(牵引力) |
---|---|---|
陆地交通 |
大车路,公路 |
人力和畜力车 |
公路,机耕路 |
拖拉机(柴油机) |
|
公路,城市道路 |
汽车(柴油机、内燃机) |
|
铁路,电车道, |
机车(蒸汽、内燃、电力) |
|
地下铁道 |
车辆 |
|
水上交通 |
海上和内河航道 |
木帆船(人、水、风力) 轮船(蒸汽、内燃机) |
空中交通 |
航空线 |
飞机(内燃、喷气、喷气 涡轮) |
特种交通 |
铁索道 管道 |
缆车(电力、内燃) 泵(电力、内燃) |
运输工具的动力可以是人力、畜力、重力、风力、蒸汽机、内燃机、电动机和喷气发动机等。
交通运输根据不同的原则,可以有各种各样的分类,主要是以其线路和运输工具的技术设备来区别。在交通运输地理研究中,交通线路和工具同地理环境的关系,即其自然媒介的差异受到重视。这样,我们可以根据地理、工具和线路三种标准,将交通运输划分为若干类型(表 9)。如果根据各种交通运输方式的技术设备特征,目前运营成熟的现代
化交通运输方式有铁路、水路、公路、航空、管道等。在社会主义条件下,上述五种运输方式联结成为统一的交通运输系统,为满足整个社会的运输需要,进行有计划按比例地综合发展。
(二)各种运输方式的适用范围
国民经济对交通运输的要求是:载运量大、成本低、投资少、速度快、受季节和环境变化的影响小。不同的运输方式,对上述要求的满足程度是不同的,因而其适用范围各异。兹列表对比(表 10),表中数字代表其在某一方面的优劣次序。
表 10 不同运输方式的对比
运输方式 |
载运量大 |
运价低 |
速度快 |
时间连续性强 |
空间灵活性大 |
---|---|---|---|---|---|
铁 路 |
2 |
2 |
3 |
1 |
4 |
一般河运 |
3 |
3 |
5 |
6 |
5 |
江海运输 |
1 |
1 |
4 |
5 |
6 |
汽车公路 |
4 |
4 |
2 |
2 |
1 |
航 空 |
5 |
6 |
1 |
3 |
3 |
大 车 |
6 |
5 |
6 |
4 |
2 |
从上述一般比较可以看出,不同运输方式的优缺点是相对的、互补的,因而它们在全国统一交通运输网中,各有其地位和作用,又各有其局限性。在社会主义条件下,对各种运输方式采取综合利用和全面发展的方针,促使各种运输方式协调合理地发展。
- 铁路
铁路具有载运量大、运价低(在中国,其运输成本仅高于海运,同长江运输不相上下)、受气候季节变化影响小等突出优点。运输过程中旅客列车的走行速度与技术速度相差不大,货物列车的区段走行速度较慢。但修建铁路工程造价高,受经济和地理条件限制,不能短期内修建延伸,这是它的缺点。在中国,铁路主要承担大宗货物和旅客的中长距离运输,在总货物周转量和旅客周转量中分别占 50%和 60%左右。它是中国运输系统的骨干。
- 水运
海洋和主要内河干线的轮船和拖驳船队载运量大,航道航线通过能力所受限制极小,运输成本低,它主要担负大宗、笨重货物的长途运输。由于水上航道的地理走向和水情变化难以全面控制,在运输的连续性和灵活性方面,难以和铁路、公路比拟。沿海航线是我国南北的主要运输干线之一,远洋航线是对外贸易的主要通道;长江干线航运是中国南方东西交通的大动脉。内河中小航道在中国分布较普遍,特别是南方一些地区,密如蛛网,担负着地方短途运输和城乡物资交流的任务。
- 公路汽车
它是最重要和普遍的短途运输方式。它虽然载运量小,运价较高, 但对不同的自然条件适应性很强,一般公路基建投资又较小,因而空间活动的灵活性很大,技术速度与送达速度均较快。汽车交通广泛服务于地方和城乡的物资交流和旅客来往,为干线交通集散客货,并便于实现货物运输“门到门”。对于一些尚无铁路的中小城镇、广大农村、边疆地区,公路在其对外联系中的地位更为重要;有些区域,汽车交通起着干线作用。
- 航空
是速度最快的运输方式,但运费高、运量小。它担负着主要政治、经济、文化中心间以及国际交往的快速旅客运输和报刊邮件、急迫物资的运输。随着我国国民经济的发展和对外联系的增加,航空运输的重要性将会日益增长。
- 管道
适合于石油及其制品、天然气、煤气以及生产和民用水等单项流体
货物的专门运输。它具有大量不间断运送、管理方便、受自然条件影响小等技术经济优点,但无法承担多种货物运输,且敷设时需大量钢材。随着我国石油开采的增长和石油化学工业的兴起,在主要油田和石油加工企业、转运港口间,已陆续修建了输油管道。近年来随着固体物料液化技术的发展,管道已开始用于煤炭、矿石等固体物料的运输。
- 民间运输工具
主要是乡镇所有的畜力车和木帆船,具有灵活方便、无孔不入和同农业生产结合紧密的优点。它虽然运量小、速度慢,但当前还是一支不可忽视的运输力量。
(三)主要技术经济指标在不同运输方式中的反映
各种运输方式的技术经济特征,是通过各种技术经济指标来反映的。技术经济指标的优劣,反映出它们的技术经济效果的大小。衡量经济效果的总的标准是多、快、好、省。这个标准具体反映在运输中,是用各种技术经济指标来体现的。主要的技术经济指标有:货物送达速度, 运输成本,运输质量,劳动生产率,基本建设投资额和主要物资(如钢材、燃料)的需要量,等等。
- 货物送达速度
采用和发展运输速度快的运输方式,有着重大的经济意义。运输速度快可以缩短商品的流通时间和再生产周期,使社会扩大再生产加速进行。同时,缩短商品在途时间,就能够使大批货物从在途运输的“积压” 状态下解放出来,把它们投入生产消费或生活消费。这不仅可以大大节约流动资金,加速物资周转,从而减少物资积压,而且还可以大大提高运输设备的利用率,加速运输工具的周转,相应地减少运输设备和运输工具的需要量。资金的周转时间,除由生产时间决定外,还由流通时间决定,而流通时间又取决于商品的购买时间和销售时间,这两者又与运输时间紧紧地联系在一起。运输时间在商品流通总时间中占有相当比重。要缩短运输时间,就必须加快货物送达速度。因此,货物送达速度这个指标,是从流通领域的角度反映了运输业与工农业物质生产部门的关系,或者说流通与生产的关系,是评价各种运输方式经济效果的重要指标之一。
各种运输方式的货物送达速度,取决于它们的运输工具的技术速度和旅行速度。
技术速度是决定货物送达速度的基本条件。“交通运输工具的改良, 会绝对缩短商品的移动期间”。①目前,在国外,无论陆上、水上或空中运输工具,由于采取了各种先进技术,其技术速度普遍有提高的趋势。货物送达速度还受到在沿途中间站停站时间、货物始发到达作业时间、车辆在港站等待装卸时间、途中作业时间,如果是水陆联运货物则还包括在换装地点的停留时间的影响。各种运输方式的技术速度、始发和到达作业时间以及途中作业时间不同,是决定它们的送达速度不同的主要因素。
① 马克思:《资本论》,第 2 卷,第 277 页,人民出版社,1975 年。
铁路列车的技术速度较高,但是在货物列车运行过程中,需要进行列车的编组、解体等技术作业,因而旅行速度比技术速度要低很多,使货物的送达速度降低。因此,缩短列车的技术作业时间,提高始发直达列车的比重,可以提高货物的送达速度。
水上运输船舶的技术速度一般比铁路低。它的旅行速度占技术速度的比重较铁路为高。这是由于船舶途中技术作业少,可以不间断地连续航行的缘故。但是,终因其技术速度不高,运输船舶,尤其是拖驳船队的旅行速度,均较铁路为低。
货物送达速度,还取决于始发和到达作业时间和货物在库场停留的时间。目前,铁路、水运的始发和到达作业时间在运输时间中所占比重较大;货车平均周转时间为三天,其中,货物作业停留时间约占 40%,技术站中转停留时间占 25%,在途行驶时间只占 35%;长江、沿海航运的货船航行率仅分别约为 30%和 40%,亦即分别有 70%以上和约 60%的时间在港口停留。这就影响了它们的送达速度的提高。因此,为了减少运输工具在港站的停留时间,提高货物送达速度,必须改善港站组织工作, 加速装卸作业。汽车运输的装卸作业时间很短,途中又无编解作业,因此货物送达速度较高。航空运输的旅行速度和货物送达速度均最高。
上述情况表明,一般说来,运输工具的载重量大,每次货物发送批量大的运输方式,其始发、到达作业时间就较长,反之就较短。汽车运输在短途运输中的优越性就在于此。
各种运输方式运输或通航的经常性,对货物送达速度也有一定的影响。铁路运输的高度的经常性,是保证货物送达速度较高的重要条件之一。水运因通航期不同、水位季节的变化和气象因素的影响,经常性较差,这在一定程度上限制了水运货物送达速度的提高。
当两地间同时有水铁两种运输方式时,一般是水运距离较铁路为长;而且由于航道通航标准不一,又不成网,货物往往需要倒载中转, 从而降低了货物送达速度。但是,随着水运建设的发展,运输组织工作的改善,以及各种运输方式联运的发展,货物全程运输时间将不断缩短, 从而,将会提高货物的送达速度。
各种运输方式货物送达速度不同,对国民经济发展的影响也不同。由于货物不同,在不同条件下加速其送达速度所产生的经济效果有所差异;对于不同货物而言,并非在任何情况下提高货物的送达速度都是有利的;而是必须根据不同货物的生产和消费特点,货物的性质以及其经济意义等,给予综合的评价。在通常情况下,从整个国民经济的观点着眼,货物运输应当采取较高的送达速度运输。这里,在考虑加速货物运送的经济效果的同时,必须考虑到由此而引起的运输上社会劳动消耗的增加,应仔细比较其得失,从而决定取舍。
- 运输成本
它是运输业的综合经济指标。根据成本水平,就可以大体接近实际地反映出各种运输方式社会劳动耗费的水平。采用先进的技术设备、合理的组织管理工作、技术作业过程和劳动方法,就可以获得较高的劳动生产率和工具、设备利用率,节约燃料和材料,从而可以达到较低的运输成本。
在国民经济的费用支出中,运输费用占有很大比重,而运费在一些
货物的价格中所占比重很大。以铁路运输的几种主要货物为例,煤炭的运费约占煤炭出矿价格的 30%,铁矿石占出矿价格 56%,钢铁占出厂价格的 58%,原木占价格的 16.3%。可见,降低运费对降低这些货物的成本有很大作用,而降低运费,归根结蒂应落实到降低运输成本上。因此,从节约运输上社会劳动耗费的观点看,在许多情况下,能够保证货物运输中劳动耗费最少的运输方式,对于国民经济的发展具有重要的意义。目前中国各种运输方式的货物运输成本水平的相对情况是:沿海和长江下游运输成本低,次为铁路运输,地方内河运输成本较高,汽车运输成本较水运为高,输油管道的运输成本低于铁路和公路而高于海运,而以航空运输成本最高。
从表 11 看出,目前中国沿海和长江的成本并不比铁路低多少,主要是因为中国铁路利用率高,动力煤价较低;而水运由于多年来缺少投资, 船舶和港口设备大都比较落后,经营管理不善等,影响了成本,从发展的观点看,水运的成本还是会降低的。
表 11 中国铁路、沿海、长航运输成本比较表
指 标成 本 (元/千吨公里 |
铁 路 |
沿 海 |
长江干线航运 |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
全国平均 9.41 |
平原地区的繁忙线路 5.0 ~ 6.0 |
平均 4.4 |
煤炭 3 ~ 4 |
平均 10.25 |
下游 5 |
各种运输方式的成本水平受着众多因素的影响。运输成本中各项费用构成的特点,与影响其水平的因素密切联系。货运密度对运输成本的水平有着重大影响。各种运输方式的运输成本中,与运行无关支出(固定费用)的比重各不相同,铁路最高,水运次之,公路最小。在一定条件下,货运密度虽然增加,而与运行无关支出并不增加,单位运输量所分摊的与运行无关支出减少,从而使单位运输成本水平降低。当货运密度增加时,运输成本中与运行无关支出比重大的运输方式,其运输成本的降低幅度就大,反之就小。对于铁路运输来说,运输成本的高低在相当程度上取决于货运密度的大小,至于其他运输方式,其影响程度较铁路为小。
货物运输距离对运输成本亦有重大影响。单位运输成本中始发和到达作业成本的比重,是随着运输距离的增减而成反比例变化的。这项比重,以水运为最高,铁路约比水运低一半,公路最小。由于各种运输方式中这一比重的不同,当运输距离延长时,比重较大的运输方式的成本降低幅度就要比比重较小的运输方式为大。一般地说,运输货物时,河运比之铁路,其优越性是随着运输距离的增加而不断提高的,运距愈长, 利用河运的效果就愈显著;海运成本的降低,则在更大程度上取决于运输距离的延长。
运输工具的载重量对运输成本的影响亦十分显著,这在水运中尤为明显。在符合营运要求的条件下,一般地说,采用载重量大的运输工具比采用载重量小的运输工具有利,因为运输费用不因载重量的增加而成等比例增加,而是要小得多。水运航道条件的复杂性导致船舶载重量大小极其悬殊,而铁路车辆载重量的差异却很小。因此,水运的成本受船
舶载重量的影响要比铁路运输大得多。
此外,运输工具的类型及其利用程度,动力装置的类型,货物的种类及运输时间和运输方向的平衡程度,对运输成本也会发生一定的影响。
由此可见,各种运输方式运输成本的构成各有其特点,而且就一种运输方式内部而言,也存在着差异。因此,在比较各种运输方式的运输成本时,应该使它们具有可比性。
首先,必须考虑各种运输方式在成本构成和支出科目所包含的内容上存在着的某些差别。河运成本中不包括航道及其设备的维修费,海运成本中不包括灯塔、航标的维修支出,这些费用由国家按事业费开支。公路运输成本中不包括道路的折旧、维修费。这种养路费由国家或地方预算拨款解决。只有铁路运输成本中才包括线路、车站的折旧和维修费用。为了可比起见,应进行适当的修正。不过,对于航道的维修费如何合理地计入水运货运成本,即如何在利用航道的各个部门之间合理分摊,是需要研究的问题。
其次,由于各种运输方式所运货物种类、运输线路和运输方向不同, 因而使得运输成本有很大的差别。因此,只有分别货种、运输线路和运输方向计算各种运输方式的运输成本,相互之间的比较才较为接近实际。水运成本的波动范围很大,海、河成本之间,长江干线与地方河运成本之间均相差几倍。同时,水运干线可与铁路、公路线相比;而支流小河可与汽车运输相比,在个别情况下亦可与铁路专用线相比。
第三,物资从生产地到消费地,因运输方式不同,其运输距离也不同。当货物经过几种运输方式联运时,还要进行中转换装作业,因此, 只有比较全程运输成本(包括装卸作业成本和换装作业成本),才是合理的。在目前,计算运输成本都没有包括装卸成本,从货物的运输全过程看,不包括装卸成本在内的运输成本,是不完全的。
第四,旅客运输由于需要增设专用设备(如站舍、运送工具等), 同时单位需要消耗的动力也大,使支出增加,单位运输成本较货物运输为高,但对各种运输方式的具体表现亦有差异。航空、铁路客运固定设备和运输工具的投资远较水运、公路汽车为高,故它们的客运成本也较高。此外就铁路运输本身来说,各种类型客车由于车厢载客人数不同, 客车自重不同,使单位旅客周转量所摊的自重吨公里也不同,从而造成有关支出和运输成本的差异。
- 基本建设投资
确定各种运输方式综合利用和发展的另一重要指标,是各种运输方式基本建设投资的节约程度。大力发展建设费用省的运输方式,就可以为国家节约大量人力、物力和财力。
各种运输方式投资的大小,取决于它们的物质技术基础的构成和性质。各种运输方式物质技术基础的构成各有其特点,从而形成初期投资和后期投资的差异。一般地说,固定设施(线路和港、站建筑)比重大而活动设备(运输工具)比重小的运输方式,所需要的初期投资大,后期投资小;反之亦然。
铁路运输业由于固定设施的工程费和建筑材料、劳动力消耗
表 12 中国新建铁路干、支线平均造价表
单位:万元/公里
项 目 |
五十年代 |
六十年代 |
七十年代 |
---|---|---|---|
丘陵地区山岳地区
丘陵地区山岳地区
丘陵地区 山岳地区 |
52.0 39.5 37.9 76.8 53.3 40.5 39.3 79.0 42.7 28.9 33.3 62.8 |
118.3 46.0 61.6 151.3 160.6 53.2 71.6 205.8 68.9 41.0 48.3 83.1 |
199.9 62.0 117.6 253.6 217.5 84.4 126.7 256.8 106.0 45.0 84.7 210.3 |
大,因此,它的线路投资高。
水运是线路投资较省的一种运输方式。整治航道每公里投资大约只及公路的五分之一至十分之一;渠化航道只及铁路的二分之一至五分之一。这是由于天然河道为航道建设提供了基础条件,而且航道的开发有利于其他有关部门综合利用水利资源。船舶,尤其是海轮,就其单船造价看,是非常昂贵的,国产 3,000 吨、21,000 吨的沿海货轮,其造价分别为 520 万元和 2,200 万元左右。铁路机车车辆的单车造价要比船舶低得多,如中国造的东风四型大型内燃机车价格为 145 万元,蒸汽机车
为 27 万元,货车为 20 多万元。
一般公路运输的线路投资介于铁路与水运之间。
比较各种运输方式的投资水平时,不能仅就线路单位长度或运输单位工具载重量的投资对比,而必须考虑到线路的货运密度和运输工具的利用情况,就是说,应该以完成一定的运输工作量(如千换算吨公里) 的实际投资额作为比较的依据。
各种运输方式的线路所通过的货运密度不同,所以,完成一定的运输工作量所需要的线路投资,各种运输方式也存在着差异。
各种运输方式的运输工具单位载重量的投资,相互间差异很大。如果考虑到运输工具的利用情况,当完成一定的工作量时,所需运输工具的投资,铁路最少,水运次之,公路则相当高。
各种运输方式每万元固定资产平均完成的换算周转量,以沿海运输为最大,长江干线次之,铁路再次,公路、民航最小。水运航道通过能力大和海船、内河船队载重量大,而航道投资小,是水运投资效果高的主要原因。公路投资效果低,是由于其通过能力小和汽车载重量小所致。
应当指出,上面的各种分析比较,是在实际形成的不同的货运密度下进行的,如果将货运密度提高到同一水平时,各种运输方式的投资情况就会发生某些变化。
- 金属需要量
各种运输方式对金属的需要量各不相同。以线路而言,水运需要金属最少,铁路最多。建设一公里标准单线铁路需要钢材 120~140 吨,如
果用钢筋混凝土枕则总共需要钢材 165~200 吨,而开发天然河道则几乎不需要任何钢材,即使建设现代化航道,其金属需要量也比铁路少得多。石油管道每公里约需钢材 100 吨左右。
各种运输工具单位载重量的金属需要量取决于运输工具本身的载重量和自重系数,即运输工具自重与载重量之比。船舶的自重系数为 20~ 30%,铁路车辆达 40%左右,汽车则更高。因而运输工具单位载重量的金属需要量,船舶最小,汽车最大,铁路车辆居中。内河载重 1,000 吨和2,000 吨煤驳分别约需钢材 240 吨和 340 吨,载重 16,000 吨的沿海煤船,需要钢材 7,000 吨;一辆货车需要钢材 13~25 吨;汽车的自重与载重量之比,工业发达国家为 0.6~0.7∶1,中国为 1∶1,即生产一辆四、五吨的汽车,需要钢材大体也是四、五吨。如果考虑到各种运输工具的运用效率,完成一定运输工作量的金属需要量,河运最小,海运与铁路次之,汽车最多。
- 能源消耗量
能源消耗量是又一个重要的实物指标。各种运输工具的运行速度、运行条件、发动机类型以及能源等不同,各种运输方式为完成同一运输工作量的能源消耗量(公斤/千吨公里)就有着重大的差别,如沿海柴油机货轮、长江柴油机拖轮、铁路内燃机车三者在运行中完成单位运输工作量的柴油消耗量(公斤/千吨公里),长江拖轮最少(4.45),沿海货轮次之(4.53),铁路机车最高(5.61)。然而,不同地区因地形不同, 水铁两种运输工具的能源消耗量也不相同。据调查,山区河流拖轮的油耗高于山区铁路机车,丘陵地区的拖轮油耗略低于铁路机车,而在平原地区,拖轮油耗则低于机车较多。随着山区河流渠化,流速变缓,拖轮油耗也会相应减少。汽车的能源消耗量比轮船、机车都高,而飞机的能源消耗量最高;世界上几种比较先进的飞机,耗油量亦很大,如波音 747
每小时耗油 9.5 吨,波音 707 为 5.5 吨,三叉戟为 4.4 吨,子爵号为 1.6 吨。耗油量与发动机功率的大小成正比,如以单位马力的耗油量计算, 则不同功率发动机为:匈牙利 NO1 内燃机车 700 马力柴油机耗油 175 克/ 马力小时,法国 NO4 内燃机车 4,000 马力柴油机耗油 155 克/马力小时。能源消耗量在不同运输方式之间有重大差别,即使以一种运输方式而论,其全国的平均水平和每一具体运输线路的实际数之间,各条线路的实际数之间,以及客货运输之间差别也很大,在水运中表现得尤其明显。
运输工具的能源消耗量与运行阻力有关,而阻力又取决于运行速度。运行速度越高,阻力越大,为完成单位运输工作量的能源消耗量也就越大。但是,陆上、水上和空中运输工具,因速度提高而产生的运行阻力增大的状况各有特点。在低速情况下,船舶的单位阻力比火车低得多,但是,由于船舶的运行阻力具有因速度的提高而急剧增大的特点, 即阻力与速度的平方成正比,发动机功率则与速度的立方成正比,而发动机功率的增加又与能源的消耗量成正比。因此,当速度提高到某一水平时,船舶阻力的增加就显著地高于火车。汽车的运行阻力在很大程度上取决于道路的性质。此外,旅客运输速度远较货物为高,故能源消耗相对亦较高。发动机的类型、能源的种类不同,也影响着能源消耗量。因此,在不同的条件下,特别是在不同速度下,比较各种运输方式
的能源消耗量的结论会各不相同。由于各种运输方式采用完成单位运输
工作量的能源消耗量的计算方法不同,为了便于比较,应该进行必要的修正。如果考虑到各种运输工具的总重和载重的比例不同,以载重吨公里和旅客人公里的标准燃料消耗量计算较为适宜。
- 劳动生产率
劳动生产率的高低,表明各种运输方式单位运输产品活劳动消耗量的多少。各种运输方式的劳动生产率因其运输工具的载重量和运输能力不同而有显著的差异。水运干线的船舶或船队载重量大,通过能力在一般情况下几乎不受限制,与其他运输方式比较,它具有较高的劳动生产率。汽车运输的劳动生产率水平,因汽车载重量小,占用劳动力较多, 因此比其他运输方式为低。我国目前大量生产四吨汽车,这种中吨位汽车约占总数的 90%左右,这不能不影响它的劳动生产率水平。而铁路运输的劳动生产率较水运为低,而显著地高于公路。
在分析各种运输方式的劳动生产率水平时,除了考虑具体线路的实际水平与该运输方式劳动生产率平均值之间的差异以外,还应考虑各种方式计算的方法不同。如铁路包括全部运营人员,而水运不包括港口和航道工作人员,汽车运输不包括养路维修人员,因此,在比较时需要进行修正,使之具有可比性。
除上述各项指标外,运输能力,运输经常性与灵活性等也必须予以考虑。水运和铁路都是具有通过能力大、能够负担大量运输任务的运输方式。铁路运输的经常性最强,汽车运输次之,水运较差。而灵活性以汽车为最好,铁路次之,水运受到自然河流分布的限制,就更差一些。但是,在洲际间大宗物资的长距离运输上,远洋船舶运输则具有其他各种运输方式所无法取代的突出优点。
综上所述,可以看出,各种运输方式各自都具有某些为它种运输方式所不具有或者不完全具有的优点,也就是说,各种运输方式都有其最有利的应用范围。而且,从各种运输方式的技术经济特征的某一方面看, 这一运输方式较另一运输方式优越的情况是有的,但若是全面加以考察时,就会发现各种运输方式是互有优劣,各有其存在和发展的必要。例如,国民经济对运输业的重要要求是速度快、成本低。但是,任何一种运输方式几乎很难同时具有运输速度最快和运输成本最低的双重优点; 而且降低运输成本和提高运输速度二者之间有时又是有矛盾的。当然, 这并不否定各种运输方式在全国统一运输系统中的作用有大小的区别。从国民经济对运输的全面要求来看,那种能够较完全地满足这种要求的运输方式,就会比另一些运输方式起着更多一些的作用。应该指出,各种运输方式在国民经济中的作用大小,还受着其他许多重要因素的影响,诸如国家幅员的大小,自然地理条件的优劣,生产力的构成及其分布状况,生产与消费联系的特点,交通线路的布局及其与生产力布局的适应程度等等。
二、社会主义交通运输布局的原则
交通运输布局又称交通运输配置,它是指铁路、公路、水运、航空和管道等五种现代化运输方式的线路(包括铁路线、公路线、水运航道和航线、航空线及管道等)、站(包括车站、泵站)、港(包括河港、
海港、航空港等)的土工建筑物及相关技术设备和交通运输工具组成的交通运输网的地理分布。
交通运输布局是一项战略性、综合性的工作,它由交通运输地理、综合运输和运输经济学等多学科来承担。交通运输布局的原则,是决策者从事交通网建设和客货流计划的依据。社会主义交通运输布局原则, 必须建立在以下的经济规律基础之上:(1)社会主义的基本经济规律。即社会主义生产的目的性是满足人民日益增长的物质和文化需要,交通运输的布局应直接或间接地同这种需要联系起来。(2)国民经济有计划按比例发展的规律。即国民经济各部门、各地区应达到综合平衡,以提高整个社会的劳动生产率。交通运输的发展,应同其它生产部门和经济环节保持一定的比例关系,并在各个地区之间协调一致。(3)交通运输本身合理的部门结构和地域结合的规律。即各种运输方式应根据其技术经济特点,因地制宜地协调发展,并组成各级部门和综合交通网;交通运输的各个环节亦应从系统整体出发有机结合,相互贯通。
从上述规律出发,我们认为交通运输布局的基本原则有以下八项: 第一,交通运输布局要促进国民经济和对外贸易的发展,并要与工
农业布局和人口分布相适应。由于运输生产不改变劳动对象的属性,即不改变其物理状态和化学性质,它只改变运输对象(旅客、货物)的空间位置。运输业的产品不具有实物形态而表现为旅客和货物位移,而且运输业的产品(人公里、吨公里)将随着旅客和货物运输过程的实现同时被消费掉。所以,运输业的产品既不能储存,做到以丰补歉,也不能调拨,在地区间调剂余缺。这就决定了交通运输布局要满足社会的运输需要,首先表现在交通运输布局要同国民经济和对外贸易的发展相适应,要同工农业布局和人口分布相协调,根据国民经济发展和人民旅行需要来安排交通运输网的布局。其适应和协调表现在交通运输网布局在地区分布、运输能力、建设时间等诸方面。为此,进行交通运输网的布局不仅要做到交通运输系统和综合运输网的协调,更要适应工农业布局、外贸发展、旅客、货物在国家和地区间的流动等方面的要求,交通运输布局最终要符合国家建设与国民经济发展的要求。
第二,交通运输布局要以科学的客货运量预测为基础。交通线网、车站、港口、码头、枢纽等是交通运输生产的物质基础,它们担负的客货运量的多少是国民经济和人民生活对它们需求的数量尺度。因此,它们布局和改造的标准与规模直接取决于客货运量的大小。同时,由于交通运输的生产活动是在广大的空间内进行,交通网和枢纽一经建成,就不能作地域上的调剂。因此,要求交通网的运输能力布局,在地区上、运输方向上、能力规模和形成的时间上都要适应客货运输的需要。同时, 考虑到运输产品的非储存性特点,交通运输的储备只能以其运输能力形式出现。因此,为保证运输的畅通和国民经济的发展,在布局交通运输能力时要有必要的能力储备,处理好需要和储备的关系,既要避免由于标准过高,运输能力储备过大、过早,造成运输能力的积压和浪费;也要防止由于标准过低,运输能力不能适应客货运量的需要,造成再改造的浪费。所以搞好近、远期客货运量的预测,是做好交通运输布局的基础。
第三,交通运输布局要因地制宜,充分考虑各地区的自然条件和特
点。交通运输网以及港、站、码头、枢纽等是文化景观的重要组成部分。建造在地表上的人工建筑物和构筑物,或经过人工整治、开挖的航道和运河,都不同程度地受到自然环境的影响。这种影响不仅表现在线路的走向、港站的选址,还表现在线路、航道的技术标准和施工条件等方面。所以,因地制宜地处理好交通运输布局与各地区自然条件的关系,是搞好交通运输布局的前提。因此,在交通运输布局中必须重视影响较大的地形、气候、水文、地质等自然条件的研究分析工作。
地质、地形因素对于陆上交通的线路和站、场、港的地基和周围地段的稳定性是一个重要因素,这就和构造、岩性、自然病害等有关。地震活动地段、断裂破碎带、软土沼泽地区等,不宜建设铁路和港口;对于滑坡、崩塌、泥石流、岩溶地段等也应尽可能避开,或采用必要的工程措施予以防范;冲积阶地、低平缓丘、平原地区是适宜的选线地段; 其他中高山地区、黄土高原、沙漠冻土地区都需要从保证路基稳定和行车安全出发,进行合理选线和采取必要的措施。对于航道和港口来说, 河流的发育阶段、河床摆动、河岸和海岸的稳定性和泥沙运动规律都有重要意义。
气候因素不仅对水运和航空影响直接,而且对陆路交通也关系密切和深远。地表的水分、热量状况及其相互关系的表征指标——潮湿系数, 是确定公路修建、养护标准和投资的依据。河流结冰期直接影响航路的选择和开辟;大气环流的特点和气象、气候条件对于航空线路选择有直接的影响;风向对于机场位置、海港防波堤口布置有一定制约。
水文因素中的流量、水深及其季节变化直接影响到航运;河流的流向、水位不仅影响到陆路线路的位置、高度以及桥涵建筑物的设置,还影响到水运港址选择、码头位置、规模;海岸地段的地貌水文特点和岸流、波浪和潮汐对海港和码头选址起着很大作用;地下水的高度对于铁路、公路、管道的路基稳定性等都有一定的影响。
应该指出,自然因素对交通运输布局的影响随着现代科学技术的发展而逐步下降,但自然因素对交通运输布局的选线、港、站、场的选址、建设投资、运输能力、以及建成后的运输成本和运营费支出的影响仍然是不可忽视的,必须给予正确的估价,在弄清各种自然因素的基础上, 采取相应的技术措施。对于我国来说,由于幅员辽阔,各地区自然条件差异较大,在交通运输布局中,就更要重视对自然因素的研究分析,充分利用各种有利条件,克服不利因素,因地制宜地进行交通运输网建设, 促进交通运输的合理布局。
第四,交通运输布局要综合利用各种运输方式,加速综合运输网的形成。现代交通运输工具是由铁路、公路、内河、海运、航空和管道等组成。它们在基本建设投资、金属需要量、货物送达速度、运输成本、能源消耗以及劳动生产率等方面具有不同的技术经济特点,适应着不同的自然条件和各种运输要求。在综合运输网中各种运输方式都占有一定的地位和作用。此外,旅客从始发地到目的地,货物从产地到消费地, 往往要由几种运输工具共同完成。因此,建成综合运输网既是交通运输生产的客观要求又是客货运输的实际需要。中国是一个幅员广大的社会主义国家,人口众多,海岸线长,河流较多,从我国各地资源分布和经济发展很不平衡以及我国交通运输的现有基础等特点出发,应逐步建立
起以铁路、江海运输为骨干,以加强现有铁路薄弱环节、增加港口能力为重点,充分利用水运,布局合理,水陆相通,客货并重,各种运输方式紧密配合、协调发展的综合运输网。
在综合运输网的基础上,综合利用各种运输工具,选择合理的运输线路,使生产、供应、运输、销售中的各个环节、各个工序的联系和配合更加密切,使物资从产地迅速、完整、简便、安全地运到需要的地方和消费者手中。
第五,交通运输布局要作到点(站、港、枢纽)、线(线路、航道)、面(交通网)的结合,形成综合运输能力。交通运输的特点是在交通运输网上组织生产和服务,它是通过运输工具(车、船、飞机)在交通运输网上完成旅客和货物的运输任务。而交通运输网的畅通,要求构成交通运输网的点(站、港、枢纽)、线(铁路线、公路线、水运航道航线、航空线)、面(铁路网、公路网、水运网、航空网)的合理结合,协调发展,最终才能形成综合运输能力。如果只铺路修线、浚河辟航而不建车站、港口,则形不成一条交通线的运输能力。同样,如果只修线而不连网,则运输亦不能畅通。结合中国实践表明特别要加强“点”的建设, 尤其是运输枢纽的建设,它对于保证交通运输网的畅通,形成综合运输能力十分重要。
运输枢纽是几种运输方式相互连接的结合部,它是组成运输网的节点。各种运输方式的交通线只有通过运输枢纽才能形成一个整体;因此, 一方面交通运输网上相邻的运输枢纽要有合理的分工与协作,另一方面在运输枢纽内部既有各种运输方式的客货到发、中转,也有不同运输方式间的中转作业;此外它还与城市内部运输密切联系。运输枢纽布局合理与否,对于交通运输网的合理布局和综合运输能力的形成等都有十分重要的意义。
要根据客货流的流量流向规划综合运输网,在规划综合运输网的基础上安排好运输枢纽的分布与建设。要把客货流规划、运输网规划与运输枢纽规划结合起来进行整体研究,注意避免相互脱节,影响综合运输网的建设与发展。
第六,交通运输布局要尽量少占土地,节约用地。土地资源是最重要的财富,特别在我国人多地少的条件下,更要注意土地资源的合理利用。交通线(网)、站、港、场是建筑在地面上的土工结构物(管道、航空线除外),需要占用大量土地。因此,在交通运输布局中就更要注意节约土地。例如充分利用我国丰富的水运资源(沿海和内河)就可节约大量农田。铁路、公路、港口、枢纽的不同布局方案占用土地数量亦不相同。应该在满足运输需要的前提下,尽量做到节约用地,少占农田, 不占良田。
第七,交通运输布局要与城市建设规划相结合。交通运输是城市建设和发展的基本条件,交通运输条件的变化必然影响到城市的兴衰,而城市建设和发展又反过来促进了交通运输的发展。此外,交通运输布局与城市规划建设间也存在某些矛盾,如交通建设用地、噪音、环境污染等方面影响城市建设,而城市建设也常限制和影响交通运输布局方案的选择等。为此,必须处理好交通运输布局与城市规划、建设的关系。在安排线路的选线和车站、枢纽、港口、码头、机场的选址要与城市规划
建设相结合。在现有交通线和运输设备的改造中亦要照顾到城市的建设与发展。
第八,交通运输布局要适应巩固国防和加强战备的需要。交通运输布局对实现全国政治统一、巩固国防有着重要作用。无论是旧线改造或新线建设都要满足国家政治统一和国防安全的要求,处理好国防的需求同经济建设的关系。采取具体线路具体分析的方法进行合理的安排。如主要为经济建设服务的线路,应以满足经济要求为主,适当考虑国防建设的要求;对于主要为国防建设服务的线路,应以国防为主,亦要适当考虑经济建设的要求;对于平时、战时地位都很重要的线路,则应经济开发和战备需要同时兼顾,充分发挥其交通干线的作用。
三、交通运输网的一般理论
在社会主义条件下,通过有计划发展与合理组织,不同运输方式相互协作、彼此补充,组成为全国性的统一的综合运输网,它是一个紧密协调的整体,而由各种运输方式形成的部门运输网,则是这个整体的有机组成部分。各级运输枢纽,构成了这一网络的结合点。一个层次有序、干支分明、运转灵活的综合运输网,是社会主义制度下国民经济发展和人民生活提高的重要前提条件。
(一)全国运输网的国民经济特点和运输构成
早在中国社会主义建设初期,建立全国综合运输网的任务就提出了。当时认为,作为建设社会主义组成部分的技术革命,其主要任务之一是“在全国范围内建立一个以现代工具为主的四通八达的运输网和邮电网。”①
显然,这个运输网应具有以下三个国民经济特点:
(1)它必须是全国范围的。这是因为中国是一个社会主义国家,应以自力更生为主、争取外援为辅的精神,迅速地在全国建立一个完整、独立的经济体系,因而,就必须有一个全国范围的运输网和这个经济体系相适应,并成为其重要的环节。
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它必须以现代工具为主。这是因为中国是一个发展中的国家, 且要在最短的时期内,改变过去“一穷二白”的面貌,成为一个具有现代农业、现代工业、现代国防的社会主义强国。这样,交通运输只有达到现代化,才能在国民经济各部门现代化生产中起纽带作用。事实上, 国民经济的发展和铁路、公路、水运等现代运输事业的发展是相互制约的。工农业部门生产的发展和技术的改进,给交通运输提供了物质条件、资金和运输要求;交通工具的改进,又保证了国民经济的大量运输任务能安全、廉价、准确地实现。
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它必须是四通八达的。这是因为中国是一个大国,而且过去许多地区交通运输十分落后。要使国民经济各个部门和全国各地区相互联
① 刘少奇:《中国共产党中央委员会向第八届全国代表大会第二次会议的工作报告》,人民出版社,1958 年。
通起来,就必须使运输线象血管遍布全身一样,纵横交错、网络皆备地遍布于全国。经过三十多年的建设,这个现代化的运输网正在形成中。从全国运输网的客货运输结构来看,中国既不同于日本、西欧一些经济发达但国土狭小、资源不足的国家,也同美国、苏联有别,前一类国家海运担负对外联系和国内沿海运输的繁重任务,陆路交通则主要由汽车公路承担。后一类国家铁路和河湖水运在货运方面仍居统治地位,但汽车和管道运输相当发达。客运方面,所有发达的西方国家皆已转向长距离靠空运,中短距离靠汽车。近年来发展起来的高速铁路,对中距离旅客运输有巨大竞争能力。我国领域广袤,但经济相对落后,矿产资源多蕴藏在内陆山区,大城市多分布在沿海和平原,主要河川同总的货流方向也不一致。客运方面,由于汽车公路和航空线的限制,仍集中于铁路。因此,如何充分利用水运,扩大汽车、航空旅客运输,仍是当前重要任务。
(二)组成全国运输网的线路功能类型
为了说明运输网同国民经济和生产力地域组合的关系,可将组成全国综合运输网的各种交通线路,分为以下几种功能类型:
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主干线路。这是全国运输网的骨干和大动脉。属于这一类型的铁路线如:东北铁路网的滨洲线和哈大线,关内京广、津沪、宝成等纵贯线和京包、包兰、陇海、浙赣、湘赣等横贯线,以及联系东北和关内的京沈线等。水运中的长江、珠江和松花江干线航道以及沿海航线也属这一类型。主干线路把全国的主要工矿区、大城市和主要粮食和商品农产基地联系起来,把各个大经济区,省(自治区)联成一个有机的整体。列宁指出:“联系工农业的物质基础是什么呢?就是铁路运输和水路运输。”主干线路最明显地体现着这种物质基础的作用。
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开发线路(或称先锋线路)。它是主干线路向边疆地区和新开发地区的延长。这种线路对开发资源、改变原来生产力分布的不平衡性有巨大意义。同时,它们在国民经济中起先行作用也最明显。中国解放后在沿海、边区、林区和矿产地区修建的许多铁路和公路,如黎湛、蓝烟、包白等铁路,昆洛、乌克等公路,以及在大小兴安岭建成的大量森林铁路,均属此类。许多通往边疆的主干线路在全线通车以前,也起着开发线路的作用,如兰新、兰青线和南疆铁路便是。
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给养线路。这是联系主干线路和工业、农业和矿业企业或地区的分支血管。这种线路一般运出农副产品和工矿产品,运入肥料、工矿设备、粮食和日用品等给养物资。给养线路可以是铁路、公路,也可能是大河的支流或人工运河(渠道)。它所以重要,是因为许多工农业地区并不分布在主干线路上,因而就必须用短距离的专用线路将其连结起来。象北京通往大台的铁路、天津通往北大港的水上航线和上海通往金山卫的公路都属此类。一般说来,工厂和矿山在开始建设以前,就要修建铁路或公路支线,或就近利用水运作为给养线。粮食和经济作物稳产、高产地区,也应优先考虑给养线的修建问题。
(4)腹地线路。它是分布在广大农村和工矿区内部的交通线,本身往往成网状分布,象毛细血管一样贯注全国各地区。腹地线路一般是简易
公路和小河流航线,在城市工矿区有时也采用铁路和高级公路。这种线路在农村伸入最小的货物集散点和村镇等小居民点,对于物资交流和农业技术改革有直接作用。城市、工矿区的腹地线路则直接联系着厂矿和管理部门,通过它可以直接将原料或产品送货上门;同时,对职工生活也有着密切的关系。
(5)企业线路。这是为工业企业和乡镇、国营农场内部生产环节服务的交通线,它本身也是企业生产过程的组成部分。农村的田间道路、通航渠道和厂矿内部的各种道路(包括专用线)、吊车线、管道网等, 属于此种类型。它好象细胞间的淋巴管一样,和企业外部的运输系统连通起来。
以上五类线路是全国运输网的组成部分。实践中,这五类的划分也不是绝对的。有些线路往往同时起着几种线路的作用;有些线路在全国来看,可能只是给养线路或腹地线路,但从一定地区范围而言,又往往是主干线路;还有,随着线路在地区经济中作用的改变、里程的延长和装备的提高,其地位也会发生变化。
(三)综合运输网的层次和区划
全国综合运输网不仅是由全国的部门运输网组成的,也是由各个地区的综合运输网组成的。这样就出现了运输网的层次即分级问题,即在全国运输网下面,还有各级地方运输网。运输网的分级,相应就必须有分区或区划,也就是确定各级地方运输网的范围和界限。
综合运输网是生产地域综合体的一环。从运输为生产服务的观点出发,运输网的体系应该与国民经济的体系相一致。这就是说与全国独立完整的经济体系相适应的是全国以现代化工具为主的、四通八达的综合运输网。而与地方各级比较独立、情况不同的经济体系相适应的是具有不同水平和特色的地方运输网。
各级综合运输网的枢纽,基本上也同各级经济体系的中心相一致。各级综合运输网的差别主要表现为其技术装备水平的高低。全国和
大经济区级的运输网的骨干是现代化的运输工具,主要是铁路、水运干线、高级公路和航空线。省级的运输网除了现代化运输工具外,一般公路和地方航道也会占一定地位。而省内的地区综合运输网(地方交通网) 则在一个相当长的时期内,简易公路和民间运输工具还是具有重要作用的。
同级综合运输网的差别,应主要表现在技术装备的特点上,这方面, 是被地区自然和经济条件以及历史的传统所共同决定的。如淮河和长江流域一些地区,内河航运占地区运量的 70%以上,而在北方地区,水运的比重却是微不足道的。又如东北和华北地区,与其发达的工业、特别是重工业相适应的是稠密的、通过能力巨大的以铁道为主的运输网;南方各省区工业较分散,运输网的骨干则是由不太稠密的铁路和水运干线共同组成的;西北和西南等新开发地区,公路在运输网中还占有重要地位。
综合运输网的区划是一个具有重要意义的地理性问题。通过划分运输网的区域,对于因地制宜地进行交通建设、使地区运输网更好地为国民经济服务,以及对交通运输组织管理的改善都有帮助。
综合运输网区划的原则是:(1)由于综合运输网应直接为相应的经济体系(生产地域综合体)服务,因此,综合运网区的界线应同综合经济区的界线基本一致。(2)由于在综合运输网中,不同的运输方式应连结成为一个有机的整体,以便能发挥联合运输和合理分工的效能,因此, 应充分考虑运输网本身的整体性。从这个观点来看,它的界线又往往不能同相应的综合经济区完全一致。
比如说,中国东北大经济区和华北大经济区各有其区内的综合运输网。运网区的界线基本上同两个大区的界线是一致的。但是,位于内蒙古东部的滨洲铁路西段,就应是东北综合运输网的一部分,而不能将其生硬地划入华北综合运输网中。又例如,按过去的经济协作区体制,华北的综合运输网自然应包括石德铁路和卫运河航道的全部,而石德线的东部一小段是在华东区的山东境内,卫运河上游航道则分别在中南区的河南和华东区的山东境内。
在进行省级、地方综合运网区划时,上述的区界不一致的情况就更为显明。
(四)部门运输网的层次和区划
部门运输网(铁道网、水上航道网、公路网、航空网、管道网等) 是综合运输网的构成部分;同时,它们都具有各自的技术经济和布局特点。因此,在对部门运输网进行分级和区划时,既要考虑其在综合运输网中的地位,也要考虑其本身的特点。
不同的运输方式,由于在各级综合运输网中的地位不同,因而其层次亦各异。如铁路网在全国可分为三级:(1)全国铁路网;(2)地区铁路网(目前主要包括东北、关内和台湾三个铁路网);(3)地方铁路网。水上航道网可分为四级:(1)全国水运网;(2)大河流域或沿海航区水运网;(3)地方航道网;(4)河网化航道网。公路网可分为三级:(1)地区公路网(如西北和西南的公路网);(2)地方公路网;
- 农村道路网。航空网可分为二级:(1)全国航空网;(2)地方航空网。
除了各种部门的全国统一运输网外,其它各级均牵涉到区划的问题。划分部门运输网的原则是:(1)运输网与地区经济的统一性:即在空间结合上,必须使线网与生产力布局及其反映的货流与客流统一起来。如进行铁路区划时,应该考虑其主要运输物资、特别是占运量 40% 的煤炭的流量和流向情况。进行地方交通线区划时,应充分考虑物资集散的特点。(2)运输网本身技术标准的划一性:只有划一部门运输网内部的技术标准,才能使相关运输工具,如铁道中的机车、车辆、航运中的船只,在同一运网上使用和相互调剂,才能组织各种货物在运网中的直达运输。(3)运输网区域内部自然条件的可能性:在一定的技术条件和经济条件下,充分考虑此点是必要的。特别是水上航道,更是如此。河川的走向、分布和海、湖的位置等对水运网的区划往往在一定时期内有决定性影响。地质、地形和气候等自然特点对陆路交通的影响也不可忽视。如多山地区允许铁路以更大的坡度、相应地施行电气化更为有利; 在孤岛地区或地形崎岖地区采用窄轨距等等。
以中国为例,各种部门交通网的一级区划大体如下:
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铁路:分为东北铁路网、关内铁路网和台湾铁路网。未来的西北铁路网和西南铁路网在形成后,可能是相对独立的系统,但与关内铁路网有着密切联系。
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海运:分为北方沿海航区和华南航区。待台湾回归后,这种划分可能会改变。
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内河航运:分为长江航道网、珠江航道网和松花—黑龙江航道网。其它河川流域的水系目前只能列入地方航道网中。
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公路:分为西北公路网和西南公路网。随着我国西部地区铁路网的形成,这两个地区性公路网亦能转化为若干低一级的地方公路网。每一个部门运网区,都有一个或几个区的中心,即大的交通枢纽。
(五)运输网的密度问题
运输网的密度,一般指的是每一定面积上分摊的交通线长度,如每百平方公里上的铁道公里数等。如以 L 代表线路长度(公里),S 代表领土面积(百平方公里或千平方公里),则运输网密度
D = L
S
运输网的密度问题,常在地理学的描述作品中被提出。如某某地区铁道或水上航道密集、某某地区稀少等等。
影响国家或地区运输网密度的因素非常多,其中主要的有:地区经济发展水平,生产地域专门化程度,一定的自然条件(如天然河道网、地质地形条件等),人口和城市的密度和集中程度,国土的大小等等。值得提出的是,正因为影响运输网密度的地理因素极为复杂,每一个单一的因素都不是决定性的。自然条件并不具有决定性是明显的。例如多山的瑞士,其铁路网的密度反而居世界的前列。经济的发展水平也是如此。如美国的铁路网密度低于比利时 8 倍,并不能得出美国经济水平低于比利时的结论;相反,美国却是世界上铁路最长的国家。这方面,两个国家面积的差异是一个必须估计的因素。同样,印度的铁路密度相当于中国 3 倍半,但我国的经济水平却已超过印度。这是因为在这一比较中,忽略了两个国家对铁路利用的程度、水运的比重以及国土面积大小等因素。
因此,线路网的密度,并不能完全反映交通运输对国家或地区的保证程度,更不能用交通线的密度来解释国家或地区经济的发展程度。另外,在社会主义的计划、规划工作中,运输网的密度也不是一个重要的指标。
但是,在社会制度相同、自然条件差别不大、领土面积也允许类比的条件下,国家和地区之间的运输网密度的对比还是反映一定问题的。比如,比较各资本主义国家的铁路网密度,在一定程度上可以说明其经济和交通运输的发展水平。
为了使运输网密度更较为反映实际情况,有的学者提出在计算运输网密度时,同时考虑一定人口数量与交通线长度的关系。如以 P 代表人口地区数量(千人或万人),于是运输网的密度
D = =
由于公式中的两项的单位不同,因此,在计算运输网密度时不采用算术平均值,而采用几何平均值。
也有人提出在计算运输网密度时,应考虑到线路的利用程度,即货运负担。如以 t 代表国家或地区的货运总量(吨数),于是
L
D = =
显然,后两个改良的计算运输网密度的公式,也都不是完善的。因为按人口或货运量分摊的交通线长度,本身也都不能绝对说明运输网的地域保证程度。另外,由于使两个或三个不同性质的密度在一起平均, 本身也存在着问题。因而,后两种计算线网密度的方法目前更很少用到。在实践中运用上述诸交通网密度的公式时,必须辅以具体条件的分析。
四、交通运输系统的运输能力
所谓系统,一般是指由两个以上的相互作用和相互依赖的部件(或单元)结合成的并具有特定功能的有机整体。一般一个系统本身不是它所从属的一个更大系统的组成部分。对于任何一个系统都有四个特性, 即:系统的集合性,系统的相关性,系统的复杂性,系统的目标性。
对于交通运输来说,从理论与实践上都表现为一个庞大而复杂的大系统。这个大系统是由以国民经济发展所提出的运输任务为总目标,由铁路、水运、公路、航空、管道等五种现代运输方式并联的分系统所构成。各个并联分系统都是根据运输大系统要求出发,在运输设备、布局和组织上做到干线与支线相协调,长途运输与短途运输相适应,各种运输方式都得到全面发展。也可以说,交通运输系统的形成是以交通运输网为基础,而交通运输网的发展又以全系统和各并联分系统所形成的运输能力为目标。
(一)通过能力、输送能力和综合运输能力
为了完成国家规定的运输任务,铁路、水运、公路汽车、航空和管道等运输方式必须具有相适应(包括必要的储备)的运输能力。各种运输方式的运输能力基本上概括为四种能力,即:(1)固定设备的通过能力:它是指在采用一定类型的运输工具(如机车车辆、船舶、汽车、飞机等)和运输组织方法的条件下,一个交通区段或一条交通线(包括航道、航线等)在一定时间内(如一昼夜或一年)所能通过的列车对数(或单方向的列数)、船舶、汽车和飞机的数量;(2)活动设备的输送能力: 它是指在一定的固定设备和运输(车、船、飞机)组织方法的条件下, 由一定类型的机车、车辆、船舶、汽车、飞机等所决定的,在单位时间内能实现的满载的列车、船舶、汽车、飞机数和货物吨数;(3)输送能力:它是指在一定的固定设备和活动设备的条件下,通过一定运输方法, 一个区段(航道、线路、航线等)在单位时间内所能输送的最大货物吨
数,它通常是以一年内所能通过的百万吨数计算;(4)系统综合运输能力:它是指一条铁路线(公路线)、航道、航线的相关设备(包括固定设备与活动设备)的技术标准和能力规模相互协调,实现最优组合,并通过科学的运输组织方法,按照该系统所应具有的整体性,形成的一个最大的输送能力。只有形成各种运输方式的系统综合运输能力,才能发挥其最大的经济效益,因此,在做好交通运输布局的基础上,加速形成各种运输方式的系统综合运输能力是一项重要任务。
各种运输方式运输能力的主导环节或限制环节,往往是不同的。例如,港口码头岸线吞吐能力和港口后方集疏运输能力,常常成为水上运输的限制环节,而航道通过能力较少受限;对于铁路来说,线路区段的通过能力却常常影响整个铁路线路的运输能力;机车车辆、船舶、汽车、飞机的输送能力一般可以灵活调整,比较容易解决。
- 铁路的运输能力
- 铁路固定设备的通过能力,其中包括:
区间通过能力。就是在保证行车安全的条件下,每昼夜可能通过区间的列车对数(或一个方向的列车数)。铁路的区间通过能力,一般以平行运行图(在同一区间内,同一方向列车的运行速度相同,因而运行线相互平行称为平行运行图)通过能力 N 表示。计算各种类型平行运行图的区间通过能力时,首先必须确定一昼夜(1,440 分钟)内在该区间可铺划多少个运行图周期,然后再乘以该类型运行图周期内所包含的列车对数或列数。用公式一般表示为:
N 平行最大
= 1440K周 (对或列) T周
式中:N 平行最大——平行运行图最大的区间通过能力;
K 周——一个运行图周期中所包含的列车对数或列数;
T 周——运行图周期,在非自动闭塞区间是由列车区间纯运行时分、起停车附加时分以及车站间隔时间所组成, 在自动闭塞区段为追踪列车间隔时间。
车站通过能力。在一般情况下,车站通过能力是由到发线和咽喉道岔这两个因素决定的,两者不一致时,应按其中最受限制的能力来确定。
对办理客货运输业务的车站,应包括车站的客货运设备能力。对于旅客运输来说,主要有客车到发线、站台、客车库整备以及旅客候车室等设备能力;对于办理货物运输业务的车站,其货运设备能力主要包括货物线、仓库、货场、装卸机械等项设备的能力,其能力表示为每昼夜装卸车数。
机务段设备的通过能力。主要是机车检修台位和整备台位的通过能力,例如一定期间能够轮修(或洗修)多少台机车、架修多少台机车, 整备多少台机车等等。
以上各项固定设备的通过能力,要求以区间通过能力为目标进行相互协调,才能充分发挥作用。因此必须经常注意加强薄弱环节,使之适应于国民经济的运输需要。
- 铁路活动设备的输送能力,其中包括:
机车输送能力:是指每台机车在一昼夜内能够实现的列车对数。
车辆输送能力:是指一定数量的运用货车在一昼夜内能够实现的装车数。
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铁路的输送能力,是指在一条铁路(单线或复线)的一定的固定设备、活动设备条件下,通过一定的行车组织方法,一个铁路区段(或方向),在单位时间内所能通过的最大货物吨数。它通常是以一年内所能通过的百万吨计算。
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铁路系统综合运输能力,是指组成一条铁路的固定设备(包括线路与桥隧、车站与枢纽、机车车辆整备与检修设备、客货运输设备、通信联锁与闭塞设备、供电与给水设备等)、活动设备(主要为机车车辆、装卸机械等)相互协调,能力适应,实现最优组合,并通过科学的运输组织,形成的最大输送能力。
- 水运的运输能力
水运的通过能力一般是指港口的通过能力,就是港口在一定时期内
(年、月、日)所能装卸船舶的最大货物吨数,其中包括:码头、锚泊地、浮筒和库场的通过能力。
根据港口的通过能力,船舶运输工具,通过特定的航班运输组织, 在一定时期内(年、月、日)所能完成的最大货物输送量,则称为港口的输送能力。
港口的系统综合运输能力主要是指构成港口能力的各项设备,包括码头前沿、库场设备、装卸机械设备以及港口集疏运系统能力等相互协调、适应,并实现最优组合,通过科学的运输组织所形成的港口最大的吞吐能力。
- 公路汽车的运输能力
公路的通行能力就是指可以疏通道路上某一地点交通的能力,以单位时间通过交通量的汽车辆数表示。计算通行能力时,首先在毫不妨碍交通的理想的道路上,假定只有由相同性能、相同技术数据的客车组成理想交通流的行驶,从这时的最小车头间隔,算出作为基础的通行能力, 这种理想状态的通行能力叫做基本通行能力;而实际的各种道路的通行能力,要从基本通行能力考虑该道路的条件与交通状态进行计算,叫做可能通行能力。基本通行能力是表示道路条件、交通条件均为理想状态时的最大交通量,而可能通行能力则表示在现实的交通条件、交通状态之下,每小时能通过道路某一地点的最大交通量。可能通行能力是表示道路、交通各个条件下的通行能力,所以在求可能通行能力时就必须先明确各个道路的条件与交通状态。
公路汽车根据道路的通行能力,即每小时能通过道路某一地点的最大的用车数表示的交通量,乘以每辆汽车的标记装载量,得出道路的每小时或月、年的输送能力,其单位为每小时或月、年的吨数。
公路汽车的系统综合运输能力,是指组成一条公路的相关设备,包括线路与桥隧、车站及客货运设备、车辆及其检修设备的规模适应,有机联系,能力协调,实现最优组合,通过科学的运输组织,按照作为系统所应具有的整体性,形成的具有特定规模的输送能力。
- 航空的运输能力
航空运输能力主要是指飞机场和航空港的规模,和每昼夜可能承担的起飞和着陆的飞机数。飞机场是指用于起落飞机和为飞机服务而专门
修筑的地面区域,它包括飞行场、接近地带和服务区域。而航空港是指位于航空线上并且为了保证航空运输和运输飞机的经常飞行而修筑的飞机场。航空运输的系统综合运输能力,就是指组成航空运输系统的运输工具(各种类型、大小的飞机)、航空港(包括飞机场)以及地面上的航空设备等其能力规模相互协调适应,通过科学的运输组织,按照作为系统所应具有的整体性而形成的具有特定规模的输送能力。
- 管道的运输能力
管道运输的输送能力是指一年中管道输送液体(或气体)的数量, 其能力是由输油(气)管的直径大小、泵站能力以及管路的摩阻损失等特性来确定。其系统综合运输能力,是指组成管道运输系统的输油管线、输油站(泵站)等相关设备其能力规模相互协调适应,按照系统所应具有的整体性,形成的具有特定规模的输送能力。
在上述各种运输方式的交通线网形成各自的系统综合运输能力的基础上,通过各种运输方式的综合利用、全面发展和相互协调,按照运输大系统的整体性而形成运输大系统的最大的输送能力,即构成运输大系统的综合运输能力。只有在不断地提高各种运输方式系统综合运输能力的基础上,逐步形成一个国家或一个地区的运输大系统的综合运输能力,才能最大限度的提高交通运输布局的经济效益,促进交通运输布局的更加合理发展。
(二)交通运输大系统的综合运输能力
铁路、水运、公路、航空和管道等五种现代化交通运输方式共同组成我国的交通运输大系统,担负着国民经济发展的运输任务。交通运输系统要适应国民经济发展,不仅要在发展的规模、结构、速度以及在空间地域分布上相适应,同时,更要在系统综合运输能力上协调,形成适应国民经济发展和地区经济开发需要的系统综合运输能力。
我国交通运输大系统综合运输能力的形成包括两方面的要求: 1.干支线综合运输能力的形成
在交通运输系统中,各种运输方式都有其具体的技术经济特征,担负着不同的运输任务,其中包括:干线运输、支线运输、长途运输(跨区域)、短途运输。要使交通运输网畅通,担负起国家和地区的旅客、货物运输任务,则必须形成全系统的综合运输能力,既要有符合国家需要的担负干线和长途运输任务的铁路、沿海和内河水运干线的运输能力,同时还必须有相应的担负支线、短途运输任务的公路、内河航运的能力。否则,如果只有交通运输网的骨架——干线,而无联系中小城市、厂矿企业和广大农村的短途运输网,则必然造成枢纽、车站和港口的堵塞,客流、货流的中断,必然要影响国民经济的发展和人民的交往旅行。要形成一国或一个区域交通运输系统的综合运输能力应包括以下内容:
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要建成一个全国交通运输网的主干,这个运输网是以铁路、水运干线为主体的。它联接国家大中城市和主要海港、河港和工业基地, 构成全国运输网的基础,形成相互协调的干线系统综合运输能力。
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要建成与全国交通运输网主干相衔接的、伸入到全国中小城市、地区工矿企业和广大农村的支线和短途运输网(包括地方铁路、公
路、内河航道等),并要形成与干线集散货物相适应的系统综合运输能力,保证短途运输的畅通。
- 一个经济区或一个省区,为适应区域经济的发展,应在全国交通运输网构架的基础上,结合各经济区或省区的经济、自然条件,逐步地建立起本区地方交通运输网,形成符合地区经济发展所需要的、各种运输方式相结合的各具特点的地方交通网。它既要完成本区的运输任务,同时,它又是全国交通运输网的组成部分。
综上所述,一个国家或地区只有建立起完整的、干支相联、水陆相接、联系各地的四通八达的交通运输网,并形成全系统的综合运输能力, 才能适应国民经济发展和人民旅行的需要,提高交通运输的经济效益。
2.各种运输方式综合运输能力的形成
组成全国交通运输系统的各种运输方式,都应该形成各自的综合运输能力,并在此基础上,进一步形成全国交通运输的系统综合运输能力。
以铁路运输为例,提高每一条铁路线系统综合运输能力,应包括以下内容:
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进行科学的客货运量预测,明确既有铁路线近期、中期、远期所需要的输送能力,确定其系统综合运输能力分阶段发展的规模。
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既有铁路线系统综合运输能力方案的确定,要通过系统分析, 妥善处理好该线与地区运输大系统间的关系,安排好该线与路网上相关铁路线的合理分工与协调。
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根据计算期间既有铁路线系统综合运输能力的分阶段发展规模,通过调查研究,摸清其系统综合运输能力的现状,对组成系统综合运输能力的各项设备能力和运输组织工作,进行系统分析,找出各相关设备在该系统整体上存在的问题。
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根据既有铁路线相关设备整体上存在的问题,以及国家要求该线应具有的系统综合运输能力,编制技术设备改造方案。通过投资效益, 措施期限,运输条件与服务水平等方面的技术经济论证,选定最优方案与分阶段过渡措施。根据系统综合运输能力的最终目标,对相关设备分期进行加强,保证各相关设备能力互相协调,同步发展,加速系统综合运输能力的形成。
在安排一条既有铁路系统综合运输能力的改造与加强时,还需要解决好以下四个问题:
第一,“点”系统能力。在改造既有线时,应根据计算期要求的运能,对“点”系统的能力进行协调,以便于该铁路线形成最佳的系统综合运输能力。“点”系统的能力,包括枢纽内个别设备、技术站、机务段、客运、货运、供电等项设备的能力。
“点”系统能力的协调是以计算期确定的运量为目标,对该“点” 上各项设备的能力进行综合平衡,使其相互适应,同步建设。在协调时应使“点”上各项设备的能力保持一定的关系,不能一刀齐。对某些牵涉面广,对提高能力具有关键性的设备可一次建成,允许其能力留有富余,以利发展,对某些上马容易而改建时对运营影响不大的设备,其能力只要能满足当前运量的要求即可,以节省投资。
“点”系统能力的协调因地而异,在非铁路枢纽处的区段站,应以该区段站为中心,对该站范围内的各项设备进行协调,以得出该“点”
的系统综合运输能力。在铁路枢纽内,能力的协调可分两步走:第一步以编组站为中心,对编组站各子系统(解体、编组、出发)的能力进行综合,得出该站的综合能力。枢纽内有两个以上编组站时,在分别按站综合以后,还应按衔接方向将其办理的列车数进行汇总;第二步对枢纽内各有关设备的能力进行综合,得出该枢纽的最佳综合能力。
“点”上客运设备能力的协调,可按与客运作业有关的设备(如枢纽内客运站、机务设备、客车整备设备等)单独进行综合平衡。
“点”上货运设备能力的协调,可按与货运作业有关的设备(如场库货位、装卸搬运设备等)单独进行综合平衡,并以每昼夜发送和到达吨数来表示。
“点”系统综合运输能力,应按一昼夜接发该点衔接各方向的客货列车数来表示。
加强“点”系统综合运输能力的主要途径可以有下列几个方面:
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车站通过能力和改编能力方面:增铺到发线,采用新型电气集中、疏解咽喉进站线路,采用现代化设备装备驼峰,在峰尾修建子场或箭翎线,调车机车内燃化等。
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机务能力方面:采用长交路,轮乘制,实行专业化修理和集中修理方法,延长机车定检公里,制定合理的整备检修作业流程。
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客货运设备能力方面:增设客车到发线和整备线,扩大客车编组,实行客车车底套跑,货场专业化,发展专用机械化装卸设备,发展集装箱和托盘运输等。
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枢纽能力方面:修建环线和联络线,修建第三正线或线路所, 修建直径线等。
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给水供电能力方面:根据蒸汽机车牵引需要安排好给水点的布局和能力,对电力牵引则应根据供电需要扩建和增建中间牵引变电所, 增设串并联补偿设备等。
上述各种加强措施,应根据当地的现有设备、客货流性质、城市规划等情况,因地制宜予以选用。并应进行多方案比选,以节约投资。
第二,“线”系统能力。铁路“线”系统能力包括线路区间、牵引动力、大型桥梁、受控制地段的隧道等项设备的能力。“线”系统能力应以计算期运量为依据,以区间能力为中心,并应按区段和方向进行协调。“线”系统的能力应以每昼夜平行运行图开行的列车对数来表示。铁路“线”系统能力的加强应当以路网规划的客、货运量为基础,
充分考虑现有设备条件、自然条件、能源及改造前后对环境的影响、工程投资、改造后的运营条件、运营费用等因素,结合既有线在路网上和所在地区的地位与作用以及该线最终是否发展成为复线等,合理确定既有铁路线改造的技术标准、分阶段改造方案及分期施工计划。
确定改造方案时,除应满足对客货运量的基本要求,并使“线”系统能力与铁路其他各系统能力互相协调、同步发展之外,要考虑国防要求和对货主、旅客全面服务的要求。
在超限坡较集中的地段,可以采用补机、双机或多机牵引,也可以在全区段采用大型机车甚至改变牵引类型,以提高列车重量和速度。特别在地形地质条件复杂、限坡较陡、落坡困难的既有铁路线上,应优先考虑牵引动力的改造措施。采用这些措施时,要引起一系列的配套工程,
如交路和乘务制度改革;检修、整备、转向等设备的改建与扩建;必要时机务段设置地点也要重新安排;到发线等有效长度要相应延长;轴重和速度提高应相应改善桥涵及隧道等级;采用电力牵引时,要相应改造桥隧及其他建筑物,以满足建筑限界的要求。
信集闭设备是投资少、见效快的提高线系统通过能力,保证安全的重要技术措施。各种闭塞方式都有规定的通过能力,应当根据各运营阶段各区段线系统通过能力的要求,比较确定。
在边远地区职工生活条件较困难的单线区段,可采用调度集中;单线区段能力接近饱和并有继续增长趋势,而修建复线还为时过早,地方作业量不大的区段可采用双线插入段与调度集中相结合的方案。
对地方作业量较大,最终要发展成复线的既有铁路线,不应采用调度集中作为提高区间能力的过渡措施。
双线插入段可以在能力受限制的区间延长站线以缩短运行图周期, 或者同时向车站两端延长站线以提高通过能力,也可以在全区段铺设均匀的双线插入段,以便组织不停车会车。当在个别区间铺设双线插入段后只余两、三公里的单线区间时,则可以在全区间拉通第二正线,即成为局部复线。
有少量陡于限制坡度的地段,可以采用削减超限坡的措施,有充分根据时也可修建绕线或长隧道等措施以达到落坡提高牵引重量的目的。既有线改造有充分根据时,也可采用动能闯坡,保留个别超限坡地段。在一个牵引区段内各区段运转时分显著不平衡的旧线上,增设中间
站和线路所,可以缓和限制区间能力的紧张状况。但设站过密会产生旅速下降、司机超劳、运营费增加等缺点。且设站并办理客货运业务后, 即使将来既有线发展为复线,也不易撤销,所以应慎重考虑。
在采取技术措施提高线系统通过能力时,还应注意选择适当时机, 不能等到能力利用达到饱和时才进行施工。应当按规定留存一定的储备能力。
第三,“点”、“线”系统能力协调。铁路运输过程的突出特点是“线长点多”,因此在既有线的技术改造中应特别注意点、线系统能力的协调问题,必须将“点”系统的能力和“线”系统的能力进行综合平衡,便二者保持一定的比例关系,互相适应,同步发展,既不使点系统的能力过小而限制了线系统能力的利用,也不致使点系统的能力过大而形成浪费,以充分发挥国家的投资效益。
“点”、“线”系统能力的协调,应以设计计算期内的运量为既定目标,认真分析客、货流的规律,摸清“点”、“线”上各项设备的现有能力,找出薄弱环节,制定出改造措施,使二者满足计算期运量的要求。
“点”、“线”系统能力的协调,关键在枢纽、编组站的能力与区间能力的协调。我国铁路建设中一直存在着重“线”能力轻“点”能力的弊病,使得许多营业线区间能力的发挥受枢纽、编组站能力的限制, 因此,在既有线的改造中,应把增强枢纽、编组站的能力放在首位,并应使各设计计算期内枢纽、编组站特别是路网性编组站的能力稍大于区间的能力。以保证区间畅通无阻,并适应区间能力大幅度增长的要求。为了满足运输不均衡性的要求,无论是“点”还是“线”的能力都
必须要有一定的贮备,不能满打满算。为了充分保证车站不间断车的可靠性,对区间起“蓄洪”调节作用,点能力的贮备应不少于线能力的贮备,以便不延误列车进站,使整个运输取得主动。
在“点”、“线”系统能力协调时,区间能力按一昼夜各区段平行运行图能铺画的最大列车对数,点上能力按一昼夜接发衔接区段平行运行图最大的列车对数进行综合平衡,但“点”、“线”系统都必须扣除规定的贮备能力。
第四,网系统能力协调。任何一条铁路都是全国交通运输大系统和全国铁路网的组成部分。为此,提高每一条铁路线的系统综合运输能力还要进行路网系统分析。通过全面研究安排好每条铁路线与其相联接和相关铁路线能力间的协调,从而形成全路网的系统综合运输能力。
每一条铁路都是路网的组成部分,从路网上看,每一条铁路的功能基本上为两方面:首先是完成路网上相关铁路线间的客货运输任务,保证路网上客流、货流和车流的畅通;其次要满足线路经由和服务地区的客货运输需要。为此,要通过路网系统分析,在保证路网上客流、货流、车流畅通的前提下,选定每一条铁路线的主要技术标准,即:线路最小曲线半径、限制坡道、车站股道有效长、牵引动力机车类型与牵引定数、通信信号等项设备的技术标准以及技术站在路网上的分布。
进行一条铁路线的路网系统分析,具体步骤首先是通过分析明确每条铁路线的路网上的功能和性质:主干线路、开发线路、给养线路、腹地线路或企业线路。
其次,从客流、货流、车流上分析该线与其相关的接头线、连接线以及近中期计划修建的相关新线间的关系,根据运输能力的协调要求, 做好该线与路网相关铁路线间的技术标准上的协调,经济合理地确定该线的主要技术标准。
再次,对于联接大型海港、河港的担负疏港任务的铁路线的修建与改造,应该与其相关的港口的建设进行总体规划,把铁路线与港口的集疏运系统同步建设协调发展,形成铁路线与港口的综合运输能力。
最后,要把准备修建与改造的铁路线与地区其他运输方式发展结合起来,做到合理分工,协调发展。
就水运来看,要形成其系统的综合运输能力,同样要解决上面所谈到的铁路系统综合运输能力中的“点”、“线”、“点”“线”结合以及网络问题。结合水运的特点,则提高港口的系统综合运输能力尤其重要,主要包括以下几方面:
首先是港口的通过能力,它是港口最重要的营运性能指标之一,反映着港口在一定生产组织下,在一定时期内(年、季、月、日)利用其劳力、设备所能装卸货物的最大数量。港口一定时期的货物吞吐任务与通过能力相适应,则是完成货物吞吐量的前提。如果港口通过能力不足, 则吞吐任务就难完成。港口吞吐能力是由担负各货种流向的泊位通过能力之和所构成的,而一个泊位或几个同类型的泊位的通过能力,是由岸线通过能力、库场通过能力、车辆装卸通过能力、后方机械通过能力以及装卸能力相互协调而形成的。其中一个环节(如岸线)通过能力不足, 则其他环节的通过能力也不能充分发挥,也就限制了泊位通过能力。同样,如果库场通过能力不足,也将限制其他环节通过能力的发挥。所以,
各环节之间是互相制约、不可分割的一个系统。
泊位愈多,港口能同时进行装卸货物的船舶艘数也愈多,这是减少船舶停泊时间的前提。在新港口的建设上,应采取大、中、小相结合的原则。同时,新建泊位要有足够大的库场,要有多种集疏运渠道。在具体建设中要考虑优先安排专用泊位,以适应运输需要。同时还要在货源组织和集疏运安排统筹规划的基础上,大力增建集装箱泊位,以适应国内外集装箱运输的发展。要重视中、小泊位的建设,使码头、泊位适应水运发展的需要。
其次,加强港口集疏运系统,提高港口集疏运能力,以适应港口通过能力的要求。
港口货物主要通过铁路、水运、公路和原油管道进行集疏运输。港口的通过能力要有相应的集疏运能力才能形成港口系统的综合运输能力。加强港口集疏运系统的建设是提高港口综合运输能力的重要措施。中国沿海港口分为两大类:一类是河口港,如上海、黄埔和天津等
港;另一类是海湾港,如大连、秦皇岛、青岛、连云港,湛江等港。河口港可以充分利用运输能力大、成本低的内河水运集疏大宗物资,便于组织河海直达运输。对这类港口应该加强水运集疏能力的建设。对海湾港则主要靠铁路、公路进行集疏,其中铁路运输更是集疏的重要方式。要形成港口系统的综合运输能力,就必须加强港口集疏运能力的建
设,为此,要把港口通过能力的建设发展与该港的集疏运能力结合起来, 统一考虑全面安排,避免在建设发展中相互脱节,互不适应,造成某些能力的积压和浪费。港口通过能力和该港集疏运能力的施工建设,要根据港口预期达到的系统综合运输能力的规模,进行协调安排,同步建设, 达到港口建成就能形成其系统综合运输能力。
在港口通过能力与港口集疏运能力的平衡上,港口集疏运能力规模应稍大于港口通过能力。其原因主要由于港口集疏运系统的建设涉及的部门多,建设周期长,一经建成再行改建、扩建难度较大。
此外,还要充分合理地利用各种运输方式,提高集疏运能力,促进港口发展。为此要提高港口后方铁路的能力;提高公路的输运能力;充分利用水运,扩大水上过驳作业。
就公路、航空、管道来看,同样要注意形成各自系统的综合运输能力。公路系统综合运输能力要重点解决好道路网规模、标准,要与汽车运输相适应;航空运输系统综合运输能力要解决好航空港的建设、布局, 要与航线的开辟、使用飞机的类型相互协调;管道运输要安排好管线建设与泵站系统的协调。
第三章 货流规划的理论和方法
前已述及,货流是一个有重量、距离和方向的向量。作为经济点间、沿交通线定向移动的货物,货流成为交通运输地理学的重要内容。货流的合理化即合理运输,是一个重大国民经济问题,一向为计划制订者、运输经济工作者和经济地理工作者所重视。但是,长时期来,对合理运输的研究只局限于定性的经济论述,无法在复杂的全局问题上得出定量结论。从五十年代末到六十年代初起,在数学工作者参与下,国内外经济和地理学界开始在这项研究中引入线性规划方法,初步解决了货流全局最优的问题。本章将先介绍合理运输的一般理论,再回顾货流规划的早期方法,然后重点对货流规划的线性规划方法进行较深入探讨。
一、合理运输基础
运输过程是生产过程在流通中的延续。因此,社会产品的价值,即由其生产价值和运输所追加的价值共同构成。马克思指出:“在其他条件不变的情况下,由运输追加到商品中去的绝对价值量,和运输业的生产力成反比,和运输的距离成正比。”①这样,在一定生产力水平下,运输过程追加的价值愈小,产品的劳动生产率(一定劳动创造的使用价值) 就愈高。所以,提高社会劳动生产率,从交通运输而言,除了改进交通运输业本身的技术装备和经营方法外,实现产品的合理运输,即使运输联系或货流的地理布局合理化,从而使运费或运动减少到最低限度,具有重大意义。
在社会主义计划经济下,国民经济各部门和各环节是相互协调发展的,这就为运输的合理化打下了客观基础。然而,把这种可能性变为现实性,还要我们根据社会主义的经济规律和现实生活情况,进行货流的合理组织与规划。在这方面,首先就要消除一切形式的不合理运输。
合理运输的直接效果是节省运力、减少运费。周恩来同志早在 1954 年第一届全国人民代表大会第一次会议上的政府工作报告中指出:“合理发挥水运对陆运的配合作用,并逐步消灭过远、过短、对流和其他不合理的浪费的运输,不但可以节省整个运输力,而且可以大大减少运输费用。”除此之外,合理运输还可以促进生产部门和中转机构布局的进一步合理化,充分利用各种交通工具,大大节约货物的运输时间。
(一)不合理运输的类型及其特点
合理运输与不合理运输是同一货流布局问题的两个对立方面,合理运输是基于不合理运输的存在而提出的。
凡是增加运输工作量或运输费用而对国民经济无益甚至有害的运输,或者是完成同一任务,但有运输工作量更小,运输费用更低的运输可以代替的运输,都叫不合理运输。可见,有了不合理运输,就意味着使国民经济花在同一产量或消费量上的运输劳动消耗,比社会必要的消
① 马克思:《资本论》,第 2 卷,第 169 页。人民出版社,1975 年。
耗更多。
那么,不合理运输有哪些表现形式?它们的经济影响如何?怎样才能避免各种不合理运输的危害呢?
- 过远运输
从产生的根源来看,过远运输不外两类,一类是由于产销计划和运输计划不当,人为造成了物资调拨不合理,从而引起货物运行距离的加长。这种过远运输同生产力布局的现状无关。在国民经济中,通过计划与规划工作的改善,应当、也完全可以禁止这种过远运输。另一类过远运输是生产力布局所造成的,又有两种不同情况。一种是不宜作远距离调运的物资,如劣质煤、一般建筑材料、副食品等。因缺乏地方性基地, 而由远地运来。在城市和工业区的地方工业和郊区农业发展起来后,问题就可解决。另一种是可以作较长距离运输的物资,但通过生产力布局的改善,可使运距大为缩短。如海南岛的富铁矿,相当一部分供应华北、东北钢铁企业,在北方铁矿大量发现、海南建成钢铁基地后,矿石运输距离可大为缩短。
在谈到过远运输时,必须同远程运输区别开来。远程运输系指运距较长的运输。在生产力和交通网布局合理的条件下,或自然资源分布局限的条件下,某些物资的较远,甚至极远的调运都是必须与合理的,不能笼统称之谓过远运输。反之,运距虽并不太长的运输,但属舍近求远的情况,也应算作过远运输。
过远运输的最大特点是增加运距,从而使运输工作量大为增加,如我国第一个五年计划中,铁路货运中为数 4%的过远运输,就占了全部周转量的 20%。从增加运距这点来看,其它的不合理运输实质上也可算作过远运输,但它们的产生原因和表现形式各有不同。
- 相向运输
相向运输也叫对流运输。指的是同种货物从不同的发送点同时或先后作面对面的运送,并且彼此重复对方旅程的全部或一部。两种使用价值相同,彼此可以代换的货物,如食用花生油和豆油,其相向运输在一般情况下也应该认为是不合理的。相向运输是最明显的不合理运输,是对运力的纯浪费。当相向运输存在时,货物在运输过程中多走行的吨公里,即国民经济对运输消耗的额外支出,为对流区段长度的 2 倍乘以较小一端的运量。
假设在一条交通线上,有 A、B 两个货物发点,C、D 两个货物收点, 它们的位置、收发量以及相互距离如图 6 所示(图中发点以○表示,收点以×表示,箭头表示货流方向)。
图 6
从图上的货流来看,显然 BC 段存在着相向运输。在相向运输条件下, 其周转量为:
A→D 100×100=10,000 吨公里B→C 50×20=1,000 吨公里
────────────────合 计 11,000 吨公里
而在合理运输条件下,周转量为:
A→C 50×40=2,000 吨公里A→D 50×100=5,000 吨公里B→D 50×40=2,000 吨公里
合 计 9,000 吨公里
浪费运力为:11,000-9,000=2,000 吨公里或:2×20×50=2,000 吨公里
由上例可见,规划货流时必需有全局观点,决不能以个别收发点的距离为转移,否则即易形成相向运输。这种个别收发点之间的联系在一定条件下舍近求远,而使局部货流符合总的货流方向的运输方式,在中国称之谓“接力运输”,它是消除相向运输的好办法。东北各煤炭基地调往华东的煤炭,1958 年实行了接力运输,曾使 60 万吨煤炭的平均运距由 684 公里降至 404 公里。①
在同一交通线上发生的相向运输称为明显的相向运输,它易于被识别出来。如果相向运输发生在走向大致平行、距离不远的线路上,则称为隐蔽的相向运输,在作城市和区域布局规划的客货流分析时,必须予以注意。
- 迂回运输
在货物发点与收点之间有两条以上的同类交通线可以采用时,未能利用最短径路的运输,称为迂回运输。
在交通网发达,特别是拥有环状交通线时,迂回运输最容易出现。在环状线路条件下,货物调运的重要原则是:收点和发点间的货物走行公里数,不应超过整个环状线路总长度的一半,即必须小于或等于环形圈长的二分之一。根据上述原则,在规划货流时,可以编出环状交通线最短径路图。图中可标明货物自某一站至各站的最短径路。
如图 7 规定了天津站至环状铁路线上各站的运输最短径路,按逆时针方向其界限为土贤庄站,按顺时针方向为良村站。在线网构成复杂的情况下,则须要用线性规划的方法来确定合理的货物调运。
图 7 环线最短径路示意图
- 重复运输
就是货物由发点运达收点之前,经过了不必要的中转站的装卸转运,使本可直达的货流经过不必要的周折。重复运输是供销环节安排欠妥引起的,往往货物在流转中,先由产地运到中转站的货栈,然后再分运至销地。在城市和区域布局规划中,调查与决定中转货栈的布局,对于避免重复运输有巨大意义。
如果货栈布局恰当,即位于发点与收点之间的必经交通线上重复运输并不引起多余的走行公里,只造成多余的装卸和保管环节,从而增加支出。此外,还可能延误运输时间和增加交通枢纽的工作量。如果中转货栈的布局欠妥,即不符合上述条件,则重复运输除造成多余的装卸、保管环节外,还引起货物在不同时期,在同一线路上的相向运输,或收发点之间的迂回运输。如图 8 所示:在新疆,百货品由口内调往阿勒泰及南疆地区,解放初期以乌鲁木齐为中转站,向北造成迂回运输,向南
① 目前东北南部煤炭,已有少量由华北供应,但区内煤炭的主要流向仍为自北而南。
造成相向运输。后来在哈密和吐鲁番分别设立中转站,解决了这一问题。
图 8 建国初期新疆百货流向示意图
- 能利用轻载方向,但却在重载方向办理的运输
充分利用车船的轻载或回空方向,可以大大降低运载成本,充分利用运力。反之,则其效果亦反。如图 9:
图 9
A→C 为重载方向,周转量为 200×200=40,000 吨公里C→A 为轻载方向,周转量为 100×200=20,000 吨公里此时,AC 段的回运系数
20,000 1
Kv = 40,000 = 2
今如 B 点须物资 50 吨,该物资 A、C 二地均能生产,于是,有以下二种调运情况:
以 A 供 B:
以 C 供 B:
K = 100×200 = 4 / 9<1 / 2
v 200×200 + 50×100
100×200 + 50×100
Kv =
200×200
= 5 / 8>1 / 2
由于回运系数愈高,则对轻载方向车船利用愈充分,故前者是不合理运输,后者是合理运输。根据这个道理而进行的两个生产基地间原料和成品间的互换(如德、法的萨尔和洛林,苏联的磁山和卡拉干达等铁矿区和煤矿区均建立钢铁企业,而进行煤铁互换),称为“钟摆运输原则”。
- 未能合理使用交通工具的运输
不同的运输方式各有其优缺点,故在分配货流时,应根据使各种交通工具取长补短、相互协作、综合利用的原则,否则就会形成浪费。
在货物由发点运至收点,可以使用两种不同的交通工具时,如未能采用运费低廉的交通工具进行调运,就是不合理的。比如,过短的,在50 公里以内的铁路运输,由于货物装卸和由收发点至车站的转运费用所占比重过大。往往运费甚昂。同理,我国目前在有铁路和水运可资利用时,用汽车远距离调运货物也是不合理的。还有,把时间性不强的大宗笨重货物由水运转移到其它运输方式上,也是一种浪费运力现象。
在货物由发点运至收点,可以选择不同的联运线路时,则具体的运费比较是十分重要的。比如武汉运大米至沈阳,运输路线有两条,如图10 所示。一条是铁路运输,全程 2,030 公里,每吨运费为 31.61 元。另一条是由武汉江海联运至大连,再转火车至沈阳,全程 2,543 公里,其每吨运费为:
汉口经上海至大连 17.35 元
大连转口费 2.42 元
大连至沈阳 9.68 元
合 计 29.45 元
故大米的调运以经江海联运为合理。当然,由于不同运输方式对不同货物的运费率有不同的规定,因而在选择运输路线时,还必须考虑不同的货种。此外,有些货物还应考虑其在途时间的长短,以及运输中的损耗等,这又不是单纯比较运费所能解决的。
(二)运输合理化的经济地理因素
向一切不合理运输作斗争,是我国社会主义建设的一项重要国民经济任务。但要作到这点,必须有一定的经济地理前提,如生产力的布局、交通网的分布以及储运站的设置等,还应该具有相应的技术组织保证。
- 合理布局生产力
这是运输合理化的最基本的因素,特别对于避免过远运输和原料与成品间的相向运输,更为有效。社会主义生产力布局的核心要求,就是使生产与消费在地域上尽量结合起来,以达到由原料采掘,半制品加工, 成品制成到产品消费所消耗的运输劳动最小。因此,合理布局生产力, 本身就包含着合理运输的内容。
解放前,我国 40%以上的面粉加工能力和 50%以上的纺锭和布机集中在长江下游,造成了原料与成品的过远和相向运输,解放后,随着面粉和纺织工业在内地的原料产区和消费城镇大量兴建,上述现象已基本改变。建国以来,由于重视了北方商品粮基地的建设,“南粮北调”已开始扭转。这都是改善生产力布局促进运输合理化的明显例子。
煤炭是我国主要的大宗货流,约占铁路货运量的三分之一左右。从历史上看,东北和华北的煤田开发最早,由于生产和消费在地理上的不平衡,形成了“北煤南运”。解放后,我们在大力发展储量大、质量高、开采条件好的华北、特别是山西各煤田的同时,也探明并开发了南方的许多煤田,如两淮、平顶山、六盘水等,就近供应华东、中南和西南的需要。“北煤南运”的缓和,不仅消除了相当一部分煤炭的过远运输, 而且减轻了京广、津沪、宝成等铁路及沿海航运的压力,对我国国民经济的长远发展和整体布局,以及形成大区经济体系均有战略价值。最近一个时期,在有条件的地方推广坑口燃煤电厂,对节约大宗煤炭运输意义重大。一个中型火电厂的耗煤量每年在 50 万吨以上,大型火电厂超过
200 万吨,而装机容量为 100 万千瓦以上的特大火电厂,年耗煤量要超过
500 万吨。电厂燃用劣质煤固然是方向,但相应的煤炭运量更要增加。坑口电厂采用高压输电线路往外送电,可大大减轻铁路的运输压力。两个100 万千瓦的坑口电厂,可节约出一条干线铁路的运量,其经济价值是显而易见的。
工业布局的大分散和企业布置的小集中相结合,不仅能充分利用自然和劳动资源,而且对运输合理化有巨大意义。工业的适当分散,在农、矿原料和劳动力(包括技术力量)充裕的地区更多地建立企业,特别是中小企业,能有效地消除笨重原料、燃料和成品的长距离运输和重复运输。企业在一些城镇或工业区必要的集中和成组布置,既能保证企业在专业化基础上对资源综合利用,如在制盐基地发展海洋化工,在炼油基础上发展化学纤维、人造橡胶和化肥,机器制造业的铸件、锻压、机修
的紧凑布置等;又能使相邻企业协作化,相互利用成品或半成品作为原料,共同建设动力、零配件、机修、专用线甚至公用和生活福利设施。这样许多区际运输成为区内运输,厂外运输成为厂内运输,可以节约或消除大量不合理的运量。
- 不断改善交通网
交通线网是货流移动的渠道。因此,根据国民经济和生产力布局的要求,加强新交通线网建设,并使旧的交通网完善化(如修筑平行线、联络线、专用线等),可大大从方向上和运力上保证合理运输的实现。如太焦线和焦枝线修通后,使山西和中南增加了不绕行石家庄的联络线和京广北段的平行线,对山西煤炭大量运出,减少京广线压力均有巨大作用。此为区际交通网改善的例子。北京市修成三环路并准备开拓四环路,接通公路环以便于城市各区联系,减少市内运输压力,这又是完善城市道路系统的例子。再者,对我国来说,大力开辟内河航道,发展沿海航运,完善城乡交通网,组织各种联运路线,从而合理使用交通工具, 发挥运输潜力和减少运输费用,都是具有现实意义的。但交通网的增加必需同生产力布局和运量分布相适应。解放后,我国有四分之三的新建铁路修筑在京广线以西的内地,但沿海地区的货运量仍占 85%,这是一个教训。
- 恰当布置储运站
如何布置储运站,对于运输的合理化具有非常大的影响。储运站的性质不外两类:一类是仓库型的,即所谓中心库,其目的在于调剂货物生产或消费的季节性,其性质前已述及。仓库型的储运站要与生产或消费单位结合,不能在地理上另起炉灶,以产生多余的运输。另一类是货栈型的,即所谓中转库,除储存外,还兼有、甚至主要是集散的性能。故而,它必须根据交通线的分布和货物流向,设置在铁路、公路、航运的衔接点和物资集散地,且其规模应同中转范围及其任务大小相适应。旧城市遗留下的储运站有许多是不合理的,须逐步加以改造。有些
仓库型的储运站与生产单位或消费单位脱节。货栈型的储运站问题更多,特别是大城市的储运站过于集中,中小城市储运站过于分散,它们与城市对内和对外交通联系不畅。例如:沈阳的粮食中转库过去集中设在距城 15 公里外的苏家屯,由东北或关内运来的粮食先放在苏家屯保管,加工或销售时又大部运回市区,故无论是作为仓库或是作为货栈, 苏家屯的储运站都是不合理的。又如沧州的各类仓库和货栈分散在铁路的两侧,既形成了对整个城市功能区的干扰,又不利于铁路出线,在规划中已将储运站集中于铁路一侧,以解决这一矛盾。
城市储运站还必须按其大小和性质在城市中分别布置。为全市服务的大型仓库或货栈,其特点是货运量大,故应设在车站、码头等交通枢纽附近,为局部地区或工业企业服务的中型仓库和货栈,应根据需要分散设置于货流形成点或货运负荷中心。与城市无关的纯属中转性质的站库,应放在市外的对外交通线上。此外,为了满足特种货物的需要,如危险品仓库,应根据特殊要求处理。
- 合理规划运输路线
树立全局观点,加强产运销协作,推行物资调运合理化,是合理组织货流的关键,它牵涉到产、运、销各个部门以及不同的运输方式和环
节。
合理规划运输路线,包括在国民经济计划和区域规划基础上,规定主要物资的合理流向,制定基本流向图或标准货流图。我国解放后,有关部门已对煤炭、粮食、木材、水泥、食盐、石油等物资,编拟了基本流向图。这一工作不仅在区域规划中极为重要,而且对于城市规划的近期建设规划也是必需的。有了基本流向图,货物的运输只能依图上标明的方向来进行,而不能违背,从而一方面大大消除了各类不合理运输, 一方面也使近期甚至远景的地区或城市交通建设有了科学依据。
必须指出,在合理规划运输路线时,有关的产、运、销部门应共同研究和制订有关计划和规划,以保证其实现。同时,各部门和环节都应尽量从全局出发,采取与合理运输有关的措施:如生产或消费部门设法使季节性物资均衡发送,改善轻泡物资打包办法,推行零担货运的集装箱化,运输部门大力组织接力运输和捎脚运输,根据合理流向原则,组织“货源搬家”、“货流改道”等。
按照经济区划来组织物资调运,是我国合理运输工作中的一个重要内容。在社会主义计划经济下,对工业、商业和交通运输业的领导管理是按行政区划进行的,这是必要的。然而,产、运、销部门在进行物资调拨时,如机械按行政区调拨,就会出现一系列不合理运输,因为货流本身并不同行政区的分布一致。这就要求我们既按行政区组织经济,又按经济区调运物资。
图 11 中三个行政中心均设有批发站,如按行政区组织运输,则图上运入 a 消费点的货物出现迂回运输,至 b 点的货物出现相向运输,只有 c 点才是合理的。如改划经济区(实质上是货流区),上述不合理运输皆可消除。
(三)区域规划中货物调运的合理组织
区域规划的范围是省、省内地区、县及其组合。在确定规划区域生产力布局,特别是大型建设项目布点和规模的基础上,必须对物资的调运作出合理组织。货运调运规划的要求是:根据生产和消费的地理分布, 结合交通线的布局,力求以最少环节、最快时间、最短里程、最低费用把货物由产地运至销地。根据我国一些地方的经验,如以省区为例,货物调运合理组织规划的原则有以下几个方面:
-
外省调入的大宗物资,如煤炭、石油、食盐、粮食等,实行跨地区供应,直线调拨,尽量做到不经过中转,一次发到销地。
-
对集中生产的地方产品,如百货、纺织品、食糖等,越过中转、中间批发站等环节,由生产厂矿直接发到供应点。
-
对省内分散生产的产品,如小化肥产品、农药、农业机具、火柴等,实行就地集中或收购,划片供应,不足或多余部分则通过全省平衡货源按合理流向就近调剂,防止远途运输。
-
对全省储备的物资,如粮食、食糖、木材等,按合理流向尽可能在铁路、港口定点储存,方便日后直接中转。
-
按照货物品种,分别拟出全省标准货流图,并划出相应的物资调运经济区域(货流区),从而使物资供销完全排除行政区域框框和传
统习惯的束缚。
二、货流规划的原则
根据货物的产销分布和它们的运输联系,用一定的科学办法,便可以作出货物运输的基本流向图或标准货流图。如果货流规划不仅包括流向和流量,而且还按其地域结合予以分区,这便是货流区划或称合理运输区划。在我国,把合理流向和货流区划结合在一起的货流图,称之谓“分区产销平衡合理运输流向图”。所以,货流区划就是货流规划结果的进一步综合化和地理化。
在进行货流规划时,下列三个原则是必须考虑的: 1.产销平衡
国民经济中生产与消费,农业、轻工业与重工业,地区与地区间有计划地平衡,是社会主义经济制度本质优越性的表现。合理运输和货流区划工作亦必须以此为出发点。在进行这一工作时,重要的是根据生产和消费地区平衡表,找出各物资的分地区或城市的调出量(发量)和调入量(收量),然后得出汇总的产销平衡表(或称运输经济平衡表)。在产销平衡表中,各个发点的发量,和各个收点的收量是已知的,且其总和是相等的。这样,我们就可以产销平衡为基础,来寻求合理的调运方案。
如果产销不平衡,还能否作合理运输规划呢?在社会主义计划经济下,这种情况总的来说是不大可能的。即若在个别情况下会有局部暂时不平衡,也可以用加大储存(产大于销时)或削弱部分供应(销大于产时)来调剂。所以,从全局和长远来看,也是平衡的。在后一情况下, 合理运输的规划也还是依据了产销平衡的原则。
- 合理运输
货流规划和区划的重要依据之一是运输的合理化。因此,必须在规划货流图中,完全剔除相向、迂回、不合理使用运输工具等不合理运输。除此而外,还须注意两点:
-
合理运输要以产销平衡为基础,即要从国家或地区的生产与消费以及生产力的布局现状出发。因而货流规划和区划中的合理运输是有条件的,不是绝对的。它比一般所谈的合理运输问题要窄一些。许多货流,从生产力布局要求看可能有待改善,特别是其中一些过远运输,以及因中转库一时建立不起来而造成的迂回运输,但对于一定产销条件下来说,仍是相对合理的。
-
合理运输必须服从国民经济的整体利益,不能孤立地谈运输的合理。这方面,首先不应从个别地区或城市,即个别的发点与收点来规划货流,有时,也不能单以运费来衡量合理运输问题,还应同时考虑到运输能力、合理利用运输工具等等。当然,把合理运输只理解为消除相向运输,更是大错。因为相向运输只是最明显的不合理运输,而且在一定条件下,它还是允许存在的。
- 运费最小
在产销平衡和合理运输前提条件下,规划货流和进行区划,就必须符合于使总运费达到最小的原则。因为只有这样,才能符合于社会主义
下,使运输追加的社会劳动总消耗最少的客观规律。
在交通线分布和货物流向单纯的条件下,进行合理运输的分析,往往可以达到总运费最小的结果。但是,实际情况是,进行全国或较大地区货流规划时,由于收发点多,交通线网复杂,运输联系广泛,单用综合分析的办法很难达到预期效果。因而,要执行这一原则,就必须采用定量计算的方法。有利的是,现代数学方法的发展和计算手段的应用已给这个问题的解决提供了充分的可能性。
在运费率相等、中转费一致的条件下,总运费最小就表现为总的吨公里数最小;同理,如果收发的货物吨数也是固定的,那么,总运费最小也就是总运距最小。故有时这一原则亦称为总运距最短的原则。
三、货流规划的早期方法
这里先介绍三种进行货流规划的早期方法,即流向流量分析法、差数法和循环联系法。
- 流向流量分析法
此法内容是根据交通线和物资产销的分布,作出合理调运的分析, 从而得出货流规划的合理方案。假设一个粮食的产销平衡
表 13
收 点发 点 德 州禹 城泰 安益 都 收 量 |
济 南 |
兖 州 |
张 店 |
青 岛 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|
50 |
|||||
20 |
|||||
30 |
|||||
70 |
|||||
80 |
10 |
30 |
50 |
170 |
表如表 13(单位:吨),求合理货流规划方案。此处即找一个粮食调运的总吨公里数最小的方案。
如此,先给出交通图(图 12),图中以○表示发点,以×表示收点, 并注明调入调出吨数。同时,将各点间之里程(公里)用括弧括起,标在图上。然后,据图作一个没有对流的货流图(图 13),将流向流量画在交通线的右侧。
相应于此图之调运方案如表 14。
表 14
收 点发 点 德 州禹 城泰 安益 都 收 量 |
济 南 |
兖 州 |
张 店 |
青 岛 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|
50 |
50 |
||||
20 |
20 |
||||
10 |
10 |
10 20 |
50 |
30 70 |
|
80 |
10 |
30 |
50 |
170 |
按照此调运方案,粮食运输的总吨公里数是 50×118+20×52+10×
71+10×85+10×81+20×43+50×240=23,170 吨公里。
这个货流图的调运方案不是唯一的,比如,还有如下的方案(表 15):
表 15
收 点 发 点 德 州禹 城泰 安益 都 收 量 |
济 南 |
兖 州 |
张 店 |
青 岛 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|
45 |
5 |
50 | |||
15 |
5 |
20 | |||
20 |
10 |
20 |
50 |
30 70 |
|
80 |
10 |
30 |
50 |
170 |
按照此调运方案,粮食运输的总吨公里数是 45×118+15×52+20× 71+10×85+5×228+5×162+20×43+50×240=23,170 吨公里。
所以,相同的货流图可以有不同的方案(即二图中每段的流量、流向均相等),因而,货流图相同的方案,其总吨公里数亦必等。
在交通线分布不成环状条件下,用流向流量分析法制定的没有对流的货流图和调运方案,便是最佳的货流规划方案。
- 差数法
这种方法或称距离差(或运费差)比较法。其内容是根据各收发点之间的距离或运费对比,找一组总吨公里或总运费最小的方案。这种方法在我国和苏联都曾得到过广泛应用。
假设一个粮食的产销平衡表如表 16。
表 16
收 点发 点 |
北 京 |
天 津 |
青 岛 |
商 丘 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|
济 南 |
31 |
||||
徐 州 |
59 |
||||
郑 州 |
101 |
||||
收 量 |
80 |
60 |
31 |
20 |
241 |
据此平衡表,找一总吨公里最小之粮食调运方案。
先给出一个交通图(图 14)。用流向流量分析法可以看出,以济南的 31 吨供应青岛的 31 吨显然是合理的。再看其它各点之粮食调运如何才合理。在解决这类问题时,由于收发点分布在一个环状交通网上,单单作流向流量分析就难作定论。在本例,可采用差数法来处理。
各粮食收点对粮食发点之距离差(单位:公里)如表 17。
表 17
发 点 收 点 |
徐 州 ( L1 ) |
郑 州( L2 ) |
距离差( L2-L1 ) |
---|---|---|---|
天 津 |
675 |
803 |
+128 |
商 丘 |
146 |
203 |
+57 |
北 京 |
813 |
702 |
-111 |
表 17 列出的发点徐州供天津较合理,因其与郑州供天津相较是正差
128 公里,即徐州供天津比郑州供天津要近 128 公里。同理,徐州供商丘
亦较郑州供应合理些。但徐州供北京因与郑州供北京相较是负差 111 公里,故北京应由郑州供粮较合算。
于是即可按表上距离差,结合各收发点余缺粮数字来规划合理流向。徐州的 59 吨供天津,不足数只好由郑州补充。郑州的 101 吨首先供
北京 80 吨,次供商丘 20 吨,再供天津 1 吨,合理货流图如图 15 所示。相应于此图之粮食调运方案如表 18。
差数法能在一定程度上解决环状交通线上的物资调运问题。但是, 只有在发点或收点是两个时,才能进行距离或运费的比较,因而,它的应用仍是有限制的。
- 循环联系法
这种方法较为复杂,是差数法的一个推广,企图用以解决差数法所无法处理的、两个以上收点或发点的货流规划问题。
表 18
收 点发 点 |
北 京 |
天 津 |
青 岛 |
商 丘 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|
济 南 |
31 |
31 |
|||
徐 州 |
59 |
59 |
|||
郑 州 |
80 |
1 |
20 |
101 |
|
收 量 |
80 |
60 |
31 |
20 |
291 |
表 19
收点发点 许 昌宿 县衡 水兰 封 收 量 |
石家庄 |
邯 郸 |
郑 州 |
德 州 |
济 南 |
泰 安 |
徐 州 |
开 封 |
发 量 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
45 |
|||||||||
60 |
|||||||||
65 |
|||||||||
35 |
|||||||||
50 |
10 |
15 |
15 |
20 |
25 |
35 |
35 |
205 |
假设一个粮食产销平衡表如表 19。
绘出交通图(图 16)。
在图中可以看出,发点同收点之间构成了循环联系。它们交错分布在环状交通网上,每个发点都有两个值得研究的发送方向,每个收点可以从不同的发点接受货物。因而,粮食货流的安排可以从任一点着手, 但开始只能作初步固定。
如先从许昌开始,先研究许昌与衡水两个发点的粮食供应,中间有郑州、邯郸及石家庄三个收点。
先编制一个许昌衡水间的距离差表(表 20)。
表 20
发 点收 点 |
许 昌 |
衡 水 |
距离差 |
---|---|---|---|
郑 州 |
86 |
535 |
+ 449 |
邯 郸 |
338 |
283 |
-55 |
石家庄 |
503 |
118 |
-385 |
据此,可初步选择许昌的粮食发送,即运郑州 15 吨、邯郸 10 吨、
石家庄 20 吨。石家庄不足之数由衡水供应。
为了研究衡水的粮食发送,还要将衡水宿县间作出距离差表(表21)。
表 21
发 点 收 点 |
衡 水 |
宿 县 |
距离差 |
---|---|---|---|
德 州 |
62 |
510 |
+ 448 |
济 南 |
180 |
392 |
+ 212 |
泰 安 |
251 |
321 |
+ 70 |
据此,可初步确定衡水粮食运石家庄 30 吨、德州 15 吨、济南 20 吨。
最后,将余下的收点合理固定于宿县和兰封。即宿县供徐州 35 吨、
泰安 25 吨;兰封供开封 35 吨。
于是,便得出了一组调运方案,其发点的供应分界点为收点石家庄、济南、徐州、郑州。此外,我们还可以组成另外的一些调运方案,其分界点各不相同。在本例中,可能的组合方法一共有 3×4×1×2=24 种, 兹举出三组予以比较探讨。
表 22 第一组:即上述之调运方案
总距离差 -43
表 23 第二组:另行假定分界点
表 24 第三组:再另行假定分界点
按第一组分界点计算,总距离差为-43 公里,即按此方案调运粮食, 整个运行中每吨要多走 43 公里,故此方案应尽量避免采用。第二组的总距离差为+793,在运行里程上显然处于有利地位。但按该方案之分界点调运,许昌有 30 吨粮发不出去,石家庄和邯郸分别有 20 吨和 10 吨无处供应。故虽少走里程,但不能做到合理分配,亦无法采用。只有第三组, 既能使调运里程较少,又能产销在各点间达到平衡。
各组比较结果,只有上述第三组方案是既经济又可能的。根据第三组分界点合理分配货流得出如下的货流图(图 17)。
相应于此图之调运方案如表 25。
表 25
收 点发 点许 昌宿 县衡 水兰 封 收 量 |
石家庄 |
邯郸 |
郑州 |
德州 |
济南 |
泰安 徐州 |
开封 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
10 |
15 |
20 |
45 |
|||||
20 |
25 15 |
60 |
||||||
50 |
15 |
20 |
15 |
65 35 |
||||
50 |
10 |
15 |
15 |
20 |
25 35 |
35 |
205 |
按这个方案,粮食调运的总吨公里数是 86×45+252×10+118×50
+62×15+71×20+246×45+75×60+23×20+49×15+66×20=36,
945 吨公里。这个方案对于循环联系法来说,已经是最好的,但并不是绝对最好的。因为循环联系法本身只能是不同联系方案的机械对比,不能使各发点与收点之间在方向和数量上同时得到全面协调。因此,循环联系法虽然较流向流量分析和差数法解决的问题要广泛些。但仍不能精确地解决复杂的货流合理规划问题。
四、货流规划的线性规划方法
(一)物资调运图上作业法
这是一种借助于流向流量图而进行货流合理规划的简便线性规划方法,它能消除环状交通网上物资调运中的相向运输(包括隐蔽相向运输) 和迂回运输,得出总吨公里最小的方案。这种方法由于对环状交通网上的货流规划行之有效,在苏联被称为圆周关系法。它虽在三十年代初已被人提出,但在中国得到广泛实际应用和数学证明,却是解放以后的事情。
我们仍用上节循环联系法的粮食产销平衡表,来介绍这一方法。分
以下步骤进行。
第一步:作交通图。交通图线形成一个圈,而从郑州和徐州又各分出两条支线。为了便于作业,我们把支线去掉,将郑州看成是 30 吨的发
点,徐州看成是 25 吨的发点。于是,原平衡表略有更改。根据改正的平衡表(略去)得出一张交通图(图 18)。
第二步:作初始货流图。由于交通线是环形的,故在交通图上划流向流量可以从任何一点开始,先根据就近供应原则进行,但应避免对流。如先从郑州开始,得出初始货流图(图 19)。此图除略去支线货流外, 与循环联系法所得出之最优货流图恰好相同。
第三步:检查。有两个标准:①没有对流,因有相向运输,总吨公里数一定不是最小;这一条件在初始货流图中往往已满足。②顺时针方向货流段里程总和(内圈长)和逆时针方向货流段里程总和(外圈长),
1
均不超过环形交通线总里程(全圈长)的一半,即内(外)圈长≤ 2 全
圈长。这是全面消除环形线迂回运输的必要条件。
上述初始货流图中,外圈长 735 公里,内圈长 363 公里,全圈长 1,
381 公里,即外圈长大于全圈长的一半。故该货流图不是最好的。
第四步:调整。采取缩外圈增内圈,或缩内圈增外圈的方法。结合本例,其步骤为:
-
找出外圈最小的流量,为 20 吨;
-
外圈所有流量一律减去 20 吨;
-
内圈所有流量一律加上 20 吨;
-
空圈改为内圈,其流量为 20 吨。
第五步:反复检查、调整,直至最优。本例在一次调整后,外圈长364 公里,内圈长 646 公里,已达最优。其货流图如图 20。如将支线的货流复原,则成图 21。
第六步:给出最合理的调运方案。相应于图 21 之调运方案如表 26。
表 26
收 点发 点 |
石家庄 |
邯郸 |
郑州 |
德州 |
济南 |
泰安 |
徐州 |
开封 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
许 昌 |
20 |
10 |
15 |
45 |
|||||
宿 县 |
25 |
35 |
60 |
||||||
衡 水 兰 封 |
30 |
15 |
20 |
35 |
65 35 |
||||
收 量 |
50 |
10 |
15 |
15 |
20 |
25 |
35 |
35 |
205 |
相应的总吨公里数为 86×45+252×30+165×20+118×30+62× 35+118×20+246×25+75×60+49×35=35,165 吨公里。较循环联系法之最好方案或该例初始方案之总吨公里数节约 36,945-35,165=1,780 吨公里。
值得注意的是,当交通网系由一个以上的环来组成时,必须对可能
(二)物资调运表上作业法
这是一种借助于平衡表、运价表以及其它计算表格,来得到最优货流规划方案的线性规划方法。表上作业法可以求出总运费最小的方案, 而运费是比吨公里更能全面反映运输能力的。因而在以下两种场合下, 它比图上作业法的应用更为方便:(1)具体考虑各收发点之间装卸费用时;(2)交通网系由不同的运输方式组成时。故表上作业法不仅能控制对流和迂回,对重复、不合理分工等不合理运输也能予以消除。
表上作业法是一般的线性规划方法——单纯形法的一个特例。设有 m 个发点和 n 个收点,Xij 为 X 吨货物由第 i 个发点运往第j 个收点的运量, Cij 为第 i 个发点至第 j 个收点间的每吨货物总运费,ai 为第 i 个发点的发量,bj 为第 j 个收点的收量。于是,表上作业法的数学提法可以概括为:在约束条件为
Xij ≥0(i = 1,2,
m;j = 1,2, n)
n
∑Xij
j=1
m
Xij
i=1
m
= a i
= b j n
∑ai = ∑b j
i=1 j=1
n m
应使目标函数∑ ∑CijXij = 极小值。
j=1 i=1
兹举一实例来阐述表上作业法的工作过程。假设一个煤炭产销平衡表如表 27。
除此而外,把每个发点到每个收点每吨煤的运费(元)调查清楚, 列一运价表如表 28。
第一步:作初始调运方案。一般采用最小元素法,即根据平衡
表 27
收 点发 点 |
天津 |
德州 |
石家庄 |
保定 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|
大 同 |
7 |
||||
古 冶 |
4 |
||||
井 陉 |
9 |
||||
收 量 |
3 |
6 |
5 |
6 |
20 |
表 28
收 点发 点 |
天 津 |
德 州 |
石家庄 |
保 定 |
---|---|---|---|---|
大 同 |
3 |
11 |
3 |
10 |
古 冶 |
1 |
9 |
2 |
8 |
井 陉 |
7 |
4 |
10 |
5 |
表和运价表,把发点和收点间运费较小的货运,尽可能优先固定。这样,可使初始方案与最优方案比较接近。
初始方案还必须符合以下条件:(1)如有 m 个发点、n 个收点,则填入初始方案中的运量数应为 m+n-1 个(不足此数,要补一个○,当作正数看待);(2)填入的数,不能组成闭路。(在 m 行、n 列中,散布若干点,由一点出发向任一方向走,遇到顶点转换方向,最后仍返回该点,则称为组成闭路。)
我们得到的初始调运方案如表 29。
表 29
收 点发 点 |
天津 |
德州 |
石家庄 |
保定 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|
大 同 |
6 6 |
4 |
3 |
7 |
|
古 冶 |
3 |
1 |
4 |
||
井 陉 收 量 |
3 |
5 |
3 6 |
9 20 |
第二步:判断。判断方案是否最优,有闭路法、位势法、矩形法等方法,此处只介绍常用的位势法。
首先,将初始方案同运价表结合起来,造一个表,即将初始方案中有字的格中填上相应的运价表格中数字,并圈起来。如表 30:
表 30
③ ⑩ |
||
---|---|---|
① |
④ |
② ⑤ |
然后,将表 30 增加一行一列(表 31),均填上数字(位势),使上表中任一运价数字均等于相应行列上的位势和(习惯上先在任一个位势上给一个零)。
表 31
2
1
-3
0 7 1 8
再使对应的行列位势相加,把空格填满,得出位势表(表 32)。
表 32
2
1
-3
0 7 1 8
最后,将运价表减去位势表对应各格数字得出检验数表(圈中数字必为零,可不写入):
表 33
1 | 2 | ||
---|---|---|---|
10 | 1 |
12 |
-1 |
判断准则:表中各检验数均≥0,则为最优;否则,未达最优。第三步:调整。表 33 中有一负数,需进行调整。先在初始方案中将出现负数方格的闭路划出(表 34)。
表 34
天津 |
德州 |
石家庄 |
保定 |
发量 |
|
---|---|---|---|---|---|
大 同 |
4 |
3 |
7 |
||
古 冶 |
3 |
1 |
3 |
4 |
|
井 陉 |
6 |
9 |
|||
收 量 |
3 |
6 |
5 |
6 |
20 |
在闭路中各奇次转角中选一最小数,即 1,填入空格,将偶次转角点的数均加 1(空格亦可算作偶次转角点),奇次转角点数字均减 1,得出新调运方案(表 35)。
表 35
天津 |
德州 |
石家庄 |
保定 |
发量 |
|
---|---|---|---|---|---|
大 同古 冶 |
3 |
5 |
2 1 |
7 4 |
|
井 陉 |
6 |
3 |
9 |
||
收 量 |
3 |
6 |
5 |
6 |
20 |
第四步:反复判断、调整,直至最优。上述调整后的方案总运费为85 元,而初始方案则为 86 元。经检验、判断,已达到总运费最小。
如果原始资料中总的发量和总的收量不相等,则我们可仍将其先制成平衡表,再利用表上作业法来规划货流。如果总发量大于总收量,则假定一个虚的收点,以便从总运费最低的观点,决定应在何发点储存。如果总发量小于总收量,则假定一个虚的发点,以便从总运费最低的观点,决定应削减对何收点的供应。具体工作过程,不再阐述。
(三)考虑线路通过能力的货流规划方法
实际工作中,日益感到货流规划中考虑交通能力的必要性,因为只有这样,才能使规划方案具有更充分的现实意义。目前,对此问题已有探索,概略介绍二种如下。
- 有界变量的表上作业法
即在交通网通过能力有限的条件下,用表上作业法寻求一个最合理的调运方案。它在许多场合下还是切实可行的。工作程序也较简单。此时,考虑到第 i 个发点到第 j 个收点的线路最大通过能力 Rij,因而变量ij 便成为有界的。这一方法的数学提法成为:在约束条件为
0≤Xij≤Rij(i = 1,2, m;j = 1, 2 n)
n
∑X ij j= 1
m
∑X ij
i=1
m
ai
i=1
n
= a i
= b j
= ∑b j j=1
m
应使目标函数∑ ∑CijXij = 极小值
j=1 i=1
现举一例说明。设有一物资产销平衡表(表 36):
表 36
发 点收 点 |
B1 |
B2 | B3 | B4 |
B5 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|---|
A1 |
100 |
|||||
A2 |
125 |
|||||
A3 |
75 |
|||||
收量 |
100 |
60 | 40 | 75 |
25 |
300 |
各收发点之间的运价如表 37:
表 37
发 点 收 点 |
B1 | B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
---|---|---|---|---|---|
A1 | 3 | 2 |
3 |
4 |
1 |
A2 | 4 | 1 |
2 |
4 |
2 |
A3 | 1 | 0 |
5 |
3 |
2 |
要求在 Rij=40 的条件下,寻求一个总运费最小的方案。
第一步:作初始调运方案。初始方案的条件较一般表上作业法为多, 尚须满足:(1)填入数值≤Rij;(2)填数后表上有三种格子:数格、空格、框格;框格中的数一定要=Rij;(3)数格共 m+n-1 个,且不组成闭路。
给定初始方案无系统方法,可能初始方案根本不存在。一般先按通
过能力无限来处理,用最小元素法给出一个方案。本例如下(表 38):
表 38
75 |
25 |
||
---|---|---|---|
10 15 |
60 |
40 75 |
由于该方案有些数值>Rij,可采用对顶角数值移换法逐步解决。上表可依次变为表 39、40、41 和表 42。
表 39
表 40
表 41
表 42
至此,已达到初始方案的要求。
第二步:判断方案是否最优,仍用位势法。先将初始方案同运价表结合造表(表 43)。
表 43
作出位势表(表 44):
表 44
得到检验数表(表 45):
表 45
0 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
---|---|---|---|---|
2 0 |
0 0 |
0 4 |
0 0 |
2 3 |
判断准则:数格=0,空格≥0,框格≤0。故方案未达最优。
第三步:调整。不符合标准的二行一列数为起点作闭路(表 46):
表 46
使方案成为表 47:
表 47
第四步:反复判断、调整,直至最优。本例得出的一个最优调运方案为(表 48):
表 48
发 点收 点 |
B1 | B2 | B3 | B4 |
B5 |
发量 |
---|---|---|---|---|---|---|
A1 |
40 | 35 |
25 |
100 |
||
A2 |
20 | 25 | 40 | 40 |
125 |
|
A3 |
40 | 35 |
75 |
|||
收量 |
100 | 60 | 40 | 75 |
25 |
300 |
此方案总运费为 670,而通过能力不限制条件下其最优方案总运费为 615。
- 单纯形法
即用单纯形法来解决通过能力有限的最优货流规划问题。此时,除设有 m 个发点,n 个收点外,开设 m 个发点和 n 个收点之间有 S 种运输方法。这种情况下,各种运输方法是指利用一种运输方式或几种不同运输方式的结合。这样,变数 Xijk 便是由第 i 个发点至第 j 个收点、以第 k 种运输方法实现的运量(K=1,2,⋯S)。另外,Xijk≤Rijk。上述诸条件列成的数学模式组成的矩阵,便是总的约束条件,其目标函数则为使
s n m
∑ ∑ ∑Cijk X ijk
= 极小值
k=1 j=1 i=1
在电子计算机参与工作的条件下,可以求解在矩阵中记载达以万计元素的单纯形法问题。
五、货流区划的步骤和方法
货流区划的目的是为了达到物资的就近供应,分片平衡。因此,严
格地讲,只有存在精确的货流规划基础上,区划才能合理。但实际工作中,每一种物资的产地和销地甚多,中间又经过了许多中转环节,一下子用规划方法找出合理方案,殊不容易。在这种条件下,最好将区划与规划两种方法,分步交替使用,以得出可能好的方案。其过程是:
-
先将区划物资的产销状况标在相应的交通图上,于是,可以从地图上一览全国或某一地区该种物资盈亏的地理分布,和各收发点间的交通联系。
-
由于产销地(收发点)数目众多,且其收发量相差悬殊,故可先找出货流集中区。其方法为,找出发量或收量很大的地点(一般是大中城市或工矿区)当作“代表点”,作为区的中心,把邻近的发量或收量很小的地点的货流,暂时并入集中区的“代表点”。
-
把为数不多的“代表点”(发点或收点)进行货流规划,一般是用表上作业法进行较合适,找出一个各“代表点”间的最优货流规划方案。
-
按每一个货流集中区,进行调整复原,使进入“代表点”的货流,再分散到每个收点或发点去,这时,用图上作业法是较方便的。
-
然后,根据调整后的规划方案,确定区界,划出合理货流区。于是,便提出了问题,每种物资的货流区,在划分时,除根据产销
平衡、合理运输、运费最小等一般原则外,还应注意哪些具体问题呢? 兹指出下述各点,作为参考。
-
合理货流区原则上不应受行政区划限制,否则即易形成不合理运输,此点在讲述合理运输时,已予指出。
-
合理货流区的范围大小,应视区划物资生产布局、产销关系而定。一方面尽量达到区内平衡,另一方面也要照顾区际的调拨。一般说, 区域过大(如将全国分为一或两个区)会失去分区的意义;区域过小(如一个区只包括几个点)则又使区划变成了规划的重复。
-
合理货流区的划分,应注意货流集中点。如煤炭可以大煤炭基地为中心,以各消费地为区界。粮食则可以加工地或消费地为中心,以产地为区界。
-
合理货流区的划分,应充分考虑到大消费中心的影响。有时把各区分界点放在大消费中心是合理的,因这样能使各区的物资都可调入。
由于综合经济区划是以劳动地理分工和地域生产专门化为基础,而对原料和产品的分配和交换可以通过货物的运输进行分析和研究,故而,货流区划是进行综合经济区划的一种重要手段。但是,不能单纯用大宗货流或综合货流的分析来完全解决经济区划问题。综合经济区的形成和划分,必须以国家近期和远景生产力布局任务为前提,综合运用产销区划、货流区划和吸引范围划分,以及系统论的方法,才能收到满意的效果。关于产销区划和吸引范围的划分理论和方法,我们将在后文阐述;至于综合经济区划问题,已超出我们所应探讨的范围。
第四章 交通运输与产销区划
产销区,或称产品消费区、产品销售地带,是产品生产基地的销售范围。社会主义生产的最终目的是满足国民经济和人民生活日益增长的需要;社会主义生产力布局的基本要求是使生产接近原料产地和消费区
(在这里,“接近”应作为经济上最合理来解释)。
产销区划就是通过对某种产品的各个产地规定合理的销售地区,以确定这些产地经济上最优产量的方法。在具体工作过程中,可以用定量计算的方法,来寻求相邻产地、同一产品在相连交通线上的分界点或整个毗连地域上的分界线,以达到社会劳动总消耗最小,从而最大提高社会劳动生产率的目的。
产销区划涉及生产、流通、销售等经济领域和农业、工业、交通、商业等经济部门,因而是经济地理学许多分支共同关心的问题。西方经济和地理学界,从上世纪末开始,做了一些商圈、市场中心地方、产品销售等费用线的工作,但除了问题的研究是为资本主义竞争、划分市场范围服务外,也未能形成产销区划的完整理论体系。苏联四十年代、我国六十年代起,结合社会主义经济建设实际,开始系统研究这一课题, 并收到了一定效果。①
从理论和实践上看,产销区划对流通领域的经济合理性最为注意, 而产品的销售要通过运输才能完成。运输费用的核算,是在产品生产费用既定下,决定区域范围的主要手段;同时,产量限制问题、产品效益问题、大消费中心问题也都通过交通运输表现出来。故而,产销区划的研究,特别是在社会主义条件下,主要是由交通运输地理工作者来完成。
一、产销区划的作用和经济指标
(一)产销区划的特点和作用
产销区划工作有如下值得注意的特点:
-
区划应按各类产品分别进行。严格说来,应是同一的或具有类似使用价值的可相互替代的产品。只有如此,才能在区划过程中,指标具有可比性。
-
它不是“以产定销”的区划,而是“以销定产”的区划。实际上,当生产远远不能满足需要时,也谈不上经济合理的区划问题,而只是特定的分配方案问题。故对产销区划来说,各地合理的产量只是最终结果,而不是前提条件。另外,它也不是为取得产销平衡而作的近期货流规划,而是一种决定长远生产力合理布局的区划工作。
-
它适用于产品的运费比重大,产地比较集中,而消费地却相对分散的大宗物资,例如煤炭、石油、木材、水泥和食盐等。对于产地分
① 参阅以下著作:Ю.И.郭勒多马索夫:《铁路运输计划原理》,人民铁道出版社,1954 年;E.Д.哈努科夫:《运输和生产配置》,黄良安等译,商务印书馆,1959 年;杨吾扬:“关于产销区划的一些原理、方法的介绍和体会”,《地理学报》,第 29 卷第 1 期,1963 年;陈锡康:“关于产销区划的一些原理和方
法的进一步探讨”,《地理学报》,第 32 卷第 1 期,1966 年。
散、消费集中的产品,如城市或工矿区所需的粮食、蔬菜和一般建筑材料,则宜进行产品供应区划以确定其产品合理供应范围。上述两类区划在方法上实际是一回事。
产销区划是一种具有重大国民经济意义的战略性的、地域性的技术经济工作,其作用可概括为下述几方面:
-
它的最直接目的,是根据区划确定的地域范围,推算出生产基地所应提供的社会产品数量,从而从生产力布局上根本地消除了不合理运输现象。在区域规划工作中对于重点建设项目的布点和规模确定,以及老生产基地未来发展的估计,都应考虑采用这种方法,以求从布局、生产和运输诸方面取得更大经济效果。
-
与此相关,产销区划可以为各地区自然和劳动资源开发利用的程度和先后提出经济上的依据;也能为各地进一步的资源勘探提出经济上的一般要求。
-
它是决定新建或加强交通线,特别是联系原料和加工地区交通线经济参数的基础之一。
-
根据生产力布局和运输联系作出的大宗物资产销区界,无疑将成为各种经济区划(综合的或部门的)的重要区界标志。另外,合理产销区的确定是区域生产专门化和综合发展的重要依据。
总之,在计划经济下,产销区划是大有用场的。它是促使自然资源合理利用、生产力合理布局(包括规模大小和集中分散程度等)以及货流合理化的手段。苏联在第二次世界大战后初期,曾对顿巴斯、库兹巴斯和莫斯科近郊煤田等煤炭基地作过产销区划工作,收到较大经济效果。我国第一个五年计划以后,有关部门进行了煤炭、粮食、木材等货种的产销平衡、合理运输分区,其目的主要是对货流进行合理调整,产销区划只是其中考虑的因素。今后,应对我国主要大宗货物进行长远的产销区划,作为国土规划、区域规划、交通网规划、货流规划和经济区划的重要依据。
(二)主要经济指标及其地域差异分析
任何一种地理区划,都往往先找出主导因素。产销区划的主导因素应是一些有代表性的经济指标,它们能较正确地标示出产品的社会劳动
(活劳动和物化劳动)消耗。根据马列主义经济学原理,任何社会产品总的劳动消耗,是由生产领域和流通领域的劳动消耗共同构成的,后一领域中的运输活动被看作是生产过程在流通中的延续。因此,能够绝对或相对反映产品劳动消耗的生产和运输指标,当然成为区划的主要经济指标。指标确定,才可将其作为主要参数放进区划的模式,抽象的公式才有了经济内容,具体的区划工作才能落实。
以下就生产和运输两方面来探讨一下主要经济指标的选用及其地域差异的表现。
从生产方面来看,企业的生产费有三种表现指标,即企业的社会生产费用(价值)、工厂成本和出厂价格。
产品的价值是企业劳动消耗最真切的表现形式,它包括了生产领域中产品的投资、消费和积累数量之和(C+V+M)。但是,它在计算的理
论和方法上还有许多问题没有解决,采用这一指标有着具体的困难。 工厂成本是企业生产相应产品的全部支出总额,它以货币的形式反
映 C+V,但不包括 M。工厂成本主要由下列部分构成:固定资产的折旧提成以及原料、材料、燃料和工资等流动资金,即 Af+Al。不同的生产部门,其生产成本各构成因素之间的比例有很大差别。使我们更感兴趣的是:同一产品的生产部门,在不同地区,其生产成本有着高低差异。决定这种差异的因子,除了工资的地区差额以及原材料的差价外,主要取决于各地企业的劳动生产率,即单位劳动支出创造的使用价值量。可以认为,劳动生产率的地域差异是由以下的经济地理因素影响造成的:
- 自然和地质条件:如煤炭工业中的储量、煤层厚度、埋藏深度、煤层倾斜角度,耕作业中的土壤肥力、积温、降水(级差土地收入Ⅰ) 等。自然和地质条件对于任何一个生产部门的成本地域差异都有影响, 但对于那些以自然物为基本生产资料或主要劳动对象的部门,如采掘工业、农业、林业的大部分部门,作用更为显著。这些部门的不同地区的企业,由于劳动的自然条件不同,因而劳动生产率的差异很大,这就造成了它们成本之间的高低差异。这种部门在成本构成上的特点,是原材料的比重特别少,而工资所占比重甚高,如采煤工业的工资占成本的 60
%上下。毫无疑问,对于受自然和地质条件影响最大的部门的产品,如煤炭、木材、食盐、一些农产品,其产销区划的必要性特大,用这种区划方法有助于寻求一个利用各地自然资源的合理途径。
- 经济地理位置:这里指的是工厂或企业对其原料、燃料产地的距离和交通条件的关系,这一因素对不同生产部门地区成本差异影响的大小,取决于两个条件:一个是原料费用在成本中所占比重的大小;一个是原料的失重性。只有那些在成本中原料或燃料占有显著比重,而且原料的失重系数很大的产品,经济地理位置给它们所带来的劳动生产率地域差异才显著。这方面的具体代表是原料性的初步加工部门,例如冶金工业、电力工业和许多食品工业部门。铁的生产成本中,工资只占 1
%,折旧费亦不过占 5%,其余都是原、燃、材料的费用。同时,由于其原料的巨大失重性,原材料费用中很大一部分是运费,这个数字大约占成本的五分之一至四分之一。与此相反,象机器制造业这样的再加工工业部门,尽管其原料在成本中占到一半以上,但由于其失重性极小,在成本中原、燃料运费所占比重不过百分之几,甚至千分之几。因而,冶金和食品等工业部门原、燃料的产销区划工作,就比机器制造业的区划工作要重要得多。
- 技术装备的水平:它对产品成本的高低有着重要的影响。技术先进的企业,其劳动生产率要比技术落后的企业高,因而,创造同一产品的成本就要低。对于一些固定资产折旧在成本中占有比例甚高的部门
(如石油工业),技术装备水平对工厂成本地域差异影响甚大。但是在社会主义条件下,它对成本地域差异的作用,比起前两个因素来,一般要小得多。
出厂价格是工厂或企业就地实现其制成品的批发价格。它由工厂成本和利润两部分构成(Af+Al+P),一般高于工厂成本。出厂价格总的来看,是比工厂成本更接近反映产品企业生产价值(C+V+M),但也不尽然。出厂价格中的利润是由国家规定的,包含有经济政策的因素,有
些消费品的价格则受到一定的市场影响。因而,有些部门或地区,产品的出厂价格甚至低于成本,有些部门它比产品的实际价值要高出甚多。国家借此实现积累的再分配并加速社会主义建设的总进程。
由上分析可见,无论采用生产成本(Af+Al)或是出厂价格(Af+Al
+P),它们同产品的价值(C+V+M)都不是等价的。用工厂成本作为区划主要指标,其特点是它对同一部门、不同地区企业的经济地理条件差别,反映比较灵敏、确切。而用出厂价格作为区划主要指标,除了在一般情况下较成本更能接近反映产品价值外,其显著优点是在一定程度内体现了党和国家的生产力布局政策,如对新开发地区的企业规定较低的利润率,甚至允许一定程度的亏损等。
所以,究竟采用哪种生产指标作为区划主要经济指标,要视具体条件和要求而定,不能一概而论。
从运输方面看,产品在流通中的运输费也有三种表示指标:社会运输费用(即价值,由运输业的 C+V+M 构成)、运输成本(交通运输业的 Af+Al)和运价(交通运输业的 Af+Al+P)。
运输费与生产费的性质在许多地方都是雷同的。其较大区别是:运输业的劳动对象中没有原料,工资和折旧的比重就相应提高,在我国铁路上,二者共占总成本近三分之二。这样,经济地理位置因素(运输线路距燃料、材料产地的距离)对运输成本的影响便不大了;相反,自然条件和技术类型对运输成本或运价的地域差异影响则还是很大的。
(三)运输费用的地域差异分析
以下,我们进一步探索由于各种经济地理因素的影响,而导致产品运输成本(或运价)地域差异的体现形式。
-
不同运输类型的运输费的差别,是造成产品运费地域差异的重要原因。我国汽车运输成本要高于铁道数倍,其决定因素是燃料费用在汽车运输成本中占去近三分之一,而在铁道运输成本中则不到 10%。水运与铁道相比,一般运费要低些,这主要是由于水运因单位走行阻力小而引起的燃料消耗节约,和水上航道的建设、维护费用低而造成的折旧费用节约。在区划时,把同种产品由不同基地运往消费区,因采用不同运输类型而造成的运费差异考虑进去,是必须的。
-
同一运输类型,由于地区自然、技术经济条件的影响,其各区段以及相反方向(顺水与逆水、上坡与下坡)的运输成本也往往有别。这方面最突出的是内河航运,因为它的生产过程受到河流自然条件的直接影响。我国 1957 年长江上行每吨公里货物的运输成本为 1.688 分,而
下行仅 0.78 分。另外,燃料的供应价格、采用交通工具种类的不同(如铁道上蒸汽牵引与电力牵引之别),无疑对同一运输类型的运费地域差异都有关系。
- 由于生产和消费地理配置的关系,同一交通线相对方向的货流造成了不平衡,这就出现了车船的回空(即回运系数 Kv<1)。显然,两相对方向货物的实际运费就会不同。轻载方向的货运提高了车辆利用率,成本较低;重载方向增加了对线路和车辆的压力,增加空车行驶里
程,成本较高。在铁道运输方面,两个方向的运输成本近似比例,可以借助于以下经验公式求得:
t 重 = R重 + R 空×Ks
t 空 R重 − R空 ×Ks
式中:t 重、t 空分别代表重车和空车方向的运输成本;R 重,R 空分别代表重车和空车的平均总重;Ks 代表空车列车运行每一总重吨公里的费用与重车列车运行同样费用的比例。
仅从以上三方面来看,便知进行产销区划时具体计算运输费用之重要。但运费的重要性对各类产品有所不同。只有那些质量大、价值低、运费在总生产耗费中所占比重很大的货种,如煤炭、原木、粮食、食盐、建筑材料等,运费在产销区划中作用才特别明显。所以,如果有一个煤田,其储量、质量和采掘条件都甚佳,但是距消费地区较远;而另一煤田,其上述条件比起上述煤田都要差些,但距消费地区较近。在这种情况下,如果我们用产销区划的方法,具体地把煤炭成品的运费估计进去, 如果二者运费的差额又大于其生产费的差额,往往从经济上会得出后一煤田先行开发的结论。对于有些产品而言,由于其成品的质量小、价值高,因而运费在产品价格中所占比重很小,如钢材、机器仪表、纺织品、罐头食品等。这些货种的产销区划,则受运输因素影响不大。
那么,究竟应采用运输成本还是运价作为产销区划的主导因素呢? 看来,采用运输成本更有利于各地区和各种运输形式产品运输支出的实际对比;而采用运价则有利于把国家通过运价政策而推行的经济措施, 如生产力布局、合理运输、利用水运潜力等等考虑进去。
在进行产品产销区划时,要同时采用生产和运输方面的一组指标。究竟是用工厂生产成本和运输成本合理呢,还是工厂生产价格和运价合理呢?或者工厂生产成本和运价合理呢?从国民经济的全局观点来看, 当然应当划一标准,即或者全用成本指标,或者全用价格指标,这可以避免抬高生产或运输因素在区划中的作用。但从企业生产的局部观点来看,则它们往往把成品运往消费者手中的运费也作为核算成本的工具, 因而就更加倾向于用第三组指标。当然,这组指标的大缺点是往往过高估计了成品运费的作用,因为在我国条件下,运价一般是高于运输成本, 是赢利的。据此,实践中对各组主导因素指标的采用,还需作进一步研究,且对于不同的货种,方式也可以不同。
二、确定区界的基本数学模式
根据两相邻生产基地同一产品的生产和运销条件,将其生产成本和运费作综合的对比,这样,就可以根据生产和消费的地域合理结合,即使社会劳动总耗费最小(即生产和运输总支出最小)的原则,把两个基地的产销区界求出。区界既保证了生产基地最接近消费区,也保证了消费单位最接近其所需的原料、燃料或成品的产地。很明显,区界一定就是消费两基地产品的等成本(或等价格)线。
于是,相邻两生产基地的产销分界点可以下列等式求出:
C1 + ∫ tdl = C2 + ∫ tdl
(1)
A Z
式中:C1,C2——分别代表 A、B 两生产基地的生产成本(元/吨); t 代表单位产品的运输费用即运费率(元/吨公里),故 t 是距离的变数, 即 t=f(l),Z 为产销区界的合理位置。
这一平衡一旦失去,即产品不按等成本线的划分来调运,其结果就会使某些消费单位以高于其必须支付的费用来购入该种产品,使两个生产基地该种产品的销售量发生不合理的增多或减少。概言之,这一切都会导致社会劳动(包括生产领域和流通领域的)的实际消耗,比必要的消耗增加。
在实践中,任何交通线各区段的运费率是相等的和已知的。这样, 我们就可以找出 n 个分界点(以 Si 表示之,i=1,2,⋯n),把 AB 之间的交通线分为 n+1 段,每段上的运费率 ti 是相同的。所求的分界点必在其中某一段上,设其在 Si0 点到 Si0+1 点之间段上。并以 li 代表各段的长度,以 x 代表所求分界点 Z 到 Si0 的距离(图 22)。
于是,式(1)可写成
i0−1
图 22
n
C1 +∑t i li +xt i0
i =v
或
= C2 + ∑ti l i +(li0 - x)ti0 i=i0+1
(2a)
i 0 n
C1 +∑t il i - (li0 - x)ti0 = C2 + ∑ t i li + (l i0 - x)t i0
(2b)
i= 0 i =i 0+1
且因 0≤x≤li0,所以以下两个不等式必成立:
i0−1 n
C1 +∑t il i ≤C2 +∑ti l i
i= 0
i0
i=i0
n
C1 + ∑ti li ≥C2 + ∑ti li
i=0
i=i 0+1
利用上述两个不等式,可确定出 i0,即定出分界点 Z 在哪一区段上。然后可根据式(2)求 X,如按式(2a):
1 n i0-1
X = 2t (C2 - C1 + ∑ti l i - ∑ti l i )
io i=i0 i=0
从而得出该交通线分界点 Z 到 A、B 两产地之距离 L1 和 L2:
L1 = l 0 +l1+ +li0-1 +x
L = l + l + + l - x
(3)
2 i0 i0+1 n
将两个产地多通道交通线上的分界点一一求出后,即得出产销区界。
当我们进行单一交通网(铁路网、公路网或内河航运网)内的产销区划时,由于运费率相同,式(1)可简化为如下的形式:
C1+tL1=C2+tL2 (4)
设 A、B 二产地至合理分界点 Z 的距离分别为 L1、L2,L1+L2=L,则它们同 x 关系如图 23 所示。
根据上图,因
图 23
L L
由式(4) 即:
L2 - L1 = ( 2 + x) - ( 2 - x) = 2x
C1 - C2 = t(L2 - L1 ) L - L = C1 - C2
2 1 t
故由式(4)
X = L2 - L1 = C1 − C2
2 2t
得出
L C1 − C2
L = − ①
1 2 2t
L C − C
(5)
L2 = 2
+ 1 2 ②
2t
式(5)在应用上有很大方便。两个等式的 C1-C2 标示两产地产品成
本差, C1 − C2 则标示两产地产品的运距差。在两个算式中,它是一个与
2t
两产地间距离无关的不变值。因而在区划时,将这部分一次计算出来,
L
然后即是用连通两产地各条线路的 2 予以加减,很快得出分界线上的各
点。
由式(5)计算得出的产销分界线,是一条偏向于产品成本高的产地的弧线。为了说明起见,我们不妨假定 A、B 两产地的每吨产品工厂成本分别为 110 元与 100 元,运费率为每百吨公里 5 元,两地相距 400 公里。
在不考虑两基地间联系线路走向的情况下,可以图 24 清晰表明分界线特点。
式(5)属于式(3)的一个特例,当不难理解。
前面的分析,是把基本建设投资以折旧的形式计入产品的生产和运费耗费内。
这对于已有生产基地间的产销区划而言,投资因素已经是恰当地考虑进去了。对于新建企业或规划企业而言,这样来计算与对比投资因素便不够了。由于自然和技术经济条件的差异,生产同种产品的不同地区的企业,其投资规模大小、偿还期长短可以有很大差别;产品流通过程中运输业的投资问题,也有同样情形。愈是新企业、新基地,其原始投资愈大。因此,单凭生产和运输费用确定产销区,往往会导致那些产品成本较低,但占用基本建设投资甚多的生产基地不适当地扩大。这在我国目前人、物、财力不足,基本建设资金有限的情况下,尤为不许。故而,在利用产销区划确定新企业生产规模时,如果基地间投资差别较大, 有必要同时着重考虑资金因素。
以下介绍两种在产销区划中同时考虑基本建设投资的方法。
- 成本和投资额对等比较法
这个方法基本点就是,对于不同的生产部门而言,就国家统筹安排资金的一个时期(比如 5~7 年),从生产和基本建设的总费用支出最小的原则,来规划产销分界点或分界线。
我们先拟出单纯以基本建设投资确定分界点的数学模式: Ie1+it1L1=Ie2+it2L2, (a)
式中:Ie1,Ie2 分别代表计算期中 A、B 两生产基地产量所分摊的基本建设费用(元/吨);it1,it2 分别代表计算期中 A、B 两生产基地产品运输所分摊的交通线基本建设费用(元/吨公里)。
为了消除在生产费中基本建设投资的重复计算,将前已建立的式
- 写作如下的形式:
Cn1+tn1L1=Cn2+tn2L2, (b)
式中:Cn1,Cn2 分别代表计算期中 A、B 两生产基地不包括固定资产折旧的生产成本(元/吨);tn1,tn2 分别代表计算期中 A、B 两生产基地产品运输不包括交通线固定资产折旧的运费率(元/吨公里)。
于是,两式具有了可比性,根据对等比较的原则将两式联立,(a)
+(b):
Ie1+Cn1+L1(it1+tn1)=Ie2+Cn2+L2(it2+tn2)
设两基地相连交通线上的运费率和运输工作量所分摊的交通线基本建设费用,在各区段均不相同,则上式成为:
I e1 + Cn1 + ∫
(it + t n )dl = I e2 + Cn2 + ∫ (it + t n )dl,
A Z
式中:Z 为合理分界点,it+tn=f(l)
B
因 ∫ (it + t n )dl + ∫ (it + t n )dl = ∫ (it + t n )dl,
A Z A
故 I e1 + Cn1 + ∫
Z
(it + t n )dl = I e2 + Ce2
A
+ ∫ (it + t n )dl - ∫
Z
(it + t n )dl;
A A
Z B
2 (it + t n )dl = -I e1 - Ce1 + I e2 + Ce2 + ∫
(it + t n )dl,
故得出
∫ (it + t
)dl = 1
n 2
B
(it
- t n
)dl
A A
I − I C − C
− e1 e2 − n1 n 2 ; ①
2 2
(6)
同理 ∫ (it + t n
1
)dl = 2
B
(it + t n
)dl
Z A
I − I C − C
+ e1 e2 + n1 n2 ; ②
2 2
如设两基地相连交通线上的运费率和运输工作量所分摊的交通线基建费用,各区段均相同(此时当然 it1=it2=it,tn1=tn2=tn),则式(6) 成为
(it + t
)L = (it + t n )L − Ie 1 − I e 2 − Cn1 − Cn2 ; ①
n 1 2 2 2
(it + t
)L = (it + t n )L + I e1 − Ie 2
- Cn1 + Cn 2 。 ②
n 2
即
L
L = −
2
I e1 − I e 2
2 2
− Cn1 − Cn2 ; ①
1 2 2(it + t )
2(it + t n )
(7)
L
L = +
Ie1 − I e2
+ Cn1 − Cn 2 ②
2 2 2(it + t )
2(it + t n )
式(7)与式(5)在技术经济内容方面,有许多相似互参之处。
公式(7)中:I - I
为投资差、C - C
为成本差,
Ie 1 − I e2 与
Cn1 - Cn2
2(it + t n )
e1 e2 n1 n2
共同构成运距差。
2(it + t n )
- 成本和投资效果联合比较法
这个方法的基本点就是,合理利用有限的投资,来提高产品的社会劳动生产率。在社会主义条件下,新建项目布点的选择要通过多方案比较。在规定的计算偿还期条件下,要求方案
C+△·I=最小值
式中△代表投资效果系数,I 则为单位生产能力资金占用量(关于投资效果问题,可参阅第五章第三节)。
根据上述前提,产销区划的基本模式可以改写成
B
C1 +△1I1 +∫ (t+δ)dl = C2 +△ 2 I2 +∫ (t+δ)dl
(8)
A Z
式中△1I1、△2I2 为二产地的单位生产能力占用资金的按年度补偿额。δ 为交通线上单位货运周转量的资金的占用量。求分界点 Z 或 L1、L2 的距离仍可沿用式(1)至式(3)的办法。
同前一种方法比较,这一种方法的优点是将成本、运费和基建投资进行了折算,可比性较强。但它亦具有缺陷。由于投资偿还期和投资效果系数仅用于新建和扩建企业选点的方案比较中,在新、老基地产销区划中,可比性成了问题。另外,投资效果系数大的产地,相对提高了其单位产品的资金占用量份额,使其在区划中处于不利境地。故在产销区划中如何考虑基本建设投资,尚值得进一步探讨。
三、考虑产品效用时的区界特点
截止目前为止,我们在确定产销分界点和分界线时没有把产品的质量考虑进去。但实际上,同种产品由于资源和技术条件的影响,其同一单位中包含的使用价值量可以差别很大。如同为动力用煤,其发热量有高有低;同为冶金用铁矿石,其含铁量有大有小。这种同质产品所含的有用量,我们称之为产品效用。效用高的产品自然要比效用低的同种产品要值得运得远些。如有两个煤矿,其煤的发热量为 3 与 1 之比,则高
质量煤的运距应为低质量煤运距的 3 倍,因为 1 吨高质量煤可以顶替 3
吨低质量煤使用。
(1)根据以上确定的原则,为便于说明问题起见,先不考虑成本和运费因素,两产地产品的运距应与其效用成正比:
L1 = U1 L2 U 2
或 L1U 2 = L2U 1
(9)
式中 U1、U2 分别代表两产地 A、B 单位产品的效用量。将式(9)演化, 两端各加 L1U1:
L1(U1+U2)=LU1
故 L = L U1 ①
U1 + U 2
(10)
同理 L
= L U 2 ②
U1 + U 2
由于相邻生产基地,其同种产品效用之差别,就使得它们之间的产销区界复杂化。
设有 A、B 两个煤矿,其间距为 100 公里,又知 A 矿煤的发热量系数为 0.9,B 矿煤为 0.3。现在我们根据这一效用差别来确定 A、B 两基地的分界点位置(图 25)。
图 25
先研究 AB 间之分界点 Z1,根据公式(10):
L' = L U1
U 1 + U 2
= 100×
0.9
0.9 + 0.3
= 75公里
L' = L U 2
U1 + U 2
= 100×
0.3
0.9 + 0.3
= 25公里。
这说明了由于 A 矿煤的效用为 B 矿煤的 3 倍,因而前者运距亦就为后者的 3 倍,合理产销分界点 Z1 位于距 A 矿 75 公里,距 B 矿 25 公里之处。
问题的特殊性在于,在考虑产品效用的场合下,还必须进一步确定 B
→I 段上的分界点。对于这一段上的分界点 Z2 来说,A 矿煤仍是按原方向进行运输的,而 B 矿煤则是与向 Z1 相反的方向 Z2 运输的。如果我们把货流的方向看作是向量,则在求 B→I 段上分界点时,应把与 B 矿至 Z2 点运距相应的效用 U2 在公式(10)中改为负号,以该式另一表现形式求之:
L″1
= L U1 U1- U2
= 100×
0.9
0.9 - 0.3
= 150公里(与A—Z1同向);
− U2 − 0.3
L″1 = L U1 − U2 = 100× 0.9 − 0.3
= -50公里(与B-Z1 反向)。
即 Z2 位于距 A 矿 150 公里,距 B 矿 50 公里处。显然,这一运距之比也完全符合两基地产品效用之比。
在这种条件下,Z1—B 段出现了产品的相向运输。我们知道,从合理
运输基本原理出发,相向运输是一种明显的不合理现象。但是,从以上分析可以得出这样的补充,即同种但效用不等的产品,其在一定条件下的对流,不仅可能在正常情况下发生,而且是绝对合理的。
从上例的分析,可以看出产品效用较小的生产基地(B 矿),其在一条线路上的销售范围仅限于 Z1 与 Z2 之间,以外的地段都落入产品效用较大的生产基地(A 矿)的销售地段内了。进而我们还会发现,在效用不等的条件下,低效用产品基地的产销区,应该处于高效用产品基地产区的包围中。
为了说明这一立论的正确,作者采用如下的几何证明(图 26)。已
知
AP = AZ1 PB Z1B
= AZ2
BZ2
= U 1
U2
= 定比K,
U1≠U 2 ,本例中U1>U 2 ,
求证 P 点的轨迹:
△APB 中:
PZ1 是∠APB 的平分线(根据定理:三角形内角的平分线内分其对边成二线段与它两边成比例);PZ2 是∠APB 补角(180°-∠APB)的平分线
(根据定理:三角形外角的平分线外分其对边成二线段,与它两边成比例)。
故 PZ1⊥PZ2(因:二直线是二补角的平分线)。
今 P 点是所求轨迹上的一点,并满足前所给定的条件。如将 AB 距离按给定的比例内分与外分,其分点为 Z1 和 Z2。
假如任意点P满足已定的条件,则 AZ1
Z1 B
= AZ2
BZ2
AP
= PB 。由此,根据以
上引用定理,推知 PZ1 和 PZ2 将是△APB 的内角和外角平分线。所以:二直线 PZ1 与 PZ2 互相垂直。
因为:∠ Z1PZ2=90°,故:P 点的轨迹在以 Z1Z2 为 2R 长的圆周上(因对已知线段视角是直角的点的轨迹,是以此线段为直径的圆周)。
通过证明,得知 A、B 两生产基地的合理产销区界是一个以两端分界
点为直径的圆周。如果我们把实际上的交通线配置考虑进去,则结论是: 产品效用小的基地的产销区,位于产品效用大的基地产销区包围之中, 其区界是一个封闭的不规则图形。
这一特殊情况的分析,对我们从事实际工作有相当大的提示。它不仅告诉我们相向运输在特定条件下是必要的,而且更重要的是,它从运输的角度论证了充分利用劣质地方资源和发展中小企业的经济效果。
- 除了不同产地产品效用的差别外,往往生产成本亦有较大差异。如把成本和效用因素同时考虑,则基本等式应是:
C1 + tL1
U1
= C2 + tL 2
U 2
(11)
将上式展开为实际工作中便于应用和计算的形式:
tL1U2=tL2U1=C2U1-C1U2
L U = U (L − L ) − C1U1 + C2 U1
1 2 1 1 t t
L (U + U ) = LU
− C1 U2 + C2 U1
1 1 2 1
= LU1
t
- C1 U1 U2
tU1
t
- C2 U 1U 2
tU2
= C1U 2
C2 U 2
U1 L −
tU1
- tU
U1
故 L'1 = U + U
U
L − 2
t
( C1
U
− C2 ) ①
U
1 2
1 2
(12)
同理 L' = U2
L − U1 ( C2
− C1 ) ②
2 U + U t U U
1 2
2 1
至于求另一端的分界点,则须将 U2 和 C2 一起变号(设 U1>U2),于是式(12)成为:
L″ = U1 L + U 2 ( C1 − C2 ) ①
1 U − U t U U
1 2
1 2
(12')
- U U C C
L″ = 2 L − 1 ( 2 − 1 ) ②
U1 − U 2
t U2
U1
式(12)和式(12' )具有重要的技术经济内容。其中
U1 和
U1 ±U 2
±U2 为两产地产品的效用当量; C1 和C2 为两产地产品一定效用
U1 ±U2 U1 U2
的工厂成本, U1
t
和U2
t
为两产地产品与运费相当的效用量。
由于上式中三组数值都是固定的,可以一次计算出来,因而在实践应用中非常方便。利用这些预先计算出的数值,能很快地确定两产地间各条联系线上的众多分界点,从而得出具体的产销区界。
- 当两产地产品成本和运费均有差异时,则考虑产品效用的数学模式为:
C1 + ∫
t dl
C2 + ∫
B
t dl
A = Z
U1 U2
(13)
同式(2),式(13)可以导成:
i0−1 n
U2 C1 +U 2 ∑ t i l i + (U 1 + U2 )t i0 x = U1C1 + U1 ∑ t i li
(14)
i= 0
由于 0≤x≤li0,因而以下两个不等式必成立:
i 0−1 n
i=i0
U2 C1 + U 2 ∑ti l i ≤U1C2 + U1 ∑ti l i
i =0
i0
i=i0
n
U2 C1 + U 2 ∑ti l i ≥U1C2 + U1 ∑ti li
i= 0 i =i 0+1
利用两个不等式确定 i0 后,可根据式(14)求 X1:
1 n i0-1
x1 = (U
- U )t
(U1C2 - U2 C1 + U1 ∑t il i - U2 ∑ti l i )
1 2 io i=i0
i=0
有了 X1 可计算出 L'1 和 L'2,得出合理分界点 Z1。
当然,还必须求另一端的合理分界点 Z2。其方法仍如前述,先求 X2, 再计算出 L″1 和 L″2。
四、产地产量有限制条件下的产销区划方法
以上的分析都是以各产地产量没有限制、能完全满足销售区需要为前提,即是一种充分的以销定产的区划。但是,有时却客观存在着某个产地产品的产量不能按需要任意增长的情况,这主要原因是:
-
资源条件的限制,如矿产储量有限;动植物资源更新需一定的自然周期;土地资源不能任意扩大、肥力亦难以随投资而相应增加等。
-
建设条件的限制,包括企业提高生产能力的设备、技术和管理条件,以及生产基地所在城市或工矿区的一般建设条件,如劳力、用地、住宅、供水、电力、交通。在一定期间内,上述各项往往成为企业扩大的限制因素。
-
国家有计划开发各地资源,限制大城市发展以及平衡布局生产力的经济政策。
故而,拟订一个若干产地产量有限制条件下的产销区划模式,是具有实践意义的。
在两个生产基地中的一个(B 产地)产量有限的条件下,则作为基本模式的式(1)成为
B
C1 + ∫ t dl = C2 + ∫ t dl + R
(15)
A Z
式中 R 为区划的限制参数。
显然,R 的数值就是要使 B 产地的限制产量 QB 及相应 A 产地的产量QA,在总产量 Q=QA+QB 必须保证的条件下,达到最为经济合理。我们可以看出:
当 R=0 时,式(15)与式(1)全等,此时不存在产量限制问题; 当 R 的数值增大时,比如说使其值为 K,2K,3K⋯(K 根据模式中参
数而定),分界点距 B 产地就愈近,B 地的销售区就愈小;当 R 值增大到一定程度时,如 R=ik,B 地销售区的需要量就会同 QB 相当,合理的分界点就得出了。
当 R>ik 时,B 产地销售区的需要量会小于 QB,此时式(12)虽仍
成立,但不是产量限制下最优的(图 27)。
图 27
进而,我们可以证明,对上述合理区界的任何变动均属不利。如图27 中 Z1 点原由 A 地、现改由 B 地供应,则因 B 地产量受限制,必有一点Z2 改由 A 地供应,费用的变动为
S = (C 2 + ∫
Z1
t dl ) - (C1 +
t dl )
Z1 A
Z2 B
+ (C + t ) - (C + t )
1 A dl
2 Z2 dl
由于 Z1 点在交通线分界点 A 地一侧,而 Z2 点在交通线分界点 B 地一侧,故
C1 + ∫
t dl <C2 + ∫
t dl
- ik
C1 +
B
A
Z2 t
A
dl>C2 +
Z1
Z1
B
t dl
Z2
- ik
因而 (C +
Z1
t dl ) − (C1 + ∫
t dl )> − ik
(C1
- ∫Z2 t
) − (C2
- ∫ t dl
)>ik
A Z2
所以 S>-ik+ik=0 故证出任何变动总的费用都会增加。
五、大消费中心对区界的影响
前已述及,具体考虑各消费点的分布及其需要量并非产销区划的中心任务,但特别大的消费(销售)中心对产地间的区界有极大影响,因为一个大的工业区或大城市,往往需要同时由各生产基地供应某种物资才能满足。
为了便于从理论上分析问题,我们先确定:①大消费中心(地区、城市)同时消费(生产消费或生活消费)相邻生产基地的同种产品,而且是它们的主要消费者;②产品的各相邻生产基地,除了与该大消费中心的地域联系有区别外,假若其它条件都相同。
以下分析两种情况。
- 设有二相邻产品产地,同时供应一个大消费中心,其地理分布与交通联系如图 28 所示。
图 28
在确定 A、B 之间各条联线上的分界点时,为了避免不合理运输(主要是相向运输),首先应根据两基地距大消费中心或货流汇合点的远近, 来求出两处产品运输的差距。
差距 Pab=AZ0-BZ0=AW-BW
根据和差定理,不难求出各条联线上的分界点的位置:
Lli (AZi
) = Li + Pab
2
①
(16)
L − P
L (BZ ) = i ab ②
2 i i 2
在上图标示的情况下:
ACB 联线上:
Pab=(150+50+100)-200=100 公里
l11 (AZ1 ) =
(150 + 50 + 140) + 100
2 = 220公里;
l (BZ ) = (150 + 50 + 140) - 100 = 120公里。
21 1
ADB 联线上:
l12 (AZ2 ) =
2
(150 + 150) + 100
2 = 200公里;
l 22 (BZ2
) = (150 + 150) - 100 = 100公里。
2
AB 联线上:
l13 (AZ3 ) =
260 + 100
2
= 180公里;
l (BZ ) = 260 - 100 = 80公里
23 3 2
将分界点 Z1 联在一起,即得出 A、B 两基地该产品的产销区界。
- 一个大消费中心同时吸收三个相邻生产基地 A、B、K 的同种产品,若已知两对产地间的区界差距,就可据此推出第三对产地间的区界差距,如图 29。
因 Pab=AW-BW
Pak=AW-KW, Pka=KW-AW,
故
由此得出
Pab-Pak=(AW-BW)-(AW-KW)=KW-BW=Pkb Pka+Pab=(KW-AW)+(AW-BW)=KW-BW=Pkb
Pkb=Pab-Pak=Pka+Pab (17)
这种关系的导出,对我们在确定大消费中心周围各产品产地间的区界差距和合理产销分界线,有某种程度上的便利。
六、产销区划的线性规划模式
我们已经讨论过利用线性规划方法解决货流规划问题。以下介绍产销区划的线性规划模式。目标值可以用单纯形法解出。
- 当各产地产量不受限制时的模式
设有 m 个规划产地,n 个消费地,以 Xij 表示第 i 个产地供应第 j 个消费地的产品数量。规划模式可概括为:在约束条件为
Xij ≥0(i = 1,2, ,m;j = 1,2, ,n)
m
∑X ij
i=1
使目标函数
= Bj (B j为第j个消费地需要量)
m n
∑ ∑ (Ci + Tij )X ij = 极 小值 (18)
i=1 j=1
式中 Ci 为第 i 个产地单位产品的成本,Tij 为 i 产地单位产品运至 j 消费地的总运费。
当各产地产品效益不同时,以 Ui 表示各产地单位产品的效益量,U0
表示有关部门所规定的该种产品每单位标准效益量,于是,约束条件的第二项应改为
m Ui
目标函数不变。
∑
i=1
Xij = Bj ,
0
如果区划只要求得出经济上最合理的销售区,并不知道各消费地的需要量或消费大致是均匀分布的,些时,可设 Bj 都等于 1。于是,式(18) 约束条件的第二项成为
m m Ui
∑Xij
= 1(或∑ U Xij
= 1),
i=1 i =1 0
而目标函数仍不变。在各产地销售区确定后,再根据销售区的需要量来推算各产地产量。
- 当各个产地产量受限制时的规划模式在约束条件为
ij
≥0(i = 1,2, ,m;j = 1,2, ,n)
m m Ui
∑
i=1
X ij
= Bj (或∑
i=1
Xij = B j)
0
n
∑ X ij ≤Ri (Ri 为各产地最大可能产量)
J=1 的情况下,使目标函数
m n
∑ ∑(Ci + Tij )Xij = 极小值 (19)
i=1 j=1
显然,也可以增加交通线通过能力限制下的约束条件。但这对产销区划意义不大。
- 进一步考虑消费地某些要求时的规划模式
对于某些产品来说,由于生产消费的技术经济要求和生活消费的传统习惯等原因,一定的消费地从若干产地得到的供应量,常常不能少于一定数值。例如:各煤炭基地所生产的动力用煤的成分是有差异的(不仅是发热量不同),而火力发电厂的某些既有设备(如锅炉)的效率取决于煤的成分。因此就要求进行产销区划时能考虑现有电厂的传统供应来源。铁矿石、水泥和同品种粮食、木材、石油等也有这种情形。这种问题可以在上述产地产量受限制条件下的规划模式基础上,增加一组约束条件来解决,即:
Xij≥Gij
式中 Gij 为第 i 个产地必须供应第 i 个消费地的最低数量,如 Gij=0, 则意味着没有提出这个要求。
总之,利用线性规划进行产销区划的主要优点,是能在较复杂的情
况下较具体地确定每个产地的最合理销售区及其产量,特别对于众多产地产量均受限制,众多消费地均对供应提出特殊要求时,更为理想。但是,产销区划主要是解决大宗物资集中产地的合理地域划分问题,由于上述物资的消费分散,并不要求每个消费点的位置和具体量都事先规定出来。而利用线性规划进行产销区划,必须以消费点的位置和数量资料, 以及产品由产地到每个消费点的运费资料为前提。这也使产销区划成了远期的货流规划,既无必要,也缺乏可能。另外,在消费点众多的条件下,计算工作量也比较庞大。故作为长期的、规划性的产销区划工作, 一般很少采用作为近期或年度的、计划性的货流规划的主要方法——线性规划方法。
第五章 吸引范围与交通线网形成的经济依据
线网是交通运输布局的骨干,客货流则是线网形成的基础。一定地区内的客货流,通过各种渠道在一定的车站、港口集疏,使整个交通网赖以生存并得到发展。所谓吸引范围(该术语为铁路、公路等部门采用) 或腹地(该术语为水运部门采用),即交通线或站、港的服务地区,或称为以站、港为中心的经济区。交通点、线、网的地域结构,又有吸引范围这种面的地域结构予以充填,使得交通运输地理的研究更为全面化和地域化。
交通线网的形成,取决于一定的自然、技术和经济条件,但只有后者是决定性的。对于交通点、线、面的布局规划而言,必须先进行大量的交通运输地理调查,进行一定的经济分析、指标计算、方案对比,才能定夺。要想使上述过程准确化,必须对相应的吸引范围进行科学划分, 因此吸引范围的理论和方法,已成为线网勘察设计和布局规划的最重要环节。
一、吸引范围的原理和划分
吸引范围与交通线或站港,二者存在着相互依赖的关系。交通线是其吸引范围内的经济单位和据点,是进行运输联系、旅客交往的工具, 是吸引范围内经济活动的必要条件。吸引范围内的生产力布局及其地域结合情况,又通过货流和客流对交通线的现状与发展远景起决定作用。
我们仅就货物运输,对吸引范围进行讨论。
和许多它种类型的经济区一样,吸引范围也有现状和远景(设计) 之分,二者的划定方法和实际作用显然不同。
现状吸引范围是现有交通线或其站、港已形成的吸引范围。它主要由经济地理勘察来确定。其程序为:对既有线、既有站、港过去和现在的货运量进行研究,进而调查货流空间动态,然后找出货流的起点与终点,最后把那些通过该线及其站、港发、收货物的经济据点从地理上联成一片,即吸引范围。现状吸引范围的主要作用是:通过它了解交通线和站、港同地区经济的联系,从而论证交通线和站、港的经济地理意义; 发现吸引范围内存在的不合理运输,以及与货流分布有关的交通线、生产单位布局的缺陷,并由此提出改进措施。
设计吸引范围是新建及改建交通线和其站、港的未来吸引范围。其划定除了要进行经济地理勘察外,往往辅以经济分析和计算。其程序为: 调查可能被设计线吸引地区的远景生产与交通布局情况,由此推测其可能产生的货流规模与方向,根据经济单位、交通线和货流的分布,找出合理的运输联系方案,最后把倾向于设计线或其站、港的经济据点,从地理上联成一片并确定其界线,即设计吸引范围。它的主要作用是:根据吸引范围内各经济单位远景生产的发展和交换的变化,估算线路及站、港建成或改建后的货运量,而货运量又是决定设计线通过能力和技术标准的主要依据。
无论是为了解地区交通运输情况或为进行线路的新建和改建,吸引范围的划定都是经济勘察中最重要的工作。特别是为线网规划设计服务
的远景吸引范围的划分,更具有重要的方法论和实际意义。
(一)吸引范围的分类
这里所指的是按运输联系的性质而进行的分类。目前,对这种分类的看法还不一致。我们觉得交通线全部的吸引范围是由直接(地方)吸引范围、联合吸引范围和间接(通过)吸引范围共同有机组成的。前二者同线路的地方运量相联系,后者则同线路的通过运量相联系。
- 直接吸引范围:包括所有与该交通线有直接运输联系的经济单位(厂、矿、乡镇、中转机构等)所组成的完整地带。这些经济单位物资的全部或局部调入或调出,都经过该交通线的站、港。
如图 30 中 a 点的货物通过 AB 线运往 b 点。直接吸引范围内的运输联系,无论就运输和装卸而言,均不与其它相联的交通线发生关系。
-
联合吸引范围:与该交通线相联系的其它同级交通线的直接吸引范围,其中的物资利用该交通线联运,并在该交通线的站、港装或卸。则其它交通线的直接吸引范围,称为该交通线的联合吸引范围。如图 30 中 AB 线范围的 a 点将货物运往 CD 线范围的 c 点。则 CD 线的 c 点成为 AB 线的联合吸引范围。该交通线联合吸引范围内的运输联系,只有部分运输距离和装卸环节之一经由该线,其它则由其它线完成。
-
间接吸引范围:另外二同级交通线直接吸引范围的经济单位互有运输联系,虽由该交通线通过,但不在该线的站、港装卸,则其它二线的直接吸引范围,被称为该线的间接吸引范围。图 30 中 EF 线 d 点的货物需经 AB 线运往 CD 线的 c 点,则对 AB 线来说,d 点及 c 点均属其间接吸引范围。交通线间接吸引范围内的运输联系,只有部分运输距离经由该线,而物资的装卸则与该线无关。
附带指出,交通线各类吸引范围具有一定的等级序列。联合及间接吸引范围,都是对各条同级交通线而言的,至于干线在其支线上的联合或间接吸引范围,则仍是干线的直接吸引范围。
(二)直接吸引范围的划分
划分直接吸引范围的方法有几何法和分析法。前者是辅助的方法, 后者是基本的方法。
- 几何法:又分为平分角法和垂直线法。
用平分角法确定设计线的吸引范围时,只要将该交通线与相邻交通线之间的地域,用等分角的办法依次等距分开(同该线完全平行的相邻线,则取其间的等距线)。该交通线两侧所形成的闭塞多边形,即该线的直接吸引范围(图 31)。
图 31
垂直线法只是平分角法的改良形式,所不同的只是划分时照顾了站、港的位置。其作法是:作该交通线及其相邻交通线的站、港间的联接线,然后作出各联线的垂直等分线。这些等分线构成的封闭多边形内, 即交通线的直接吸引范围(图 32)。
图 32
用几何法划分直接吸引范围,不仅没有考虑到地区自然条件,更重要的是完全忽略了具体的经济分布、货流方向和运输方式。虽然,在工作中可用不同经济条件来修正范围界限(如水陆交通线的范围大小按不同比例划定),但终难完全符合实际。目前,这种方法只在确定交通线经济勘察地区,以及对吸引范围作概略估计时,才作为辅助的方法采用。
- 分析法:此法系分别将某一设计线的站、港,与毗邻的相关线的站、港间划分出吸引界限。将设计线各站、港的吸引范围合并,即该线的直接吸引范围。
经济据点应为哪条交通线所吸引,取决于三个条件:自然条件(山岭、河川的分布等)、经济联系和交通状况。显然,自然条件亦必通过交通运输条件起作用,如高山阻障交通,从而吸引范围缩小。故可根据每一经济单位的物资流向,结合具体交通线分布予以分析比较,确定其被何站、港所吸引。一般用总的运输支出(运费或运价)最小的原则来划定界限。当然,实践中有时还必须补充考虑运费以外的因素,如线路通过能力,综合利用运输工具等。
以图 33 为例,我们研究经济据点 K 应归何线的吸引范围。其步骤为:
①找出 K 点的货流方向,假定其交往为 K 与 D 之间。②查明由 K 至设计线 AB 及相关线 CD 的站、港 P、Q 的支线距离 l 支 1、l 支 2(单位公里)、和支线运费率 t 支 1、t 支 2(单位元/公里),从而计算出两方面单位货物的全支线运费 l 支 1、t 支 1 及 l 支 2、t 支 2。③根据 P、Q 二站至 D 之距离 l
干1、l 干 2 和运费率 t 干 1、t 干 2,计算出单位货物的全干线运费 l 干 1、t 干1 及 l 干 2,t 干 2;在干线上货流而交点 M 场合下,可以 M 代 D,因 M 至D 运费,对二线均同。④将经由 AB 线及 CD 线的装卸费用 t 中 1、t 中 2 估入。⑤比较货物经设计线 AB 及相关线 CD 的总运费 T1、T2,即:
T1 =
T2
干1 干1 支1 支1 中1
干 2 干 2 支 2 支 2 中2
(1)
如 T1 <1,则该点属设计线吸引范围;
T2
如 T1 >1,则该点属相关线吸引范围;
T2
如 T1
T2
= 1,则该点位于二线之吸引范围界上。
如设图中:l 干 1=40 公里、l 干 2=55 公里,l 支 1=35 公里、l 支 2=28 公里,t 干 1=0.1 元/吨公里、t 干 2=0.08 元/吨公里,t 支 1=0.2 元/吨公里, t 支 2=0.25 元/吨公里,两方面装卸费各为 2 元/吨,另 K 至 Q 外加渡河费 1 元/吨,则:
T1 = 40×0.1 + 35×0.2 + 2 = 13 <1 。
T2 55×0.08 + 28×0.25 + 2 + 1 14.4
故 K 点属于设计线 AB 的直接吸引范围。
进一步我们可以根据整个地区的货流和交通情况,求出设计线站、
港在各支线上的吸引分界点,显然,各点一定满足 T1
T2
= 1,于是,式
(1)成为:
l 干 1t 干 1+l 支 1t 支 1+t 中 1=l 干 2t 干 2+l 支 2t 支 2+t 中 2
将相邻二站、港(如 P 及 Q)间支线总距离设为 l 支,即 l 支=l 支 1
+l 支 2,则
l 干 1t 干 1+l 支 1t 支 1+t 中 1=l 干 2t 干 2+t 支 2(l 支-l 支 1)+t 中 2l 支 1(t 支 1+l 支 2)
=l 支t 支 2+l 干 2t 干 2-l 干 1t 干 1+t 中 2-t 中 1
故
1 t + l t − l t t − t
l = 支 支2 干2 干2 干 1 干 1 − 中1 中2
(2)
支1
支1
- t支 2
t支1
- t支 2
在各同类交通线运费率基本一致,装卸费用差别不大的条件下,可使 t 干 1=t 干 2=t 干,t 支 1=t 支 2=t 支,t 中 1=t 中 2,于是式(2)成为:
l t + t (l − l )
l支1
= 支 支 干 干2 干1
2t
(3)
支
将前例运费率统一,设 t 干=0.1 元/吨公里,t 支=0.2 元/吨公里,则求得 P 站距分界点之距离为:
0.2×(35 + 28) + 0.1×(55 − 40)
支1 2×0.2
= 35.25公里
然后依此求出所有相邻站、港间的分界点,该站的吸引范围即可得出。
(三)单纯吸引范围和混合吸引范围
在货物种类不多、货流方向单一的情况下,站、港吸引范围的划分比较简单。然而,当地区经济和运输联系复杂的条件下,往往物资种类众多、流向也不一致。因而,站、港的直接吸引范围,就不能只按一个运输方向来划,而应按所有主要的运输方向来划。
如图 34:根据地区物资流向→D,可划出 P 站的吸引范围 abcdea, 根据地区物资流向→C,则划出 P 站的吸引范围 acdfea,再根据地区物资流向→B,又可划出 P 站的吸引范围 bghfb。
如此,则 P 站总的吸引范围 bcdfb 以内,aghea 所包围的面积,无论该区内何种物资作何种流向,均需经过该站、港,我们称其为该站的单纯吸引范围;而 aghea 以外的吸引地区,则只有一部分物资按流向属于该站,其余则应归入相邻的站、港,这部分外围的地域是为该站、港同相邻站、港的混合吸引范围。
重要的海港可看作尽端线上的车站,只有直接和联合腹地;实际上一般所指仅为直接腹地。故而,运输联系复杂、货运方向众多的海港间, 区分其单纯和混合腹地更形重要。例如:
设天津港与沿海各港运输联系的主要方向是大连港和上海港(图35)。天津距大连和上海的海上距离分别为 370 公里和 1,340 公里。邻港青岛距大连和上海的海上距离为 508 公里和 750 公里。天津、青岛之
间陆上靠铁路联系间距 750 公里。又设沿海货物运费为 0.03 元/吨公里,
铁路运费为 0.04 元/吨公里。求天津与青岛的陆上混合腹地。
先以大连为方向,求铁路线上的分界点,代入式(3),该点距天津为:
l支1'
= 0.04×750 + 0.03×(508 − 370)
2×0.04
= 426.75公里
即在济南以东 69.75 公里的胶济线上。
再以上海为方向,求铁路线上的分界点,代入式(3),该点距天津为:
l支1″
= 0.04×750 + 0.03×(750 − 1340)
2×0.04
= 153.75公里
即在德州以北 85.25 公里的津沪线上。
单从天津港的两个货运方向来看,它与青岛港的混合吸引范围便已相当辽阔,故对于经济条件复杂、联系方面多的站、港,特别是上海港来说,它们之间的直接腹地界限都不是绝对的,而是相互重叠。这在实践中甚为重要。
(四)间接吸引范围的划分
不是任何交通线都具有间接(通过)吸引范围。在不考虑不同运输方式联运条件下,孤立的交通线(如黄河中卫至喇嘛湾段的航线)只有直接吸引范围。尽端的交通线(如现在的兰青线)则只有直接和联合吸引范围。位于线网之中的交通线,因其有其它线路之间货运的经过,往往有间接吸引范围,其大小取决于两端线网吸引区的大小及本线通过物资的集中程度。特别是联系两个运网的“咽喉线”,其间接吸引范围往往甚大。京承铁路通车前,京沈线天津—锦州段铁路的间接吸引范围便几乎包揽全国。
因此,求设计线间接吸引范围,任务就是:找出相邻线网上的站、港,看看哪些货物运输应当通过该线,将这些站、港的直接或联合吸引范围联在一起,即设计线间接吸引范围。
目前划间接吸引范围多根据货物运输最短径路的原则,依此将合理货流分界线在相关各线上定出,从而把有货物通过和无货物通过该线的其他线路的区段分开。现据图 36 说明之。
先求 AB 线的间接吸引范围,其步骤为:以 AB 线的始终点 A、B 为顶点,按最短径路原则求其四个通过扇面。先求 A 站的东北扇面 BAp1,即在多边形 ABD 中,找出一点 a,使 aBA=aDA,在多边形 ABED 中,找出一点 b,使 bBA=bEDA,在多边形 ABFED 中,找出一点 c,使 cEDA=cFBA。同理还可求出 A 站之东南扇面 BAp2,以及 B 站之西北扇面 ABp3,西南扇面ABp4。这四个扇面组合成的地域,除去 AB 线直接和联合吸引范围外,即该线间接吸引范围。
如果求的不是 AB 线,而是 AC 线的间接吸引范围,则线路就出现了两个区段,即 AB 及 BC。此时,不仅要划 AB 的吸引扇面,而且还要划 BC
及AC的吸引扇面。扇面组合的数目应是 n( n + 1) = 2×(2 + 1) = 3个(n代
2 2
表区段数)。扇面的总数将是 3×4=12 个。除了已划出的 AB 段扇面组BAp1、BAp2、ABp3、ABp4 外,尚须划出 BC 段扇面组 CBg1、CBg2、BCg3、BCg4 及 AC 段扇面组 CAr1、CAr2、ACr3、ACr4。
由于货物运距最短,并不一定等于运费最小,故有时必须以径路运费最小的原则代替距离最短的原则来划分间接吸引范围。但即使考虑了运费,在实际划分中,也要根据以下因素对界线进行修正,即:利用空返方向、利用运输密度不大的线路、充分发挥联合运输的效益等。当然, 必须是在精确计算通过扇面的基础上,才谈得上考虑这些问题。
(五)吸引范围与货运量的对应关系
对于现状吸引范围而言,要求我们根据货运量的地区动态的表 49 各类吸引范围和货运量的对应关系表分析来划定它。对于设计吸引范围而言,则要求我们参照它来估计远景货运量。关于历史及现状货运量的调查、远景货运量的正确推算,已超出本题范围。这里只着重谈一下各类吸引范围和各种货运量的对应关系。
表 49 中:Ai 代表设计线站点(i=1,2,3⋯m)。Bj 代表相关线站点(j=1,2,3⋯n)。
Xii 为设计线内各站间交流运量,即直接吸引范围内之运量。
Yij 为设计线运往相关线运量;
Zji 为相关线运往设计线运量;
以上二者为与直接及联合吸引范围相关之运量。
Wjj 为相关线间经过设计线的运量,即间接吸引范围内之运量。(Xii、Yij、Zji、Wjj 均≥0)
由表中可得出决定交通线通过能力和技术标准的四类重要经济参数:
- 站、港货运量(装卸量):
∑X1i+∑Y1j,∑X2i+∑Y2j,∑X3i+∑Y3j,⋯,∑Xmi+∑Ymj 为设计线各站、港的装货量(发送量);
∑Xi1+∑Zj1,∑Xi2+∑Zj2,∑Xi3+∑Zj3,⋯,∑Xim+∑Zjm 为设计线
各站、港的卸货量(到达量);
各站、港装卸量(吞吐量)则为各自装货量与卸货量之和。
- 地方货运量:
∑∑Xii 为设计线自我货物发送量或到达量(二者相等);
∑∑Yij 为设计线向相关线的货物发送量;
∑∑Zji 为相关线向设计线的货物到达量;
∑∑Xii+∑∑Yij+∑∑Zji 为设计线地方货运总量。
其中∑∑Yij+∑∑Zji 又称设计线的直通货运量。
-
通过货运量:∑∑Wjj。
-
全线货运总量:∑∑Xii+∑∑Yij+∑∑Zji+∑∑Wjj。
上表实质为一详尽的棋盘表,其中:左上方反映了直接吸引范围内的运输联系,左下及右上方反映其联合吸引范围的运输联系,而右下方则反映了间接吸引范围的运输联系。根据具体货运方向分析,还可从表上一窥货流的全貌,并据此编制货流图。
(六)用标号法划分合理吸引范围
合理吸引范围的划分,是经济地理、交通运输地理和零售商业区位研究中的重大方法论问题,当前,正在引起国内外学者的密切关注。现代吸引范围的研究必须引进定量方法,自不待言。这里介绍一种图论中的标号法,来解决合理吸引范围的划分。
- 基本假设
设有经济点 ui(ui=1,2,⋯m),它们可以是货物的发点或收点, 亦可既是发点又是收点。这些点是各经济单位同公用运输相连接的点, 称为外接点。任何一个外接点均有其服务范围,即直接吸引范围。这样, 一段货流就对应于两个直接吸引范围。又设每两个外接点之间至少有一条径路联通,且通过能力不限,并知其在一定期间内的作业量是ci=ci(1)+Ci(2),ci(1)为到达量,ci(2)为发送量。
还应指出,许多经济点具有连接相邻两条线的作用,有些成为交通线的站港。货流在交通线上移动,要耗费运输费用,每个线段的单位货物运输费是不同的。另外,亦应把中途装卸的单位货物的装卸费考虑进去。如果图 37 中 u2 点单位货物的装卸费为 A,则 u1~
u 和u ~u 两个区段的相应装卸费各为 1 A。于是,各相应区段单位货
2 2 3 2
物的总运费 ri(i=1,2,⋯n)便可得出。如果一个点一部分货物发生装卸手续,另一部分货物不发生装卸手续,则可把该点分成几个靠得极近的点,分别只有一种可能性。
货流总是趋向于走总运费最低的、即经济距离最短的线路。即使有时达不到运费最低,但总会向最低费用的径路逼近。故而走运费最低的径路,是腹地合理划分的基本原则。我们把这种径路称之谓理想径路。按照这一原则,可以设想,如果把各种货流的理想径路找出来了,各线段、各站港的吸引范围也就清楚了。
- 理想径路的推求
货流的理想径路包括由始发点到终达点的全过程。如何找出多条径路中最佳、即总费用最低的一条,我们采用标号法按图逐步计算推求。如有一个图 38,设 u1 为货流的始发点,u4 为货流的终达点,各区段的总运费亦标于图上。
定义:任何两个外接点间无别的外接点的连线,称为这两个外接点间的边(区段)。点 uj 的标号 b(j)代表货物从始发点(图 38 中为 u1)
到 uj 的费用。此时 uj 成为已标号点。
计算开始时,先令 b(u1)=0,u1 成为已标号点,可在 u1 旁注记数字 0。此时,其余均是未标号点。以后每一轮的计算可以分成以下几个步骤:
- 找出具有下述性质的边(ui,uj),一端 ui 是已标号点,另一
端 uj 是未标号点。如这种边不存在,则计算结束。在图 38 中,b(u1)
=0,这种边有两条,即(u1,u2)和(u1,u5)。
- 对第一步所得到的每条边(ui,uj),计算其数值 k(ui,uj)
=b(ui)+r(ui,uj)。亦即 k(ui ,uj)等于边(ui,uj)的一端的标号加上这一区段上单位货物的运输费。将计算出的 k 值写在边的旁边, 并在数值外加一方括号。在图 39 中:
图 39 k(u1,u2)=k(u1)+r(u1,u2)=0+10=10 k(u1,u5)=k(u1)+r(u1,u5)=0+7=7
使 k(ui,uj)最小的边是(u1,u5),另一个边为(u1,u2)。
- 至此,有两个点 u1 和 u5 变成了已标号点,通向终达点 u4 的径路必须经过
u7 才有可能运费最低。于是,其 k 值分别为:
k(u5,u7)=k(u5)+r(u5,u7)=7+6=13 k(u2,u7)=k(u2)+r(u2,u7)=10+2=12
得出径路(u1,u2,u7)最优。
- 由于 u7 变成了已标号点,再计算 k(u7,u4):
k(u7,u4)=k(u4)+r(u7,u4)=12+15=27
此时已选择出费用最低的径路(u1 ,u2,u7,u4),整个推求结束。当然,图中其它可能的径路,亦可计算比较,但在实际工作中,因具有明显的劣势,可以从略。
数学上可以证明,用标号法一定可以求得经济上最短的径路。在交通网复杂的场合下,用电子计算机运算也很方便。
- 同各类吸引范围的对应
在一个网络(可理解为由交通网所联系的经济地域)内,每个外接点(经济点)都有其天然的直接吸引范围。通过各种货流在其各区段的理想状态下的移动,则各类合理吸引范围均可对应得出。
(1)如果某个经济点仅有一段线路与整个网络相连通,则此点称为单连通点。单连通点收发的货流,只能经由那段唯一的线路。因此,它的直接吸引范围一定是单纯吸引范围。一个网络内有几个单连通点,就有几块单纯吸引范围。
(2)如果某个经济点与网络的通道不只一个,则这个点称为多连通点。它收发货流的方向不只一个,故该点对应的直接吸引范围一般具有混合吸引范围的性质。
-
单连通点和多连通点在寻求它们的联合吸引范围方面,没有区别。
-
网络中的一些经济点和有关区段,如虽有货流通过,但并无装卸手续发生,则有关点、线对应的吸引范围必为间接吸引范围。
必须指出,上述对应关系的建立,应以交通网络具有明确的层次为前提。上一级交通线的吸引范围,应是各条下一级交通线吸引范围的总和,再加上交汇点本身的吸引范围。因此,进行图论作业划分合理吸引范围时,必须对复杂网络的径路进行清晰的级别划分。
二、交通运输地理调查和线网经济勘察设计
(一)交通运输地理调查的种类和任务
在社会主义计划经济下,交通运输的布局是有计划形成的,它通过建立在科学根据上的规划、设计工作而实现,而正确的规划、设计工作, 又必须有详尽的调查研究作为先导。因而,调查工作和规划设计工作, 是实现交通运输合理布局的条件和依据。
交通运输地理的调查工作是多种多样的。在实际工作中,它们往往不是孤立的,而是与其它有关的调查或勘测工作结合进行的,并同一定的规划或设计任务相联系。按照上述特点,我们可以把交通运输地理的调查工作分作以下三类:
-
综合考察中的交通运输地理工作:综合考察的目的是全面地了解与研究有关地区的自然条件和经济情况,以便为地区的资源开发利用和生产的发展、布局提供资料和论据。在综合考察中,交通运输地理的考察工作往往是整个工作的必要环节,其任务主要是:①对资源开发和生产布局中的交通运输条件进行专门的考察、分析和论证;②根据地区生产和交通运输现状以及国民经济的长远要求,结合地区自然、经济条件,进行运输线网的设想或规划;③配合经济联系、经济区划等项目的调查与研究,提出当前及未来产销联系和货流的合理方案。
-
运输经济调查中的交通运输地理工作:运输经济调查是为了弄清楚一定线路或地区的客货运输发展和分布的规律,以便用以指导运输企业的经济活动,改进企业管理,同时,它也是各种运输计划工作的基础。一般的运输经济调查工作主要是分析、研究经济关系、发展速度和比例关系。似乎同交通运输地理工作关系不大。而且,这种调查中的野外工作也非常少。但是,运输经济调查和运输计划工作只有建立在地区综合条件的详细了解和自然、技术、经济的充分论证基础上,才更为切实可靠。这样,运输地理工作就成了运输经济工作的物质基础之一。在运输经济调查中,交通运输地理工作者可以通过运输联系的调查和货流的规划,来为运输部门的货源组织和生产计划服务,通过地区运输生产力及其自然、经济条件的调查研究,来为运输部门的基本建设计划服务。
-
线网勘测设计中的交通运输地理工作:交通线网的勘测工作是直接为运输网的规划和交通线的设计服务的。在交通线网设计的实践中,勘测工作可分为经济勘察(或调查)和技术勘测(或测量)二种。但这种区分并不是绝对的。因为经济勘察与技术勘测之间的联系非常紧密,而且经济勘察所得的资料不仅在进行技术勘测时要用,而且还往往在技术勘测前根据这些资料来概括地解决某些技术问题。
依据调查的范围,经济勘察又可分为网性(综合)经济勘察和线性
(个别)经济勘察二种。前者是对已有的或拟进行规划设计的交通网进行全面经济勘察;后者是为了计划新建或改建个别交通线而进行的勘察工作,或称为经济选线,一般多会同线路技术勘察队一起进行。线网技术经济勘测设计中,各个设计阶段所需勘测工作的种类及性质,如表 50 所示。
不言而喻,无论网性或线性经济勘察工作,都具有非常强的综合性和地域性,都是比较典型的交通运输地理工作。实际生活中,地理工作者参加生产实际,也以此种工作居多。故而,尽管线网经济勘察工作只是运输地理调查的项目之一,但一般人却常把二者
表 50 交通线网勘察程序表
设计阶段1.线网布局规划
|
勘测工作种类网性经济勘察 ( 1 )线性经济勘察 ( 2 )线路踏勘测量 ( 1 )详细技术测量 ( 2 )补充经济勘察 施工前测量和补充测量 |
经济勘察工作性质综合性地区经济调查 个别线路的地区经济调查按个体工程项目进行经济论证 |
等同起来。我们所讲述的交通运输地理调查与规划设计,也将以线网的经济勘察和设计为主。
(二)交通运输地理调查的程序和方法
不仅不同种类的运输地理调查,其内容与作法各不相同,而且,同类的运输地理调查,对于不同的运输方式,其表现亦各有差异。本书只概括地介绍一般的调查程序和方法。
- 交通运输地理调查的阶段
无论何种性质的交通运输地理调查工作,均可将整个过程大致分作三个阶段:(1)准备工作时期:一般在政治中心(它一般也是交通和其它经济管理部门所在地)进行。主要是搜集有关地区与交通运输有关的自然、技术、经济全面资料。同时研究与体会相应的技术经济政策,征询各级领导意见。此外,还要拟订调查提纲,准备空白地图,并编制填列各种有关的图表。这一阶段时间不宜过长,一般占整个调查时期的五分之一至四分之一左右。(2)野外工作时期:包括在调查地区内及其各基层组织中的工作。根据地区实际情况,将在准备工作时期所得的资料, 加以实地印证、核实、补充,并搜集有关具体的地区交通运输技术经济资料,以及一般自然和经济资料。这一时期工作的方式包括野外踏勘、基层访问、交通观测以及补充资料搜集等多种,将工作结果初步编写成有关图表和说明。本期是运输地理调查中的最重要阶段,一般要占整个调查时间的二分之一至五分之三左右。(3)室内总结时期:对调查情况和资料全面分析、整理,遗漏之处作补充调查,然后进行研究与决定, 编制各种总结和图表,并向主管部门领导作口头和书面汇报。这个时期时间的安排可与第一阶段相同,大体在五分之一至四分之一左右。
- 交通运输地理调查的基本项目
任何性质的交通运输地理调查,都应包括自然条件、居民、农业、矿业、工业、商业和交通运输等部分。当然,由于调查目的不同,可以在上述各项目中有所侧重。
-
自然条件调查:在运输地理调查中,自然条件的调查系结合交通运输的评价而进行。自然条件的了解对于确定线路走向、技术等级、工程量和造价有着极重要作用,决不能予以忽视。这种资料一般是从以下各种资料取得:科学文献、大比例尺地形、地质、水文地质地图,以及地方气象站、实验和科学研究机关的观测和汇报等。在没有现成资料可资利用时,则有必要作实际野外工作予以补充。
-
人口或居民调查:一般文献中往往认为结合交通运输进行人口调查,只是为了推算客运量,这种认识是片面的。人口调查的更重要目的是根据人口数量和消费定额,来规定未来对许多物资的需求,从而推算货运量。人口数量、变化和各种构成的资料可通过民政或公安部门取得。关于居民消费习惯及其变化等的资料,则应从相应经济机构中访问取得。
-
农业调查:农业调查的目的是弄清各种农、林、牧、副、渔产品的产销数量和情况,从而为推算未来各种农产品运量和货流打下基础。农业调查牵涉面广,单位分散,地域差异性强,因之不能单靠搜集资料解决问题,必须把野外踏勘和实地访问印证放在重要地位。
-
矿业调查:矿产品具有运量大、变动多、销售广的特点,在运输地理调查中往往处于举足轻重的地位。因此,矿业调查必须与资源开发可能性结合一起,并作得深入细致。这类调查可以在采矿单位进行, 也可在有关物资供应单位进行。
-
工业调查:工业调查的特点是企业众多,产品纷纭,调运复杂, 因而,在运输地理调查中,必须根据其产品和原料的运量和运距大小, 分清主次,重点进行。一般说来,重点企业必须深入厂内专题调查访问, 分散小厂则可在主管部门一并进行。
-
商业调查:主要是调查有关物资的购入和销售及其地理移动规律。因而,尽管许多物资在农业、矿业和工业中已作了调查,商业方面的调查仍不可少,其原因:一是这种调查可起核实作用,二是这种调查可以更清楚地回答物资在生产和消费之间,即流通领域的地区移动情况。商业调查的对象是物资供销、分配部门。
-
交通运输调查:这是交通运输地理调查中最具有“专业性”的部分,其它各项调查也都是为它服务的。无论何种运输地理调查,都要涉及有关地区的所有运输方式,因而运输调查本身也具有综合性质。另外,交通运输调查中不仅要调查有关的运输经济资料,还要对有关运输方式的技术状态和指标等作出调查。交通运输调查应涉及到:地区内不同运输方式的线路长度、分布和通过能力及其规划远景;各条交通线的货运品种、运量流向和一般腹地状况;主要站、港货场和运输枢纽的分布、通过能力和货运量及其远景发展的可能性;各种运输方式联合运输情况;有关的城市和企业运输情况;现有交通线的主要技术标准;对燃料、材料、用水的需要量,取给地点等方面。
进行运输地理野外调查和资料搜集过程中,以下几组概念应该区分
清楚:①生产量与消费量:同是一种物资,如煤,它在煤矿是生产量(产品),而到炼焦厂就成了消费量(原料)。在调查时,生产量和消费量均应调查,但在计算、汇总、分析时要分开。②生产量与销售量:物资的生产量并不一定等于销售量,这里面因库存量的调节而有不同,一般说来,一定时期的销售量等于一定时期的生产量加本期期初库存量再减本期期末库存量。③需要量与消费量:消费量一般指在一定时期内的物资实际消耗量,而需要量中,除包括物资消费量这一基本构成部分外, 还包括一定的流转量和储备量。④需要量与购入量:这两个概念亦有较大区别,在工业企业中,购入量等于本期需要量(商业部门为销售量) 加本期期初库存量再减本期期末库存量。⑤消费量与销售量:物资的消费量,表现在商业上为销售量,这方面也要注意计算的重复。如煤建公司供应某工厂煤炭,两方面都将这宗煤炭算作消费量,这时,应只计入一方的数字。上述若干经济概念并非我们学科的内容,所以附带提出, 是为了避免工作中发生资料混淆和计算重复的错误。
- 交通运输地理调查中的经济指标计算方法
这些方法采用的主要目的是:①对搜集的各种相互联系的资料进行检查、核对;②有些资料不能直接取得,需进行一定换算后才能得出结果;③根据历史和现状资料推算远景数字,或根据工农业的规划数字推算交通运输的远景数字。所以不能把采用计算方法和推算远景货运量完全等同起来。
主要的计算方法有以下几种:
-
比例关系法:国民经济各部门之间存在着一定的比例关系,利用这一关系,便可以根据一些部门的发展速度来确定另一些部门的发展速度,如根据钢的产量、工业产值或国民收入与货运量之间的历年比例关系,来推算远景的货运量等。这种方法看来根据充分,但实际中的许多具体因素难以估计,因此,一般只有参考价值。
-
运输系数法:主要是将历年的工农业生产量和运输量的关系予以确定,然后便可以根据生产量的发展来定运输量。这种方法比比例关系法具体些,但亦只适用于分品种进行运量推算较为可靠。另外,把过去的运输系数用以规划未来运量,有时必须考虑更多的因素,予以更正。采用运输系数法可以表格方式进行(表 51)。
表 51 运输系数计算表
年 度 项 目 |
计算顺号 及程序 |
× × 年 |
× × 年 |
× × 年 |
× × ×× ×× 年 年平均 |
---|---|---|---|---|---|
生产量 |
1=2 ÷ 3 |
||||
运输量 |
2=1 × 3 |
||||
运输系数 |
3=2 ÷ 1 |
- 消耗定额法:按照物资在生产过程中所需原料、燃料、材料的单位消耗量,来计算相应的需要量,并以此来推算运量。如以 P 代表
产品重量,R代表所须原料重量,于是,原料消耗定额e = R 。如每炼一
P
吨生铁所需一定成分的铁矿石数量、每炼一吨钢所需的铁量等都是。利用消耗定额,根据生产量来推算原料、燃料、材料消耗量或运输量时,
应该充分估计技术进步对消耗定额的影响。
- 发展速度法:对于人口的推算或一些零星货物的推算,往往可以按同一的发展速度,累年进行。以人口计算为例,以 Mc 代表普查年度的人口数量,i‰代表每年人口自然增长率,t 代表经过年限,则计算年度的人口数量 Mi=Mc(1+i‰)t。以上仅考虑了自然增殖。如果同时考虑人口的机械增减,以 M 代表平均每年移入或移出的人口数量,
则上式可近似地成为Mi ≈(Mc
± M·t )(1+i‰)t± M·t 。有了远
2 2
景人口数量,当然就可根据居民乘车率来推算出客运量。
-
消费定额法:这种方法比较适用于一些和居民消费有直接关系的、弹性不大的物资,如民用煤、口粮、食盐等。利用这种方法,先要确定居民对某种物资的消费定额,然后求出这一地区未来时期的居民数量,这两个数字相乘,便是计算远景运量的依据。这一方法必须在慎重与科学地规定消费定额和计算确切的人口数量的基础上,才能运用。在核对调查资料的准确性时,这一方法也具有很大参考价值。
-
单纯比重法:这种方法是根据一定的政治经济任务和技术经济依据,来制定各个生产或交通运输部门间的产品比重,一般多用于水陆运量的远景分配方面。如将木材的运量,按 1∶2 的比重,在大致平行的铁路和水路中分配等。在利用这种方法时,应多找综合依据,且忌主观任意从事。
上述每种方法,都有一定的适用范围和不足之处。因而在实际调查中,如何根据已有资料和情况,灵活运用上述方法来解决问题,是极其重要的。特别是进行远景资料(生产量和运输量)的推算,更不能简单从事,而是必须把综合分析和计算方法紧密结合起来,把情况和数据结合起来,把一般和特殊结合起来。
(三)交通线网的经济勘察和设计方法
为了使读者能对交通线网勘测设计中的交通运输地理工作作进一步具体了解,我们再以铁路经济勘察为例,着重说明其任务、程序及其同设计工作的关系。关于综合考察和运输经济调查中的交通运输地理的具体工作,一方面,有些前已作了阐述,另一方面,它们的工作步骤和作法还不够定型,因而不再专门讨论。
- 经济勘察的任务
交通线网的经济勘察,其直接目的,是为了搞清与线网设计有关地区交通运输与自然条件之间、交通运输与工农业发展和布局之间、各种交通运输方式之间的经济和技术联系,从而提出对线路规划设计的各项要求。
前已指出,经济勘察可分为网性经济勘察和线性经济勘察两种,它们分别为线网布局规划和初步设计服务。实际上,在技术设计阶段所进行的补充经济勘察,虽是线性经济勘察的延续,但由于其主要是为个体工程项目服务,因而也可以算作点性的经济勘察。
网性经济勘察是根据国家政治经济的要求,为加强地区间交通运输
能力而找出各种合理的解决方案,并提出一定的具体措施。它着重研究全国或地区某种运输网的自然、经济条件和货流动态,规定增建新线和加强旧线的数量、类型和方向,并确定各线的起迄点和修建顺序,以及该种交通运输与其它运输方式配合问题。
例如,为了加强我国西南和西北地区的运输联系,适应未来两地区经济发展的要求,可以有许多铁路规划线方案:①加强陇海线宝兰段、宝成及成渝全线;②新建略阳经天水至洛门段、陇西经临洮至兰州两段铁路,加强洛门至陇西段、宝成南段及成渝全线;③新建兰州经保轮院至重庆的兰渝线;④其它。究竟应采取哪一方案,就应进行网性经济勘察,并予以比较论证,才能确定(图 40)。
网性经济勘察进行后,便可以进行交通网的规划。据此,上级便可向设计部门下达设计任务书。在铁路的设计任务书中,一般规定了设计线的方向、起迄点、经过的主要城市、牵引种类、施工期限等。于是就由线网规划阶段进入了初步设计阶段。
初步设计阶段需要进行线性经济勘察,即一般所谓的经济选线。这时,铁路经济选线的主要任务是:①进一步明确线路在路网中的地位及政治经济意义;②对线路经过地区的自然条件,进行全面的技术经济评价;③确定设计线所经过的经济据点;④确定线路近期和远景货运量;
⑤从自然、技术、经济结合的观点出发,找出线路的若干可能方向,即比较线;⑥对设计线的商务作业站的分布提出初步意见。
到了技术设计阶段,线路的基本方向已定,主要任务是最后解决铁路及其各项个体工程的设计。因而,此时的线性经济勘察除了要进一步核定初步设计阶段的经济资料是否正确外,并需根据个体工程设计(如车站站线、装卸场、仓库等的设计)来分析利用和增加补充有关技术经济资料,因此,这时运量往往以车站为单位进行调查研究,而使勘察工作具有点的性质。
- 经济选线的程序
在各种交通运输经济勘察工作中,以线性勘察工作量最大,步骤最复杂,野外工作地位最重要。铁路经济选线的大致程序是:
-
根据调查地区自然和经济条件,先初步确定一个或几个线路走向,及各比较线上的商务作业站的分布。绘出调查地区交通运输分布图。
-
对设计线进行吸引范围的划分。铁路选线只要求地方(包括直接和联合)吸引范围和通过(间接)吸引范围两种。根据吸引范围,调查并汇总现有地方和通过货运量,绘出线路吸引范围和运输联系图,或现状货流图。
-
根据已有资料,用各种方法推算近期和远景分类货运量(三年、五年、十年、十五年等),并将货运量汇总,确定其地域动态,绘出近期和远景货流图。
-
按照居民的分布和变化及平均乘车次数,找出现状及近期、远景客流量,绘出各种客流图。
-
根据客货流和方向、季节不平衡系数,以及车辆的净载重,
表 52 经济选线的指标和技术意义
指标名称 |
具体内容 |
对铁路设计的用途 |
---|---|---|
1.全线和区段货运量 |
站间、运入、运出和通过 |
选定路级、牵引种类、机 |
2.全线和区段货物周转量 |
运量之和站间、运入、运出 |
车类型、限制坡度和线路 |
和通过周转量之和平均每 |
方向;确定全线和区段通 |
|
3.全线和区段货运密度 |
公里的货物周转量 |
过能力和机车周转组织。 |
|
上下行货流比例 按主要品种和其它分列 |
决定是否采用均衡坡度。 确定车辆类型、制定空 |
车周转方案。 |
||
6.运入量和运出量 |
联合腹地内的运量 |
考虑与旧有线路协调及 |
7.站间货运量 |
直接腹地内的运量 |
联轨站设计。 计算区段列车对数。 |
8.通过货运量 |
间接腹地内的运量 |
决定直通列车方案,在 |
机车类型和限坡等 |
||
邻线协调。 |
||
|
通过货运量在总货运量中比重 周转量同货运量的比例 |
决定线路实际长度。 确定机车车辆数量。 |
11.车站或枢纽货运量 |
按货种和方向计算 |
确定车站设备和枢纽类型。 |
12.客运量 |
通过、地方和近郊客运 |
决定旅客机车及车辆需 |
13.季节不平衡系数 |
量分列 最大月份同全年平均客 |
要量,考虑服务设备数量。 决定线路通过能力、货 |
货运量比例 |
场设备及旅客站房容积。 |
折算近期和远景车流,绘出车流分布图。
- 对各种方案进行全面技术经济评价、对比,确定线路走向及其初步技术标准。
- 交通线设计工作中主要经济指标的技术意义
经济选线调查所得之指标,是直接为设计工作服务的,而设计工作必须最后落实在技术措施上。铁路设计中主要的经济指标及其技术意义,从表 52 中可以有所了解。
三、交通线网规划设计中的方案比较
在交通线网的规划或设计工作中,往往为了解决同一技术经济问题,可以提出若干不同方案。从经济合理的观点对这些方案进行比较、选择,以便使规划和设计工作中能采用对国民经济最有利的一个,这便是我们要谈的方案比较法的任务。这种方法目前在实际工作中被广泛应用着,被认为是估算交通规划设计经济效益的最重要方式之一。
- 方案的类型
按照各比较方案之间的性质和关系,可将常见的方案组,分成三种基本类型:
- 国民经济影响不同的方案。这种方案又叫作国民经济方案,其中每个方案的经济意义都不相同,但都是在解决同一国家任务。比如,
为了开发地区经济而采用水运或是铁路的方案,铁路或公路方向和经由地区不同的方案,铁路铺设第二线或建设新线、采用蒸汽机车或电力机车的方案,选择海港位置的方案等均是。这一类方案的比较和确定,一般在交通网规划阶段进行。
-
国民经济服务指标彼此相同,但基本技术要素和运营条件各不相同的方案。这种方案又叫作基本方案。比如,铁路或公路限坡不同的方案,桥型和桥位方案,航道尺寸和过船建筑采用与否的方案,港口设备能力的不同方案,码头类型的方案等等。这一类方案的比较和确定, 一般在初步设计阶段进行。
-
国民经济意义、基本技术要素和运营方法均同,但工程数量和运营成本有所区别的方案。这种方案又叫局部方案。比如,铁路和公路较短距离的定线方案,小桥涵管的设计方案,航道和码头水工建筑物型式的选择方案,港口机械设备方案等。这一类方案的比较和确定,一般在技术设计和施工设计阶段进行。
- 方案比较的方法和偿还期的基本概念
在交通线网规划设计中进行方案比较,可以采用不同的指标,包括: 方案的政治经济意义,方案对生产力布局的影响,施工条件和工期、劳动力需要量、金属和木材消耗量、燃料消耗量、通过能力的储备量,基建投资、运营支出等。其中有些指标是不能用数量概念予以标示的,有些指标虽然能有量的概念,但作为方案比较的依据不够全面。比较能够综合反映方案经济方面数量消耗的,是基建投资和运营支出两项。前者包括基本建设的人力、物力和财力全部支出,后者则包括运营过程中的工资、材料、燃料以及固定资产折旧等全部消耗。因而,谈到方案比较的方法,就是既有定性的分析方法,也有定量的计算方法,二者相辅相成,缺一不可。主要的定量比较方法,就是偿还期的计算。
偿还期的计算一般利用基建投资和运营支出的价值指标。一般说来,投资较多而装备较强的方案,会相应降低运营费用。但是,一次投资过多,又意味着增加国家经济负担、减少其它项目投资和积压有用的资金。于是,一次投资费用和经常运营费用之间便出现了矛盾。这一矛盾是目前利益和长远利益矛盾的反映,同时,也涉及到本部门利益和其它部门利益的矛盾。解决这一矛盾的办法就是计算比较方案的偿还期, 分析这个偿还期是否合理。
假如两个方案,其投资假定为 I1 及 I2,其中 I1>I2;年运营费假定为 E1 及 E2,其中 E1<E2;在 t 年中运营费节余,可以偿还工程的额外投资,则偿还期
t = I1 − I2
E2 − E1
与投资少的方案相比,投资多的方案的投资效果系数
△ = E2 − E1 = 1
I1 − I2 t
例如,某内河航道的比较方案如表 53。
表 53
指 标 |
河道疏浚及修一船闸 |
单纯河道疏浚 |
---|---|---|
投资(万元) |
100 |
40 |
运营费(万元/年) |
50 |
80 |
偿还期
t = 100 - 40 = 60 = 2 年
80 - 50 30
河道疏浚及修一船闸的投资效果系数
△ = 1
2
由计算大体可以确定,该河道修建一个过船船闸是经济合理的,因为额外的投资只须两年即可收回。当然,完全确定是否建筑船闸,还须要结合其它方面的情况和资料,如劳动力、金属消耗、工期长短等等。
- 根据计算偿还期进行方案比较
在存在多方案条件下,就须要对方案两两进行循环比较。这样,一来较麻烦,二来结果甚多,对确定最合理方案往往无所适从。如有甲乙丙三个方案,甲乙比较,乙的投资偿还期为 3 年,甲丙比较,丙的投资
偿还期为 5 年,乙丙比较,丙的投资偿还期为 8 年。这样,单纯用总投资收回快的观点,认为乙方案应被采用,并不一定是合宜的,因为甲丙比较,丙的偿还期也不长。
鉴于上述缺点,实际中如遇到多方案比较,往往根据计算偿还期进行。如果事先规定一个最大的偿还期 tp,或最小的投资效果系数Δp,则投资较多的方案 A1 只有在符合下列条件下,才是经济的,即
将不等式移项而得:
I1 − I 2 <t
E2 − E1
I1 − I 2 <E
t p
2 − E1
即 I1 + E < I2 + E
t 1 t 2
p p
总的说来,如比较方案众多,则符合于下列条件的方案 Ai,才是最经济合理的:
Ii
+ Ei = 最小值
p
或 IiΔp+Ei=最小值
显然,计算偿还期不同,则上式的总值亦不同。因而,采用不同的tp 值,则最优的比较方案也会变化。
合理的计算偿还期的确定,要视具体交通工程的规模、技术装备的水平、设备更新的难易而异。如对运河工程、地下铁路、人工海港等, 一般采用 15 年左右的偿还期;对铁路新线建设和旧线改造、一般港口工
程等,则采用 10 年左右的偿还期;而公路建筑和小河航道整治等,则不
应超过 5 年。当然,由于具体时期、地区的政治经济形势不同,同类工程的偿还期的规定,也应因时因地而异。
例如:某铁路的比较方案如表 54,求在计算偿还期为 8 年、10 年、15 年的最优方案。
根据上述公式计算如表 55,故 tp=8,最优方案为 II,tp=10,最优方案中 II 与 III 等价,tp=15,最优方案为 III。
表 54
方 案 |
投资(百万元) |
运营费(百万元/年) |
---|---|---|
I 现有路网的加强 |
250 |
120 |
II 建设新线,蒸汽机车 |
390 |
85 |
III 建设新线,电力机车 |
520 |
72 |
表 55
Tp 方 案 |
8 年 |
10 年 |
15 年 |
---|---|---|---|
I |
250/8 + 120=151.2 |
250/10 + 120=145.0 |
250/15 + 120=136.6 |
II |
390/8 + 85=133.7 |
390/10 + 85=124.0 |
390/15 + 85=111.0 |
III |
520/8 + 72=137.0 |
520/10 + 72=124.0 |
520/15 + 72=106.6 |
第六章 交通点、线、网的模式
交通点、线、网布局中采用数学(分析的、几何的、概率的等等) 模式和一定的图形,是一个饶有兴味的课题,五十年代末和六十年代初以来,广泛地被国内外交通运输地理工作者所探论。近年来,此种研究一方面愈益深入,在理论和实践方面颇多建树;另一方面,随着数学方法大量引入,形式主义和繁琐推导亦有所滋长。
必须指出,在经济地理和交通运输地理中应用数学方法时,应符合以下原则:①制定数学模式时,必须对生产和运输地理分布的实质和规律有深刻而具体的了解;②为了便于经济地理现象的数学模拟,应在制定数学模式时,暂时舍去对生产力分布和计算结果起作用不大的次要因素;③根据数学公式得出的布局结论,原封不动地作为规划定论是不对的。因为量的计算只能与质的分析相辅相成,对于交通运输地理而言, 也是如此。
总之,在野外调查、资料搜集和规划实践的基础上,按科学方法, 抓住主要矛盾来制定数学模式,求解这一模式得出初步布局结论,然后再根据实地自然、经济条件进一步修正它,最后付诸实践。这才是在地理学科中应用数学方法的要领。
一、站点的服务距离和服务面问题
- 问题的提出
一个集中点(站场),应有一个合理的服务距离(由点到周边的最远距离)和相应合理的服务面(即吸引范围或腹地),这是地理学中的普遍问题在交通上的表现。在假定地域上经济单位的分布是平均的和连续的这一前提下,为使这个集中点的位置达到经济上最优,应满足:
-
此点应位于服务面的几何中心;
-
服务距离达到最长或服务周边达到最短时,服务面积能达到最大;
-
如果此点只是整个地域中的一个,则此点与相邻各点之间,它们的服务面毗邻处,应不留空白区,也就是地域弥合的原则。
- 圆形服务面
站点位于圆心,其最大可能服务距离为半径 R。对于圆来说,充分保证了周边最短而面积最大。
设某地区拟设一铁路货运站,为四周农村服务。如区内的公路运费率为 a 元/吨公里,货物的装卸、保管和车站管理固定费用为 b 元/吨; 又设 ri 公里为服务面上任何一点至货站距离,R 公里为服务面半径。
于是,每吨货物由面上任何一点至货站所耗费用,与经过距离成正比例,与圆面积大小(点子多少)成反比例。即总费用
b
Si = ar + πR2
货物平均运送距离为
(1)
R
2πrdr
r = O =
R
r·rdr
O
2 πR3
= 3 = 2 R
(2)
∫ 2πrdr ∫ rdr
πR2 3
O O
从而每吨货物的平均费用为
2a b
S = 3 R + πR2
(3)
其最优服务面半径必需满足
dS = 2a − 2b = 0
解之得
dR 3 πR3
b
R =
3.各种服务面的比较
= 0.9853
a
(4)
圆形服务面虽能达到周边最短而面积最大,但它的弥合性很差,这就使得许多地理学家在考虑多个服务面毗连时的可接受服务面图形问题。首先要从圆的内接正多边形中挑选,因为非正多边形显然比相应的正多边形为劣。我们列出几种图形及其内接正多边形,以半径或中心点至顶点的距离为 1 单位距离,得出表 56 所列的数字。
表 56 圆及其内接正多边形的面积和边长
面 积 |
边 长 |
面积∶边长 |
|
---|---|---|---|
圆 |
3.14 |
6.28 |
0.50 |
正八边 |
2.83 |
6.12 |
0.46 |
正六边 |
2.30 |
6.00 |
0.38 |
正方 |
2.00 |
5.66 |
0.35 |
等边三角 |
1.30 |
4.20 |
0.31 |
故如同时考虑地域弥合原则,则正六边形的可接受性最强,因而西方区位论者和地理学家,从三十年代就对正六边形展开研究,特别是在区位理论和资料搜集范围方面,作了不少工作。但是,对中国来说,其适用性并非万能,只是在具体工程项目上如打井、树电线杆等以及商业服务网区位中可以应用。另外,结合中国国情,无论在规划城市道路网格局和小区布置上,正方形均属首选,其它非正多边形(特别是矩形), 在一定场合下也不是全然无用。
二、交通网的网络分析
1.三个经济点之间联线的讨论
两个经济点之间,只有一条交通线便可满足联系的要求(当然指同样的交通类型,如公路),故不存在形成交通网的问题。如有三个经济点,就复杂一些。这时,我们要求自第 i 点至第 j 点的间距 dij 的总和 D 为最小,即
3 3
minD = ∑ ∑d ij
(1)
i=1 j=1
如果三点构成的三角形有一个角≥120°,则三点之间的联线已是最优;如果该三角形无一角≥120°,则应在三角形内找出一点,其至三点之联线构成各为 120°角,始为最优(图 41)。
附带指出,如果把三点的运量 qj 也考虑进去,则要求总周转量 Tg 最小,即
3 3
min Tg
= ∑ ∑q jd ij
(2)
i =1 j= 1
2.n 个经济点组成交通网的讨论
如果交通线网的亚网络数目为 G,线网中的节点数为 N 个,链线数为V 个,假定存在着一些较简单的图形(图 42)。
图 42 显示了七个节点、两种亚网络的配置。据此,根据归纳逻辑思维,可以推导出四类衡量交通网的量度指标①:
- β指数:它是交通网内根据每一个节点连线的平均数目,得出的连结性简单量度,可以下式表示:
这一指数的范围由 0 至 3。数值为 0,表示无网络存在;线网的繁复性增加,则数值增高。一种最低限度的连结,被定义为没有孤立的节点存在的网络,具有