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自2008年高速铁路在我国快速发展以来,高铁场景下2G/3G/4G网络覆盖方案一直是移动通信领域内的一个热点课题。UE高速移动场景对移动通信的影响主要体现在多普勒频移效应、高速环境多径效应、UE快速移动导致KPI性能下降等方面。
对于一个完整的高铁网络建设方案而言,通常都包含产品方案、网络设计和网络优化3个部分的内容。产品方案主要关注设备(包括主设备和终端设备)对抗多普勒频偏影响的能力,比如基带采用增强二次频偏校正算法,实现频偏估计及频偏补偿,有效提升解调性能等。网络设计主要涉及站址规划与选择、基站距铁路线垂直距离、天线方位角与下倾角的设置、重叠覆盖距离、链路预算、平均站点间距、小区合并路段规划等方面。网络优化重点研究参数调整、邻区设置、主控小区确立、切换序列调整、话务均衡、速率提升及应急保障等。
虽然3GPP定义了各项规范标准,但由于各厂家设备在实现技术标准时的思路与算法各有千秋、不尽相同,因此在高铁产品方案与网络优化上也是各具特色,但一般来说,高铁网络设计原理具有较强的通用性。
本文将从链路预算与小区合并功能评估这2项重要内容入手,对TD-LTE高铁网络规划设计方法展开探讨。
2 TD-LTE高铁网络链路预算
在高铁网络的规划设计中,链路预算是比较重要的问题,它是衡量高铁站点数量和站间距是否满足要求的标准,进而对高铁网络投资规模及建成后的网络性能是否能达到预期产生重要影响。
TD-LTE为上行覆盖受限,下行干扰受限,因此在链路预算中通常是以上行计算确定小区半径。影响高铁链路预算的主要因素包括:
工作频段、带宽、天线类型、信道类型
列车速度
车厢穿透损耗
业务类型要求(PS 64/128/256/512……)
高铁场景无线传播特性
小区负荷
小区边缘覆盖概率
其中,属于高铁场景特有影响因素主要包括列车速度、车厢穿透损耗和高铁无线传播特性。
2.1 列车速度
LTE用户体验随列车速度提升而下降。系统仿真结果表明,受到UE高速移动的影响,进行上行链路预算时,350公里/小时下要比120公里/小时下多考虑1dB的额外损耗。
此外,为了保证高速移动终端的无缝切换,需要切换区的线路长度必须满足最低的长度要求,而最低的切换区长度要求由终端移动速度和最大的切换时延推导而出。中国移动TD-LTE网络质量指标中对切换时延的要求是:控制面切换时延<100毫秒,用户面切换时延<50毫秒。不过在网络工程中计算小区重叠覆盖距离时,为保留一定冗余,建议按1秒时长来估算最低限度的小区重叠覆盖距离(GSM网络中则需按10秒来考虑)。那么,以350公里/小时(97米/秒)车速为例,小区重叠覆盖距离需求为97米(而GSM网络为970米)。
2.2 车厢穿透损耗
受列车高速运动的影响,车厢穿透损耗并非固定值,高速下穿透损耗随着入射角的快速变化而变化,从而使得车厢内信号覆盖强度处于不断动态起伏波动之中。当入射角小于20度时,穿透损耗将快速增大;特别地,当入射角小于10度时,各类列车的穿透损耗都接近甚至超过30dB。
因此,在高铁网络无线规划中,有以下几项重要原则:
高铁小区天线方位角需结合站址分布做精细规划,尽量使天线主瓣方向以20度左右的入射角度沿铁路(避免平行于铁路线)进行覆盖;
虽然不同CRH车型的静态穿透损耗差别较大,但是在相邻两个站点的衔接处,即是距左右站点的最远处,列车与两侧小区主瓣方向的入射角通常都在10度以内,因此建议进行室外高铁链路预算时,车厢穿透损耗取最大值30dB;
对于采用泄漏电缆的隧道覆盖路段,由于漏缆信号基本都是接近垂直角度入射进车厢,其穿透损耗将远小于室外路段的情形,再考虑一定冗余,建议此时车厢穿透损耗值取12dB。
2.3 高铁场景无线传播特点
高铁途经的地形地貌非常多样且复杂,包括市区、郊区、高架、桥梁、隧道、丘陵、山区V型槽等诸多环境。
在高铁建设初期,首先出现的是200公里/小时左右的动车组列车,这一阶段的列车提速主要基于车型更新与电气化改造,因此动车的铁轨基本都还是沿地面铺设为主。到2011年以后,开始出现大量300公里/小时以上的真正意义上的高铁线路,比如京沪高铁、沪宁高铁、沪杭高铁、武广高铁等,这些高铁线路有一个共同的新特点,那就是大部分(占全路段80%以上)都架设在新修建的专用高架桥上。从移动通信网络设计角度看,这一新现象带来的直接影响就是无线传播环境的变化,即UE天线有效高度发生了重大改变。
众所周知,在常规的传播环境中,移动台天线有效高度都默认设置为1.5米,但是在高铁场景中,高铁手机用户跟随列车一起在高架桥上快速移动,其UE天线有效高度被大大提高,对链路预算结果将产生重要影响。
在此引用菲涅尔余隙原理来做深入分析。根据惠更斯-菲涅尔原理,在电波的传输过程中,波阵面上的每一点都是一个进行二次辐射的球面波的波源,这种波源称为二次波源。而空间任一点的辐射场都是由包围波面的任意封闭曲面上各点的二次波源发出的波在该点相互干涉、叠加的结果。当无线电信号的发射机和接收机之间的无线电信号传输路径被障碍物遮挡时,会发生绕射。由障碍物表面产生的二次波散布于空间,甚至在障碍物的背面。
假设障碍物与发射天线、接收天线的相对位置如图1所示,图中x表示障碍物顶点P至直线TR之间的垂直距离,在无线电信号传播理论中,x被称为菲涅尔余隙。从波源T点辐射到R点的电磁能量主要是通过第一菲涅尔区传播的,只要第一菲涅尔区不被阻挡,就可以获得近似自由空间的传播条件。
图1 菲涅尔余隙
其中,第一菲涅尔半径x1为:
(1)
障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系如图2所示。
当x/x1>0.5(P点低于R点)时,障碍物对无线电信号的传播基本没有影响。当x=0(P点与R点同高度)时,无线电信号从障碍物顶点擦过,绕射损耗约为6dB。当x<0(P点高于R点)时,无线电信号被障碍物直接遮挡,损耗将急剧增加。
由此可见,接收点R(即移动台UE)有效高度的提升,有助于克服地形地貌中各种障碍物的影响,使得x变大(甚至可由负变正),从而大大改善无线 传播环境,小区覆盖半径也将明显增大。
因此,对高铁网络的链路预算,根据其传播特性的不同,需要对“铁路线沿地面铺设”和“铁路线沿高架铺设”这2种情况分别予以考虑。
2.4 采用Cost231-Hata模型进行链路预算
当前业内的各种链路预算工具主要基于Okumura-Hata和Cost231-Hata的路径损耗经验传播模型。Okumura-Hata提出了一个在市区区域中的标准计算路径损耗的公式,并提供了修正因子来满足其他不同的地形区域,适用频段为150—1 500MHz。Cost231-Hata模型是修正Okumura-Hata模型而得到的经验模型,再经EURO-COST组成的Cost231工作委员会开发的Hata模型的扩展版本,其适用的频率范围扩充至1 500—2 000MHz。
Cost231-Hata模型公式为:
LossHata=46.3+33.9log(f)-13.82log(hBTS)-a(hMS)+(44.9-6.55log(hBTS))log(d)-Lmorpho (2)
a(hMS)=(1.1log(f)-0.7)hMS-(1.56log(f)-0.8) (3)
其中:
hBTS[m]:BTS有效高度范围30—200米。
hMS[m]:移动台有效高度范围1—10米。
高铁线路穿越的区域主要是城市边缘、郊区、农村等开阔地域,另一方面,高铁高架桥的平均高度大都在5~10米之间,所以可依据Cost231-Hata模型的郊区环境进行高铁链路预算。主要的链路预算输入条件假定值如下:
工作频段:1 900MHz
带宽:20MHz
信道配置:1:3
天线类型:2通道
天线增益:18dBi
天线挂高:30米
车厢损耗:30dB
上行边缘速率要求:PS 256
据此通过链路预算工具可计算得出,当UE有效高度为1.5米时,小区半径为0.55公里;当UE有效高度为5米时,小区半径可达1.07公里。
从该计算结果可以看出,“铁路线沿地面铺设”和“铁路线沿高架铺设”的高铁小区半径相差甚远,以5米高架桥高度为例,同样基站高度情况下的小区覆盖半径是铁路线沿地面铺设时的一倍,这对高铁网络站点设计有着非常重要的指导意义。
2.5 超高路段的链路预算
从Cost231-Hata模型中移动台有效高度的取值范围可以看到,当UE高度大于10米时,Cost231-Hata模型不再适用,但现实情况中存在一些特殊路段,其铁路高架桥高度可达20~30米。比如,某移动公司就曾遇到过高铁高架桥高度为30米、基站高度为45米的情况,这时应该如何进行链路预算呢?
对于此类超高路段,常见的传播模型已不能适用,无法直接代入链路预算工具进行计算。但值得注意的是,这类路段通常都出现在农村开阔地,视距基本无阻挡,因此在基站和移动台都很高的情形下,可考虑按自由空间传播模型进行估算。
自由空间传播,指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件,电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射,无干扰,无阻挡。通常在实际情况中,只要地面上空的大气层是各向同性的均匀媒质,其相对介电常数和相对导磁率都等于1,传播路径上没有障碍物阻挡,到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计,在这种情况下,电波就可以视为在自由空间传播。
自由空间损耗公式为:
(4)
公式(4)表明,电波在自由空间中的损耗只与工作频率f和传播距离d有关,而与发射端或接收端的高度无关。当f或d增大一倍时,损耗将分别增加6dB。
以中国移动LTE TDD F频段为例,UE发射功率a=23dBm,eNB接收灵敏度(UL PS256)b= -110.5dBm,接收天线增益c=18dBi,馈线及接头损耗d=3dB,车厢穿透损耗e=30dB,那么按自由空间传播条件对高铁场景允许的最大路径损耗MAPL=a-b+c -d-e=118.5dB。代入公式(4),计算得出对应的传播距离为10.6公里。
可见在高架桥超高路段,无线传播条件非常好,小区覆盖距离将远大于常规链路预算结果。
不过另一方面,虽然在LOS条件下,电波传播主要靠直射信号,但与此同时还存在着地面发射波。直射波与地面反射波对合成场强将随反射系数(反射波场强与入射波场强的比值)以及路径差点变化而变化,有时会同相相加,有时会反相抵消,这就造成了合成波动衰落现象,因此高铁小区的覆盖距离会比理论计算值d要小一些。
此外,在此类超高路段,基站距铁路线的垂直距离不能太近,经验建议值为500~800米,否则基站信号将基本平行于铁路线覆盖,且大部分将从车厢顶部进车厢内部,穿透损耗更大,使得该站点在高铁车厢内的有效覆盖距离反而大大缩减。
3 小区合并功能应用价值评估
3.1 小区合并功能在高铁场景中的作用
小区合并功能最初是在GSM高铁网络中提出并应用的,其作用主要体现在以下2个方面:
(1)减少切换次数
减少逻辑小区数量,从而减少切换次数;
切换次数的减少可降低切换失败及掉线的概率,并减少对信令信道的冲击。
(2)提升数据业务吞吐率
减少切换过程中出现的速率降级;
提高整体吞吐率,进而提升用户感知。
另一方面,过多的小区合并级数亦有负面影响,包括:
(1)小区合并级数越多,逻辑小区距离越长,吸纳的铁路线外围的UE越多,反而会降低高铁UE用户体验。
(2)高铁UE所处的逻辑小区内的各站点将同时处于高负荷工作状态,导致全网的功耗上升,不符合节能减排原则。
那么,在LTE网络中,小区合并功能的应用价值是怎样的呢?合并级数为多少比较合适?下面以100公里高铁里程(车速300公里/小时)为例,从这2个方面对小区合并功能(One Logical Cell,简称OLC)的作用进行理论定量分析。
3.2 减少切换次数
根据上述链路预算中得出的TD-LTE高铁小区理论半径,可得出100公里高铁路段内理想情况下的切换次数。切换次数与OLC级数关系如图3所示:
图3 切换次数与OLC级数关系
由图3可见,小区合并级数越多,切换次数越少。以4并1小区合并为例,切换次数可比不合并减少约3/4,从而减少因切换失败而掉线的概率。合并级数达到6并1以后,切换次数减少幅度明显变小。
但需要指出,切换次数多少对不同网络的影响程度差异也是比较大的。对于LTE网络而言,切换时长非常短,只有几十毫秒,且切换成功 率非常高,基本都接近100%,而GSM网络则大大不同,其切换时长达到5秒之多,切换成功率则在96%左右。另一方面,LTE主要承载的是非实时的数据业务,而GSM主力承载的则是实时的话音业务,显然切换失败对GSM网络的用户感知影响更大,而减少切换次数对提升LTE用户感知的作用则比较有限。
3.3 提升吞吐率
LTE为硬切换系统,在快速移动UE发生切换时或多或少都会出现吞吐速率降级的情况,称之为“掉坑”现象。路测结果显示由于切换导致的速率降级持续时间约4秒,且最低速率将降至平均速率的1/4左右。以单小区内的单用户平均吞吐率30Mbps为例,受切换导致的速率降级影响而未能传送的文件大小约60M(图4中的阴影部分面积):
图4 高铁小区驻留示意图
同时,对于UE在单小区内的平均驻留时长,若铁轨沿地面铺设,小区半径是0.55公里,该时长为9秒(车速200公里/小时)或6秒(车速300公里/小时);若铁轨沿高架铺设,小区半径变为1.07公里,该时长则为18秒(车速200公里/小时)或12秒(车速300公里/小时)。
那么假设开启小区合并后可完全消除速率“掉坑”现象,于是有:
高铁线路上的理论平均吞吐率=(30Mbps×OLC级数×小区内驻留时长-60Mbps)/(OLC级数×小区内驻留时长)。
计算后可作出开启小区合并功能后的理论平均速率曲线,如图5所示:
图5 吞吐率与小区合并级数关系
由此可见,小区合并级数越多,单用户平均吞吐率越大。但在不同铺轨类型下,开启小区合并对吞吐率的提升作用差别较大:对于沿地面铺设的铁路线,单个站点的小区覆盖半径较小,小区合并作用会比较明显,以4并1为例,开启后吞吐率提升幅度在26%左右;对于沿高架铺设的铁路线,单个站点的小区覆盖半径较大,小区合并对吞吐率提升作用降至12%左右。同时,合并级数达到6并1以后,速率提升幅度将明显变小。
需要说明的是,300公里/小时车速的高铁线路基本上都是采用高架桥方式,因此小区合并功能对平均吞吐率的理论提升幅度在10%左右。但另一方面,高铁线路穿过的地形地貌种类繁多,其无阻挡情形不可能一直保持在理想状态,再加上“掉坑”现象不可能被完全消除,小区合并功能在实际高铁(300公里/小时)网络中对用户体验的提升效果将无法达到理论水平。表1是对不同制式系统下小区合并作用进行的对比。
4 结束语
上述研究分析表明,在TD-LTE高铁网络的规划设计中,除了考虑高速移动因素外,还需特别关注UE高度提升带来的传播特性的变化,这对链路预算结果有着重要影响。同时,通过构建理论数学模型,对小区合并功能在高铁场景中的应用价值做了定量计算与分析,以深化对该功能实际应用效果的理性认识。
参考文献:
[1] 蔡跃明,吴启晖,田华. 现代移动通信[M]. 北京: 机械工业出版社, 2010.
[2] 吴志忠. 移动通信无线电电波传播[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2002.
关键词:高铁时代;旅游业;中原经济区
中图分类号:F590 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)04-0-02
一、高速铁路的建设
交通运输一直是制约旅游业发展的一个重要因素,旅游的交通发达程度直接关系到旅客是否去观光、去消费,进而影响旅游地区经济的发展。2010年2月6日,郑州至西安的高铁正式发车运营,标志着河南正式进入了高速铁路快速发展的时期,这表示从郑州出发2时内可以到达中原城市群的任何一城市;除高速公路外,高速铁路成为各个城市间快速联系的另一通道。高速铁路的发展必会在产业组合、区域格局、区域内旅游流向等多个方面对河南旅游业产生巨大影响,传统意义上的旅游格局将被打破。在此背景下,利用高铁促进河南旅游业的发展将对整个中原区经济的发展产生非常重要的意义。
二、高速铁路对河南旅游业的影响
1.促进河南整个区域经济的发展
2012年11月,国务院正式批复的《中原经济区规划》,标志着中原经济区建设进入整体推进、全面实施的新阶段。作为关联度大、辐射面广、复合度高、综合性强的旅游产业,在中原经济区建设中的地位更加特殊,作用更加重要。特别是在“五位一体”的布局下,在“四化同步”、“两不三新”的道路中,旅游业不与农业争土地,不与工业争资源,不与服务业争市场,是一个为广大人民群众送欢乐、送健康、送和谐、送时尚的重大民生产业,是一个为整个经济社会发展添形象、添活力、添效益、拓市场的综合经济产业。其随着高速铁路的开通,必然会给河南带来大批的游客,拉动河南各个区域旅游经济的快速发展。据统计2012年,河南省共接待海内外游客3.63亿人次,同比增长18.04%,高于全国旅游增速8个百分点。其中:入境游客190.77万人次,同比增长13.36%;国内游客3.61亿人次,同比增长18.07%。旅游总收入3364.1亿元,同比增长20.06%,高于全国旅游增速6个百分点。其中:旅游创汇6.11亿美元,同比增长11.36%;国内旅游收入3325.48亿元,同比增长20.21%。入境游客中接待外国人118.74万人次,同比增长13.85%;香港同胞26.48万人次,同比增长11.1%;澳门同胞11.25万人次,同比增长12.45%;台湾同胞34.3万人次,同比增长13.74%。旅游业发展保持了良好态势,为推进全省经济发展和中原经济区建设作出了积极贡献。随着高速时代的来临,到河南旅游的游客将大幅度增加,旅游资源对中原经济区的影响将日趋重要。
2.改变整个区域旅游空间的格局
高铁让城市之间的空间和距离缩短,从省会郑州2小时内到达中原城市群任一城市,具体来说,将形成以郑州为中心,辐射洛阳、开封、许昌、漯河、驻马店、新乡、焦作等城市的线网构架,增加了城市休闲旅游资源的交通基础。
3.加剧了区域旅游业之间的竞争
高铁为河南旅游业带来了发展的机遇,同时也带来了挑战。河南作为一个以农业为主的大省,旅游业并不是所有产业中的最强项,高铁的开通虽然拉近了各景区之间的空间距离,但是也会对河南传统的产业以及旅游业的基础建设带来巨大的冲击。(1)餐饮方面,虽然河南的大部分地区以面食为主,但是不能形成有名的小吃;这导致了没有专业的旅游餐饮企业支持,直接影响了旅游业的发展。另外就是个别接待餐厅对旅游团队也不重视,在餐饮业方面不注重推广河南餐饮业的特色。(2)住宿方面,河南主要城市的高星级酒店比较欠缺;旅游景点的酒店档次比较低,服务质量不太好,个别旅游景点高星级酒店出现一票难求的现象。(3)购物方面,部分城市相对应的各个旅游景点推出的旅游产品档次较低,产品很难吸引回头客。各个城市虽然不乏特色商品,但整合不够,购物点相对分散,不能满足游客的集中购物需求。还有就是个别景点有欺骗旅游者的现象,这严重影响了国内外旅游者对河南的印象。(4)基础设施方面,部分旅游景点旅游配套基础设施也不尽如人意,重点景区指示标牌少,环卫设施不完善,获取旅游信息的渠道不畅等。针对旅游业存在的问题就要求河南各个城市的旅游业独树一帜,匠心独运,形成明显的差异化,并形成规模效应。
三、高铁时代河南旅游业发展规划的对策
1.加强旅游景点基础设施建设,改善城市旅游环境
高铁时代的来临必然会对高铁形成的数小时旅游圈带来巨大的商机,房地产和商业会首先获益。并带动酒店、餐饮、娱乐、旅游商品、纪念品和旅游出版、音像等产业的发展,还极有可能出现新的服务行业和产品;而这些产业的发展离不开旅游业基础设施的建设。针对旅游业的发展必须要兴建与旅游相关的产业,特别要加大高铁车站周边餐饮配套建设,以提高餐饮服务质量;完善景区的道路指示标牌以及相应的环卫设施;并建设相配套的休闲娱乐中心等。
2.加强河南区域城市内的相互协作,注重开发品牌建设
高铁的建设使河南各地区之间联系越来越紧密,加强区域景区间的合作,使区域内各大景区互惠互利,形成规模效应。在省域范围内,经由资本整合、品牌共建、形象共享等多种形式,实现高铁沿线城市之间的旅游合作。在这方面,郑州、开封、洛阳、焦作已于近期成立了“郑汴洛焦”旅游履行联盟,合营推介区域旅游形象,合作开辟旅游客源市场。另外各个旅游城市的旅游业在未来发展中应注重品牌建设,发挥地方特色,生产游客所感兴趣的东西,偏其所向,做大做强各个地区旅游项目,展现河南文化特色。比如信阳文广时空之旅节目已经上演,夜游龙门已经成为龙门石窟新的亮点。南阳市在镇平玉雕湾景区成立了旅游商品研发中心,以玉雕为主,对全市旅游商品进行挖掘、开发、整合、包装。南召莲花温泉水城、嵩山儒道佛文化、殷商遗产文化等体验型旅游目标地;伏牛山、南太行、桐柏山等山地度假休闲型旅游等有效带动了景区人气,也有效传播和弘扬了当地的优秀传统文化,大大提升了河南旅游业的品牌。
3.提高旅游人才建设,提高旅游管理水平
面对高铁时代的到来,旅游业界要主动、积极地应对。相关的旅游主管部门应该从政策、措施、人力等各方面预先做好准备,并根据实际情况,随时调整,时时改进。人才作为旅游发展的主体,其作用就显得尤为重要;以往个别旅游城市的旅游景点缺乏优秀人才,管理水平比较低,往往给游客带来了不必要的麻烦。这就要求必须要培养出优秀的旅游管理人才,并提高导游待遇,千方百计留住人才。还要完善导游服务公司,扩大导游的储备量,以满足旅游旺季的游客接待服务,以此提高旅游业又快又好的发展。
4.加大河南旅游城市形象宣传
随着高铁时代的来临,各旅游城市可应充分发挥新媒体传播速度快、传播范围广等优势,全方位推广河南旅游。并以重点城市为冲破口,以核心城市、有名景区为依托的来宣传河南旅游业的形象,改变以往旅游景点给游客留下的不好的现象,并推出自己的品牌。在交通上加强交通疏导和管理,优化旅游产业结构,进一步完善旅游接待服务体系,从而改善河南的旅游消费环境。
总之,高铁时代的到来对河南的旅游业是机遇又是挑战,在旅游业的规划发展中要有“人无我有”、“人有我全”、“人全我专”的思想意识,抓住此次机遇为中原经济区的建设提供强有力的保障。
参考文献:
[1]高铁背景下河南旅游业“十二五”发展对策研究[R].河南省旅游局,2010-10-28.
[2]推进中原经济区建设河南旅游业发展作用凸显[N]河南日报2013-1-22.
[3]杨彦锋.高速铁路对我国区域旅格局游的影响[J].智旅动力,2010(3).
[4]蔡华锋.武广高铁能否为旅游开创新天地[N].南方日报,2009-12.
[5]王洁,刘亚萍.高速铁路与城市旅游发展研究[J].旅游开发与市场,2011,27(12).
[6]张金霞.论高铁时代对武汉旅游业的影响[J].企业导报,2010(6).
作者简介:李小朋(1983-),男,河南驻马店人,硕士,讲师,研究方向:建筑与规划设计。
关键词:高速铁路;移动通信;现网优化;虚拟专网
中图分类号:TN929 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)11-0111-03
1 概述
近年来,我国高速铁路建设飞速发展,已经开通了沪宁城际高铁、京津城际高铁、京宁高铁、武广高铁等多条高铁线路,高速铁路的运营时速普遍高于200km/h,部分高铁列车时速已经接近300km/h,未来建设的高速铁路时速有望超过350km/h。
高铁列车的开通和不断提速,方便了人民的出行,但是却对高速铁路移动通信的网络覆盖带来了挑战。由于高速铁路列车为全密封铝合金车体,穿透损耗大,降低了车厢内的覆盖效果,高铁列车运营时速快,接近或超过300km/h,多普勒频移和小区间频繁切换现象严重,影响了列车内的移动通信网络质量。
随着高铁不断建设和开通,国内三大运营商的移动通信网络都受到了严重挑战,都在积极规划和解决高速铁路网络覆盖问题,由于国内三大运营商各自运营的网络制式不同、频段不同,受到的影响程度也不相同,因此其各自制定的高铁移动通信覆盖解决方案也不相同。本文首先分析了高铁的开通对移动通信的影响,并在此基础上,结合各运营商的网络特点,提出了针对性的解决方案。
2 高速铁路对移动通信系统影响分析
高铁列车对于移动通信的影响,主要有两方面的
原因:
第一,车厢结构的变化:由于高铁列车车厢为铝合金结构,整体密封性能好,无线信号的穿透损耗增大,降低了车厢内无线信号的强度,从而使高铁列车的车厢内信号场强比普通列车低,网络覆盖质量变差。
第二,运行速度的提升:高铁列车的高速运行,带来的一个最直接的影响就是多普勒频移问题。多普勒频移是一个运动物体普遍存在的现象,由于普通列车一般运行时速为120km/h,速度相对较低,多普勒频移现象不严重。而在高铁环境下,列车运营时速接近300km/h,远高于普通列车,因此多普勒频移对高速铁路移动通信的影响更加严重。另外,移动通信单小区的覆盖范围相对固定,由于高铁列车运行速度的增加,必然会缩短列车在单小区内的停留时间,小区间切换次数增加。而切换时造成网络质量下降,尤其是掉话的重要原因。
2.1 多普勒频移
多普勒效应的产生主要是由于无线电波的波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到波的频率发生变化的现象。由于移动台或者终端相对于基站的移动方向不同,多普勒频移的影响也不相同。
2.1.1 移动台(终端)向着基站的方向运动。假设移动台的移动速度为V,而基站的下行无线信号的发射频率为f1。由于多普勒效应的影响,移动台接收到的无线信号的频率为f2,移动台以f3向基站发射上行无线信号,基站收到的来自移动台的上行无线信号的频率为f4,则可以
得到:
2.1.2 移动台(终端)向远离基站的方向移动。参考上面的分析,同理可以得到如下公式:
国内规划、建设和运营中的高速铁路最高设计时速为350km,而现网运行的移动通信系统的系统芯片在设计的时候,一般都考虑了频偏的影响,采用了频率补偿算法,因此现有移动通信系统都具有一定频率偏移的容错能力。虽然在高速铁路环境下的多普勒频移现象对移动通信系统的影响较普通或者慢速移动环境下的影响严重,但整体影响并不严重,移动通信系统仍可以正常工作。
2.2 快衰落
国内运营开通的高速铁路列车,一般运营时速接近300km/h,最高的时速接近350km/h。对于主要工作在800M~2GHz之间的移动通信系统,其快衰落的衰落深度严重时可能达到20~40dB,这将严重影响网络覆盖。但是我们知道,在高速铁路覆盖的环境下,基站一般沿着铁路线覆盖,周边高大建筑物较少,因此移动台与基站间一般都存在着直射路径,故移动台收到的无线信号的电频主要受路径损耗影响较大,而受到由多径效应产生的快衰落影响较小。
2.3 车体穿透损耗
国内正在运营的高铁列车目前主要有四种类型,表2为不同型号的高铁列车的基本概况:
根据相关测试统计,CRH1型号的高铁列车穿透损耗为20~30dB,其他型号的高铁列车的车厢穿透损耗一般为10~15dB,由上述分析来看,CRH1型的高铁列车的车体穿透损耗最大,因此在制定覆盖方案需要充分考虑CRH1列车的覆盖要求,满足了CRH1列车的覆盖要求,也就满足了其他型号高铁列车的覆盖要求。
2.4 切换与重选
对于国内三大运营商现有的GSM、TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000四张移动通信网络,完成一次切换的时间(工程经验值)一次为3~5秒、1.5~3秒、0.8~3秒、0.3~5秒。故对于上述移动通信系统,移动成一次切换,要求两个基站间的覆盖重叠区域的长度不应该小于2×V×T/3600(km),其中V(km/h)为移动台的移动速度,T为系统完成一次切换所需时间。
根据上面的表格,不同的系统,由于切换所需的时间不同,因此切换带设置的距离也不相同,整体来说,GSM网络需要的切换时间最长,需要的切换带距离也最长,因此在实际高铁网络覆盖方案中GSM网络切换带的设置也是需要重点关注。
3 高速铁路覆盖解决方案
高铁列车高速运行对现有移动通信网络的无线覆盖在技术上提出了一定挑战,根据前面的分析,高速铁路列车的移动通信网络覆盖面临的各种问题主要是由于移动台高速移动,造成在多小区间的频繁切换;车体结构变化,车厢穿透损耗增大;列车快速移动,多普勒效应现象严重。针对上述问题,相关运营商主要采用了两种高铁覆盖解决方案:现网优化和虚拟专网。表4从覆盖指标、切换指标、容量指标、建设难度及优化难度等方面对以上两种建设方案进行了对比。
4 国内主要的高铁覆盖方案对比
4.1 虚拟专网方案
对于中国移动,经过多年的网络建设,其基站较密集,尤其在市区,存在同一覆盖区内多小区重复覆盖的现象,尤其在市区的铁路沿线附近,信号复杂,采用现网优化方案,网络优化难度大,同时对铁路沿线的基站进行大量优化调整,必将影响原有的大网覆盖,带来大网的网络质量下降。因此中国移动在高铁覆盖方案选择时,多选择建设专网方式。对于采用专网建设方式,主要考虑以下四项关键技术。
4.1.1 网络带状覆盖。由于高铁列车在行使过程中频繁跨越不同小区,切换频繁,有可能会造成掉话等网络问题,影响网络质量。一方面,为减少移动台在高铁列车行驶过程中的切换次数,需要在高速铁路沿线建设以专门覆盖铁路为目的的带状虚拟带状网络,通过对带状网络的各个小区的位置、天线方向角等参数的调整,可以使高速铁路上的移动台首选在这个虚拟专网内部小区之间切换,而不在附近的大网内小区间切换,这样可以降低切换的次数,降低了掉话率;另一方面,由于专网内的各个小区的位置和间距是通过链路预算获得,这样可以在保证覆盖和小区间的切换重叠区域要求的前提下,使切换次数达到最小,从而提高网络质量。
另外随着技术和移动通信设备的发展,基站的形态也发生了根本的变化,现在主流的基站形态为BBU+RRU方式。在这种基站形态下,可以采用多RRU共小区技术,从而使几个RRU的覆盖区变成一个小区,移动台在这几个RRU之间移动,不发生切换,这样可以使移动台在十几公里的范围内,不发生切换,从而大大降低了切换次数,带来了网络质量的提升。
4.1.2 多普勒频移的抑制方法。多普勒频移主要与移动速度有关,因此我们可以减小列车相对与基站的移动速度,来降低多普勒频移的影响。降低移动台的相对移动速度,可以通过拉大基站与铁路之间的间距来减小移动台相对于基站的移动速度,但是由于基站和移动台的发射功率有限,其网络覆盖半径也有限,基站与铁路之间的距离越远,网络覆盖效果越差,因此不能简单地通过拉大基站与铁路之间的距离以降低移动台的相对移动速度,以免影响基站对铁路的覆盖效果。基于上述分析,在站点资源允许的情况下,建议高铁覆盖基站与铁路之间的垂直距离在100~300m之间。
4.1.3 高增益天线的采用,增加基站的有效覆盖范围。一方面,在基站的发射功率一定的前提下,采用高增益天线,天线的水平波瓣角变小,使无线信号的能量在某一方向上集中,从而使这一方向的基站有效覆盖范围增加;另一方面,较小的水平波瓣角小,也可以很好地控制专网小区信号外泄,降低对周边大网的影响。
4.1.4 采用功分器,避免基站内部小区间切换。根据上述的分析,影响高铁环境下移动通信网络质量的主要原因是频繁切换问题。在现网,一般一个基站有多个小区,而在同一基站的多个小区间,重叠覆盖区小,无法保证高铁列车快速运行,对切换区域距离的要求。因此在工程建设中,可以引入功分器这一器件,把一个小区的信号利用功分器平均分成两部分,用两幅天线辐射出去,这样一个小区变成两个扇区,而这两个扇区的信号来自一个小区,在它们之间不存在切换问题,从而解决了同一基站不同小区间的切换距离不够可能造成掉话的问题。
4.2 现网优化方案
对于中国电信和中国联通,由于自身的网络特点和投资特点,其在高铁网络覆盖方案选择上,多采用现网优化方案。
现网优化建设方案,考虑重点考虑以下五个关键技术:天线调整、波束宽度调整、功率调整、主覆盖小区梳理、切换/重选参数优化。
4.2.1 天线调整。天线调整是覆盖优化最优先考虑的方法,同时也是最有效的方法。在高铁沿线基站进行天线调整时,主要进行天线的方向角和下倾角调整,调整方向角的目的是为了使高铁覆盖基站小区的主瓣方向沿着铁路覆盖,提高铁路覆盖效果。在高铁沿线的基站覆盖中,应尽量减小下倾角的设置度数,以提高单站的覆盖范围。
4.2.2 波束宽度调整。结合基站的位置,小区天线覆盖方向,针对个别路段信号覆盖仍较弱,但又无法通过天线调整来解决的,可以通过调整天线波束宽度来加强信号覆盖。天线的波束宽度一般有四种取值:30、65、90、120。从取值我们可以看出来,波束宽度取值越小,能量可以更集中在铁路覆盖沿线,可以有效提高铁路沿线的覆盖效果。
4.2.3 功率调整。覆盖的优化除了调整天线和波束宽度调整之外,还可以调整小区的发射功率。功率设置过高,虽然可以提高小区的覆盖范围,但是可能会造成邻近的小区的干扰;设置过小,虽然可以降低干扰,但是影响覆盖,会造成部分区域存在弱覆盖的问题,所以在进行功率调整时,需结合现场详细的测试,进行综合考虑。
4.2.4 主覆盖小区梳理。切换是造成网络质量下降的一个重要因素,所以在满足覆盖的前提下,可以通过手天线调整、降功率、切换参数设置,甚至是删除邻区关系等手段,尽量将高铁沿线的某些非必要的小区剔除出高铁覆盖区,从而达到高铁沿线有明确的主覆盖小区,减少乒乓效应的发生次数。
4.2.5 切换/重选参数优化。切换、重选慢导致小区边界信号强度偏弱问题,可进行小区合并、调整切换迟滞、切换时延、加大小区偏置、迟滞、重选延迟等参数来解决。
乒乓切换问题,在车速很快的情况下,信号强度变化也快,乒乓切换往往会造成切换不及时而导致弱信号掉话。优化的手段有FR优化和切换参数优化两种,FR优化是优先考虑的方法,但天线调整往往比较费时,所以有时也可考虑通过参数优化来达到抑制乒乓切换的效果。
5 结语
随着中国高速铁路的不断提速,为移动通信的高铁覆盖带来了新的挑战,造成了网络质量的下降,严重影响了用户的感知,因此为了应对高铁的开通运营对移动通信网络质量的影响,需要研究和制动高速环境下的通信网络建设方案,改善高速列车上的通信质量,满足人们通信的需求,树立移动运营商的良好形象。
参考文献
关键词:高硅型铁尾矿;机械力活化;粒度;活性
中图分类号:X753文献标识码:A文章编号:16749944(2014)11022804
1引言
矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础之一,其主要特点是不可再生性和短期内不可替代性,我国90%的能源和80%的原材料来自矿产资源[1],每年开采各种矿产150亿t以上[2]。然而,矿产资源开发过程中丢弃的大量废石和尾矿造成了严重的环境污染,矿业固体废料已成为当今世界持续发展面临的最重要的问题之一。我国是一个矿业大国,尾矿累积堆存100亿t以上,年产出量达到12亿t[3]。尾矿作为工业三废中数量巨大的固体废弃物,提高其综合利用率对于推动我国的工业发展和可持续发展具有重大意义[4]。
目前尾矿的综合利用途径主要包括3个方面,一是尾矿作为二次资源再选,二是将尾矿作为矿山地下开采采空区的充填料,三是用尾矿制备建筑材料。我国尾矿的综合利用目前仍以提取残余或伴生有价组分及回填采空区为主[5]。而对于没有再利用的尾矿,生产建筑材料是一个重要途径[6]。近年来尾矿的利用率偏低,利用尾矿生产的建筑材料,其产品主要是建筑用砂、尾矿砖及砌块类等,尾矿只是起到简单的物理填充作用。因此,要更好地利用尾矿,需要对尾矿进行预处理,使尾矿在材料的结构及性能等方面发生较大的改变,以使尾矿获得更广泛、更有价值的应用,从而使尾矿的资源化达到更高的层次。
本研究以辽宁某矿山高硅型铁尾矿为例,对其进行机械力活化,一方面,降低该尾矿颗粒粒径,另一方面提高该尾矿活性。
2辽宁省某矿山高硅型铁尾矿性能分析
2.1颗粒形貌
该尾矿颗粒形貌见图1。图1为该尾矿颗粒SEM分析图,由图1知,该尾矿颗粒主要为碎石状,分布较均匀。
2.2化学成分
该尾矿化学成分如表1所示。由表1可知,该尾矿的主要化学成分是SiO2、Fe2O3、Al2O3和MgO,其中SiO2含量高达75%以上,属于典型的高硅型铁尾矿。
2.4粒度分析
用激光粒度分析仪对该铁尾矿进行粒度分析,分析结果见图3。
图3辽宁省某矿山高硅型铁尾矿粒径分布
由图3可知,此尾矿砂的粒度分布主要集中在120μm附近,且平均粒径为124μm;而水泥的平均粒径为40μm,此尾矿砂的平均粒径是水泥的3倍。
2.5水泥胶砂28d抗压强度比
依据GB/T 12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》,进行水泥胶砂28d抗压强度比试验。试验样品由符合本标准要求的硅酸盐水泥和尾矿混合而成,其中尾矿的质量分数为30%,其余为硅酸盐水泥。测得试验样品28d抗压强度(表2),计算水泥胶砂28d抗压强度比为43.5%。
表2水泥胶砂28d抗压强度MPa
样品1水泥胶砂1水泥胶砂(尾矿取代水泥30%)1145.2119.72145.4119.63145.9120.1平均145.5119.8
2.6火山灰性
依据GB/T 2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》进行该尾矿的火山灰性分析。在规定时间周期后,通过水化水泥接触的水溶液中存在的氢氧化钙量与能使同一碱性溶液饱和的氢氧化钙相比较来确定。把粉磨3.5h铁尾矿与水泥按3∶7的比例混合配成溶液,用化学滴定的方法分析溶液中 浓度和混合物中 的含量,然后将水化水泥接触的水溶液中存在的 量与能使同一碱性溶液饱和的 量进行对比。分析结果见图4。
图4辽宁省某矿山高硅型铁尾矿火山灰性评定曲线
由图4可知,该尾矿活性检验点落在了曲线的上方,故判断该尾矿火山灰性不合格。
3辽宁省某矿山高硅型铁尾矿机械力活化
机械力活化是在强的机械力作用下,固体受冲击,晶体结构发生变化[7]。机械力对固体的作用表现在物理效应、结晶状态改变、化学变化三个方面。颗粒和晶粒细化,表观密度和真密度变大,比表面积增大;晶格发生畸变,产生晶格缺陷,结晶程度降低,直到无定形化;含结晶水的脱水,体系反应活化能降低,化学键断裂,化学能降低[8]。
3.1机械力活化对该尾矿粒度的影响
本研究采用SYM-水泥球磨机,以球料比15∶1对该尾矿进行机械粉磨。粉磨时间分别为1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、4.5h,尾矿颗粒粒度随时间变化规律如图5及图6所示。
图5不同粉磨时间该尾矿45μm和80μm方孔筛
累计筛余量
图6不同粉磨时间该尾矿的平均粒径
图6及图7表明,随着粉磨时间的增加,该尾矿颗粒粒径迅速减小;粉磨至2.5h,粒径减小趋势稍缓;球磨至3.5h,尾矿颗粒平均粒径达到10μm以下;此后颗粒粒径呈增大趋势,即尾矿颗粒出现团聚粗化现象。由此推测,粉磨过程大致可分为3个阶段。首先是受力作用,颗粒受击破裂、细化、物料比表面积增大;然后是聚集,颗粒的比表面和自由能发生变化,随粒径变小,在范德华力的作用下,颗粒发生团聚;最后是团聚,自由能减小,化学势能降低,微粉产生团聚效应。
实验表明,3.5h是此本研究所选用尾矿的极限粉磨时间,粉磨3.5h尾矿的粒度分布图见图7所示。
图7粉磨3.5h该尾矿粉粒径分布
由图7可知,粉磨3.5h后尾矿的颗粒粒径主要分布在10μm附近,粒径超过40μm后,比例急剧下降,且10μm以下的颗粒高达51.21%,d(0.5)为9.429μm。粉磨过程,颗粒细化,粒径缩小,由此推测,在钢球的撞击作用下,尾矿颗粒受击破裂、细化、物料比表面积增大。
3.2机械力活化对该尾矿活性的影响
3.2.1水泥胶砂28d抗压强度比
依据GB/T 12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》,进行水泥胶砂28d抗压强度比试验。试验样品由符合本标准要求的硅酸盐水泥和粉磨3.5h尾矿混合而成,其中尾矿的质量分数为30%,其余为硅酸盐水泥。测得试验样品28d抗压强度(见表3),计算水泥胶砂28d抗压强度比为81.7%。
表3水泥胶砂28d抗压强度MPa
样品1水泥胶砂1水泥胶砂(粉磨3.5h尾矿取代水泥30%)1145.2137.22145.4137.63145.9136.8平均145.5137.2
由试验结果可知,经过3.5h的粉磨,该尾矿水泥胶砂28d抗压强度比大大提高,由43.5%提高到81.7%。
2014年11月绿色科技第11期3.2.2尾矿粉火山灰特性分析
依据GB/T 2847-2005《用于水泥中的火山灰质混合材料》,进行该尾矿火山灰性试验。在规定时间周期后,通过水化水泥接触的水溶液中存在的氢氧化钙量与能使同一碱性溶液饱和的氢氧化钙相比较来确定。把粉磨3.5h铁尾矿与水泥按3∶7的比例混合配成溶液,用化学滴定的方法分析溶液中 浓度和混合物中 的含量,然后将水化水泥接触的水溶液中存在的 量与能使同一碱性溶液饱和的 量进行对比。试验结果见图8。
图8粉磨3.5h该尾矿粉火山灰性评定曲线
由图8可知,粉磨3.5h后该尾矿活性检验点落在曲线的下方,故判断该尾矿粉磨后火山灰性合格。
4讨论与分析
本研究表明,经过机械力活化,本研究所采样的高硅型铁尾矿的粒度大大减小,火山灰性合格,水泥胶砂28d抗压强度比显著提高。
根据辅助胶凝材料基本理论,辅助胶凝材料在混凝土中的作用可以概括为两个方面,即物理填充作用和化学活性作用。物理作用主要指微集料填充作用,使混凝土的密实,改善混凝土的性能;化学作用是辅助胶凝材料与混凝土中水泥水化产物发生反应表现出水化活性。物理作用要求辅助胶凝材料为颗粒细小的粉体,化学作用则要求其具有化学活性,即火山灰性。
固体颗粒在机械力作用下,不仅颗粒的尺寸逐渐变小、比表面积不断增大,其内部结构、物理化学性质及化学反应性也会相应地产生变化。通过机械力活化,一方面,减小尾矿颗粒尺寸,从而提高尾矿作为混凝土辅助胶凝材料的物理填充作用;另一方面,在粉磨机械力的作用下,尾矿中石英矿物的结晶程度会有所降低,具有潜在的化学反应活性,这是该尾矿可以被考虑作为混凝土辅助胶凝材料的基础所在。
作为混凝土辅助胶凝材料,该尾矿对水泥的取代程度及该尾矿对混凝土性能的影响有待于今后进一步研究。
5结语
(1)本研究选用的高硅型铁尾矿主要化学成分含量达75%以上,主要矿物组分为石英,是典型的高硅型铁尾矿。但由于石英的结晶程度很高,尾矿的活性很低。
(2)经过机械力活化,该尾矿颗粒粒径大大减小,火山灰性合格,水泥胶砂28d抗压强度比显著提高。
(3)根据辅助胶凝材料基本理论,可考虑将经过机械力活化的该尾矿作为混凝土辅助胶凝材料,用于制备混凝土。
参考文献:
[1] 肖力光,伊晋宏,崔正旭.国内外铁尾矿的综合利用现状[J].吉林建筑工程学院学报,2010,27(4):22~26.
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[6] 赵风清,倪文,王会君.利用铜尾矿制蒸养标准砖[J].矿业快报,2006(4):34~36.
【案例】
5月16日,四川省邻水县为抗议城际铁路改道,上万名邻水民众手持横幅上街游行,要求规划中的“川渝铁路”由在广安设站改为在邻水设站,此后事件引发冲突,演化成,60余名民警及群众受伤。这是近年来各地频发的高铁争夺战中,首次出现流血事件,具有标志性意义。高铁争夺战轮番上演,值得高度关注。
【析因】
以高铁争夺为特征的四川邻水冲突事件,不同于以往的。表面上看,四川邻水县冲突双方是当地民众和政府。实际上,地方政府与民众利益一致,双方是默契而非对抗,目标直指高铁规划决策者。
地方政府的民意筹码
至2015年初,中国高铁总长已达1.6万公里,为世界之最。由于高铁给地方带来明显经济效益,各地紧盯“高铁经济”,寄托地方政府、民众和官员的巨大期望。对地方政府而言,高铁意味着政府巨额投资,随之而来的是GDP增长,人流、物流、资金流、信息流的快速流动,沿线资源开发和产业转移。对当地民众而言,意味着更多就业机会,出行更为方便,土地房产潜在增值,生活也许因之改变。对地方官员来说,更容易满足GDP导向的地方政绩考核要求,也意味着更好的职位升迁,给地方留下良好的“政治经济遗产”。
因此,越来越多的地方政府,无论政府、民众和官员都已对高铁所能带来的巨大利益预期达成共识。在某种程度上,这种共识被注入了复杂的元素:生活的便利,潜在的收益,鲜亮的政绩,无上的荣光。
由此可见,高铁项目成为地方利益博弈的场域,政府利益、官员利益及民众利益在此交织、胶着及博弈,进而以“高铁争夺战”的形式呈现。毕竟,高铁站设在哪里,话语权掌握在中央部门和省级政府手上,各地为达到高铁设站于本地的目标,整合各种资源进入这个场域,希望影响高铁规划决策者的决定。一方面通过体制内常规渠道向上级游说,另一方面是借力官方管控下激荡的民意增加筹码。按理说,在中国特有的政治语境中,民众上街游行往往是极其敏感的。然而,在邻水的“高铁争夺战”中,呼吁市民“上街”的宣传俨然处于半公开的程度,地方政府不可能不知情,但并未强力禁止,而只是在当天提前部署警力防范失控。
官员要政绩,民众要实惠,目标一致使得官民处于同一阵营,体制内与体制外联合,向相邻城市施压,向省级政府乃至国家发改委、铁路总公司争取话语权。从事件发生地逻辑来看,“高铁争夺战”是地方政府参与高铁规划决策的民意筹码,政府对此是默许和间接支持的,官民在此结成某种意义上默契的利益联盟,但这种联盟也是有界限的。正如邻水所显示的,当民间行动走向失控,突破“维稳”的底线时,地方政府面临过高风险,往往会选择强力压制。
公众利益表达渠道不畅
近年来,公民权利意识逐步觉醒,公民参与公共决策的愿望增强,利益表达需求强烈。“高铁争夺战”中可以看到:民众不再仅仅满足于决策结果的“被动接受”,而是积极参与到决策过程中“主动表达”,争取自己的话语权。无论是2009年沪昆高铁引起的湖南邵阳与娄底之争,还是2014年郑万高铁导致的河南邓州与新野的“兄弟反目”,抑或最近发生的四川邻水高铁争夺战所引致的流血事件,恰恰是鲜活注脚。值得注意的是,这种政府默认民间发起的“高铁争夺”看似主动,其实它反映的恰恰是民众被排斥在公共决策之外的被动。
高铁规划线路与可能经过的城市民众生活息息相关,但高铁规划具有技术性和知识性强的特征,前期调研、规划论证、规划决定往往是由政府内部进行决策,民众被排斥在此过程之外,公众参与明显不充分。具体表现为:高铁规划决策过程的信息公开透明度不够、不及时;公众参与的制度化渠道缺乏;公众参与规划的方式陈旧和介入面狭窄,对高铁规划决策话语影响很小,导致高铁规划编制与审批易受行政长官及审批者意志左右,规划编制的公信度受到怀疑。
公众参与需要制度保障和长期的能力训练,当相应的支持条件都没法满足时,正常民意诉求在群体聚集的表达过程中往往容易失范乃至失控。邻水“高铁争夺战”最后发展成,更凸显了民间行动的偶然性和不可控性。这种不可控,其实也在意料之中,没有制度化的表达渠道和长期参与能力的训练,利益表达很可能转向或转移,隐藏的矛盾和非相关诉求借此发酵、爆发而失序。因此,有学者认为,“高铁争夺战”调动了民间力量,或许能以民意的喷发扭转高铁线路设计,但受制于旧有的决策架构,它很脆弱,也无法为公共决策民主化开拓新方向。
政府投资决策体制滞后
高铁投资是政府重大公共决策,是典型的稀缺资源的权威性分配过程。高铁争夺战火热,表面看是民众对高铁的渴望,实际上,则是对公共资源配给的渴望。高铁建设必须要考虑科学布局、经济效益、地理条件和安全等因素,有相应的技术标准和经济效益考量。因此,高铁站点建设,不可能做到让沿线相关城市都满意。但如何减少意见分歧和避免悲剧性事件发生,需要政府依法、科学、包容及公正的决策。
频发高铁争夺战背后,应反思高铁规划决策。从各地高铁规划决策所引发的来看,高铁规划决策最突出的问题是决策民主化程度偏低,进而影响投资决策科学化程度。主要表现在:一是决策的开放性够不够。高铁规划决策往往由设计单位、铁路总公司、省级政府及中央政府讨论进行,没有向社会开放集思广益,更没有充分的博弈;二是决策的先行态度不中立。决策“倾向性过于明显”,所谓的论证往往变成了“命题作文”,给领导意见贴上“科学”的标签;三是决策的程序不够完善。社会媒体、人大监督及公众参与程序、方式和时机不完善,影响社会力量参与的深度和广度,无法对行政权力进行有效监督,为“朝令夕改”留下了空间,给“争取”提供了机会。
【对策】
长短结合,共同发力
“高铁争夺战”其实是一种不同利益主体博弈的正常现象。实证地看,这种现象是地方政府参与决策的民意筹码,是正常利益诉求的非制度化表达。要防止四川邻水高铁争夺战悲剧性故事再发生,需要长短结合,共同发力。
短期来看,做好民众的宣传引导工作,严格管控地方政府借用民意筹码施压上级政府,对管控不力引发的地方政府及领导干部予以问责。
长期来看,需要正视高铁规划决策中的多元利益博弈。通过合理的制度设计,在利益平衡底线是社会稳定,上限是多元利益充分表达之间,寻求制度化的利益表达机制,使得多元利益主体的博弈文明、公开、理智和有序。
首先,加强高铁规划决策信息公开。高铁争夺战的导火索是猜忌和谣言,避免谣言和破除猜忌的最好手段是信息公开。信息公开可以让不同主体理解高铁规划决策依据和过程,缩小不同利益主体尤其是公众与决策者之间的信息鸿沟。
一是公开高铁规划决策的标准及流程。公开高铁规划决策所考虑的经济要素、地质条件、安全要求、地方准备等各方面的考量标准,同时,公开高铁规划建设所需相关流程及政策,让民众明白相关的细则和进程,实现高铁规划决策依据的公布和高铁知识的普及。
二是公开高铁规划决策过程。每条高铁线路的规划和决策过程必须公开透明,将路线设定论证方案、决策的理由依据、环境影响评估、专家技术人员方案解读等信息予以公布,保障公民的知情权,便利公众参与和社会监督,确保高铁规划始终坚持公开、透明、科学。
其次,推动公众深度参与高铁规划决策。公众参与规划决策是管控政策风险的最好方式和机制,有序的公众参与可以避免利益诉求的非理性表达。十八届四中全会明确提出,健全依法决策机制,把公众参与重大行政决策确定为法定程序。因此,要将公众参与真正纳入到高铁规划决策中去,展开沟通、交流、辩论、妥协,就决策达成共识,进而形成有理性的、有质量的决策。
一方面是创新公众参与高铁规划的方式。通过搭建网站或网络平台、设置高铁规划政策议程、举行专题听证会、邀请民众代表参与方案审议等方式,听取和吸纳尽可能多的公众意见,让民意得以充分、有序表达。
另一方面是尽量实现高铁规划的公众全过程参与。制订高铁规划前必须收集有关的公众意见;公众有权提出高铁规划建议,为高铁规划决策提供参考;公众有权对高铁规划草案进行充分的验证、评议和审查;高铁规划内容必须回应公众意见或建议,并将公众参与过程作为规划必备附件报审。
再次,完善高铁规划决策合作治理的制度安排。转型期的中国利益格局复杂,客观上要求政府能够正视多元社会的利益诉求,经由一定公共政策过程,促进多元利益的协调平衡,进而对高铁规划做出权威性的决策安排。
一方面是制定高铁规划决策相关配套制度。在依法治国的大背景下,明晰的规则是高铁规划决策的依据。制定出台高铁规划、选址、建设等方面的详细技术规则和标准,明确高铁路线选定技术、经济、社会、地质等要求。同时,要制定公众参与高铁规划决策相关操作规程,明确公众参与高铁规划的范围、方式和程序,确保公众参与法制化、规范化。进而形成一套“依法修路”的制度安排,用制度和执行力去挤压人为因素、权力寻租的空间,提升高铁规划决策的科学化程度。
关键词:高铁建设;国民经济;促进作用;交通运输
2016年,依据我国国民经济发展对交通运输行业提出的新要求,国务院通过召开常务会议,原则性地通过《中长期铁路网规划》,《规划》中明确了增加铁路有效供给,提升运输服务保障能力的五大举措,提出打造以沿海、京沪等“八纵”通道和陆桥、沿江等“八横”通道为主干,城际铁路为补充的高速铁路网,实现相邻大中城市间1~4小时交通圈、城市群内0.5~2小时交通圈。铁路是支撑国民经济发展的大动脉,改革开放30多年来,我国一直紧抓铁路建设,通过不断的政策制定与调整,对我国的铁路发展进行远景规划,并在2015年底,取得了铁路营业里程12.1万公里,其中高铁达1.9万公里的成就,但是从目前高铁对于国民经济的整体推动作用来看,其中存在的结构性问题依然突出,如高铁线路密度低,交通网络布局不合理,中西部地区高铁发展不足等,而要想解决这些问题,政府必须从长远效益着眼,加快推动高铁建设,以引领国民经济的持续发展。
一、高铁建设对国民经济发展的促进作用
(一)有利于增强产业布局的灵活性
产业结构调整是我国国民经济发展的重要内容,在传统产业发展模式下,我国国民经济只能以一种高投入、低产出的方式进行低效率增长,而在高铁的支持下,不同地区之间的空间运输距离缩短,运输效果大大提升,如上海、杭州、宁波通过打造高铁网络,发挥各自优势,实现了分工优化以及产业调整,并分别形成了以知识型服务、文化创意、现代物流商贸为主的发展方向。此外由于高铁网络的延伸,地区资源的调配更加顺畅,产业布局也逐渐打破了对铁路运输的依附,变得更加灵活与自如,同时相关产业,如旅游、餐饮、住宿、零售等第三产业在高铁沿线的发展,也是为我国产业结构的优化提供了强大的动力。
(二)有利于提高市场资源的配置效率
实现资源的优化配置是经济学研究的主要内容之一,在市场经济条件下,资源具有逐利性,而改革开放后,由于东部沿海地区的飞速发展,中西部资源不断流入其中,而这种不平衡的发展趋势也激化了我国经济发展的结构性矛盾。我国中西部地区资源配置效率低的主要原因就是交通运输的不便,而高铁高效、安全的运输优势,能够吸引更多的资源流入到中西部地区,从而挖掘该地区的经济发展潜力,例如贵州至广州、昆明至上海的高铁开通后,使贵州、昆明等西南欠发达城市与广州、上海等东部一线城市的距离拉近了,从而有效地消除了资源配置的壁垒,提高了东、中、西部资源的配置。
(三)有利于促进人力资源的流动与共享
进入到信息时代,市场竞争的核心集中在人才上,谁掌握了最优质的人才资源,谁就取得了市场竞争优势。高铁的发展,推动了城市化发展进程,这不仅使人才的流动更加便捷,同时也使得人才的聚合效应得以有效地发挥。例如京沪、京广高铁建成运营后,不仅铁路的客运量大幅度提升,也使得一些沿线城市成为了人们关注的热点,并在人口聚集效应的推动下,加速了城市化进程;而在京津城际高铁开通后,许多人改变传统的居住和生活方式,开始了职住分离、利用高铁进行通勤的规划,而这对于实现京津地区的空间布局以及人力资源规划具有重要意义。
(四)有利于深化区域经济的融合程度
我国土资源辽阔,不同的地区由于地理、人文环境的差异会呈现出不同的发展趋势,在传统发展环境下,交通的不便,将各个地区分割成相对独立的发展个体,各地区之间的资源交换与合作变得异常困难,而高铁的开通,会从空间上将不同的地区真正地联系成一个整体,如沪宁、沪杭、宁杭高铁网络的建设,使得上海、杭州、宁波这三个主要的停靠站,以及周边的苏州、无锡、常州等城市,打破了地域壁垒,构成了一个区域合作体系,从而有效地发挥了各城市在科技、金融、人才、电商、零售等方面的优势,进而深化区域经济的融合程度。
二、如何有效发挥高铁对国民经济的促进作用
(一)从全局着眼,提升高铁发展的整体势能
国务院通过的《中长期铁路网规划》提出了对我国高铁建设的整体规划,各地区在高铁建设的过程中,应该紧紧围绕《规划》进行,并根据当地经济的发展实际,以及与周边区域的发展联系,详细规划高铁建设的步骤。经过改革开放的长期发展,我国东部沿海地区已经基本上建立了系统、完善的高铁线路,并对沿线城市的发展注入了巨大的活力,而中西部地区作为国民经济发展的薄弱环节,应该重视高铁的发展在其资源配置中的重要意义,同时国家应该利用财政支持,加快推进高铁建设步伐,并在“一带一路”战略的发展背景下,突破交通运输瓶颈,推动国民经济的整体发展。
(二)打牢产业基础,加强高铁配套设施建设
高铁建设是一个系统的工程,要保证高铁安全、高效运行,铁路部门就应该重视基础设施建设,打牢高铁建设的基础,从而保证高铁建设能够为乘客提供更加满意的服务。目前我国高铁建设的速度居于世界领先水平,但是相关的配套服务建设却存在一定的漏洞,如对高铁站周边环境的整治不佳,客流量疏通道路的建设难以满足高铁站的基本需求,周边的绿化工程以及停车场、卫生间、出租车停靠站等设施建设缺乏合理安排等,而针对这些问题,铁路运输部门应该以现代化标准对配套设施进行建设,以保证高铁运营的质量,提高其服务能力。
(三)提高服务意识,全面提高高铁的服务水平
随着物质生活水平的提高,人们对于出行的质量也提出了更高的要求,即乘客对于铁路运输已经不仅仅是“从此地到彼地”的基本要求,还要求在出行过程中享受周到、贴心的服务。高速铁路是铁路运输的重要组成部分,也是高质量铁路运输建设的重要标志,因此,其在运输过程中,必须要秉承服务理念,从现代化设备到乘务员的素质上全面提高服务质量,例如在高铁站内,要设置玩善、充足的铁路运输信息查询系统,以满足乘客查询路线、停靠时间以及周边服务设施的需求;而乘务人员也应该为乘客的安全和舒适负责,以妥善解决乘客提出的问题,提供人性化高铁服务。
(四)优化营运结构,提高高铁的货运能力
随着电子商务的蓬勃发展,货物运输的规模不断扩大,而高铁在运输速度、数量以及安全上的优势,获得了物流行业的青睐,因此,开发高铁的货运业务,提高高铁的运营效率已经成为国民经济发展对高铁提出的新要求。目前从高铁货运能力来看,我国还应该从以下两个方面着手,提高货运效率,其一,加强高铁与公路以及海运的联系,利用集成化理念,构建联运的货运服务系统,实现各种运输方式的优势互补,以发展国际货运业务;其二,加强对货运路线的规划,要保证货运线路最短,从而减少装卸过程对货物造成的损耗,进而节约运输成本,提高运输效率。
三、结束语
我国对于高铁建设的规划经历了从2004年的“四纵四横”规划到2016年的“八纵八横”规划的演变,这一演变过程,不仅表明了国家对于铁路建设的重视,更证明了高铁在推动国民经济发展中不可替代的作用。当然从目前的国民经济发展情况来看,高铁在优化国土空间开发方面还存在巨大的发挥空间,中西部的绝大部分区域还无法享受高铁发展所带来的实惠,因此,政府在新经济发展态势下,应该立足于资源配置与区域经济合作,进一步改善高铁运输条件,以缓解国民经济发展的结构性矛盾,建立新的经济发展轴线,进而推动国土开发向纵深发展。
参考文献:
[1]郭利田.经济新常态下高铁建设的经济效应研究[J].铁道经济研究,2016(01).
每个城市都希望成为中国高铁棋局中的重要一子
洛阳并非个案。
全国很多城市都在争夺高铁站方面,使出了浑身解数。
最为外界熟知的是湖南邵阳、娄底两地争夺沪(上海)昆(明)高铁过境与河南邓州、新野两地争夺郑(州)万(州)高铁过境。
这些“高铁争夺战”不仅有官方的积极争取,还有民间的全力配合,阵仗也从网络拓展到现实中,多数声势浩大。
“每年的全国两会期间,地方政府都会频繁地跑国家发改委和‘铁总’游说争取。”同济大学铁道与城市轨道研究院教授孙章在接受《t望东方周刊》采访时表示。
在北京交通大学教授韩宝明看来,这种现象可以理解,毕竟高铁对地方发展有利,“其实在国外,这种争夺也早就存在,比利时的鲁汶就曾和首都布鲁塞尔争过。”
“但从国家整体规划层面考虑,不可能什么地方都设站,肯定有取舍,不是想争就能争到的。”韩宝明说,这就要求国家在大力推进高铁建设的同时,要更加谨慎地对待高铁线路规划、高铁站设计等问题,以找到最优方案。
打造经济引擎?
“从近几年频发的争站事件看,无论是地方政府还是民间,对高铁均抱有极大热情,甚至到了痴迷的程度。”孙章说,这背后的道理很简单,“高铁对地方经济发展的拉动作用明显。”
以京津城际铁路为例。按照《人民铁道》报社社长王雄在其《中国速度》一书中的介绍,2008年8月1日京津城际铁路开通的当月,天津市社会消费品零售总额同比增长了25%;当年外地到天津的旅游者消费超过了750亿元,高铁对2008年旅游增长的贡献率为35%。
“根据国家铁路局的测算,有高铁的城市综合经济竞争力比没有高铁的城市高了71.15%;可持续性发展的竞争力高出了56.91%。这也是为什么很多地方都争着建高铁的根本原因。”隧道及地下工程专家、中国工程院院士王梦恕告诉《t望东方周刊》。
世界银行城市发展研究顾问、同济大学城市规划系副教授的王兰也赞成这一观点。
“比如北京、上海原本是两个GDP总量占绝对优势的城市,但京沪高铁开通后极大带动了济南、南京两地发展,就逐渐打破了北京、上海的绝对优势地位。”王兰告诉《t望东方周刊》。
具体来说,高铁对一个城市的刺激作用主要体现在旅游业和房地产业上。
洛阳之所以费力争夺呼南高铁过境,考量的关键因素或许正在于此,“洛阳有丰富的旅游资源,高铁的开通能够带来更多客流。”河南省发改委经济研究所原所长郑泰森说。
这一点在已开通高铁的城市得到了充分验证。
以刚刚过去的2016年“十一”国庆长假为例,来自铁路方面的统计数据显示,国庆假日前后10天全国铁路共发送旅客1.08亿人次,同比增长9.3%,创历年新高。
而广州、上海、昆明、郑州、西安等多地铁路集团和铁路局的数据均显示,在“十一”创造的诸多“历史新高”中,高铁贡献最大。
其中,北京四大火车站国庆假期首日高铁列车发送的旅客约占当日离京人数总量的66%;广铁集团国庆前两日高铁发送的旅客数量占了将近6成;受“十一”前郑徐高铁开通运营的带动,西安铁路局高铁客流激增,自9月28日至10月7日,共发送旅客106万人次,同比增长41.1%,突破历史纪录。
在房地产领域,高铁站点与周边土地升值出现了明显的正相关。
以郑州东站为例,其在2009年开工建设,2010年周边的商业用地成交量便较前一年增长了2倍,2011年更是达到历史最高。与此同时,土地成交价也出现大幅上涨。
而另一组或可视作某种旁证的数据是,高铁开通的第一年,郑州东站所在的郑东新区就签约了59个项目,合同总额高达521亿元;新开工了57个超亿元项目、出口总值达2.8亿美元,增长了105.3%
对于一些原本欠发达的地区而言,高铁带来的综合效应更加明显。
韩宝明印象最深的是韶关,在武广高铁到来前,这里只是广东北部山区一个经济发展落后的地级市。“高铁开通后不久,这个城市就吸引了大量投资者,并且因为人力、土地成本相对较低,大量工厂从深圳、东莞等沿海地区转移到这里,加速了当地的经济发展。”
对湖南来说,武广高铁开通之后,湖南已承接了1600余项产业转移项目,其中138个项目投资额在1000万美元以上,这与高铁客运所带来的人流、物流、信息流不无关联。
“共建”热情高涨
2004年1月,国务院批准《中长期铁路网规划》,铁路建设进入快车道。为解决铁路建设的资金问题,原铁道部便探索出了与地方合资建铁路的“部省共建”模式。
“在这样的部省协议中,铁道部要求至少占股51%,起初地方政府有不同意见,认为我出多少钱应该占多少比例吧,但最终还是同意了,因为他们很清楚铁路对地方经济的带动作用。”王梦恕对本刊记者回忆道。
山东是最早实践这一模式的地方。按照原铁道部与山东省达成的共识:铁路建设的资本金部分由部、省双方分别承担70%和30%,其中山东省出资部分,再由省、市两级政府按65%和35%的比例筹集。
山东2009年开工建设的德龙烟铁路便是按照这一模式共建。此后,山东境内的多条铁路均沿用了这一模式。到2012年,山东在建和新建的14条干线铁路项目中,12条皆属“部省共建”。
模式明晰后,地方政府“共建”高铁热情高涨。
2013年,国务院《关于改革铁路投融资体制加快推进铁路建设的意见》(国发〔2013〕33号),又向地方和社会资本开放了城际铁路、市郊铁路、资源开放性铁路等的所有权和经营权,进一步加快了城际铁路建设步伐。
原本计划于2011年初动工的济青高铁,因为资金紧张等问题被一拖再拖,《关于改革铁路投融资体制加快推进铁路建设的意见》(国发〔2013〕33号)(以下简称《意见》)后,济青高铁形成了山东省政府和中国铁路总公司(以下简称铁总)分别出资并占股80%和20%的投资形式,最终于2015年8月正式开建。
类似的项目还有:总投资279.9亿元的川南城际铁路由四川省出资90%、铁总出资10%;总投资527.5亿元的武汉至十堰城际铁路由湖北省出资80%,铁总出资20%。
只是,资金对于铁总来说固然是“不可承受之重”,对地方政府来说又何尝不是?
河南省洛阳市的政府官员吴炜(化名)对《t望东方周刊》说,在铁路系统政企分开改革前,河南省内的城际高铁都是由铁道部和河南省政府各出资50%共建,但铁总成立后便不再投资城际铁路,变成了省市共建。
“省里出30%、市里出70%,对财力有限的地方政府来说,这笔巨大的投资确实很困难。”吴炜说。
实际上,地方政府在取得城际铁路主导权之后,并没有如预想中那样出现大规模城际铁路建设潮,除了部分东部经济发达地区之外,更多的是地方政府因为“囊中羞涩”导致项目停滞的案例。《中国经营报》曾报道,在2016年初确定的45个2016年计划开工的高铁项目中,部分以地方投资为主的城际铁路或支线项目迟迟未能按期开工。
“以前地方政府只能用征地拆迁作价入股,铁道部负责筹资。在资金缺口越来越大的情况下,建设速度跟不上地方政府的需求,因此常有地方官员往相关部委跑项目,呼吁加快城际铁路建设。可是真正要地方政府真金白银往外掏钱的时候,他又拿不出来。”王梦恕说。
站点谁来定
当然,对地方政府来说,即便是有钱并愿意为铁路建设埋单,也不代表就一定能得到高铁。
“中国高铁的技术已经非常先进了,但这不意味着高铁线路的规划不需要顾及任何技术因素,地形、地貌都已经不是问题了,但还需要考虑线路曲线半径、合理运行速度等技术条件。”孙章说。
比如时速250公里的高铁线路曲线半径要求是4500~5000米,就是说在线路出现弯曲走向时必须是在这个范围内,弧度才能保证列车达到设计时速。
“这是非常硬性的技术要求,高铁线路在规划走向设点时要首先考虑这个因素,这一条满足不了,其他的都不用说了。”韩宝明告诉本刊记者,除此之外,高铁站点在选择时还要考虑40~100公里的站间距。
“站间距越大,高铁的速度就越快,相反则越慢,因为要频繁地停靠。”孙章说,南京到上海的城际高铁全程只有300公里,但却设置了21个站点,平均站间距只有15公里,“这让高铁怎么跑?才启动就要停了。”
国家发改委综合运输研究所研究员董焰就曾直言,由于有些地方任意“搅局”,许多站点最终设置并不科学,造成了资源的浪费,“一些人口少、经济弱的地区高铁项目几十年也收不回成本,得不偿失。”
而在技术条件允许的情况下,高铁线路的走向以及站点选择将更关注投资成本、收益以及政治因素。
“为减少投资成本,国家在做高铁线路规划时会尽量选择走直线,因此一些需要绕弯才能到达的城市就很难被纳入规划。”韩宝明说,考虑到成本回收问题,高铁线路走向和站点设置时也会考虑客流量,优先过境客流量大的地方。
但在一些特定地区,成本和收益并不是高铁选线选站需要考量的首要因素,取而代之的则是区域均衡发展因素的考量,比如兰新、贵广高铁,就是出于国家战略需要,即拉动边远地区的经济发展。
而从申报程序看,需要国家和省级审批的基本建设项目,必须经过五道审批手续,即:项目建议书、可行性研究报告(含招标方案)、初步设计、年度投资计划和开工报告,这五道手续均需要报省发改委或由省发改委审核后转报国家发改委审批。
关键词:高铁;机遇;区域经济;安徽
基金项目:2016年度安徽全省党校系统重点课题:“高铁机遇下安徽区域经济发展的影响及对策研究”(QS201656)
中图分类号:F53 文献标识码:A
收录日期:2017年2月13日
作为一种先进的交通运输方式,高铁利用联通效应将多个分属不同层次空间维度的区域进行连接,压缩区域内的空间与时间距离,强化相关节点之间的功能联系,加快商品、人力、资本、技术、信息等要素流动,促进产业结构的优化升级,提高区域经济的运行效率。可以说,高铁建设是一场经济地理革命,将彻底重塑中国经济地理版图。近年来,随着多条高铁相继通车,安徽进入高铁的快速发展时期,截至目前,除亳州、阜阳、淮北等3个城市外,高铁已经覆盖全省13个市19个县。随着高铁网建设的加速,2020年全省16个市实现高铁的全覆盖,真正全面步入“高铁经济时代”。高铁的时空压缩效应,使得安徽区域内及安徽与其他省市的可达性显著提升,为地方经济的发展带来了重要契机,但同时也面临着很多的挑战。为此,本文结合安徽区域经济发展的现状,探讨所面临的机遇与挑战,并提出促进区域经济发展的对策建议。
一、高铁给安徽区域经济发展带来的机遇
(一)促进区域经济一体化发展。区域经济发展实质上就是通过要素的有序流动形成区域间合作、分工与竞争,实现人力、物力、信息、技术、资本等生产要素在区域整体上的最优化配置。高铁以其快速、便捷,使交通耗时大大减少,空间距离大大缩短,提高了区域可达性,带来了比较明显的“同城化”效应。随着商合杭高铁、郑合高铁、合安九高铁和皖江城际铁路的陆续建设,将更大程度提高区域内人流、物流、资金流、信息流的速度,可使一城一地与相邻或更远的城镇、地区彼此呼应、联动,产生乘数效应、共振效应,激发深化区域合作,推进区域经济一体化。同时,也将进一步推动安徽融入长三角、珠三角、京津冀等主流经济圈,有利于更好地发挥安徽的区位优势,提升安徽在全国区域发展中沟通南北、承启东西的地位和作用,加快推动安徽的区域合作与开放升级。
(二)重新塑造区域空间格局。高铁的出现以更加显著的时空收敛效应颠覆人们对时空距离的认知,原本的边缘地区、交通闭塞地区可能成为“交通要道”,过去的偏远地区则可能摇身一变为“国际门户”。因此,连结高铁后,交通区位改变带来了发展机遇,沿线城镇将会选择时空距离更近的城市进行融合,而不单纯选择其行政隶属的上级城市,高铁沿线的大中城市、中小县市和非沿线城市在区域城市网络中的地位将发生重大改变,区域城市网络体系将发生演变和重构。以城际铁路为核心的多功能、多层次、全方位的立体高速铁路交通网的构建,对促进安徽与其他省市、经济区发展具有重要推动作用。高铁沿线城镇既可能加强内部的横向联系,也可能面向周边经济区域进行全方位的立体融合,从单向融合变为双向互动乃至多向互动,从而将催生区域经济发展的新格局。
(三)推动产业结构优化升级。高铁经济对区域资源配置和要素流动的影响主要表现在高铁缩短了旅行时间,提高了目的地的可达性,而可达性的变化势必引起劳动力要素和商业资本要素的流动,从而对区域内主要资源的配置产生影响。高铁提高了区域可达性,形成城市交通走廊,区域内与区际间的生产要素流通速度加快,因交通不便导致的生产、分配、交换、消费环节在区际间流通不畅的发展瓶颈将得到缓解,区域产业结构调整长期受滞于交通发展的缺陷将得到弥补,区际间产业布局也会随着区域可达性的提高进行合理性转变。同时,高铁使得沿线地区突破了原有的行政区划界限,共享不同地区间的资源比较优势,促进沿线地区产业结构调整,并推动产业沿高铁线由发达地区向欠发达地区梯度转移。因此,随着高铁的全面开通,安徽将借助要素成本、产业链和市场的优势,顺着高铁沿线,会更好、更快地承接长三角、珠三角、京津冀等发达地区的产业转移,进一步释放当地的人口红利,实现产业调整与优化升级。
(四)提升区域内新型城镇化水平。近年来,安徽省的城镇化率增速高于全国同期水平,但是就全国而言,仍然处于相对“洼地”,落后于全国平均水平(2010~2015年安徽省与全国城镇化率比较,如表1所示)。高铁极大地缩短了城市间的时空距离,使城市发展呈现出同城化、一体化、区域化等特征和趋势;覆盖城乡、贯通城市,减少城乡与地区之间的差距,带动城乡及地区之间的均衡发展,将连点成面促进沿线城镇化阶段。可以说,高铁贯通将成为安徽省新型城镇化发展的新动力。高铁使沿线城镇成为当地的交通枢纽,给投资带来巨大回报,从而吸引物资流、资金流、人才流、技术流、信息流向高铁站附近聚集,带动周边经济迅速繁荣、人口迅速聚集。而沿线城市间的资金、知识、技术、材料等加速流动,使得原来相互独立、界限分明的单个城市重新进行区域合作和产业结构化分,形成一个功能上互补、规模等级较高、经济上紧密联系的城市经济系统。同时,高铁的建设不仅要在城市扩大规模,更要在交通体系不发达的中小城市发展壮大,以城市的生产带动乡镇的生产,以城市的经济促进乡镇的经济,加快地区之间的资源相互流动,把城市与乡镇紧密联系起来,实现共同繁荣、共同发展。这样,以高铁为纽带,沟通内外,整合周边产业经济,对安徽省的中小城市发展起到了关键的纽带和推动作用,给安徽新型城镇化的发展注入新鲜血液和内在动力。(表1)
二、高铁对安徽区域经济发展带来的挑战
(一)“虹吸”效应带来危机。国外的经验表明,高铁沿线发展机遇绝非普惠制,沿线的地域既可以借力发达中心地区进行跨越发展,也面临着“虹吸”效应,也就是说,人才、技术和物流都流向了中心的发达城市,对落后地区并没有产生正面影响。高铁在加速人员等流动的同时,也会促使人财物等资源向发展环境更优、行政效能更高的区域聚集。例如,日本、法国的高铁建成几十年后,很多中小城市就逐步被边缘化,人口更多地涌向巴黎、东京等中心城市。与东南沿海和周边发达区域相比较,安徽属于欠发达地区,“虹吸效应”对安徽区域经济发展是一把“双刃剑”。一方面高铁对其沿线地区及城市经济发展有巨大推动作用;另一方面将使资金、技术、人才、信息等以更为快捷的方式向发达城市和地区流动,而经济发展的漏斗区即中小城市、次发达地区⒚媪偃瞬拧⑵笠盗魇У木骄场
(二)旅游市场将经受严峻考验。安徽是旅游大省,2015年旅游总收入达4,120亿元,增加值约占全省GDP的5.8%,接待入境游客与国内游客分别为445万人次和4.44亿人次,旅游业成为安徽省名副其实的战略性支柱产业。高铁的“时空压缩”效应会提升区域旅游地的通达度和可进入性,促进区域旅游交流与合作以及区域空间结构的优化,给安徽省旅游产业发展带来更多的机遇。但是,高铁可以降低游客的交通成本,增加旅游出行规模和频率,改善旅游目的地可达性,又可引发旅游空间格局的变化和激烈竞争。高铁既能带来客流,也容易带走旅游者,容易出现“目的地”变“过境地”的不利局面。而高铁开通后,旅游资源面临被分割摊薄和截流的风险,可能会加剧区域旅游发展不平衡,特别是皖北旅游将遭受更大挑战。随着个性化、多样化旅游需求的出现,在“高铁+”时代,安徽旅游产品的升级换代将变得极为紧迫。
(三)与现存的经济社会体系不匹配。高铁是最近几年才在我国建成运营的新型交通工具,而原先的城建规划、交通布局、产业体系都没有考虑高铁这一因素,必然发生不匹配的问题。作为一种新型的交通运输方式,高铁必然与传统运输工具存在竞争关系,如果无法实现协调发展,就会造成不同运输模式间的恶性竞争,最终严重影响城市和区域的经济发展格局。另外,高铁是高科技成果,人们即便想与高铁对接、适应、匹配,也会面临技术、人才及资金上的困难,短时间内难如所愿。因此,不断完善高铁的配套服务设施以及四通八达的公共交通线路体系,协调规划好其与传统运输模式之间的竞争,这对促进安徽省区域经济发展具有十分重要的意义。
三、高铁机遇下安徽区域经济发展对策
借势高铁,加快自身发展,是高铁沿线所有城市、区域的共同目标。但是,高铁是又一把“双刃剑”,既能加速资源、要素的流入和集聚,促进经济增长和发展升级;也存在虹吸效应以及加剧区域竞争等负效应。为了抓住高铁经济时代带来的战略机遇,安徽需要借鉴国外和国内高铁建设和发展的经验,并结合地方发展实际,制定与应对预案,最大限度地释放高铁的正效应。
(一)做好高铁经济的顶层设计和战略规划。高铁网的形成以及高铁经济时代的到来,深刻影响了人们的思想观念和行为,并且在现实生活中得到反映。高铁沿线的站点必将出现新的产业园区和城镇,并形成人口的大量聚集。因此,政府以及有关部门要进行科学合理的规划,积极的引导,通过探索、实践和建立健全与高铁经济时展相适应的政策体系。重新审视高铁时代安徽在中部地区乃至全国区域发展大局中的地位和优劣势,更好地谋划安徽高铁规划和经济社会发展。沿途城市、区域也要准确分析当地的地理和人文环境、资源条件、发展基础,弄清当地的特点、优势和劣势,对高铁的正负效应对当地的影响做出科学评判,找准定位和对接点,积极优化调整城市发展规划和空间布局,科学制定基础设施、产业发展、城乡统筹等专项规划。在加强顶层设计以及战略规划中,要以发达国家和地区的成功经验为依据,结合安徽的资源、城镇等客观条件,建设高铁经济带和城市带,合理定位和分工,科学布局,从点到面,促使产业集聚于中心城市,扩散于中小城镇,逐渐形成推动安徽经济持续发展的产业和城镇发展体系。
(二)优化提升高铁沿线产业布局。统筹高铁沿线产业布局,加速区域融合发展。当前,高铁沿线城市、区域均或多或少地存在产业同质化问题,这就加剧了相互之间的恶性竞争。因此,不同城市、区域要根据自身特点进行战略定位,避免产业的同质化,促进产业链及资源共享和优势互补,实现差异化发展和特色发展,极力调整优化空间布局,推进区域一体化发展。
1、大力发展临站经济。要加强高铁站点规划建设,高铁站点的设立既要考虑到当地既有交通和城市规划,也要考虑人口规模、产业优势、扶贫开发等要素。按照临站经济发展的需要,对城市空间布局、发展规划做适当调整,推动城市功能区加快发展,围绕高铁站培育新的工商业园区。要新建一批标准化厂房与公共服务项目,努力发展新型商业服务、娱乐休闲、商务办公、创意产业等现代服务业并使之协调联动,加快城市多功能经济区的形成。
2、强化高铁沿线中心城市建设。发挥合肥、蚌埠、芜湖、安庆等重要节点城市的辐射带动作用,优化产业布局,搞好城镇间的分工协作,培育形成功能互补、相互促进的城镇带,成为推动高铁沿线产业升级的核心地带。
对沿线中小城镇来说,要按照经济地理及层次发展的原理,综合考虑自然、经济、社会、人口、土地等要求,避开周边发达地区产业发展的强势,借助高铁开通带来的人流、资金流、技术流、信息流和物流,善用后发优势,构建资源效益最大化的产业结构新框架,并以此为带动,以点到线,扩大高铁效应和辐射范围,打造高铁经济走廊。
(三)完善高效衔接的综合交通网络。作为当前最为方便的实现空间位移需求的交通工具,高铁的运行要求与多形式化交通运输的辅助,以最大化地趋向无缝对接为宗旨,实行不同交通方式之间的便捷转换,链接的效率优劣直接影响着高铁功能的发展。以高铁站点与城镇交通“无缝衔接”为目标,加快建设一批集城际铁路、轨道交通、城市公交、长途客运、旅游专线等为一体的配套交通网络,推进建设高铁与高速公路、机场、水运码头相互贯通的快速便捷通道,确保多式联运的无缝衔接和人员往来的有效畅通。
此外,要尽快完善高铁站周边的商业经济区,如酒店餐饮业、娱乐休闲产业,开发房地产业。方便有效的消费购物不但能够刺激高铁经济发展,还能够调节区域内城市之间的消费结构,为高铁周边商业圈带来巨大的人流量,引导产业经济发展。
(四)促进高铁与旅游融合升级发展。加强旅游目的地与高铁站接驳。以高铁站点为中心,以旅游大巴、汽车租赁、公共交通为载体,迅速实现旅游目的地与高铁站之间的快速衔接转换。加快旅游集散中心、停车场、自驾车营地建设,在高铁节点城市打造一批精品旅游景区、综合性旅游度假区、大型主题公园和旅游产业集聚区。
推动现代旅游模式和产品的创新。大力发展商务、养生养老、研学、休闲度假、婚庆、探险等旅游新产品,实现旅游产品结构由观光为主向观光、休闲、度假复合发展转变。依托高铁网络和站点,推出“高铁+酒店”、“高铁+景区门票”的快捷旅游线路和产品。
加强安徽与长三角等其他区域之间的旅游合作,推动建立高铁旅游合作机制,实现战略互谋、政策互惠、资源互享、产品互推、客源互送、市场互动、合作共赢,促进区域旅游快速发展。高铁的开通促进了安徽与其他区域之间的可达性,对区域旅游合作的开展十分有利。
四、结语
从欧美经济发展的历程来看,铁路经济曾经被视为促进区域经济增长和发展的关键因素,而高铁经济更是被赋予了“提升社会经济活动空间分布和地区经济发展”的使命。高铁建设提升了区域可达性,产生了时空缩短效应,对经济发展的带动作用凸显,成为区域经济发展的新引擎。“高铁时代”的来临,为安徽的区域经济发展等带来了新机遇,同时也提出了新要求。一方面高铁建设对区域经济发展带来了极大的正面效应;另一方面伴随着的一些负面影响也会导致区域中部分城市或地区的衰落。因此,需要全面认识和对待高铁的外部效应,科学研究高铁经济效应与区域发展机制转型,最大限度地发挥高铁红利,以推动安徽区域协调发展的现代化进程。
主要参考文献:
[1]接栋正.高铁时代的都市圈建设――区域空间重塑、城市转型及治理创新[J].管理学刊,2016.1.
[2]汪建丰,翟帅.高铁经济效应对区域发展机制转型的影响研究[J].华东经济管理,2015.11.
[3]广佛肇党校联合课题组.高铁时代的广佛肇一体化发展[J].探求,2016.1.
[4]李想,杨英法.高铁经济效应的两面性及对策[J].云南社会科学,2014.2.
沿线城市“无中生有”布局新产业
在成渝高铁简阳南站所在的简城街道高屋村,简阳的第一家上市企业――四川国光农化股份有限公司计划在该高铁站附近布局公司总部,其看中的就是高铁带来的便利。
比国光公司动作更大的,是简阳“无中生有”的产业布局。“在电子信息产业基础非常薄弱的情况下,我们将依托成渝高铁以及将要开工的成都天府国际机场着力培育和发展电子信息产业。”简阳市经信局局长周孝亮认为,成渝高铁的通车将为简阳对接成渝两大城市的汽车制造和电子信息产业带来巨大机遇。
同样期待“无中生有”的,还有同在高铁沿线的重庆市永川区。该区经信委副主任薛辉铺开城区产业地图,图上高铁站以显著的白色方框标识,紧挨站台的是凤凰湖工业园,规划布局新能源汽车、航空产业。薛辉坦言,园区内两个产业目前仅各有1家在建企业,而2020年产值预计分别为200亿元。“增长空间,由高铁带来的高校和研发机构‘填补’。”
敢于“无中生有”的底气,来自高铁带来的产业转型升级原动力――人才。内江市经信委主任葛强介绍,高铁站选址内江后,当地和川大、西南交大等省内高校合作大大加强。2015年还成功与电子科大合建国家重点实验室,以人才轮流进驻方式,在当地重点研发下一代互联网技术。“汽车到内江要两个半小时,高铁仅约40分钟。‘住在成渝,工作在内江’的实现,往往是高级人才愿意到内江来的一大前提。”
高铁的开通,既为新产业的生长带来可能,也为既有经济结构调整带来期望。
从成渝高速下道璧山青杠,沿着白云大道一直往前走,车窗两边陆续闪过捷成电子、大茂伟瑞柯车灯等汽车零配件和电子信息产业企业。“二产业加速提档升级,我们更希望能补齐三产业这个短板。”璧山县发改委主任陈荣彬介绍,目前该区三次产业中,工业占比在70%以上,服务业占比仅为23.3%,“高铁的人流集聚给我们发展旅游业带来想象空间。
四站齐谋划建高铁新城镇
成渝高铁隆昌站,站台正对着的是高达30层以上的新建楼盘。左边,蓝色挡板围住了正在施工中的星级酒店;右边,商务中心的在建工地上吊车往返。
酒店、写字楼、商务中心……一座座新城(区)的配套设施,正围绕高铁沿线站点拔地而起。高铁沿线纷纷将车站设于建成区的城市中,简阳、隆昌、内江都提出围绕站点建高铁新城(镇);荣昌则在高铁站所在地打造黄金坡开发新区。
从规划图看,简阳市高铁新城规划面积6平方公里,和老城区相距约5分钟车程。新区以商贸、服务业为主,既有商务核心区、服务外包聚集区等产业发展区,也有配套教育、医疗等的生活区。沿线各地高铁新城(区),其定位和布局与之类似。
高铁新城崛起的基础,是高铁带来的人流。期待探望亲戚更方便、指望上班更便利……怀揣着不一样期待的每个人,汇聚成成渝高铁庞大的人流。根据预测,2020年成渝高铁成都至内江客流密度约3148万人/年,内江至重庆约2802万人/年。