(2)綜合運輸樞紐
綜合運輸樞紐是指兩種以上運輸方式銜接地區,共同辦理長途、短途、城市和企業內部客貨運輸所需要的各種運輸設備的統一體。樞紐內既有各種運輸方式的客貨到發,也有同一運輸方式的客貨中轉以及不同運輸方式的客、貨聯運,是統一運網中的心髒。綜合運輸樞紐的類型有如下幾種:
鐵路—公路運輸樞紐:主要由鐵路樞紐和公路樞紐組成,前者為運網骨幹,後者為前者集散貨物和輸送旅客。
水路—公路樞紐:由內河碼頭或海港與公路樞紐相配合而成。在海港—公路運輸樞紐內一般以海運為主,公路起為海港集散客貨的任務;在內河—公路運輸樞紐中,河運與公路的作用視樞紐構成與經濟狀況而定,或公路樞紐為主,河運為公路幹線集散客、貨;或河運發達,公路為河運服務。
鐵路—水路—公路運輸樞紐:它又可分為三種類型:由海港、鐵路、公路組成的綜合運輸樞紐;由內河碼頭、鐵路、公路構成的綜合運輸樞紐;由鐵路、海港、內河碼頭,公路構成的綜合運輸樞紐。在這些樞紐中,鐵路、海運起骨幹作用,河運和公路擔負為鐵路、海運集散客貨的任務。
(3)運網中點的布局
車站、港口、航空港以及它們相結合的樞紐,盡管它們的職能和規模有很大的差別,但都是運網中的結節點,在布局上有許多共同要求:要與城市規劃和工農業生產布局相適應,既要滿足和方便運輸,又要防止它對城市和生活的幹擾;要保證港、站、樞紐對自然環境的要求,盡量節省建設成本。港、站、樞紐占地較多,如一些最大的世界性航空港占地達1000~4000公傾,一般國際港為700~900公頃,國內航空港亦需200~500公頃。既要保證有平坦開闊的空間,並避免受各種地質病害和洪水位的影響。對港口來說,還需考慮航行和停泊條件,須有短、直、深、少淤積的入港航道,要有供船安全拋錨、係泊以及裝卸、倒駁的足夠廣闊的水域和深水岸線,要防止潮差、冰凍、霧日和能見度差、泥沙回淤、波浪潮夕衝擊等自然條件影響,保證一定規格的船舶不分季節、晝夜能迅速、安全地進出港口。航空港還要注意風向、風速、能見度的影響,並要有3~4公裏的臨降區,在此範圍之內不應有高層建築和其它障礙物;要位於運網中的總運費最低點,並根據它們在統一運網中的地位和作用,吸引範圍運量和運輸特點,合理安排樞紐能力和設備,以滿足運營要求;既要保證港、站、樞紐與城市的聯係,又要注意城市環境。鐵路和公路的車站樞紐一般應布局於城鄉結合部。機場與城市的運輸聯係的時間最好是30分鍾,最多不宜超過1小時,並應布置於城市盛行風向兩側,避免飛機起降時穿越城市上空。
3.運網係統及其功能
目前世界鐵路、公路、內河航道總裏程達2373.5萬公裏,它們彼此銜接,構成一個宏大的運網係統。
(1)運網係統的類型及其形態特征
運網係統即運輸網絡,是交通圖中點以及點和點的連線的集合,國家或地區互相交叉銜接的各類交通運輸線路的總稱。與區域經濟活動規模相適應的運網係統,既是運輸能力的標誌,又是空間社會經濟麵貌的一麵鏡子。探索不同經濟水平下的運網類型及其功能,是當代經濟地理研究的重要課題之一。
運網係統的類型是多樣複雜的。一個國家或地區的運輸網絡由三維非平麵網絡(如管道網、航空網)和兩維的平麵網絡(如鐵路網、公路網、內河航道)構成。就平麵網絡而言,根據它在發展過程點線的組合狀況,可分為四種類型:
孤立徑道網絡:它的特點是交通圖中僅有兩個點被一條線路所連接,是最簡單的,代表萌芽時期的運網類型;
樹狀網絡:主要特點是交通圖中線路數目少於點的數目,任意兩點間都有,並且僅有一條線路連接。兩點之間的往返交通,隻要通過一條線路實現,即必須是原道而來,原道而去,代表早期發展中的運網類型;
回路網絡:特點是交通圖中線路數目正好等於點的數目,僅有兩個端點間存在兩條交通線,有較高的運網效率,代表發展中期的運網類型;
格狀網絡:交通圖中線路數目大於點的數目,有多個閉合環路和很高的連通效率,代表成熟時期的網絡類型。
運網係統的擴展,是與區域經濟發展同步進行的。美國E·塔費(EdwardTaaffe)根據加納和尼日利亞的資料提出發展中國家運網發展的6個階段:第一階段由新殖民住宅區和小港口組成,它們的腹地有限,除傳統的捕漁業和偶而出現的商船貿易外,這些分散的新居民點之間很少有橫向聯係;第二階段,伴隨貫穿內地的鐵路緩慢伸展,在內地礦區和人口中心形成比較重要的居民點,隨著貿易的增長,由鐵路貫穿的最好港口運輸專業化得以發展;第三階段,交彙於主要港口和內地中心的鐵路支線有了顯著發展,相當數目的一批居民點在通往內地的鐵路幹線中發展;第四階段,在中間的結節上形成支線網絡,主要港口、內地中心和中間居民點之間的橫向聯係發生,為數眾多的內地城鎮相繼出現;第五階段,完善的內部聯係開始顯露出來,圍繞港口、內地中心和中間結節點的鐵路迅速增長並逐漸聯係起來:第六階段,區域經濟日趨發達並且成為一個有機整體,大大小小的中心地由縱橫交錯的鐵路係統聯係在一起,最高級的幹線聯係著更大、更重要的經濟中心。
當然,任何地區的運網擴展都是循序漸進、繼往開來的,上述的六個階段隻是運網發展中具有典型性的六個側麵。
(2)運網係統的功能分析
運網的功能即運網的通達性,取決於運網中點和線的數目、組合和空間連接狀況。測量運網功能的方法很多,比較普通、簡便的度量指標有運網密度、運網連接率、運網通達性和交通中心地等。
運網密度是衡量地區交通運輸發達狀況的最普遍的指標,它是地區各類交通線路的總長度與地區總麵積之比值。運網密度愈大,地區交通運輸通達性愈強;反之,地區交通運輸通達性愈差。運網密度指標的缺點是隻能用來概略比較地域間運輸水平的差異,不能回答運網中點的連接狀況和它們的通達性。
運網的連接率是指交通圖中點與點之間連線的數目與點的數目之比值。美國經濟學家倫斯基(R·J·Ransky)研究出一個表示運網連接程度的最簡單的指數,叫β指數(即連接率),其公式為:
β(連接率)=E(運網中線路數)/V(運網中點的數目)
網絡中β指數愈大,連接情況愈好。對於線路數目小於或等於點的數目的網絡,β指數在0~1之間。一個以單一回路連接的網絡,β指數為1。一個包含幾個回路的複雜運網,它的β指數必然大於1,表示出高度通達性。
運網中的交通中心,可用網尼克指數來確定。一個點的網尼克指數,表示從這個點到運網中最遠一點的最短徑道所經過的線路數目的和。在一個運網中,網尼克數最小的點就是該運網的交通中心。有時網絡的交通中心在一個以上。從瑞士的鐵路交通圖可看出,聖加倫、貝林佐納、巴塞爾、洛桑和布裏克的網尼數均為3,而伯尼爾和蘇黎世的網尼克數均為2,故伯尼爾和蘇黎世是瑞士鐵路運網的交通中心。這種情況,在連通矩陣中很容易看出,每一行中數值最高的元素就是該點的網尼克數,從所有網尼克數中取最小的數,與其相應的點就是該網絡的交通中心。
掌握以上幾種指數,我們便可分析對比各國各地區運網的動能及其發展狀況。
(三)各種運輸方式的經濟評價
運網係統的基本職能是改變人和貨物的空間位置。由不同線路和終端設備構成的各種運輸方式,輸送客貨的方式和功能各不相同。社會經濟係統對運輸的要求是綜合的和全麵的。首先,要求運載量大,勞動生產率高,成本低,投資少,既能以足夠的運量滿足經濟增長的需要,又能最大限度地節省運輸開銷;其次,要求盡快的送達速度,既能減少物資積壓,加速流動資金的周轉,又能在時間上滿足人們對商品的需要;再次,要求盡可能保證持續不斷的運輸,以及運輸的安全性和舒適性,以保證各種生產和社會活動有條不紊地持續進行。各種運輸方式在技術經濟上各有長短,都有最適宜的使用範圍,必須妥善組織安排,合理地協調使用。
1.鐵路運輸
鐵路運輸是由鐵路、車站樞紐設備、機車車輛諸要素協調配合,共同實現客貨位移的現代化運輸方式。從1825年G·斯蒂芬森製造的蒸汽機車在英國斯托克頓——達靈頓鐵路上試駛成功後,從1840~1900年世界各國先後出現“瘋狂”的築路高潮,並使鐵路運輸成為居統治地位的運輸方式。之後由於公路運輸和水路運輸的強烈競爭,鐵路運輸下滑。進入60年代,隨著資源大規模開發和鐵路運輸的高速化、重量化,鐵路又出現複蘇趨勢,目前世界仍有130餘萬公裏的鐵路,仍然是當代最重要的運輸方式之一。
鐵路在陸上運輸中的骨幹作用,歸功於它固有的獨特的能夠減少運輸阻力的鋼製軌道所帶來的許多優勢:
(1)牽引重量大
機車的牽引力是動力和線路狀況的函數。在4‰的坡道上,蒸汽機車、內燃機車、電力機車的牽引力分別為4100噸、5700噸和5500噸,國外內燃機車和電力機車最大牽引力可達7000~8000噸;
(2)輸送能力強
輸送能力取決於機車、線路和管理狀況。在6‰的坡道上,蒸汽機車、內燃機車和電力機車的年輸送能力分別為1280萬噸、1520萬噸和2000萬噸,在複線自動閉塞的線路上,年輸送能力可達7000~8000萬噸。
(3)長途運輸成本低
運輸成本與運距、運量以及運輸密度成反比。鐵路運輸的重載和高密度,決定它得以保持較低的運營支出。一般說鐵路運輸成本比河運和海運要高一些,但比公路和航空運輸要低得多。美國鐵路運輸成本分別為公路汽車的1/7和航空的1/18。
(4)運輸連續性強
它憑借獨特的鋼製固定軌道,能克服自然條件的種種限製,保證一年四季、晝夜不停的連續運輸。但是鐵路運輸耗資大(每公裏造價250~400萬元)、短途運輸成本高(在100~400公裏範圍之內鐵路成本可能高於汽車運輸),它的速度低於航空運輸,運載量低於水路運輸、靈活性不及汽車運輸。
為了提高競爭能力,本世紀60年代以來,鐵路運輸開展了以提高運載量和運行速度為中心的運輸革命。除了采用集裝箱運輸和組織萬噸“長大”列車以外,西歐、日本、澳大利亞主要致力於高速鐵路的建設。利用“氣墊”列車和磁浮列車,可使行駛速度達到200~480公裏。在法國已有時速為210公裏的巴黎——裏昂高速鐵路、時速270公裏的巴黎至大西洋、巴黎至北方的三條高速鐵路。1984年,法國、德國、比利時、荷蘭、盧森堡等國批準了西歐高速鐵路方案,屆時將通過2.67萬公裏的高速鐵路將巴黎、布魯塞爾、阿姆斯特丹、科隆、倫敦聯係在一起。鐵路運輸的地位又有所回升。
顯而易見,鐵路運輸最適合於大宗、笨重物資如煤炭、礦石、建材、糧食等貨物的中長距離運輸,也適合於要求準時到達的大批量旅客和日用工業品的長距離移動。
2.公路運輸
公路汽車運輸是發展最快、應用最廣、地位日趨重要的一種運輸方式。自1885年德國K·本茨製成以內燃機作動力的汽車以來,汽車運輸迅速發展,逐漸成為鐵路運輸的強大競爭對手,在某些國家它已取代鐵路運輸,在運輸中占主導地位。目前世界各種汽車保有量達3.5億輛,公路總長2000餘萬公裏,其中3/4集中在西歐、北美和亞洲。汽車運輸迅速發展,是與它獨特的優點緊密聯係的:
(1)公路汽車運輸具有直達性,有門對門的特點
汽車運輸的直達性可轉換為三個效益,即:距離差效益,主要指汽車運輸可以抄近路,而使運距少於鐵路和水運;時間差效益,指公路汽車運輸的送達速度比鐵路、水運快而帶來的經濟效益;質量差效益,主要表現為汽車直達運輸隻要一裝一卸,貨物損傷少,而鐵路運輸通常需要多裝多卸,貨物損傷要大得多。
(2)汽車運輸機動靈活
汽車運輸以一人一車為基本特點,體形小,操作方便,又無需鐵路那樣的專門軌道,對各種自然條件有較強的適應性,機動靈活,農村運輸、城市內部運輸、城鄉聯係、鐵路和水運港、站旅客和貨物的集散,日用百貨和鮮貨的定期運輸,主要由汽車承擔。
汽車的主要缺點是:運載量小,單車運量在美國也隻有20噸左右;勞動生產率低,成本高。在前蘇聯,前者分別為鐵路和海運的1/9和1/42,後者分別為鐵路和海運的16倍和18倍。因此,不適於運載大宗、笨重物資。
隨著科學技術和汽車工業的發展,第二次世界大戰以後汽車運輸大有改善。西歐、北美國家推行汽車噸位大型化和汽車運輸係列化,使單車運載量和列車運載量分別達到40噸和100噸,汽車運量小的缺點有所克服。為了提高行車速度和解決車流擁擠、堵塞,具有雙重通道、全封閉、車速可達120公裏以上的高速公路迅速發展。因此汽車運輸能在短途甚至中長途運輸中與鐵路展開激烈競爭,並在部分國家取得明顯優勢。
3.水路運輸
水路運輸包括內河運輸和海洋運輸兩種形式,由船舶、航道、港口、泊位諸要素構成,憑借水的浮力與機械動力實現客貨位移,是曆史最悠久的一種現代化運輸方式。從1807年R·富爾頓製造的世界第一艘蒸汽機驅動輪船在哈德遜河下水以來,水路運輸借助水的浮力的優勢曾占據世界運輸的主導地位。隨著鐵路、公路汽車運輸、航空等現代化運輸方式的蓬勃發展以及隨之而來的運輸競爭,水路運輸因受自然環境限製大,一直處於不利地位。當前隨著集裝箱運輸和船舶噸位大型化,水路運輸又受到重視。世界僅內河航道就有250多萬公裏,存在6個內河水運係統:歐洲中部和西部河流係統;法國北部河網;伏爾加一頓河河網;亞馬遜河網;巴拉圭河網;中國河網。水運的基本優勢是:
(1)線路投資少
江河、湖、海為水運提供了天然、廉價的航道,隻要稍加治理,建立一些輪船泊位和裝卸設備,便可供船隻通航。據估計,內河航道單位基建成本隻有公路的1/10,鐵路的1/100;
(2)運載量大
因受惠於水的浮力,水運比其它陸上運輸有較大的載運量。內河駁船運載量一般相當於普通列車的3~5倍。最大的礦石船可達28萬噸,超巨型泊輪可達50萬噸級。
(3)運輸成本低
由於線路投資少和運載量大,美國內河航運成本分別為鐵路運輸和公路汽車運輸的1/5和1/35,海運分別為鐵路和公路運輸的1/8和1/53。
水運最大的弱點是受自然環境限製大,主要是:靈活性差,水運網的分布是自然結果,往往與運輸的經濟要求不一致,而且很少能直線行駛;靈活性差,航道往往因河流枯水、冰凍以及大風和濃霧而要中止交通;送達速度慢,船舶的技術速度慢(隻有汽車的1/2,火車的1/3),在港停泊的時間長(約幾天到十幾天),有些貨物要幾個月甚至半年才能送到用戶手中。因此,水運最適於大型、笨重、大宗貨物的長距離運輸。但在承運的貨物上,水運與鐵路運輸有一定分工,前者更適於煤炭、礦石、穀物散貨運輸,後者則適於承運需要迅速、準時到達、並以捆包成件的貨物為主。隨著集裝箱運輸的發展和船舶的大型化、高速化,水運條件大大改善,在西歐北美的一些國家,水運占有相當重要地位。
4.航空運輸
航空運輸是由飛機、機場、導航設備諸要素協調配合,共同實現客貨位移的最快速的一種運輸方式。從1903年內燃機為動力的飛機首飛成功以來,以飛機為運具的空中聯係在80多年內有了驚人發展,從1950~1988年間,美國和法國的航空運輸貨物周轉量分別增長了36倍和114倍。世界航空網呈密集的帶狀,橫貫北半球中緯地帶,並由此縱向延伸至南部三大洲。航空網最密集的地區是歐洲西部、美國東部、加勒比海和東南亞。倫敦、巴黎、莫斯科、卡拉奇、曼穀、北京、香港、紐約、東京等都是重要的航空輻射中心。
航空運輸最大的優點是:
(1)速度快
具有先進性能的民航飛機,如波音767、747、空中客車等,飛行時速都在1000公裏以上,這是其它運輸方式望塵莫及的。
(2)徑路短
航空運輸是在三維空間進行的,它幾乎不受地麵任何障礙物的影響,能實現兩點間的直線運輸,並可以到達別的交通工具不能到達的地方。
(3)基建成本低