高速铁路对区域知识溢出的影响机理与效应估计

摘要

高速铁路发展正在进入成熟阶段，其带来的区域空间高可达性效应越来越显著地影响了区域的知识创新结构与区域间的知识溢出。研究高速铁路与知识溢出效应间的关系，本质上是基于分析知识的外部性解释高速铁路外部性产生的动力机制，利用知识溢出的产生、传导过程量化阐述高速铁路对区域社会经济增长产生影响的过程。本文依据可达性理论、新经济地理理论及内生经济增长理论，结合地理信息系统，运用面板数据分析等空间计量方法与复杂系统科学仿真方法，研究高速铁路对知识溢出影响的空间依赖及其对区域知识创新结构的影响。论文主要完成了以下几个方面的研究工作与创新。
　　首先，建立了高速铁路对社会经济直接影响的多维度量化框架，为后续的知识溢出研究提供高铁效应度量基础。为了从多个维度特别是知识维度准确衡量高速铁路的影响，本文构建了广义出行成本、就业可达性、市场潜力指数及知识可达性等指数，充分考虑了知识的传播规律，量化了高速铁路对区域间的知识互动产生的直接影响。研究发现高速铁路建成前后平均旅行时间与就业可达性的空间结构变化较小，而知识可达性、市场潜力空间结构变化显著。计算结果从可达性角度解释了高速铁路的影响产生与变化的框架，也从侧面说明高速铁路对区域创新系统知识溢出的影响是高速铁路社会经济影响的主要动力。
　　第二，通过构造中心外围知识创新模型，在瞬时均衡的条件下推演出知识创新系统中知识溢出效应的产生机制，并通过博弈模型解释了高速铁路对知识溢出的影响路径。研究表明生产主体创新行为的寻优选择与区域间的公共知识池共享是知识溢出的主要动力。在知识创新系统中高速铁路通过三个路径改变企业间博弈均衡对知识溢出产生影响，知识溢出效应与知识创新的中心外围分布相互促进，在高速铁路影响下知识溢出动因由投入导向转为效率导向。
　　第三，通过改进的空间计量模型估计了高速铁路影响下区域间知识溢出效应的时空变化。由于交通基础设施影响下的空间样本存在非线性空间依赖关系，传统的相邻或欧氏距离权重矩阵将产生系统性偏误，因此本文引入面向知识可达性的广义距离权重矩阵，结合SDM、SEM、SAR等空间计量模型，构建了知识溢出效应空间面板数据估计模型，以2005-2014年社会生产与知识创新数据为依据，证明了高速铁路建成前后各地区知识溢出效应的存在性及其溢出动因的变化，量化了知识溢出在空间中衰减的变化规律。根据空间权重分析可得区域知识产出与社会总产出都存在空间相关性，说明社会生产空间相关性产生的主导动因，既包括地理特异性，又包括时间滞后效应，知识创新空间溢出的主要动因是时间滞后效应导致的路径依赖。社会生产的空间溢出对广义知识可达性的依赖比知识创新的空间溢出更显著。相比于欧氏距离，知识溢出的衰减更显著地依赖于广义距离。对比知识创新与社会总生产中的知识溢出可以发现，在高速铁路的溢出作用下区域创新趋向于集聚，而区域生产趋向于分散。
　　第四，基于前文归纳出的高速铁路影响规律，仿真了不同环境参数下高速铁路的知识溢出效应。以两阶段社会生产模型为基础，结合高速铁路影响下的知识溢出动因，运用元胞自动机建模仿真方法，建立了基于公共知识存量的知识创新演化仿真模型，通过分析仿真结果，获得了有无高速铁路假设下不同环境参数对区域知识溢出效应的影响差异。通过仿真分析发现，高速铁路对知识创新活动集聚效应的促进作用显著，知识创新与社会生产的空间分布演化过程中高速铁路对生产主体的生产行为影响分为三个层次，高铁对知识溢出的影响呈现圈层效应，另外，知识私有化率较高的环境下高铁对知识溢出影响更显著，而劳动迁移率较低的背景下高速铁路增加了区域知识创新的对外溢出潜力。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究的背景

1．2 选题的目的和意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 本文的研究内容与论文框架

1．3．1 研究内容与研究方法

1．3．2 研究技术路线与论文框架

2 知识溢出与高速铁路空间效应的研究发展综述

2．1 基于可达性的交通设施影响估计

2．1．1 可达性的概念与应用

2．1．2 可达性在高速铁路区域影响研究中的应用

2．2 面向生产过程的区域间知识溢出效应

2．2．1 知识溢出效应及理论发展

2．2．2 知识溢出理论的应用

2．2．3 知识溢出测度

2．2．4 知识溢出与经济结构调整、区域创新能力构建

2．2．5 高速铁路带来知识溢出效应变化的可能性

2．3 新经济地理中心外围模型与高速铁路节点城市结构

2．4 基于元胞自动机的空间互动机理研究

2．5 本章小结

3 高速铁路对区域可达性的影响

3．1 高速铁路社会经济影响的作用过程及与可达性的关系

3．1．1 高铁铁路的区域经济影响及其作用路径

3．1．2 可达性的概念与可达性指数

3．1．3 高速铁路对区域影响的可达性解释

3．2 基于不同可达性模型的高速铁路影响计算

3．2．1 高速铁路可达性影响的主要研究对象与数据界定

3．2．2 高速铁路对平均旅行时间的影响

3．2．3 高速铁路对广义出行成本的影响

3．2．4 高速铁路对就业可达性的影响

3．2．5 高速铁路对区域市场潜力指数影响——经济要素可达性

3．3 高速铁路对知识可达性影响——知识可达性

3．4 不同可达性指数差异分析

3．4．1 可达性指数构成的异同

3．4．2 高速铁路对可达性影响的复杂性

3．5 本章小结

4 高速铁路对知识溢出影响的机理分析

4．1 知识溢出的内涵

4．2 基于两阶段生产过程中的知识溢出模型

4．2．1 基本假设

4．2．2 区域生产行为

4．2．3 多个地区与知识交互

4．2．4 瞬时均衡下的中心外围知识创新模型

4．3 不同路径下高速铁路的影响机理解析

4．3．1 高速铁路可达性与知识交互

4．3．2 传导路径中高速铁路对知识溢出的影响

4．3．3 知识对流路径中高速铁路对知识溢出的影响

4．3．4 辐射路径中高速铁路对知识溢出的影响

4．4 本章小结

5 基于可达性的高速铁路对区域知识溢出影响效应估计

5．1 知识创新的空间依赖与空间计量模型

5．1．1 知识溢出空间计量模型

5．1．2 知识创新的空间相关性动因

5．2 基于可达性的空间权重矩阵构建

5．2．1 知识溢出空间计量模型中的空间权重矩阵

5．2．2 基于不同可达性指数的空间权重

5．2．3 高速铁路建设前后空间权重变化差异

5．2．4 基于Moran’s I指数的省域间知识创新产出空间依赖

5．3 基于知识可达性的区域间知识溢出估计

5．3．1 基于社会总生产过程的知识资本模型

5．3．2 基于知识创新过程的CD模型

5．3．3 基于社会全要素生产过程的高速铁路影响分析

5．3．4 基于知识创新过程的高速铁路溢出效应结果及其分析

5．4 高速铁路知识溢出空间效应的特征

5．4．1 区域知识溢出空间效应动因分析

5．4．2 知识溢出的可达性依赖

5．5 本章小结

6 基于元胞自动机的高铁知识溢出效应离散仿真模型构建

6．1 高铁知识溢出空间演化过程的复杂性与自组织特征

6．1．1 知识溢出产生过程的参与主体

6．1．2 主体间互动关系复杂性

6．1．3 高铁空间知识溢出效应的表现形式与空间效应边界

6．2 基于元胞自动机的高速铁路知识溢出仿真模型

6．3 区域创新空间效应演化规则

6．3．1 知识溢出空间演化数据与元胞自动机规则

6．3．2 高速铁路对知识溢出规则的影响

6．4 知识创新空间分布的仿真结果分析

6．4．1 无高铁空间知识溢出效应的涌现

6．4．2 高速铁路空间知识溢出效应的涌现

6．4．3 高速铁路影响的空间分布特征

6．5 不同环境参数假设下高速铁路影响的演化与收敛性

6．5．1 不同知识私有化率假设下高速铁路影响的演化与收敛性

6．5．2 不同劳动迁移率假设下高速铁路影响的演化与收敛性

6．6 基于高速铁路知识溢出演化规律的区域创新战略建议

6．7 本章小结

7 全文总结与工作展望

7．1 研究主要贡献与结论

7．2 本研究的创新点

7．3 研究展望

参考文献

作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果

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