運用脈衝響應分析和方差分解分析的思想，結合協調發展理論提出了基於VAR和VEC模型的交通經濟數據的分析方法，據此對河北省1990—2009年交通運輸與經濟統計數據進行了實證分析。結果表明：經濟增長對交通運輸業的引致需求作用不如交通運輸業對經濟增長推動作用明顯，但是經濟增長與交通運輸業的建設規模、合理佈局、運輸能力具有長期均衡關係;經濟增長速度受到衝擊後會在中期對交通運輸業具有正的影響，短期影響並不顯著。
河北省“八五至十一五”20年間地區生產總值由896.33億元增長爲20 394.26億元，翻了22.75倍(未剔除物價指數影響);綜合貨運週轉量由1 520.75億噸/公里增長爲8 070.69億噸/公里，翻了5.31倍;綜合客運週轉量由357.88億人/公里增長爲1 172.86億人/公里，翻了3.23倍。“十二五”期間河北省交通基礎設施建設將完成投資6 431億元，綜合交通運輸系統的容量將進一步擴展，同時又面臨不同運輸方式間的競爭加劇，各種運輸方式競爭發展激烈，其對環境資源的過度消耗已經顯現。本文采用河北省1990—2009年交通運輸與經濟統計數據，分析河北省綜合交通運輸建設規模與經濟增長關係，以期爲制定區域綜合運輸體系發展戰略與決策提供依據，促進區域綜合運輸體系與社會經濟的協調、可持續發展。
一、文獻綜述
隨着經濟的發展，異地貿易呈蓬勃之勢，各種運輸方式的業務量迅速增加，特別是近年來，綜合運輸體系越來越完善，綜合交通運輸建設規模與經濟增長間作用日益增強，學術界開始從不同角度對綜合運輸體系與經濟發展進行了大量研究。英國經濟學家亞當·斯密提出，交通運輸與經濟發展間的關係：“交換能力引起勞動分工，而分工的範圍必然總是受到交換能力的限制。”[1]羅斯托認爲交通運輸是隨着商業的興起而發展的，運輸網的擴大可引起國內商業和對外貿易隨之擴大。英國人文地理學家豪伊爾提出運輸不僅是經濟發展的結果，還是經濟發展的原因。美國經濟學家歐文在《交通運輸與世界發展》(1987年)一書中，用37個國家的統計資料定量分析認爲，交通運輸是經濟發展的必要條件。奧地利經濟學家E·薩克斯從宏觀及微觀兩個層面對運輸業進行了研究，奠定了運輸經濟學的基礎。1996年世界銀行在《可持續運輸：政策變革的關鍵》一書中指出，運輸是發展的關鍵，如果沒有爲工作、健康、教育和其他令人舒適的環境提供便利的交通設施，生活質量就會變差等[2]。國內關於交通運輸與經濟發展關係主要有兩種，一種從經濟學視角研究，另一種是從交通運輸學視角進行研究。兩種研究利用的方法雖不同，但研究目的和意義基本一致。主要論述兩者關係之間作用關係、投資效應。
總的說來，現行研究中存在以下缺陷：(1)多數研究只是根據《中國統計年鑑》上省份約三十多年的數據，這些宏觀統計數據資料未能深入到交通運輸結構，使分析的內容和結果均受到一定侷限。(2)我國相關研究的成果分爲兩類：一是交通運輸業學者使用的研究方法多采用傳統方法或現代方法中使用傳統指標體系，對自然環境指標考慮多，經濟指標考慮少;二是經濟學專業相關學者大多使用《中國統計年鑑》《經濟年鑑》等宏觀統計總量數據，關於交通運輸數據多數採用了客運週轉量、貨運週轉量等，未考慮公路、鐵路、航空網絡密度的影響。鑑於此，本文在已有的研究成果基礎上，根據經濟計量分析特點，運用脈衝響應分析和方差分解分析的思想，結合協調發展理論提出了基於VAR和VEC模型的交通經濟數據的分析方法。在指標選取上不僅考慮經濟指標、交通總量指標，還將微觀網絡密度指標統籌考慮，利用換算綜合交通運輸的網絡密度、換算週轉量衡量綜合交通的建設規模。以河北省交通經濟統計數據爲樣本，建立誤差修正模型(VEC)和向量自迴歸模型(VAR)，透過協整分析探討經濟發展與交通運輸發展之間短期和長期的均衡關係，利用脈衝響應分析和預測方差分解分析探討兩者之間的動態關係。
二、研究方法與研究過程
(一)數據來源及研究樣本
本文選取1990—2009年的河北省地區生產總值作爲經濟增長指標。衡量交通運輸發展水平的指標之一爲交通運輸網絡密度，藉此來反應交通運輸發展規模，該指標沒有直接的數據可以獲取，本文首先把區域內的鐵路、公路、內河通航里程加總得到綜合運輸里程，再根據網絡密度定義，得出1990—2009年河北省區域交通運輸網絡密度①。換算週轉量②，是指將旅客週轉量按一定比例換算爲貨物週轉量，然後與貨物週轉量相加成爲一個包括客貨運輸的換算週轉量指標。它綜合反映了各種運輸工具在報告期實際完成的旅客和貨物的總週轉量，是考覈運輸業的綜合性的產量指標。本文選取1990—2009的全社會貨運週轉量和客運週轉量，並將客運週轉量進行調整得到換算週轉量代表綜合週轉量，藉此來反應綜合交通運輸的利用能力(見表1)。
(二)研究方法及樣本分析
本文將河北省地區生產總值增加值作爲衡量經濟增長的指標，利用綜合交通運輸的網絡密度、換算週轉量衡量綜合交通的建設規模。建立誤差修正模型(VEC)和向量自迴歸模型(VAR)[3]，透過協整分析探討經濟發展與交通運輸發展之間短期和長期的均衡關係，利用脈衝響應分析和預測方差分解分析探討兩者之間的動態關係。
爲了消除物價因素的影響，本文選取1990年爲基期的`物價指數對河北省地區生產總值數據進行平減處理，得出實際地區生產總值。得到生產總值時間序列、網絡密度時間序列、綜合週轉量時間序列的樣本描述性統計結果見圖1，相關數據資料中沒有異常值和缺失值。
三、統計結果及分析說明
(一)綜合交通運輸規模與經濟增長間長期動態關係
利用上述數據，設實際地區生產總值時間序列爲{yt}，網絡密度時間序列爲{xt}，綜合週轉量時間序列爲{Zt}。並對其進行平穩性檢驗。根據檢驗結果可知在5%的檢驗水平下原序列{yt}、{xt}與{Zt}均不平穩，且含有截距項結果見表2。
對原時間序列進行ADF檢驗，得lnyt～I(1)，lnxt～I(1)，lnZt～I(1)。傳統的VAR理論要求模型中每一個變量是平穩的，對於非平穩時間序列需要經過差分，得到平穩序列再建立VAR模型，但這樣通常會損失水平序列所包含的資訊，因此我們需要將變量進行協整檢驗，在變量的協整關係上建立VAR模型。利用Eviews6.0，根據AIC準則與SC準則最小建立VAR模型的滯後期(見表3)。
根據表3確定VAR模型的滯後期爲2，並對lnyt、lnxt、lnZt進行協整檢驗，結果如表4：
根據序列協整檢驗結果可知，在5%的顯著水平下兩種檢驗方法表明變量間存在着協整關係，表明網絡密度、綜合週轉量與經濟增長之間有長期的均衡關係。
儘管經濟增長與網絡密度、綜合週轉量間存在着長期均衡關係，然而實際經濟生活中存在着各種擾動，比如經濟政策的變化等。這導致了變量常常會在短期偏離其均衡路徑。基於此，我們建立VEC模型來分析其長期和短期因素的影響。本文估計得到關係式爲：
其中誤差修正項反應了變量偏離長期均衡路徑的反應程度。在長期均衡中經濟增長變化受綜合交通運輸的網絡密度與週轉量的增長變化影響。由於現在的區域經濟是一個流動的、開放的系統，因此河北省區域經濟的執行需要與外界進行物質、勞動、資本、資訊的交換。在這些要素流動中，交通運輸發揮着導向和制約的作用，便利的交通條件——交通的可達性和運輸能力的擴大性能夠促進區域之間、區域內部的經濟、文化交流，改變產業結構和生產力佈局，塑造城市形態;從短期看，影響經濟增長的短期變動分爲四部分：(1)受上一年度的綜合週轉量的波動變化影響較大，表明由於運輸業產出的增長推動國民經濟增長的作用明顯，交通運輸業的發展進一步降低了生產資料的流通壁壘，使得市場的生產要素流動性加強，降低了交易費用，促進了資源的優化配置。(2)受上年交通網絡密度增長波動的影響，在河北省的區域範圍內網絡密度主要受交通的里程長度影響。(3)受上年度的自身經濟增長變動的影響，經濟發展的慣性，使得經濟發展受自身影響很大。因此研究經濟系統內部問題也具有現實意義。(4)來自經濟增長偏離長期均衡的影響，當經濟增長髮生短期偏離，系統將以0.06的速度將經濟增長變動反向調整到均衡狀態。因此交通運輸發展與經濟的增長之間的關係具有一定的穩定性，透過這種穩定性能夠調節經濟發展的不均衡。
交通運輸的網絡密度短期波動主要受上一期的綜合週轉量的增長波動以及經濟增長波動變化影響，當經濟增長波動擴大對網絡密度的增長變化影響反而變小。網絡密度的短期偏離，系統能以0.07的速度反向調整。短期內上一期經濟增長的波動變化並不能增加交通建設規模的引致需求。經濟增長的變動對交通運輸業的促進作用減少，交通運輸的建設主要是以需求爲導向，受自身的發展規模的影響較大。在計劃經濟條件下，人們對運輸需求的認識體現出濃厚的供給主導觀念。這種觀念在實踐中延伸的意義在於以一定的供給條件去對應一定的需求或在一定的供給條件下去研究需求。從運輸業，特別是道路運輸業發展的現實來看，一方面交通運輸仍是國民經濟發展的瓶頸，仍需大力發展，另一方面卻存在着非常嚴峻的運力過剩的現象，產生了嚴峻的結構性過剩的矛盾。可見一味地增加各種交通的里程、規模並不能促進經濟的大幅增長，因此應該對交通線路的節點進行優化、科學管理，使得交通運輸的利用能力增加。只有經濟能夠平穩增長、工業產值也平穩增加，交通運輸的建設纔會平穩推進，交通運輸的輸送和吸引功能，是促進對交通運輸需求的先決條件。
綜合貨物週轉量的波動變化受經濟增長波動與交通建設規模增長波動的正向影響。當經濟加速增長會促進貨物週轉量速度增長幅度。當交通建設規模加速發展時也會使得貨物週轉的速度提高。這與河北省實際情況較爲符合，作爲工業大省，在現有交通運輸規模的條件限制下價值量的增加必然透過提高運輸能力或者增加平均運距來提升貨物週轉量。運輸業本身創造着巨大的以實物形態表現出來的使用價值，透過運輸業的發展推進生產佈局優化，實現規模化、專業化發展，可大大提高資源效用，增加物質財富。隨着社會的發展，生產社會化程度不斷提高，分工細化、專業化、規模化發展日趨鮮明，相互聯繫日益密切，這是經濟發展的一般規律。而運輸則是這一發展規律的內在組成部分。如果沒有運輸手段的銜接，就不可能出現產地與銷地的空間分離，資源與產業的空間分離，只能就產就銷。交通運輸的輸送和吸引功能，是經濟增長推動交通運輸業發展的條件[4]。
(二)綜合交通運輸規模與經濟增長間交互影響的過程分析
利用Eviews6.0對VAR(2)模型進行穩定性檢驗，模型特徵方程的根均大於1，則VAR(2)爲平穩系統。可以透過脈衝響應函數來分析一個標準差大小的衝擊對內生變量lnyt、lnxt與lnzt現期及未來各期的影響，並以此來考察1990—2009年間綜合交通運輸規模與經濟增長間交互影響的過程(見圖2)。
由圖2的第一行三個圖可知，向量自迴歸模型中，給lnyt變量當期一個標準擾動之後，透過變量之間的動態聯繫，對當期以後的各變量將會產生連鎖變動效應，經濟增長對自身的擾動脈衝響應爲正，且維持在0.07左右，第七期之後趨於平穩。給交通運輸網絡密度一個正向衝擊，經濟增長第一期響應爲零，之後出現負向波動，第6期之後趨於穩定。當綜合貨運週轉量受到一個正向衝擊時，經濟增長第一、二期響應也爲零，第三期後逐漸有個小幅的正向反應，第九期趨於平穩。可見短期交通運輸網絡密度增長受到衝擊時對經濟增長有負作用，而綜合運輸週轉量在長期對經濟增長具有正的拉昇作用，短期內並不明顯，只有在中長期貨物週轉量的增長對經濟增長的推動作用才明顯;由圖2的第二行三個圖可知，交通運輸網絡密度在經濟增長受到一個正向衝擊時在前五期有負的影響，之後卻有正的影響，第九期趨於平穩。交通運輸網絡密度對自身擾動項的響應首先爲正，之後開始回落，第三期爲負的影響，第五期後趨於平穩。當綜合貨物週轉量增長受到正的衝擊時，網絡密度第一期響應爲零，之後爲正的響應，第八期趨於平穩;由圖2的第三行三個圖可知，當經濟增長受到一個正的衝擊，綜合貨物週轉量增長前二期爲微小負的響應，第三期開始有正的響應。當網絡密度增長受到一個正向影響時，貨物週轉量的增長變化對其的響應爲負向變化，直到第六期平穩。綜合貨物週轉量增長對自身擾動的衝擊響應爲正，隨着時間逐步減小，第八期趨於平穩。
在短期，經濟增長波動受到正的衝擊時，經濟增長對其自身衝擊的響應爲正，由於交通運輸業建設的時滯性特點，直到中期網絡密度爲正向反應，只有經濟的長期增長才能促進交通運輸建設規模的增長。而綜合貨物週轉量的增長速度的增加只在中期對經濟的增長速度有正向的影響。
(三)經濟增長速度、網絡密度與綜合貨物週轉量增長之間的相互貢獻率分析
本文繼續利用方差分解技術分析經濟增長速度、網絡密度與綜合貨物週轉量增長之間的相互貢獻率。方差分解是將系統的均方誤差分解成各變量衝擊所作的貢獻，其做法是透過將一個變量衝擊的均方誤差分解成系統中各變量的隨機衝擊所作的貢獻，然後計算出每一個變量衝擊的相對重要性，即變量衝擊的貢獻佔總貢獻的比例。如圖3所示對VAR(2)進行方差分解示意圖。
(1)各變量對經濟增長速度的貢獻率。首先，對河北省經濟增長最重要的影響因素是其自身發展速度，自身方差貢獻率長期保持在70%左右，這意味着保持我國宏觀經濟政策的穩定性和連續性對於經濟可持續快速發展具有至關重要的作用。其次是網絡密度對河北省經濟增長的綜合方差貢獻率在26%左右，說明交通運輸建設規模擴大對經濟增長具有促進作用，其作用呈現逐步增加的趨勢，綜合貨物週轉量增長速度對河北省經濟增長的綜合方差貢獻率較小，在4%左右，隨着時間的延長呈穩定趨勢。即既要依靠交通基礎設施的建設，又要合理、科學地規劃交通運輸的建設，並且提高各種交通運輸方式的利用能力才能促進經濟增長的速度。
(2)各變量對交通網絡密度的貢獻率。交通網絡密度受其自身的方差貢獻率短期內隨着時間減小，中長期在30%左右。在短期、中期經濟增長速度的方差貢獻率在15%左右平穩波動，但在長期貢獻率達到24%左右。綜合貨物週轉量的增加速度對網絡密度的方差貢獻率近似“倒U型”，在中期影響最大。短期來看交通運輸的建設要靠自身的增長來拉動，長期經濟增長對交通建設規模的直接需求效果並不明顯，但是透過對貨物週轉量增加的引致需求在中期效果最爲明顯。
(3)各變量對綜合貨物週轉量增加速度的貢獻率。貨物週轉量的增長波動變化主要受自身波動變化的影響，但是該影響效應隨着時間逐步減小，在第十期降到38%左右。在短期受經濟增長速度的方差貢獻不大，但在中長期逐步上升，增加到40%左右。短期內網絡密度對綜合貨物週轉量增加速度的方差貢獻不大，但在長期達到20%左右。在短期來看，綜合貨物週轉量增加速度受自身影響最大，它與貨物重量與平均運距有關，在短期由於平均運距變化較小，交通建設規模的影響具有侷限性，而貨物運載重量隨着交通運輸能力的提高而增加，但是達到一定水平時，即交通運輸能力達到飽和時，其對貨物週轉量增加速度的貢獻不變。從長期來看，經濟的增長速度帶動了交通運輸能力的提高，路況的改善使得綜合貨物交通運輸增長速度大幅提高。
四、主要結論與對策建議
(一)主要結論
透過上述理論研究和實際數據分析，我們可以得到如下主要結論：長期來看，經濟增長對交通運輸業的引致需求作用不如交通運輸業對經濟增長推動作用明顯，但是經濟增長與交通運輸業的建設規模、合理佈局、運輸能力具有長期均衡關係。短期經濟增長的波動性主要受其自身增長波動的影響較大，有一個正的拉動作用。網絡密度、綜合貨物週轉量增長速度對經濟增長的綜合方差貢獻率遠遠小於經濟增長自身貢獻率，河北省爲30%左右。因此提升交通運輸利用能力，增大貨物週轉速度可以對經濟增長的波動具有調節作用。但是交通運輸業的大規模發展對經濟發展的推動作用有限。
經濟發展的進程，也是交通運輸業發展的進程。經濟的增長對交通發展的引致需求作用並不明顯，這與我國經濟發展的階段相適應。經濟增長速度受到衝擊後會在中期對交通運輸業有個正的影響，短期爲負的影響，說明交通運輸業的發展是一個長期的、動態的過程，當經濟增長波動性爲正時，短期內對交通建設並沒有促進作用，但在中期對其有個正的引致需求，這種運輸需求與經濟系統執行機制的滯後性相符。經濟的增長主要受之前的自身影響較大，因爲微觀個體在短期內不會改變已經盈利的經營模式，但是依據企業生存週期理論，在中長期個體會探索新的盈利模式，因此會改變經濟發展過程中的結構性問題。新產品的大量出現，新的區域經濟間聯繫增加，新的需求出現必然要求交通運輸設施的建設、提升和結構改變。
(二)對策建議
從目前的發展態勢來看，河北省經濟社會發展與綜合交通運輸需求向供需平衡靠近，但綜合運輸結構過度競爭矛盾有進一步擴大的趨勢，未來這種趨勢如何演變、調控不僅是河北省，也是全國及其他一些省份所面臨的問題。根據本文理論與實證研究結論，我們的政策建議是：交通運輸業的發展要與經濟發展相適應，既不超前也不滯後，需要合理、科學地規劃交通運輸的建設規模，提高各種交通運輸方式的綜合利用能力。目前河北省及其他一些省份提出適度超前發展的規劃，在適度超前問題上應認真研究和嚴格控制，充分考慮綜合交通運輸投資後其效益的滯後問題，以避免過度投資及土地資源浪費;綜合貨物週轉量增長速度對經濟增長的綜合方差貢獻率很小，從目前我國產業結構來看，2012年我國有17個省份(包括河北省)第二產業所佔比重超過50%，這些省份產業結構普遍偏重，特別是河北省爲鋼鐵大省，產量高附加值低，各省出臺系列政策進行產業結構調整。目前貨運週轉量處於峯值區域，隨着產業結構調整力度加大，貨運量將減少，運距將增加，客運週轉量處於上升階段。因此在解決經濟發展中的結構問題時也要注意各種交通運輸方式發展中的結構性問題，統籌客運、貨運特點及走勢，優化交通運輸結構，改善各種交通運輸方式的發展與節點和線路的匹配問題，使綜合運輸系統內部各種運輸方式互補共存、緊密協作，“在運輸方式的選擇上，不能簡單地以佔用土地的多少來衡量，關鍵要看是否更符合未來的發展趨勢，是否對經濟發展更有利，是否更有利於整體路網布局的完善和效率效益的提高”[5];科學規劃，對綜合交通系統優化升級，提高交通系統的利用能力。鐵路、公路、航空建設密切配合，以防各自爲政而導致過度競爭。既要考慮傳統上的交通可達性、便捷性、時間效率，更要考慮產業結構變化走勢和個性化需求，充分發揮各種運輸方式的互補和相互促進的作用以實現整個運輸系統的高效率。