新干线如何影响沿途人口？
论文拆解：Do high-speed railways have an impact on population change? evidence from Japan
👉论文全文
研究问题
在日本人口持续减少的背景下，新干线路网如何影响车站所在地附近的人口趋势？
这个问题又被分为三个较小的问题：
新干线各车站对当地人口的影响是否有不同？Is there a difference in the effect that different Shinkansen stations have on population change in Japan, taking into account the heterogeneity of Shinkansen stations?
这种不同的后果是否反映在人口随时间变化的动态上？Are the causal effects of such differences reflected in dynamic effects across time?
新干线车站对人口变化的影响涉及面有多大？What is the scope of the effect that Shinkansen stations have on population change?
方法
PSM即Propensity Score Matching，是一种在研究中把实验组（有干预）和对照组分开的方法。Propensity score可以理解成被观测对象表现出我们想要研究的行为的倾向性强度，从0（完全不可能）到1（一定会），matching意思是把具有相近propensity score的一对样本分布放进实验组和观察组，最终使两组的总score尽量接近。PSM可以简单地理解为把可能影响观测结果的混杂变量（confounding variables）平均地分配到实验组和对照组中，这样我们有更大的把握认为观察到的差异来自接受实验（treatment）与否的差别。
👉Understanding Propensity Scores: A Guide to Reducing Bias in Observational Studies
👉Propensity score matching - Wikipedia
DID是Difference in Differences (Analysis)的简称。在用PSM分组之后，DID可以用来研究实验组和对照组之间因为接受实验与否产生的差异。
TWFE是Two-Way Fixed Effects的简称，可以看成DID的补丁或者推广形式。TWFE常被用来研究面板数据（panel data）所揭示的因果性。它和传统DID的不同主要是它可以用来研究多个时间截面上的数据。当时间截面只有两个，TWFE和DID的经典形式就没有什么区别了。
TWFE的一个缺点是，当实验在不同的时间段中产生的效果不同，它会给分析结果引入很大偏差。因此在应用它之前，要先证明实验对不同时间段产生的效果是一致的。
研究一共考虑了三种空间尺度上的人口变化：大区（region）、县（prefecture）、城镇（municipal）。
👉Difference in Differences - Wikipedia
👉Difference-in-Differences - A Guide in Data Analysis
在这项研究中考虑的混杂变量包括土地用途和地形，它们当然都会影响人口的分布和变化。
这个模型实际上是把二十年间的人口数据根据在新干线建立之前还是之后分为两段，取几个截面上的平均来分析，因此得到的实验效力也是平均后的。
因为PSM-DID方法实际上只比较“实验前-实验后”的不同，研究者还引入了事件研究（event study）法，这种方法可以研究某一实验在其之后不同时间段的影响。
👉An Introductory Guide to Event Study Models
模型中的控制组是距离新干线车站15千米以外的地区，实验组就是距离在15千米内的地区。实验者人工排除了相距很近但是没有陆上直接通路的情形。
新干线车站根据其繁忙程度（每天停靠的列车数量）被分为五级，其周围的土地网格分布如下图（北海道和四国地区未纳入本次研究）：
结果
新干线车站确实对15千米半径内的地区的人口变化有显著的影响；
影响为正（人口增加）还是负，与车站属于五个等级中的哪一个有关；
高等级（繁忙）的车站对人口的影响主要表现为正，车站等级越低，影响越可能表现为负。
各级车站对人口的影响如下图所示：
总的说来，新干线确实导致了人口从小城市向更大城市聚集的虹吸效应。事件研究表明，1级车站对人口的影响在投入使用20年后才比较明显：
其他几级车站的影响如下：
讨论
新干线附近的城市对距离新干线远的城市可能存在虹吸效应，和2019年对中国高铁网络的研究结论类似。
👉Impacts of high-speed rail on airlines, airports and regional economies: A survey of recent research相比针对中国高铁的研究，对具有60多年历史的日本新干线的研究可能更体现长期的影响。
东京附近长期的人口聚集，加上老龄化趋势，对城市基础设施和管理都提出巨大挑战，需要引起政策制定者的注意。
大城市的医疗等设施应注意在高铁网络建成前提前布局。中小城市也需要为可能的虹吸效应提前做好准备。