基于網(wǎng)絡(luò)分析的公共服務(wù)設(shè)施評價與規(guī)劃對策

　　摘 要: 主要探討了以地理信息系統(tǒng)為技術(shù)平臺的基于最短路徑的網(wǎng)絡(luò)分析方法和多因子疊加分析方法在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。以河南省鞏義市為例，選取市域范圍內(nèi)的教育、文化、體育、衛(wèi)生、福利五大類設(shè)施，通過對各類設(shè)施分布的現(xiàn)狀服務(wù)區(qū)分析，得出每類設(shè)施的現(xiàn)狀服務(wù)水平，最后通過綜合疊加分析得出現(xiàn)狀公共設(shè)施的總體覆蓋情況，為該市未來空間總體發(fā)展方向和公共服務(wù)設(shè)施的規(guī)劃配置提供參考依據(jù)。

　　劉世偉， 山西建筑 發(fā)表時間：2021-10-25

　　關(guān)鍵詞: 地理信息系統(tǒng); 網(wǎng)絡(luò)分析; 服務(wù)區(qū); 公共服務(wù)設(shè)施

　　1 概述

　　伴隨著新型城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，大中城市成為轉(zhuǎn)移農(nóng)村剩余勞動力的主要空間，這些城市由于現(xiàn)狀規(guī)模不是很大，在城市發(fā)展方向選擇上往往受到現(xiàn)狀公共服務(wù)設(shè)施的影響，即靠近現(xiàn)狀公共服務(wù)設(shè)施的地區(qū)比較成熟，服務(wù)性較好。通過對公共服務(wù)設(shè)施的現(xiàn)狀分布進(jìn)行分析評價，有利于實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)設(shè)施資源的有效配置，合理選擇城市發(fā)展方向，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)。

　　國內(nèi)關(guān)于公共設(shè)施服務(wù)區(qū)的研究成果頗為豐富，但多數(shù)為單因子方面的探討，缺少對城市內(nèi)教育、文化、體育、福利和衛(wèi)生等多因子的研究。孔云峰以鞏義市初級中學(xué)為例，采用地理信息系統(tǒng)( ArcGIS) 技術(shù)建立人口分布、學(xué)校分布和交通條件等數(shù)據(jù)庫，計算空間可達(dá)性，定量分析每一個居住區(qū)位學(xué)生上學(xué)的便利程度[1]。

　　劉偉基于 ArcGIS 9. 3 軟件平臺，以網(wǎng)絡(luò)分析、空間疊加和數(shù)據(jù)分類等方法，針對天津?yàn)I海新區(qū)塘沽老城區(qū)教育設(shè)施，計算出小學(xué)建筑規(guī)模和模擬了生源的出行方式，提高了控規(guī)指標(biāo)的科學(xué)性[2]。

　　章程的碩士 論 文 將 GIS 技術(shù)與公共服務(wù)設(shè)施規(guī)劃模型緊密集成，開發(fā)適于進(jìn)行城市公共服務(wù)設(shè)施的規(guī)劃模型空間分析系統(tǒng)，探討城市公共服務(wù)設(shè)施模型與 GIS 相結(jié)合輔助規(guī)劃的方法，促進(jìn)定量分析技術(shù)在規(guī)劃分析中的應(yīng)用[3]。

　　張純以北京市中心城區(qū)為例，從城市規(guī)劃交通視角探討小學(xué)教育資源與交通可達(dá)性之間的相互關(guān)系，針對教育資源分布現(xiàn)狀，提出城市范圍的校車服務(wù)設(shè)施布局建議[4]。

　　傳統(tǒng)的公共服務(wù)設(shè)施分析手段多利用 CAD 工具，以設(shè)施點(diǎn)為圓心一定的距離為半徑畫圓作為設(shè)施的服務(wù)范圍，這種方法沒有考慮路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、通達(dá)性等因素對設(shè)施服務(wù)范圍的影響，簡單的以直線距離為參考，精確性較低。隨著信息技術(shù)的應(yīng)用與推廣，基于 GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析能將路網(wǎng)密度、等級等因子納入評價體系，為公共服務(wù)設(shè)施的精確分析提供了可能。本文以河南省鞏義市的公共服務(wù)設(shè)施分析為例，試圖通過網(wǎng)絡(luò)分析和多因子疊加分析的方法來彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足，提高規(guī)劃的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

　　2 技術(shù)方法與路線

　　網(wǎng)絡(luò)分析( Network Analysis) 是對地理網(wǎng)絡(luò)，如交通網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)等，通過地理分析和建模來模擬和分析各類資源在網(wǎng)絡(luò)上的分配情況，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和資源優(yōu)化配置問題。一個基本的網(wǎng)絡(luò)主要包括中心、連接、節(jié)點(diǎn)和阻力。中心為具有一定容量能夠接受或分配資源的節(jié)點(diǎn)位置，如文化站等; 連接是現(xiàn)實(shí)各種線狀事物的抽象，如道路; 節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中線狀事物的交匯點(diǎn)，如道路交點(diǎn)等; 阻力是到達(dá)一個中心所花費(fèi)的時間、距離、費(fèi)用成本。本文通過對教育、文化、體育、福利、衛(wèi)生等公共服務(wù)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)分析，得到設(shè)施的服務(wù)區(qū)范圍，通過服務(wù)面積比和服務(wù)人口比兩個指標(biāo)，對設(shè)施分布情況進(jìn)行評價。

　　本文具體的工作流程如下:

　　1) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。建立文件地理數(shù)據(jù)庫并導(dǎo)入社會福利設(shè)施、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施、文化設(shè)施、教育設(shè)施、體育設(shè)施數(shù)據(jù)。對路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查，修正拓?fù)溴e誤，并導(dǎo)入文件數(shù)據(jù)庫。建立人口分布圖層。 2) 利用 ArcCatalog 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集( Network Dataset) 。 3) 利用網(wǎng)絡(luò)分析( Network Analyst) 中的新服務(wù)區(qū)( New Service Area) 構(gòu)建公共服務(wù)設(shè)施的服務(wù)區(qū)。 4) 將服務(wù)區(qū)與市域圖層進(jìn)行疊加。 5) 將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，并進(jìn)行重分類。最后，進(jìn)行公共服務(wù)設(shè)施的綜合的多因子疊加運(yùn)算，具體路線圖如圖 1 所示。

　　3 設(shè)施評價及規(guī)劃對策

　　數(shù)據(jù)來源: 本文所用社會福利設(shè)施、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施、文化設(shè)施、教育設(shè)施、體育設(shè)施及人口方面的數(shù)據(jù)，通過調(diào)查得到，路網(wǎng)數(shù)據(jù)通過 ArcMap 矢量化得到，底圖為鞏義市土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)圖。

　　3. 1 社會福利設(shè)施的現(xiàn)狀評價及規(guī)劃對策

　　1) 社會福利設(shè)施的現(xiàn)狀評價。

　　鞏義市現(xiàn)有社會福利設(shè)施 17 處，養(yǎng)老床位約 1 750 張，老年人口約 5. 59 萬人。由于養(yǎng)老設(shè)施服務(wù)整個市域，分析以 3 km 和 5 km 作為服務(wù)半徑。

　　網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果如表 1 所示。

　　由表 1 可知，社會福利設(shè)施以 3 km 為服務(wù)半徑，服務(wù)區(qū)覆蓋人口為 65. 81 萬人，服務(wù)人口比為 80. 50% ，服務(wù)區(qū)覆蓋面積為 124. 89 km2 ，服務(wù)面積比為 52. 03% 。以 5 km 為服務(wù)半徑，服務(wù)區(qū)覆蓋人口為 78. 31 萬人，服務(wù)人口比為 95. 79% ，服務(wù) 區(qū) 覆 蓋 面 積 為 799. 29 km2 ，服 務(wù) 面 積 比 為 76. 78% 。總體來看，社會福利設(shè)施服務(wù)面積比不大，但服務(wù)人口比高，能夠覆蓋大部分的居住區(qū)。

　　從圖 2 可以看出，社會福利設(shè)施主要沿 G310 和 S314 分布，其中 G310 沿線有 7 處，S314 沿線有 4 處，遠(yuǎn)離主要交通線路的地方較少或沒有。從空間來看，市域北部和東部福利設(shè)施有 13 處，占到總量的 82. 35% ，而市域南部僅有 3 處，占到總量的 17. 65% ，其中康店鎮(zhèn)、回郭鎮(zhèn)、夾津口鎮(zhèn)缺少社會福利設(shè)施。從城鄉(xiāng)分布來看，社會福利設(shè)施基本分布在市區(qū)及鎮(zhèn)區(qū)，而離市區(qū)鎮(zhèn)區(qū)較遠(yuǎn)的區(qū)域則沒有相關(guān)福利設(shè)施。

　　2) 社會福利設(shè)施的規(guī)劃對策。

　　a. 隨著老齡化社會到來，社會福利設(shè)施和康養(yǎng)設(shè)施應(yīng)提前預(yù)留空間，建議在康店鎮(zhèn)、回郭鎮(zhèn)沿伊洛河一帶結(jié)合康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)，增加兩處社會福利設(shè)施; b. 增加養(yǎng)老設(shè)施用地，隨著老齡化的到來，養(yǎng)老設(shè)施需要進(jìn)一步完善。

　　3. 2 文化設(shè)施的現(xiàn)狀評價及規(guī)劃對策

　　1) 文化設(shè)施的現(xiàn)狀評價。鞏義市現(xiàn)有文化設(shè)施 28 處，包括 1 處綜合型文化場館，3 處圖書館，6 處文化活動中心， 14 個文化站，2 個文化廣場，1 個期刊閱覽室和 1 個文化館。基本每 個 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 街 道 至 少 有 1 處 文 化 設(shè) 施。分 別 以15 min 和 30 min 作為服務(wù)半徑，分析結(jié)果如表 2 所示。

　　從表2 可以看出，文化設(shè)施以10 min 為服務(wù)半徑，服務(wù)區(qū)覆蓋面積為 419. 34 km2 ，服務(wù)面積比為 40. 28% ，不足市域面積的一半。服務(wù)區(qū)覆蓋人口為 59. 82 萬人，服務(wù)人口比為 73. 18 % 。以 15 min 為服務(wù)半徑，服務(wù)區(qū)覆蓋面積為 623. 10 km2 ，服務(wù)面積比為 59. 86% ，覆蓋人口為 70. 76 萬人，服務(wù)人口比為 86. 57% 。結(jié)合人口分布，可以發(fā)現(xiàn)人口密集區(qū)與文化設(shè)施覆蓋區(qū)重合度高。

　　結(jié)合圖 3 可以看出，空間分布上，市區(qū)擁有較多的文化設(shè)施，共 9 處，約占總量的 1 /3。回郭鎮(zhèn)、芝田鎮(zhèn)、站街鎮(zhèn)、竹林鎮(zhèn)也實(shí)現(xiàn)了基本覆蓋。而市域北部、南部及東部山區(qū)覆蓋較少。

　　2) 文化設(shè)施的規(guī)劃對策。大型文化設(shè)施主要集中在中心城區(qū)，東部新城區(qū)的市文化藝術(shù)中心已建成，片區(qū)級及社區(qū)級文化設(shè)施的服務(wù)水平有待完善，但從未來發(fā)展考慮，以休閑旅游、文化創(chuàng)意為主導(dǎo)的文化展示設(shè)施嚴(yán)重不足，建議在河洛鎮(zhèn)( 河洛文化起源地) 增加區(qū)域性的文化設(shè)施，提升城市的歷史文化魅力。

　　3. 3 醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施的現(xiàn)狀評價及規(guī)劃對策

　　1) 醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施的現(xiàn)狀評價。鞏義市現(xiàn)有一級及以上醫(yī)療機(jī)構(gòu) 30 個，其中綜合醫(yī)院 5 個，鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院 17 個，專科醫(yī)院 4 個，社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心 3 個，計劃生育服務(wù)站 1 個，總床位數(shù)為 2 475 張。中心城區(qū)具有 12 個醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，占到總數(shù)的 40. 0% ，回郭鎮(zhèn)、涉村鎮(zhèn)和河洛鎮(zhèn)各有 2 個，其余 13 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均只有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院。以交通時耗 15 min， 20 min 為服務(wù)半徑，網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果見表 3。

　　由 表 3 可 知，醫(yī) 療 衛(wèi) 生 設(shè) 施 的 15 min 覆 蓋 面 積 為 564. 05 km2 ，服務(wù)面積比為 54. 18，接近市域面積的一半，而 20 min 覆蓋面積為 756. 69 km2 ，服務(wù)面積比為 72. 69% ，醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)設(shè)施已經(jīng)覆蓋市域的大部分區(qū)域。從服務(wù)人口來看，醫(yī)療衛(wèi)生 15 min 覆蓋人口 66. 98 萬人，服務(wù)人口比為 81. 94% ，而 20 min 的覆蓋人口達(dá)到 73. 17 萬人，服務(wù)人口比為 89. 51% ，基本覆蓋市域人口的絕大部分。

　　結(jié)合圖 4，從空間上來看，市區(qū)下轄的五個街道已全部覆蓋，回郭鎮(zhèn)、芝田鎮(zhèn)、站街鎮(zhèn)和竹林鎮(zhèn)已經(jīng)全部覆蓋，魯莊鎮(zhèn)、西村鎮(zhèn)、北山口鎮(zhèn)、大峪溝鎮(zhèn) 4 個鎮(zhèn)在以 15 min 的服務(wù)半徑內(nèi)大部分被覆蓋，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)在以 20 min 服務(wù)半徑的服務(wù)范圍內(nèi)，大部分被覆蓋。整體來說，鞏義市的衛(wèi)生設(shè)施分布情況較好。

　　2) 醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施的規(guī)劃對策。醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施的主要問題是大型醫(yī)療設(shè)施分布不均，大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)有 9 家分布在老城區(qū)，僅 1 家在東部新區(qū)，大型醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施的布局嚴(yán)重不均衡，服務(wù)半徑不合理。建議在東部新區(qū)增加一處綜合醫(yī)院。

　　3. 4 教育設(shè)施的現(xiàn)狀評價及規(guī)劃對策

　　1) 教育設(shè)施的現(xiàn)狀評價。鞏義市現(xiàn)有高中 7 所，職業(yè)高中 4 所。分別以一定的服務(wù)半徑使用 ArcGIS 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，基于網(wǎng)絡(luò)分析的高中的服務(wù)區(qū)結(jié)果如表 4 所示。

　　由表 4 可知，高中 1 500 m 覆蓋面積為 23. 51 km2 ，服務(wù)面積比為 2. 26% ，5 000 m 覆蓋面積為 181. 88 km2 ，服務(wù)面積比為 17. 96% 。從整個市域來看，高中的服務(wù)面積較小，因此有一部分學(xué)生要經(jīng)過很長距離才能到達(dá)學(xué)校。高中 1 500 m 覆蓋人口為 16. 39 萬人，服 務(wù) 人 口 比 為 20. 05% ， 5 000 m 覆蓋人口為 46. 86 萬人，服 務(wù) 人 口 比 為 57. 33% 。僅有 1 /5 的學(xué)生，可以步行到達(dá)學(xué)校，大多數(shù)的學(xué)生由于離校遠(yuǎn)需要寄宿于學(xué)校。

　　從圖 5 可以看出，高中學(xué)校集中分布在市區(qū)及緊鄰的北山口鎮(zhèn)和芝田鎮(zhèn)，市區(qū)以外只有回郭鎮(zhèn)和小關(guān)鎮(zhèn)各有 1 所高中分布。

　　2) 教育設(shè)施的規(guī)劃對策。高中能基本覆蓋中心城區(qū)和鎮(zhèn)區(qū)，遠(yuǎn)離中心城區(qū)和鎮(zhèn)區(qū)的學(xué)生需要通過寄宿解決，從未來提供高中教學(xué)質(zhì)量的需求，規(guī)劃中建議取消小關(guān)鎮(zhèn)、回郭鎮(zhèn)、芝田鎮(zhèn)的三處高中，保留縣城區(qū)內(nèi)四處高中，未來集中到縣城內(nèi)接受高中教育。

　　3. 5 體育設(shè)施的現(xiàn)狀評價及規(guī)劃對策

　　1) 體育設(shè)施的現(xiàn)狀評價。鞏義市共有 6 處體育設(shè)施 ( 除去學(xué)校中的體育設(shè)施) ，分別為鞏義市體育館，夾津口鎮(zhèn)公共健身廣場，大峪溝鎮(zhèn)足球場、籃球場，芝田鎮(zhèn)專門體育訓(xùn)練 場 和 新 中 鎮(zhèn) 茶 店 村 燈 光 球 場。分 別 以 10 min， 15 min 為服務(wù)半徑，網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果如表 5 所示。

　　從表 5 可知，體育設(shè)施 10 min 覆蓋人口為 33. 30 萬人，服務(wù)人口比為 40. 73% ，覆蓋面積為 204. 76 km2 ，服務(wù)面積比為 19. 67% ，15 min 覆蓋人口為 55. 08 萬人，服務(wù)人口比為 67. 39% ，覆 蓋 面 積 為 422. 38 km2 ，覆 蓋 面 積 比 為 40. 57% 。

　　結(jié)合圖 6 可知，具有體育設(shè)施的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和市區(qū)具有較好的體育設(shè)施覆蓋，對于體育設(shè)施需求較大的康店鎮(zhèn)、河洛鎮(zhèn)、魯莊鎮(zhèn)，體育設(shè)施覆蓋較差，雖然體育設(shè)施的覆蓋面能夠連成片，但是遠(yuǎn)離主要干道，鎮(zhèn)區(qū)使用體育設(shè)施需要花費(fèi)更長的時間，很容易降低群眾的鍛煉意向。

　　2) 體育設(shè)施的規(guī)劃對策。體育設(shè)施的問題主要集中在用地方面，市域現(xiàn)狀體育設(shè)施用地嚴(yán)重不足，雖然體育設(shè)施

　　覆蓋面積和覆蓋人口較大，但是考慮到服務(wù)設(shè)施的承載能力，6 處體育設(shè)施不能滿足全市 81 萬人口的需求。第一，建議在新城區(qū)增加一處大型市級體育館; 第二，補(bǔ)足片區(qū)級和社區(qū)級體育設(shè)施體系，重點(diǎn)在回郭鎮(zhèn)、芝田鎮(zhèn)和小關(guān)鎮(zhèn)增加三處體育場館，以滿足居民的需要。

　　3. 6 公共服務(wù)設(shè)施服務(wù)區(qū)綜合分析與規(guī)劃對策

　　1) 公共服務(wù)設(shè)施的綜合評價。通過對以上五大類公共服務(wù)設(shè)施服務(wù)區(qū)進(jìn)行加權(quán)疊加分析，通過專家打分方法確定每個因子的權(quán)重，其中福利設(shè)施權(quán)重 0. 1，文化設(shè)施權(quán)重 0. 15，體育設(shè)施權(quán)重 0. 15，衛(wèi)生設(shè)施權(quán)重 0. 3，教育設(shè)施權(quán)重 0. 3。按前文分析所得，將每類服務(wù)設(shè)施服務(wù)區(qū)分為三級，疊加五大類設(shè)施綜合得分大于 0. 8，公共服務(wù)設(shè)施覆蓋性好，在 0. 6 分 ～ 0. 8 分覆蓋性較好，0. 4 分 ～ 0. 6 分覆蓋性一般，0. 2 分 ～ 0. 4 分較差，小于 0. 2 分差。分析結(jié)果如表 6，圖 7 所示。

　　可 以 看 出，公 共 服 務(wù) 設(shè) 施 覆 蓋 性 好 的 區(qū) 域 面 積 為 171. 53 km2 ，占市域面積的 18. 75% ，主要分布在市區(qū)孝義街道、紫荊街道、新華路街道、杜甫街道及永安路街道，回郭鎮(zhèn)，芝田鎮(zhèn)及其他鎮(zhèn)域的鎮(zhèn)區(qū)，魯莊鎮(zhèn)、河洛鎮(zhèn)基本不含公共服務(wù)設(shè)施覆蓋性好的區(qū)域。而公共服務(wù)設(shè)施覆蓋差的區(qū)域面積為256. 51 km2 ，占比28. 04% ，主要分布在康店鎮(zhèn)、河洛鎮(zhèn)，以及南部山區(qū)。

　　2) 綜合評價結(jié)論。隨著未來城市發(fā)展方向轉(zhuǎn)向伊洛河兩岸發(fā)展，河岸南部的現(xiàn)狀城區(qū)公共服務(wù)設(shè)施綜合較好，河岸北部地區(qū)缺少高等級的公共服務(wù)設(shè)施，建議未來增大市級文化休閑、醫(yī)養(yǎng)健康設(shè)施的投入，重點(diǎn)布局康店鎮(zhèn)醫(yī)養(yǎng)健康設(shè)施，河洛鎮(zhèn)文化休閑設(shè)施，提升伊洛河北岸的服務(wù)設(shè)施水平。

　　通過公共服務(wù)設(shè)施評價，設(shè)施覆蓋性方面比較完整，但是設(shè)施等級差距較大，因此要完善公共服務(wù)設(shè)施的配置等級，根據(jù)服務(wù)人口規(guī)模和服務(wù)范圍，按照等級分明、聯(lián)系方便、服務(wù)半徑合理的要求進(jìn)行公共服務(wù)設(shè)施的配置，形成“中心城市—副中心城市—小城鎮(zhèn)”的三級配置體系，重點(diǎn)加強(qiáng)中心城市的文化、教育、體育等綜合服務(wù)水平，副中心城市 ( 西部回郭鎮(zhèn)、東部小關(guān)鎮(zhèn)) 主要服務(wù)市域東西兩側(cè)地區(qū)，形成公共服務(wù)的副中心，加大市級公共服務(wù)設(shè)施的配置。

　　4 局限與展望

　　本文是將基 于 GIS 的 網(wǎng) 絡(luò) 分 析 手 段 應(yīng) 用 于 公 共 服務(wù)設(shè)施現(xiàn)狀分 析 及 布 局 優(yōu) 化 的 一 次 探 索。文 章 對 鞏 義市的教育、文化、體 育、衛(wèi) 生、福利設(shè)施分別進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)分析和綜合疊加分析，加深了對公共服務(wù)設(shè)施現(xiàn)狀分布的科學(xué)精確認(rèn)識，對公共服務(wù)設(shè)施的布局優(yōu)化提供了有益的參考。但由 于 方 法 限 制，在 分 析 中 也 存 在 不 足，如缺乏對設(shè)施規(guī)模 質(zhì) 量，道 路 等 級 等 因 素 的 綜 合 考 慮，分析方法有待完善。