葛蓓悅，朱鳳杰，王藝霏

(天津城建大學(xué)，天津 300384)

隨著城市化進程的加快，城市問題日益加劇，對城市經(jīng)濟、社會、環(huán)境的發(fā)展都造成了負(fù)面影響，由此各國都在探索一條集約高效、綠色健康、可持續(xù)的城市發(fā)展道路。我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，人民生活更加美好是我國2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)。十五分鐘步行生活圈質(zhì)量如何，即居住地附近是否生活服務(wù)設(shè)施齊全、出行方便是影響人民生活美好程度的重要因素。步行作為一種綠色無污染的出行方式受到了廣泛的關(guān)注，倡導(dǎo)步行出行已經(jīng)成為打造高品質(zhì)生活、高質(zhì)量發(fā)展城市的主流。日常服務(wù)設(shè)施是人們出行的主要目的地，其空間配置對居民步行出行的意愿具有直接影響，因此對日常服務(wù)設(shè)施可步行性評價具有十分重要的研究意義，對推動我國發(fā)展集約型、智慧城市將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

美國學(xué)者于2007年提出了基于日常設(shè)施布局的“步行指數(shù)”(walk score)的概念，從設(shè)施類型和空間布局兩方面對街道的可步行性做出評判，計算考慮了步行距離衰減、街區(qū)長度、交叉口密度等影響因子，使測度結(jié)果更加精確。步行指數(shù)是目前學(xué)術(shù)界最具公信力的定量計量步行性的方法，已在一些發(fā)達國家廣泛應(yīng)用。盧銀桃和王德首先在國內(nèi)引入該方法，對步行指數(shù)的計算做出了詳細(xì)的闡述[1]，自此國內(nèi)學(xué)者對該方法紛紛展開試驗并做出了一定的改進。吳健生等利用步行指數(shù)的測度方法對深圳市福田區(qū)生活服務(wù)設(shè)施配置的合理性做出了評估，對該區(qū)域設(shè)施優(yōu)化具有重要參考價值[2]；黃萌根據(jù)我國國情對設(shè)施權(quán)重做出了相應(yīng)的調(diào)整，計算了北京市豐臺區(qū)太平橋街道的步行指數(shù)，對太平橋街道可步行性進行了評價[3]；龍瀛、周垠等在此基礎(chǔ)上對成都街道可步行性進行了評價，并采用距離衰減系數(shù)計算簡化了步行指數(shù)的計算[4-5]。目前國內(nèi)對于步行指數(shù)的測度主要用于評價街道的步行友好度，對于通過計算步行指數(shù)對十五分鐘步行生活圈生活服務(wù)設(shè)施的評價與優(yōu)化方面尚有空間。因此本研究將通過定量測度提出生活服務(wù)設(shè)施布局的具體建議。

天津市街道整體規(guī)劃比較成熟，但比上不足比下有余，尤其是慢行出行仍然有需要改進的地方。和平區(qū)作為天津市的政治、經(jīng)濟和文化中心，人口將近50萬，是全市人口最稠密的地區(qū)，能夠較好地反映天津市生活服務(wù)設(shè)施的建設(shè)水平。且和平區(qū)內(nèi)老舊小區(qū)分布較多，居住人群以中老年為主，因此日常生活步行出行比例較高，對生活服務(wù)設(shè)施的配置需求更強烈。本研究選取天津市和平區(qū)作為研究范圍，以居民點作為步行的出發(fā)點，通過步行指數(shù)的測度來評價十五分鐘步行生活圈生活服務(wù)設(shè)施布局情況和配置水平，并提出相應(yīng)的優(yōu)化建議，為和平區(qū)十五分鐘步行生活圈的優(yōu)化提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

本研究涉及數(shù)據(jù)均可通過網(wǎng)絡(luò)爬取，主要有以下幾部分：

第一部分為研究區(qū)域底圖數(shù)據(jù)，包括運用開源地圖獲取的和平區(qū)內(nèi)外行政邊界及和平區(qū)步行路網(wǎng)數(shù)據(jù)，均可通過OD成本矩陣在Arcgis中呈現(xiàn)矢量圖像，再提取道路中心線以便之后的計算。

第二部分為和平區(qū)范圍內(nèi)的居民點經(jīng)緯度坐標(biāo)，通過高德衛(wèi)星影像地圖結(jié)合百度地圖API等獲取數(shù)據(jù)。

第三部分為POI興趣點，通過百度地圖API等爬取興趣點的經(jīng)緯度坐標(biāo)，包含購物、餐飲、醫(yī)療、教育、休閑娛樂等類別的設(shè)施點位。

1.2 技術(shù)路線

本次研究先通過Arcgis處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運用各類分析工具計算和平區(qū)居民點的步行指數(shù)進而得出15 min生活圈內(nèi)居住區(qū)日常服務(wù)設(shè)施配置的水平，研究的技術(shù)路線如圖1所示。

1.3 研究方法

本次研究主要借助步行指數(shù)的計算對天津市和平區(qū)街道可步行性進行量化研究，主要分為以下三個步驟：第一步，準(zhǔn)備設(shè)施分類表，確定設(shè)施種類及其權(quán)重；第二步，基于設(shè)施分類表計算基礎(chǔ)步行指數(shù)；第三步考慮步行環(huán)境對步行性的影響對基礎(chǔ)步行指數(shù)進行修正，并通過公式將計算結(jié)果等比例放大，得到0～100范圍內(nèi)的步行指數(shù)。

首先進行第一步設(shè)施分類表的準(zhǔn)備。本文主要參考了當(dāng)前廣泛應(yīng)用、具有相對權(quán)威性的WalkScore設(shè)施的分類和權(quán)重，并根據(jù)我國居民日常生活的實際情況，對設(shè)施的種類和權(quán)重做出了相應(yīng)的調(diào)整[6]，如國內(nèi)便利店與超市分布較多，因此取代了雜貨店；根據(jù)國內(nèi)人群的飲食習(xí)慣，將咖啡店替換為茶館和奶茶店；書店替換為藥店，權(quán)重保持不變。調(diào)整后的設(shè)施分類及權(quán)重如表1所示。

表1 設(shè)施分類表

接著第二步考慮步行距離計算基礎(chǔ)步行指數(shù)。在Arcgis中我們通過將開源數(shù)據(jù)獲取的路網(wǎng)和行政邊界建立OD成本矩陣矢量化處理，加載和平區(qū)居民點和各類設(shè)施POI的經(jīng)緯坐標(biāo)，并與路網(wǎng)統(tǒng)一坐標(biāo)系；本研究以每一個居民點所在的經(jīng)緯度作為居民的日常出行起始點，按照成年人每分鐘步行80 m左右的速度進行計算得15 min 勻速行走距離約為15×80=1 200 m，確定出行范圍為1 200 m。

通常情況下居民的出行意愿會隨著目的地距離的增加而衰減，因此需要劃分不同的出行距離確定衰減系數(shù)來分析公共服務(wù)設(shè)施的可達性[7]?，F(xiàn)實驗較多且比較有說服力的做法是在計算距離衰減規(guī)律時采用分段函數(shù)，衰減系數(shù)如圖2所示。

在步行距離400 m區(qū)間內(nèi)，衰減系數(shù)為1，即公共服務(wù)設(shè)施無衰減；步行400 m～800 m區(qū)間內(nèi)，衰減系數(shù)為0.9；步行800 m～1 200 m區(qū)間內(nèi)，衰減系數(shù)為0.55；步行1 200 m～1 600 m區(qū)間內(nèi)，衰減系數(shù)為0.25；步行1 600 m～2 400 m區(qū)間內(nèi)，衰減系數(shù)為0.08；步行距離超過2 400 m則超出服務(wù)范圍，不考慮公共設(shè)施的服務(wù)水平[8-9]。根據(jù)該衰減規(guī)律，本文只需要參考400 m以內(nèi)，400 m～800 m，800 m～1 200 m步行范圍的衰減系數(shù)就能夠計算得到基礎(chǔ)步行指數(shù)，即從某一居民點出發(fā)到達設(shè)定步行區(qū)間內(nèi)的各類設(shè)施點位的步行指數(shù)。

在以上設(shè)施分類表和基礎(chǔ)步行指數(shù)計算的基礎(chǔ)上，進行第三步考慮步行環(huán)境的衰減效應(yīng)對計算結(jié)果進行修正。眾多研究與實驗表明交叉口密度和街道長度衰減會影響居民步行出行的感受，具體影響為：交叉口密度越高，居民步行出行意愿越強，步行指數(shù)衰減率越小；街區(qū)長度越長，居民出行意愿越小，步行指數(shù)衰減率越大。因此我們需要根據(jù)相應(yīng)的衰減率進一步計算受步行環(huán)境影響后的步行指數(shù)，使測度結(jié)果更加準(zhǔn)確。交叉口密度和街區(qū)長度L的衰減率各分為5級，如表2所示。

表2 交叉口密度和街道長度衰減率

經(jīng)過計算設(shè)定的步行區(qū)域范圍內(nèi)的交叉口密度衰減和所在街區(qū)長度衰減后，能夠得到修正后的單點步行指數(shù)，接著利用最大最小歸一化公式將步行結(jié)果歸一化到0～100，最后對結(jié)果進行可視化處理[10]，具體計算公式如下：

其中，W為單點步行指數(shù)計算結(jié)果；Wi為設(shè)施i的權(quán)重值，i表示不同的設(shè)施；Dl為距離為l時對應(yīng)的衰減系數(shù)；L為街道長度的衰減率；μ為交叉口密度衰減率；Wscore為最終單點步行指數(shù)；Wmin為修正后的單點步行指數(shù)最小值；Wmax為修正后的單點步行指數(shù)最大值。

2 生活服務(wù)設(shè)施的分布

本文研究的區(qū)域為天津市和平區(qū)，其行政區(qū)域呈不規(guī)則四邊形，東起海河，與河?xùn)|區(qū)相望，西沿南門外大街、衛(wèi)津路與南開區(qū)接壤，南抵徐州道、馬場道、津河與河西區(qū)接壤，北部與河北區(qū)以海河、南馬路為界，總面積9.98 km2。和平區(qū)下轄6個街道：勸業(yè)場街道、小白樓街道、五大道街道、新興街道、南營門街道、南市街道，區(qū)政府駐小白樓街道(見圖3)。

行政區(qū)范圍內(nèi)共包含1 895個居民點，包括商品房、里弄社區(qū)、城中村等等。從圖4中我們可以得出天津市和平區(qū)的居民點主要呈現(xiàn)由區(qū)域西南地塊向東北地塊遞減的形式。東北面即天津市市中心地塊的居民點分布較為稀疏，以商業(yè)建筑為主。

本文所爬取的數(shù)據(jù)來源于百度地圖開放平臺API接口，為實時更新的POI興趣點數(shù)據(jù)。我們獲取了9類公共服務(wù)設(shè)施的空間分布情況如圖5所示。從整體層面上看，和平區(qū)大部分設(shè)施配置齊全，教育、醫(yī)療、銀行郵局、商業(yè)(餐館及奶茶店)分布相對均勻。商業(yè)、教育、銀行郵局設(shè)施分布較為密集；公園和商場較為稀疏，于東北面分布為主。從街道層面看，大部分的設(shè)施沿街道兩側(cè)分布，除勸業(yè)場、南營門、五道口三個街道交匯處外，其余地區(qū)的服務(wù)設(shè)施數(shù)量均有不足。

3 生活服務(wù)設(shè)施的可步行性評價

3.1 步行指數(shù)的計算結(jié)果

本次研究參考國外研究成果將從居民點出發(fā)的步行指數(shù)的計算結(jié)果共分為五級，如表3所示。根據(jù)此分類標(biāo)準(zhǔn)，和平區(qū)步行指數(shù)評價結(jié)果如圖6所示，勸業(yè)場、南營門、五道口三個街道交匯處為得分最高的區(qū)域，該區(qū)域為南京路與營口道的交匯區(qū)，是天津市人口流動最大的地區(qū)之一，該區(qū)域路網(wǎng)密集、設(shè)施齊全、業(yè)態(tài)豐富，居民均可在步行1 200 m范圍內(nèi)滿足日常生活的需求。小白樓街道為得分最低的區(qū)域。我們通過克里金插值法對結(jié)果進行進一步的可視化分析，便于更直觀地反映設(shè)施分布的規(guī)律。從圖7中我們可以看到，和平區(qū)整體的步行指數(shù)呈現(xiàn)“中間高邊緣低，圈層分布，逐層遞減”的態(tài)勢，西邊地區(qū)的步行性整體大于東邊地區(qū)。

表3 步行指數(shù)評價表

我們結(jié)合居民點以及生活服務(wù)設(shè)施的POI分布情況進一步做出分析可得，勸業(yè)場街道評分最高，設(shè)施較為完善。該街道除勸業(yè)場商業(yè)片區(qū)外大部分評分在70分以上，居民基本上可以通過步行到達目的地。五大道街道步行性呈現(xiàn)由西北向東南片區(qū)遞減的態(tài)勢，東邊片區(qū)包含一部分五大道文化旅游區(qū)，醫(yī)療、銀行郵局、商店分布較少，可步行性較差。南營門街道沒有達到90分以上步行指數(shù)的區(qū)域，步行性整體上由東向西逐步衰減，設(shè)施的配置總體上有所欠缺，尤其是公園的分布無法滿足居民日?；顒拥男枨?。新興街道和南市街道的步行性均一般，大部分地區(qū)的步行指數(shù)在平均數(shù)以下。兩個街道分布較多的老舊小區(qū)，一部分居民點被高等級道路所包圍，割裂了與周邊日常設(shè)施的聯(lián)系，同時考慮到部分街道地鐵修建的情況，加大了居民步行出行的困難度。小白樓街道為天津市的商業(yè)中心區(qū)，以行政辦公、商務(wù)商業(yè)、文化旅游功能為主，居民點較少，因此生活服務(wù)類的設(shè)施分布稀疏，該區(qū)域的日常設(shè)施大多為上班族、游客等人群步行出行提供服務(wù)，而對于和平區(qū)的居民而言，該區(qū)域的大部分設(shè)施出行需要依賴交通工具。

3.2 可步行性評價及優(yōu)化

為了能夠直觀地反映居民對于各類設(shè)施的步行意愿，我們將每一類設(shè)施的可步行性進行測度(見圖8)，以便分類討論設(shè)施的改善與提升。

從分析結(jié)果來看，商業(yè)、教育方面的設(shè)施呈現(xiàn)“一中心連綿多核心，圈層逐漸衰退”的特征，娛樂設(shè)施的可步行性最高，勸業(yè)場街道與五大道街道作為天津市商業(yè)、旅游的佳地，娛樂設(shè)施基本上能夠滿足周邊居民步行出行的需求。商店與公園步行性最低，呈散點狀分布。商店P(guān)OI獲取類型以商業(yè)綜合體為主，由此可得對于西邊大部分片區(qū)的居民而言需要借助交通工具方能到達；公園數(shù)量較少，尤其是對于南市街道的居民而言無法在步行十五分鐘范圍內(nèi)到達公園。

3.3 生活服務(wù)設(shè)施的優(yōu)化建議

從計算結(jié)果及對設(shè)施的評價可以得出和平區(qū)內(nèi)各類設(shè)施的可步行性均有待提升，需要通過增加設(shè)施的數(shù)量、改變設(shè)施的空間布局等方式優(yōu)化十五分鐘步行生活圈的出行環(huán)境。

由于和平區(qū)生活服務(wù)設(shè)施整體的步行性呈現(xiàn)“中間高邊緣低，圈層分布，逐層遞減”的態(tài)勢，我們可以根據(jù)步行指數(shù)計算的得分分圈層優(yōu)化服務(wù)設(shè)施的配置。90分～100分地區(qū)無需進行調(diào)整；70分～89分地區(qū)可根據(jù)設(shè)施現(xiàn)狀配比情況適當(dāng)增補，保持配置的均衡性；50分～69分地 區(qū)需要提取該區(qū)域的服務(wù)設(shè)施具體配置情況，對現(xiàn)狀進行完善來提高居民步行空間的質(zhì)量。25分～49分及0～25分以下地區(qū)應(yīng)當(dāng)大量增設(shè)服務(wù)設(shè)施，優(yōu)化布局，滿足居民出行基本需求。

具體建議如下：除營口道周邊外的區(qū)域均需要增加服務(wù)設(shè)施的配置數(shù)量。便利店超市所占權(quán)重最高，而測算結(jié)果顯示，中心片區(qū)除外的區(qū)域均需要大量增設(shè)；學(xué)校、娛樂設(shè)施數(shù)量較多，基本能夠滿足居民出行需求，只需在部分地區(qū)進行布局的優(yōu)化；公園、商店兩類設(shè)施缺乏范圍較大，大部分區(qū)域需要對其進行補充；五大道、勸業(yè)場街道部分片區(qū)銀行和郵局的步行指數(shù)較低，因此需要調(diào)整該類設(shè)施的空間布局和數(shù)量。就區(qū)域而言，我們在此僅討論步行指數(shù)較低的南市街道和新興街道。南市街道分布較多的老舊小區(qū)，對于超市、便利店的需求較高；另外，考慮到包括南開區(qū)的眾多學(xué)校分布于該區(qū)域附近，對于奶茶店、餐館的需求更高，因此在該區(qū)域的居住區(qū)周邊應(yīng)當(dāng)大量增設(shè)餐飲類的數(shù)量與種類。新興街道居住點分布較多，東北片區(qū)設(shè)施配置整體情況良好，考慮西南片區(qū)生活圈包含了南開區(qū)部分設(shè)施，因此需要適量增加藥店、銀行、郵局、奶茶店與茶館等設(shè)施。

4 結(jié)語

十五分鐘步行生活圈提倡“以人為本”的空間塑造，本研究致力于提高生活服務(wù)設(shè)施的配置水平，營造高品質(zhì)高質(zhì)量的生活空間。本研究基于步行指數(shù)的測度對天津市和平區(qū)居民日常生活服務(wù)設(shè)施配置水平的高低進行了評價并給出了優(yōu)化建議。主要結(jié)論如下：天津市和平區(qū)街道步行指數(shù)呈現(xiàn)“中間高邊緣低，圈層分布，逐層遞減”的態(tài)勢。勸業(yè)場、南營門、五道口三個街道交匯處可步行性較高，其余除了受到和平區(qū)功能區(qū)劃影響外的地區(qū)，生活服務(wù)設(shè)施的分布呈現(xiàn)不均衡的狀態(tài)。南市街道和新興街道的設(shè)施配置水平無法滿足居民日常生活服務(wù)的需求。研究表明，天津市和平區(qū)生活設(shè)施的優(yōu)化尚有空間，尤其是西邊片區(qū)，需要根據(jù)居民需求增加設(shè)施的數(shù)量，優(yōu)化設(shè)施的布局，提高居民步行出行的空間品質(zhì)。

本研究靈活運用了前人研究的技術(shù)方法，通過獲取具體的居民點經(jīng)緯度坐標(biāo)構(gòu)建步行出行點提高了計算的準(zhǔn)確性，符合居民日常出行的實際情況；并對具體的設(shè)施進行了可步行性的可視化分析，直觀反映出某一具體設(shè)施出行的可適宜性。為和平區(qū)打造高品質(zhì)十五分鐘生活圈、優(yōu)化生活服務(wù)設(shè)施的配置、倡導(dǎo)居民步行出行具有一定的參考價值。

本研究具有一定的現(xiàn)實意義，但仍然存在許多不足。由于部分區(qū)域在修建地鐵，包圍了部分道路從而對居民日常的步行出行路徑產(chǎn)生了一定影響，在出行距離上存在誤差；且和平區(qū)小白樓街道由于街道功能定位導(dǎo)致大部分設(shè)施并非為居民日常生活服務(wù)，在未來的研究中將考慮從不同角度對和平區(qū)內(nèi)所包含的所有設(shè)施做出評價。另外，不同的人群結(jié)構(gòu)以及人口數(shù)量對于設(shè)施的配置提出了不同的要求，人口與設(shè)施配置的相關(guān)性未被納入本次研究的考慮范圍內(nèi)，這是需要進一步完善之處。