面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法研究

張海曄

1 相關(guān)背景與理論借鑒

可達(dá)性是評(píng)價(jià)空間區(qū)位的有效手段，也是城市規(guī)劃的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法從物質(zhì)空間的聯(lián)系強(qiáng)度、相對(duì)距離等方面解釋可達(dá)性的形成機(jī)制，如機(jī)會(huì)累積法[1]、重力模型法[2][3]等，通過此類方法可以得到不同地區(qū)可達(dá)性的差異關(guān)系，對(duì)設(shè)施規(guī)劃選址起引導(dǎo)作用[4]。而隨著城市人口結(jié)構(gòu)的演變，如老齡化與弱勢(shì)群體問題的凸現(xiàn)，面向不同群體的設(shè)施規(guī)劃越來越受到關(guān)注，這也對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)能否體現(xiàn)群體差異提出了更高的要求。由于現(xiàn)有的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法是以物質(zhì)空間關(guān)系為基礎(chǔ)，將使用者視為自然人，忽視不同群體的社會(huì)性差異（即假設(shè)空間使用者的需求是一致的）。而缺乏有效的分析方法來評(píng)價(jià)不同群體對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)的特點(diǎn)與差異性，往往導(dǎo)致空間設(shè)施規(guī)劃在滿足不同群體的使用需求時(shí)會(huì)出現(xiàn)失配現(xiàn)象[5][6]。

通常而言，不同群體對(duì)城市可達(dá)性的評(píng)價(jià)受自身社會(huì)角色、出行能力等條件影響而產(chǎn)生變化，如老齡群體與青年群體對(duì)城市各地區(qū)可達(dá)性的評(píng)價(jià)是有所不同的，這受到各自興趣、體力與經(jīng)驗(yàn)等方面的影響。如何較為全面地解析不同群體評(píng)價(jià)可達(dá)性的潛在影響因素是本研究的核心。Chapin與Hagerstrand的研究成果，分別從出行偏好與約束兩方面，揭示了群體對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)的影響因素構(gòu)成。Chapin[7]指出，人們的出行需求受活動(dòng)模式主導(dǎo)，一般分為生存型（subsistence）、家務(wù)型（maintenance）與自由型（discretionary）3種基本類型。不同群體由于其社會(huì)角色的差異，會(huì)直接影響其活動(dòng)需求類型的改變，如老齡群體的生存型活動(dòng)需求減弱，婦女群體更偏重家務(wù)型活動(dòng)等。這一改變導(dǎo)致不同群體對(duì)城市可達(dá)性要求不同而產(chǎn)生評(píng)價(jià)上的變化。Hagerstrand[8]則認(rèn)為不同群體在城市活動(dòng)中同時(shí)受到空間與時(shí)間的雙重限制，這些限制可以分為能 力 限 制（Capability Constrains），聯(lián) 結(jié)限 制（Coupling Constrains）、權(quán) 限 限 制（Authority Constrains）。例如老年人由于生理機(jī)能的退化，其活動(dòng)模式受到行動(dòng)能力的限制，部分高強(qiáng)度的活動(dòng)場(chǎng)所是該群體較難適應(yīng)的，又如未成年人無法進(jìn)出某些成人公共場(chǎng)所等。因此不同群體對(duì)城市可達(dá)性的認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)，也會(huì)因?yàn)檫@種限制條件的存在而產(chǎn)生變化。可見，對(duì)于不同群體而言，行為偏好、能力限制等特質(zhì)因素對(duì)其評(píng)價(jià)城市可達(dá)性會(huì)產(chǎn)生直接的影響。解析相關(guān)的群體特質(zhì)因素，并將這些因素融入可達(dá)性的求解，是揭示不同群體視角下可達(dá)性變化的可行途徑。

根據(jù)行為偏好與時(shí)空限制的理論基礎(chǔ)，諸多學(xué)者均對(duì)群體的可達(dá)性進(jìn)行了深入的研究與探討。例如Kwan[9]以個(gè)體在時(shí)空限制中的行為模式為基礎(chǔ)提出基于個(gè)體的時(shí)空可達(dá)性模型，而翟瀚則在個(gè)體時(shí)空可達(dá)性模型的基礎(chǔ)上擴(kuò)展到對(duì)群體時(shí)空可達(dá)性的研究。此外，Ben-Akiva[10]則運(yùn)用效用理論將個(gè)體行為偏好量化后求解個(gè)體視角下的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法，對(duì)求解群體可達(dá)性具有直接的借鑒意義。對(duì)于本研究而言，以上對(duì)群體可達(dá)性的研究成果存在兩個(gè)局限：（1）以個(gè)體特征擴(kuò)展到群體研究，兩者特征往往存在偏差，歸納群體可達(dá)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍需直接的群體樣本，相應(yīng)的關(guān)注點(diǎn)也會(huì)有所不同；（2）多數(shù)群體可達(dá)性研究的專注點(diǎn)較為單一，尚缺乏能夠全面將城市用地空間功能、群體特征、出行條件等多重因素有效結(jié)合來研究群體可達(dá)性的方法。因此，受這些問題的啟發(fā)，采用直接的群體樣本，運(yùn)用合適的方法來研究群體特征對(duì)城市空間可達(dá)性的影響成為本文的主旨。

2 方法研究與模型構(gòu)建

根據(jù)相關(guān)研究可知，城市空間結(jié)構(gòu)、交通配置水平與出行者特征是決定可達(dá)性程度的三要素[11-13]，而面向群體的可達(dá)性研究切入點(diǎn)即是建立一個(gè)全面整合以上要素的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體包括城市用地吸引指標(biāo)、交通條件指標(biāo)以及群體特征指標(biāo)等。根據(jù)城市空間功能與群體活動(dòng)的互動(dòng)關(guān)系，首先將城市功能分解為居住、公共服務(wù)、商業(yè)、工業(yè)、公園及交通市政類其他功能等6大類作為群體活動(dòng)最主要的出行吸引，并結(jié)合相應(yīng)的用地功能分類實(shí)現(xiàn)這些城市功能的參數(shù)化；其次，在不同群體的視角下，交通條件可劃分為空間距離與交通方式兩種制約因素，根據(jù)群體采用出行方式不同對(duì)實(shí)際的交通條件進(jìn)行折減，從而得到不同方式下的出行條件參數(shù)；本文的研究重點(diǎn)在于群體特征對(duì)可達(dá)性的影響，因此在研究方法中將群體特征大致劃分為年齡、性別、職業(yè)、收入及家庭規(guī)模等要素，不同群體擁有各不相同的年齡層次、性別構(gòu)成、職業(yè)狀態(tài)、收入水平及家庭組成。根據(jù)各類群體所屬的特征類別，可疊加計(jì)算群體對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)的影響水平，并與用地吸引、交通條件一起共同構(gòu)成面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)體系。群體可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1。

表1 面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由上表可知，針對(duì)群體的出行吸引分為行政公共服務(wù)類（QTA）、商業(yè)金融類（QTB）、公園廣場(chǎng)類（QTG）、工業(yè)廠區(qū)類（QTM）、居住小區(qū)類（QTR）以及其他設(shè)施類（QTX）；而交通條件的阻礙因素包括空間距離（IPD）以及交通方式（MOD），其中交通方式為慢行時(shí)會(huì)對(duì)交通條件產(chǎn)生較大的阻力，阻力系數(shù)取1；針對(duì)不同群體，其年齡結(jié)構(gòu)（AGE）、性別比例（GEN）、收入狀況（INC）、職業(yè)類型（OCU）以及家庭規(guī)模（FAM）均會(huì)對(duì)該群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響，因此對(duì)以上參數(shù)分別進(jìn)行標(biāo)定，并假設(shè)60歲以上、女性、月收入低于2 000元、離退休人員及空巢家庭等因素對(duì)出行能力均會(huì)造成不利影響。

在確定群體可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，為求解具體評(píng)價(jià)方法應(yīng)確定可行的算法。目前，適合于群體可達(dá)性評(píng)價(jià)的算法大致包括重力模型法、效用選擇法與時(shí)空限制法。重力模型法在宏觀交通分析中使用較為成熟，不過其樣本量要求較大，須獲取全區(qū)域群體出行需求分布數(shù)據(jù)來測(cè)算可達(dá)性，同時(shí)其群體特征與用地類型的關(guān)聯(lián)性存在不足；時(shí)空限制法多用于個(gè)體行為研究，偏向于個(gè)體日常行為時(shí)空軌跡的探索，該方法考慮的個(gè)體特征較微觀，應(yīng)用于群體可達(dá)性研究存在一定難度；相比之下，效用選擇法在充分利用個(gè)體調(diào)查信息建立群體出行選擇與評(píng)價(jià)方面具有樣本需求量小、群體特征分析維度廣、與空間聯(lián)系較為緊密等的特點(diǎn)，如Ben-Akiva曾將個(gè)體對(duì)不同地區(qū)的可達(dá)性評(píng)價(jià)解釋為從可選集合中選擇效用最大的收益或消費(fèi)者剩余的過程，并通過隨機(jī)效用法來模擬不同個(gè)體的選擇行為特征與凈收益，最終匯總成為整個(gè)地區(qū)的可達(dá)性效用評(píng)價(jià)[10]。因此，本研究擬采用離散選擇模型（效用選擇法中的典型算法）來完成面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法的模型算法[14]，具體見式（1）：

U i= AT C × l n(Q T R×Q T R i +QTA×QTAi + QTB×QTBi + QTG×QTGi+ QTM×QTMi + QTX×QTXi) + IPA×IPAi+ IPG×IPGi + IPI×IPIi+ IPO×IPOi +IPF×IPFi + IPM×IPMi 式（1）

群體可達(dá)性模型依據(jù)用地吸引、交通阻隔與群體特征對(duì)可達(dá)性產(chǎn)生交互作用的原理，將以上因素均轉(zhuǎn)化為群體對(duì)某一地區(qū)可達(dá)性評(píng)價(jià)的效用值，通過疊加計(jì)算取得群體對(duì)城市各地區(qū)的可達(dá)性評(píng)價(jià)效用值，即群體可達(dá)性分布。其中，Ui為第i個(gè)小區(qū)的可達(dá)性評(píng)價(jià)值；QTRi、QTAi、QTBi、QTGi、QTMi、QTXi分別為第i個(gè)小區(qū)的居住、公服、商業(yè)、公園、工業(yè)及其他設(shè)施的規(guī)模數(shù)，不同小區(qū)的各類用地規(guī)模數(shù)總和決定了該小區(qū)的吸引力強(qiáng)度，QTR、QTA、QTB、QTG、QTM、QTX均為各類設(shè)施的吸引系數(shù)，ATC為吸引變量總系數(shù)；IPAi、IPGi、IPIi、IPOi、IPFi、IPMi分 別 為 群 體 成員的年齡、性別、收入、職業(yè)、家庭規(guī)模、交通方式與出行阻力（空間距離）之間的交互作用值，不同群體的各類特征與出行阻力交互作用產(chǎn)生各個(gè)地區(qū)對(duì)群體可達(dá)性評(píng)價(jià)的阻力與影響，IPA、IPG、IPI、IPO、IPF、IPM為相應(yīng)系數(shù)。針對(duì)具體的城市與群體案例，經(jīng)以上模型計(jì)算，可求得不同群體對(duì)城市可達(dá)性評(píng)價(jià)的具體指標(biāo)分布情況。

圖1 漯河市居民出行調(diào)查點(diǎn)分布圖

圖2 漯河市可達(dá)性分區(qū)圖

圖3 漯河市不同群體可達(dá)性評(píng)價(jià)分布圖

3 案例應(yīng)用與思考

本文依托漯河市居民出行調(diào)查（2010年）作為面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)分析案例，以檢驗(yàn)該方法的實(shí)際效果。漯河市是位于河南省中部的一個(gè)典型中等城市，城區(qū)總面積約50km2，市區(qū)總?cè)丝诩s50萬，空間結(jié)構(gòu)呈單中心布局的特點(diǎn)。該市適度的城市等級(jí)、規(guī)模與結(jié)構(gòu)對(duì)分析城市可達(dá)性具有較強(qiáng)的針對(duì)性與可行性，因此本研究從城區(qū)范圍抽取了12個(gè)具有代表性的居住小區(qū)作為可達(dá)性評(píng)價(jià)的群體樣本來源（圖1）。這些居住小區(qū)既包括中心城密集區(qū)（如錦輝花園、天鵝湖小區(qū)），也包括城市拓展區(qū)（如德國小鎮(zhèn)、文萃江南）以及城市新區(qū)與開發(fā)區(qū)（如春和家園、鑫海名家）等，基本涵蓋了城區(qū)幾類主要的區(qū)位特色，以保證樣本抽取的均衡性。在所有小區(qū)抽取的922份調(diào)查問卷中，挑選出不同群體、不同性別、不同收入、不同家庭規(guī)模等群體做可達(dá)性計(jì)算，分析這幾類群體的可達(dá)性差異，以檢驗(yàn)該方法的實(shí)際效果。此外，為便于可達(dá)性的演算與表達(dá)，將漯河市城區(qū)分為48個(gè)分析小區(qū)（圖2），并采用BIOGEME離散選擇模型軟件進(jìn)行可達(dá)性計(jì)算，最終形成漯河城區(qū)48個(gè)不同地區(qū)的可達(dá)性分布。

將各類群體的樣本數(shù)據(jù)代入可達(dá)性模型（式（1））進(jìn)行計(jì)算，分別得到了漯河市不同年齡、不同性別、不同收入水平以及不同家庭規(guī)模等4組群體的可達(dá)性分布狀況（圖3）。以上4組群體中包含成年（19—59歲）與老齡（60—75歲）、男性與女性、中高收入（2 000元/月以上）與低收入（低于2 000元/月）、大家庭與小家庭等群體的對(duì)比分析，不難發(fā)現(xiàn)其各自在可達(dá)性的強(qiáng)度與分布上具有較為明顯的差異。

以成年群體與老齡群體的可達(dá)性對(duì)比為例，老齡群體對(duì)整個(gè)城區(qū)的可達(dá)性評(píng)價(jià)明顯低于成年群體，這受到老齡群體出行能力與社會(huì)角色等因素的影響，同時(shí)從可達(dá)性評(píng)價(jià)分布來看，成年群體對(duì)城區(qū)外圍開發(fā)區(qū)與新城的可達(dá)性評(píng)價(jià)較老齡群體要高，部分是由于成年群體自身工作意愿與交通條件適應(yīng)性的影響；從不同性別群體來看，男性與女性對(duì)城區(qū)可達(dá)性評(píng)價(jià)的空間特征較為相似，只是男性出行能力較強(qiáng)使得可達(dá)性評(píng)價(jià)強(qiáng)度略高；從不同收入群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)差異來看，低收入群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)明顯低于中高收入群體，而中高收入群體易達(dá)性區(qū)域的廣度也較少受交通條件的限制；不同家庭規(guī)模的群體對(duì)城區(qū)可達(dá)性評(píng)價(jià)有一定差異，家庭規(guī)模的習(xí)慣性聯(lián)系有利于增強(qiáng)地區(qū)空間認(rèn)知，進(jìn)而提高了大規(guī)模家庭群體對(duì)城區(qū)的可達(dá)性評(píng)價(jià)。

由群體可達(dá)性評(píng)價(jià)方法應(yīng)用可見，該方法對(duì)分析不同群體可達(dá)性評(píng)價(jià)的效果是較為顯著的，為此項(xiàng)研究帶來了諸多的思考與啟示：（1）運(yùn)用離散選擇模型測(cè)算不同群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)是有效的，這源于該方法能夠以群體選擇意愿與約束的量化形式將群體特征對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)的影響體現(xiàn)出來，并具有較為簡(jiǎn)便的計(jì)算方式、較少的樣本量要求與較為開放的特征定義形式，為后續(xù)優(yōu)化該方法提供了便利；（2）該方法針對(duì)不同群體的分類是多元的，能夠?yàn)椴煌鐣?huì)環(huán)境下的群體提供可達(dá)性分析的支撐。正如案例應(yīng)用中所反映的，老齡群體、低收入群體等均具有不同的可達(dá)性評(píng)價(jià)特點(diǎn)，說明針對(duì)不同群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也為分析這些社會(huì)角色與出行能力差異較大的群體提供了便利，而本研究對(duì)群體分類具有較為廣泛的適應(yīng)性也為實(shí)際規(guī)劃過程中考慮不同社會(huì)環(huán)境因素與群體特點(diǎn)創(chuàng)造了條件；（3）面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)適合于不同的空間尺度，可針對(duì)不同類型的空間規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化。本文以漯河市為例的群體可達(dá)性評(píng)價(jià)尚屬于初探，所得分析結(jié)果為全市不同群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)大致狀況，可為設(shè)施規(guī)劃提供宏觀層面的研判支持，而隨著樣本數(shù)量與空間范圍的聚焦，可進(jìn)一步將該方法應(yīng)用于群體生活社區(qū)、特定功能區(qū)等中微觀層面的設(shè)施規(guī)劃工作，具有多方面的應(yīng)用價(jià)值。總體而言，面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法以群體特征為著眼點(diǎn)，將可達(dá)性評(píng)價(jià)細(xì)分至更為人性化與多元化層面，提高了空間規(guī)劃中對(duì)不同人群的分析深度，尤其是對(duì)不同收入、年齡、性別的考量，將對(duì)設(shè)施規(guī)劃的合理性與實(shí)際效果起到了重要的支撐作用。

4 結(jié)論與建議

近年來，老齡化、弱勢(shì)群體等問題越來越受到關(guān)注，針對(duì)傳統(tǒng)空間可達(dá)性評(píng)價(jià)方法較難體現(xiàn)各種群體對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)的影響，本研究通過解析群體活動(dòng)能力、出行限制等因素與空間選擇的關(guān)系，采用離散選擇模型將群體特征融入可達(dá)性評(píng)價(jià)體系，建立了面向群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)模型，并以漯河市不同群體為研究對(duì)象，得出了不同年齡、性別、收入、家庭規(guī)模等群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)分布情況，收到了預(yù)期的效果。正如研究假設(shè)，成年群體與老齡群體、中高收入群體與低收入群體之間對(duì)城市空間可達(dá)性的評(píng)價(jià)在強(qiáng)度與空間分布上具有較為明顯的差異，這些差異來自不同群體出行能力與活動(dòng)習(xí)慣的影響。由此可見，區(qū)分不同群體的可達(dá)性評(píng)價(jià)是有積極意義的，是在于幫助空間設(shè)施規(guī)劃做出更為細(xì)致的用戶特性分析，采取更為注重公平的決策方式。而本文對(duì)群體可達(dá)性研究尚屬初探，所得研究分析成果還較為粗略，而進(jìn)一步深化對(duì)群體樣本的采集與分類以及對(duì)不同空間尺度與對(duì)象的研究是適應(yīng)不同層面設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的必然要求，也是探索更為人性化與多元化的可達(dá)性評(píng)價(jià)方法的努力方向。

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