城市社區(qū)日常服務設施可步行性評價
——以開封市為例

◎ 張麗君 孫瑩瑩 鄭智成 張 超

一、引言

步行在城市可持續(xù)發(fā)展中的作用日益凸顯。步行有三種類型：有目的的步行（如作為一種交通方式）、作為一種體育活動、所有的步行（不管何種目的）[1]。前兩種步行具有同時提升經(jīng)濟、社會與環(huán)境可持續(xù)性的潛力，不僅可以減少交通擁堵、空氣污染、廢氣排放，而且可以改善公眾與私人健康、社區(qū)關系和地方的正面印象，提高經(jīng)濟績效、提升房地產(chǎn)價值[2-7]。近十多年來，可步行性成為城市、地理、環(huán)境、社會等諸多學科關注的熱點問題。不同學科具有各自的概念界定視角，如到目的地的可達性、街道連接性、輕交通與適當?shù)男腥嗽O施、美學、更高的住宅密度、土地混合利用、安全的步行環(huán)境[1]。新城市主義浪潮下，城市地理學者更關注步行到目的地的可達性，如零售商店、公園，以及社區(qū)設計特色，街道連接性與人行道可達性[4]。

社區(qū)可步行性的評價方法差異較大，最基本的包括采用系統(tǒng)的實地調(diào)查，收集自我報告信息，也稱之為環(huán)境審查[8]。但是這種方法存在一定問題，調(diào)查結果的可靠性、有效性以及調(diào)查對象自身的偏差都給研究結果帶來不確定性。另外，實地調(diào)查非常費時、費力，且成本較高。第二種方法為GIS派生的可步行性指標，如采用網(wǎng)絡分析、緩沖區(qū)分析等。這種方法的最大限制為某些區(qū)域的空間信息不完備，但是隨著時空大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，這一方法的制約逐漸變?nèi)酢５谌N方法主要采用步行指數(shù)（WalkScore）。步行指數(shù)（詳見www.walkscore.com）是美國研究人員2007年提出的一種基于日常設施種類和空間布局的國際性量化測度步行可達性的方法[9]。因其國際性、易獲取性和數(shù)據(jù)的實時性，越來越多地被用于研究可步行性。并且，眾多學者對其合理性與有效性進行了驗證。如Duncan、Carr發(fā)現(xiàn)GIS派生的可步行指標與步行指數(shù)之間存在相關性，能夠較好地反映人們的步行出行情況[4,10]。

美國、加拿大和澳大利亞等國家可以通過網(wǎng)站計算步行指數(shù)，但是該在線平臺尚無中國城市的相關數(shù)據(jù)，因而國內(nèi)學者通常采用步行指數(shù)的算法，結合國內(nèi)不同城市的空間數(shù)據(jù)測算可步行性。如吳健生、王德、盧銀桃、黃建中、黃萌等學者研究了深圳、上海、北京的日常服務設施步行可達性[11-15]。另外，也有部分學者對國外可步行性測度方法進行改良，如董世永等人采用德爾菲層次分析法、模糊綜合評價改進實地調(diào)查方法[17]。龍瀛等人整合街道環(huán)境進一步完善步行指數(shù)的評價體系[18]。

可步行性評價有利于合理評估日常服務設施合理配置度，優(yōu)化其空間布局。然而，已有研究對社區(qū)可步行評價的空間分異研究相對薄弱，對基數(shù)龐大的中小城市可步行性關注不夠。實際上，眾多中小城市正處于城市化快速發(fā)展時期，城市空間結構變動劇烈，估測其日常設施可步行性對塑造步行友好型城市具有重要意義。因而，本研究以古城開封為例，采用GIS手段，運用步行指數(shù)算法，評估建筑尺度日常服務設施可步行性，采用空間分析方法研究其空間分異，以期為步行友好型城市發(fā)展提供科學指導。

二、研究方法

（一）研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

開封市為中國六大古都之一、河南省新興副中心城市、中原城市群核心發(fā)展區(qū)城市，鄭州大都市區(qū)核心城市。開封市空間城市化推進較快，據(jù)統(tǒng)計，1985年、2000年和2015年開封市建成區(qū)的面積分別為39、67和129平方公里，30年來城區(qū)面積擴大了兩倍多。開封市因為歷史、社會、經(jīng)濟等因素，老城區(qū)空間結構變化相對較小，而隨著城市蔓延與新城區(qū)擴張的推進，空間形態(tài)變化較大。千年歷史與現(xiàn)代城鎮(zhèn)化相互作用下，開封市的社區(qū)類型多樣，涵蓋胡同社區(qū)、新建商品房社區(qū)、單位社區(qū)、政策性住房社區(qū)等。本文的研究范圍為開封市主城區(qū)：北起東京大道，南到隴海鐵路，西起集英街，東至東郊溝。根據(jù)中心城區(qū)用地類型和主體功能的不同，可將其分為老城區(qū)、東城區(qū)、西城區(qū)與南城區(qū)。老城區(qū)主要為城墻圍合的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)建筑多為1985年以來的老建筑以及仿古建筑，居住區(qū)相對破碎。東城區(qū)主要為開封的老工業(yè)區(qū)，居民用地與工業(yè)工地交錯分布。西城區(qū)是開封市2000年以來發(fā)展的重點方向，特別是在鄭汴一體化帶動下，該區(qū)域的居住區(qū)多為現(xiàn)代高層建筑，居住區(qū)規(guī)模相對較大。南城區(qū)主要是依托隴海鐵路而發(fā)展，單位社區(qū)與新建商品房社區(qū)共存。除了有明確邊界的大型居住小區(qū)單獨劃為一個社區(qū)外，本研究認為社區(qū)均為城市支路圍合成的區(qū)域。因為開封市主城區(qū)社區(qū)的破碎度比較高，所以本研究直接研究建筑尺度的日常服務設施可步行性。

本文所采用的空間數(shù)據(jù)主要來源于2015年的谷歌遙感影像（級數(shù)為20級，空間分辨率為0.27米）與百度POI數(shù)據(jù)。主城區(qū)各類日常服務設施的坐標信息來自于百度POI數(shù)據(jù)，道路數(shù)據(jù)、建筑與社區(qū)邊界數(shù)據(jù)均由谷歌遙感影像解譯而得。總體而言，開封市主城區(qū)共有4147棟建筑物，453個居住小區(qū)（社區(qū)），3202條路網(wǎng)，日常服務設施6838個（圖1）。根據(jù)日常服務設施使用的頻率可將其分為高頻率使用設施，包括餐飲與教育設施；中頻率使用設施，包括休閑與購物設施；低頻率使用設施，包括醫(yī)療、生活服務、公共服務與個人護理設施。各居住小區(qū)日常服務設施密度為16個，就各類日常服務設施而言，購物設施最多，平均每個居住小區(qū)有4個，餐飲設施位居其次，平均每個居住小區(qū)分布3個，休閑娛樂設施、生活設施、公共服務設施平均每個居住分布2個，醫(yī)療、個人護理、教育設施平均每個居住小區(qū)分布1個。

圖1 研究區(qū)域概況

（二）數(shù)據(jù)處理

步行指數(shù)的計算包括單點步行指數(shù)和面域步行指數(shù)兩個方面。單點步行指數(shù)計算過程有以下三步：構建設施分類表，基于設施類別和步行距離計算基礎指數(shù)，考慮步行環(huán)境進行修正[9]。

1.設施分類

本文的設施分類（表1）根據(jù)開封市的實際情況作出了調(diào)整，與國外的設施分類有一定差異，日常設施的選取盡可能多地覆蓋人們?nèi)粘３鲂械男枨螅O施類別共分為餐飲、購物、休閑、教育、公共服務、個人護理、醫(yī)療、生活服務七個大類。各類設施的權重也作了相應調(diào)整，根據(jù)設施的相對重要性通過專家打分法賦予權重，權重和是15，由于同類設施中不同設施個體之間提供的服務具有明顯的差異性，從而引起居民對某類設施的選擇具有多樣性的需求。餐館、鞋服店、小吃、娛樂這四類設施的多樣性需求較強，所以本文對這四類設施考慮多個設施，并分別賦予權重。

表1 設施分類表及權重

2.基礎步行指數(shù)

計算從某一點出發(fā)到達一定范圍內(nèi)的不同目的地的基礎步行指數(shù)是在以上設施分類表基礎上考慮距離衰減規(guī)律所得[19]。設施的權重隨著與出發(fā)點距離的增加而呈現(xiàn)出有規(guī)律的遞減。按照基礎步行速度每小時4.8公里，5分鐘可到達的范圍約合400米，20分鐘可達到的范圍約合1600米，30分鐘可以到達的范圍約合2400米。在5分鐘的出行距離以內(nèi)，人們的步行出行的意愿并不會發(fā)生衰減；當大于5分鐘時，快速衰減，當步行時間為20分鐘時，衰減率達到12%，之后緩慢衰減，直至30分鐘時原值全部被衰減[19]。尋找樣本點周圍2400米內(nèi)的設施并賦予相應權重，基于距離衰減規(guī)律對權重進行衰減，最后累加各類設施的衰減后權重，即得到樣本點的基礎步行指數(shù)。

3.指數(shù)修正

步行環(huán)境對人們的步行出行意愿也會有一定的影響，本文選取交叉口密度和街區(qū)長度這兩個步行環(huán)境因素對基礎步行指數(shù)進行修正，這兩個測度指標是經(jīng)過眾多學者研究和多國實踐得到的[19]。統(tǒng)計每平方公里交叉口個數(shù)和所在街區(qū)長度，通過數(shù)量等分法將兩者的衰減率各分5級，兩者最大可衰減率為10%[12]（表2）。經(jīng)過步行環(huán)境修正以后，步行指數(shù)最高為15，為了便于比較，將其標準化為0～100。

表2 道路交叉口和街區(qū)長度衰減

點的評價只是了解一個點的步行可達性情況，當需要了解一個面（如街道、區(qū)縣、城市等）的步行可達性時，就需要計算面域步行指數(shù)。現(xiàn)在大多數(shù)面域步行指數(shù)分布情況，主要是通過構建格網(wǎng)，計算每個格網(wǎng)的單點步行指數(shù)，通過求取單點步行指數(shù)均值來了解面域步行指數(shù)。但是這種算法卻忽視了水體等人口稀少地區(qū)的影響，所以本文基于單個建筑物來計算單點步行指數(shù)，通過統(tǒng)計居住小區(qū)內(nèi)單點步行指數(shù)均值，來了解每個居住小區(qū)的步行指數(shù)，最后通過空間插值了解居住小區(qū)尺度上開封市步行指數(shù)面狀分布情況。

三、步行可達性評價

（一）日常服務設施可步行性總體特征

為了更直觀有效地分析居住小區(qū)到周圍日常服務設施的步行指數(shù)的整體特征和內(nèi)部差異，將步行指數(shù)分為五個等級：0～20，可步行性差，日常出行依賴汽車；20～40，步行性較差；40～70，可步行性處于中等水平，有一部分設施在步行范圍之外；70～90，可步行性較高，日常出行可以通過步行達到；90～100，步行性高，日常出行完全可以通過步行解決[19]。據(jù)此分類標準評估開封市4147個居住單元各類日常服務設施的可步行性水平（圖2）。總體而言，開封市社區(qū)總體可步行指數(shù)平均為81，步行性較好。各類服務設施平均可步行水平差異較大，餐飲、教育、醫(yī)療、生活、個人護理設施平均步行指數(shù)均在90之上，而休閑、公共服務設施的平均步行指數(shù)均略高于70。各類服務設施不同等級水平的可步行差異亦較大。如，餐飲、生活設施可步行性高的社區(qū)占80%以上，社區(qū)各類設施總體可步行性以及休閑、公共服務設施可步行性高的社區(qū)所占比重均在20%之下，而其可步行性較高的社區(qū)占據(jù)一定比重，在35%～55%之間。這在一定程度上說明，進一步提升休閑、公共服務設施等的可步行性有助于快速提升社區(qū)總體的可步行性水平。教育、個人護理設施可步行性差的社區(qū)所占比重均在10%之上，這是開封市城市規(guī)劃中應當重點優(yōu)化調(diào)整的設施種類。

圖2 各類日常服務設施可步行性水平

為了分析開封市步行可達性的空間分布特征及其差異，利用ArcGIS10.3對開封市主城區(qū)各個居住小區(qū)的步行指數(shù)進行空間插值分析（圖3）。開封市主城區(qū)可步行性呈現(xiàn)步行可達性高的區(qū)域集中連片分布，步行可達性低的區(qū)域零星分布。可步行性等級最高的區(qū)域主要位于老城區(qū)（52%），南城區(qū)也有部分分布（28%），以1985—2000年間建成的老舊小區(qū)為主。這類小區(qū)土地利用混合度高、社區(qū)規(guī)模相對較小，路網(wǎng)密度大，因而可步行性最高。如老城區(qū)可步行性高的社區(qū)環(huán)鼓樓商業(yè)廣場分布、南城區(qū)可步行性高的社區(qū)環(huán)中大義烏商貿(mào)城分布。可步行性較高的社區(qū)主要分布于紳士化封閉小區(qū)，這類小區(qū)起建于2005年左右，社區(qū)規(guī)模較大、功能相對單一，是當前城市社區(qū)發(fā)展的主要類型，在四個城區(qū)均有分布。老城市、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)該類社區(qū)所占比重分別為43%、44%、43%、70%。可步行性一般的社區(qū)主要為城中村、回遷社區(qū)、老舊單位福利社區(qū)，以及清明上河園、萬歲山等景點附近的社區(qū)，其周邊日常服務設施分布較少，所以可步行性一般。可步行性差與較差的社區(qū)主要分布于南城區(qū)、東城區(qū)與西城區(qū)，這些社區(qū)與工業(yè)用地交錯分布，居住環(huán)境較差。

（二）高使用頻率日常服務設施可步行性空間分異

開封市餐飲設施可步行性整體較好，老城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)餐飲設施步行指數(shù)的中位數(shù)均在90之上。可步行性差的社區(qū)零星分布在西城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)（圖4a）。這些社區(qū)主要為回遷社區(qū)與城中村，餐飲配套設施相對較差，如西城區(qū)的龍城香榭里、東城區(qū)沙崗寺后街一帶的城中村、南城區(qū)的文莊村。由于開封市為優(yōu)秀旅游衛(wèi)生城市，餐飲業(yè)相對比較發(fā)達，除東城區(qū)外，其他城區(qū)可步行性高，步行可達性高的社區(qū)所占比重高達90%以上（表3）。

圖3 日常服務設施步行指數(shù)總體特征

開封市教育設施可步行性空間差異較大（圖4b），老城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)教育設施步行指數(shù)的中位數(shù)均在90之上，而東城區(qū)該指數(shù)僅為76。老城區(qū)教育設施可步行性整體較好，近90%的處于高和較高的可步行等級。南城區(qū)教育可步行性兩極分化嚴重，超過50%的社區(qū)可步行性等級高，但該城區(qū)可步行差的社區(qū)所占比重也比較大，高達13%，主要位于文莊村一帶。西城區(qū)處于中等及偏上等級的社區(qū)比重較高，主要因為該城區(qū)一些中高檔社區(qū)正在建設，教育設施正在陸續(xù)配備中。另外，一些城中村的教育設施供給相對較少。東城區(qū)教育可步行性最差，只有37%的社區(qū)教育可步行性高，近50%的社區(qū)可步行指數(shù)低于70。該城區(qū)在2000年以前曾是開封市重點開發(fā)的區(qū)域，2000年后發(fā)展相對緩慢，所以造成城中村、工業(yè)用地、居住用地交錯并存，教育設施供給落后。

（三）中使用頻率日常服務設施可步行性空間分異

開封市購物設施可步行性呈現(xiàn)中部高、西部次之、東部最低的空間特點（圖5a）。老城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)步行指數(shù)的中位數(shù)分別為91、65、86、88。老城區(qū)與西城區(qū)購物設施可步行性高與較高的社區(qū)分別為92%和83%（表4），這兩個城區(qū)分別以開封市老商業(yè)中心鼓樓廣場與新商業(yè)中心開元廣場為中心，形成了兩個不同等級的商業(yè)體系，購物的步行可達性較好。南城區(qū)圍繞義務商貿(mào)城也形成一定體系的商業(yè)體系，但東南部工業(yè)組團的居住功能較差，因而購物可步行性相對較差。東城區(qū)沒有形成明確的商業(yè)中心，購物設施可步行性整體較差。

表3 高使用頻率日常服務設施可比性性分區(qū)統(tǒng)計（%）

圖4 高使用頻率日常服務設施步行空間特征

開封市休閑設施可步行性呈現(xiàn)中部隆起、兩邊塌陷的特點（圖5b）。老城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)步行指數(shù)的中位數(shù)分別為90、64、71、68，可以看出只有老城區(qū)的休閑設施步行可達性一枝獨秀，而其他城區(qū)的休閑設施可步行性較差（表4）。這主要與開封市休閑設施的布局有關，該市主要大型休閑設施布局在城墻以內(nèi)，如清明上河園、包公湖等景點。而其他城區(qū)休閑設施供給量有限，因而造成其步行可達性較差的局面。

表4 中使用頻率日常服務設施可比性性分區(qū)統(tǒng)計（%）

圖5 中使用頻率日常服務設施步行空間特征

（四）低使用頻率日常服務設施可步行性空間分異

開封市醫(yī)療設施可步行性較高（圖5a），老城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)該設施步行指數(shù)的中位數(shù)分別為95、84、91、92。四個城區(qū)醫(yī)療設施可步行性空間差異較大，老城區(qū)整體可步行性高，可步行性差的社區(qū)零星分布在清明上河園西北部區(qū)域。東城區(qū)中等以上可步行性社區(qū)均勻分布，所占比重均為37%（表5）。南城區(qū)醫(yī)療可步行性處于高等級的社區(qū)高達62%，處于差與較差等級的社區(qū)僅占4%。西城區(qū)雖然處于高與較高等級的社區(qū)高達80%，但仍有9%的社區(qū)可步行性不高，主要分布在回遷社區(qū)龍成香榭里。

開封市公共服務設施可步行性較差（圖5b），城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)該設施步行指數(shù)的中位數(shù)分別為85、69、75、73。四城區(qū)公共設施可步行性高的社區(qū)均不足40%，條件最差的東城區(qū)，該比重僅有4%（表5），說明開封市的公共設施配備情況，特別是公交供給情況比較糟糕。在空間上，該設施呈現(xiàn)多核心的空間外圍分布模式。老城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)分別形成了以鼓樓廣場、集英花園、中大義烏商貿(mào)城為中心的高公共服務設施可步行性社區(qū)。

開封市生活設施與個人護理設施可步行性高（圖5c、5d），老城區(qū)、東城區(qū)、南城區(qū)、西城區(qū)這兩項設施步行指數(shù)的中位數(shù)均在90之上。生活設施可步行性高與較高的社區(qū)所占比重均超過90%，除南城區(qū)外，其他三個城區(qū)可步行性差的社區(qū)比重均在5%之下（表5）。個人護理設施可步行性水平較高的城區(qū)依次為老城區(qū)、西城區(qū)、南城區(qū)與東城區(qū)，可步行性高與較高的的社區(qū)所占比重分別為91%、85%、74%和62%。其中東城區(qū)個人護理設施可步行性差的社區(qū)所占比重較高為19%，這些社區(qū)主要分布在主城區(qū)東南部，屬于居住用地與工業(yè)用地交錯分布的地帶。

表5 低使用頻率日常服務設施可比性性分區(qū)統(tǒng)計（%）

四、結論與啟示

圖6 低使用頻率日常服務設施步行空間特征

社區(qū)可步行性是衡量城市可持續(xù)發(fā)展的重要指標之一，社區(qū)日常服務設施可步行性評價有助于科學評估城市基礎設施合理配置程度。本研究借鑒國際通用的在線可步行性評價平臺walk score的算法，構建適合中國城市日常服務設施可步行性評價的步行指數(shù)，以開封市4147棟建筑為基本研究對象，以453個社區(qū)為研究單元，分析開封市社區(qū)總體可步行性以及各項日常服務設施的可步行性。研究結果發(fā)現(xiàn)：

（1）開封市社區(qū)日常設施可步行水平整體較高，但空間分布不均衡。老城區(qū)可步行性高，西城區(qū)與南城區(qū)可步行性較高，東城區(qū)可步行性相對較差。以鼓樓廣場為中心的舊城區(qū)，社區(qū)破碎度高，土地利用混合度高，可步行性水平較高。城中村以及居住和工業(yè)交錯分布的社區(qū)可步行性較差。

（2）開封市社區(qū)各項日常設施可步行性空間分布模式差異較大。餐飲、生活設施、個人護理設施具有一定空間均質(zhì)性，整體可步行性水平較高。教育、醫(yī)療、休閑與購物設施沿中心區(qū)向東西遞減，呈現(xiàn)一定梯度變化。公共服務設施呈現(xiàn)多中心的圈層分布變化。

（3）開封市社區(qū)日常服務設施可步行性具有組團化分異特點。城西北組團為行政科研中心，中、高使用頻率日常服務設施可步行性相對較差。城西組團為紳士型居住小區(qū)，各項設施的可步行性相對較好。城西南組團為先進制造業(yè)與居住混合的用地組合，各項設施的可步行性對較差。城北為休閑旅游型組團，雖然各項設施可步行性不高，但是從建成區(qū)環(huán)境來看，宜居性較好。城市中心組團土地利用混合度較高，各項設施可步行性最高。城南為新建商品房社區(qū)與單位制社區(qū)混合的組團，各項設施可步行性也相對較高。城東為城中村與新建商品房社區(qū)混合的組團，內(nèi)部各項設施可步行性參差不齊。城東南組團為重工業(yè)與居住用地混合的用地組合，各項設施的可步行性最差。

通過本研究，可以初步確立城中村、回遷社區(qū)的日常服務設施優(yōu)化重點，可以為可步行較差的城東南組團指明日常服務設施優(yōu)化方向。然而，日常服務設施的可步行性是設施等級、質(zhì)量以及城市居民出行意愿的綜合結果，該模型的不足之處在于沒有考慮不同設施的供給狀況，忽視了居民的出行意愿，這是下一步需要解決的問題。

注釋：

①公交站為高使用頻率服務設施，但根據(jù)分類該類設施為公共服務設施，綜合考慮其他設施特性，將其歸并為低使用頻率服務設施。

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