大數據背景下的城市街道公共空間品質及活力影響因子研究
——以北京市展覽路街道為例

凡 來 | Fan Lai

張大玉 | Zhang Dayu

黃庭晚 | Huang Tingwan

張學玲 | Zhang Xueling

張潤萌 | Zhang Runmeng

當下，以人為本的城市規劃理念越發引起關注，這需要規劃者從更精細、更人性化的角度來考慮城市問題。而城市街道的公共空間正是聚集了大量人們交往和活動的場所，是反映城市品質的重要指標之一，街道公共空間的研究對關注人本視角的城市環境提升有重要意義。但以往迫于數據條件、技術水平等多方面的約束，對小尺度的街道公共空間的研究呼應不足。而大數據技術，能夠更精確反映人的行為特征，以其更大樣的本量、更精準的優勢逐步成為規劃領域獲取數據、研究分析的新技術手段。已有學者通過大數據的手段分別對街道公共空間品質和活力進行了研究，但缺乏對品質和活力各影響因子之間的橫向比較研究[1]。

本文試圖結合多種開放數據，以北京市展覽路街道為例，對街道公共空間的品質和活力進行多維度的影響因子分析和評價，將其按照影響力大小進行分類，對應到不同類型的街道公共空間上，以發現不同影響因子對不同類型街道公共空間的品質和活力之間的關系。指導城市街道公共空間品質和活力的提升，對于強化北京作為“首善之都”的城市空間形態、落實“以人為本”的首都規劃具有重要的指引和現實意義。

1 相關概念

1.1 公共空間品質與活力

街道公共空間品質是城市人居環境評價的重要指標之一，品質高的公共空間一般擁有合適的尺度、豐富的綠化等，對其空間的使用者的心理和交往活動帶來正面的影響。本研究將以人的感知視角出發，關注街道公共空間品質的舒適感和安全感。關于公共空間活力的理解，不同學者有不同的觀點，筆者認為公共空間的活力應該是城市活力中社會活力的一個外在表現[2]，反映了人在空間中活動和交往的一種聚集性[3]。本研究將聚焦城市街道公共空間的活力，而這些活力是以人為核心的各種活動的組成，表現為社會行為[4]。

1.2 街道公共空間的分類

街道的公共空間根據不同街道的類型有所劃分，本次研究參照《城市道路規劃設計規范》和《上海街道設計導則》[5]，將街道公共空間分為五類：景觀休閑型街道、綜合公共型街道、生活服務型街道、交通通勤型街道和商業娛樂型街道。其中景觀休閑型街道是以景觀、濱水及歷史風貌特色突出的街道；綜合公共型街道是指街道兩側的功能混合度高，且為公共服務類型較多功能的街道；生活服務型街道是指街道兩側的功能多為服務于本地居民類型的設施街道，如便利店、理發店、干洗店、中小規模零售、餐飲等商業以及公共服務設施等；交通通勤型街道是指交通性功能較強的街道；商業娛樂型街道是指街道兩側功能以中小規模零售、餐飲等商業業態為主的街道。[6]

2 研究對象與數據來源

2.1 研究對象和范圍

本研究將從微觀尺度對街道公共空間進行研究，不僅包含街道兩側建筑所圍合成的公共空間，也包含能供步行交往的公共空間，但機動交通的功能不包含在內。研究范圍包括展覽路街道范圍內的朝陽庵社區、文興街社區、車公莊社區、榆樹館社區、團結社區、新華里社區、新華東社區在內的7個社區。研究對象具體包括：臨街步行空間（建筑臨街區）、行人通行區（人行道）以及包括公交車道與自行車車道的慢性車道。本次研究的范圍為北京市西城區展覽路街區的街道公共空間，根據公共空間的分類標準，將研究范圍內的公共空間分為5種類型的街道，總計141個街道公共空間（圖1）。

圖1 研究對象街道公共空間分類

2.2 數據獲取

本次研究主要獲取的數據包括通過Open street map（OSM）網站上獲取的矢量線性路網數據；網絡爬取的興趣點（POI）數據，包括餐飲服務、生活服務、風景旅游、金融保險服務、酒店配套服務、體育休閑服務、醫療保健服務、教育配套8種大類；宜出行人口熱力數據以及街景照片數據。具體數據來源參看表1。

表1 數據來源統計表

3 研究方法

3.1 基于GIS的空間分析方法

本次研究主要采用核密度分析法、構建交通網絡數據集、疊加分析等方法，通過獲取網絡開源數據，在ArcGIS軟件中進行疊加綜合研究，為本次研究所需評價的交通可達性、功能混合度、功能密度、建筑高寬比、人行道寬度等數據提供支持。

3.2 相關性分析法

本次研究需要對不同影響因子進行對比分析，而皮爾遜相關系數用直線方程簡單便捷地描述了2個變量之間的關系。利用皮爾遜相關系數將影響街道公共空間活力和品質兩個指標的8個影響因子進行分類，量化研究不同影響因子之間的相關度。具體計算公式如下：

X和Y分別為2個變量的變量值；ρxy為樣本的相關系數，其取值范圍為[-1,1]，當ρxy值越接近0，表示相關性程度越低，當值越接近于1則表示2個變量呈現強烈的正相關，當值越接近-1時，則表示強烈的負相關。

4 影響因子的選取

4.1 街道公共空間活力和品質評價

城市公共空間中人群的移動一般具有一定的規律性，對其時空變化規律的識別能分析公共空間物質空間與人群活動之間的關系[7]。通過網絡獲取的2020年5月11日11：00，2020年5月11日17：00的2個時間段人流量數據，將其落到研究對象上，得到街道公共空間活力評價圖（圖2）。紅至綠色分別代表人流量由大到小。人群聚集度高的區域集中在北禮士路、西直門南大街、北禮士路南四條。相比之下西直門外大街西側和西直門外南路西側人群聚集較少。

圖2 街道公共空間活力評價圖

目前對街道公共空間品質的評價有采取傳統的調研方式評價，也有通過構建評價指標體系。由于構建評價指標體系對指標的選取和權重的賦值有一定局限性，因此本次通過專家打分和層次分析法，對141個研究對象進行評分，最終得到街道公共空間品質評分的3個等級（圖3）。

圖3 街道公共空間品質評價圖

4.2 影響因子的選取與分類

（1）影響因子的選取

參考同類研究，選取8項指標作為研究街道公共空間品質和活力的影響因子，即交通可達性、功能混合度、功能密度、綠視率、建筑高寬比、人行道寬度、天空開闊度和停車干擾度，各影響因子的計算公式參看表2，為統一計算，最后對所有數據進行歸一化處理，并通過GIS對各指標進行可視化處理（圖4）。

表2 影響因子計算方式

圖4 部分指標可視化圖

（2）影響因子的分類

通過皮爾遜相關性分析方法，將各因子之間的相關性橫向進行比較（表3）?？梢钥闯龈饔绊懸蜃又g的相關性顯示出不同的強弱關系。結果顯示各因子之間存在促進或遏制彼此因子強度的現象，即當某一因子數值高便會導致其他因子的變化?；谝蜃娱g相關性程度的不同，將各影響因子之間的強弱關系進行連線比較，將8個因子劃分為3個類別，即功能型因子、安全型因子和舒適型因子。

表3 影響因子相關性比較表

其中功能型因子包括功能混合度、功能密度、交通可達性和天空開闊度，這些因子相互間均為正相關關系，即當街道兩側功能混合度越高，便能夠吸引更多的使用者，主要用于評價公共空間的功能性；安全型因子包括停車干擾度、人行道寬度、交通可達性和功能混合度，這些因子都對公共空間的安全性有促進作用；舒適型因子包括綠視率、停車干擾度、人行道寬度、高寬比，這些因子能衡量公共空間的舒適度。

5 影響因子相關性分析

5.1 影響因子與公共空間活力和品質的相關性

同樣利用相關性分析方法，把各影響因子與活力和品質之間的相關性聯系進行比較，得到各影響因子與活力和品質的相關性比較結果（表4）。結果顯示，功能混合度、功能密度、天空寬闊度、交通可達性、建筑高寬比、停車干擾度與街道公共空間活力均顯示正相關，即提高該幾項指標，對公共空間活力有提升的作用?？梢?，復合多樣性的功能、開闊的視野、便捷的交通對街道公共空間活力的提升有明顯的促進作用，其中適宜的建筑高寬比和豐富的功能混合度對街道公共空間活力的影響力最大。而綠視率和人行道寬度兩項指標的提升反而使得街道公共空間活力下降，這是由于過高的街道綠視率并不代表可親近的綠地空間，反而會搶占使用者的空間，使得活力下降；同樣人行道的寬度越寬，缺乏監督管理，使得亂停放的現象嚴重，使得街道公共空間活力缺失。

表4 影響因子相關性比較表

在對街道公共空間品質的比較中發現，功能混合度、綠視率、交通可達性、建筑高寬比、人行道寬度、停車干擾度與街道公共空間品質均顯示正相關，而功能密度、天空開闊度與街道公共空間品質顯示負相關，這是由于街道過密的功能可能存在無序管理的現象，使得公共空間的品質下降。結果顯示，較高的綠視率、方便可達的交通、宜人的建筑高寬比以及人行道寬度對公共空間品質的提升有顯著作用。

5.2 影響因子聚類分析

按照影響因子的正負影響力，將其分為“積極性影響因子”，即 p＞0，“消極性影響因子”，即 p＜0。前者使得街道公共空間的品質和活力得到同樣提升，形成高品質街道集聚區，后者使得街道公共空間呈現低品質、低活力的表現。根據各因子呈現的相關性大小進一步梳理，將其分為“常規性影響因子”和“選擇性影響因子”，當p＞0.1，為“常規性影響因子”，該類因子與街道空間品質和活力同時具有一定相關性；相反，當0＜p＜0.1時，為“選擇性影響因子”，在研究空間品質和活力時，這些影響因子對研究對象的影響呈現強相關和弱相關。

分析發現，每個影響因子同時具備2個方面的特征，因此將2個方面特征性分別劃為橫縱軸，可以繪制出各因子對街道空間品質和活力作用的不同類型，并將其繪制成矩陣圖。具體為常規性積極影響因子、選擇性積極影響因子、常規性消極影響因子、選擇性消極影響因子4種類型。進一步對影響因子矩陣圖與影響因子分類的比較，發現影響街道公共空間品質的常規性因子多為舒適型因子，選擇性因子則多為安全型因子，而功能型均為消極性因子。影響街道公共空間活力的常規性因子均為功能型因子，舒適型因子為其消極因子，而選擇性因子同品質一樣多為安全型因子（圖5）。

圖5 品質和活力影響因子分類矩陣圖

結果顯示，停車干擾度對活力和品質具有同樣的影響，均是正向的積極影響。除安全型因子外，舒適型和功能型因子正好對于街道公共空間活力和品質呈現出相反的影響結果，即功能型因子表現越好的公共空間活力指標較高，舒適型因子表現越好的公共空間品質指標越高。這是由于功能的提升對公共空間活力的吸引力較大，而舒適度的提升對品質的影響更大?？梢?，在評價街道公共空間品質和活力時，品質和活力的相互影響受多方面因子影響，并非呈正相關關系。

5.3 對不同類型街道的影響

（1）公共空間品質方面的表現

將3類型影響因子與5類街道公共空間品質進行比較（表5），發現舒適型因子均對5類街道公共空間品質共同具有較高的影響力；而安全型因子對交通通勤型和商業娛樂型的街道公共空間具有較高的影響力，對景觀休閑型、綜合公共型和生活服務型的街道公共空間品質則具有一般的影響力；功能型因子對商業娛樂型街道公共空間品質具有較高影響力，對綜合公共型和生活服務型街道公共空間具有一般的影響力。其中，景觀休閑型和交通通勤型街道的公共空間品質與功能型影響因子的依賴度較低。

表5 影響不同類型街道公共空間品質和活力因素分類表

（2）對公共空間活力的作用

在將3類型影響因子與5類街道公共空間活力進行比較時（表5），則發現安全型因子對5類街道公共空間活力共同具有較高的影響力；而舒適型因子除了對生活服務型街道的活力具有一般的影響力以外，對其他4類街道公共空間活力均具有較高的影響力；功能型影響因子對景觀休閑型和交通通勤型街道的公共空間品質均呈現較低的影響。

結語

本文通過專家評分和人口熱力數據評價了街道公共空間的活力和品質，對北京市展覽路街道的街道公共空間的品質和活力的總體特征和分布情況進行了量化評價，構建了了影響街道公共空間品質和活力的各因子指標，將8類影響因素通過相關性分析法分析之間的關系，將其歸納為功能型、安全型和舒適型3類影響因子。在此基礎上將3類影響因子與5種類型的街道公共空間的品質和活力分別進行了比較，發現不同類型的街道其公共空間品質和活力的不同特征。本文發現了以下幾點結論：

①在不同類型的街道中，街道公共空間品質和活力呈現不同的相關性影響。在景觀休閑型、生活服務型、商業娛樂型的街道中，品質高的街道活力也高，而在綜合公共型、交通通勤型的街道中，品質高的街道活力反而低。原因是由于景觀休閑型、生活服務型和商業娛樂型的街道多為人流長時間停留休憩的場所，因此品質對活力的影響持續且呈現正相關，而交通通勤型和綜合公共型的街道，由于人流多為快速通過，其品質與活力之間的相關性較弱。

②舒適型因子（包括綠視率、停車干擾度、人行道寬度、高寬比）對街道公共空間品質的提升有很大影響，由于這類影響因子直接對人的主觀感受起到較強的作用；而安全型因子（停車干擾度、人行道寬度、交通可達性和功能混合度）則對街道公共空間活力的提升起到決定性作用。

③在交通通勤型和商業娛樂型的街道，功能性、安全性、舒適性對品質和活力的影響力是同等的，分別表現為，在交通通勤型的街道中，功能性因子對品質和活力的提升影響力較小，而安全性因子和舒適性因子則較大；在商業娛樂型的街道中，3種類型的因子對品質和活力的提升具有同等影響力。

本基于本文的研究結果，對改善街道公共空間品質，提升公共空間活力有著一定的借鑒意義。后續還需進一步完善的內容是將街道公共空間活力的評價數據精確到不同時間段，如周末、工作日，以更全面地反映街道公共空間的活力。同時還需進一步對不同類型街道公共空間品質和活力的提升提出相對應的解決策略。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪。