基于SLP理论的高校大学科技园选址研究

孔庆书，王 震

(河北科技大学经济管理学院，河北石家庄 050018)



基于SLP理论的高校大学科技园选址研究

孔庆书，王 震

(河北科技大学经济管理学院，河北石家庄 050018)

为了实现大学科技园规划选址决策的科学化，基于大学管理视角，突破现有大学科技园规划选址多从建筑学角度考虑范畴，运用工业工程中的SLP理论,从理论及实证方面对大学科技园的选址问题进行了研究，对大学科技园与校园内各功能分区间的相关性进行分析,规划出拟建设大学科技园的备选区域，基于P-中值算法的离散点静态模型，分析得出大学科技园选址的规划方案。

管理工程其他学科；大学科技园；规划；选址；P-中值模型；SLP理论

大学科技园是以大学为依托，将大学的综合资源优势与社会其他资源优势相结合，为大学科技成果转化、创新人才培养、高新技术企业孵化、产学研结合等提供技术支撑的平台或服务的机构[1]。对大学科技园的研究最早出现于美国斯坦福大学，即在斯坦福大学校园周边建设高科技园区，促进了大学与外界的合作[2]。随着科技发展及高校办学职能的完善，20世纪80年代后期，中国大学科技园如清华大学、北京大学等大学科技园迅速成长[3]。大学科技园成为高校实施国家创新驱动发展战略的重要阵地。

工业工程中的SLP理论主要对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行布局规划，它的主旨是改善生产和服务系统，提高运行效率、减少浪费。该理论一般应用于工业领域，随着工业工程学科的发展，也陆续运用到了服务及其他领域[4-5]。

大学科技园建设的首要问题是如何进行选址。当前，中国多数大学科技园的规划选址是从建筑设计角度进行研究,从其他领域视角研究较少，从校园管理角度对大学科技园选址的研究更少。传统大学校园规划布局依据建筑学原理，强调了各校园功能分区的相对独立性[6]，考虑功能分区间的联系较少，有的校园也没有大学科技园区的预留空间，不能适应大学发展的多样化建设需求。

1 理论方法研究

1.1 SLP理论

SLP理论是由R·Muther提出的，该方法提出了作业单位相互关系密级表示法，使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。在工业工程布局规划的SLP理论中把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S和生产时间安排T作为给定的基本要素作为布置设计工作的出发点。SLP理论通常用于传统制造业中用于完善制造流程、提高生产设备运作效率,由于其应用效果显著、方法简便合理而在制造型企业中被广泛使用，随着方法拓展也逐渐被推广到服务业中,并产生了良好的效果,依据SLP理论的规划方法流程图如图1所示。

图1 SLP方法的流程图Fig.1 Flowchart of SLP

1.1.1 SLP理论应用于高校校园规划选址

根据高校功能，大学校园内各建筑设施按照其使用功能进行规划。一般高校校园布局分为教学区、行政办公区、学生生活区、大学科技园区、教职工生活区、大学商城区及体育运动区等功能区[7]。高校校园分区将各个功能区合理规划防止了各区之间相互干扰,在一定程度上保证了大学的有序发展。大学科技园的规划选址就要科学合理的规划大学校园各个功能区之间的相互关系，从校园空间、建筑和人流角度统筹规划，让高校校园人性化可持续发展[8]。而对于校园规划主要考虑，1)校内教师和学生的人流量，即校园内人员在各功能分区之间与建筑单位之间的流动数量；2)行走路线，即校园内的学生和老师根据自身每天的任务和工作需求在各功能区之间的流动路线进行布局，主要考虑校园中的办公、教学、生活和娱乐等各项支持系统的整体规划；3)行走时间，指校园的规划里面是否便捷,主要体现校园建筑设施之间穿梭需要的时间[9]。

运用SLP理论进行规划布局时,需要对系统设计步骤进行定性和定量的分析：首先要确定学校各区域的相互关系,经过综合分析得到学校区域之间的关系矩阵；然后根据关系矩阵中各区域之间相互关系的密切程度确定作业单位之间距离的远近,并通过赋值的方法进行定量分析[10]；最后绘制出相应的位置关系图,并将高校的实际占地面积和位置关系结合起来,形成包含大学科技园区域的区域位置关系图,通过进一步的修正和调整,得到可行的规划方案,再对方案进行评估选优[11]。

1.1.2 基于SLP的大学科技园与校园分区的相关性分析

SLP理论从物流强度和非物流强度2个方面分析多个区域之间的关系,并将两者综合,由综合相互关系规划各单位间在平面上的相对位置。而高校校园区域规划主要考虑空间、建筑、人员因素的思路对其进行分析，然后结合实际影响单位布局的修正要素对位置进行相关调整,设计出多种可行的布置方案。R·缪瑟将SLP中的单位间相互关系密切程度分为A，E，I，O，U，X等6个值，其含义如表1所示。

表1 各相关程度评分表

在高校中设置大学科技园区后，将其与对各个功能分区的关联性进行分析,利用关联性两两判断矩阵并依据SLP理论即可得到大学科技园与校园功能分区活动关系图。通过对各校园功能区的相互关系矩阵的赋值计算，可以得到综合接近程度值。该值高则表示这个功能区与其他区的关系密切，也就应该处于布置图的中心位置；反之，就是该校园功能区处于布置图的边缘位置。然后即可绘制各校园功能区位置的相关图。基于校园布局规划管理角度的大学科技园规划选址研究增强了与各分区的联系，增强了校园功能的可持续发展性，也为大学科技园的可持续发展奠定了基础。

1.2 P-中值模型的选址方法

在大学科技园的规划选址研究中,实际可备选的位置往往都是有限的,因此采用离散点选址模型更为适用。大学校园里的土地现状，备选方案中只有有限个元素,只需要在这有限的几个区域中进行分析来确定选址，可采用P-中值模型来解决此问题。P-中值模型即是在给定数量和位置要求的一组集合和一组备选建设方案位置的集合下,将事先选定P个设施建设点，并求得P个设施建设点至各个需求点之间的总加权成本最低问题[12-13]。运用P-中值模型的选址前后对比图如图2所示。

图2 P-中值模型选址前后对比图Fig.2 Comparison chart of siting before and after with P-median

1.2.1 P-中值数学模型

P-中值模型可以用以下的数学语言进行描述,数学模型描述的目标函数如下[14]:

约束条件为

yij≤xi, i∈N, j∈M,

xj∈{0,1}, j∈M,

jij∈{0,1}, i∈N, j∈M,

其中，N为模型中所有的需求点，N={1,2,…,n}；

di为第i个需求点的需求；

M为模型中所有的备选建设点，M={1,2,…,m}；

cij为从i到j的单位成本；

p为可以建立设施的总数且p

1.2.2 贪婪取走式算法求解

贪婪取走式算法[15]，即采用逐步构造最优解的方法，在每个阶段都做出一个最优的决策，在某种标准下一旦做出决定就不能再做变动。这种算法主要用于需要建立的园区确立的情况下的静态选址方案，该算法的基本求解步骤如下：

1)初始化，令当前选中备选建设候选点数k=m，即将所有m个候选位置都选中，按照成本最低的原则将需求点指派到相应的园区建设区域；

2)若k=p，输出k个备选建设点满足用户需求的指派结果停止；否则，转入步骤4)，p为拟计划建立的分部选址设施点数；

3)选址并从k个备选建设点中确定一个取走点，满足：假如将它取走并将属于它的需求用户指派给其他最近园区备选建设点后，增加的费用的增加量最小；

4)从备选点集合中删除取走点，令k=k-1，转入步骤2)。

2 实证分析

为充分利用高校的知识优势和人才优势，促进高校科研成果的转化，使高校在发展高新技术产业上得到更多科技型企业的帮助，进而能够有效促进高校、政府和企业新型互助模式的发展，在高校校园中规划建设大学科技园区是非常有必要的。

2.1 基于SLP理论的高校功能区规划布局

由于某高校校园的规划发展已经基本建设完成，如果需要规划建设大学科技园的区域就必须分析大学科技园与师生活动相关的校园功能区域的关系，分析他们之间的相关性。

2.1.1 高校校园各分区的相关性分析

通过调查，该高校校园师生活动区域主要规划为教学区、行政办公区、学生生活区、大学科技园区、教职工生活区、大学商城区、体育运动区及其他分区。对各个功能分区的关联性分析,笔者采取关联性两两判断矩阵来进行,按照SLP理论的表示方法,即可得到校园功能分区活动关系图，如图3所示,图中字母含义见表1。

图3 校园各分区活动的关系图Fig.3 District of campus activities diagram

某大学校园内各功能分区的相互关系程度的确定主要由各功能分区之间的物流强度和非物流强度两个方面决定。物流强度主要是指各功能区之间的人流量的大小，非物流强度指功能区之间共用的设施场地、应用相同的文件资料和使用同一批教职工等因素，综合得出大学科技园与各功能分区的相互关系图程度。

通过对某高校内各功能分区相互关系程度评价矩阵的赋值计算，得到综合接近程度值，对综合接近程度进行排序，结果如表2所示。

表2 某高校各分区接近程度排序

综合接近程度值高的区域与其他区域相互关系总体上是比较密切的，反之这个区域与其他区域位置关系不是特别重要。大学科技园与各分区的接近程度值可以直观看到大学科技园不是高校建设的核心区域，通过相关性分析得出大学科技园区与教学区域、行政办公区域和学生生活区域关系相对紧密，所以大学科技园大致应处于大学校园内这些核心区域的周边。

2.1.2 高校校园内各分区布局位置相关图

根据高校校园内各功能分区相互关系密级程度绘制大学科技园与校园内各分区的位置相关图，如图4所示，图中实线虚线含义见表1。

图4 大学科技园与校园内其他分区位置相关图Fig.4 Location correlation diagram of university science park and other campus partition

校园内功能分区规划位置相关图,为大学科技园规划整体的布局提供了一个清晰的布局位置，在与各个功能分区位置关系确定时提供重要的参考依据。在此基础上,大学科技园的规划选址必须还要进一步考虑其他合理相对位置关系、使用功能、空间特点及交通安全等因素，并结合某高校土地实际使用状况的限制,对大学科技园规划的位置进行调整、归纳和修正，从而能够得到其他与当前大学科技园规划布局的方案。

2.2 P-中值模型选址分析

结合某高校的实际土地状况和校园规划的现状，根据上述大学科技园的规划结论，可以得到拟建设大学科技园的5个备选点，并且在大学科技园的规划选址中暂不考虑建筑物外形特征等因素。某高校校园中有10个与教师学生相关的需求区域，5个备选点与大学校园其他区域的位置关系如图5所示。从A，B，C，D，E这5个备选点中选出2个作为建设大学科技园的规划方案。各需求区域与备选点的人员流动时间成本cij和需求量di，如表3所示。

图5 拟建设大学科技园备选点示意图Fig.5 Planning to build an alternative schematic point of university science park

备选地址jcij需求点i12345678910A10152030404560401510B20303010202515405045C40505535304050301015D5101525404550603025E20305025152030405045需求量di1016304611011090151854

本文中的拟建设大学科技园的备选区域都是在满足大学科技园建设规模的前提下，通过人员流动时间成本数值大小的比较，来进行大学科技园规划选址。初始化k=5，将需求区域指派给人员流动时间成本最小的备选建设点，初始指派结果如图6所示。

图6 初始指派结果Fig.6 Initial assignment result

图7 移除C点后指派结果Fig.7 Assignment result after deleting section C

令k=k-1，即k=4时，分别对移去备选建设点A,B,D,E进行单独分析，并对各自的人员流动时间成本增量进行计算，通过计算在移除备选点D时人员流动时间人员流动时间成本增加量最小，所以应先将备选建设点D移除。同理计算k=3时，应删除备选建设点E。此时，k=p=2指派停止，计算结果表明，在A，B点为该校拟建设大学科技园区的规划选址方案，最终选择结果如图8所示。

图8 最终选址结果Fig.8 Final site selection result

3 结 语

大学科技园是高校科教结合的产物，已成为高校实施国家创新驱动发展战略的重要阵地，其建设的首要问题是如何进行选址。在满足大学科技园建设规模的前提下，本研究从大学管理视角出发，运用工业工程的SLP理论，从理论及实证两方面对大学科技园的规划选址问题进行了研究：运用SLP布局规划方法，从大学校园内各分区的功能作用出发，分析得出大学科技园区与高校各功能分区之间的相关性，找到大学科技园区与高校各功能分区之间的相对位置关系，进而确定拟建设的大学科技园区的备选区域；运用P-中值模型，从校园内的人员流动时间成本角度，对拟建设大学科技园区的备选区域进行了研究，得出拟建设的大学科技园区的规划方案。基于工业工程的SLP理论对大学科技园进行规划选址研究，可作为建筑学视角以外的另一种规划选址研究。多角度的选址研究，使大学科技园规划选址决策更加具有科学性。本文提出的从大学管理角度研究大学科技园规划选址的方法，也适用于其他行业的建筑规划选址研究。

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Research of university science-tech parks site selection based on SLP

KONG Qingshu, WANG Zhen

(School of Economics and Management, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China)

For making more scientific decision on university science-tech parks site planning, based on the management of the university, aiming at breaking through the present situation of science-tech parks site selection based on the considering of the architecture, SLP theory in industrial engineering is used to study the science-tech parks site selection problem from theoretical and empirical aspects. The SLP planning theory is used analyzed the correlation between the science-tech parks and every region in the campus, and the alternative regions for university science-tech parks is put forward. Based on P-median algorithm of the static model of discrete points, the planning scheme for science-tech parks site selection is produced.

other disciplines of management engineering; university science-tech parks； planning； site selection； P-median model； SLP theory

1008-1534(2016)04-0282-06

2016-04-22;

2016-05-16；责任编辑：张 军

河北省软科学课题(16456224D);石家庄市科技局软科学课题(165790065A)

孔庆书(1960—)，女，河北辛集人，教授，主要从事区域经济高教管理方面的研究。

E-mail:kongqingshu@163.com

F244.9

A

10.7535/hbgykj.2016yx04003

孔庆书，王 震.基于SLP理论的高校大学科技园选址研究[J].河北工业科技,2016,33(4):282-287. KONG Qingshu, WANG Zhen.Research of university science-tech parks site selection based on SLP[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2016,33(4):282-287.