城市社区日常服务设施可步行性评价——以开封市为例

◎ 张丽君 孙莹莹 郑智成 张 超

一、引言

步行在城市可持续发展中的作用日益凸显。步行有三种类型：有目的的步行（如作为一种交通方式）、作为一种体育活动、所有的步行（不管何种目的）[1]。前两种步行具有同时提升经济、社会与环境可持续性的潜力，不仅可以减少交通拥堵、空气污染、废气排放，而且可以改善公众与私人健康、社区关系和地方的正面印象，提高经济绩效、提升房地产价值[2-7]。近十多年来，可步行性成为城市、地理、环境、社会等诸多学科关注的热点问题。不同学科具有各自的概念界定视角，如到目的地的可达性、街道连接性、轻交通与适当的行人设施、美学、更高的住宅密度、土地混合利用、安全的步行环境[1]。新城市主义浪潮下，城市地理学者更关注步行到目的地的可达性，如零售商店、公园，以及社区设计特色，街道连接性与人行道可达性[4]。

社区可步行性的评价方法差异较大，最基本的包括采用系统的实地调查，收集自我报告信息，也称之为环境审查[8]。但是这种方法存在一定问题，调查结果的可靠性、有效性以及调查对象自身的偏差都给研究结果带来不确定性。另外，实地调查非常费时、费力，且成本较高。第二种方法为GIS派生的可步行性指标，如采用网络分析、缓冲区分析等。这种方法的最大限制为某些区域的空间信息不完备，但是随着时空大数据的不断发展，这一方法的制约逐渐变弱。第三种方法主要采用步行指数（WalkScore）。步行指数（详见www.walkscore.com）是美国研究人员2007年提出的一种基于日常设施种类和空间布局的国际性量化测度步行可达性的方法[9]。因其国际性、易获取性和数据的实时性，越来越多地被用于研究可步行性。并且，众多学者对其合理性与有效性进行了验证。如Duncan、Carr发现GIS派生的可步行指标与步行指数之间存在相关性，能够较好地反映人们的步行出行情况[4,10]。

美国、加拿大和澳大利亚等国家可以通过网站计算步行指数，但是该在线平台尚无中国城市的相关数据，因而国内学者通常采用步行指数的算法，结合国内不同城市的空间数据测算可步行性。如吴健生、王德、卢银桃、黄建中、黄萌等学者研究了深圳、上海、北京的日常服务设施步行可达性[11-15]。另外，也有部分学者对国外可步行性测度方法进行改良，如董世永等人采用德尔菲层次分析法、模糊综合评价改进实地调查方法[17]。龙瀛等人整合街道环境进一步完善步行指数的评价体系[18]。

可步行性评价有利于合理评估日常服务设施合理配置度，优化其空间布局。然而，已有研究对社区可步行评价的空间分异研究相对薄弱，对基数庞大的中小城市可步行性关注不够。实际上，众多中小城市正处于城市化快速发展时期，城市空间结构变动剧烈，估测其日常设施可步行性对塑造步行友好型城市具有重要意义。因而，本研究以古城开封为例，采用GIS手段，运用步行指数算法，评估建筑尺度日常服务设施可步行性，采用空间分析方法研究其空间分异，以期为步行友好型城市发展提供科学指导。

二、研究方法

（一）研究区域与数据来源

开封市为中国六大古都之一、河南省新兴副中心城市、中原城市群核心发展区城市，郑州大都市区核心城市。开封市空间城市化推进较快，据统计，1985年、2000年和2015年开封市建成区的面积分别为39、67和129平方公里，30年来城区面积扩大了两倍多。开封市因为历史、社会、经济等因素，老城区空间结构变化相对较小，而随着城市蔓延与新城区扩张的推进，空间形态变化较大。千年历史与现代城镇化相互作用下，开封市的社区类型多样，涵盖胡同社区、新建商品房社区、单位社区、政策性住房社区等。本文的研究范围为开封市主城区：北起东京大道，南到陇海铁路，西起集英街，东至东郊沟。根据中心城区用地类型和主体功能的不同，可将其分为老城区、东城区、西城区与南城区。老城区主要为城墙围合的区域，该区域内建筑多为1985年以来的老建筑以及仿古建筑，居住区相对破碎。东城区主要为开封的老工业区，居民用地与工业工地交错分布。西城区是开封市2000年以来发展的重点方向，特别是在郑汴一体化带动下，该区域的居住区多为现代高层建筑，居住区规模相对较大。南城区主要是依托陇海铁路而发展，单位社区与新建商品房社区共存。除了有明确边界的大型居住小区单独划为一个社区外，本研究认为社区均为城市支路围合成的区域。因为开封市主城区社区的破碎度比较高，所以本研究直接研究建筑尺度的日常服务设施可步行性。

本文所采用的空间数据主要来源于2015年的谷歌遥感影像（级数为20级，空间分辨率为0.27米）与百度POI数据。主城区各类日常服务设施的坐标信息来自于百度POI数据，道路数据、建筑与社区边界数据均由谷歌遥感影像解译而得。总体而言，开封市主城区共有4147栋建筑物，453个居住小区（社区），3202条路网，日常服务设施6838个（图1）。根据日常服务设施使用的频率可将其分为高频率使用设施，包括餐饮与教育设施；中频率使用设施，包括休闲与购物设施；低频率使用设施，包括医疗、生活服务、公共服务与个人护理设施。各居住小区日常服务设施密度为16个，就各类日常服务设施而言，购物设施最多，平均每个居住小区有4个，餐饮设施位居其次，平均每个居住小区分布3个，休闲娱乐设施、生活设施、公共服务设施平均每个居住分布2个，医疗、个人护理、教育设施平均每个居住小区分布1个。

图1 研究区域概况

（二）数据处理

步行指数的计算包括单点步行指数和面域步行指数两个方面。单点步行指数计算过程有以下三步：构建设施分类表，基于设施类别和步行距离计算基础指数，考虑步行环境进行修正[9]。

1.设施分类

本文的设施分类（表1）根据开封市的实际情况作出了调整，与国外的设施分类有一定差异，日常设施的选取尽可能多地覆盖人们日常出行的需求，设施类别共分为餐饮、购物、休闲、教育、公共服务、个人护理、医疗、生活服务七个大类。各类设施的权重也作了相应调整，根据设施的相对重要性通过专家打分法赋予权重，权重和是15，由于同类设施中不同设施个体之间提供的服务具有明显的差异性，从而引起居民对某类设施的选择具有多样性的需求。餐馆、鞋服店、小吃、娱乐这四类设施的多样性需求较强，所以本文对这四类设施考虑多个设施，并分别赋予权重。

表1 设施分类表及权重

2.基础步行指数

计算从某一点出发到达一定范围内的不同目的地的基础步行指数是在以上设施分类表基础上考虑距离衰减规律所得[19]。设施的权重随着与出发点距离的增加而呈现出有规律的递减。按照基础步行速度每小时4.8公里，5分钟可到达的范围约合400米，20分钟可达到的范围约合1600米，30分钟可以到达的范围约合2400米。在5分钟的出行距离以内，人们的步行出行的意愿并不会发生衰减；当大于5分钟时，快速衰减，当步行时间为20分钟时，衰减率达到12%，之后缓慢衰减，直至30分钟时原值全部被衰减[19]。寻找样本点周围2400米内的设施并赋予相应权重，基于距离衰减规律对权重进行衰减，最后累加各类设施的衰减后权重，即得到样本点的基础步行指数。

3.指数修正

步行环境对人们的步行出行意愿也会有一定的影响，本文选取交叉口密度和街区长度这两个步行环境因素对基础步行指数进行修正，这两个测度指标是经过众多学者研究和多国实践得到的[19]。统计每平方公里交叉口个数和所在街区长度，通过数量等分法将两者的衰减率各分5级，两者最大可衰减率为10%[12]（表2）。经过步行环境修正以后，步行指数最高为15，为了便于比较，将其标准化为0～100。

表2 道路交叉口和街区长度衰减

点的评价只是了解一个点的步行可达性情况，当需要了解一个面（如街道、区县、城市等）的步行可达性时，就需要计算面域步行指数。现在大多数面域步行指数分布情况，主要是通过构建格网，计算每个格网的单点步行指数，通过求取单点步行指数均值来了解面域步行指数。但是这种算法却忽视了水体等人口稀少地区的影响，所以本文基于单个建筑物来计算单点步行指数，通过统计居住小区内单点步行指数均值，来了解每个居住小区的步行指数，最后通过空间插值了解居住小区尺度上开封市步行指数面状分布情况。

三、步行可达性评价

（一）日常服务设施可步行性总体特征

为了更直观有效地分析居住小区到周围日常服务设施的步行指数的整体特征和内部差异，将步行指数分为五个等级：0～20，可步行性差，日常出行依赖汽车；20～40，步行性较差；40～70，可步行性处于中等水平，有一部分设施在步行范围之外；70～90，可步行性较高，日常出行可以通过步行达到；90～100，步行性高，日常出行完全可以通过步行解决[19]。据此分类标准评估开封市4147个居住单元各类日常服务设施的可步行性水平（图2）。总体而言，开封市社区总体可步行指数平均为81，步行性较好。各类服务设施平均可步行水平差异较大，餐饮、教育、医疗、生活、个人护理设施平均步行指数均在90之上，而休闲、公共服务设施的平均步行指数均略高于70。各类服务设施不同等级水平的可步行差异亦较大。如，餐饮、生活设施可步行性高的社区占80%以上，社区各类设施总体可步行性以及休闲、公共服务设施可步行性高的社区所占比重均在20%之下，而其可步行性较高的社区占据一定比重，在35%～55%之间。这在一定程度上说明，进一步提升休闲、公共服务设施等的可步行性有助于快速提升社区总体的可步行性水平。教育、个人护理设施可步行性差的社区所占比重均在10%之上，这是开封市城市规划中应当重点优化调整的设施种类。

图2 各类日常服务设施可步行性水平

为了分析开封市步行可达性的空间分布特征及其差异，利用ArcGIS10.3对开封市主城区各个居住小区的步行指数进行空间插值分析（图3）。开封市主城区可步行性呈现步行可达性高的区域集中连片分布，步行可达性低的区域零星分布。可步行性等级最高的区域主要位于老城区（52%），南城区也有部分分布（28%），以1985—2000年间建成的老旧小区为主。这类小区土地利用混合度高、社区规模相对较小，路网密度大，因而可步行性最高。如老城区可步行性高的社区环鼓楼商业广场分布、南城区可步行性高的社区环中大义乌商贸城分布。可步行性较高的社区主要分布于绅士化封闭小区，这类小区起建于2005年左右，社区规模较大、功能相对单一，是当前城市社区发展的主要类型，在四个城区均有分布。老城市、东城区、南城区、西城区该类社区所占比重分别为43%、44%、43%、70%。可步行性一般的社区主要为城中村、回迁社区、老旧单位福利社区，以及清明上河园、万岁山等景点附近的社区，其周边日常服务设施分布较少，所以可步行性一般。可步行性差与较差的社区主要分布于南城区、东城区与西城区，这些社区与工业用地交错分布，居住环境较差。

（二）高使用频率日常服务设施可步行性空间分异

开封市餐饮设施可步行性整体较好，老城区、东城区、南城区、西城区餐饮设施步行指数的中位数均在90之上。可步行性差的社区零星分布在西城区、东城区、南城区（图4a）。这些社区主要为回迁社区与城中村，餐饮配套设施相对较差，如西城区的龙城香榭里、东城区沙岗寺后街一带的城中村、南城区的文庄村。由于开封市为优秀旅游卫生城市，餐饮业相对比较发达，除东城区外，其他城区可步行性高，步行可达性高的社区所占比重高达90%以上（表3）。

图3 日常服务设施步行指数总体特征

开封市教育设施可步行性空间差异较大（图4b），老城区、南城区、西城区教育设施步行指数的中位数均在90之上，而东城区该指数仅为76。老城区教育设施可步行性整体较好，近90%的处于高和较高的可步行等级。南城区教育可步行性两极分化严重，超过50%的社区可步行性等级高，但该城区可步行差的社区所占比重也比较大，高达13%，主要位于文庄村一带。西城区处于中等及偏上等级的社区比重较高，主要因为该城区一些中高档社区正在建设，教育设施正在陆续配备中。另外，一些城中村的教育设施供给相对较少。东城区教育可步行性最差，只有37%的社区教育可步行性高，近50%的社区可步行指数低于70。该城区在2000年以前曾是开封市重点开发的区域，2000年后发展相对缓慢，所以造成城中村、工业用地、居住用地交错并存，教育设施供给落后。

（三）中使用频率日常服务设施可步行性空间分异

开封市购物设施可步行性呈现中部高、西部次之、东部最低的空间特点（图5a）。老城区、东城区、南城区、西城区步行指数的中位数分别为91、65、86、88。老城区与西城区购物设施可步行性高与较高的社区分别为92%和83%（表4），这两个城区分别以开封市老商业中心鼓楼广场与新商业中心开元广场为中心，形成了两个不同等级的商业体系，购物的步行可达性较好。南城区围绕义务商贸城也形成一定体系的商业体系，但东南部工业组团的居住功能较差，因而购物可步行性相对较差。东城区没有形成明确的商业中心，购物设施可步行性整体较差。

表3 高使用频率日常服务设施可比性性分区统计（%）

图4 高使用频率日常服务设施步行空间特征

开封市休闲设施可步行性呈现中部隆起、两边塌陷的特点（图5b）。老城区、东城区、南城区、西城区步行指数的中位数分别为90、64、71、68，可以看出只有老城区的休闲设施步行可达性一枝独秀，而其他城区的休闲设施可步行性较差（表4）。这主要与开封市休闲设施的布局有关，该市主要大型休闲设施布局在城墙以内，如清明上河园、包公湖等景点。而其他城区休闲设施供给量有限，因而造成其步行可达性较差的局面。

表4 中使用频率日常服务设施可比性性分区统计（%）

图5 中使用频率日常服务设施步行空间特征

（四）低使用频率日常服务设施可步行性空间分异

开封市医疗设施可步行性较高（图5a），老城区、东城区、南城区、西城区该设施步行指数的中位数分别为95、84、91、92。四个城区医疗设施可步行性空间差异较大，老城区整体可步行性高，可步行性差的社区零星分布在清明上河园西北部区域。东城区中等以上可步行性社区均匀分布，所占比重均为37%（表5）。南城区医疗可步行性处于高等级的社区高达62%，处于差与较差等级的社区仅占4%。西城区虽然处于高与较高等级的社区高达80%，但仍有9%的社区可步行性不高，主要分布在回迁社区龙成香榭里。

开封市公共服务设施可步行性较差（图5b），城区、东城区、南城区、西城区该设施步行指数的中位数分别为85、69、75、73。四城区公共设施可步行性高的社区均不足40%，条件最差的东城区，该比重仅有4%（表5），说明开封市的公共设施配备情况，特别是公交供给情况比较糟糕。在空间上，该设施呈现多核心的空间外围分布模式。老城区、南城区、西城区分别形成了以鼓楼广场、集英花园、中大义乌商贸城为中心的高公共服务设施可步行性社区。

开封市生活设施与个人护理设施可步行性高（图5c、5d），老城区、东城区、南城区、西城区这两项设施步行指数的中位数均在90之上。生活设施可步行性高与较高的社区所占比重均超过90%，除南城区外，其他三个城区可步行性差的社区比重均在5%之下（表5）。个人护理设施可步行性水平较高的城区依次为老城区、西城区、南城区与东城区，可步行性高与较高的的社区所占比重分别为91%、85%、74%和62%。其中东城区个人护理设施可步行性差的社区所占比重较高为19%，这些社区主要分布在主城区东南部，属于居住用地与工业用地交错分布的地带。

表5 低使用频率日常服务设施可比性性分区统计（%）

四、结论与启示

图6 低使用频率日常服务设施步行空间特征

社区可步行性是衡量城市可持续发展的重要指标之一，社区日常服务设施可步行性评价有助于科学评估城市基础设施合理配置程度。本研究借鉴国际通用的在线可步行性评价平台walk score的算法，构建适合中国城市日常服务设施可步行性评价的步行指数，以开封市4147栋建筑为基本研究对象，以453个社区为研究单元，分析开封市社区总体可步行性以及各项日常服务设施的可步行性。研究结果发现：

（1）开封市社区日常设施可步行水平整体较高，但空间分布不均衡。老城区可步行性高，西城区与南城区可步行性较高，东城区可步行性相对较差。以鼓楼广场为中心的旧城区，社区破碎度高，土地利用混合度高，可步行性水平较高。城中村以及居住和工业交错分布的社区可步行性较差。

（2）开封市社区各项日常设施可步行性空间分布模式差异较大。餐饮、生活设施、个人护理设施具有一定空间均质性，整体可步行性水平较高。教育、医疗、休闲与购物设施沿中心区向东西递减，呈现一定梯度变化。公共服务设施呈现多中心的圈层分布变化。

（3）开封市社区日常服务设施可步行性具有组团化分异特点。城西北组团为行政科研中心，中、高使用频率日常服务设施可步行性相对较差。城西组团为绅士型居住小区，各项设施的可步行性相对较好。城西南组团为先进制造业与居住混合的用地组合，各项设施的可步行性对较差。城北为休闲旅游型组团，虽然各项设施可步行性不高，但是从建成区环境来看，宜居性较好。城市中心组团土地利用混合度较高，各项设施可步行性最高。城南为新建商品房社区与单位制社区混合的组团，各项设施可步行性也相对较高。城东为城中村与新建商品房社区混合的组团，内部各项设施可步行性参差不齐。城东南组团为重工业与居住用地混合的用地组合，各项设施的可步行性最差。

通过本研究，可以初步确立城中村、回迁社区的日常服务设施优化重点，可以为可步行较差的城东南组团指明日常服务设施优化方向。然而，日常服务设施的可步行性是设施等级、质量以及城市居民出行意愿的综合结果，该模型的不足之处在于没有考虑不同设施的供给状况，忽视了居民的出行意愿，这是下一步需要解决的问题。

注释：

①公交站为高使用频率服务设施，但根据分类该类设施为公共服务设施，综合考虑其他设施特性，将其归并为低使用频率服务设施。

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