基于AHP的城市开放空间包容性研究方法探析

王宇光 杨豪中

1 城市开放空间包容性的双重含义

在工业设计、环境设计、软件设计等各个领域中，包容性设计理念都存在着深远影响。标准BS7000—6关于包容性设计的定义：“一种不需要适应或特别设计，而使主流产品和服务能为尽可能多的用户所使用的设计方法和过程”[1]相对于“无障碍设计”的进步之处在于，包容性设计更加强调了使用者需求的多样性和差异性，“无障碍设计”是为残障用户提供的辅助用品，而“包容性设计”则是为更广泛群体提供的主流产品[2]。

城市开放空间包容性研究的一个重要前提是辨析该领域的包容性与其他设计领域包容性的差异。城市开放空间相对于工业产品、软件应用等，其特殊性主要体现在两个方面：城市开放空间的公共属性以及空间、时间等物理条件的更强限制性。前者意味着城市开放空间作为一种社会资源，应当服务于差异化需求频现的公众群体而非某一类特殊群体。而后者是指个体在城市开放空间使用过程中相对于某工业产品或手机应用等会更受制于空间和时间等物理条件的限制，这种限制从一定程度上突显了城市开放空间作为社会资源的有限程度。“公共性”和“强限制性”影响下，城市开放空间的使用场景更多是“共享”状态而非“独占”，在该领域的包容性实践和研究不仅要考虑空间本身对于使用者的包容性，还应该考虑空间内不同使用者之间的包容性。

介此，城市开放空间的包容性可以归纳为两层含义：

第一层，物质空间环境于人的包容性。城市开放空间作为居民公共活动的物质载体，空间环境本身对于使用者的包容性是实现包容性价值观的基础。该层面的包容性研究也是国内研究现状的主要侧重点，相关论文聚焦于探讨城市开放空间环境于某类弱势群体的关系、空间环境于某类弱势群体的适应性设计，且老年人和残障人士相关研究占主要地位。

第二层，场地中人与人的包容性。该层面的研究主要在探讨空间中使用者需求的差异以及不同需求间的关系，物质空间环境的设计能够引导使用者行为，而具有包容性的场地则应当合理地缓解不同群体差异化需求间的潜在矛盾。国内在该层面的研究略显不足，一方面对于研究对象的分类以及各类群体需求特征的研究有待进一步精细化，另一方面在于缺少关于不同群体需求差异的对比研究。

2 包容性城市开放空间践面临的挑战

2.1 公平与效率的博弈

老年医学教授Bernard Isaacs说过：“为年轻人设计你就排除了老年人，而为老年人设计你将包容年轻人。”[3]但对于现实的城市开放空间而言，不同群体需求是同时间和空间内共存的，因此，其关系也是复杂化的。城市开放空间的“共享”状态要求我们应当对包容性设计中的“用户金字塔”①理论进行反思，老年人与年轻人需求有着潜在的矛盾，上述论断是默认将年轻人需求放置在一个可妥协的地位。而城市开放空间作为一种公共的社会资源，不仅要考虑实现社会的公平性还要考虑其作为资源被使用的效率，当老年人不需要使用的场地依然在套用“金字塔”理论进行设计，那么它既不能体现对使用者的尊重，且难以实现有效的被利用。可以说，包容性设计并不以失能者为中心，而是通过合理降低能力要求，提升在不同情境下广泛客户群体的产品体验[4]。相对于西方国家，我国的城市人口密度更高，城市开放空间资源也更显稀缺，公平与效率之间的博弈尤为明显。城市开放空间一方面作为体现社会价值观的“舞台”，一方面作为社会活动的重要空间载体，两者之间关系的平衡便显得更为重要。

2.2 差异化需求与包容性的矛盾

《包容性的城市设计》和《包容性设计:中国档案》两本专著中都指出了包容性设计的局限性[5-6]，对于城市开放空间而言，这种局限性主要体现在需求的差异性和包容性两者之间的矛盾上。包容性要求城市开放空间服务更多类型的群体，而这些群体之间的需求又存在差异化性甚至矛盾性。一个能够完全满足所有人需求的城市开放空间只能是一种理想存在，而一味追求“大而无外”的理想状态将导致空间服务对象模糊，场地属性不明确，场地特征平庸化，更严重者则甚至难以让任何一类使用者乐于其中。从“包容性设计”的定义中也可以看到“使主流产品和服务能为尽可能多的用户所使用”中选用“尽可能”一词来显示对两者矛盾的妥协。如何协调不同使用者的差异化需求，进而让城市开放空间具有最大程度包容性是城市开放空间包容性研究将面临的持续性挑战。

2.3 从理念到应用的障碍

当城市开放空间只从“第一层”含义去探讨物质空间对于某一类弱势的包容性时，上述两类挑战会被无形的消解，但现实中的城市开放空间要实现真正的包容性就不得不面对“第二层”含义中场地内不同使用者之间的包容性关系。后者研究的不足也在一定程度上反映了包容性设计从理念到实践面临的障碍，当下研究提出的包容性策略或原则所提出的“灵活性”、“多样性”、“可选择性”[7-8]等都是在围绕包容性本身进行解答，而从理念到应用的障碍更体现在缺少“为尽可能多的用户所使用”中关于“尽可能”的依据和标准。即，缺少对同一时空内不同使用者需求差异关系和差异程度的深入了解与量化分析。

3 AHP量化研究于城市开放空间包容性研究的意义

AHP（Analytic Hierarchy Process）层次分析法是Thomas L.Saaty教授于20世纪70年代提出的一种适用的多准则决策方法，它把一个复杂的决策问题表示为一个有序的递阶层次结构，并通过人们的主观判断和科学计算得出备选方案的优劣顺序[9]。AHP通过定性分析与定量分析相结合的方式，以复杂问题先分解再综合的系统思路来进行分析，其工作程序可以归纳为：系统、要素、层次、矩阵、权重五个部分（图1）。

在城市开放空间不同群体间的包容性分析过程中，层次分析法的运用体现出两个方面的优势。首先，使用者需求的层次性特征和AHP基于次序关系的分析逻辑具有一致性。在马斯洛的动机理论中，人类的基本需要被分为：生理需要、安全需要、社交需要、尊重需要和自我实现需要五个层次，满足低层次需要的诉求会优先于满足高层次需要的诉求，并以此形成递进关系[10]。城市开放空间中使用者的需求可以被视为动机理论在具体场景中所展示出的具体现象，这种现象虽然不能完全体现出人类需求根源的规律，但也依然遵循了层级性的递进特征。层次分析法中的重要环节就是依据影响因素的次序关系去计算权重，需求的层级性和这种逻辑在很大程度上存在着契合，因此，此类研究也更便于利用AHP进行分析。其次，城市开放空间的使用需求具有很强的主观性和复杂性，不同使用者其生理机能、知识背景、兴趣偏好等的不同都会影响到其使用需求的具体表现。而层次分析法可以有效地将这种只能定性的主观需求数据转化为以需求次序关系为依据的定量化研究，且通过对复杂问题的拆解和再整合来进行更具科学性的分析研究。

层次分析法的运用可以进一步推进需求差异性的精细化分析，为城市开放空间的包容性研究提供了一种观察各群体需求偏好和需求差异程度的量化研究方法，它为城市开放空间包容研究以及包容性程度判断度提供了更具科学性的判断依据。

4 AHP于城市开放空间包容性研究的方法与示例

4.1 层次分析模型建构

城市开放空间包容性研究中AHP的层次分析模型的基本模型可以分为三层：目标层，即载体中最适宜使用群体；准则层，即空间中所提供的各类功能；方案层，不同的使用群体。值得注意的是，层次分析模型建构的目的在于分析不同使用群体对于某活动载体需求偏好特征，并不只是求得最适宜使用者的最终决策。目标层中的载体可以是某个城市开放空间场所，但不限于此，也可以是以开放空间中的具体环境要素或设施。准则层中的各类功能要素应当依据具体的研究对象进行分类，也可根据需要增加子准则层。方案层中的不同使用群体应当依据具体的研究内容与所针对的研究问题进行分类，例如，以年龄层、活动能力、性别等进行分类。

本文以西安莲湖公园内某活动场地（场地A）为例，目标层为：该场地最适宜使用群体，准则层设定包含：审美需求、认知需求、运动需求、社交需求、安全需求五项。方案层则以年龄段选择了青年、中年、老年三类人群。层析分析模型如图2所示。

图2 示例层次分析模型

4.2 判断矩阵与权重

判断矩阵的建立是层次分析法过程中的重要步骤[11]，建立判断矩阵的目的在于通过对同一层次中的各个要素进行两两相互重要程度比较，进而计算各要素的重要程度权重。判断矩阵建构方式如表1所示。其中，Yij表示要素Yi与要素Yj对于目标X而言的相对重要性程度。

表1 判断矩阵建构方式

相对重要性程度数值则依据AHP评价尺度进行判断，如表2所示。

表2 AHP评价尺度

以表1为例，矩阵X中指标权重计算过程如下：

步骤1：X中元素按列归一化，即求

步骤2：将归一化后的矩阵的同一行的各列相加，即

步骤3：将相加后的向量除以n即得权重向量，即

步骤4：计算最大特征根为，

其中，（Xw）i为向量Xw的第i个分量。

步骤5：一致性检测，AHP中的矩阵基于主观判断比较，为确保主观比较的逻辑合理性，所构建的判断矩阵需要通过一致性检测。

一致性指标CI（consistency index）：

一致性比率CR（consistency ratio）：

RI为随机一致性指标，不同的指标数量（n）对应着不同RI值（表3）。当CR＜0.1时，认定一致性通过，反之则需要对比较判断矩阵数值进行修正。

表3 随机一致性指标

在城市开放空间包容性AHP分析过程中，判断矩阵主要分为了两部分，首先是对研究对象空间各功能侧重程度的现状判断，通过专家打分来确定场地、或设施中各类功能的相对重要性程度，文中案例则是对场地A的功能重要性程度现状判断。其次是不同使用者对于各类功能需求相对重视程度判断，文中示例则为，青年、中年、老年三类人群。根据所得判断矩阵数值通过上述步骤可算得各矩阵中相关影响因素的权重（表4～9）。

表4 场地A最佳活动群体判断矩阵及权重

上述各表进行一致性检测，其CR值均小于0.1，即通过一致性检测，如表10所示。

表5 审美需求下的各群体需求判断矩阵及权重

表6 认知需求下的各群体需求判断矩阵及权重

表7 运动需求下的各群体需求判断矩阵及权重

表8 社交需求下的各群体需求判断矩阵及权重

表9 安全需求下的各群体需求判断矩阵及权重

表10 一致性检测结果

最终所得场地A最佳活动群体综合权重为：青年0.2341；中年0.3460；老年0.4199；如表11所示。

表11 综合权重

4.3 结果分析

通过上述过程分析可得出以下结论：

（1）研究载体对象的功能特征与使用者需求的匹配程度

在示例中，对于场地A而言，老年人的综合权重大于中年人，青年人最低。这表示相对而言，场地A地最适宜的活动群体是老年人，中年人次之，青年人最次（这里的适宜性是一个介于各群体之间的相对概念，文中AHP分析并不能说明场地本身对于使用者的适宜性程度）。再通过对场地A使用群体数量进行统计，如果占比多少的顺序与上述顺序一致，则说明现状空间的功能侧重特征与各类使用者的需求相匹配，不一致则说明场地功能应当依据群体数量的主次关系进行调整，调整内容应当根据各不同使用者于各功能需求的权重次序进行判断。

（2）各群体对于研究载体的需求特征

通过观察对比判断矩阵的所得权重大小可以得知不同群体对于研究载体的需求特征。示例中，青年群体的需求次序为：审美需求、社交需求、认知需求、安全需求、运动需求，同理可知中年与老年需求次序（图3）。

图3 准则层指标权重对比

（3）研究载体对于不同群体的适宜性程度差异

通过计算对比各综合权重差的绝对值大小可以获悉研究载体对于各群体的适宜性程度的差异。示例中场地A对于青年、中年和老年的综合权重分别为：0.2341，0.3460，0.4199。计算差的绝对值求得青年指标权重与中年指标权重差的绝对值为0.1119，中年与老年为0.0793，青年与老年为0.1858，比较三者大小可以得知，对于场地A而言，青年与老年的适宜性程度差异最大，青年与中年适宜性程度差异次之，中年与老年需求差异最小，具体程度如图4所示。这意味着在功能需求层面，场地A中，中年人与老年人具有相对较强的包容性，而青年人与老年人的包容性程度相对较低。

图4 不同群体需求差异程度示意图

以同样的方法还可以得知研究样本中不同群体对于各类功能的需求差异程度。示例中，老年人与中年人对于运动的需求程度相近，年轻人的需求程度与两者存在一定差距等。其他需求项的差异程度如图5所示。

图5 各群体对不同功能的需求差异程度示意图

结语

本文通过层次分析法对城市开放空间中不同群体的需求特征及需求差异程度进行研究，目的在于探索一种可以将主观需求进行定量化研究的途径方法，通过对需求差异性程度的定量化研究来判断空间中不同群体在功能需求层面的包容性程度，并以此形成城市开放空间研究及设计过程中可遵循的量化数据依据，进而推进包容性设计理念在城市开放空间领域的应用与发展。

为了更清晰地展示分析方法及运算过程，文中示例所建构的层次分析模型较为简单，实际中研究的空间和使用者群体更为多样复杂，对于层次模型建构的研究也需要更加精细化和系统化。文中介绍AHP对于城市开放空间包容性的分析研究优势与契合性，但其也存在一定的局限性，这种局限性主要体现在：①过度依赖主观判断所建构的判断矩阵容易造成分析的信度不足，不得不通过扩大研究的样本数量来缓解。②分析结论虽然能够反映出差异程度的量化数据，但依据判断矩阵所得量化结果精度不高，在建构层次模型过程中应确保同层次的不同要素存在更强的相关性，从而缓解精度不高的问题。③分析只能反映不同群体间相对的程度比较，并不能反映场地本身对于使用者的包容性程度，在需要的情况下应结合其他分析方法来确定场地本身的包容性程度。

中国城市的发展建设正处于社会转型和人口结构变革的重要时期。社会转型过程中城市居民对于城市开放空间的需求将从“有没有”逐步转变为“好不好”，个性化、多样化的需求是未来城市开放空间发展建设面对的重要议题，而人口结构变革过程更是给城市开放空间所承载的社会功能带了更多变量。面对多样、变化的使用需求，包容性的城市开放空间需要对其使用者需求及不同使用者的需求差异进行进一步的精细化解读，本文旨在通过结合层次分析法来探析一种对使用者需求差异进行定量化研究的方法，为包容性城市开放空间的发展与实践提供更为科学的参考依据。

图1，表2～3：引自参考文献[9]；

文中其余图表均为作者自绘。

注释

① 用户金字塔理论将用户依照活动能力强弱按照金字塔结构进行分层归类，顶层为能力最弱者，底层为完全能力者，并认为满足顶部用户需求能够产生适用于多数用户的设计方案。