信阳市区医疗设施可达性评价及空间优化研究

高军波，张欣怡，胡功琴，孙健武

(1.信阳师范学院 河南省精准扶贫与乡村振兴软科学研究基地，河南 信阳 464000; 2.信阳市自然资源与规划局 国土储备中心,河南 信阳 464000)

0 引言

随着我国经济社会的快速发展，居民对城市公共服务设施的数量和质量提出了更高要求。城市公共服务设施主要涉及行政、商业、医疗、教育等诸多方面，其中医疗设施是城市公共服务设施的重要组成部分，也是城市居民日常公共服务消费的主要类型[1]。医疗设施能够为居民提供疾病预防、诊治和康复等方面服务，包括医院、卫生院、门诊、药房、疾病预防控制中心(防疫站)等[2]。其中，医院①和卫生院是满足居民就诊普遍需求的主要医疗设施。医疗设施布局是衡量城市发展水平的重要标准之一，对保障居民就诊公平和生活品质有重要意义，其评价方式主要是以可达性水平为指标。医疗设施可达性水平是指从出发地到指定医疗设施之间，由于时空阻抗而存在的潜在互动可能性[3]，能够体现居民的就医便捷度。 可达性评价方法包括最短时间评价法、两步移动搜寻法等，相较而言，前者更易寻找距离需求点最近的供给设施，后者能通过模型计算，将供需比例进行多维度判断。国内外学者基于可达性评价对医疗设施布局优化已展开大量理论与实证研究。

目前，基于可达性评价对医疗设施布局优化的研究日趋具体化和多样化，其范围集中于上海[4]等大城市和特定集中连片区域[5]，对微观具体的层面研究较少，主要借助于改进的潜能模型[6]、胡弗模型[7]及网络结构分析[8]等方法，以低收入人群[9]、流动人口[10]等特定群体视角进行医疗设施空间分布与布局优化的研究。研究结果表明，在我国城市发展过程中，高水平的重症、突发性疾病医院仍然是一种稀缺的社会资源[11]。尤其是在大城市中，出现大型、高档医院医疗资源短缺情况，但郊区部分医院存在资源过剩现象[12]。通过国内外学者的大量研究，我国大城市及特定集中连片区域医疗设施布局研究取得显著成果，但实际上城市医疗卫生资源与城市化发展速率受各种客观因素制约[15]，不同区域间医疗设施可达性存在较大差异，使得医疗设施布局不符合实际居民需求。因此，中小城市尤其是乡镇尺度下，医疗设施空间可达性是否满足居民就诊需求，能否通过多角度对比提出最佳优化方案，值得深入研究。

本文以信阳市区为研究区，基于乡镇(街道)尺度，采用ArcGIS空间分析方法，揭示信阳市医疗设施空间差异和可达性水平分布。通过位置分配模型进行医疗设施布局优化，以实现区域医疗设施服务均等化，扩大高可达性水平地区范围，提升低可达性水平地区居民的医疗就诊公平，对完善信阳市医疗服务空间分布具有重要意义。

1 区域概况及研究方法

1.1 区域概况

信阳市位于河南省南部，处于我国南北过渡带，属于中国城市体系东西对称和南北对称的枢纽位置[13]。信阳市区范围包括浉河区和平桥区，面积为3671 km2，共40个街道(乡镇)，总人口153 万人，人口密度为416 人/km2。由G4(京港澳高速)、G40(沪陕高速)、国道G107和国道G312贯穿全境构成基本骨架，若干乡、县级道路及城市道路共同组成其路网结构。截至2017年底，信阳市区范围内共有医疗设施57所，其中三级医院3所，二级医院11所，一级医院43所②。信阳市共有8县2区，市区医疗设施床位数7275张，占全市29.71%；医疗机构人员12 049人，占全市27.73%。

1.2 研究方法

两步移动搜寻法是城市医疗服务可达性计算中成熟的运算方法[14]，该方法主要是指在一定阈值内(d0)进行两次移动搜寻后，计算该范围内需求点i和供给点j的供需比例，从而加总得到各需求点i可达性水平Ai，Ai值越大，可达性越好。计算方法[15]如下：

(1)

(2)

式中：dij是以需求点为基准时，需求点i和供给点j之间的距离；dkj是以供给点为基准时，需求点k和供给点j之间的距离；d0为距离阈值，本研究中以O-D成本分析后各居民点到各医疗设施平均距离31.86 km表示；Sj供给点j的供给规模，本研究用医疗设施等级代替；Dk为需求点k的需求规模，本研究用人口规模代替。

传统两步移动搜寻法对阈值内任意距离或时间的供给点一视同仁，但在实际情况中，即使在阈值范围内，居民就诊选择也应符合距离衰减原则。本研究在计算居民点与医疗设施的距离时，将高斯变量方程引入两步移动搜寻模型中，进行信阳市城区医疗设施可达性水平计算，以模拟居民对医疗设施选择的距离衰减特征。

1.3 数据来源

本研究中空间数据主要来源是以《信阳市行政图》为基础，通过收集地图POI信息数据、中国地形地貌数据，结合谷歌地球卫星影像图做出一定更新调整形成的地理信息系统数据库。定量数据主要来源于《信阳市统计年鉴(2018)》，并从信阳市各级政府网站、国家卫生健康委员会网站中获得补充。

2 市区医疗设施可达性评价

2.1 最短时间可达性评价

以行驶时间为阻抗，取各行政点最短用时为最短时间可达性水平，依据等分法将可达性值进行反距离权重插值，以达到空间可视化。信阳市区医疗设施可达性水平良好，居民抵达最近医疗设施时间最快为0.05 h，最慢为0.43 h。但研究区医疗设施分布不均，震雷山街道无医疗设施分布。其中用时0.05～0.13 h为可达性高水平地区，用时0.13～0.21 h为较高水平地区，用时0.21～0.28 h为可达性中水平地区，用时0.28～0.36 h为可达性较低水平地区，用时0.36～0.43 h为可达性低水平地区(见图1)。高水平地区面积占市区总面积87.62%，仅在震雷山街道、甘岸街道和吴家店镇存在可达性低水平地区，其面积占比仅为6.27%。原因主要因为除震雷山街道外各乡镇(街道)均至少拥有一家卫生院，且吴家店镇与甘岸街道交通路网密度较低，分别为0.53 km/km2和0.44 km/km2。但在现实情况中医疗设施附近的人口密度和医疗设施的等级也影响着医疗设施服务能力和居民就医选择[3]，仅通过最短出行时间评价医疗设施可达性较为片面。

2.2 高斯两步移动搜寻法可达性评价

以距离为阻抗，根据高斯两步移动搜寻模型得出医疗设施可达性水平，依据等分法将可达性值进行反距离权重插值，以达到空间可视化(图1)。结果表明，信阳市医疗设施可达性分布不均衡现象显著，可达性高水平地区呈现明显的“双核”特征。可达性最高值为8.85×10-4，最低值为5×10-6，最高值约为最低值177倍。将可达性水平分层次分析，可达性高水平地区面积约占研究区总面积的10.06%，分别以湖东街道和高新区为核心呈“双核”特征；可达性较高水平地区平均沿高水平地区外围7 km处分布，约占研究区总面积的15.19%；可达性中水平地区分布于较高水平地区外围，其面积约占研究区总面积21.66%；可达性较低水平地区分布范围最大，并镶嵌于中水平地区的震雷山街道、浉河港镇、谭家河乡部分地区，其面积约占研究区总面积40.06%；可达性低水平地区于高粱店乡、查山乡和胡店乡部分地区，低水平地区面积约占研究区总面积的13.03%，是亟待优化地区，原因在于可达性水平分布现象与人口、交通和地形地貌因素有关。

图1 医疗设施可达性水平可视化对比Fig. 1 Visual comparison of accessibility values of medical facilities

信阳市区医疗服务可达性“双核”特征突出，究其原因是羊山新区路网密度及人口密度均低于可达性高水平地区。高水平地区路网密度最大达到2.13 km/km2，平均路网密度为1.54 km/km2，羊山新区交通路网密度仅为0.91 km/km2.同时，羊山新区人口密度仅为855 人/km2，远远不及高水平地区人口密度(1769 人/km2)。

2.3 可达性水平与人口、交通和地形地貌耦合分析

2.3.1 可达性水平与人口密度正相关

人口密集区域拥有更多高等级医疗设施(二级及以上等级医疗设施)。可达性高水平地区人口密度约为1769 人/km2；较高可达性水平地区人口密度约为417 人/km2，中可达性水平地区密度约为380 人/km2，较低可达性水平地区人口密度约为358 人/km2；低可达性水平地区人口密度为320 人/km2，其覆盖人口仅约占总人口的8.21%。主要是由于可达性高水平地区(即车站街道、湖东街道、老城街道、民权街道、平桥街道、平东街道、五里墩街道、高新区)均为人口密集区域，医疗设施共有23所，其中三级医院3所，二级医院7所，占市区高等级医疗设施总数71.43%，本区域居民医疗消费可达性更高，方便便捷。

2.3.2 可达性水平与交通通达性正相关

高等级交通道路的通达程度对居民医疗设施可达性影响显著。高等级交通道路(省级及以上道路)覆盖区域范围越大，地区的医疗设施可达性程度越高。可达性低水平地区的高等级交通覆盖面积较低，使得居民通过国(省)道及高速公路前往高等级医疗设施的时间相较而言更长。其中1 km距离内覆盖区域占可达性高水平地区总面积50.14%；占较高水平地区总面积31.58%；占中水平地区总面积8.03%；占较低水平地区总面积6.87%，占低水平地区总面积2.98%。2 km距离内覆盖区域占可达性高水平地区总面积达80.23%；占较高水平地区总面积72.15%；占中水平地区总面积50.21%；占较低水平地区总面积47.67%，占低水平地区总面积21.42%。主要是可达性低水平地区的高等级交通道路里程数为30 km，仅占研究区高等级交通道路里程数的6.32%，不便于居民出行选择合适的道路前往高等级医疗设施，从而增加居民出行路程及时间，导致该地区医疗可达性水平低。

2.3.3 可达性水平越低地区，地势起伏越大

信阳市区西南部为低海拔地区，地势起伏较大，平均海拔404 m。可达性水平与低海拔地区不一致程度较高。在可达性低水平地区(高粱店乡、查山乡和胡店乡)，地形地貌差异可以细化为与周边地区地形地貌对比，揭示可达性与低海拔的负相关关系。高粱店乡平均海拔122 m，周围地区平均海拔95 m；查山乡平均海拔121 m，周围地区平均海拔83 m；胡店乡平均海拔102 m，周围地区平均海拔73 m。究其原因，由于地形地貌起伏程度越大、海拔越高地区，其人口分布密度和交通便捷程度不如低海拔地区，导致医疗设施可达性低。

3 信阳市城区医疗设施布局优化方案

3.1 最小化阻抗模型优化方案

以14所二级及以上等级医院作为高等级医疗设施点，目标区域为40个乡镇街道，取平均距离31.86 km为阻抗。模拟发现，高粱店乡、肖店乡和浉河港镇居民仍无法在特定距离内到达医院，优化方案是将三地原有一级(乡镇)医院升级为二级医院，配置二级医院医疗设施、卫生技术人员，同时扩大其医疗服务范围(图2a)。

图2 不同模型可达性优化后情况Fig. 2 Comparison of accessibility optimization with model

优化后，各乡镇(街道)居民都可以在31.86 km距离内到达高等级医疗设施，缓解了高等级医疗设施集聚情况，整体提升市区高可达性及中水平可达性地区面积。其中可达性高水平地区面积增长至199 km2，增长幅度占原高水平地区面积的29.2%，低水平地区面积下降至131 km2。同样，由于浉河港镇卫生院等级升级，缓解了肖店乡、浉河港镇和董家河镇等地区的医疗设施可达性情况。 三个乡镇医疗设施可达性中水平地区在原基础上分别增加75%、75% 和35%。

需要注意的是，最小化阻抗模型优化方案以距离为阻抗，通过升级一级医疗设施使高等级医疗设施供给规模能够最大程度覆盖研究区，但由于仅将地处较偏的三所一级卫生院改造为二级，可达性低水平地区面积仅下降2%，对可达性低水平地区的重视和关注不够，没有大幅度缓解低水平地区高等级医疗设施分布不足的问题。

3.2 最小化设施点数模型优化方案

本方案以平均时间0.398 h为时间阻抗，以14所二级及以上等级医院作为高等级医疗设施点，目标区域为40个乡镇街道。根据最小设施化点原则进行分析求解，结果得出14所设施点医院中，2所医院为已选项点即平桥区明港中医院和信阳市第二人民医院，其他12所医院为候选点。根据保留现有医院位置不变的前提条件，需要对平桥区明港中医院和信阳市第二人民医院这两所医院进行优化升级至三级医院，以满足居民就诊需求(图2b)。优化后信阳市区可达性水平呈现明显变化，可达性整体情况改进效果显著，提高了高水平地区分布范围，较好地解决了一部分低水平地区医疗设施可达性问题。可达性高水平地区面积约增加130 km2，其中羊山新区的可达性高水平地区增加15 km2，高水平地区“双核”特征消失。中水平地区范围向西北延伸范围约195 km2，南部浉河港镇、谭家河乡、李家寨镇中水平地区面积增长幅度约占各自总面积的27%、38%和24%。

最小化设施点数模型优化方案以时间为阻抗，医疗设施等级的升级提升了其供给规模，扩大了服务范围，使查山乡和胡店乡可达性水平脱离了低水平地区范围，一定程度上有效解决了低水平地区医疗设施可达性问题。

4 结论与启示

4.1 结论

信阳市区医疗设施布局分布不均衡。 高等级医疗设施(二级及以上综合医院)高度集中于中心城区，具体北至北环路、南至解放路、西至新七大道西段、东至工区街区域内，医疗设施占比为42.86%；低等级医疗设施(一级综合医院及卫生院)呈空间分散布局，除城郊震雷山街道外，平均每个乡镇(街道)至少拥有低等级医疗设施1所；但其中62.50%(25个)乡镇是有且仅有1所一级医院，无二级及以上医院分布。

信阳市区医疗设施可达性水平差异显著。 其中高水平可达性地区聚集于市中心区域的湖东街道和高新区，低水平地分布于高粱店乡、查山乡和胡店乡等农村地区。可达性水平与人口密度、交通通达性正相关，与海拔高度成反比。高水平可达性地区高等级医疗设施占比71.43%，低水平地区无高等级医疗设施分布；可达性高水平地区1 km距离内覆盖区域占其总面积50.14%，但低水平地区仅占该2.98%；高水平可达性地区平均海拔仅63 m，低水平地区为115 m。

通过最小化阻抗模型、最小化设施点数模型对信阳市城区医疗设施布局优化模拟，建议平桥区明港中医院和信阳市第二人民医院进行升级改造，以达到扩大高水平可达性区域，降低可达性低水平地区范围，整体改善信阳城区医疗服务可达性水平目的。

4.2 启示

为了改造升级二级医疗设施，扩大医疗服务范围，提升医疗服务能力，提高医疗资源利用率，从配套公共设施和自身医疗条件两方面建议如下：

(1)改善交通条件，提升医疗可达性。医疗设施可达性与道路交通通达性具有密切关系，交通道路通达程度高不仅有助于城市的经济发展，还能改善居民的出行条件，增加就医便捷度。一方面完善低医疗可达性水平的乡镇道路路网建设，整体提升城区医疗设施可达性水平，提升医疗设施服务范围。另一方面对于部分地处城市人口密集区域的医疗设施，如信阳市第二人民医院，可以通过远期规划“城市快速公交”线路，发展快速公交系统来缓解居民出行拥堵问题。

(2)完善医疗条件，引进培养人才。 三级综合医院是以高水平医务诊疗服务为主，兼顾疾病预防、愈后康复及日常保健功能、具有一定医学科研水平的医疗设施。要持续开展人才计划，坚持“培养”与“引进”双管齐下。选派医院业务骨干、管理人才等参加上级主管部门组织的专题培训，同时要鼓励医疗卫生人员进行继续教育在职学习。要不断加大对信阳市高水平层次医疗卫生技术人员的引进力度，持续引进高层次人才团队和公共卫生管理人才，保证拥有一支长期、稳定、高素质的实用性后备人才。通过建立符合中小城市医疗行业特点的人事薪酬制度，稳步提升医务人员的薪酬水平，继而达到“吸引人才、发展人才、留住人才”的目的。

注释：

① 医院由专科医院、综合医院和中医院等各类医院组成。专科医院的就诊人群所受时间、空间因素影响较小，本研究暂不考虑专科医院布局对医疗设施空间可达性的影响。

② 根据国家卫计委所下发的《医疗机构基本标准》及国家卫生健康委员会评定的医院等级，将医院及卫生院分为一、二、三级，且乡镇级卫生院等同为一级医院。