基于交通网络分析的城市社区生活圈划分——以山西省原平市中心城区为例

马晓婷

(山西省城乡规划设计研究院工程设计中心，山西太原 032000)

1 城市社区生活圈

城市社区生活圈是指以居民步行时间为单位，以单位时间可满足居民物质与生活文化需求为原则，将城市空间划分为各级社区生活圈层，大城市通常分为15 min社区生活圈、10 min社区生活圈、5 min社区生活圈三级，中小城市分为10 min社区生活圈、5 min社区生活圈两级。

为贯彻落实十九大治国理政新理念及中央城市工作会议精神，适应城乡规划改革需要，建立与各级政府事权和城市治理内容相融合的空间治理体系和规划管控体系，加强各类规划合理衔接，确保公共服务分级配置到位，如何科学合理划分城市各级生活圈成为规划界必要的研究课题。2016年，海口市在“十三五”规划中提出，推进“15 min社区生活圈”建设，确保居民在步行15 min之内即可享受到快捷的生活服务。同年，上海市规土局形成了《上海市15分钟社区生活圈规划导则》[1]，分别从规划准则、建设导则和行动指引等方面，明确了相关导向和要求，指导上海市社区规划工作。随后，济南、成都等城市相继提出构筑社区生活圈的规划思路。2018年6月山西省出台《山西省城镇空间单元划分技术指南》[2]，要求以市、县城乡规划管理部门为责任主体，科学合理划定城镇空间单元，即各级社区生活圈。各省市出台的文件、导则、指南均从战略高度对社区生活圈提出建设指引，未对城市如何划分社区生活圈做具体的方法指导。

国内学者张亦汉等在国家重点基础研究发展规划“973”(2011CB707103)、国家自然科学基金(41301408)和广东省自然科学基金(S2013040016071)联合资助项目论文——《广州一小时生活圈的划分及其变化分析》中，根据城市道路交通网络，采用了凸包法划分广州市1 h生活圈，利用GIS相关技术直观地显示1 h生活圈的范围，深入地研究其形成机理，并分析其带来的影响[3]。孙道胜等，以北京清河地区为案例，采用GPS数据和活动日志数据，基于个体行为方法，依照功能和可达性两个维度提出日常生活圈的基本概念；并运用Alpha-shape方法，选择18个社区进行社区生活圈的实证测度[4]。柴彦威[5]在对国内外城市生活空间的概念深入剖析的基础上，基于时空间行为对中国城市生活圈进行界定。以上这些研究均是利用开放数据与大数据，对生活圈划分研究的有益尝试，其中存在的一些问题与不足也值得我们去进一步思考。过往研究从概念上对生活圈进行定义，利用大数据将某城市作为整体去探寻区域生活圈所带来的影响，或对已成型的社区进行重新测度，对城市总体社区生活圈划分的研究较为缺失。

因此，本研究从城市总体角度出发，对规划中各级社区生活圈如何划分提出具体思路，并促进规划管控单元与社会治理单元在空间上对应统一，并指导各级生活圈公共服务设施配置。本研究以山西省原平市中心城区为例，研究使用地理信息系统软件Arcgis10.3进行模拟计算，具体技术流程为：①创建原平交通路网；②构建中心城区全城路网数据集；③公共服务区与可达性分析；④根据原平市实际情况，划分10 min、5 min两级社区生活圈(图1)。

图1 技术流程框架

2 原平市中心城区交通网络分析

2.1 范围界定

原平市位于山西省北中部，东临旅游胜地五台山，西靠宁武，南与忻州、定襄为界，北接代县、朔州。据《原平市城乡总体规划(2018年-2035年)》，2017年原平建成区用地规模为20.36 km2,人口规模为16.1万人，人均用地为126.44 m2；规划期末中心城区人口为24万人，城市建设用地为27.54 km2(图2)。

按《山西省城镇空间单元划分技术指南》，本研究中社区生活圈划分的范围为经上级政府批准的城镇开发边界所围合的空间范围。2018年5月原平市人民政府组织编制《原平市城镇开发边界划定》，明确中心城区开发边界范围为35.87 km2，其中规划建设区27.54 km2，有条件建设区5.61 km2，其他用地2.72 km2。依托“一城两区”的总体布局结构，由大运高速公路将城区分为中心区和东部新区。其中中心区开发边界规模为29.30 km2，东部新区开发边界规模为6.57 km2。原平市属于未设区城市，根据《山西省城镇空间单元划分技术指南》，原平市可在城镇开发边界范围内划分“控规单元——基本单元”两级城镇空间管控单元，与此相对应的为“十分钟社区生活圈——五分钟社区生活圈”两级社会治理单元。

2.2 数据来源

本研究基础数据包括原平市道路路网、公共服务设施现状及规划数据。

2.2.1 原平市道路路网数据

从dwg格式的《原平市中心城区北部片区控制性详细规划》、《原平市中心城区西南片区控制性详细规划》、《原平市中心城区东南片区控制性详细规划》用地规划图中提取铁路、道路中心线、河流三个图层。在CAD中将道路中心线处理为每个交叉口之间端点重合的独立线段，提取道路名称与长度信息，并根据交管部门提供的资料制作每条道路机动车限速、公交限速、是否为单行线等数据表格以备用。

2.2.2 公共服务设施现状及规划数据

通过数据挖掘技术使用百度平台提供的Application Programming Interface接口获取POI开源大数据，得到现有公共设施的点数据。原平市总体规划与控制性详细规划是一脉相承的，从dwg格式的总规或控规用地规划图中提取各类公共设施、居住用地等图层。

2.3 交通网络构建

在基础数据来源明确的基础上，进行原平市中心城区交通网络构建，包括网络元素准备、数据梳理、构建网络数据集三个步骤。

2.3.1 网络元素准备

将获取的道路交通信息处理为三类要素，分别为边要素源(线要素类)、交汇点要素源(点要素类)与转弯要素源(转弯要素类)。其中，边要素源包括铁路、高速公路、国道、省道、快速路、主干道、次干道、支路；交汇点要素源为公交站点；转弯要素源为建立的特殊转弯信息。

2.3.2 数据梳理

利用Arcgis10.3新建原平市中心城区道路交通要素数据集，并将边要素源导入数据集中。通过融合工具处理原平市中心城区道路交通数据的几何连通性，使线要素仅在重合端点处进行连接，并在重合折点处分成多条边连通(图3)。同时，将边要素源分为三个连通性组，国道、省道、快速路、主干道、次干道、支路为连通性组一，铁路为连通性组二，高速公路为连通性组三，处于不同连通性组中的边仅可通过两个连通性组共享的交汇点进行连接，如高速出入口等。此外，加载并链接原平市道路路网数据表格，使每条道路的名称、长度、驾车速度、公共交通速度、步行速度、单行线情况均显示于数据属性表中。

2.3.3 构建网络数据集

选择GeoDatabase作为工作空间，校核准备充分的网络元素是否已全部导入要素数据集中，在完全导入的基础上，经新建网络数据集、构建转弯模型、设置连通性、高程字段选择等步骤后，为网络数据集添加开车时间属性、公共交通时间属性、步行时间属性。时间属性设置的具体方法为添加新属性名称定义，如开车时间，使用类型为成本，单位为分钟，值为[Shape_Length]/[驾车速度]/1000×60，公共交通时间、步行时间类似。在此基础上，设置通用转弯确保网络数据集的完整性(图4、图5)。

图4 构建网络数据集步骤

图5 原平市中心城区交通网络与部分数据属性表

2.4 公共设施服务区与可达性分析

在原平市中心城区交通网络构建完全的基础上，对控制性详细规划中确定的公共服务设施用地进行服务区与可达性分析，以大数据模拟10 min社区生活圈与5 min社区生活圈具体范围。

商业服务业设施用地使居民在有限的步行时间内就能解决便利购物、早餐、美容美发等大部分生活需求，小学、医院、广场、公园满足居民就医就学、休闲游憩的需求，因此对商业服务业设施、小学进行服务区分析，对医院、公共空间进行可达性研究，可得出社区生活圈较为粗略的范围(图6)。

图6 原平市中心城区公共服务区与可达性分析

2.4.1 商业服务业设施服务区分析

加载商业服务业设施用地中心点，以控规确定的商业设施为中心，提取构建步行10 min、5 min服务区，为10 min社区生活圈、5 min社区生活圈划分提供依据。

2.4.2 小学服务区分析

中小学是满足居民基本生活需求的重要城市公共服务设施。按照出行距离划分服务区，构建小学300 m、500 m服务区，为各级社区生活圈划分提供参照。

2.4.3 医院可达性分析

医院可达性是指某区域范围内居民通过各种方式与相关医疗设施进行交流的能力。医院作为公共服务设施的重要组成部分，依据各居民点到医院的可达性分析划分城镇空间单元，继而由城镇空间单元划分边界反推社区所需新配置的医疗设施，是实现区域医疗服务均等化的有效途径。

加载规划居住用地、医院中心点，以居住区为起始点，医院为目的地点进行OD成本矩阵分析，根据总规与控规编制初两次问卷调查结果汇总，人们就医常采用驾车与公交两种方式，而很少采用步行方式，因此分别计算驾车与公共交通两种出行方式的可达性数据，作为原平市各级生活圈划分的初步依据，同时作为社区新配置医院的重要参数。

2.4.4 公共空间可达性分析

2012年11月住房和城乡建设部发布《关于促进城市园林绿化事业健康发展的指导意见》，要求各地按照城市居民出行“300 m见绿，500 m见园”的要求，加快各类公园绿地建设，不断提高公园服务半径覆盖率。可见公园为居民休闲游憩需求的重要承载空间，也是社区生活圈构成中必不可少的内容之一。因此以居住区为起始点，公园、广场为目的地，制作步行可达性专题地图，满足人们步行5 min、10 min日常公共活动需求，为原平市中心城区各级社区生活圈划分形成初步依据。

3 原平市中心城区各级社区生活圈划分

本研究的重要意义在于按照10 min步行可达的空间范围，结合街道等基层管理需求划分10 min社区生活圈，是城市建设用地范围内修编控制性详细规划的最小城镇空间单元，将10 min社区生活圈与街道办行政管辖范围相结合，将5 min社区生活圈与社区行政管辖范围相结合，调整现有街道办管辖区界线、社区行政管辖范围，形成统一的规划管控单元与社会治理单元，以便于规划编制、实施与城市治理。

3.1 10 min社区生活圈划分

基于前文对原平市中心城区交通网络构建与分析，首先将商业服务业设施服务区分析、小学服务区分析、医院可达性分析、公共空间可达性分析进行叠加，根据步行10 min距离，医院驾车或公共交通10 min距离，初步划分10 min社区生活圈(图7)。

图7 交通网络分析叠加后10 min社区生活圈划分

为保障居民日常购物、就学的安全性，应尽量减少河流、铁路、主干路的跨越，因此在初步确定的10 min社区生活圈基础上，将河流、铁路、主干路等限制因素排除，并按《原平市城镇开发边界划定》确定的开发边界，修正10 min社区生活圈边界(图8、图9)。

图8 限制因素与开发边界

图9 修正后的10 min社区生活圈边界

据前文所述，现有街道办行政管辖范围结合10 min社区生活圈边界进行调整，二者形成为统一边界，因此需要与当地政府、职能部门、街道办、居民进行充分沟通协调，通过多次反复的问卷调查、意见征求会、部门协调会、座谈会，确定10 min社区生活圈边界。最终，将原平市中心城区划分为八个一般型10 min社区生活圈(一般控规单元)与三个功能组团型10 min社区生活圈(功能组团型控规单元)，平均规模约2～6 km2，服务常住人口约0.5×104～5×104人。每个10 min社区生活圈集中构建设施齐全、服务完善的公共服务体系，创造活力街道界面，成为引导城市有机更新、活力增长的空间组织模式(图10)。对未来公共设施配建提出要求，10 min社区生活圈内部应配置初中、体育馆、街道卫生服务中心、养老院(含残疾人托养所)、老年护理院、文化活动中心(含青少年、老年活动中心)、超市、街道级商业中心、银行营业网点集中区、快递货物集散站、独立停车场、居住区公园等公共服务设施，大部分设施应独立占地。

图10 最终确定的10 min社区生活圈划分边界

3.2 5 min社区生活圈划分

在10 min社区生活圈划分边界最终确定的基础上，按照商业、学校、公共空间五分钟步行可达，医院5 min驾车或公共交通可达的的空间范围，结合社区基层管理需求划分。5 min社区生活圈也是城镇空间单元的基本单元，不仅落实控规单元(10 min社区生活圈)规划，落实社区的意图，还对5 min社区生活圈内进行精细化管理(图11)。

图11 5 min社区生活圈划分边界

最终将原平市中心城区划分为37个5 min社区生活圈，平均规模约0.2～1.6 km2，形成控规单元(10 min社区生活圈)的基本空间载体。5 min社区生活圈内应配置小学、幼儿园、体育场地、社区卫生服务站、老年日间照料中心(托老所)、文化广场与阅览室、社区级商业设施、菜市场、便利店、社区餐馆、银行营业网点、快递营业用房、停车设施、游园等，部分公共服务设施可以合并设置。

4 结论与讨论

过往大多数对生活圈的研究都停留于对生活圈所带来的影响进行分析，或对已成型的生活圈进行重新测度。一方面在于研究出发点、落脚点不同，另一方面也与研究数据的局限性有关。大数据时代为精细化、定量化研究种种城市问题带来良好机遇，但其依托的数据源类型结构较为单一。本研究基于上述问题，利用《原平市城乡总体规划(2018年-2035年)》、《原平市中心城区北部片区控制性详细规划》、《原平市中心城区西南片区控制性详细规划》、《原平市中心城区东南片区控制性详细规划》等项目编制获取的第一手数据，与百度平台获取的POI开源大数据，构建网络数据集，进行交通网络分析，在很大程度上提升社区生活圈划分的科学性与合理性。

首先将商业服务业设施、小学步行10 min服务区，公共空间步行10 min可达区域，结合医院驾车或公共交通10 min可达区域相叠加，勾勒出原平市10 min社区生活圈大致边界。继而将河流、铁路、主干路等限制因素排除，根据开发边界范围修正10 min社区生活圈边界，与各方充分沟通协调后，最终确定10 min社区生活圈划分边界。10 min社区生活圈不仅为街道办行政管辖范围，也是控规编制的最小城镇空间单元，促进规划管控单元与社会治理单元在空间上的对应与统一，并为未来公共服务设施配置区域提供依据。在10 min社区生活圈划分的基础上，叠加商业服务业设施、小学步行5 min服务区，公共空间步行5 min可达区域，医院驾车或公共交通5 min可达区域，结合社区基层管理需求划分5 min社区生活圈。5 min社区生活圈不仅为社区行政管辖范围，也是城镇空间单元的基本单元，在生活圈内实施精细化管理。

各级生活圈边界基本符合原平市的实际情况，也得到了城市多方认可，证明了基于交通网络分析研究城市各级生活圈划分的科学性与合理性，该方法可做一定范围的推广尝试，并可以很好地为规划过程中城市公共服务设施配置工作提供依据和支撑。