基于手机信令数据的镇级医疗设施评估

师浩辰 赵渺希 王斐

摘要：目前，现有的医疗设施评估研究多从可达性或均等性单一视角开展，所用数据的精确度、时效性均不足，评估结果容易产生偏差甚至误导。对此，本文选取时效性较高的POI和手机信令数据，以分级分类的医疗设施可达范围的综合覆盖次数表征可达性强度，以可达性强度和居民空间分布的耦合情况表征均等性水平，从可达性和均等性两个角度对广东省中山市西北组团的镇级医疗设施展开综合评估。结果显示中山市西北组团的医疗设施可达性相对较好，服务范围覆盖较大；总体均等性较好，但局部仍存在医疗设施服务强度和居民分布数量不相匹配的现象。最后文章基于评估结果将研究单元划分了四类，并针对每一类提出对应的提升策略。

关键词：医疗设施评估；可达性；均等性；POI；手机信令；中山市西北组团

doi：10.3969/j.issn.1009-1483.2020.09.012 中图分类号：TU981/F292

文章编号：1009-1483（2020）09-0083-10 文献标识码：A

Medical Facilities Evaluation Based on the Measurements of Mobile Signaling Data： A Case Study of Northwest District in Zhongshan

SHI Haochen， ZHAO Miaoxi， WANG Fei

[Abstract] Currently， the majority of medical facility evaluations are usually conducted from a single start point， such as accessibility or equality， and the accuracy of data adopted in these evaluations is relatively weak， which may mislead the consequences of evaluation. Thus， this paper harnesses a newly emerging timeliness data， POI and mobile signaling data， to comprehensively evaluate medical facilities in northwest district of Zhongshan from both accessibility and equality aspects， where accessibility is described as the coverage times of medical facilities and equality is depicted as the distribution difference between accessibility and residential. The result shows that the global accessibility and equality of northwest district are relatively optimistic with large service coverage， but there is still some unbalance of equality at local level where medical facilities service and residents distribution are mismatched. Finally， based on the evaluation results， the research units are divided into four categories and each category is given corresponding promotion strategies.

[Keywords] medical facility evaluation； accessibility； equality； POI； mobile signaling data； northwest district in Zhongshan

引言

新世紀以来，由于SARS病毒、甲型H1N1流感病毒、MERS病毒等引起的重大疫情，国内外开始重新审视健康社区这一规划议题。美国疾控中心（CDC），大伦敦政府（Greater London Authority）等政府组织均发布了有关健康社区的文件，明确提出合理的医疗设施体系和布局是构建健康社区的根本[1]。众多医疗学者也分别从HIV的即时检测与全面治疗[2]、老年人健康指数的提升[3]、居民心理健康指数建设[4]等不同角度论证了多级医疗设施合理布局的优势。2020年初当新型冠状病毒（COVID-19）疫情爆发时，各地需要有效地隔离疑似或确诊病例，并组织起科学的防控措施。这不但要求定点收治病例的医疗设施需在高压下稳定地运行，同样要求非定点医疗设施尤其是社区级医疗设施从各方面辅助社区进行防控管理和非疫情轻症病例的及时救治，从而缓解定点医院的问诊压力，因此各级医疗设施的合理布局是未来城市疫情防控的重要基石。总体来说，从健康社区和疫情防控的角度来看，医疗设施稳定的体系与合理的布局是未来城市安全健康运行的基本保障[1]。

医疗设施作为社会公共服务的重要组成部分，其科学的评估方法一直以来是众多学者关注的重点[5-7]。学界认为医疗设施布局的核心评估要求可浓缩为充分满足可达性和均等性两点，这两点也直接反映在了克里斯塔勒的中心地理论中[8]。具体来说，可达性是指在空间分布上能够覆盖大部分的区域，均等性则是在数量上满足不同区域居民的日常生活需求。针对可达性而言，学界讨论的内容基本集中于医疗设施的可达程度/便利程度，但对于其描述算法，却有着截然不同的3种空间模型/理论，主要包括：（1）以医疗设施的最远服务距离覆盖面来描述设施可达性[9-10]；（2）以医疗设施机会积累的数量来描述设施的可达性，即通过居住地至医疗设施的便利程度来量化医疗设施的可达性[11-12]；（3）以空间相互作用来描述设施可达性，该模型以Batty总结的城市引力模型为原型[13]，构建医疗设施—居住地的引力模型，加入人口规模、床位数等影响因子，推断医疗设施的可达性[14-15]。对于均等性，学界主要的研究方向有3类：（1）医疗设施的应用性测量和评估，采用的算法包括墨兰自相关系数测定、极差测定、基尼系数测定、集中曲线测定等，其所反映的是医师、床位数、医疗设备数等医疗资源在区域内分布的相对均衡状况，主要适用于研究范围相对较大的区域[16-17]。（2）基于指标体系的医疗设施均等性综合评估，即通过构建评估体系来计算综合平衡指数，并以此为根据判断医疗设施的均等情况[18]。（3）医疗服务均等性水平评估，该类评估基本以居民需求为核心视角，通过不同人群所接受的医疗服务情况来判断均等性水平，具有去空间化的属性[19-20]。

综合来看，现状研究基本聚焦于可达性或均等性的其中之一，少有两者综合的考虑，这也造成了医疗设施服务水平评估的片面性。可达性和均等性研究主要涉及两个问题：（1）现有不同级别的医疗设施服务范围的空间分布分别是怎样的，能否进行综合评判 （2）现有医疗设施的空间分布情况能否和居民医疗服务需求的空间分布保持一致 首先，现有多数医疗设施的均等性/可达性研究仅聚焦于公立医院，缺少将民营医院、社区卫生站、诊所等不同级别医疗设施纳入的综合评估研究，从而对整体医疗设施的评估有失偏颇。再者，由于数据的缺乏，很多医疗设施的评估研究仅能在尺度较大的情况下体现一定的科学性[21]，且在人口快速流动的当下，静态的指标性数据难以有效地揭示居民居住地的真实空间分布[22]，缺乏检测社区问题的能力。但是，伴随着数据时代的来临，更精准的数据使得城市管理者能够对现有城市问题做出更加准确的诊断，正如Batty所言，信息与通讯技术为新数据的使用提供了新的契机，从而有助于我们以最佳的尺度来观察和检测城市并感知城市脉搏[23]。在众多数据中，POI数据和手机信令数据以其“新、快、准”的特点成为了描述城市活动和人群分布的新数据源[24-26]，大量的新兴城市研究均基于此类数据开展。

因此，本研究以广东省中山市西北组团为例，采用POI和手机信令这两类新数据测度医疗设施和人群分布情况，通过医疗设施服务能力的分级加权计算，更全面地从可达性和均等性两个角度对镇级医疗设施服务开展综合评估，达到准确认识现有医疗设施的分布特征，为后续国土空间规划的要素配置打下评估基础。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区域与数据来源

本次研究区域为中山市西北组团七镇，即古镇镇、小榄镇、东凤镇、南头镇、横栏镇、东升镇和阜沙镇（见图1）。选取该地区为研究区域一方面是由于该地区人口相对密集，城镇化水平较高，区域内医疗设施较多，医疗资源和服务水平也相对较高；另一方面，现有文献多数更加关注城市中心区的医疗设施服务情况，而忽视了高城镇化率的城镇外围地区。综合而言，该区域作为经济较发达且外来务工人员较多地区的样本，其医疗设施的评估对于粤港澳大湾区其他类似的镇级行政区（如东莞厚街，佛山北滘等）有相对较强的借鉴意义。

本次研究数据主要采用手机信令、POI数据和OSM路网数据。其中，手机信令数据所记录的是手机用户与发射基站之间的通信数据，基站会记录其所覆盖范围内用户进入和离开的相关数据，所以能反映一定时间段内该发射基站覆盖内的活跃用户数[28]。本研究所采用的手机信令数据来源于中山移动公司，该公司在中山市场占有份额达70%以上，且用户选择手机通讯商并没有明显的空间分布差异现象，因此，该数据在一定程度上保证了其所反映城市人群流动特征的真实性。而POI数据采集自百度地图和高德地图的公开数据平台，两家地图企业占据当前国内市场份额的90%以上，数据精确程度高。在剔除两个地图重复采集的数据后，研究采集七镇行政区划内医疗设施POI共计121个。路网所使用的矢量数据来源于OSM网络地图，并进行了一定的处理修正。

1.2 研究方法

1.2.1 医疗设施分级分类的可达性测度方法

用户手机会自动选择信号较好的基站连接，而在理想状态下基站信号的强弱主要取决于用户与基站的距离[29]。根据此原理，研究采用Voronoi图法划定手机基站小区分布情况，并以此为研究底图开展后续空间研究（见图2）。

研究采用基于路网计算的医疗设施服务区域覆盖次数来描述设施可达性。以基站小区为例，如果小区被1个医疗设施的服务范围覆盖，记为1；如果被2个医疗设施覆盖，记为2，以此类推。由于居民对于不同级别医疗设施的需求有所差距，所以在具体计算设施的覆盖次数时，研究会以加权的方式对不同类别的设施进行整合。具体方法是首先将医疗设施的POI分为公立医院、民营医院、村/社区卫生站和民营诊所四类，然后基于路网来计算每类中每个医疗设施的服务覆盖区域，最后综合四类设施并统计覆盖次数来计算每个基站小区医疗设施可达性。这一计算可通过软件ArcMap中的服务区分析完成。值得注意的是，每级设施会采用不同的计算方法来推导最远服务距离，继而划定服务区域。其中公立医院、民营医院的服务距离是基于镇域所需床位数来计算（见表1）。其公式如下：

其中Lb是b医院服务距离；k是调整系数，与路网密度有关，这里取0.707（20.5）；Hb是b医院床位数，z是千人床位数，这里依据《全国医疗卫生服务体系规划纲要（2015—2020）》[30]，取每千人6张；Pa是a镇区常住人口数（单位：千人）；Sa是a镇区面积。

村/社区卫生站服务范围依据《城市居住区规划设计标准》（GB50180-2018）为1500米；民营诊所则取卫生服务站的一半距离（750米）为服务范围。

当所有类别的服务范围计算完成之后，通过ArcGIS叠加生成空间可达性的分布图。值得注意的有两点，其一，叠加可达性的时候需留意可达范围覆盖的面积，如果没有全部覆盖基站小区，需要按照面积比例来计入可达性。举例而言，假定j小區的可达性为Rj，若可达范围仅覆盖小区面积的50%，那么可达性记为0.5Rj；其二，不同级别的医疗设施需要叠加不同的权重，权重的确定主要基于各级医疗设施的门诊使用率，数据基于《2018年广东省医疗卫生资源和医疗服务情况简报》计算（见表2）。具体叠加公式如下：

其中，Aj代表j基站小区的医疗设施可达性；Rij代表j基站小区内i类医疗设施的可达服务范围覆盖次数；Sij代表j基站小区内i类医疗设施可达面积；Sj代表j基站小区的面积；Wi代表i类医疗设施的叠加权重。

1.2.2 医疗设施均等性测度方法

均等性的本质是描述现有医疗设施的空间分布与居民医疗服务需求的空间分布的耦合程度，这里医疗设施的空间分布可以由前文提及的可达性表征，而居民医疗服务需求的空间分布则可以由居民居住地的分布情况体现。因此，比较上文计算所得的医疗设施可达性和手机信令数据，便可以一定程度上反映出医疗设施均等性的强弱。为了确保居住地定位的准确性，研究以工作日晚间22时至次日6时之间的信令数据来表征居民居住地的分布，该定位居住地的方法同样可见于钮心毅等人的上海公共中心体系重构的研究中[31]。

为了反映医疗设施可达性和手机基站信号数据空间分布的差异性，研究拟引入非相似系数来描述该差异程度。非相似系数最初是用来描绘不同群体（如白人和黑人）之间的空间分布差异性[32]，后续也逐渐被广泛采纳于多种城市研究中，如用地差异性研究[33]、群体空间分隔性研究[34]等等。其公式也由计算两类变量空间分布的差异性发展为描绘多类变量空间分布的多样性[32]。这里研究引用最基本的原型公式并加以改进，将其拆分成两个步骤：第一步是计算局域非相似系数来描述研究单元的差异性，第二是计算全局非相似系数来描述全局的差异性，具体公式如下：

其中，D代表全局非相似系数，一般用来描绘全局的差异程度，Dj代表局域非相似系数，一般用来描述局域的差异程度，在本研究中解释为j基站小区的差异程度；N代表基站总数；Aj代表j基站小区内的可达性；Asum代表所有基站可达性之和；Pj代表j基站小区内的活跃人数密度；Psum代表所有基站内的活跃人数密度。

2西北组团医疗设施的可达性和均等性评估

2.1 可达性评估

研究将采集的医疗设施POI数据在ArcGIS中进行定位和分类（见图3）。其中，公立医院共计14所，民营医院总计7所，村/社区卫生站共计83处，民营诊所17处。

依据前文中的可达性计算方法，研究分级分类地计算出了四类医疗设施的可达性。结果发现，公立医院可达性（以下简称“医院可达性”）和村/社区卫生站可达性（以下简称“卫生站可达性”）均呈现明显的“强中心，弱周边”聚集现象，尤以古镇镇为代表（见图4）。其聚集中心基本位于镇政府驻地及其周边，这也符合小城镇一般的同心圆式发展规律。而二者的空间分布呈现北高南低的态势，且经济相对发达的区域覆盖水平相对较好。公立医院可达性的覆盖率（覆盖基站小区数量/基站小区总数量）为80.3%，整体较好；但仍存在部分区域未被覆盖，这类区域多数位于多个镇区行政边界的交错地带，城镇化水平相对较低且存在部分耕地、园地和林地。相比之下，卫生站的覆盖率相对较高，为85.6%，但仍有56个基站未覆盖到，多数位于横栏镇和古镇镇。对比上述两级医疗设施可达性，民营医院和民营诊所的可达性分布相对较为单一，高可达性的区域仅集中于少数镇区，并且一定程度上偏离镇中心区域。

将四类医疗设施的可达性按照前文提及的比例进行叠加计算后，文章得出了医疗设施的综合可达性（下称“医疗设施可达性”）。从空间分布来看，其呈现明显的“北高南低”“两主多次”的多中心特征（见图5）。北部区域形成两个可达性核心（小榄镇、古镇镇）；而南部整体可达性相对较弱，镇域交界区域仍然存在部分医疗设施服务范围完全无法覆盖的区域。从典型镇区的服务范围来看，小榄镇明显呈现外溢现象，可覆盖到其他镇区的部分区域；而横栏镇则是基本满足自己镇区的医疗服务需求且服务强度远不如小榄镇（见图6）。就每个镇而言，可达性分布呈现非常明显的中心聚集现象，但仍有部分镇区（东升镇）因行政区划调整而形成“双中心”分布格局。一方面，“双中心”格局可以依托原有合并前镇域的医疗体系，一定程度上强化医疗设施，尤其是村/社区卫生站的覆盖情况，满足居民问诊的空间需求。另一方面，相对分散的医疗设施也会相应地阻止医疗资源的集中化和效率化运作，不利于住院病人和疑难症病人的问诊需求。

总体而言，覆盖范围显示七镇内医疗设施可达性较高，综合覆盖率（覆盖基站小区数量/基站小区总数量）达98.8%，基本可保证绝大部分居民都在医疗设施服务范围以内；从可达性强度分布考虑，在镇域层面上，可达性基本与镇域人口呈现正相关关系，高可达性区域往往承载较多的人口，镇域配置在一定层面上较为合理。

2.2 均等性评估

如前文所述，均等性的核心在于比较居民和医疗设施空间分布的耦合性，其中居民的空间分布可用手机信令数据表征，而医疗设施的空间分布可由前文计算出的综合可达性反映（见图7）。因此，通过计算信令数据和综合可达性的非相似系数便可一定程度上说明医疗设施的均等性。具体来说，医疗设施的均等性會基于局域非相似系数（下称“局域系数”）和全局非相似系数（下称“全局系数”）两个方面来评估。其中，局域系数区间为（-1，1），越靠近-1说明医疗设施的空间分布相比居民数量越匮乏；越靠近1说明医疗设施的空间分布相比居民数量越富余。理论上，局域系数为0是最佳状态，其意味着居民数量和医疗设施空间分布的相对比例能达到平衡。而全局非相似系数区间为（0，1），越靠近0证明医疗设施可达性和人口分布越相似，越靠近1则说明差异性越大。

从均等性研究的结果看，全局系数D为0.03，说明全局医疗设施的空间分布与居民的空间分布状况相对吻合（见图8）。换言之，大部分区域相对而言都较为均衡，医疗设施的均等性较好。但是，从局域非相似系数看，西北组团内仍然存在局部均等性较差的情况（见图9）。具体来说，诸如小榄镇中心区、古镇镇中心区等区域局域系数较高，医疗设施空间分布比例相对过高，医疗设施数量过剩且过度集中；相对的，部分地区如横栏镇、东凤镇北部等局域系数相对较低，医疗设施的空间分布与居民的空间分布实际情况相差较大，医疗设施的数量存在缺口同时空间布局差强人意。甚至出现全镇局域系数均为负数（横栏镇），本地居民的医疗服务需求基本难以就地解决，需要依托其他镇区的医疗资源这一现象。

这一结论同样可以从各镇区的床位数的供需比较得到侧面印证（见表3）。而从全局看，西北组团的床位需求总量是6330.6张，而供给床位量约为6345张，所以总体上基本维持供需平衡，可以内部自给自足。然而，分镇来看，存在部分镇区床位数的实际拥有量远超需求量，同样也存在部分镇床区位数的实际拥有量远不及实际需求量。这组数据的对比充分说明了当前西北组团医疗设施分布的局域不均等性，也符合图9展现的“双高多低”的局域非相似系数分布情况。总体而言，尽管西北组团的整体均等性较好，但是医疗设施的现有布局依旧和居民需求的空间分布存在一定的出入，局部医疗服务的均等性有待提升。

2.3 评估小结与提升建议

综合来看，西北组团现状医疗设施的布局相对科学，但仍存在一些细微的不足。从可达性角度而言，西北组团医疗设施配置较多，整体水平表现较好，综合覆盖率超95%；强度呈现“北高南低”的态势，形成了小榄镇和古镇镇两个核心。但需要注意的是村/社区卫生站这一级别设施的可达性还未达到较高水平（大于90%），与15分钟生活圈的要求尚存在一定差距。从均等性角度而言，西北组团整体均等性较好，医疗设施的供给与居民的需求能达到相对平衡的状态，但局域仍存在设施配置的不平衡，部分区域数量冗余而部分不足，需在后续的规划中做出一定调整。

现阶段正值国土空间总体规划的编制时期，医疗设施的要素配置是其中重要的一环。因此，文章基于可达性和均等性两个可量化的评估视角，通过二元散点图对600余个基站小区进行分类，继而针对每一类提出相应的策略建议（见图10）。所有基站小区被分为了5类，但没有基站小区落在②类范围内，因此后续不予讨论。其中，①类基站小区均等性在-0.5和0.5之间，可达性没有限制。这类小区现阶段整体表现良好，需维持现状，因此在策略上建议少量新建医疗设施以保证未来居民数量增长后的问诊需求；③类基站小区均等性在-0.5之下，可达性在0和0.5之间。这类小区的特征是医疗设施的可达性较低但小区内居民数量相对较多，医疗需求难以满足，因此，建议在这类基站小区附近新建一定数量的医疗设施，缓解问诊缺口；④类基站小区均等性在0.5以上，可达性在0和0.5之间。这类小区相对来说存在医疗设施数量大于需求的情况，且小区内居民数量相对较少，因此在策略上建议该类小区附近的医疗设施规模进行一定程度的缩减，节省下的医疗资源可统一进行再分配；⑤类基站小区的均等性和可达性均在0.5以上。这类小区医疗设施同样有一定冗余，且往往坐落于镇区中央位置。因此，在策略上建议保持现状以应对未来人口增长，同时尽量引导民营医院等民间医疗设施于别处落位，缓解③类基站医疗设施不足的压力。

3结论与讨论

当下，伴随数据捕捉、收集和储存等方式的更新，公服设施规划扭转了以往参照单一静态指标（诸如用地人口规模、地块等级）制定的局面，多源活动数据的引入使得公服设施配置逐渐走向人本化和精细化[35-36]。基于此，本文在以往研究的基础上，采用新兴数据（POI数据，OSM路网数据和手机信令数据），以新方法分级分类地计算医疗设施的服务情况，全面地从可达性和均等性两个角度来评估中山市西北组团的医疗设施。研究发现，西北组团医疗设施的可达性相对较高，服务范围覆盖率接近100%，整体均等性也表现较好，但局部地区存在医疗设施冗余和不足的情况。

本研究是应用多源数据对医疗设施进行多角度多层级综合评估的有益尝试，也是国土空间规划背景下現状规划评估的细化调查，可为后续空间规划中的要素配置提供科学的理论依据。研究对于可达性和均等性进行了分层分类的量化定义和协同分析，弥补了当前医疗设施布局分析中综合性不足的缺陷，但也存在一些不足。研究可继续深入考虑两个方面：其一，在国土空间规划中，如何基于现有的医疗设施评估结果来配置新的医疗设施 如何权衡均等性和可达性 如何相对科学地实行医疗设施的均等化布置 这一点需要重点关注。其二，在当前新型冠状病毒疫情的影响下，健康社区和家庭医生成为了提升基层健康水平、防止疫情扩散的重要手段，而基层的医疗设施布局也成为了这其中的关键[1]。那么，如何基于医疗设施评估结果来建设健康社区理论和发展家庭医生制度 而健康社区理论指导下的医疗设施再配置应该如何做 这些都是未来可以重点考虑的探索方向。

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