呼和浩特市新城区城市公园防灾效能分析*

文/内蒙古工业大学建筑学院 内蒙古自治区绿色建筑重点实验室 吕方超 孔繁荣 其布日

1 背景

为应对突发的新冠肺炎疫情，我国展现出极大的应变力与执行力。但疫情让人们意识到所处的城市空间并没有想象中安全，各类城市灾害频发使大众聚焦于城市的防灾避险空间。一旦再次发生城市灾害，如地震、火灾、洪涝，甚至是类似于新冠肺炎疫情的公共卫生事件等，城市防灾空间能否发挥其功能是目前城市防灾中迫切需检验的问题。

1.1 研究意义

城市公园已成为城市重要的防灾避险基础设施。国内外多项研究指出，城市公园的结构和布局能对灾害预防和紧急避难起到重要作用。日本的城市公园在防灾避险方面有较多的探索与研究。1993年，日本《城市公园法实施令》中对城市公园的防灾避险功能与指标建设进行详细规定[1]。目前我国对城市公园的防灾避险研究主要集中在选址适宜性，以及“平、灾”转换等方面[2-3]。李晓玲等[4]对防灾公园防灾功能进行了系统研究，得出城市公园在作为防灾和救援场所时可能具有8种机能；雷芸[5]通过分析日本的防灾公园体系构建，在回顾日本城市防灾公园发展的基础上，阐述城市公园的防灾功能和空间布局原则，为我国城市公园防灾减灾方面的建设提供参考依据；屠梦慈[6]运用空间句法，对苏州城市公园的内部空间进行防灾效能的分析，总结其空间模式，得到分析结果。总体而言我国学者对公园防灾避险的研究正逐步从外部空间进入内部空间。

对于城市公园防灾效能，即防灾公园空间在遇到灾害时能否较好履行其核心功能，具体表现为“作为避难场地及时集聚避难人群”和“作为通避难道及时疏散避难人群”两大特点[7]。前者强调空间便于到达的能力，后者强调空间便于通过的能力。因公园内防灾功能的规划与空间组织客观特点存在差异，在防灾公园空间组织分析中，不能仅对其整体情况进行分析，还需分析其内部匹配的差异性，故对防灾公园空间组织有效性进行多方分析。

1.2 研究区域概况

内蒙古自治区幅员辽阔，自治区城市与我国其他城市差异性较大，故在公园绿地的防灾避险方面同样存在差异。

研究以内蒙古自治区呼和浩特市新城区为例，其位于内蒙古自治区首府呼和浩特市的东北部，始建于清朝乾隆四年（1730年），由清代建造的绥远城（俗称“新城”）而得名。新城区全区总面积700km2，其中城区面积55km2。

新城区公园较多，大型公园多位于新城区北部，城市南部的公园面积均较小。本文选取新城区4个特色公园作为防灾公园空间有效性分析的研究对象，分别为成吉思汗公园北园、成吉思汗公园南园、苏雅拉公园、佳地苗圃花园（见图1）。

图1 研究对象位置示意

成吉思汗公园位于新城区东北方向，横跨成吉思汗大街，分为南、北两园。成吉思汗公园总面积为56hm2，绿化面积约42hm2。公园原为呼和浩特市的采砂场，地形高低起伏较复杂。建成公园后仍保持了地形的复杂性，且南园与北园之间有1条地下通道，穿越成吉思汗大街。

苏雅拉公园位于新城区兴安北路，内蒙古工业大学本部东北侧。该公园整体呈矩形分布，总占地面积5.40hm2，绿化面积4.05hm2，绿化率达75%。

佳地苗圃花园位于哲里木路与呼伦贝尔之间，南邻赛马场北路，北到成吉思汗广场，占地约10hm2。该空地原是非法废品回收点和垃圾偷倒点，改造前环境恶劣，后于2017年完成初步改造。

1.3 研究方法

近年来，空间句法逐渐成为探索人群行为和空间结构关系的成熟方法[8]。空间句法通过将空间量化的方式进行数据分析。在城市公园的空间分析中，采用视域模型法对防灾公园空间进行建模，从而得到较合理的空间分析结果。

Depthmap软件是基于空间句法原理的主要分析软件之一，通过分割空间进行建模导入，并将计算数据可视化来呈现分析结果。

本文首先用Depthmap软件建立公园的视域分析图，然后对公园的集聚效能和分散效能进行对比分析，从而验证城市公园防灾避难空间的有效性，最后为城市公园防灾效能的提升提供优化凭据。

2 防灾空间集聚效能分析

2.1 整合度分析

整合度反映某个单元空间与系统中所有其他空间的集聚或离散程度，整合度越高，体现的空间单元可达性和渗透性越好。整合度代表空间可达性，它衡量某个空间作为目的地吸引到达交通的能力。

通过整合度结果可看出，成吉思汗公园北园靠近成吉思汗大街的东南入口广场、成吉思汗公园南园的中心广场、佳地苗圃花园的北侧区域、苏雅拉公园的东侧入口广场的整合度最高，说明以上区域为公园中集聚能力最强的区域，可最快集聚人群。成吉思汗公园北园西侧区域、成吉思汗公园南园西侧区域、佳地苗圃花园东侧区域和苏雅拉公园南北两侧区域整合度较低，说明以上区域集聚能力较差（见图2）。虽可直观地看出每个公园各自内部整合度最高与最低的区域，但还需横向比较才能判断其相对的集聚能力等级。

图2 整合度示意

通过整理整合度数值发现苏雅拉公园空间的整合度平均值为6.068，整合度标准差为1.645，整合度的平均值和标准差均为4个公园中数值最高的公园，说明苏雅拉公园相比其他公园平均可达性最高，两极数据相差程度最大，集聚核心空间能最大限度地集聚人群，集聚效果最明显。从该公园的平面图可知，该公园为多核心类型，且公园东入口空间面积较大，使其拥有良好的集聚性。

佳地苗圃花园整合度标准差最低，为0.254，说明其整体空间的可达性偏差较小，可达性最高的空间不突出，集聚能力较弱。从平面图可知，该公园为环形网络无核型公园，缺乏较突出的集聚空间，故导致空间集聚效应低。

成吉思汗公园南园和北园均为单核心外环型公园，其整合度平均值和标准差在4个公园中处于中等位置。两园入口空间及主要轴线为整合度最高的区域，该区域集聚性最高，但空间集聚性不突出。

2.2 协同度分析

空间的协同度代表空间系统中不同空间的融合程度，协同度越高说明整体空间和局部空间高可达的区域衔接越好，人群越容易从局部理解整体空间结构，整体空间的人流集聚力越强，在集聚时不会出现迷路和绕路的情况。

通过Depthmap软件对拓扑半径与拓扑半径全系统的整合度进行相关性计算，得出各公园服务区域内空间协同度的数值，如表1所示。

表1 公园空间协同度

通过对4个城市公园全局空间整合度和局部空间整合度的相关性对比，发现成吉思汗公园南园的协同度最高，该公园属于环形网络有核型公园；多核式的苏雅拉公园协同度为0.399；环形网络无核型的公园，如佳地苗圃花园的空间协同度为0.250；而成吉思汗公园北园协同度最低，仅为0.003，与成吉思汗公园北园的平面布置较复杂有关，说明人群在局部空间很难完整感知整体公园空间的结构。

3 防灾空间疏散效能分析

3.1 穿行度

穿行度代表空间的穿行性效应，反映空间中通过某节点最短角度拓扑距离的次数，该数值越高，在实际出行中选择通过该空间的概率越大。从公园的穿行度轴线图可知，成吉思汗公园南园、北园、苏雅拉公园的入口及延伸区域和佳地苗圃花园的中央区域为穿行度最高区域。说明在发生城市灾害紧急疏散时以上区域易造成人群聚集从而产生拥堵情况（见图3）。

图3 穿行度示意

通过公园的穿行度类比分析公园的疏散特点和差异。成吉思汗公园北园穿行度平均值和穿行度标准差数值较小，轴线数量最多，说明其整体空间较复杂，各空间的穿行度低且差异性小；成吉思汗公园南园和佳地苗圃花园的穿行度平均值、最大值和标准差在4个公园中较高，说明这2个公园的重要通道疏散能力强且不同空间通道的疏散差异化更明显，在疏散时较依赖重要的疏散通道；苏雅拉公园的轴线数量最低，说明其空间差异性小，较依赖重要的疏散通道（见表2）。

表2 公园空间整合度

3.2 连接度

连接度表示空间中与某节点直接相连的节点数，连接度越高，说明该空间与周围空间的互动性越强，空间渗透性越强。

分析图4可知，成吉思汗公园北园的入口区域、成吉思汗公园南园的中心广场区域、佳地苗圃花园的北侧足球场及中心区域、苏雅拉公园的入口区域为各自公园连接度最高区域。说明上述区域与公园中其他区域的互动性强，是渗透性较好的集聚空间，具有良好的疏散能力。

图4 连接度示意

通过比较空间渗透性的高低，可评判出公园集聚空间疏散能力的强弱。通过公园连接度对比发现苏雅拉公园的连接度平均值、最大值均高于其他公园，说明苏雅拉公园的空间渗透性更强。相反佳地苗圃花园的连接度平均值、最大值均低于其他公园，说明其空间互动性较弱（见表3）。

表3 公园空间连接度

3.3 智能人群行动模拟

智能人群行动模拟分析是指在一定空间中，在不同位置随机放置相同流量的智能行动者，让其随机行动并判断区域中最易与最不易到达的地方。

在公园智能人群模拟中，设定以5000个时间单位作为测试时间，并每隔0.1个时间单位随机地点放置1个智能行动者。每个智能行动者设定相同的视野，设定其3步进行一次旋转，旋转幅度为15°。每个智能体行动时长为1000个时间单位。通过以上设定，得到智能人群行动模拟分析示意图（见图5）。成吉思汗公园南园和北园的入口区域到公园中心的路径，佳地苗圃花园北侧的足球场，苏雅拉公园中心通道为各公园人流量最多的区域，上述区域在紧急疏散时易发生拥堵状况。

图5 智能人群行动模拟分析示意

通过人群行动模拟统计对比可知，成吉思汗公园南园和北园的人流量平均值较小，说明在相同人数进入公园空间避难的情况下，南园和北园的空间拥挤程度低于其他2个公园（见表4）。同时，比较人流量的最大值和标准差，发现佳地苗圃花园的园内人流情况差异较大，而成吉思汗公园南园和北园的人流分布相对均匀，不易出现拥挤现象。

表4 智能人群行动模拟统计

4 结语

通过分析新城区4个公园的整合度、协同度、穿行度、连接度和智能人群模拟等相关空间句法概念，总结其空间组织有效性并提出建议。

1）成吉思汗公园北园保留了之前砂石厂和采砂场的地形地势，在公园设计上由高低不同的空间组成单核心外环型公园，空间构成较复杂，导致人群局部的公园空间难以感知整体公园的构成。在游玩时虽具有较高的趣味性，但在紧急情况发生时，该公园的空间集聚性与疏散性不突出，仅依靠原有公园空间组织无法满足人群快速避难需求，故在后续建设中，不能仅依赖增加防灾设施增强公园的应急能力，还需从空间建设方面增强防灾减灾能力，如扩大入口区和中心集聚区，适度平整地形，增加醒目的防灾指示牌等。

2）成吉思汗公园南园地形地势相比北园更平整，整体空间属于单核心外环型公园。南园在防灾避险方面，表现出较好的集聚与疏散能力，人群在该园基本满足公园的集聚和疏散需求。但由于西侧空间整合度低，导致该园的整体空间集聚能力较弱。在后续建设中可增加西侧的入口并拓宽外环道路，增强整体空间的集聚能力。

3）苏雅拉公园为多核心公园，其内部空间可达性较高，空间组织基本满足公园的快速可达和疏散需求。但在紧急疏散时比较依赖重要的疏散通道，在后续建设中可降低靠近道路的灌木高度或增加明显的标识，增强整体空间的疏散能力。

4）佳地苗圃花园为环形网络无核型公园，其空间组织在分析中出现防灾疏散通道不畅和集聚场地可达性低等问题，依靠公园现有空间组织无法满足人群快速避难的需求。研究可得，该园在设计与建设之初，偏重公园的游玩性与趣味性。“城市公园活动空间组织”不等于“城市公园防灾空间组织”，在后续建设中需更多地考虑公园的防灾避险功能，对该园空间组织方式进行优化和调整，如增大核心区域的面积，增强集聚功能；拓宽公园道路，提升空间的可达性；北侧足球场的四周防护墙设置灾时清除装置，避免阻碍空间造成拥堵问题发生。