大数据背景下的城市街道公共空间品质及活力影响因子研究——以北京市展览路街道为例

凡 来 | Fan Lai

张大玉 | Zhang Dayu

黄庭晚 | Huang Tingwan

张学玲 | Zhang Xueling

张润萌 | Zhang Runmeng

当下，以人为本的城市规划理念越发引起关注，这需要规划者从更精细、更人性化的角度来考虑城市问题。而城市街道的公共空间正是聚集了大量人们交往和活动的场所，是反映城市品质的重要指标之一，街道公共空间的研究对关注人本视角的城市环境提升有重要意义。但以往迫于数据条件、技术水平等多方面的约束，对小尺度的街道公共空间的研究呼应不足。而大数据技术，能够更精确反映人的行为特征，以其更大样的本量、更精准的优势逐步成为规划领域获取数据、研究分析的新技术手段。已有学者通过大数据的手段分别对街道公共空间品质和活力进行了研究，但缺乏对品质和活力各影响因子之间的横向比较研究[1]。

本文试图结合多种开放数据，以北京市展览路街道为例，对街道公共空间的品质和活力进行多维度的影响因子分析和评价，将其按照影响力大小进行分类，对应到不同类型的街道公共空间上，以发现不同影响因子对不同类型街道公共空间的品质和活力之间的关系。指导城市街道公共空间品质和活力的提升，对于强化北京作为“首善之都”的城市空间形态、落实“以人为本”的首都规划具有重要的指引和现实意义。

1 相关概念

1.1 公共空间品质与活力

街道公共空间品质是城市人居环境评价的重要指标之一，品质高的公共空间一般拥有合适的尺度、丰富的绿化等，对其空间的使用者的心理和交往活动带来正面的影响。本研究将以人的感知视角出发，关注街道公共空间品质的舒适感和安全感。关于公共空间活力的理解，不同学者有不同的观点，笔者认为公共空间的活力应该是城市活力中社会活力的一个外在表现[2]，反映了人在空间中活动和交往的一种聚集性[3]。本研究将聚焦城市街道公共空间的活力，而这些活力是以人为核心的各种活动的组成，表现为社会行为[4]。

1.2 街道公共空间的分类

街道的公共空间根据不同街道的类型有所划分，本次研究参照《城市道路规划设计规范》和《上海街道设计导则》[5]，将街道公共空间分为五类：景观休闲型街道、综合公共型街道、生活服务型街道、交通通勤型街道和商业娱乐型街道。其中景观休闲型街道是以景观、滨水及历史风貌特色突出的街道；综合公共型街道是指街道两侧的功能混合度高，且为公共服务类型较多功能的街道；生活服务型街道是指街道两侧的功能多为服务于本地居民类型的设施街道，如便利店、理发店、干洗店、中小规模零售、餐饮等商业以及公共服务设施等；交通通勤型街道是指交通性功能较强的街道；商业娱乐型街道是指街道两侧功能以中小规模零售、餐饮等商业业态为主的街道。[6]

2 研究对象与数据来源

2.1 研究对象和范围

本研究将从微观尺度对街道公共空间进行研究，不仅包含街道两侧建筑所围合成的公共空间，也包含能供步行交往的公共空间，但机动交通的功能不包含在内。研究范围包括展览路街道范围内的朝阳庵社区、文兴街社区、车公庄社区、榆树馆社区、团结社区、新华里社区、新华东社区在内的7个社区。研究对象具体包括：临街步行空间（建筑临街区）、行人通行区（人行道）以及包括公交车道与自行车车道的慢性车道。本次研究的范围为北京市西城区展览路街区的街道公共空间，根据公共空间的分类标准，将研究范围内的公共空间分为5种类型的街道，总计141个街道公共空间（图1）。

图1 研究对象街道公共空间分类

2.2 数据获取

本次研究主要获取的数据包括通过Open street map（OSM）网站上获取的矢量线性路网数据；网络爬取的兴趣点（POI）数据，包括餐饮服务、生活服务、风景旅游、金融保险服务、酒店配套服务、体育休闲服务、医疗保健服务、教育配套8种大类；宜出行人口热力数据以及街景照片数据。具体数据来源参看表1。

表1 数据来源统计表

3 研究方法

3.1 基于GIS的空间分析方法

本次研究主要采用核密度分析法、构建交通网络数据集、叠加分析等方法，通过获取网络开源数据，在ArcGIS软件中进行叠加综合研究，为本次研究所需评价的交通可达性、功能混合度、功能密度、建筑高宽比、人行道宽度等数据提供支持。

3.2 相关性分析法

本次研究需要对不同影响因子进行对比分析，而皮尔逊相关系数用直线方程简单便捷地描述了2个变量之间的关系。利用皮尔逊相关系数将影响街道公共空间活力和品质两个指标的8个影响因子进行分类，量化研究不同影响因子之间的相关度。具体计算公式如下：

X和Y分别为2个变量的变量值；ρxy为样本的相关系数，其取值范围为[-1,1]，当ρxy值越接近0，表示相关性程度越低，当值越接近于1则表示2个变量呈现强烈的正相关，当值越接近-1时，则表示强烈的负相关。

4 影响因子的选取

4.1 街道公共空间活力和品质评价

城市公共空间中人群的移动一般具有一定的规律性，对其时空变化规律的识别能分析公共空间物质空间与人群活动之间的关系[7]。通过网络获取的2020年5月11日11：00，2020年5月11日17：00的2个时间段人流量数据，将其落到研究对象上，得到街道公共空间活力评价图（图2）。红至绿色分别代表人流量由大到小。人群聚集度高的区域集中在北礼士路、西直门南大街、北礼士路南四条。相比之下西直门外大街西侧和西直门外南路西侧人群聚集较少。

图2 街道公共空间活力评价图

目前对街道公共空间品质的评价有采取传统的调研方式评价，也有通过构建评价指标体系。由于构建评价指标体系对指标的选取和权重的赋值有一定局限性，因此本次通过专家打分和层次分析法，对141个研究对象进行评分，最终得到街道公共空间品质评分的3个等级（图3）。

图3 街道公共空间品质评价图

4.2 影响因子的选取与分类

（1）影响因子的选取

参考同类研究，选取8项指标作为研究街道公共空间品质和活力的影响因子，即交通可达性、功能混合度、功能密度、绿视率、建筑高宽比、人行道宽度、天空开阔度和停车干扰度，各影响因子的计算公式参看表2，为统一计算，最后对所有数据进行归一化处理，并通过GIS对各指标进行可视化处理（图4）。

表2 影响因子计算方式

图4 部分指标可视化图

（2）影响因子的分类

通过皮尔逊相关性分析方法，将各因子之间的相关性横向进行比较（表3）。可以看出各影响因子之间的相关性显示出不同的强弱关系。结果显示各因子之间存在促进或遏制彼此因子强度的现象，即当某一因子数值高便会导致其他因子的变化。基于因子间相关性程度的不同，将各影响因子之间的强弱关系进行连线比较，将8个因子划分为3个类别，即功能型因子、安全型因子和舒适型因子。

表3 影响因子相关性比较表

其中功能型因子包括功能混合度、功能密度、交通可达性和天空开阔度，这些因子相互间均为正相关关系，即当街道两侧功能混合度越高，便能够吸引更多的使用者，主要用于评价公共空间的功能性；安全型因子包括停车干扰度、人行道宽度、交通可达性和功能混合度，这些因子都对公共空间的安全性有促进作用；舒适型因子包括绿视率、停车干扰度、人行道宽度、高宽比，这些因子能衡量公共空间的舒适度。

5 影响因子相关性分析

5.1 影响因子与公共空间活力和品质的相关性

同样利用相关性分析方法，把各影响因子与活力和品质之间的相关性联系进行比较，得到各影响因子与活力和品质的相关性比较结果（表4）。结果显示，功能混合度、功能密度、天空宽阔度、交通可达性、建筑高宽比、停车干扰度与街道公共空间活力均显示正相关，即提高该几项指标，对公共空间活力有提升的作用。可见，复合多样性的功能、开阔的视野、便捷的交通对街道公共空间活力的提升有明显的促进作用，其中适宜的建筑高宽比和丰富的功能混合度对街道公共空间活力的影响力最大。而绿视率和人行道宽度两项指标的提升反而使得街道公共空间活力下降，这是由于过高的街道绿视率并不代表可亲近的绿地空间，反而会抢占使用者的空间，使得活力下降；同样人行道的宽度越宽，缺乏监督管理，使得乱停放的现象严重，使得街道公共空间活力缺失。

表4 影响因子相关性比较表

在对街道公共空间品质的比较中发现，功能混合度、绿视率、交通可达性、建筑高宽比、人行道宽度、停车干扰度与街道公共空间品质均显示正相关，而功能密度、天空开阔度与街道公共空间品质显示负相关，这是由于街道过密的功能可能存在无序管理的现象，使得公共空间的品质下降。结果显示，较高的绿视率、方便可达的交通、宜人的建筑高宽比以及人行道宽度对公共空间品质的提升有显著作用。

5.2 影响因子聚类分析

按照影响因子的正负影响力，将其分为“积极性影响因子”，即 p＞0，“消极性影响因子”，即 p＜0。前者使得街道公共空间的品质和活力得到同样提升，形成高品质街道集聚区，后者使得街道公共空间呈现低品质、低活力的表现。根据各因子呈现的相关性大小进一步梳理，将其分为“常规性影响因子”和“选择性影响因子”，当p＞0.1，为“常规性影响因子”，该类因子与街道空间品质和活力同时具有一定相关性；相反，当0＜p＜0.1时，为“选择性影响因子”，在研究空间品质和活力时，这些影响因子对研究对象的影响呈现强相关和弱相关。

分析发现，每个影响因子同时具备2个方面的特征，因此将2个方面特征性分别划为横纵轴，可以绘制出各因子对街道空间品质和活力作用的不同类型，并将其绘制成矩阵图。具体为常规性积极影响因子、选择性积极影响因子、常规性消极影响因子、选择性消极影响因子4种类型。进一步对影响因子矩阵图与影响因子分类的比较，发现影响街道公共空间品质的常规性因子多为舒适型因子，选择性因子则多为安全型因子，而功能型均为消极性因子。影响街道公共空间活力的常规性因子均为功能型因子，舒适型因子为其消极因子，而选择性因子同品质一样多为安全型因子（图5）。

图5 品质和活力影响因子分类矩阵图

结果显示，停车干扰度对活力和品质具有同样的影响，均是正向的积极影响。除安全型因子外，舒适型和功能型因子正好对于街道公共空间活力和品质呈现出相反的影响结果，即功能型因子表现越好的公共空间活力指标较高，舒适型因子表现越好的公共空间品质指标越高。这是由于功能的提升对公共空间活力的吸引力较大，而舒适度的提升对品质的影响更大。可见，在评价街道公共空间品质和活力时，品质和活力的相互影响受多方面因子影响，并非呈正相关关系。

5.3 对不同类型街道的影响

（1）公共空间品质方面的表现

将3类型影响因子与5类街道公共空间品质进行比较（表5），发现舒适型因子均对5类街道公共空间品质共同具有较高的影响力；而安全型因子对交通通勤型和商业娱乐型的街道公共空间具有较高的影响力，对景观休闲型、综合公共型和生活服务型的街道公共空间品质则具有一般的影响力；功能型因子对商业娱乐型街道公共空间品质具有较高影响力，对综合公共型和生活服务型街道公共空间具有一般的影响力。其中，景观休闲型和交通通勤型街道的公共空间品质与功能型影响因子的依赖度较低。

表5 影响不同类型街道公共空间品质和活力因素分类表

（2）对公共空间活力的作用

在将3类型影响因子与5类街道公共空间活力进行比较时（表5），则发现安全型因子对5类街道公共空间活力共同具有较高的影响力；而舒适型因子除了对生活服务型街道的活力具有一般的影响力以外，对其他4类街道公共空间活力均具有较高的影响力；功能型影响因子对景观休闲型和交通通勤型街道的公共空间品质均呈现较低的影响。

结语

本文通过专家评分和人口热力数据评价了街道公共空间的活力和品质，对北京市展览路街道的街道公共空间的品质和活力的总体特征和分布情况进行了量化评价，构建了了影响街道公共空间品质和活力的各因子指标，将8类影响因素通过相关性分析法分析之间的关系，将其归纳为功能型、安全型和舒适型3类影响因子。在此基础上将3类影响因子与5种类型的街道公共空间的品质和活力分别进行了比较，发现不同类型的街道其公共空间品质和活力的不同特征。本文发现了以下几点结论：

①在不同类型的街道中，街道公共空间品质和活力呈现不同的相关性影响。在景观休闲型、生活服务型、商业娱乐型的街道中，品质高的街道活力也高，而在综合公共型、交通通勤型的街道中，品质高的街道活力反而低。原因是由于景观休闲型、生活服务型和商业娱乐型的街道多为人流长时间停留休憩的场所，因此品质对活力的影响持续且呈现正相关，而交通通勤型和综合公共型的街道，由于人流多为快速通过，其品质与活力之间的相关性较弱。

②舒适型因子（包括绿视率、停车干扰度、人行道宽度、高宽比）对街道公共空间品质的提升有很大影响，由于这类影响因子直接对人的主观感受起到较强的作用；而安全型因子（停车干扰度、人行道宽度、交通可达性和功能混合度）则对街道公共空间活力的提升起到决定性作用。

③在交通通勤型和商业娱乐型的街道，功能性、安全性、舒适性对品质和活力的影响力是同等的，分别表现为，在交通通勤型的街道中，功能性因子对品质和活力的提升影响力较小，而安全性因子和舒适性因子则较大；在商业娱乐型的街道中，3种类型的因子对品质和活力的提升具有同等影响力。

本基于本文的研究结果，对改善街道公共空间品质，提升公共空间活力有着一定的借鉴意义。后续还需进一步完善的内容是将街道公共空间活力的评价数据精确到不同时间段，如周末、工作日，以更全面地反映街道公共空间的活力。同时还需进一步对不同类型街道公共空间品质和活力的提升提出相对应的解决策略。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。