天津市和平区生活服务设施可步行性评价★

葛蓓悦，朱凤杰，王艺霏

(天津城建大学，天津 300384)

随着城市化进程的加快，城市问题日益加剧，对城市经济、社会、环境的发展都造成了负面影响，由此各国都在探索一条集约高效、绿色健康、可持续的城市发展道路。我国已转向高质量发展阶段，人民生活更加美好是我国2035年远景目标。十五分钟步行生活圈质量如何，即居住地附近是否生活服务设施齐全、出行方便是影响人民生活美好程度的重要因素。步行作为一种绿色无污染的出行方式受到了广泛的关注，倡导步行出行已经成为打造高品质生活、高质量发展城市的主流。日常服务设施是人们出行的主要目的地，其空间配置对居民步行出行的意愿具有直接影响，因此对日常服务设施可步行性评价具有十分重要的研究意义，对推动我国发展集约型、智慧城市将产生深远的影响。

美国学者于2007年提出了基于日常设施布局的“步行指数”(walk score)的概念，从设施类型和空间布局两方面对街道的可步行性做出评判，计算考虑了步行距离衰减、街区长度、交叉口密度等影响因子，使测度结果更加精确。步行指数是目前学术界最具公信力的定量计量步行性的方法，已在一些发达国家广泛应用。卢银桃和王德首先在国内引入该方法，对步行指数的计算做出了详细的阐述[1]，自此国内学者对该方法纷纷展开试验并做出了一定的改进。吴健生等利用步行指数的测度方法对深圳市福田区生活服务设施配置的合理性做出了评估，对该区域设施优化具有重要参考价值[2]；黄萌根据我国国情对设施权重做出了相应的调整，计算了北京市丰台区太平桥街道的步行指数，对太平桥街道可步行性进行了评价[3]；龙瀛、周垠等在此基础上对成都街道可步行性进行了评价，并采用距离衰减系数计算简化了步行指数的计算[4-5]。目前国内对于步行指数的测度主要用于评价街道的步行友好度，对于通过计算步行指数对十五分钟步行生活圈生活服务设施的评价与优化方面尚有空间。因此本研究将通过定量测度提出生活服务设施布局的具体建议。

天津市街道整体规划比较成熟，但比上不足比下有余，尤其是慢行出行仍然有需要改进的地方。和平区作为天津市的政治、经济和文化中心，人口将近50万，是全市人口最稠密的地区，能够较好地反映天津市生活服务设施的建设水平。且和平区内老旧小区分布较多，居住人群以中老年为主，因此日常生活步行出行比例较高，对生活服务设施的配置需求更强烈。本研究选取天津市和平区作为研究范围，以居民点作为步行的出发点，通过步行指数的测度来评价十五分钟步行生活圈生活服务设施布局情况和配置水平，并提出相应的优化建议，为和平区十五分钟步行生活圈的优化提供参考依据。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据获取

本研究涉及数据均可通过网络爬取，主要有以下几部分：

第一部分为研究区域底图数据，包括运用开源地图获取的和平区内外行政边界及和平区步行路网数据，均可通过OD成本矩阵在Arcgis中呈现矢量图像，再提取道路中心线以便之后的计算。

第二部分为和平区范围内的居民点经纬度坐标，通过高德卫星影像地图结合百度地图API等获取数据。

第三部分为POI兴趣点，通过百度地图API等爬取兴趣点的经纬度坐标，包含购物、餐饮、医疗、教育、休闲娱乐等类别的设施点位。

1.2 技术路线

本次研究先通过Arcgis处理基础数据，运用各类分析工具计算和平区居民点的步行指数进而得出15 min生活圈内居住区日常服务设施配置的水平，研究的技术路线如图1所示。

1.3 研究方法

本次研究主要借助步行指数的计算对天津市和平区街道可步行性进行量化研究，主要分为以下三个步骤：第一步，准备设施分类表，确定设施种类及其权重；第二步，基于设施分类表计算基础步行指数；第三步考虑步行环境对步行性的影响对基础步行指数进行修正，并通过公式将计算结果等比例放大，得到0～100范围内的步行指数。

首先进行第一步设施分类表的准备。本文主要参考了当前广泛应用、具有相对权威性的WalkScore设施的分类和权重，并根据我国居民日常生活的实际情况，对设施的种类和权重做出了相应的调整[6]，如国内便利店与超市分布较多，因此取代了杂货店；根据国内人群的饮食习惯，将咖啡店替换为茶馆和奶茶店；书店替换为药店，权重保持不变。调整后的设施分类及权重如表1所示。

表1 设施分类表

接着第二步考虑步行距离计算基础步行指数。在Arcgis中我们通过将开源数据获取的路网和行政边界建立OD成本矩阵矢量化处理，加载和平区居民点和各类设施POI的经纬坐标，并与路网统一坐标系；本研究以每一个居民点所在的经纬度作为居民的日常出行起始点，按照成年人每分钟步行80 m左右的速度进行计算得15 min 匀速行走距离约为15×80=1 200 m，确定出行范围为1 200 m。

通常情况下居民的出行意愿会随着目的地距离的增加而衰减，因此需要划分不同的出行距离确定衰减系数来分析公共服务设施的可达性[7]。现实验较多且比较有说服力的做法是在计算距离衰减规律时采用分段函数，衰减系数如图2所示。

在步行距离400 m区间内，衰减系数为1，即公共服务设施无衰减；步行400 m～800 m区间内，衰减系数为0.9；步行800 m～1 200 m区间内，衰减系数为0.55；步行1 200 m～1 600 m区间内，衰减系数为0.25；步行1 600 m～2 400 m区间内，衰减系数为0.08；步行距离超过2 400 m则超出服务范围，不考虑公共设施的服务水平[8-9]。根据该衰减规律，本文只需要参考400 m以内，400 m～800 m，800 m～1 200 m步行范围的衰减系数就能够计算得到基础步行指数，即从某一居民点出发到达设定步行区间内的各类设施点位的步行指数。

在以上设施分类表和基础步行指数计算的基础上，进行第三步考虑步行环境的衰减效应对计算结果进行修正。众多研究与实验表明交叉口密度和街道长度衰减会影响居民步行出行的感受，具体影响为：交叉口密度越高，居民步行出行意愿越强，步行指数衰减率越小；街区长度越长，居民出行意愿越小，步行指数衰减率越大。因此我们需要根据相应的衰减率进一步计算受步行环境影响后的步行指数，使测度结果更加准确。交叉口密度和街区长度L的衰减率各分为5级，如表2所示。

表2 交叉口密度和街道长度衰减率

经过计算设定的步行区域范围内的交叉口密度衰减和所在街区长度衰减后，能够得到修正后的单点步行指数，接着利用最大最小归一化公式将步行结果归一化到0～100，最后对结果进行可视化处理[10]，具体计算公式如下：

其中，W为单点步行指数计算结果；Wi为设施i的权重值，i表示不同的设施；Dl为距离为l时对应的衰减系数；L为街道长度的衰减率；μ为交叉口密度衰减率；Wscore为最终单点步行指数；Wmin为修正后的单点步行指数最小值；Wmax为修正后的单点步行指数最大值。

2 生活服务设施的分布

本文研究的区域为天津市和平区，其行政区域呈不规则四边形，东起海河，与河东区相望，西沿南门外大街、卫津路与南开区接壤，南抵徐州道、马场道、津河与河西区接壤，北部与河北区以海河、南马路为界，总面积9.98 km2。和平区下辖6个街道：劝业场街道、小白楼街道、五大道街道、新兴街道、南营门街道、南市街道，区政府驻小白楼街道(见图3)。

行政区范围内共包含1 895个居民点，包括商品房、里弄社区、城中村等等。从图4中我们可以得出天津市和平区的居民点主要呈现由区域西南地块向东北地块递减的形式。东北面即天津市市中心地块的居民点分布较为稀疏，以商业建筑为主。

本文所爬取的数据来源于百度地图开放平台API接口，为实时更新的POI兴趣点数据。我们获取了9类公共服务设施的空间分布情况如图5所示。从整体层面上看，和平区大部分设施配置齐全，教育、医疗、银行邮局、商业(餐馆及奶茶店)分布相对均匀。商业、教育、银行邮局设施分布较为密集；公园和商场较为稀疏，于东北面分布为主。从街道层面看，大部分的设施沿街道两侧分布，除劝业场、南营门、五道口三个街道交汇处外，其余地区的服务设施数量均有不足。

3 生活服务设施的可步行性评价

3.1 步行指数的计算结果

本次研究参考国外研究成果将从居民点出发的步行指数的计算结果共分为五级，如表3所示。根据此分类标准，和平区步行指数评价结果如图6所示，劝业场、南营门、五道口三个街道交汇处为得分最高的区域，该区域为南京路与营口道的交汇区，是天津市人口流动最大的地区之一，该区域路网密集、设施齐全、业态丰富，居民均可在步行1 200 m范围内满足日常生活的需求。小白楼街道为得分最低的区域。我们通过克里金插值法对结果进行进一步的可视化分析，便于更直观地反映设施分布的规律。从图7中我们可以看到，和平区整体的步行指数呈现“中间高边缘低，圈层分布，逐层递减”的态势，西边地区的步行性整体大于东边地区。

表3 步行指数评价表

我们结合居民点以及生活服务设施的POI分布情况进一步做出分析可得，劝业场街道评分最高，设施较为完善。该街道除劝业场商业片区外大部分评分在70分以上，居民基本上可以通过步行到达目的地。五大道街道步行性呈现由西北向东南片区递减的态势，东边片区包含一部分五大道文化旅游区，医疗、银行邮局、商店分布较少，可步行性较差。南营门街道没有达到90分以上步行指数的区域，步行性整体上由东向西逐步衰减，设施的配置总体上有所欠缺，尤其是公园的分布无法满足居民日常活动的需求。新兴街道和南市街道的步行性均一般，大部分地区的步行指数在平均数以下。两个街道分布较多的老旧小区，一部分居民点被高等级道路所包围，割裂了与周边日常设施的联系，同时考虑到部分街道地铁修建的情况，加大了居民步行出行的困难度。小白楼街道为天津市的商业中心区，以行政办公、商务商业、文化旅游功能为主，居民点较少，因此生活服务类的设施分布稀疏，该区域的日常设施大多为上班族、游客等人群步行出行提供服务，而对于和平区的居民而言，该区域的大部分设施出行需要依赖交通工具。

3.2 可步行性评价及优化

为了能够直观地反映居民对于各类设施的步行意愿，我们将每一类设施的可步行性进行测度(见图8)，以便分类讨论设施的改善与提升。

从分析结果来看，商业、教育方面的设施呈现“一中心连绵多核心，圈层逐渐衰退”的特征，娱乐设施的可步行性最高，劝业场街道与五大道街道作为天津市商业、旅游的佳地，娱乐设施基本上能够满足周边居民步行出行的需求。商店与公园步行性最低，呈散点状分布。商店POI获取类型以商业综合体为主，由此可得对于西边大部分片区的居民而言需要借助交通工具方能到达；公园数量较少，尤其是对于南市街道的居民而言无法在步行十五分钟范围内到达公园。

3.3 生活服务设施的优化建议

从计算结果及对设施的评价可以得出和平区内各类设施的可步行性均有待提升，需要通过增加设施的数量、改变设施的空间布局等方式优化十五分钟步行生活圈的出行环境。

由于和平区生活服务设施整体的步行性呈现“中间高边缘低，圈层分布，逐层递减”的态势，我们可以根据步行指数计算的得分分圈层优化服务设施的配置。90分～100分地区无需进行调整；70分～89分地区可根据设施现状配比情况适当增补，保持配置的均衡性；50分～69分地 区需要提取该区域的服务设施具体配置情况，对现状进行完善来提高居民步行空间的质量。25分～49分及0～25分以下地区应当大量增设服务设施，优化布局，满足居民出行基本需求。

具体建议如下：除营口道周边外的区域均需要增加服务设施的配置数量。便利店超市所占权重最高，而测算结果显示，中心片区除外的区域均需要大量增设；学校、娱乐设施数量较多，基本能够满足居民出行需求，只需在部分地区进行布局的优化；公园、商店两类设施缺乏范围较大，大部分区域需要对其进行补充；五大道、劝业场街道部分片区银行和邮局的步行指数较低，因此需要调整该类设施的空间布局和数量。就区域而言，我们在此仅讨论步行指数较低的南市街道和新兴街道。南市街道分布较多的老旧小区，对于超市、便利店的需求较高；另外，考虑到包括南开区的众多学校分布于该区域附近，对于奶茶店、餐馆的需求更高，因此在该区域的居住区周边应当大量增设餐饮类的数量与种类。新兴街道居住点分布较多，东北片区设施配置整体情况良好，考虑西南片区生活圈包含了南开区部分设施，因此需要适量增加药店、银行、邮局、奶茶店与茶馆等设施。

4 结语

十五分钟步行生活圈提倡“以人为本”的空间塑造，本研究致力于提高生活服务设施的配置水平，营造高品质高质量的生活空间。本研究基于步行指数的测度对天津市和平区居民日常生活服务设施配置水平的高低进行了评价并给出了优化建议。主要结论如下：天津市和平区街道步行指数呈现“中间高边缘低，圈层分布，逐层递减”的态势。劝业场、南营门、五道口三个街道交汇处可步行性较高，其余除了受到和平区功能区划影响外的地区，生活服务设施的分布呈现不均衡的状态。南市街道和新兴街道的设施配置水平无法满足居民日常生活服务的需求。研究表明，天津市和平区生活设施的优化尚有空间，尤其是西边片区，需要根据居民需求增加设施的数量，优化设施的布局，提高居民步行出行的空间品质。

本研究灵活运用了前人研究的技术方法，通过获取具体的居民点经纬度坐标构建步行出行点提高了计算的准确性，符合居民日常出行的实际情况；并对具体的设施进行了可步行性的可视化分析，直观反映出某一具体设施出行的可适宜性。为和平区打造高品质十五分钟生活圈、优化生活服务设施的配置、倡导居民步行出行具有一定的参考价值。

本研究具有一定的现实意义，但仍然存在许多不足。由于部分区域在修建地铁，包围了部分道路从而对居民日常的步行出行路径产生了一定影响，在出行距离上存在误差；且和平区小白楼街道由于街道功能定位导致大部分设施并非为居民日常生活服务，在未来的研究中将考虑从不同角度对和平区内所包含的所有设施做出评价。另外，不同的人群结构以及人口数量对于设施的配置提出了不同的要求，人口与设施配置的相关性未被纳入本次研究的考虑范围内，这是需要进一步完善之处。