基于弹性共享的户外健身设施群体需求响应评测研究

周聪惠 陶成蹊 刘婧方 安一欢

“健康中国”在十九大报告中被列为国家实施战略，并在二十大报告中被列为2035年的总体目标[1]。为实现该目标，中国开始持续推进全民健身计划，其中大力发展和完善健身设施[2]是重要抓手。户外健身设施是指位于户外环境的各类全民健身场地及设施，包含户外运动场地及其附属设施两大要素[3]。与室内健身设施相比，户外健身设施的建设成本和使用门槛较低，且形式灵活，在建成环境下具有显著发展优势，已成为城市居民日常健身锻炼的主要场所[4]。

然而，在高密度建成区，由于发展空间破碎化和小微化，大型户外运动场地的增补严重受限，因此小微型户外健身设施成为城市健身资源的拓展主体，并与大量既有城市绿色空间（公园、街旁绿地、滨水绿廊、绿道等）结合，形成“体绿融合型”户外健身设施[5-6]。该类设施通常空间形式灵活、可免费使用且限制条件较少，因此常表现出空间多义性下的空间弹性，即同一设施可在不同时间段被不同群体共同使用的开放特性[7-8]，此类特性也为高效响应建成区密集多样的居民户外健身需求创造了有利条件[9-10]。

由于中国户外健身设施供给严重不足，中国国家发展和改革委员会和体育总局于2021年联合发布了《“十四五”时期全民健身设施补短板工程实施方案》，明确要求“补齐健身设施短板，不断满足人民群众日益增长的体育健身需求”[11]，因此探明户外健身设施的供需短板迫在眉睫。但由于大量“体绿融合型”户外健身设施具有空间弹性，利用传统规划分析方法难以对该类型设施的服务能力进行有效的量化评测，是甄别当前户外健身设施供需短板的一大挑战[10]；同时，城市建成区居民群体年龄结构与健身活动强度、类型各有不同，进一步增加了户外健身设施供需关系评测的难度[12]。

既有研究对户外健身设施供需关系的分析方法主要分为可达性分析和抽样调查法两类：可达性分析侧重于在供给端分析设施邻近度、规模大小等[13]；抽样调查法则主要考察需求端群体属性及需求响应状态[14-15]。这两类方法虽能对需求响应问题展开探讨，但由于无法有效整合群体差异以及户外健身设施的弹性共享特点，很难对大范围户外健身设施的需求响应水平进行精准测度。

因此，本研究提出两大主要研究目标：1）对设施服务功能进行模块化处理，量化户外健身设施的弹性服务能力；2）基于多源数据，建立一套能反映不同群体的户外健身设施需求响应状态评价工具，为复杂建成环境下户外健身设施供需问题诊断和精准优化奠定基础。

1 研究方法

本研究包含户外健身设施的供给端量化、需求端量化、需求响应指数评测、问题区域诊断4个主要环节（图1）。

图1 研究框架Research framework

1.1 研究对象选取与分类

本研究选取南京市老城区（简称老城区）为研究区域，总面积约50 km2。按照《“十二五”公共体育设施建设指导手册》中的户外健身设施分类体系，以老城区户外健身设施作为研究对象，将其分为器材类、场地类和步道类3类[3]（图2）。器材类设施呈点状分布，包括各类全民健身器材及所在场地；场地类设施为街头游园、健身广场、常规球类运动场地、建筑附属广场等面状场地；步道类设施为带状健身步道。

图2 南京老城区户外健身设施分类Classification of outdoor fitness facilities in the old urban area of Nanjing

老城区常住人口约98.86万，平均人口密度高达2.4万人/km2，是南京市人口最密集的地区[16]。受限于空间条件，南京市近年来出台“补急补差、存量利用”“与其他用地合建公共体育设施”等策略，有效推动了户外健身设施发展[2,17]。在此背景下，老城区逐步出现大量与城市绿色空间融合发展的户外健身设施，并在服务过程中展现出较高的弹性共享度（图3）；但由于居民密度较高且早期大规模快速发展情境下户外健身设施建设欠缺较严重，目前仍存在规模不足、分布和服务类型不均衡等诸多问题。有效厘清现状设施的需求响应状态来锁定问题，制定针对性的优化策略是当前关键要务。

1.2 供给端量化

1.2.1 数据采集

供给端数据主要包含现状户外健身设施位置、类型和规模。笔者团队根据2019年《南京市体育设施专项规划》确定相关设施的地理位置信息，于2019年1月—2021年5月进行实地调研与设施图像数据采集，补充未计入统计数据的滨水绿地、街头游园、小广场等户外健身设施位置和规模等信息，共获得330处健身设施数据，其中器材类、场地类和步道类设施分别为39处、240处及51处。

1.2.2 设施服务模块化

为了准确测算户外健身设施对于不同群体户外健身需求的响应度，本研究将户外健身设施进行服务模块化分解：首先通过调查研究，梳理南京市户外健身活动类型，对应户外健身设施服务模块类型；其次通过实地调研总结出各类型服务模块的典型样本，参考相关规范中不同健身活动空间要求，设定出不同服务模块的场地条件要求；最后根据研究范围内的户外健身设施场地空间特征，对户外健身设施进行服务模块化分解，明确服务模块类型。此外，依据现场调研结果中各群体与户外健身活动类型的关联特征，结合《2020年全民健身活动状况调查公报》[18]中各年龄群体较普及（占比5%以上）的户外健身活动类型统计数据，在群体与服务模块之间建立对应关系。根据户外健身活动类型共梳理得到14种服务模块类型（表1）。

表1 常见户外健身活动与服务模块Tab.1 Common outdoor fitness activities and service modules

本研究依据2023年南京市绿化园林局发布的《南京市口袋公园建设指南（试行）》中不同规模级别绿地的活动场地系数，推算体绿融合型户外健身设施（器材类和场地类）的可活动场地面积。其中，场地类设施容量测算主要根据服务模块类型以及每类模块的人均保障面积要求来测算不同服务模块情境下的场地容量；器材类设施则由前期调研统计器械规定容量与器材周边场地服务模块的容量相加得出；步道类设施根据并排行人以及前后行人之间的最小间隔距离来确定，考虑到健步走或慢跑的速度通常大于1.2 m/s[19]，根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012），将健步走人群横向和纵向最小间隔距离分别设置为1.0 m和3.0 m，慢跑人群横向和纵向最小间隔距离分别设置为1.0 m和4.5 m，从而根据步道断面宽度和总长度来计算步道类设施的容量（表2）。

表2 户外健身设施容量测算及折减方法Tab.2 Methods for calculation and reduction of the capacity of outdoor fitness facilities

1.3 需求端量化与空间投射

1.3.1 数据采集

需求端数据包含居民人口规模、群体构成及位置等相关数据。世界卫生组织在《为了健康的全球体力活动建议》[20]中明确提出青少年、成年和老年3类年龄群体每周健身时长和活动类型建议，该分类类型与中国人口普查公告中儿童（0～＜15岁）、青壮年（15～＜60岁）和老年（≥60岁）接近，因此本研究应用《第七次全国人口普查公报》中的人口统计数据以区分居民群体构成，甄别各类群体对户外健身设施的需求差异。

为了对居民需求分布和构成展开精细化甄别，依据住宅建筑面积占比将街道人口数据分配到各个居住小区，建立起“居住小区—生活圈居住区”两级评价体系。生活圈居住区按照《城市居住区规划设计标准》（GB 50180—2018）中的“15分钟生活圈”居住区界定方式来划定，共将老城区划分为73个生活圈，涵盖841个居住小区（图3）。

1.3.2 可达范围量化

本研究通过OpenStreetMap平台采集获取道路基础信息，在GIS平台构建道路网络数据集，包括城市快速路、主干道、综合性次干道和城市支路四级道路网及快速路交叉口、主干路交叉口、次干路交叉口三级阻力点。对三级交叉口抽样调查，推导出三级交叉口的时间成本分别为113 s、63 s及43 s（图4）。应用OD成本矩阵（origin-destination cost matrix），以各小区外轮廓质心作为起点，器材类和场地类设施场地外轮廓质心、步道类设施出入口作为终点，将交叉口时间成本代入计算，得到各个居住小区15 min步行可达范围。

图4 城市道路网络Urban road network

1.4 需求响应指数评测

在供需端状态量化的基础上，户外健身设施需求响应指数评测的难点和关键在于如何有效、准确地描述多模块设施对于各群体需求的响应状态。为此，依托设施的服务模块测算结果、不同模块下的设施容量以及模块和群体之间的关联特征三方面信息，建立多模块设施的群体使用份额计算方法，以此作为居住小区各群体居民需求响应指数评测的重要基础，计算式为

式中：ISD,zk为 居住小区k中 年龄群体z的需求响应指数；IS,zk为小区k中 年龄群体z的户外健身设施份额面积；ID,zk为 小区k中 年龄群体z的需求强度；Szj为户外健身设施j中z年龄群体的使用份额；Aj为 户外健身设施场地面积；n为居住小区k的可达户外健身设施数量；Cl为户外健身设施j中群体z适 用的服务模块l容量；Nl为服务模块l适用的群体类型数量；m为户外健身设施j内群体z适用的服务模块数量；t为户外健身设施j内总服务模块总量（图5）；Pzk是 居住小区k中 年龄群体z的人口数；RCoef,z是年龄群体z的健身活动需求强度系数。其中RCoef,z参考了世界卫生组织报告《为了健康的全球体力活动建议》中对于儿童（420 min）、青壮年（112 min）和老年（112 min）3类群体建议的每周中、高强度体力活动时长，得出3类群体的 分别为3.75、1.00、1.00。

图5 户外健身设施使用份额计算Calculation of the usage shares of outdoor fitness facilities

1.5 问题区域诊断

根据南京市户外健身设施的群体需求响应指数值域特征将其需求响应水平分为极低、较低、中等、较高、极高5级，用以甄别户外需求响应水平较低的区域、群体及设施类型，并为针对性策略的制定提供依据。

2 评测结果与分析

2.1 供给端状态分析

模块化结果显示，老城区所有户外健身设施的平均服务模块数量为4.0个。其中，场地类设施的平均服务模块数4.7个，是弹性共享度最高的设施类型，这主要与场地类设施通常使用限制较少，利用模式较为多样直接相关。而步道类设施和器材类设施的平均模块数分别为1.5个和3.1个（图6）。

图6 各年龄群体可达户外健身设施数量及类型分布Number and type distribution of accessible outdoor fitness facilities for different age groups

从群体适用特征来看，目前各类设施中青壮年群体适用的服务模块平均数最高，与该群体的户外健身活动受限条件较少、适宜类型较多直接相关。但3类设施对于儿童和老年群体的支持有所差别，其中器材类和场地类设施中儿童群体的服务模块数要高于老年群体，而在步道类设施中老年群体的平均服务模块数更高（表3）。

表3 服务模块容量及群组平均可达模块数统计Tab.3 Capacity of service modules and average number of accessible modules for three groups

设施容量结果显示，场地类设施容量占比最大（73%），远高于步道类（20%）和器材类（7%）设施，是老城区居民户外健身的主要载体。但步道类设施平均容量最高，分别比场地类设施和器材类设施高出约34%和136%。

2.2 需求端状态分析

可达性分析结果（图7）显示，平均每个小区可达的户外健身设施总数为13.48个，其中包含1.36个器材类设施、9.27个场地类设施和2.85个步道类设施，场地类设施仍为服务居民户外健身活动的主体。

图7 户外健身设施的可达性Accessibility of outdoor fitness facilities

各居住小区平均可达服务模块数量为48.78个，其中跳绳、健身操、滑板3种服务模块的数量最多，分别为9.05、7.00、6.59个；羽毛球、篮球、乒乓球3种服务模块数量最少，仅为0.14、0.06、0.02个。可见，在高密度建成环境下可达的大多数服务模块均为对场地条件要求较为宽松的类型。

2.3 需求响应指数结果及问题诊断

在居住小区需求响应指数的空间分布上（图8），器材类设施由于相对数量较少、规模较小，大部分小区需求响应指数均处较低水平，其中大量小区无可达的器材类设施；步道类设施由于大部分分布在老城边界的城墙与滨河地段，因而需求响应指数呈现外围高、内部低的分布特征；场地类设施在3类设施中规模相对较大且分布均衡，因此需求响应指数总体水平也相对较高。

图8 居住小区层级各类型可达设施需求响应度评测结果Evaluation results of demand responsiveness of various accessible facilities in residential community level

从3类群体来看，器材类设施的需求响应指数均处于较低水平；在步道类设施需求响应指数中，老年群体显著高于其他2类群体；而在场地类设施中，3类群体需求响应指数均相对较高，但老年群体要明显低于其他2类群体。

总体需求响应指数空间分布结果显示（图9），在老城区西部和东南部区域，3个群体的设施需求响应水平均处于较低水平，是未来户外健身设施优化提升的重点片区。对比3类群体可以发现，老年群体的设施需求响应水平比其他2类群体高，其中需求响应水平较低区域主要集中在西部和南部区域。青壮年群体的需求响应水平分布与儿童群体接近，但总体水平相对更高，这2个群体需求响应水平较低区域主要集中在东、西两大片区。

图9 “居住小区—生活圈居住区”两级评价体系的总体需求响应度评测结果Evaluation results of demand responsiveness of the two-level evaluation system of “residential community - life-circle residential area”

3 讨论与策略

在高密度环境下场地类设施在服务过程中具有相对较高的弹性共享度，其平均容量在各类设施中居于前列，该类设施集中的区域能显著提升周边各类群体的需求响应指数，在用地条件适宜情境下可作为优先发展的设施类型。步道类设施的平均服务模块数量虽较少，但容量较高，能够在高密度环境下为居民提供户外健身需求的基础服务，尤其能够提升老年群体的需求响应水平，其建设门槛和成本也相对较低，可结合既有城市道路、水系等线性开放空间设置。

对于不同群体而言，青壮年群体由于受限较少，适用的户外健身设施数量和模块类型相对最多，但该群体人口比重远高于儿童和老年群体，因而其需求响应指数更难达到较高水平，因此评价结果中大部分居住小区及生活圈居住区青壮年群体的需求响应水平为中等偏低。与之对应，老年群体适用户外健身模块数量相对较少，如果特定区域中的设施服务对老年群体兼容性较低，就很容易导致他们的需求响应指数较低。但由于老年群体在人口中占比较低，要达到与其人口份额同等水平的设施配置规模相较青壮年群体要容易得多，因此老年群体的需求响应指数总体水平在3类群体中相对较高。儿童群体虽然人口占比也较低，且活动限制也比老年群体少，但经本研究实验数据计算得出儿童户外健身需求强度是其他2类群体的约3.7倍，响应该群体健身需求的户外健身设施规模相较其他2类群体要大得多，因此目前在老城区的需求响应总体水平相对最低，是后续规划需重点关注的群体对象。

结合老城区评价结果，待优化地段及对应策略如下：1）对于设施严重不足、3类群体需求响应指数均较低的地段，可优先通过增补步道类设施来解决户外健身机会的有无问题，并均衡置入各类设施为各类居民群体提供多样公平的户外健身机会；2）对于设施可达性适中但特定群体需求响应水平较低的地段，可通过增补该群体适用的户外健身设施，同步提升设施的群体可达性和服务公平性；3）对于设施可达性较高但特定群体需求响应水平较低的地段，可通过对既有户外健身设施的定向改造优化，如服务模块置换或增补，为该群体定向增加健身机会，优化健身资源分配的公平性。

4 总结

综合而言，在群体户外健身需求多元化以及设施服务动态化背景下，本研究结合高密度建成环境下户外健身设施弹性共享的服务特征，建立了细粒度的群体需求分析法和设施服务模块化分解法，以此对南京市老城区户外健身设施服务能力及其服务目标群体进行梳理，从而在户外健身设施的供需端之间有效地建立联系纽带，有助于识别户外健身设施服务短板并提出精准优化的策略，为今后相关城市的户外健身设施规划提供有效的工具借鉴。

但需注意的是，需求响应指数评价虽能对户外健身资源在群体间的分配状态展开精细化衡量，但其反映的仅是设施配置状态的一个方面，还需结合可达性、设施质量、规模、多样性等其他指标才能为规划策略或方案制定提供完整的决策依据。

图表来源(Sources of Figures and Tables)：

文中图表均由作者绘制，其中图3、6～9的底图中的南京老城范围源自《南京历史文化名城保护规划》，道路数据源自https://www.openstreetmap.org/。