基于共享單車數量和流動性的城市空間活力研究

丁家駿 DING Jiajun

0 引言

慢行活動歷來被認為與城市活力有密切關系。共享單車自2016年在我國興起以來，發展十分迅速，在相當程度上促進了城市慢行交通的復興。在此背景下，不僅共享單車本身可能成為增強城市活力的新舉措，共享單車的時空數據也可以作為衡量城市活力的新手段，為研究和規劃提供支撐。

1 城市空間活力評價研究綜述

1.1 城市空間活力的衡量

現有相關研究文獻通常從城市空間使用者角度出發，對城市空間活力進行評價，衡量方法主要分為以下3類。

第一類是基于城市空間使用者主觀感受的衡量方法，在問卷調查基礎上，相關研究包括運用SD法評價街道空間活力[1]，運用層次分析法和專家評分法建立城市公共空間活力評價體系等[2]。這類方法的優點是能把握行為主體的親身體驗，也能根據具體情況設置多樣化的測度指標；但缺點是受到被調查者主觀認知偏差和局限的影響，未必能準確把握整個區域，而且難以開展持續大規模的全面調查。

第二、第三類方法都基于對城市空間內人流活動的客觀測度。城市空間的活力與人的活動密不可分，尤其是社會性公共活動。從交通方式上說，這類活動所依托的一般是慢行交通，楊?蓋爾甚至稱“慢速交通意味著富有活力的城市”[3]。其中第二類是對城市空間內人流活動進行直接觀測的衡量方法，可采用拍照、錄像、人為觀察等方式對各種活動進行分類測度，如徐磊青等以自發性活動發生量（商業駐足、社會駐足、文化駐足、休息坐靠、其他活動）衡量軌道交通站域城市活力[4]。耿慧志等以穿行人數、駐留人數、駐留時間、自發性活動人數、社會性活動人數衡量公共綠地城市活力[5]。姜蕾以街道上社會公共活動參與的人數和駐留時間作為街道活力的外在表征[6]。這類方法的優點在于較為客觀，也能較準確地測度出人群活動特征及與城市空間的互動關系，尤其能重點關注社會性公共活動。但缺點在于未必能把握行為主體的主觀體驗，也難以開展持續大規模的全面調查。

第三類是近年來興起的運用大數據對城市空間人流活動進行測度的衡量方法。這些大數據包括百度熱力圖[7]、手機信令數據[8-9]、特定時段的LBS數據[10]等。這類方法的優點是能開展持續大規模的調查，時空視角完整，便于對比。主要缺點是難以區分不同類型的人流活動，尤其是無法區分機動車和慢行活動方式，而前者與城市空間活力關系相對較弱。另外，此類研究幾乎都建立在一個研究假設之上：人流活動的量反映了城市空間的活力，人流活動量越大（強度越大）則城市空間越有活力。這是一個簡潔的活力評價標準，但卻并不全面，忽略了活動的公共性。僅僅人流活動量大卻缺少公共性活動的地方（如單純的通勤出發地、目的地），很難成為富有活力的區域。

1.2 共享單車評價城市空間活力的潛力

現有基于共享單車時空數據的研究文獻很少，而這些文獻又多集中于用戶基本騎行特征分析及共享單車與城市交通關系等方面[11-14]。共享單車與城市活力的關系在當前文獻中的探討十分缺乏?！豆蚕韱诬嚧杭境鲂袌蟾妗穂15]提出了“蹊徑率”的概念，以實際騎行距離/最短騎行距離作為蹊徑率指標，并指出其與城市休閑、慢生活相關。

共享單車第一次提供了能反映城市慢行活動的大數據，因此在衡量城市空間活力上比現有百度熱力圖、手機信令數據等大數據更具優勢。但當前其評價城市空間活力的潛力還遠未充分發掘，有待深入研究。

2 研究設計

2.1 研究目的與研究思路

本研究試圖探索以共享單車時空數據衡量城市空間活力的方法。從慢行活動的強度和慢行活動的公共性兩方面評價城市空間活力，慢行活動強度高且公共性高的城市空間富有活力，僅一方面高的城市空間則活力不足，兩者皆低的城市空間更是活力匱乏。這雖仍不盡全面，但相比既有基于大數據的相關研究文獻單一以活動強度為標準有較大改進。不同城市空間慢行活動的強度以共享單車數量指標衡量。慢行活動的公共性雖難以用共享單車時空數據直接測度，但可以用共享單車的流動性間接衡量。因為慢行活動公共性強的區域較為開放，面向廣泛的人群，往往在不同的時間段為不同的人所使用，因此共享單車也在全日呈現出來來往往、流動不已的特征；慢行活動公共性弱的區域則相對封閉，面向較單一的人群（如生活或工作在此的人群），盡管有可能在特定時間段（如上下班通勤時段）吸引較多共享單車，但其他時間段單車通常凝滯少動。通過共享單車數量和流動性的交互分析，識別出不同類型的城市活力區域，分析形成原因。

2.2 研究區域與數據來源

研究區域為上海市楊浦區地鐵10號線周邊區域（圖1）。楊浦區曾是上海老工業區，現為高校集聚區，正積極向知識創新型城區轉型，江灣—五角場為規劃上海城市副中心。選取地鐵10號線周邊1 000 m左右的區域，兼顧地塊完整性劃定具體邊界，總面積17.49 km2。研究區域功能類型豐富，包括五角場、江灣體育場、創智天地、知名高校（同濟大學、復旦大學、上海財經大學等）、各類住區、辦公區等，包括成熟建設區域和新江灣城等新開發區域，具有很典型的代表性，同時利于觀察共享單車、城市活力與地鐵線的關系。

圖1 研究區域圖

數據來源為某共享單車品牌一個典型工作日（2017年11月29日星期三）與一個典型休息日（2017年12月3日星期日）的時空數據，通過網絡爬取，獲得研究區域內可用的未開鎖單車信息。每日數據涵蓋全天48個間隔半小時的時間點，具體信息包括該時間點各停放單車的編號、經緯度坐標等。這些單車的空間分布可以反映城市的生活、就業、休閑活力分布，其中工作日更偏重于反映就業（含就學）活力，而休息日更偏重于反映休閑活力。

共享單車公司的運營調度會對單車的分布造成一定的影響，但是在研究時段，上海共享單車總投放量已趨于穩定，新增投放已被叫停；且用戶數量十分巨大，用戶群體較為成熟。相比巨量的用戶，共享單車公司平常的運營調度對單車分布的影響有限，而且共享單車公司對單車分布的調整一般也是為了順應用戶的需求。因此，共享單車公司的運營調度對本研究的干擾較小。停車空間大小對單車的分布也有影響，尤其是在人行道空間資源極為緊張的老城區。但根據現場踏勘，研究區域內的自行車停車空間相對充足。盡管個別位置點停車資源缺乏，在其相鄰幾十米范圍內也可以找到充分的停車空間。因此，對本研究區域來說，只要在分析時考慮一定的鄰域半徑，即以某一點周邊一定半徑內的共享單車來衡量該點的活力，即可基本排除停車空間大小的干擾。

圖2 全日共享單車數量分布圖（分類方式：quantile）

圖3 最高峰時段共享單車數量分布圖（分類方式：quantile）

2.3 研究方法與指標算法

首先對共享單車的數量和流動性分布進行分析，運用ArcGIS10.2軟件，將研究區域劃分為30 m×30 m的柵格，計算每個柵格的共享單車數量指標和共享單車流動性指標。每個柵格的共享單車數量為該柵格鄰域半徑100 m內的可用的未開鎖共享單車數量，流動性指標為每個柵格的全日共享單車數/最高峰時段的共享單車數。流動性指標反映的是共享單車在全日的流動周轉程度，流動性指標高的區域，總體來說全日內該空間內的共享單車經歷了多次輪換。然后將最高峰時段的共享單車數量與共享單車流動性指標重分類并進行交互分析，識別出不同類型的城市活力區域。再結合現場踏勘，深入探討形成各類區域的原因，最后得出結論。

3 研究發現

3.1 共享單車數量分析

對研究區域各柵格100 m鄰域半徑內全日單車數（圖2）和最高峰時段單車數（圖3）進行分析，全日單車數反映了該處慢行活動的整體強度，而最高峰時段單車數反映了該處慢行活動的瞬時最大強度。

工作日和休息日的單車數量分布比較接近，工作日的高值區大多也是休息日的高值區（但來此的人群可能有所不同），說明研究區域內就業場所與休閑場所的分布具有相當的耦合性。這種耦合可能是平面位置的臨近，也可能是豎向層次的結合（如底層商業上層辦公）。全日單車數和最高峰時段單車數分布都呈現出北低南高的特征。北部區域單車數量較低主要是因為大量土地還處于未開發或新開發狀態，整體人氣還有所不足，但建成區域也有一些高值點。南部區域總體開發已較為成熟，總體上單車數量較高。居住、商業、辦公、高校等設施都呈現出了對單車的吸引力，成片低值區主要為未利用地、在建用地、軍事單位、體育場、綠地、工業用地、大型住區內部。

工作日和休息日單車數量分布的主要區別在于：工作日局部地域如某些辦公區等更為突出，說明這些地區更偏于工作功能；休息日局部地域如五角場環島周邊更為突出，說明這些地區更偏于休閑功能。但差別并不明顯。

表1 最高峰時段共享單車數量和共享單車流動性交互分析表

3.2 共享單車流動性分析

計算單車流動性指標，它反映了共享單車在不同區域的全日流動周轉程度。工作日和休息日的單車流動性分布比較接近，都呈現出北低南高的特征。流動性高的區域成片分布，主要包括五角場、高校、商業辦公混合區、居住商業混合區等，總體來說功能都較為混合，而功能單一的區域往往流動性較低（圖4）。

3.3 城市活力區域識別

根據等量（quantile）原則分別將最高峰時段共享單車數量和共享單車流動性分為高、中、低3類。通過兩者的交互分析（表1），可以識別出4類城市活力區域（圖5）。

3.3.1 單車數量高、流動性高的區域（高活力區）

這類區域既具有強大的人氣吸引能力，又具有很高的公共性，是最具城市活力的區域。這類區域散點分布態勢明顯，相對密集分布于江灣—五角場副中心、各高校。休息日此類區域的布局結構與工作日大體相近，但數量卻明顯少于工作日，說明本區的休閑活力低于就業活力。

圖4 共享單車流動性分布圖（分類方式：quantile）

圖5 共享單車視角下的城市活力區域識別圖

江灣—五角場雖然是上海的城市副中心，但此類高活力區域仍然呈散點分布，未能連接成片。五角場環島周邊活力較低，高活力區在相對外圍。這是因為五角場環島周邊道路被劃定為自行車禁行區，故自行車數量較少。這雖然是交通管理政策所造成，但從更深層次來看也說明了五角場核心地帶機動交通切割性過強，形成慢行活動不友好的環境，一定程度上影響了城市活力的發揮。創智天地出現了若干高活力點，表明該處經過數年建設城市活力已經開始顯現；但休息日的活力比工作日低很多，主要的休閑活動僅集中在大學路一線（圖6），整體休閑活力還未充分發揮。尚浦中心是江灣五角場副中心北拓的重要節點，也是新江灣城門戶，目前局部建成，已生出明顯的活力點，發展勢頭良好，但還有待進一步成長?？傮w來說，江灣—五角場離富有活力的城市副中心區還有一定的差距。

圖6 高活力區實例

圖7 高量低公共性區實例

研究區域內3大高校內部都集聚了大量的高活力點，體現了高校對城市活力的正向貢獻。但是三者相比較，同濟大學工作日周邊的高活力區比復旦大學和上海財經大學周邊更多，這可能是由于同濟大學周邊集聚了大量的相關產業，形成了較具規模的“環同濟產業圈”，故校區就業活力外溢明顯。

其他散布的城市高活力點多為規模不大的社區商業設施（圖6），如菜場、超市、連續的小店鋪等。值得注意的是這些設施往往在工作日和休息日都是高活力區，說明即使工作日人們對它們也有相當的需求。

3.3.2 單車數量高、流動性低的區域（高量低公共性區）

這類區域雖然在特定時刻具有較強的吸引力，但“量”大而“流”弱，公共性較低，屬于城市活力不足的區域，并且造成公用資源的浪費。

北部新江灣城一帶此類區域較多，多為已建成且集聚了較多居民的大樓盤入口附近（圖7），但由于其功能的單一性以及與周邊區域聯系的缺乏，導致雖然特定時刻單車需求量大，其他時段單車流動卻十分微弱，形成活力缺失的“孤島”。

另外一些此類區域的產生與違規停放和不良環境（包括物質環境和社會環境）相關。如一些工地的施工工人將共享單車騎入，而其他市民由于工地環境的嘈雜危險，一般不會進來尋車，導致這些單車長時間閑置。又如市光三十六宅，本是民國大上海計劃實施期間修建的獨立式花園住宅，但現今部分區域已嚴重衰敗，居住人口密度高且混雜，違章建設嚴重，環境破亂骯臟，現場踏勘發現有共享單車在冷僻角落大量堆放以及被私用的現象（圖7）。

3.3.3 單車數量低、流動性高的區域（低量高公共性區）

這類區域對單車的吸引力較低，但“量”小而“流”強。雖也屬于活力不足的區域，但公共性較高。它們往往臨近高活力區域（單車數量高、流動性高的區域），可能因為時時有人從附近高活力區域移步到此尋車，導致本區單車流動性變高。

3.3.4 單車數量低、流動性低的區域（活力匱乏區）

這類區域“量”與“流”皆弱，是城市活力最為缺乏的區域。除了未建設區、特殊用地，主要是大型、封閉、功能單一的地塊，如某些大型樓盤以及大型辦公園區（最典型的為灣谷科技園）。這兩類區域由于其封閉性、大規模和功能的單一性，形成了對外來慢行交通的排斥，也造就了城市活力的匱乏區（圖8）。

4 結論

4.1 研究區域城市空間活力評價

（1）研究區域就業場所與休閑場所在空間上有很強的耦合性，但是總體休閑活力弱于就業活力。

（2）江灣—五角場還在發育中，離富有活力的城市副中心尚有差距。五角場核心地帶機動交通切割過強不利于慢行，創智天地休閑活力主要集中在大學路一線尚未擴展成面，尚浦中心有待成長，這些問題需要在將來進一步改進。

（3）幾大高校內部都集聚了大量高活力區，體現出高校對城市活力的巨大貢獻。本區內高校雖然占地大，但是對外開放，內部生活、就業、就學、休閑等功能復合，因此易于生發活力。

（4）社區商業設施雖然規模不大，但卻往往成為散布的高活力點。如能保證一定的分布密度，對城市活力和氛圍的營造十分有益。

（5）大型、封閉、功能單一的地塊活力較為低下，在其入口處往往形成量大流弱的活力不足區，在其內部更形成量流皆弱的活力匱乏區。

（6）北部新江灣城一帶總體城市活力較低，這固然與其還處于建設過程中有很大關系，但部分區域的大地塊、功能單一化等建設模式也有一定影響。未來需吸取經驗教訓，采取更有利于促進城市活力的規劃建設方式。

（7）違規停放和不良環境（包括物質環境和社會環境）也可能導致低公共性區的產生，這是亟需治理的區域。

4.2 共享單車視角下影響城市空間活力的因素

本研究從慢行活動的強度和公共性兩方面評價城市空間活力，并分別用共享單車的數量和流動性去衡量。結果發現影響慢行活動強度的主要因素為土地使用方式、設施布局、開放度，多類用地和設施如居住、商業、辦公、高校等都可能帶來較大的慢行活動強度；而影響慢行活動公共性的主要因素為功能混合度、開放度，功能混合度高且開放的區域一般慢行活動公共性較高?？偟膩碚f，共享單車視角下影響城市活力的主要因素為土地使用方式、設施布局、功能混合度和開放度。

交通的影響則相對次要。就地鐵而言，雖然既有研究揭示了共享單車與地鐵接駁關系密切，如上海高達至51%的共享單車活躍在地鐵站點周邊（500 m范圍內）[11]，但是本研究發現共享單車的數量和流動性以及城市活力分布與地鐵站并無必然聯系。離地鐵站較遠的地方如有適宜的用地、設施等，也會出現較多共享單車高數量、高流動性區域（高活力區）；而臨近地鐵站的地點如無相應的用地、設施等支撐（如三門路站、殷高東路站周邊），共享單車的活動性仍然較弱（幾乎沒有高活力區）。上海高比例共享單車活躍在地鐵站周邊，很可能是因為就整個上海而言，該范圍內集聚了主要的吸引共享單車的設施，而非地鐵站本身導致，具體還有待將來進一步深入研究。就道路交通而言，大部分區域并沒有發現道路類型等因素與共享單車和城市空間活力的聯系，除非機動交通切割性強到了需設置自行車禁行區的程度（如五角場環島）。

5 討論

5.1 “街區制”的要點

近年來，我國提倡在城市建設中采用“街區制”，但是對“街區制”的理解還有一定爭議，在實施上也存在困難。根據本研究，從城市活力的角度來說，“街區制”的要點在于土地使用方式、設施布局、功能混合度、開放度，而非單純的路網密度和地塊尺度。如本區內高校雖然占地巨大，但由于內部功能強大且混合度高，并對外開放，形成了城市高活力區。假設強求高校打破圍墻，增加支路，可能反而影響其完整功能的發揮從而削弱城市活力。但是，如果大尺度地塊、功能單一、封閉幾種因素結合在一起，那就會對城市活力產生很大的負面影響；“街區制”的建設，主要應力求避免或改善這種狀況。以合理的土地使用方式與設施布局，較高的功能混合度與開放度（指對慢行交通的開放而非汽車）為主要切入點，有利于在我國城市中理性穩妥地推廣“街區制”。

5.2 城市治理的新手段

城市活力是一個動態變化的過程，共享單車時空大數據的出現，使得這樣的過程有可能被實時掌握，并加以針對性的改造和動態的調控。對于活力不足的區域，結合現場調查，可以進行改造提升。其中最值得關注的是高量低公共性區，因為首先，其有一定的需求量和空間使用強度作為支撐，如能通過功能配置優化、管理措施改進等方式提高流動性和公共性，則可轉換為高活力區，改造難度可能小于低量區域；其次，其高量低公共性的特征意味著若不及時改善，則會帶來公用資源長期的大量浪費，這無論對共享單車公司還是城市都是很不利的。對于一些特殊的人為問題點（如本研究發現的市光三十六宅等環境不良區），可以通過實時大數據去識別，然后聯合城市有關部門和共享單車公司進行精準的動態治理調控。

圖8 活力匱乏區實例

6 不足與展望

本研究的數據來源存在一定的局限。首先，共享單車不能完全代表所有的慢行交通，尤其是人行交通。但是人行交通目前還難以獲得準確的時空大數據，這有待未來進一步挖掘。其次，本研究使用的共享單車數據通過網絡爬取獲得，跟官方完整數據存在一定的差別，可能會部分影響到分析結果。最后，由于其缺少用戶信息、訂單信息，使得更深入的探討難以展開。

另外，城市活力也不能單純用數值來衡量。單純的數值難以刻畫人們使用空間中產生的情緒、體驗等，也難以充分反映空間的品質。本研究雖然盡力運用現場觀察和親身體驗去彌補定量分析的不足，但這種定性的分析研究還有待進一步深化。

未來可延續本研究的思路，運用更完整的官方數據，進行更準確的識別和評價。并通過與城市人口、設施、道路交通等基礎數據集的結合，更全面地探討共享單車、城市環境、城市活力之間的關系。還可以結合深入的質性研究方法，加強對城市空間品質和行為主體體驗的研究。

（感謝城市數據團對本研究的支持。）