基于手機信令數據的鎮級醫療設施評估

師浩辰 趙渺希 王斐

摘要：目前，現有的醫療設施評估研究多從可達性或均等性單一視角開展，所用數據的精確度、時效性均不足，評估結果容易產生偏差甚至誤導。對此，本文選取時效性較高的POI和手機信令數據，以分級分類的醫療設施可達范圍的綜合覆蓋次數表征可達性強度，以可達性強度和居民空間分布的耦合情況表征均等性水平，從可達性和均等性兩個角度對廣東省中山市西北組團的鎮級醫療設施展開綜合評估。結果顯示中山市西北組團的醫療設施可達性相對較好，服務范圍覆蓋較大；總體均等性較好，但局部仍存在醫療設施服務強度和居民分布數量不相匹配的現象。最后文章基于評估結果將研究單元劃分了四類，并針對每一類提出對應的提升策略。

關鍵詞：醫療設施評估；可達性；均等性；POI；手機信令；中山市西北組團

doi：10.3969/j.issn.1009-1483.2020.09.012 中圖分類號：TU981/F292

文章編號：1009-1483（2020）09-0083-10 文獻標識碼：A

Medical Facilities Evaluation Based on the Measurements of Mobile Signaling Data： A Case Study of Northwest District in Zhongshan

SHI Haochen， ZHAO Miaoxi， WANG Fei

[Abstract] Currently， the majority of medical facility evaluations are usually conducted from a single start point， such as accessibility or equality， and the accuracy of data adopted in these evaluations is relatively weak， which may mislead the consequences of evaluation. Thus， this paper harnesses a newly emerging timeliness data， POI and mobile signaling data， to comprehensively evaluate medical facilities in northwest district of Zhongshan from both accessibility and equality aspects， where accessibility is described as the coverage times of medical facilities and equality is depicted as the distribution difference between accessibility and residential. The result shows that the global accessibility and equality of northwest district are relatively optimistic with large service coverage， but there is still some unbalance of equality at local level where medical facilities service and residents distribution are mismatched. Finally， based on the evaluation results， the research units are divided into four categories and each category is given corresponding promotion strategies.

[Keywords] medical facility evaluation； accessibility； equality； POI； mobile signaling data； northwest district in Zhongshan

引言

新世紀以來，由于SARS病毒、甲型H1N1流感病毒、MERS病毒等引起的重大疫情，國內外開始重新審視健康社區這一規劃議題。美國疾控中心（CDC），大倫敦政府（Greater London Authority）等政府組織均發布了有關健康社區的文件，明確提出合理的醫療設施體系和布局是構建健康社區的根本[1]。眾多醫療學者也分別從HIV的即時檢測與全面治療[2]、老年人健康指數的提升[3]、居民心理健康指數建設[4]等不同角度論證了多級醫療設施合理布局的優勢。2020年初當新型冠狀病毒（COVID-19）疫情爆發時，各地需要有效地隔離疑似或確診病例，并組織起科學的防控措施。這不但要求定點收治病例的醫療設施需在高壓下穩定地運行，同樣要求非定點醫療設施尤其是社區級醫療設施從各方面輔助社區進行防控管理和非疫情輕癥病例的及時救治，從而緩解定點醫院的問診壓力，因此各級醫療設施的合理布局是未來城市疫情防控的重要基石?？傮w來說，從健康社區和疫情防控的角度來看，醫療設施穩定的體系與合理的布局是未來城市安全健康運行的基本保障[1]。

醫療設施作為社會公共服務的重要組成部分，其科學的評估方法一直以來是眾多學者關注的重點[5-7]。學界認為醫療設施布局的核心評估要求可濃縮為充分滿足可達性和均等性兩點，這兩點也直接反映在了克里斯塔勒的中心地理論中[8]。具體來說，可達性是指在空間分布上能夠覆蓋大部分的區域，均等性則是在數量上滿足不同區域居民的日常生活需求。針對可達性而言，學界討論的內容基本集中于醫療設施的可達程度/便利程度，但對于其描述算法，卻有著截然不同的3種空間模型/理論，主要包括：（1）以醫療設施的最遠服務距離覆蓋面來描述設施可達性[9-10]；（2）以醫療設施機會積累的數量來描述設施的可達性，即通過居住地至醫療設施的便利程度來量化醫療設施的可達性[11-12]；（3）以空間相互作用來描述設施可達性，該模型以Batty總結的城市引力模型為原型[13]，構建醫療設施—居住地的引力模型，加入人口規模、床位數等影響因子，推斷醫療設施的可達性[14-15]。對于均等性，學界主要的研究方向有3類：（1）醫療設施的應用性測量和評估，采用的算法包括墨蘭自相關系數測定、極差測定、基尼系數測定、集中曲線測定等，其所反映的是醫師、床位數、醫療設備數等醫療資源在區域內分布的相對均衡狀況，主要適用于研究范圍相對較大的區域[16-17]。（2）基于指標體系的醫療設施均等性綜合評估，即通過構建評估體系來計算綜合平衡指數，并以此為根據判斷醫療設施的均等情況[18]。（3）醫療服務均等性水平評估，該類評估基本以居民需求為核心視角，通過不同人群所接受的醫療服務情況來判斷均等性水平，具有去空間化的屬性[19-20]。

綜合來看，現狀研究基本聚焦于可達性或均等性的其中之一，少有兩者綜合的考慮，這也造成了醫療設施服務水平評估的片面性?？蛇_性和均等性研究主要涉及兩個問題：（1）現有不同級別的醫療設施服務范圍的空間分布分別是怎樣的，能否進行綜合評判 （2）現有醫療設施的空間分布情況能否和居民醫療服務需求的空間分布保持一致 首先，現有多數醫療設施的均等性/可達性研究僅聚焦于公立醫院，缺少將民營醫院、社區衛生站、診所等不同級別醫療設施納入的綜合評估研究，從而對整體醫療設施的評估有失偏頗。再者，由于數據的缺乏，很多醫療設施的評估研究僅能在尺度較大的情況下體現一定的科學性[21]，且在人口快速流動的當下，靜態的指標性數據難以有效地揭示居民居住地的真實空間分布[22]，缺乏檢測社區問題的能力。但是，伴隨著數據時代的來臨，更精準的數據使得城市管理者能夠對現有城市問題做出更加準確的診斷，正如Batty所言，信息與通訊技術為新數據的使用提供了新的契機，從而有助于我們以最佳的尺度來觀察和檢測城市并感知城市脈搏[23]。在眾多數據中，POI數據和手機信令數據以其“新、快、準”的特點成為了描述城市活動和人群分布的新數據源[24-26]，大量的新興城市研究均基于此類數據開展。

因此，本研究以廣東省中山市西北組團為例，采用POI和手機信令這兩類新數據測度醫療設施和人群分布情況，通過醫療設施服務能力的分級加權計算，更全面地從可達性和均等性兩個角度對鎮級醫療設施服務開展綜合評估，達到準確認識現有醫療設施的分布特征，為后續國土空間規劃的要素配置打下評估基礎。

1 數據來源與研究方法

1.1 研究區域與數據來源

本次研究區域為中山市西北組團七鎮，即古鎮鎮、小欖鎮、東鳳鎮、南頭鎮、橫欄鎮、東升鎮和阜沙鎮（見圖1）。選取該地區為研究區域一方面是由于該地區人口相對密集，城鎮化水平較高，區域內醫療設施較多，醫療資源和服務水平也相對較高；另一方面，現有文獻多數更加關注城市中心區的醫療設施服務情況，而忽視了高城鎮化率的城鎮外圍地區。綜合而言，該區域作為經濟較發達且外來務工人員較多地區的樣本，其醫療設施的評估對于粵港澳大灣區其他類似的鎮級行政區（如東莞厚街，佛山北滘等）有相對較強的借鑒意義。

本次研究數據主要采用手機信令、POI數據和OSM路網數據。其中，手機信令數據所記錄的是手機用戶與發射基站之間的通信數據，基站會記錄其所覆蓋范圍內用戶進入和離開的相關數據，所以能反映一定時間段內該發射基站覆蓋內的活躍用戶數[28]。本研究所采用的手機信令數據來源于中山移動公司，該公司在中山市場占有份額達70%以上，且用戶選擇手機通訊商并沒有明顯的空間分布差異現象，因此，該數據在一定程度上保證了其所反映城市人群流動特征的真實性。而POI數據采集自百度地圖和高德地圖的公開數據平臺，兩家地圖企業占據當前國內市場份額的90%以上，數據精確程度高。在剔除兩個地圖重復采集的數據后，研究采集七鎮行政區劃內醫療設施POI共計121個。路網所使用的矢量數據來源于OSM網絡地圖，并進行了一定的處理修正。

1.2 研究方法

1.2.1 醫療設施分級分類的可達性測度方法

用戶手機會自動選擇信號較好的基站連接，而在理想狀態下基站信號的強弱主要取決于用戶與基站的距離[29]。根據此原理，研究采用Voronoi圖法劃定手機基站小區分布情況，并以此為研究底圖開展后續空間研究（見圖2）。

研究采用基于路網計算的醫療設施服務區域覆蓋次數來描述設施可達性。以基站小區為例，如果小區被1個醫療設施的服務范圍覆蓋，記為1；如果被2個醫療設施覆蓋，記為2，以此類推。由于居民對于不同級別醫療設施的需求有所差距，所以在具體計算設施的覆蓋次數時，研究會以加權的方式對不同類別的設施進行整合。具體方法是首先將醫療設施的POI分為公立醫院、民營醫院、村/社區衛生站和民營診所四類，然后基于路網來計算每類中每個醫療設施的服務覆蓋區域，最后綜合四類設施并統計覆蓋次數來計算每個基站小區醫療設施可達性。這一計算可通過軟件ArcMap中的服務區分析完成。值得注意的是，每級設施會采用不同的計算方法來推導最遠服務距離，繼而劃定服務區域。其中公立醫院、民營醫院的服務距離是基于鎮域所需床位數來計算（見表1）。其公式如下：

其中Lb是b醫院服務距離；k是調整系數，與路網密度有關，這里取0.707（20.5）；Hb是b醫院床位數，z是千人床位數，這里依據《全國醫療衛生服務體系規劃綱要（2015—2020）》[30]，取每千人6張；Pa是a鎮區常住人口數（單位：千人）；Sa是a鎮區面積。

村/社區衛生站服務范圍依據《城市居住區規劃設計標準》（GB50180-2018）為1500米；民營診所則取衛生服務站的一半距離（750米）為服務范圍。

當所有類別的服務范圍計算完成之后，通過ArcGIS疊加生成空間可達性的分布圖。值得注意的有兩點，其一，疊加可達性的時候需留意可達范圍覆蓋的面積，如果沒有全部覆蓋基站小區，需要按照面積比例來計入可達性。舉例而言，假定j小區的可達性為Rj，若可達范圍僅覆蓋小區面積的50%，那么可達性記為0.5Rj；其二，不同級別的醫療設施需要疊加不同的權重，權重的確定主要基于各級醫療設施的門診使用率，數據基于《2018年廣東省醫療衛生資源和醫療服務情況簡報》計算（見表2）。具體疊加公式如下：

其中，Aj代表j基站小區的醫療設施可達性；Rij代表j基站小區內i類醫療設施的可達服務范圍覆蓋次數；Sij代表j基站小區內i類醫療設施可達面積；Sj代表j基站小區的面積；Wi代表i類醫療設施的疊加權重。

1.2.2 醫療設施均等性測度方法

均等性的本質是描述現有醫療設施的空間分布與居民醫療服務需求的空間分布的耦合程度，這里醫療設施的空間分布可以由前文提及的可達性表征，而居民醫療服務需求的空間分布則可以由居民居住地的分布情況體現。因此，比較上文計算所得的醫療設施可達性和手機信令數據，便可以一定程度上反映出醫療設施均等性的強弱。為了確保居住地定位的準確性，研究以工作日晚間22時至次日6時之間的信令數據來表征居民居住地的分布，該定位居住地的方法同樣可見于鈕心毅等人的上海公共中心體系重構的研究中[31]。

為了反映醫療設施可達性和手機基站信號數據空間分布的差異性，研究擬引入非相似系數來描述該差異程度。非相似系數最初是用來描繪不同群體（如白人和黑人）之間的空間分布差異性[32]，后續也逐漸被廣泛采納于多種城市研究中，如用地差異性研究[33]、群體空間分隔性研究[34]等等。其公式也由計算兩類變量空間分布的差異性發展為描繪多類變量空間分布的多樣性[32]。這里研究引用最基本的原型公式并加以改進，將其拆分成兩個步驟：第一步是計算局域非相似系數來描述研究單元的差異性，第二是計算全局非相似系數來描述全局的差異性，具體公式如下：

其中，D代表全局非相似系數，一般用來描繪全局的差異程度，Dj代表局域非相似系數，一般用來描述局域的差異程度，在本研究中解釋為j基站小區的差異程度；N代表基站總數；Aj代表j基站小區內的可達性；Asum代表所有基站可達性之和；Pj代表j基站小區內的活躍人數密度；Psum代表所有基站內的活躍人數密度。

2西北組團醫療設施的可達性和均等性評估

2.1 可達性評估

研究將采集的醫療設施POI數據在ArcGIS中進行定位和分類（見圖3）。其中，公立醫院共計14所，民營醫院總計7所，村/社區衛生站共計83處，民營診所17處。

依據前文中的可達性計算方法，研究分級分類地計算出了四類醫療設施的可達性。結果發現，公立醫院可達性（以下簡稱“醫院可達性”）和村/社區衛生站可達性（以下簡稱“衛生站可達性”）均呈現明顯的“強中心，弱周邊”聚集現象，尤以古鎮鎮為代表（見圖4）。其聚集中心基本位于鎮政府駐地及其周邊，這也符合小城鎮一般的同心圓式發展規律。而二者的空間分布呈現北高南低的態勢，且經濟相對發達的區域覆蓋水平相對較好。公立醫院可達性的覆蓋率（覆蓋基站小區數量/基站小區總數量）為80.3%，整體較好；但仍存在部分區域未被覆蓋，這類區域多數位于多個鎮區行政邊界的交錯地帶，城鎮化水平相對較低且存在部分耕地、園地和林地。相比之下，衛生站的覆蓋率相對較高，為85.6%，但仍有56個基站未覆蓋到，多數位于橫欄鎮和古鎮鎮。對比上述兩級醫療設施可達性，民營醫院和民營診所的可達性分布相對較為單一，高可達性的區域僅集中于少數鎮區，并且一定程度上偏離鎮中心區域。

將四類醫療設施的可達性按照前文提及的比例進行疊加計算后，文章得出了醫療設施的綜合可達性（下稱“醫療設施可達性”）。從空間分布來看，其呈現明顯的“北高南低”“兩主多次”的多中心特征（見圖5）。北部區域形成兩個可達性核心（小欖鎮、古鎮鎮）；而南部整體可達性相對較弱，鎮域交界區域仍然存在部分醫療設施服務范圍完全無法覆蓋的區域。從典型鎮區的服務范圍來看，小欖鎮明顯呈現外溢現象，可覆蓋到其他鎮區的部分區域；而橫欄鎮則是基本滿足自己鎮區的醫療服務需求且服務強度遠不如小欖鎮（見圖6）。就每個鎮而言，可達性分布呈現非常明顯的中心聚集現象，但仍有部分鎮區（東升鎮）因行政區劃調整而形成“雙中心”分布格局。一方面，“雙中心”格局可以依托原有合并前鎮域的醫療體系，一定程度上強化醫療設施，尤其是村/社區衛生站的覆蓋情況，滿足居民問診的空間需求。另一方面，相對分散的醫療設施也會相應地阻止醫療資源的集中化和效率化運作，不利于住院病人和疑難癥病人的問診需求。

總體而言，覆蓋范圍顯示七鎮內醫療設施可達性較高，綜合覆蓋率（覆蓋基站小區數量/基站小區總數量）達98.8%，基本可保證絕大部分居民都在醫療設施服務范圍以內；從可達性強度分布考慮，在鎮域層面上，可達性基本與鎮域人口呈現正相關關系，高可達性區域往往承載較多的人口，鎮域配置在一定層面上較為合理。

2.2 均等性評估

如前文所述，均等性的核心在于比較居民和醫療設施空間分布的耦合性，其中居民的空間分布可用手機信令數據表征，而醫療設施的空間分布可由前文計算出的綜合可達性反映（見圖7）。因此，通過計算信令數據和綜合可達性的非相似系數便可一定程度上說明醫療設施的均等性。具體來說，醫療設施的均等性會基于局域非相似系數（下稱“局域系數”）和全局非相似系數（下稱“全局系數”）兩個方面來評估。其中，局域系數區間為（-1，1），越靠近-1說明醫療設施的空間分布相比居民數量越匱乏；越靠近1說明醫療設施的空間分布相比居民數量越富余。理論上，局域系數為0是最佳狀態，其意味著居民數量和醫療設施空間分布的相對比例能達到平衡。而全局非相似系數區間為（0，1），越靠近0證明醫療設施可達性和人口分布越相似，越靠近1則說明差異性越大。

從均等性研究的結果看，全局系數D為0.03，說明全局醫療設施的空間分布與居民的空間分布狀況相對吻合（見圖8）。換言之，大部分區域相對而言都較為均衡，醫療設施的均等性較好。但是，從局域非相似系數看，西北組團內仍然存在局部均等性較差的情況（見圖9）。具體來說，諸如小欖鎮中心區、古鎮鎮中心區等區域局域系數較高，醫療設施空間分布比例相對過高，醫療設施數量過剩且過度集中；相對的，部分地區如橫欄鎮、東鳳鎮北部等局域系數相對較低，醫療設施的空間分布與居民的空間分布實際情況相差較大，醫療設施的數量存在缺口同時空間布局差強人意。甚至出現全鎮局域系數均為負數（橫欄鎮），本地居民的醫療服務需求基本難以就地解決，需要依托其他鎮區的醫療資源這一現象。

這一結論同樣可以從各鎮區的床位數的供需比較得到側面印證（見表3）。而從全局看，西北組團的床位需求總量是6330.6張，而供給床位量約為6345張，所以總體上基本維持供需平衡，可以內部自給自足。然而，分鎮來看，存在部分鎮區床位數的實際擁有量遠超需求量，同樣也存在部分鎮床區位數的實際擁有量遠不及實際需求量。這組數據的對比充分說明了當前西北組團醫療設施分布的局域不均等性，也符合圖9展現的“雙高多低”的局域非相似系數分布情況?？傮w而言，盡管西北組團的整體均等性較好，但是醫療設施的現有布局依舊和居民需求的空間分布存在一定的出入，局部醫療服務的均等性有待提升。

2.3 評估小結與提升建議

綜合來看，西北組團現狀醫療設施的布局相對科學，但仍存在一些細微的不足。從可達性角度而言，西北組團醫療設施配置較多，整體水平表現較好，綜合覆蓋率超95%；強度呈現“北高南低”的態勢，形成了小欖鎮和古鎮鎮兩個核心。但需要注意的是村/社區衛生站這一級別設施的可達性還未達到較高水平（大于90%），與15分鐘生活圈的要求尚存在一定差距。從均等性角度而言，西北組團整體均等性較好，醫療設施的供給與居民的需求能達到相對平衡的狀態，但局域仍存在設施配置的不平衡，部分區域數量冗余而部分不足，需在后續的規劃中做出一定調整。

現階段正值國土空間總體規劃的編制時期，醫療設施的要素配置是其中重要的一環。因此，文章基于可達性和均等性兩個可量化的評估視角，通過二元散點圖對600余個基站小區進行分類，繼而針對每一類提出相應的策略建議（見圖10）。所有基站小區被分為了5類，但沒有基站小區落在②類范圍內，因此后續不予討論。其中，①類基站小區均等性在-0.5和0.5之間，可達性沒有限制。這類小區現階段整體表現良好，需維持現狀，因此在策略上建議少量新建醫療設施以保證未來居民數量增長后的問診需求；③類基站小區均等性在-0.5之下，可達性在0和0.5之間。這類小區的特征是醫療設施的可達性較低但小區內居民數量相對較多，醫療需求難以滿足，因此，建議在這類基站小區附近新建一定數量的醫療設施，緩解問診缺口；④類基站小區均等性在0.5以上，可達性在0和0.5之間。這類小區相對來說存在醫療設施數量大于需求的情況，且小區內居民數量相對較少，因此在策略上建議該類小區附近的醫療設施規模進行一定程度的縮減，節省下的醫療資源可統一進行再分配；⑤類基站小區的均等性和可達性均在0.5以上。這類小區醫療設施同樣有一定冗余，且往往坐落于鎮區中央位置。因此，在策略上建議保持現狀以應對未來人口增長，同時盡量引導民營醫院等民間醫療設施于別處落位，緩解③類基站醫療設施不足的壓力。

3結論與討論

當下，伴隨數據捕捉、收集和儲存等方式的更新，公服設施規劃扭轉了以往參照單一靜態指標（諸如用地人口規模、地塊等級）制定的局面，多源活動數據的引入使得公服設施配置逐漸走向人本化和精細化[35-36]?；诖?，本文在以往研究的基礎上，采用新興數據（POI數據，OSM路網數據和手機信令數據），以新方法分級分類地計算醫療設施的服務情況，全面地從可達性和均等性兩個角度來評估中山市西北組團的醫療設施。研究發現，西北組團醫療設施的可達性相對較高，服務范圍覆蓋率接近100%，整體均等性也表現較好，但局部地區存在醫療設施冗余和不足的情況。

本研究是應用多源數據對醫療設施進行多角度多層級綜合評估的有益嘗試，也是國土空間規劃背景下現狀規劃評估的細化調查，可為后續空間規劃中的要素配置提供科學的理論依據。研究對于可達性和均等性進行了分層分類的量化定義和協同分析，彌補了當前醫療設施布局分析中綜合性不足的缺陷，但也存在一些不足。研究可繼續深入考慮兩個方面：其一，在國土空間規劃中，如何基于現有的醫療設施評估結果來配置新的醫療設施 如何權衡均等性和可達性 如何相對科學地實行醫療設施的均等化布置 這一點需要重點關注。其二，在當前新型冠狀病毒疫情的影響下，健康社區和家庭醫生成為了提升基層健康水平、防止疫情擴散的重要手段，而基層的醫療設施布局也成為了這其中的關鍵[1]。那么，如何基于醫療設施評估結果來建設健康社區理論和發展家庭醫生制度 而健康社區理論指導下的醫療設施再配置應該如何做 這些都是未來可以重點考慮的探索方向。

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