15 分鐘生活圈公共服務設施績效評估方法構建*
——基于供需平衡視角的長沙市實證研究

吳海平，孫曦亮，周 健

引言

黨的十八大以來，如何將“以人民為中心”的價值導向融入到城市日常建設管理，以滿足“人民群眾對美好生活的向往”，已成為城市管理與學術研究近年來關注的重點問題。隨著大數據技術手段的普及和開源數據的完善，2014 至2019 年間，國內各大城市先后開展15分鐘社區生活圈（下稱“生活圈”）的規劃實踐探索工作，其中以2016 年出臺的《上海市15 分鐘社區生活圈規劃導則》[1]流傳最廣、影響最深，隨后長沙市于2018年提出“一圈兩場三道1）”建設兩年行動計劃（2018-2019 年）[2]（下稱“兩年計劃”），明確了以人民為中心的建設指導思想，重點打造以街道為基礎的400 個15分鐘步行生活圈，同時啟動了《2018 年長沙市“15 分鐘生活圈”實施評估》、《長沙市宜居社區評估及建設標準》、《長沙市15 分鐘生活圈導則》等規劃評估和標準導則研究工作，并于2020 年形成《長沙市居住公共服務設施配置規定》2），該規定結合《城市居住區規劃設計標準GB50180-2018》（下稱“居住區國標”）的配套要求，分別提出街道級、社區級和居住街坊級三級體系，對應居住區國標中的15分鐘、10分鐘、5分鐘生活圈設施要求。

但是，如何更準確地評估生活圈內的現狀公共服務設施績效，目前并未形成共識，各地的規劃實踐（2019）多簡化為現狀公服設施15 分鐘步行距離內對居民小區是否覆蓋的問題[3]，已覆蓋即認為供給充足，并未考慮不同公服設施的供給上限差異。而主流學術研究多通過構建指標評價體系[4-6]評估各生活圈單元的設施績效情況，只是不同研究者的關注視角存在分異，如適老化設施構建[7，8]、步行網絡優化[3]、教育資源公平性[9]、體育設施配置體系[10]、防疫能力評估[11]、安全風險防范[12]等方面，但近年來越來越多的學者開始從設施供需平衡的角度[13]切入，試圖借助大數據與新技術構建更為準確且貼近實際的測度方法，他們大多聚焦于配置效率、居民需求[14]、標準制訂[15]等主題。（1）配置效率方面，周弦（2020）采用不同公服設施的可步行性指數量化各生活圈的設施配置效率，原理是分別測算出發點至輻射范圍內各類設施的歐氏距離并加權匯總后標準化至0 ～100 區間[16]，但其測算結果較為抽象；常飛（2021）提出以“千人指標”衡量生活圈設施達標情況的測度公式[4]，比對實際供需匹配程度后劃分為“適配、高配、低配、漏配”四類，但部分設施并未明確具體千人指標的規范要求，導致其應用場景較為局限；（2）居民需求方面，部分學者嘗試測度居民對不同類型設施的需求差異，如趙彥云（2018）以問卷調查結果量化不同設施需求度[6]，以各居民小區15 分鐘步行范圍內POI 的數量表征設施覆蓋率；胥建華（2019）則通過社區居民問卷調研和個案訪談[17]探討了小尺度下社區公服設施評估與優化的方法，但較少學者聚焦于不同居民群體對同類設施的需求差異研究；（3）標準制訂方面，廖遠濤（2018）根據服務半徑的不同提出了品質提升型、基本保障型兩類設施的配置標準[15]，并結合需求調研與現狀評估差異，提出通過控規修改的方式落實各生活圈單元的具體優化建議。

雖然上述研究為生活圈公服設施評估提供了諸多有益的嘗試，如兩步搜索法[18]、潛能模型[19，20]等經典分析模型，但由于切入角度與關注重點的不同，已有模型或普適性較差、或概念理解艱深、或難以準確測度設施供給水平與居民使用需求、或評估尺度局限于區縣層面，導致其較難在其他城市的規劃實踐中予以推廣。因此，本文嘗試立足長沙市《兩年計劃》的規劃實踐，以生活圈為研究單元，通過手機信令數據測度居民小區的設施需求度，通過開源數據與調研數據測度設施供給情況，從供需平衡視角切入生活圈的公服設施績效評估方法構建，以期為其他城市的生活圈現狀評估工作與規劃完善提供參考。

1 研究區概況

本文選取湖南省省會長沙市為研究對象，湘江由南向北穿城而過，將城市分為河西、河東，2019 年市區人口（六區一縣：含芙蓉區、天心區、岳麓區、開福區、雨花區、望城區及長沙縣）約384.8 萬3）人。本次研究以《兩年計劃》實施范圍為準（圖1），范圍內包含400個生活圈單元、630個基本社區、2120 個居民小區及2萬余條摸底調查得到的POI 設施數據，共計1332km2。

圖1 研究范圍及基本信息示意圖

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

數據主要包含手機信令、摸底調查POI 設施、生活圈單元及其他社會開源與管理數據。其中手機信令數據來源于移動運營商2019年10月的切片數據，已經過擴樣、清洗等方式處理成100m×100m 的人口網格數據，能夠反映以天為尺度的居住、工作人口變化與年齡分段情況；摸底調查POI 設施、生活圈單元數據均來源于《兩年計劃》項目實踐，前者是調研階段收集整理得到的設施點數據，后者是項目確定的400 個生活圈單元數據；其它數據中，居民小區邊界是通過爬蟲獲取到的百度地圖AOI 數據，基本社區邊界是當地民政部門口徑的管理數據。

2.2 數據處理

供需平衡視角下評估生活圈公服設施水平，最重要的是測算出設施供給方與設施需求方的匹配程度，本文以信令人口網格數據作為人口判定依據，提取出10 月份工作日時段的人口網格點后，分別將居住人口4）屬性和年齡分段5）屬性通過空間關聯的方法賦值于居民小區、基本社區邊界，得到每個基本社區的居住人口、每個居民小區的居住人口與年齡分段信息，作為后續生活圈公服設施績效評估的基礎（圖2）。

2.3 研究方法

劉泉、錢征寒等（2020）指出規劃研究與實踐中對生活圈的概念內涵尚未統一，規劃研究多采用以住宅為中心的理念模型，而規劃實踐多采用現代主義規劃的鄰里中心規劃模型[21]，體現在具體評估方法上：前者關注每個住宅中心周邊的各類設施是否步行可達，但并未回答生活圈中心與住宅中心的關系，后者更關注操作層面在何處設置鄰里中心能夠實現效用最大化，得益于更強的可操作性，該方法多見于各地城市的生活圈規劃實踐。

本文嘗試提出一種折中的評估方法，以住宅中心式理念模型為基礎，首先，以研究區內所有居民小區質心為出發點，以正常成年人5km/h 的步行速度為標準，分別測度每個小區15 分鐘步行范圍內（取1250m 緩沖區）多個設施維度的可達性覆蓋情況，盡可能模擬真實使用場景，并對所有小區得分結果進行特征聚類與規律提??；然后，將各居民小區的多維度評估結果通過數據降維的方式均值匯總至既有的生活圈單元，得到各生活圈單元的情況，并結合生活圈優勢人群比例判斷分項設施的需求緊迫度；最后，試圖基于小區評估結果建立多因子相關性矩陣，尋找年齡分段、居住人口與各類設施得分結果的相關性強弱，以指導后續生活圈設施配置優化調整的方向。

圖2 數據預處理示意圖

2.3.1 構建指標體系與分項權重

評價指標的合理選取對生活圈公共服務設施績效評估的科學性至關重要，因此本文以《長沙市“15 分鐘生活圈”規劃導則》第二節“分類配置”中要求的基礎設施類別為基準，參照居住區國標以及上海、濟南的生活圈導則要求，新增“公共空間、慢行環境”維度后得到居民小區A-H 設施維度評估指標體系表（表1）。各分項指標采用AHP 層次分析法確定權重，邀請從事生活圈研究的專家學者發放調查問卷，獲取指標間相對重要程度的判斷矩陣后，利用yaahp 軟件計算權重值并進行一致性檢驗，最終得到如下表的指標體系權重結果。

各居民小區的最終得分可通過式1 加權匯總為宜居性指數V，式中：wi為第i 個指標的權重，vi為第i 個指標的測量值，n 為評價指標個數，V 為該居民小區加權后的宜居性指數。

日常生活維度反映的是居民小區周邊便民服務設施的覆蓋程度，包括生活服務設施、農貿市場、公共廁所、垃圾回收站；長者照料維度關注的是居家養老與社會養老設施的完善，比如居家養老服務站、日間照料中心、養老院；教育培養、醫療護理維度分別對應幼、小、中的教育就學與社區衛生服務站、街道衛生服務中心、醫院的覆蓋情況；文體娛樂維度反映文化、體育設施覆蓋情況；社區就業維度反映基層政務服務與社會組織的培育情況，包括社區公共服務中心、街道辦事處和派出所；公共環境維度反映街旁綠地、社區公園與綜合公園的覆蓋度；慢行環境維度則關注公交、地鐵站點、停車設施等交通出行需求是否得到滿足。前述八大維度基本涵蓋了居民日常衣食住行等基礎場景，能較為真實地反映居民使用情況。

表1 居民小區公服設施績效評估指標體系表

2.3.2 特征聚類提取同類型小區

根據各居民小區鄰域搜索結果，采用Min-Max 歸一法將8 維度28 分項指標得分結果按照正向打分原則歸一至[0，1]區間，以去除輸入數據的量綱差異的影響。式2中：Mi為選擇的值域中的最大值，mi為選擇值域中的最小值。

通過K均值聚類算法對所有居民小區進行特征聚類，歸納各類小區設施達標情況及空間分布特征后，將聚類結果的均值匯總至生活圈單元（圖3），得到各生活圈單元在8 維度28 分項指標的公服設施評估結果。

2.3.3 以優勢人群判定需求緊迫

根據各居民小區內青年、中年、老年占比情況確定優勢人群，由于絕大部分小區中年人口占比均高于50%，具體測算時通過自然間斷點分級法 (Jenks)按正向打分原則分為最高至最低的5 個等級，占比最高的前序兩等級視為優勢人群。優勢人群主要用于判定具體生活圈單元內特定公服設施的需求緊迫度，比如中年優勢人群小區對幼、小、中等教育設施需求更高，老年優勢人群小區則對長者照料維度設施需求更為緊迫。

3 結果分析

3.1 居民小區尺度的特征聚類結果分析

所有居民小區評估得分的聚類結果（圖4 ～6）反映出3 個問題：①大部分小區的公共空間維度評分均較低，意味著15 分鐘步行范圍內居民小區的公園綠地可達性不容樂觀，也是長沙市下一步通過規劃舉措提升居民居住品質的重要抓手；②各類小區的公共空間維度的相對占比得分波動巨大，跨度從6%到24%，反映出各類小區的公園綠地可達性差異較大；③從均值偏離程度看，均值線上下的小區各占一半，但僅5%小區的全維度得分均高于均值線，而77%的小區7 個維度得分均低于均值線，反映各類小區間得分呈高離散化趨勢。

結合空間分布特征（圖7）可將聚類結果進一步歸并為3種類型：①配套最完善但公共空間待提升型（Group2、3、8、9），多集中在河東老城區的核心地帶，得益于建成時間較早，形態上多體現為配套成熟、圈層式布局的老舊小區，但高建筑密度往往導致此類小區缺乏足夠的公共空間；②配套最不完善型（Group1），此類小區常分散于建成區邊緣地帶，形態上多體現為城市新區的新式小區，建成時間晚導致長者照料設施存在明顯缺位，但由于長沙市新區往往將學校建設提前，通過學區房概念促進新式小區銷售，此類小區教育培養設施得分相對突出，分布上以暮云省府、金星北、星沙組團為代表；③配套一般但單項設施優勢型，日常生活優勢型（Group5）、長者照料優勢型（Group10）多集聚于河東老城區一環外、河西梅溪湖麓谷組團，兩者均處于核心地帶外擴的第二圈層位置，雖能夠受到第一圈層的公服設施擴散，但整體服務水平較弱，多個設施維度得分一般；公共空間優勢型（Group4、6、7）則與核心景觀資源高度相關，多聚集在梅溪湖、岳麓山、象鼻窩公園、西湖公園、洋湖濕地公園、松雅湖及湖南省植物園周邊，公共空間維度設施得分存在一定優勢。

3.2 生活圈尺度的設施需求緊迫度分析

圖3 生活圈多維度評估技術流程示意圖

圖4 居民小區特征聚類結果雷達圖與環形占比圖

圖5 居民小區特征聚類后各維度設施相對占比得分圖

圖7 基于聚類結果的居民小區類型劃分示意及雷達圖

圖8 生活圈尺度的多維度設施評價結果降維示意圖

圖9 生活圈單元八大維度設施評價結果示意圖

圖10 幼兒園、小學、中學在生活圈單元的配置情況分布圖

圖11 中年人口優勢人群與幼兒園設施缺項生活圈單元疊加圖

居民小區尺度的評價結果基本體現了“以人為本”視角下各小區公服設施的真實使用情況，但對于規劃編制與管理者來說，具體小區的現實問題較難直接轉化為有效的規劃舉措予以解決，需要通過具備明確事權管轄邊界的中間載體承接轉換。因此，將各居住小區的宜居性指數通過均值匯總的方式數據降維至400 個生活圈單元后，發現仍能體現出明顯的“河東主中心+梅溪湖、望城區、長沙縣副中心”的圈層式擴散結構（圖8），符合經典的地理學“中心地理論”，證明數據降維的方法可行。同理，分別將八大維度設施評估結果均值匯總至生活圈單元后，得到圖9 所示的生活圈單元分級，其中：①強政府導向型設施空間分布上呈現明顯的級配布局特征，如長者照料、教育培養、醫療護理、慢行環境等維度，基本符合“市—區縣—街道—社區”的公服設施分級配置規律，以教育設施為甚，可顯著識別出河東主中心與梅溪湖、望城區兩個副中心；②弱市場導向型設施仍以河東老城區為核心，河西尚未形成明顯副中心，如日常生活、文體娛樂、社區就業維度；③景觀導向型設施主要與核心景觀要素分布高度相關，未有明顯的空間分布規律，以公共空間最為典型。

在教育培養維度上，長沙市生活圈單元教育設施可細分為幼、小、中三類（圖10），其中幼兒園設施得益于更高的市場化主導程度（大部分新建小區需配建幼兒園），其整體配套情況最好，空間上已明顯形成多組團中心結構，反映出市場力量對幼兒園設施選址存在明顯的干預作用，而中小學由于較長的項目建設周期，目前教育核心仍集聚在河東老城區。

以幼兒園設施評價為典型，依據五級評估結果可篩選出如圖11 所示的51 個幼兒園缺項生活圈單元，疊加各生活圈中年人口占比分布后可發現，盡管多個生活圈單元均存在幼兒園設施待增補的情況，但設施需求緊迫程度不同。對于中年人口優勢人群的生活圈單元（以占比超過65.7%為界線），其中年人口占比越高，家庭中越有可能具有學齡前兒童，該單元對幼兒園設施的潛在需求緊迫度也越高?？臻g分布上，高需求緊迫度的幼兒園缺項生活圈共20 個，其中35%集中于望城區城區南側（表2），是其他區縣的2 倍以上，反映出自2011 年望城區撤縣設區后在公服設施配置上仍留下較大的歷史欠賬，這也是后續控規調整中待優化的方向。

表2 高需求緊迫度的幼兒園設施缺項生活圈單元一覽表

圖12 居民小區尺度多因子相關性矩陣分析圖（0 ≤R ≤1）

3.3 多因子相關性矩陣結果分析

不同年齡群體的社區活動特征和需求偏好不同[22]，李萌（2017）指出老年、兒童群體對基礎保障類設施需求度更高，中年群體則對新興提升型設施需求更高，這種需求偏好上的差異會體現在年齡分層與分項設施的相關性強度與空間分布上。

通過現狀居民小區尺度的多因子相關性矩陣（correlation matrix）分析結果（圖12），發現：①整體上中年（pop adult）、老年（pop elder）群體已形成兩個明顯的需求偏好簇群，其中以中年群體簇群占比最大，與89%分項設施均具有較強相關性，其次為老年群體6%，青年（youth）群體由于使用手機頻率較少，較難通過信令數據反映出真實的設施偏好；②老年群體對公共空間維度設施偏好更強，這與李萌（2017）等人研究結論相符，此外老年群體對多個維度設施呈負相關，這是由于老年群體往往聚集在老城區中心，多數設施建成時間較早，城鎮化進程推進帶來的配套設施完善并不能顯著提高老年群體的占比情況，導致兩者并未形成正向相關性聯系；③但中年群體與近九成設施存在一定正向關聯，一定原因上中年群體多為外來務工者，屬于“新長沙人”，為謀求更高的工資水平與工作機會而參與到城市建設中，由于本地居民對外來人口的擠出效應，該群體多聚集在老城區外圍圈層，圖11 展示了中年人口優勢人群的生活圈單元多集中于老城區與郊區的夾心圈層，如金星北、洋湖含浦、開福北、星沙經開區、長沙南站等城市新區。

4 結論與不足

本文以長沙市為例，結合“一圈兩場三道”兩年行動計劃實踐經驗，嘗試從供需平衡視角切入生活圈的公服設施績效評估方法構建，為其他城市的15 分鐘生活圈規劃研究與探索提供了有益的參考。主要結論有：

（1）優化了生活圈公服設施績效評估的手機信令數據測度方法，引入供需平衡的概念，從小區居民日常的使用需求出發，通過設施點與小區居民的供需關系來評估生活圈設施配置水平的好壞，采用先評估各居民小區設施水平再降維聚合至生活圈單元的方式，更貼合生活圈單元的實際使用情況，避免了傳統規劃實踐中簡單以鄰里中心為出發點分析服務范圍的弊端，生活圈單元評估結果也更容易與實際行政管轄邊界銜接與協調，并轉化為區縣鎮街的逐年行動計劃方案，增強了研究的落地性與操作性。

（2）提出了強政府導向型、弱市場導向型、景觀導向型設施在空間分布的偏好特征并分析了背后差異產生的原因，其中以幼小中為代表的強政府導向型設施多以政府為主導，其分布基本符合“市—區縣—街道—社區”的公服設施分級配置規律；弱市場導向型設施則市場化程度相較更高，其分布差異更多體現出市場對片區前景的傾向和偏好；而景觀導向型設施更多是與核心景觀要素分布相關，并未表現出明顯的空間級配分布。

（3）引入了設施需求緊迫度的影響因素，通過手機信令數據表征的不同年齡群體的比例分布情況，識別出特定設施維度存在配置缺口的生活圈單元，以輔助判斷各設施缺項生活圈單元的建設時序與緊迫程度，比如中年群體對幼小中等教育設施需求度更高，而老年群體對公共空間、長者照料、日常生活等設施需求更為緊迫。

利用手機信令數據可有效彌補傳統設施績效評估方法中設施需求方難以量化的問題，文中提出的公服設施績效評估方法可快速應用于同類城市的生活圈單元評估，進一步可集成至國土空間規劃實施監督信息系統（簡稱“一張圖”平臺）作為應用分析子模塊，但從研究視角本文仍存在一些不足：1）分項指標權重是依據專家打分法確定，未結合居民實際問卷調查情況予以修正；2）設施需求緊迫度暫時是以手機信令數據測度的生活圈內青年、中年、老年的占比高低來判斷，一是比例差異僅能反映潛在的公共服務設施需求程度，二是手機信令數據獲取難度與成本較高，若有其他低成本的LBS 類型數據作為手機信令數據的有效補充，則可更大程度上拓展本研究方法的應用價值。下一步應結合居民入戶調查修正各生活圈內家庭結構、設施滿意度、合理區間等數據，以更準確地了解生活圈單元內各類設施的真實缺口情況。

圖、表來源

文中圖、表均由作者繪制。

注釋

1）“一圈兩場三道”是長沙市以“15 分鐘生活圈”為抓手落實“人民城市人民建、人民城市為人民”建設理念的具體行動舉措，其中“一圈”指15 分鐘生活圈，“兩場”指停車場、農貿市場，“三道”指人行道、自行車道、歷史文化步道。

2）關于征求《長沙市居住公共服務設施配置規定》意見的公告http://zygh.changsha.gov.cn/zfxxgk/tzgg_1/202006/t20200619_8443749.html。

3）中華人民共和國住房和城鄉建設部-建設統計年鑒http://www.mohurd.gov.cn/xytj/tjzljsxytjgb/jstjnj/。

4）居住人口識別規則：非節假日45 天累計0 點到6 點內，基站駐留時長最長的作為常駐居住基站。

5）每個網格點年齡分為“青年、中年、老年”三大段，具體取值分別為（0，18）、[18，60）、[60,∞）三個區間。