15 分钟生活圈公共服务设施绩效评估方法构建*——基于供需平衡视角的长沙市实证研究

吴海平，孙曦亮，周 健

引言

党的十八大以来，如何将“以人民为中心”的价值导向融入到城市日常建设管理，以满足“人民群众对美好生活的向往”，已成为城市管理与学术研究近年来关注的重点问题。随着大数据技术手段的普及和开源数据的完善，2014 至2019 年间，国内各大城市先后开展15分钟社区生活圈（下称“生活圈”）的规划实践探索工作，其中以2016 年出台的《上海市15 分钟社区生活圈规划导则》[1]流传最广、影响最深，随后长沙市于2018年提出“一圈两场三道1）”建设两年行动计划（2018-2019 年）[2]（下称“两年计划”），明确了以人民为中心的建设指导思想，重点打造以街道为基础的400 个15分钟步行生活圈，同时启动了《2018 年长沙市“15 分钟生活圈”实施评估》、《长沙市宜居社区评估及建设标准》、《长沙市15 分钟生活圈导则》等规划评估和标准导则研究工作，并于2020 年形成《长沙市居住公共服务设施配置规定》2），该规定结合《城市居住区规划设计标准GB50180-2018》（下称“居住区国标”）的配套要求，分别提出街道级、社区级和居住街坊级三级体系，对应居住区国标中的15分钟、10分钟、5分钟生活圈设施要求。

但是，如何更准确地评估生活圈内的现状公共服务设施绩效，目前并未形成共识，各地的规划实践（2019）多简化为现状公服设施15 分钟步行距离内对居民小区是否覆盖的问题[3]，已覆盖即认为供给充足，并未考虑不同公服设施的供给上限差异。而主流学术研究多通过构建指标评价体系[4-6]评估各生活圈单元的设施绩效情况，只是不同研究者的关注视角存在分异，如适老化设施构建[7，8]、步行网络优化[3]、教育资源公平性[9]、体育设施配置体系[10]、防疫能力评估[11]、安全风险防范[12]等方面，但近年来越来越多的学者开始从设施供需平衡的角度[13]切入，试图借助大数据与新技术构建更为准确且贴近实际的测度方法，他们大多聚焦于配置效率、居民需求[14]、标准制订[15]等主题。（1）配置效率方面，周弦（2020）采用不同公服设施的可步行性指数量化各生活圈的设施配置效率，原理是分别测算出发点至辐射范围内各类设施的欧氏距离并加权汇总后标准化至0 ～100 区间[16]，但其测算结果较为抽象；常飞（2021）提出以“千人指标”衡量生活圈设施达标情况的测度公式[4]，比对实际供需匹配程度后划分为“适配、高配、低配、漏配”四类，但部分设施并未明确具体千人指标的规范要求，导致其应用场景较为局限；（2）居民需求方面，部分学者尝试测度居民对不同类型设施的需求差异，如赵彦云（2018）以问卷调查结果量化不同设施需求度[6]，以各居民小区15 分钟步行范围内POI 的数量表征设施覆盖率；胥建华（2019）则通过社区居民问卷调研和个案访谈[17]探讨了小尺度下社区公服设施评估与优化的方法，但较少学者聚焦于不同居民群体对同类设施的需求差异研究；（3）标准制订方面，廖远涛（2018）根据服务半径的不同提出了品质提升型、基本保障型两类设施的配置标准[15]，并结合需求调研与现状评估差异，提出通过控规修改的方式落实各生活圈单元的具体优化建议。

虽然上述研究为生活圈公服设施评估提供了诸多有益的尝试，如两步搜索法[18]、潜能模型[19，20]等经典分析模型，但由于切入角度与关注重点的不同，已有模型或普适性较差、或概念理解艰深、或难以准确测度设施供给水平与居民使用需求、或评估尺度局限于区县层面，导致其较难在其他城市的规划实践中予以推广。因此，本文尝试立足长沙市《两年计划》的规划实践，以生活圈为研究单元，通过手机信令数据测度居民小区的设施需求度，通过开源数据与调研数据测度设施供给情况，从供需平衡视角切入生活圈的公服设施绩效评估方法构建，以期为其他城市的生活圈现状评估工作与规划完善提供参考。

1 研究区概况

本文选取湖南省省会长沙市为研究对象，湘江由南向北穿城而过，将城市分为河西、河东，2019 年市区人口（六区一县：含芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区、望城区及长沙县）约384.8 万3）人。本次研究以《两年计划》实施范围为准（图1），范围内包含400个生活圈单元、630个基本社区、2120 个居民小区及2万余条摸底调查得到的POI 设施数据，共计1332km2。

图1 研究范围及基本信息示意图

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

数据主要包含手机信令、摸底调查POI 设施、生活圈单元及其他社会开源与管理数据。其中手机信令数据来源于移动运营商2019年10月的切片数据，已经过扩样、清洗等方式处理成100m×100m 的人口网格数据，能够反映以天为尺度的居住、工作人口变化与年龄分段情况；摸底调查POI 设施、生活圈单元数据均来源于《两年计划》项目实践，前者是调研阶段收集整理得到的设施点数据，后者是项目确定的400 个生活圈单元数据；其它数据中，居民小区边界是通过爬虫获取到的百度地图AOI 数据，基本社区边界是当地民政部门口径的管理数据。

2.2 数据处理

供需平衡视角下评估生活圈公服设施水平，最重要的是测算出设施供给方与设施需求方的匹配程度，本文以信令人口网格数据作为人口判定依据，提取出10 月份工作日时段的人口网格点后，分别将居住人口4）属性和年龄分段5）属性通过空间关联的方法赋值于居民小区、基本社区边界，得到每个基本社区的居住人口、每个居民小区的居住人口与年龄分段信息，作为后续生活圈公服设施绩效评估的基础（图2）。

2.3 研究方法

刘泉、钱征寒等（2020）指出规划研究与实践中对生活圈的概念内涵尚未统一，规划研究多采用以住宅为中心的理念模型，而规划实践多采用现代主义规划的邻里中心规划模型[21]，体现在具体评估方法上：前者关注每个住宅中心周边的各类设施是否步行可达，但并未回答生活圈中心与住宅中心的关系，后者更关注操作层面在何处设置邻里中心能够实现效用最大化，得益于更强的可操作性，该方法多见于各地城市的生活圈规划实践。

本文尝试提出一种折中的评估方法，以住宅中心式理念模型为基础，首先，以研究区内所有居民小区质心为出发点，以正常成年人5km/h 的步行速度为标准，分别测度每个小区15 分钟步行范围内（取1250m 缓冲区）多个设施维度的可达性覆盖情况，尽可能模拟真实使用场景，并对所有小区得分结果进行特征聚类与规律提取；然后，将各居民小区的多维度评估结果通过数据降维的方式均值汇总至既有的生活圈单元，得到各生活圈单元的情况，并结合生活圈优势人群比例判断分项设施的需求紧迫度；最后，试图基于小区评估结果建立多因子相关性矩阵，寻找年龄分段、居住人口与各类设施得分结果的相关性强弱，以指导后续生活圈设施配置优化调整的方向。

图2 数据预处理示意图

2.3.1 构建指标体系与分项权重

评价指标的合理选取对生活圈公共服务设施绩效评估的科学性至关重要，因此本文以《长沙市“15 分钟生活圈”规划导则》第二节“分类配置”中要求的基础设施类别为基准，参照居住区国标以及上海、济南的生活圈导则要求，新增“公共空间、慢行环境”维度后得到居民小区A-H 设施维度评估指标体系表（表1）。各分项指标采用AHP 层次分析法确定权重，邀请从事生活圈研究的专家学者发放调查问卷，获取指标间相对重要程度的判断矩阵后，利用yaahp 软件计算权重值并进行一致性检验，最终得到如下表的指标体系权重结果。

各居民小区的最终得分可通过式1 加权汇总为宜居性指数V，式中：wi为第i 个指标的权重，vi为第i 个指标的测量值，n 为评价指标个数，V 为该居民小区加权后的宜居性指数。

日常生活维度反映的是居民小区周边便民服务设施的覆盖程度，包括生活服务设施、农贸市场、公共厕所、垃圾回收站；长者照料维度关注的是居家养老与社会养老设施的完善，比如居家养老服务站、日间照料中心、养老院；教育培养、医疗护理维度分别对应幼、小、中的教育就学与社区卫生服务站、街道卫生服务中心、医院的覆盖情况；文体娱乐维度反映文化、体育设施覆盖情况；社区就业维度反映基层政务服务与社会组织的培育情况，包括社区公共服务中心、街道办事处和派出所；公共环境维度反映街旁绿地、社区公园与综合公园的覆盖度；慢行环境维度则关注公交、地铁站点、停车设施等交通出行需求是否得到满足。前述八大维度基本涵盖了居民日常衣食住行等基础场景，能较为真实地反映居民使用情况。

表1 居民小区公服设施绩效评估指标体系表

2.3.2 特征聚类提取同类型小区

根据各居民小区邻域搜索结果，采用Min-Max 归一法将8 维度28 分项指标得分结果按照正向打分原则归一至[0，1]区间，以去除输入数据的量纲差异的影响。式2中：Mi为选择的值域中的最大值，mi为选择值域中的最小值。

通过K均值聚类算法对所有居民小区进行特征聚类，归纳各类小区设施达标情况及空间分布特征后，将聚类结果的均值汇总至生活圈单元（图3），得到各生活圈单元在8 维度28 分项指标的公服设施评估结果。

2.3.3 以优势人群判定需求紧迫

根据各居民小区内青年、中年、老年占比情况确定优势人群，由于绝大部分小区中年人口占比均高于50%，具体测算时通过自然间断点分级法 (Jenks)按正向打分原则分为最高至最低的5 个等级，占比最高的前序两等级视为优势人群。优势人群主要用于判定具体生活圈单元内特定公服设施的需求紧迫度，比如中年优势人群小区对幼、小、中等教育设施需求更高，老年优势人群小区则对长者照料维度设施需求更为紧迫。

3 结果分析

3.1 居民小区尺度的特征聚类结果分析

所有居民小区评估得分的聚类结果（图4 ～6）反映出3 个问题：①大部分小区的公共空间维度评分均较低，意味着15 分钟步行范围内居民小区的公园绿地可达性不容乐观，也是长沙市下一步通过规划举措提升居民居住品质的重要抓手；②各类小区的公共空间维度的相对占比得分波动巨大，跨度从6%到24%，反映出各类小区的公园绿地可达性差异较大；③从均值偏离程度看，均值线上下的小区各占一半，但仅5%小区的全维度得分均高于均值线，而77%的小区7 个维度得分均低于均值线，反映各类小区间得分呈高离散化趋势。

结合空间分布特征（图7）可将聚类结果进一步归并为3种类型：①配套最完善但公共空间待提升型（Group2、3、8、9），多集中在河东老城区的核心地带，得益于建成时间较早，形态上多体现为配套成熟、圈层式布局的老旧小区，但高建筑密度往往导致此类小区缺乏足够的公共空间；②配套最不完善型（Group1），此类小区常分散于建成区边缘地带，形态上多体现为城市新区的新式小区，建成时间晚导致长者照料设施存在明显缺位，但由于长沙市新区往往将学校建设提前，通过学区房概念促进新式小区销售，此类小区教育培养设施得分相对突出，分布上以暮云省府、金星北、星沙组团为代表；③配套一般但单项设施优势型，日常生活优势型（Group5）、长者照料优势型（Group10）多集聚于河东老城区一环外、河西梅溪湖麓谷组团，两者均处于核心地带外扩的第二圈层位置，虽能够受到第一圈层的公服设施扩散，但整体服务水平较弱，多个设施维度得分一般；公共空间优势型（Group4、6、7）则与核心景观资源高度相关，多聚集在梅溪湖、岳麓山、象鼻窝公园、西湖公园、洋湖湿地公园、松雅湖及湖南省植物园周边，公共空间维度设施得分存在一定优势。

3.2 生活圈尺度的设施需求紧迫度分析

图3 生活圈多维度评估技术流程示意图

图4 居民小区特征聚类结果雷达图与环形占比图

图5 居民小区特征聚类后各维度设施相对占比得分图

图7 基于聚类结果的居民小区类型划分示意及雷达图

图8 生活圈尺度的多维度设施评价结果降维示意图

图9 生活圈单元八大维度设施评价结果示意图

图10 幼儿园、小学、中学在生活圈单元的配置情况分布图

图11 中年人口优势人群与幼儿园设施缺项生活圈单元叠加图

居民小区尺度的评价结果基本体现了“以人为本”视角下各小区公服设施的真实使用情况，但对于规划编制与管理者来说，具体小区的现实问题较难直接转化为有效的规划举措予以解决，需要通过具备明确事权管辖边界的中间载体承接转换。因此，将各居住小区的宜居性指数通过均值汇总的方式数据降维至400 个生活圈单元后，发现仍能体现出明显的“河东主中心+梅溪湖、望城区、长沙县副中心”的圈层式扩散结构（图8），符合经典的地理学“中心地理论”，证明数据降维的方法可行。同理，分别将八大维度设施评估结果均值汇总至生活圈单元后，得到图9 所示的生活圈单元分级，其中：①强政府导向型设施空间分布上呈现明显的级配布局特征，如长者照料、教育培养、医疗护理、慢行环境等维度，基本符合“市—区县—街道—社区”的公服设施分级配置规律，以教育设施为甚，可显著识别出河东主中心与梅溪湖、望城区两个副中心；②弱市场导向型设施仍以河东老城区为核心，河西尚未形成明显副中心，如日常生活、文体娱乐、社区就业维度；③景观导向型设施主要与核心景观要素分布高度相关，未有明显的空间分布规律，以公共空间最为典型。

在教育培养维度上，长沙市生活圈单元教育设施可细分为幼、小、中三类（图10），其中幼儿园设施得益于更高的市场化主导程度（大部分新建小区需配建幼儿园），其整体配套情况最好，空间上已明显形成多组团中心结构，反映出市场力量对幼儿园设施选址存在明显的干预作用，而中小学由于较长的项目建设周期，目前教育核心仍集聚在河东老城区。

以幼儿园设施评价为典型，依据五级评估结果可筛选出如图11 所示的51 个幼儿园缺项生活圈单元，叠加各生活圈中年人口占比分布后可发现，尽管多个生活圈单元均存在幼儿园设施待增补的情况，但设施需求紧迫程度不同。对于中年人口优势人群的生活圈单元（以占比超过65.7%为界线），其中年人口占比越高，家庭中越有可能具有学龄前儿童，该单元对幼儿园设施的潜在需求紧迫度也越高。空间分布上，高需求紧迫度的幼儿园缺项生活圈共20 个，其中35%集中于望城区城区南侧（表2），是其他区县的2 倍以上，反映出自2011 年望城区撤县设区后在公服设施配置上仍留下较大的历史欠账，这也是后续控规调整中待优化的方向。

表2 高需求紧迫度的幼儿园设施缺项生活圈单元一览表

图12 居民小区尺度多因子相关性矩阵分析图（0 ≤R ≤1）

3.3 多因子相关性矩阵结果分析

不同年龄群体的社区活动特征和需求偏好不同[22]，李萌（2017）指出老年、儿童群体对基础保障类设施需求度更高，中年群体则对新兴提升型设施需求更高，这种需求偏好上的差异会体现在年龄分层与分项设施的相关性强度与空间分布上。

通过现状居民小区尺度的多因子相关性矩阵（correlation matrix）分析结果（图12），发现：①整体上中年（pop adult）、老年（pop elder）群体已形成两个明显的需求偏好簇群，其中以中年群体簇群占比最大，与89%分项设施均具有较强相关性，其次为老年群体6%，青年（youth）群体由于使用手机频率较少，较难通过信令数据反映出真实的设施偏好；②老年群体对公共空间维度设施偏好更强，这与李萌（2017）等人研究结论相符，此外老年群体对多个维度设施呈负相关，这是由于老年群体往往聚集在老城区中心，多数设施建成时间较早，城镇化进程推进带来的配套设施完善并不能显著提高老年群体的占比情况，导致两者并未形成正向相关性联系；③但中年群体与近九成设施存在一定正向关联，一定原因上中年群体多为外来务工者，属于“新长沙人”，为谋求更高的工资水平与工作机会而参与到城市建设中，由于本地居民对外来人口的挤出效应，该群体多聚集在老城区外围圈层，图11 展示了中年人口优势人群的生活圈单元多集中于老城区与郊区的夹心圈层，如金星北、洋湖含浦、开福北、星沙经开区、长沙南站等城市新区。

4 结论与不足

本文以长沙市为例，结合“一圈两场三道”两年行动计划实践经验，尝试从供需平衡视角切入生活圈的公服设施绩效评估方法构建，为其他城市的15 分钟生活圈规划研究与探索提供了有益的参考。主要结论有：

（1）优化了生活圈公服设施绩效评估的手机信令数据测度方法，引入供需平衡的概念，从小区居民日常的使用需求出发，通过设施点与小区居民的供需关系来评估生活圈设施配置水平的好坏，采用先评估各居民小区设施水平再降维聚合至生活圈单元的方式，更贴合生活圈单元的实际使用情况，避免了传统规划实践中简单以邻里中心为出发点分析服务范围的弊端，生活圈单元评估结果也更容易与实际行政管辖边界衔接与协调，并转化为区县镇街的逐年行动计划方案，增强了研究的落地性与操作性。

（2）提出了强政府导向型、弱市场导向型、景观导向型设施在空间分布的偏好特征并分析了背后差异产生的原因，其中以幼小中为代表的强政府导向型设施多以政府为主导，其分布基本符合“市—区县—街道—社区”的公服设施分级配置规律；弱市场导向型设施则市场化程度相较更高，其分布差异更多体现出市场对片区前景的倾向和偏好；而景观导向型设施更多是与核心景观要素分布相关，并未表现出明显的空间级配分布。

（3）引入了设施需求紧迫度的影响因素，通过手机信令数据表征的不同年龄群体的比例分布情况，识别出特定设施维度存在配置缺口的生活圈单元，以辅助判断各设施缺项生活圈单元的建设时序与紧迫程度，比如中年群体对幼小中等教育设施需求度更高，而老年群体对公共空间、长者照料、日常生活等设施需求更为紧迫。

利用手机信令数据可有效弥补传统设施绩效评估方法中设施需求方难以量化的问题，文中提出的公服设施绩效评估方法可快速应用于同类城市的生活圈单元评估，进一步可集成至国土空间规划实施监督信息系统（简称“一张图”平台）作为应用分析子模块，但从研究视角本文仍存在一些不足：1）分项指标权重是依据专家打分法确定，未结合居民实际问卷调查情况予以修正；2）设施需求紧迫度暂时是以手机信令数据测度的生活圈内青年、中年、老年的占比高低来判断，一是比例差异仅能反映潜在的公共服务设施需求程度，二是手机信令数据获取难度与成本较高，若有其他低成本的LBS 类型数据作为手机信令数据的有效补充，则可更大程度上拓展本研究方法的应用价值。下一步应结合居民入户调查修正各生活圈内家庭结构、设施满意度、合理区间等数据，以更准确地了解生活圈单元内各类设施的真实缺口情况。

图、表来源

文中图、表均由作者绘制。

注释

1）“一圈两场三道”是长沙市以“15 分钟生活圈”为抓手落实“人民城市人民建、人民城市为人民”建设理念的具体行动举措，其中“一圈”指15 分钟生活圈，“两场”指停车场、农贸市场，“三道”指人行道、自行车道、历史文化步道。

2）关于征求《长沙市居住公共服务设施配置规定》意见的公告http://zygh.changsha.gov.cn/zfxxgk/tzgg_1/202006/t20200619_8443749.html。

3）中华人民共和国住房和城乡建设部-建设统计年鉴http://www.mohurd.gov.cn/xytj/tjzljsxytjgb/jstjnj/。

4）居住人口识别规则：非节假日45 天累计0 点到6 点内，基站驻留时长最长的作为常驻居住基站。

5）每个网格点年龄分为“青年、中年、老年”三大段，具体取值分别为（0，18）、[18，60）、[60,∞）三个区间。