城市建成環境的步行性測度方法比較與思考

Comparison and Thinking of the Walkability Measure Methods on Urban Built Environment

黃建中 胡剛鈺

HUANG Jianzhong, HU Gangyu

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城市建成環境的步行性測度方法比較與思考

Comparison and Thinking of the Walkability Measure Methods on Urban Built Environment

黃建中 胡剛鈺

HUANG Jianzhong, HU Gangyu

摘 要城市建成環境的步行性水平對于促進綠色健康的步行出行方式及提升居民日常生活質量具有重要意義。步行性測度方法的研究也是國內外學術界關注的熱點之一。根據影響步行出行的主要因素，從步行環境感知、步行空間可達性和社會文化因素等3個方面對國內外步行性測度方法進行總結和比較，認為3類方法各有優勢和缺陷。建議應針對國內城市建成環境和居民行為特征，深入研究步行性測度計算方法的改進和提升，細化研究人群，提高測度的準確性。同時應考慮行人對步行環境的主觀感受以及社會文化因素對步行性測度的影響，構建一個兼顧步行可達性、便捷性、舒適性、安全性等多方面的城市建成環境步行性綜合測度方法和評價體系。

關鍵詞建成環境；步行性測度；步行環境；步行指數；社會文化因素

黃建中, 胡剛鈺. 城市建成環境的步行性測度方法比較與思考[J]. 西部人居環境學刊, 2016, 31(01): 67-74.

Abstract:The walkable level of the urban built environment plays an important role in promoting green and healthy way of walking and improving the quality of daily life. The research of walkability measure methods are very popular in both domestic and foreign academia. According to the main factors influencing the walking behavior, we compared the methods of walkability measure in three aspects: perception of walking environment, walking spatial accessibility and the social and cultural factors. It’s found that these three methods have both advantages and disadvantages. It suggests that it should carry out the deepening research on the improvement and promotion of walkability measure methods, classify the research population precisely and improve the accuracy of measure according to the characteristic of domestic built environment and the behaviors of residents. Meanwhile, considering the subjective feelings of pedestrians and the social and cultural factors, it should construct a comprehensive walkability measure method and evaluation system for the urban built environment which includes walking accessibility, convenience, comfort, safety and other aspects.

Keywords:Built Environment; Walkability Measure; Walking Environment; Walk Score; Social and Cultural Factors

0 引 言

步行是居民日常生活最主要的出行方式，也是一種健康低碳的生活方式，具有顯著的社會、經濟、環境和健康的綜合效益。城市建成環境的步行性水平直接影響居民的日常出行和生活質量。城市建成環境包括地塊、鄰里、住區和城市等多個空間尺度，步行性高的城市建成環境強調尊重行人的空間尺度，考慮步行環境、步行目的地類型及布局、步行距離以及社會文化等多方面的因素。近年來，關于建成環境的步行性系統建設和研究在多個國家大量開展，例如在街區層面,華盛頓地區于2010年為建設步行社區制定了地區和街區層面的發展規劃；在城市層面, 英國首都倫敦（2009）、阿聯酋首都阿布扎比（2010）等城市先后制定了步行優先的道路設計導則[1]。

國外學者指出，城市步行性的高低與人行道可達性、街道連通性、土地利用密度和混合度、日常生活設施的數量和多樣性、步行環境等因素有關[2]。也有學者認為，鄰里步行性（Neighborhood Walkability）包括了以下幾種要素：居住密度、街道連通性、土地使用混合度以及零售商業容積率[3-4]。我國有學者指出，人們是否選擇步行這種出行方式，主要受以下幾方面的影響：步行環境、步行空間可達性（包括目的地的類型和空間布局、出行距離等）以及社會文化因素[1,5]。

隨著研究的深入，北美和歐洲的學者不再局限于對步行性影響因素的討論，他們紛紛嘗試各種方法和思路對步行性進行準確測度，并提出一系列認可度高、推廣性強的步行性測度方法。國內學者對這些方法的引入和研究也正在逐步展開，由于國內外建成環境和社會文化背景存在較大差異，對相關方法的總結和改進尤為重要。本文從步行環境、步行空間可達性以及社會文化因素3個方面對國內外有關步行性測度的主要方法進行梳理和比較，并提出相關的改進建議，為進一步提升我國城市建成環境步行性測度的科學性和準確性提供參考和借鑒。

1 基于步行環境感知的步行性測度方法

基于步行環境感知的測度方法在國外發展得較為成熟，其中已經被認可并被廣泛使用的測度工具是PERS（Pedestrian Environment Review System），即行人環境評價系統[6]。這種方法源于英國并被大力推廣。該系統可以明確步行設施供應合適程度及服務水平不足之處、系統評估行人需求并做出及時改進，可以在決策過程中加強客觀性，同時可以根據一個清晰且一致的評價框架，得到集中化、透明化的項目建議書。該方法由倫敦交通局（TFL）和英國交通研究實驗室（TRL）開發和使用，目前已廣泛應用到英國各地，且澳大利亞正在推廣使用中[7]。

該方法在國內也得到了推廣應用，國內常稱其為“行人服務水平評價”，研究多集中于城市交通規劃領域。邊揚等從行人步行的舒適度和安全感受出發，確定了人行道行人服務水平的主要影響因素, 并據此建立回歸模型指導道路斷面設計，同時根據其與行人流率的關系，建立了人行道行人服務水平組合模型[8]。譚丹丹等通過分析行人主觀感受與高爐物理設施和交通流運行狀況等客觀因素之間的關系評價道路的行人服務水平[9]。錢大琳等指出，國內行人服務水平的研究重點在于行人從道路交通條件和道路環境方面獲得的服務程度和服務質量[10]。該評價方法因過于局限在道路設施方面而難以滿足步行性綜合評價的需求。

近年來，規劃學者也開始運用多種方法對步行環境進行研究，比較常用的有SD法（Semantic Differential）和PLPS（公共生活—公共空間）調查法。SD法，即語義差別法，是Charles E于1957年提出的，該方法原是一種心理測定方法，通過言語尺度進行心理感受的測定。茍愛萍、王德、趙渺希等運用該方法分別對南京、上海、廣州的部分街區進行了實證研究[11-13]。通過獲取使用者對步行空間的使用感受，將定性的判斷通過數據統計進行量化分析，通常可以得到影響街道的活力因素，并提出提升街道活力的建議。PLPS法是丹麥著名城市規劃師揚·蓋爾（Jan Gehl）教授創建的。姜洋等運用該方法對重慶市解放碑商圈進行了實證研究[14]。這是一項專門針對步行、自行車交通和設施空間環境的調研方法，通過對公共生活和公共空間兩方面進行調查，尋找人群活動的特征以及空間環境特征，該方法還可以用來實現動態性的滾動評估，具有較高的實踐意義（表1）。

由于步行活動與居民生活息息相關，基于公眾參與的步行環境評分系統逐漸被認可并得到推廣。目前的打分測度方法主要有3種：“步行計算器”（Walkonomics）[15]、“街道排名”（RateMyStreet）[16]以及“步行亞洲”（Walkability Asia）[17]。這3種方法均以互聯網應用為基礎，利用開放型數據和公眾參與等特點，鼓勵普通公眾對自己熟悉的社區和街道進行打分和評價。其中，“步行計算器”主要應用于英國，迄今為止，英國共有60萬條街道以及美國紐約的街道均參與了排名[18]。“街道排名”方法主要在歐洲尤其是英國使用較多，該方法以谷歌地圖定位評價街道，為使用者提供了8類因子供打分使用。“步行亞洲”方法由亞洲清潔空氣組織（Clean Air Asia）開發，在香港等部分亞洲地區使用較多，但目前該方法的評估范圍已經擴展到世界各地，它也為使用者提供了9種參數供打分排名使用（表2）。

表1　步行環境評價方法對比Tab.1 comparison of walking environment evaluation methods

2 基于步行空間可達性的測度方法

步行空間可達性是影響步行性的重要因素，主要包括目的地的類型和空間布局、出行距離等要素。國外關于步行空間可達性的步行性測度方法應用廣泛，其中影響力最大的是步行指數（Walk Score）方法。該方法于2007年由美國研究者提出，如今己在美國、加拿大、澳大利亞、英國、新西蘭等國家得到了廣泛應用（Walk Score，2015）[19]。步行指數因其測度和評價體系的客觀性，是目前唯一的國際性量化測度步行性的方法[20-21]。如今美國每年一度對其各大城市進行步行指數的測算和排名（圖1），步行指數正在成為城市新的魅力增長點[5]。

實際上，美國最早出現的是“直觀統計”測度法，它利用監控設備和軟件結合，直接在街道上統計步行者的數量與其從事的活動等，直觀反映街道上的人流量和密度，并用來進行各類與人行活動有關的研究[2,18]。但是人流量和人口密度作為機械數據，雖客觀性強，但并不能反映行人的活動目的和種類，無法判別活動的積極性，且監測成本高。因此，這種能夠定量分析街區乃至城市的步行舒適度和便利度，并提供一套統一的計算方法和評價標準，可用于不同街區和城市之間的縱向對比的步行指數測度方法一經提出，迅速得到了認可和推廣。

表2　步行環境評分方法對比Tab.2 comparison of scoring methods of walking environment

圖1　2015年美國城市步行性排名前十Fig.1 walkability top10 cities of USA in 2015

2.1 步行指數方法介紹

步行指數測度方法以日常設施的類型和空間布局為主要研究對象，主要有單點步行指數和面域步行指數2個層面，前者反映商場、公園、博物館等具體地點的步行性，后者則可反映街區、城市等多個空間尺度范圍的總體步行指數。另外，通過對步行距離衰減、交叉口密度、街區長度、人口比重等影響因素的疊加計算對其進行修正，以使步行指數更接近真實步行性水平。單點步行指數計算包括3個步驟: 設施分類表的準備（表3）；基礎步行指數計算，運用到距離衰減規律（圖2）；指數衰減，主要是步行指數修正。面狀指數通過單點指數進行空間插值得到。具體的計算方法，盧銀桃、王德在“美國步行性測度研究進展及其啟示”一文中已做了詳細描述[5]。

2.2 步行指數的驗證

步行指數的驗證主要是對步行指數評價步行性的有效性進行分析。

Duncan，Aldstadt等研究了步行指數在美國大都市區多個地理區位和空間尺度上的評估能力，認為步行指數和鄰里步行性的主要指標有很大的相關性，并隨著空間尺度的增大相關性有所增強，步行指數在研究設定400m、800m、1200m三種尺度下的1200m緩沖區范圍內對步行性評價的有效性最強[22]。

Carr，Dunsiger等在美國羅得島州（Rhode Island）對379個居住及非居住地塊進行了步行指數計算，測量了13個步行分數類別的4194個可步行到達的設施。運用成對皮爾森相關性（Pairwise Pearson correlations）計算方法，比較鄰里步行性的主客觀因素測度與步行指數的匹配度。其中客觀因素主要指街道連通性、住宅密度和公共交通可達性，主觀因素主要考慮人的身體活動。研究發現，步行指數與大多數主客觀因素呈顯著正相關，總體上支持了步行指數作為一個免費的、易于使用的、快速的計算方法在計算鄰里周邊設施可達性方面的有效性，但在犯罪行為報告方面有一定的局限性[20-21]。

步行指數興起于歐美發達地區，如今也在亞洲地區及各發展中國家得到了充分的實踐。如KoKoLwin，Yuji Murayama在日本筑波（Tsukuba）進行了城市綠地空間的步行指數計算。該實踐運用基于網絡的生態友好“步行指數計算器”評估鄰里環境質量，尋找步行可達的最近設施，為購房者提供生態住區的選擇建議[23]；Cubukcu，Hepguzel等對土耳其的伊茲密爾（Izmir, Turkey）9個區的6500個街道斷面進行了步行指數計算[24]；我國學者盧銀桃、吳健生等分別對上海市江浦區和深圳市福田區進行了日常服務設施的步行指數計算[25-26]，可見步行指數的應用已經相當廣泛。

表3　設施分類權重表Tab.3 facility classification weight

圖2　距離衰減曲線Fig.2 distance decay curve

2.3 國內關于步行指數方法的應用研究

自2012年“步行指數”方法由盧銀桃、王德引入國內以來，我國學者在步行指數實踐方面做了較多有益的嘗試，并結合國情對方法做出了改進。

張婧遠和吳健生、秦維等運用步行指數對深圳市福田區的日常生活設施進行了步行性測度,并對配置合理性進行了總體評估[1，26]。兩次實證研究均對步行指數方法進行了改進，計算單點步行指數時研究了福田區日常生活設施分布現狀及特征,對設施分類表及權重做出了相應調整（表4）。計算面域步行指數時，吳健生、秦維等運用普通克里格法和反距離權重法分別計算，對比結果指出普通克里格法更加準確，誤差更小。這一對比，有利于面域步行指數插值方法的改進。計算得到福田區步行指數后，又通過微博簽到的方法驗證結果的準確性，通過斯皮爾曼相關分析的計算，得到步行指數與微博簽到密度呈顯著正相關，支持了步行指數計算方法。

然而，這兩次實踐對于計算中的多種參數，如衰減函數的設定、交叉口密度及街區長度的閾值選取等仍是參考國外值，與國內實際存在偏差。另外，距離衰減采用區間函數，在簡化了計算的同時也降低了計算的準確性。計算單點步行指數基于百度地圖網頁版的附近搜索功能，搜索范圍為規整圓形，并未建立道路網絡計算實際出行路徑，一定程度上影響了步行指數計算的精度。

劉迎賓對深圳市桃源街區進行了可步行性測度及驗證研究。作者提出了多方面的改進探索：基于居民出行習慣的差異調整了居民日常使用設施類型和設施權重，同時根據問卷調查得到樣本數據，統計得出居民對步行舒適時間、容忍時間和抵抗時間的接受范圍，進而調整步行衰減曲線；基于步行環境的差異，定量評估步行路徑上阻塞點、障礙物等對可步行性得分的影響；基于街區尺度的差異，提出街區層面網格劃分方法的改善策略、步行起始點的選取方法以及步行可達設施的得分疊加原則等[18]。

盧銀桃、王德以上海市江浦路街道為例，利用步行指數方法對社區可步行性進行評價研究，對步行指數提出了較為系統的改進策略。該研究以466份調查問卷為數據來源,從使用頻率、使用多樣性、使用的距離衰減規律3個方面分析了市民以步行方式使用日常服務設施的特征。根據問卷調查結果將日常服務設施劃分為20類，得到每類設施的多樣性取值及需求承擔比例，由此得到設施多樣性需求分配表，即設施權重表（表5）。該表的制定突破了國外的分類方法和對參數指標的限定，分類更加詳細，權重賦值更接近國內實際。同時運用非線性曲線擬合軟件，分別擬合20類設施各自的距離衰減曲線（圖3），得到曲線的各項參數值，利于精確化計算。此外，該研究還考慮了性別和年齡的差異，對男女以及中青年、老年人都有分別的特征研究。

圖3　設施分類距離衰減曲線Fig.3 facility classification distance decay curve

但是該研究也指出自身存在的不足：其一，計算中采用容忍時間推導距離，用道路折減系數反應道路寬度、過街信號燈等因素的復雜影響，一定程度上影響了評價的準確性；其二，采取網格化取均值的方法計算面域步行指數，忽略了不同地塊的用地性質、人口密度等因素的影響。空間人口數據的加入將使步行指數具有更加現實的規劃指導意義；其三，步行除了起訖點還包括移動的路徑，該研究考慮了步行目的地但對步行環境的研究尚有不足[25]。

總體來看，我國對于步行指數方法的實證研究正在逐步深入和完善，更加注重對實際國情的探究，在方法上做出適應國情的合理調整。

表4　調整后的設施分類權重表Tab.4 facility classification weight after adjustment

表5　設施多樣性需求分配表Tab.5 facilities diversity demand distribution

3 強調社會文化因素的步行性測度

國外部分學者對城市建成環境進行步行性測度時往往會強調社會文化因素的影響，主要包括鄰里社會經濟地位（Neighborhood Socioeconomic Status）、社會人口特性、人的日常活動及出行行為、鄰里活躍度、鄰里聚合度、種族差異性等多個方面的內容。

其中，研究鄰里步行性、鄰里社會經濟地位（SES）、交通或休閑型步行出行以及居民體力活動（MVPA）之間關聯性的研究方法較為成熟，主要包括美國的NQLS （Neighborhood Quality of Life Study）研究（即鄰里生活質量研究）[27-28]以及澳大利亞的PLACE（Physical Activity in Localities and Community Environments）研究（即聚居地與社區環境的身體活動研究），后者采用分層多階段整群抽樣策略，是在NQLS法的研究設計和測度方案基礎上根據澳大利亞實際進行調整的結果[29]。

該類方法在歐美地區得到了廣泛實踐,主要是以基于GIS的步行性計算結果、政府部門提供的相關社會經濟數據以及實地調研結果為基礎，將不同性質的街區進行交叉對比，如將具有高、低步行性的街區與高、低SES的街區進行交叉對比等。Sundquist，Eriksson等對瑞典32個鄰里單元的2269名成年人進行調查，基于鄰里步行性的高低和鄰里收入，形成4類鄰里：高步行性高收入、高步行性低收入、低步行性高收入和低步行性低收入[30]。Dyck，Cardon等利用在比利時根特開展的比利時環境空間活動研究（BEPAS）所獲取的數據，選出24個鄰里單元，將地籍數據、空間活動數據、人口普查數據進行整合，利用GIS、SPSS等分析工具，研究其關聯性[31]。歐美地區的研究結果類似，顯示居住在高步行性的鄰里具有更多的中等至高強度的身體活動時間、更多的交通或休閑型步行活動與自行車出行，以及更少的機動車出行。步行性與人的空間活動緊密聯系，而鄰里社會經濟地位并不是明顯的影響因素，高步行性對所有經濟階層都是有利的。

Xuemei Zhu，Chia-Yuan Yu等研究了搬入一個步行性較高的鄰里的居民在空間活動、社交、鄰里凝聚力方面的前后差異。研究收集了居民動遷前后的收入及個人、社會與空間環境要素，細分了不同的空間活動水平、鄰里條件、鄰里偏好等，步行性由步行指數來衡量。得出的結論是高步行性社區對人們的身體健康、生活方式、社交等都存在促進作用[32]。Berke，Gottlieb等研究了鄰里步行性和老年人抑郁癥之間的聯系。結果證明，在校準了個人層面的例如收入、空間活動、教育、抽煙狀況、獨居狀況、年齡、種族、慢性病等因素后，鄰里可步行性和抑郁癥之間有顯著的關聯性[33]。Xuemei Zhu，Chanam Lee用GIS測度鄰里層面的可步行性和安全性，用方差和回歸分析方法分析經濟和種族差異，指出經濟和種族差異對步行環境的支持存在差異，需要一定的干預措施來提升活動空間[34]。

由此可見，國外已開展了步行性與各種社會文化因素之間的相關性研究，給步行性測度的結果賦予了人與空間的多方面屬性。而目前國內步行性測度研究與社會文化因素方面的研究獨立性較強，關聯研究少有涉及。社會文化因素作為影響城市建成環境步行性的一大主要因素，需要得到更多的重視和探討。

4 比較與思考

4.1 步行性測度方法的分析對比

作為城市建成環境步行性測度的3大主要因素，國內外在步行環境、步行空間可達性以及社會文化因素方面都開展了一系列富有成效的研究。3類研究獨立性較強,各自都有較為突出的優勢,但也存在相應的問題。這些方法都為城市建成環境的步行性測度提供了思路，為高步行性城市和街區的建設提供了指導（表6）。

表6　步行性測度方法對比Tab.6 comparison of walkability measure methods

4.2 關于步行性測度方法的思考

由于國內外城市建成環境及居民行為特征的差異，應該針對城市結構、街區尺度、步行環境、居民出行習慣等方面，依據我國國情對各類步行性測度方法做出適當調整以提高其準確性和科學性。

以“步行指數”方法為例，可以進一步細化人群分類，關注特殊群體如老年人的步行需求和特征，以某類人群為對象進行步行測度；通過深入調研，利用大樣本數據統計分析得出更為切合實際的設施權重表；改進距離衰減曲線，通過大樣本數據，以出行意愿或出行概率的衰減為衰減系數的參考指標，尋找時間衰減規律，利用交通可達性的計算方法計算每個點到各類設施的時間，代入時間衰減曲線，得出更為精確的衰減系數；面域計算上，可以以地塊的人口密度為權重，使用克里格法進行插值計算等，考慮人口結構和用地性質，讓“步行指數”具有更加現實的規劃指導意義。

從步行目的地的角度出發，在運用步行指數方法客觀評價日常生活設施配置的同時，應該注重行人對步行環境的主觀感知體驗和步行需求，考慮行人對各類設施的使用滿意度，考慮年齡、性別、教育、收入、婚姻狀況等人口結構特征，同時考慮鄰里社會經濟地位、鄰里活躍度、鄰里聚合度、種族信仰等社會文化因素，構建一個兼顧步行可達性、便捷性、舒適性、安全性等多方面的城市建成環境步行性綜合測度方法和評價體系。

步行性測度方法的應用可以為科學評估城市建成環境系統的步行性提供有力的依據和支撐，也為優化城市日常生活設施配置、促進健康步行行為的發生和提升居民日常生活質量提供了新的解決思路。在城市規劃建設中，應重視步行性測度方法的研究和在實踐中的不斷改進與完善，為建設低碳宜居城市提供方法上的指導。

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圖表來源：

表1-2、6：作者繪制

表3：盧銀桃, 王德. 美國步行性測度研究進展及其啟示[J]. 國際城市規劃, 2012, 27(01): 10-15.

表4：吳健生, 秦維, 彭建, 等. 基于步行指數的城市日常生活設施配置合理性評估——以深圳市福田區為例[J]. 城市發展研究, 2014, 21(10): 49-56.

表5：盧銀桃. 基于日常服務設施步行者使用特征的社區可步行性評價研究——以上海市江浦路街道為例[J]. 城市規劃學刊, 2013(05): 113-118.

圖1：Walk Score. 2015 City & Neighborhood Ranking[EB/OL]. [2015-11-20]. https://www. walkscore.com/cities-and-neighborhoods

圖2：盧銀桃, 王德. 美國步行性測度研究進展及其啟示[J]. 國際城市規劃, 2012, 27(01): 10-15.

圖3：盧銀桃. 基于日常服務設施步行者使用特征的社區可步行性評價研究——以上海市江浦路街道為例[J]. 城市規劃學刊, 2013(05): 113-118.

（編輯：袁李姝）

收稿日期：2015-12-10

作者簡介黃建中： 同濟大學建筑與城市規劃學院，副研究員，博士生導師，hjz03213@126.com胡剛鈺： 同濟大學建筑與城市規劃學院，碩士研究生

DOI:10.13791/j.cnki.hsfwest.20160112

文 章 編 號2095-6304(2016)01-0067-08

文獻標識碼A

中圖分類號TU984