街道城市主義：武漢市街道活力量化及影響因素分析

黃生輝 王存頌 HUANG Shenghui, WANG Cunsong

0 引言

21世紀以來，我國快速的城鎮化發展引發了一系列社會、環境問題。中央由此提出以人為本的新型城鎮化戰略。這促使城市管理者們開始注重街道空間中的建設活動。2016年10月上海發布《上海市街道設計導則》并予以實施，引發規劃界的深入討論。這是國內一線城市首次頒布關于街道空間設計的指導性文件，與此同時活力街道、安全街道、人本街道等理念被廣泛接受。廣州隨即也發布了《廣州市城市道路全要素設計手冊》，提出“車本主義”向“人本主義”的轉變。2017年，北京市的街道設計導則工作也進入編制環節。近年來，武漢市城市活力不斷增強，區域競爭力進一步提高，并于2016年提出要進一步加快建設國家中心城市的步伐。而城市建設的粗放管理阻礙了城市微空間精細化設計進程，這也與建設國家中心城市的形象不符。因此，武漢是國內超大城市中迫切需要城市建設精細化設計與管理的典型代表之一。作為城市交往空間的重要部分——街道，其空間形象是城市活力的最直接體現。利用大數據支撐分析武漢市現狀街道建設活動，對于強化武漢街道空間設計具有重要的指引和現實意義。

1 街道活力研究進展

街道空間不僅是城市交通空間，也是市民重要的生活交流空間。然而，隨著城市建設的急速發展，交通運輸功能得到了更多重視，但其社會屬性卻被弱化。這是現代城市活動空間的重大缺失。事實上，早在20世紀初，關于街道活力影響因素的探討就已展開。其中的代表人物簡·雅各布斯認為街道活力需要具備長度短、行人多、功能混合、建筑多樣4個基本條件[1]151-184。其他同時代研究者也認為街道活力的影響因素可能與緊湊度、步行尺度、功能混合度、建筑密度、城市肌理、良好的街道連通性有關[2-3]。揚·蓋爾還通過社會調研法具體分析了慢行交通、開放空間對于街道活力的影響[4]87。遺憾的是，受當時研究條件限制，以上論點多用定性分析方法來論述其觀點，缺乏數據量化驗證。

隨著研究的深入，國內外關于定量分析街道活力的實證研究逐漸展開。國外許多學者嘗試通過攝影、人工調研等方式獲取城市一手數據，并結合專家打分法、權重賦值法對城市開放空間、道路可步行性、環境宜人宜居性進行定量研究[5]；也有運用現場調研和觀察法相結合的方法，對城市部分生活性街道展開詳細的現場調研，人工統計街道數據來分析街道活力[6-7]；還有學者利用GPS數據與空間句法，從城市微觀尺度研究街道空間與居民行為的關系[8]。以上研究成果意味著街道空間研究工作已進入量化分析階段，但其數據獲取方式依賴于現場調研和人工收集，其費時費力的特點決定了它很難在城市更大尺度更大范圍內進行整體推廣。

21世紀是互聯網技術新時代，大數據已成為各行業學術研究和實踐活動的熱點。大數據從一個量化分析的新視角，在更大尺度空間上解釋著信息化時代下的各種社會現象，為科學化、精細化解釋城市現象提供了可能性。類似于POI這樣的地理空間位置數據被運用到不同尺度的時空關系中，例如基于不同時空情境、關聯情境、認知情境，位置數據的運用和分類也被運用到人城關系的解釋和設計中[9]。在與城市空間的互動中，研究者發現利用位置信息的核密度分布情況，可以有效解釋區域內某種要素的聚集特征，從而更加準確客觀地反映城市功能的熱點分布[10]。社交網絡簽到數據也可以通過核密度分析法顯示城市實時人口熱力圖[11]?？梢钥闯觯碌臄祿h境引發的數據增強設計，使很多傳統方法無法完成的研究變為可能。

基于以上關于街道活力影響因素的量化研究，研究者們得出了一系列較明確的結論，街道城市主義[12]128應運而生。作為一種認識解讀城市的新方式，街道城市主義建立了一系列以街道空間為剖析對象的研究結構，其主要觀點有：街道周邊條件和街道自身物質環境影響著街道活力[13]；功能密度、助動車流量密度及道路綠化蔭蔽率與街道活力的相關性顯著[14]31；不同類型街道的活力影響因子也不同——與中心城區的空間距離顯著制約了公共管理與公共服務類街道活力，街道功能混合度的影響方式主要通過影響居住類街道活力來實現，交通樞紐則與商業類街道活力關系密切[15]。而處于特殊時間段如夜間街道活力受到街道形態、功能的影響較為顯著[16]。

2 研究范圍與數據

2.1 概念界定

2.1.1 街道空間

街道的概念與道路的概念不同，道路強調城市交通功能，而街道則側重于社會屬性方面的描述，它界定的內涵更加廣泛，包含街道的物質形態、街道空間中人的行為特征、沿街的環境條件等。因此，街道更多地被理解成一種城市中交往和娛樂的公共場所，可將其比作城市的“公共起居室”[14]33。本文將街道定義為：城鎮區域中人們進行日常生活、購物娛樂、休閑運動等活動的街道慢行空間，其中街道空間涵蓋非機動車道空間及其外部一定范圍內的建筑、自然環境街道空間，但不包含傳統道路車行空間。

2.1.2 街道活力

對于活力的概念，不同領域的學術成果對其有著不同的定義。簡·雅各布斯認為城市生活的多樣性促使城市活力的形成[1]87。梅塔指出，有大量固定或者持續性社會活動的街道，就意味著這個區域有活力[17]。而揚·蓋爾則認為城市活力集中體現在慢行交通的出行方式上[4]95。本文中的街道活力不考慮街道的交通通行屬性，主要指城市中的社會活力，處于街道物質空間內的各種社會活動如購物、交流、散步等，構成了街道活力總和。

2.2 研究對象

本文研究范圍為武漢市主城區范圍（見圖1），主城區面積為5 234.7 km2，2017年常住人口為1 091.4萬人，地區生產總值為1.34萬億元。武漢是湖北省省會城市，中部6省唯一的副省級市和特大城市，中國中部地區的中心城市，長江經濟帶核心城市，全國重要的工業基地、科教基地和綜合交通樞紐。

2.3 研究數據

本文研究數據主要包含4類：城市出行定位數據、城市建筑數據、設施興趣點和武漢市主城區道路網（見表1）。

（1）人口出行位置數據來源于百度地圖手機定位形成的出行熱力圖，覆蓋武漢主城區全區域、全天候。

（2）對于城市多種類型的城市設施點POI數據同樣是基于百度地圖的點數據進行網絡爬取獲得。根據簡化后的道路網選取兩側一定距離內（快速路沿中心線緩沖距離55 m，主干道沿中心線緩沖距離50 m，次干道沿中心線緩沖距離40 m，支路沿中心線緩沖距離32 m）的興趣點，涉及餐飲服務、公共設施、購物服務、商務住宅、生活服務、體育休閑服務、地名地址信息、風景名勝、金融保險服務、科教文化服務、醫療保健服務、政府機構及社會團體等共12種大類。

（3）城市現狀道路數據是從Open street map網站爬取的矢量線性數據，結合武漢市2017年的測繪數據進行簡化清洗后使用。

（4）城市建筑數據來自谷歌地球模型和百度地圖的矢量建筑信息，包含建筑空間位置、占地面積和建筑層數。

3 研究方法

3.1 街道活力體系構建

街道活力的大小最直接地表現在街道空間上人口密度的高低，本文利用出行定位數據來反映街道空間上的人口密度。參照龍瀛提出的街道城市主義[12]131，街道活力的影響因素包括街道自身以及街道周邊的特征（見表2），具體包括：區位、街道肌理、周邊地塊性質、周邊地塊開發強度、交通可達性、功能混合度、功能密度、自身特征等。在考慮數據可獲取性和武漢市實際建設的情況下，本文具體選擇以下指標：街道肌理（路網密度）、街道自身長度和寬度、街道功能（密度、混合度）、街道周邊現狀用地性質、周邊地塊開發強度。

圖1 武漢市主城區示意圖

表1 研究基礎數據

表2 街道活力的影響因素

3.2 街道活力指標量化方法

在街道活力指標中，街道自身（長度和寬度）、街道肌理的情況容易掌握和獲取，而街道功能、街道周邊現狀用地性質、周邊地塊開發強度3個指標較抽象，為便于進行數學計算，需對較抽象指標進行可視化表達和數據分析。

3.2.1 街道人口密度

街道人口密度是街道活力的外在表征。為降低必要性活動（如上班、通勤）對人口密度分布規律的特殊影響，本文選取多個周末下午15:00—16:30時間段內隨機手機定位數據的平均值來反映街道人口密度。

3.2.2 街道功能密度

在對人口出行的定位數據和設施點位置數據的處理中，使用核密度分析法①來展示研究要素在武漢市主城空間上的分布情況。通過計算每個點核的影響范圍，其影響范圍主城衰減，點數據越聚集的區域，影響程度在空間發生疊加，其影響程度就越深，反之亦然（見圖2）。

本文使用樣方密度法②量化POI點分數密度，作為劃分城市和街道功能區的主要依據。通過專家賦分法對不同類型不同規模的設施點進行科學打分，賦予其不同權重，得到具體每個POI設施點的得分值，再匯總到每個研究單元格中，計算每個街道空間中的設施點密度（見圖2）。其計算公式為：

式中Di為區域的POI數據點密度分數（分/km2）；Ci為區域的POI點的值總和；Si為區域的面積（km2）。

3.2.3 街道功能混合度

街道功能混合度表示某條街道周邊與活力相關的設施點的混合度，使用信息熵計算得出。具體公式如下：

圖2 核密度法和樣方密度法

表3 大數據設施點分類結果

式中Div代表某一街道的功能多樣性（混合度），n表示該街道設施點（POI）的類型數，Pi表示某類設施點（POI）在其街道空間上與所有設施點總和的對比。本文總計收集到購物店、餐飲點、生活服務型設施、風景名勝點、商品住宅等類型的數據點30萬個，其中對于景觀休閑功能的劃分，還充分考慮了城市街道空間綠化水平，河流湖泊岸線等自然景觀要素的影響。具體的設施點分類結果如表3所示。

3.2.4 街道功能類型

沿街設施點的功能是街道功能的外在表征和集中體現。對街道進行緩沖區分析，統計每條街道中沿線設施點的評價值，并進行數據標準化，根據分類表（見表3）得出城市每條街道的生活服務功能指數、商業功能指數和景觀休閑功能指數。將3類功能指數劃分為1—5檔，分數越高代表此類功能聚集特征越明顯，反之則此類功能聚集特征不明顯。計算3類街道功能指數之間的比值，得出最終的城市街道功能分類。具體分類標準見表4：當景觀休閑指數大于2且生活服務指數和商業指數小于3時，定義這條街道為景觀休閑類街道（G），居住類街道（R）和商業類街道（B）與此同理；當商業、生活服務、景觀休閑3類指數均大于2時，定義這條街道為混合型（RBG）街道；其他情況下歸為一般性街道。

3.2.5周邊地塊開發強度

街道緩沖區內的平均容積率代表著周邊地塊的開發強度。通過網絡地圖獲取武漢市主城區建成區建筑信息，地塊開發強度由沿街兩側150 m范圍內的地塊開發容積率決定，其計算公式為：

其中Si代表某條街道的緩沖區面積，Bi代表街道地塊范圍內建筑i的占地面積，Fi代表街道地塊范圍內建筑i的層數。

4 研究結果

4.1 活力要素空間分布規律

表4 街道功能分類標準

4.1.1 街道人口密度

從手機定位數據分析所得的街道空間人口密度（見圖3）可知：總體而言，人口密度從中心城區向外環線遞減，主城區西側的人口密度普遍高于東側的人口密度。其中一環線內的漢口歷史街區片人口密度最高，漢口王家墩中央商務區、漢陽區南側、洪山區南側、江岸區北側的人口密度最低。

4.1.2 街道功能密度

分析武漢市主城區街道功能密度（見圖4）可知：街道功能密度高的區域集中在武漢二環線內，其中西北湖商圈和中山公園附近的街道功能密度最高，武昌古城片區和光谷商圈的街道功能密度也較高，而王家墩中央商務區街道功能密度與周邊街道相比，出現明顯下降。

4.1.3 街道功能混合度

分析武漢市主城區街道功能混合度結果（見圖5）發現：武漢市街道功能的混合度普遍較低，高混合度的街道區域比較分散，沒有明顯的集中區域。其中漢口歷史街區片呈現出較高的功能混合度，王家墩中央商務區功能混合度出現明顯下降，這與街道功能密度在此區域內的分布具有一致性。

4.1.4 街道功能類型

基于街道設施點得出的武漢市街道功能分類圖（見圖6）顯示：武漢市現狀街道功能以生活居住功能（R）為主，其次是商業功能街道（B）和景觀休閑類街道（G）。連續性較好的景觀休閑街道有沿江大道漢口江灘段、漢陽區漢江岸線段、東湖南路、武珞路；商業街多是次干道和支路，主要集中在江漢路步行街、西北湖商圈、武漢天地商圈、光谷和武昌古城區域。

4.1.5 周邊地塊開發強度

分析武漢市主城區沿街道開發強度的分布情況（見圖7）發現：總體而言，開發強度由中心向三環線逐漸遞減，沿江西側的開發強度高于沿江東側的開發強度，但沿江東側區域的開發強度普遍較高且分布較均勻。就局部而言，漢口歷史街區片的開發強度最高最集中，但在王家墩中央商務區附近的開發強度出現“下陷”。

4.1.6 主城區路網密度

分析武漢市主城區道路網密度的分布情況（見圖8）發現：道路網密度呈現出明顯的空間差異，沿江西側的道路網密度低于沿江東側的道路網密度。其中，武漢市道路網最高的區域位于漢口歷史街區片，漢陽區內較高的道路網密度呈現沿漢江分布的趨勢，沿江東側區域除武昌古城片區外，其他區域的道路網密度普遍較低。

圖3 武漢市主城區街道人口密度圖

圖4 武漢市主城區街道功能密度圖

4.2 街道活力影響因素分析

采用多組多元線性回歸方法揭示街道活力因素對于街道活力的影響程度。由于主城區二環線外的數據不足，本次僅針對主城區二環線內的區域進行回歸分析。街道功能類型的劃分采用基于街道設施點得出的武漢市街道功能分類法，對于商業類、居住類、景觀休閑類3類街道，其回歸變量為相應街道（i）人口密度的自然對數（LNpopi），因變量為道路網密度（denroadi）、街道功能密度（fundeni）、街道功能混合度（fundivi）、街道周邊開發強度（fari）、街道寬度（widthi）、街道長度（lengthi）。具體公式如下：

圖5 武漢市主城區街道功能混合度圖

圖6 武漢市主城區街道功能分類結果圖

圖7 武漢市主城區沿街道開發強度圖

圖8 武漢市主城區道路網密度圖

剔除未通過顯著性（＜0.05）檢驗的因素后的結果如圖9所示?？傮w而言，影響街道活力的構成因素中，街道功能密度、功能混合度和街道周邊開發強度3項因素對街道活力的影響最為明顯。具體而言，街道功能密度和混合度越高，越容易產生活力高的街道空間。橫向對比各影響因素對不同街道類型的影響程度發現：對于景觀休閑類街道（G）而言，街道長度是影響此類街道活力的最顯著因素（0.15），其次是街道人口密度（0.11）、街道功能混合度（0.10）和街道周邊開發強度（0.10）。這可能與武漢市存在大量沿江江灘公園的線性建設活動有關。對比居住類街道（R）的影響因素發現，街道周邊開發強度（0.27）對于此類街道的影響最顯著，其次是街道寬度（-0.26）、街道人口密度（0.23）、功能密度（0.19）、功能混合度（0.17）和道路網密度（0.15）。值得注意的是，以上因素對居住類街道的影響程度均在0.15以上，普遍高于對其他街道類型的影響力。對于商業類街道（B），功能密度（0.25）、道路網密度（0.23）和功能混合度（0.19）的影響程度顯得更為重要。最后，對于混合型街道（RBG）活力，街道人口密度（0.20）、功能密度（0.19）兩因素的影響力更為顯著。

4.3 討論

觀察武漢市早晚高峰人口熱力分布圖和武漢市漢口租界區域、后湖區域街道功能分類情況（見圖10）發現，街道功能以一般性街道為主的后湖在人口活力上遠不及生活、商業、景觀3種街道功能混合的漢口租界區區域。街道長度對武漢市街道活力的影響較小，僅對景觀休閑類街道（G）的影響較顯著（0.15）。街道寬度越大，街道空間活力越小，其中居住類街道（R）的活力受此影響最為顯著（-0.26），這可能與街道通過性和街道空間高寬比有關。街道功能密度和混合度對商業類街道（B）、居住類街道（R）、混合型街道（RBG）、景觀休閑類街道（G）活力的影響依次遞減。而街道周邊開發強度對商業類街道（B）的活力影響有限，街道周邊開發強度主要是通過影響居住類街道（R）來聚集街道活力。

回歸分析結果（見圖9）顯示，道路網密度對商業類街道（B）的活力影響最顯著，進一步觀察武漢市青山區和漢口租界區街道功能分類情況（見圖11）發現，城市路網密度的不同，對城市街道功能結構存在著一定影響。青山工業區的紅鋼城受到蘇聯住區規劃的影響，形成均質的方格網空間，加上其空間可達性有限，對城市街道也容易形成單一功能；漢口租界區則是受到西方城市建設思路的影響，形成了典型的窄馬路密路網的小街坊格局，街道空間通透，對于街道功能的發育更加多元化，居住、商業、景觀休閑類街道交織在一起。

圖9 街道活力影響因素回歸分析結果

圖10 武漢市局部街道功能分類情況

5 結論

本文基于街道城市主義，通過城市POI大數據得出城市街道活力的構成要素，對街道活力展開實踐研究，并基于大規模的定量分析方法，在審視城市活力方面提供了一些新認識。

在理論研究方面，借鑒街道城市主義的基本框架，確定了街道人口密度、功能密度、功能混合度、街道類型、街道自身條件（長度、寬度）等研究要素，并將街道周邊開發強度因素考慮進來。

在武漢市實證研究過程中，本文發現了一些較為明確的結論。

（1）街道功能密度、功能混合度、街道周邊開發強度顯著影響街道活力的形成。街道功能密度和混合度越高，越容易產生活力高的街道空間。街道設施的功能單一，不利于街道活力的營造，而提升街道設施功能的混合度可以明顯提升街道活力。換言之，一條街道上存在著兩類以上的街道功能聚集，就有可能給這條街道帶來更多的活力。

（2）關于街道空間自身要素，本文認為街道路網密度、街道寬度和街道周邊的開發強度3個指標直接影響著街道空間形態和高寬比，這對城市街道功能和活力存在著顯著影響。窄馬路密路網形成的小街區街坊更有利于形成活力街區；寬馬路大街區方格網布局的街區，更容易形成均質化的街道空間，反而降低了街道對于人的吸引力，活力欠缺。在今后的道路網建設中，建議關注人本思想，增加道路網密度，縮減馬路寬度，圍繞著人行可達性、便利度來優化現有街道格局。

（3）本文對于城市建設管理者的啟示主要有兩點。第一，關于街道空間的設計需要因地制宜考慮城市自身特色。街道長度要素對景觀休閑類街道活力的顯著影響在其他相似研究中從未出現，這可能是由于武漢沿江江灘公園的建設活動沿江沿路集中分布的特征所致。這就提醒建設者在規劃活動中考慮武漢市的濱江特色、沿江道路以及景觀資源。第二，城市管理者在制定城市空間設計策略和出臺相關規范時需遵循城市發展客觀規律，避免出現類似“王家墩怪圈”的尷尬局面（見圖12）。王家墩中央商務區與周邊建設區域相比，用地規劃混合度和路網密度均屬正常，但在街道人口密度、街道功能密度、街道功能混合度3個指標中卻出現“下陷”的現象，這與其中央商務區的定位不符，經訪談調研發現，其原因可能與建設設計單位在方案設計中提出的“建筑直接落地、不設底層商業”設計策略有關。第三，關于街道空間的設計要素不應在方案設計評價的過程中被忽視，完全可以納入城市建設管理體系中：構建街道空間品質模塊，利用人工智能圖片分割識別技術，評估和模擬現狀街道以及新建街道空間，實現各類街道空間品質的現狀評估、規劃比較和過程預警，使城市街道空間更安全、更具活力、更智慧和更綠色。

圖11 武漢市青山區、漢口租界區街道功能分類情況

圖12 王家墩CBD片區概況

需要進一步研究的內容包括以下3點：第一，研究尚未得出一個關于設施功能混合度的合理區間，使其街道活力可以達到最佳狀態。第二，關于手機定位數據來代表街道人口密度的方法，不能識別街道空間中的必要性活動和選擇性活動，通過性人流數據對街道活力判斷存在干擾。第三，在討論某一個街道要素時，其他更復雜因素如機動車通行交通流、街道衛生、自然環境舒適度也在影響街道活力，在后期尚需更深入的研究。