基于交通網絡分析的城市社區生活圈劃分
——以山西省原平市中心城區為例

馬曉婷

(山西省城鄉規劃設計研究院工程設計中心，山西太原 032000)

1 城市社區生活圈

城市社區生活圈是指以居民步行時間為單位，以單位時間可滿足居民物質與生活文化需求為原則，將城市空間劃分為各級社區生活圈層，大城市通常分為15 min社區生活圈、10 min社區生活圈、5 min社區生活圈三級，中小城市分為10 min社區生活圈、5 min社區生活圈兩級。

為貫徹落實十九大治國理政新理念及中央城市工作會議精神，適應城鄉規劃改革需要，建立與各級政府事權和城市治理內容相融合的空間治理體系和規劃管控體系，加強各類規劃合理銜接，確保公共服務分級配置到位，如何科學合理劃分城市各級生活圈成為規劃界必要的研究課題。2016年，海口市在“十三五”規劃中提出，推進“15 min社區生活圈”建設，確保居民在步行15 min之內即可享受到快捷的生活服務。同年，上海市規土局形成了《上海市15分鐘社區生活圈規劃導則》[1]，分別從規劃準則、建設導則和行動指引等方面，明確了相關導向和要求，指導上海市社區規劃工作。隨后，濟南、成都等城市相繼提出構筑社區生活圈的規劃思路。2018年6月山西省出臺《山西省城鎮空間單元劃分技術指南》[2]，要求以市、縣城鄉規劃管理部門為責任主體，科學合理劃定城鎮空間單元，即各級社區生活圈。各省市出臺的文件、導則、指南均從戰略高度對社區生活圈提出建設指引，未對城市如何劃分社區生活圈做具體的方法指導。

國內學者張亦漢等在國家重點基礎研究發展規劃“973”(2011CB707103)、國家自然科學基金(41301408)和廣東省自然科學基金(S2013040016071)聯合資助項目論文——《廣州一小時生活圈的劃分及其變化分析》中，根據城市道路交通網絡，采用了凸包法劃分廣州市1 h生活圈，利用GIS相關技術直觀地顯示1 h生活圈的范圍，深入地研究其形成機理，并分析其帶來的影響[3]。孫道勝等，以北京清河地區為案例，采用GPS數據和活動日志數據，基于個體行為方法，依照功能和可達性兩個維度提出日常生活圈的基本概念；并運用Alpha-shape方法，選擇18個社區進行社區生活圈的實證測度[4]。柴彥威[5]在對國內外城市生活空間的概念深入剖析的基礎上，基于時空間行為對中國城市生活圈進行界定。以上這些研究均是利用開放數據與大數據，對生活圈劃分研究的有益嘗試，其中存在的一些問題與不足也值得我們去進一步思考。過往研究從概念上對生活圈進行定義，利用大數據將某城市作為整體去探尋區域生活圈所帶來的影響，或對已成型的社區進行重新測度，對城市總體社區生活圈劃分的研究較為缺失。

因此，本研究從城市總體角度出發，對規劃中各級社區生活圈如何劃分提出具體思路，并促進規劃管控單元與社會治理單元在空間上對應統一，并指導各級生活圈公共服務設施配置。本研究以山西省原平市中心城區為例，研究使用地理信息系統軟件Arcgis10.3進行模擬計算，具體技術流程為：①創建原平交通路網；②構建中心城區全城路網數據集；③公共服務區與可達性分析；④根據原平市實際情況，劃分10 min、5 min兩級社區生活圈(圖1)。

圖1 技術流程框架

2 原平市中心城區交通網絡分析

2.1 范圍界定

原平市位于山西省北中部，東臨旅游勝地五臺山，西靠寧武，南與忻州、定襄為界，北接代縣、朔州。據《原平市城鄉總體規劃(2018年-2035年)》，2017年原平建成區用地規模為20.36 km2,人口規模為16.1萬人，人均用地為126.44 m2；規劃期末中心城區人口為24萬人，城市建設用地為27.54 km2(圖2)。

按《山西省城鎮空間單元劃分技術指南》，本研究中社區生活圈劃分的范圍為經上級政府批準的城鎮開發邊界所圍合的空間范圍。2018年5月原平市人民政府組織編制《原平市城鎮開發邊界劃定》，明確中心城區開發邊界范圍為35.87 km2，其中規劃建設區27.54 km2，有條件建設區5.61 km2，其他用地2.72 km2。依托“一城兩區”的總體布局結構，由大運高速公路將城區分為中心區和東部新區。其中中心區開發邊界規模為29.30 km2，東部新區開發邊界規模為6.57 km2。原平市屬于未設區城市，根據《山西省城鎮空間單元劃分技術指南》，原平市可在城鎮開發邊界范圍內劃分“控規單元——基本單元”兩級城鎮空間管控單元，與此相對應的為“十分鐘社區生活圈——五分鐘社區生活圈”兩級社會治理單元。

2.2 數據來源

本研究基礎數據包括原平市道路路網、公共服務設施現狀及規劃數據。

2.2.1 原平市道路路網數據

從dwg格式的《原平市中心城區北部片區控制性詳細規劃》、《原平市中心城區西南片區控制性詳細規劃》、《原平市中心城區東南片區控制性詳細規劃》用地規劃圖中提取鐵路、道路中心線、河流三個圖層。在CAD中將道路中心線處理為每個交叉口之間端點重合的獨立線段，提取道路名稱與長度信息，并根據交管部門提供的資料制作每條道路機動車限速、公交限速、是否為單行線等數據表格以備用。

2.2.2 公共服務設施現狀及規劃數據

通過數據挖掘技術使用百度平臺提供的Application Programming Interface接口獲取POI開源大數據，得到現有公共設施的點數據。原平市總體規劃與控制性詳細規劃是一脈相承的，從dwg格式的總規或控規用地規劃圖中提取各類公共設施、居住用地等圖層。

2.3 交通網絡構建

在基礎數據來源明確的基礎上，進行原平市中心城區交通網絡構建，包括網絡元素準備、數據梳理、構建網絡數據集三個步驟。

2.3.1 網絡元素準備

將獲取的道路交通信息處理為三類要素，分別為邊要素源(線要素類)、交匯點要素源(點要素類)與轉彎要素源(轉彎要素類)。其中，邊要素源包括鐵路、高速公路、國道、省道、快速路、主干道、次干道、支路；交匯點要素源為公交站點；轉彎要素源為建立的特殊轉彎信息。

2.3.2 數據梳理

利用Arcgis10.3新建原平市中心城區道路交通要素數據集，并將邊要素源導入數據集中。通過融合工具處理原平市中心城區道路交通數據的幾何連通性，使線要素僅在重合端點處進行連接，并在重合折點處分成多條邊連通(圖3)。同時，將邊要素源分為三個連通性組，國道、省道、快速路、主干道、次干道、支路為連通性組一，鐵路為連通性組二，高速公路為連通性組三，處于不同連通性組中的邊僅可通過兩個連通性組共享的交匯點進行連接，如高速出入口等。此外，加載并鏈接原平市道路路網數據表格，使每條道路的名稱、長度、駕車速度、公共交通速度、步行速度、單行線情況均顯示于數據屬性表中。

2.3.3 構建網絡數據集

選擇GeoDatabase作為工作空間，校核準備充分的網絡元素是否已全部導入要素數據集中，在完全導入的基礎上，經新建網絡數據集、構建轉彎模型、設置連通性、高程字段選擇等步驟后，為網絡數據集添加開車時間屬性、公共交通時間屬性、步行時間屬性。時間屬性設置的具體方法為添加新屬性名稱定義，如開車時間，使用類型為成本，單位為分鐘，值為[Shape_Length]/[駕車速度]/1000×60，公共交通時間、步行時間類似。在此基礎上，設置通用轉彎確保網絡數據集的完整性(圖4、圖5)。

圖4 構建網絡數據集步驟

圖5 原平市中心城區交通網絡與部分數據屬性表

2.4 公共設施服務區與可達性分析

在原平市中心城區交通網絡構建完全的基礎上，對控制性詳細規劃中確定的公共服務設施用地進行服務區與可達性分析，以大數據模擬10 min社區生活圈與5 min社區生活圈具體范圍。

商業服務業設施用地使居民在有限的步行時間內就能解決便利購物、早餐、美容美發等大部分生活需求，小學、醫院、廣場、公園滿足居民就醫就學、休閑游憩的需求，因此對商業服務業設施、小學進行服務區分析，對醫院、公共空間進行可達性研究，可得出社區生活圈較為粗略的范圍(圖6)。

圖6 原平市中心城區公共服務區與可達性分析

2.4.1 商業服務業設施服務區分析

加載商業服務業設施用地中心點，以控規確定的商業設施為中心，提取構建步行10 min、5 min服務區，為10 min社區生活圈、5 min社區生活圈劃分提供依據。

2.4.2 小學服務區分析

中小學是滿足居民基本生活需求的重要城市公共服務設施。按照出行距離劃分服務區，構建小學300 m、500 m服務區，為各級社區生活圈劃分提供參照。

2.4.3 醫院可達性分析

醫院可達性是指某區域范圍內居民通過各種方式與相關醫療設施進行交流的能力。醫院作為公共服務設施的重要組成部分，依據各居民點到醫院的可達性分析劃分城鎮空間單元，繼而由城鎮空間單元劃分邊界反推社區所需新配置的醫療設施，是實現區域醫療服務均等化的有效途徑。

加載規劃居住用地、醫院中心點，以居住區為起始點，醫院為目的地點進行OD成本矩陣分析，根據總規與控規編制初兩次問卷調查結果匯總，人們就醫常采用駕車與公交兩種方式，而很少采用步行方式，因此分別計算駕車與公共交通兩種出行方式的可達性數據，作為原平市各級生活圈劃分的初步依據，同時作為社區新配置醫院的重要參數。

2.4.4 公共空間可達性分析

2012年11月住房和城鄉建設部發布《關于促進城市園林綠化事業健康發展的指導意見》，要求各地按照城市居民出行“300 m見綠，500 m見園”的要求，加快各類公園綠地建設，不斷提高公園服務半徑覆蓋率。可見公園為居民休閑游憩需求的重要承載空間，也是社區生活圈構成中必不可少的內容之一。因此以居住區為起始點，公園、廣場為目的地，制作步行可達性專題地圖，滿足人們步行5 min、10 min日常公共活動需求，為原平市中心城區各級社區生活圈劃分形成初步依據。

3 原平市中心城區各級社區生活圈劃分

本研究的重要意義在于按照10 min步行可達的空間范圍，結合街道等基層管理需求劃分10 min社區生活圈，是城市建設用地范圍內修編控制性詳細規劃的最小城鎮空間單元，將10 min社區生活圈與街道辦行政管轄范圍相結合，將5 min社區生活圈與社區行政管轄范圍相結合，調整現有街道辦管轄區界線、社區行政管轄范圍，形成統一的規劃管控單元與社會治理單元，以便于規劃編制、實施與城市治理。

3.1 10 min社區生活圈劃分

基于前文對原平市中心城區交通網絡構建與分析，首先將商業服務業設施服務區分析、小學服務區分析、醫院可達性分析、公共空間可達性分析進行疊加，根據步行10 min距離，醫院駕車或公共交通10 min距離，初步劃分10 min社區生活圈(圖7)。

圖7 交通網絡分析疊加后10 min社區生活圈劃分

為保障居民日常購物、就學的安全性，應盡量減少河流、鐵路、主干路的跨越，因此在初步確定的10 min社區生活圈基礎上，將河流、鐵路、主干路等限制因素排除，并按《原平市城鎮開發邊界劃定》確定的開發邊界，修正10 min社區生活圈邊界(圖8、圖9)。

圖8 限制因素與開發邊界

圖9 修正后的10 min社區生活圈邊界

據前文所述，現有街道辦行政管轄范圍結合10 min社區生活圈邊界進行調整，二者形成為統一邊界，因此需要與當地政府、職能部門、街道辦、居民進行充分溝通協調，通過多次反復的問卷調查、意見征求會、部門協調會、座談會，確定10 min社區生活圈邊界。最終，將原平市中心城區劃分為八個一般型10 min社區生活圈(一般控規單元)與三個功能組團型10 min社區生活圈(功能組團型控規單元)，平均規模約2～6 km2，服務常住人口約0.5×104～5×104人。每個10 min社區生活圈集中構建設施齊全、服務完善的公共服務體系，創造活力街道界面，成為引導城市有機更新、活力增長的空間組織模式(圖10)。對未來公共設施配建提出要求，10 min社區生活圈內部應配置初中、體育館、街道衛生服務中心、養老院(含殘疾人托養所)、老年護理院、文化活動中心(含青少年、老年活動中心)、超市、街道級商業中心、銀行營業網點集中區、快遞貨物集散站、獨立停車場、居住區公園等公共服務設施，大部分設施應獨立占地。

圖10 最終確定的10 min社區生活圈劃分邊界

3.2 5 min社區生活圈劃分

在10 min社區生活圈劃分邊界最終確定的基礎上，按照商業、學校、公共空間五分鐘步行可達，醫院5 min駕車或公共交通可達的的空間范圍，結合社區基層管理需求劃分。5 min社區生活圈也是城鎮空間單元的基本單元，不僅落實控規單元(10 min社區生活圈)規劃，落實社區的意圖，還對5 min社區生活圈內進行精細化管理(圖11)。

圖11 5 min社區生活圈劃分邊界

最終將原平市中心城區劃分為37個5 min社區生活圈，平均規模約0.2～1.6 km2，形成控規單元(10 min社區生活圈)的基本空間載體。5 min社區生活圈內應配置小學、幼兒園、體育場地、社區衛生服務站、老年日間照料中心(托老所)、文化廣場與閱覽室、社區級商業設施、菜市場、便利店、社區餐館、銀行營業網點、快遞營業用房、停車設施、游園等，部分公共服務設施可以合并設置。

4 結論與討論

過往大多數對生活圈的研究都停留于對生活圈所帶來的影響進行分析，或對已成型的生活圈進行重新測度。一方面在于研究出發點、落腳點不同，另一方面也與研究數據的局限性有關。大數據時代為精細化、定量化研究種種城市問題帶來良好機遇，但其依托的數據源類型結構較為單一。本研究基于上述問題，利用《原平市城鄉總體規劃(2018年-2035年)》、《原平市中心城區北部片區控制性詳細規劃》、《原平市中心城區西南片區控制性詳細規劃》、《原平市中心城區東南片區控制性詳細規劃》等項目編制獲取的第一手數據，與百度平臺獲取的POI開源大數據，構建網絡數據集，進行交通網絡分析，在很大程度上提升社區生活圈劃分的科學性與合理性。

首先將商業服務業設施、小學步行10 min服務區，公共空間步行10 min可達區域，結合醫院駕車或公共交通10 min可達區域相疊加，勾勒出原平市10 min社區生活圈大致邊界。繼而將河流、鐵路、主干路等限制因素排除，根據開發邊界范圍修正10 min社區生活圈邊界，與各方充分溝通協調后，最終確定10 min社區生活圈劃分邊界。10 min社區生活圈不僅為街道辦行政管轄范圍，也是控規編制的最小城鎮空間單元，促進規劃管控單元與社會治理單元在空間上的對應與統一，并為未來公共服務設施配置區域提供依據。在10 min社區生活圈劃分的基礎上，疊加商業服務業設施、小學步行5 min服務區，公共空間步行5 min可達區域，醫院駕車或公共交通5 min可達區域，結合社區基層管理需求劃分5 min社區生活圈。5 min社區生活圈不僅為社區行政管轄范圍，也是城鎮空間單元的基本單元，在生活圈內實施精細化管理。

各級生活圈邊界基本符合原平市的實際情況，也得到了城市多方認可，證明了基于交通網絡分析研究城市各級生活圈劃分的科學性與合理性，該方法可做一定范圍的推廣嘗試，并可以很好地為規劃過程中城市公共服務設施配置工作提供依據和支撐。