基于手機信令數據的上海市社區公園服務半徑及影響因素研究

劉頌 楊瑩 賈虎

社區公園是為一定社區范圍內居民就近開展日常休閑活動服務的綠地，作為城市公園體系中距離居民日常生活最近、便捷易達的綠色開放空間，承載了社區居民社會交往、科教文娛和休閑游憩等多種生活需求，是居住空間品質的重要衡量要素[1]，是提升城市服務品質和居民生活幸福感的重要載體[2]。

公園布局的合理性對城市的公平與健康發展有著重要的影響，其中公園服務半徑是衡量公園布局合理性和服務效率的重要指標[3]。如美國對鄰里公園的面積要求不小于6 hm2，對其服務半徑要求在400～800 m。倫敦要求社區公園和小型開放空間面積約2 hm2，服務半徑小于400 m。韓國社區公園依據公園面積將服務半徑劃分成3個等級，范圍在250～1 000 m。日本的地區公園面積要求為4 hm2，服務半徑為1 000 m；近郊公園面積要求為2 hm2，服務半徑為500 m[4]。中國《城市綠地分類標準》（CJJ/T 85—2017）建議社區公園規模大于1 hm2，并沒有對服務半徑做出要求[5]。《上海市15分鐘社區生活圈規劃導則（試行）》建議居住人口密度大于2.5萬人/km2的居住社區內，小型公園的服務半徑不宜超過300 m。《上海市城市總體規劃（2017—2035）》要求社區公園面積不小于0.3 hm2，服務半徑為500 m等。綜上，400～1 000 m是國內外比較認可的社區公園的合理服務半徑，而公園規模往往是服務半徑的主要影響因素。

因此，在公園綠地規劃中，常依據公園面積及服務半徑繪制的公園綠地服務半徑覆蓋率圖來評判公園布局的合理程度。但在人口密度高、結構復雜且需求多元的高密度城區或老城區，公園規模和數量的增加有一定困難，其服務半徑很難達到理想標準，而均質化布局很難反映公園是否滿足了居民的需求[6]，從而對居民需求程度考慮不足，導致公園服務壓力過大或者公園資源未充分利用甚至閑置[7]。如何確定公園的實際服務半徑？影響高密度城市社區公園實際服務半徑的因素有哪些？如何滿足居民對公園等開放空間的需求？這些問題逐步成為該領域關注的熱點話題。

近年來隨著網絡技術的發展，使用個人定位設備挖掘居民的時空活動軌跡，對游客的實際來源地和到訪地進行位置識別，為公園服務半徑的分析提供了新的研究路徑。方家等[8-9]、Zhai等[10]、樂慧英等[11]基于手機信令數據定位游客的來源地，識別大型公園的空間服務范圍，對公園服務供需關系及服務成效進行評估，論證了手機信令數據引入公園研究的可行性，但鮮有以社區公園為對象，探討其實際服務半徑及影響因素的研究。本研究采用手機信令數據記錄的居民行為時空軌跡，識別上海市中心城區部分社區公園的實際服務半徑，并分析影響社區公園服務半徑的主要因素，為優化高密度城區公園服務水平提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選擇上海中心城區的社區公園作為研究對象。由于手機信令數據記錄個體行為軌跡在空間存在一定的局限性，為了保證數據的準確性，筆者對上海市中心城區的社區公園按照以下條件進行篩選：1）手機信令記錄通過移動通信基站位置定位，由于基站分布位置和密度不同，基站位置與用戶實際所在位置可能會存在數十米至數百米的誤差[9]。上海中心城區2019年已有基站約31 050個，平均服務面積2.13 hm2，因此本研究排除了面積小于2.5 hm2的公園；2）由于移動通信網絡的特點，用戶實際位置與所連接的基站可能會在相鄰基站中發生跳轉，為了確保基站信號與采集的準確性，排除研究范圍內無基站的公園；3）比對研究時間內各公園的手機信令數據，對信令記錄總數過低、用戶總數過低，數據質量較差的公園也予以排除[12]。最后確定本研究樣本公園42座（圖1）。42座社區公園平均面積5.3 hm2，其中面積最大的公園是位于浦東新區的高東公園，面積14.2 hm2，面積最小的是位于黃浦區的淮海公園，僅2.5 hm2。

圖1 樣本公園空間分布圖Spatial distribution map of sample parks

1.2 數據來源與處理

1.2.1 手機信令數據及可信度驗證

為避免天氣影響，全面反映居民在不同時段的游憩行為規律，本研究選用天氣晴朗，氣溫為18～25 ℃，適宜戶外活動，時段覆 蓋2019年5月6日—5月10日 連 續5個 工作日及5月11、12、18、19日4個休息日共9 d上海市的中國聯通手機信令數據①，記錄日均活躍用戶數753.9萬人，占同年上海常住人口的31%。運用SPSS軟件進行Pearson雙變量相關性檢驗，發現手機信令數據識別的結果與從上海市公園管理事務中心獲得的2019年5月上海公園的游客量統計數據有較高的正相關性（r=0.71，n=42，p ＜0.01），因此可以認為識別結果較為可靠。

1.2.2 滿意度評價數據

本研究中居民對公園的滿意度評價來源于2019年上半年的公園滿意度調研結果②，調研采用問卷調查和實地監測2種形式，通過加權綜合計算得到最后結果，調研內容包括公園的服務環境、管理環境、游憩環境和公園特色及活動與設施水平共5項[13]。問卷調查時間為2019年5—6月的10：00—17：00，采取公園主出入口隨機抽樣、現場填寫問卷的方式。實地監測是邀請富有經驗的專業監測人員現場監測，按照統一標準評分。

1.2.3 其他相關數據

本研究還使用了興趣點（point of interest,POI）和開源地圖（Open Street Map, OSM）道路路網數據。POI數據是帶有地理位置標簽的數據，具有數據量大、覆蓋率高、類別清晰、位置準確等優點[14-15]。本研究通過爬取高德地圖POI數據庫，獲取了與社區生活相關的行政、文化、教育、醫療、養老福利、體育、交通設施、商業8類公共服務設施共計63 705個數據點。

本研究使用交通設施密度[16-17]和路網密度[18-19]2個指標的平均值表征交通便利度。交通設施密度代表了公共交通和自駕出行的便捷程度[20]，通過計算公園綠地1 km半徑內交通設施POI（包括公交站點、地鐵站點、停車場等）密度來確定。路網密度表征步行潛力及路徑選擇的可能性[21]，通過公園綠地1 km半徑內路網密度確定。

1.3 研究方法

1.3.1 到訪公園的游客駐留地類型識別

若手機用戶在同一位置網格有規律地停留，則用戶處于駐留狀態。本研究采用累計時間法識別用戶的駐留地，即通過累計手機用戶在晚09：00至次日上午08：00停留時間最長，且時長超過3 h的點為用戶當晚的居住地，累計上午08：00至下午17：00停留時間最長且不是居住地的位置為該用戶的工作地。觀察整月有效數據，用戶居住位置相同且累計出現天數超過10 d的識別為上海市的常駐用戶，進而識別出上海市常駐用戶的居住地和工作地。

若手機信令數據顯示用戶在公園停留時長超過30 min，且所處位置不是用戶的居住地和工作地，則將該用戶識別為公園的到訪游客。同時根據上海市各社區公園的營業時間，排除在開園前和閉園后到達該地的用戶駐留信息，剩余則為實際到訪該公園的用戶。經篩選后最終識別出9 d內到訪42座社區公園共65.32萬條游客信息數據。

1.3.2 游客出行距離計算方法

手機信令數據位置處理采用三角加權質心定位算法，該算法通過三角質心定位與信號強度比值的加權質心定位（信號強度大的信標節點到未知節點的距離近則權值大），能夠有效降低定位誤差，在環境變化時表現更為穩定，計算公式如下[22]：

式中，Rji為分別代表未知節點到信標節點A、B、C的比值，x0、y0為利用加權質心算法對3個估算坐標確定的坐標值。獲得用戶的居住地、工作地以及公園駐留位置的坐標后，計算用戶從居住地或工作地到社區公園的直線距離，作為到訪公園居民的實際出行距離。

1.3.3 公園服務半徑與影響因素的相關性分析

本研究基于文獻研究，選擇了公園服務半徑的可能影響要素，包括公園使用滿意度、空間活力、公園區位、公園面積和交通便利度等，利用SPSS軟件進行Spearman相關性分析，得到各影響要素與服務半徑的相關關系。

2 上海市社區公園實際服務半徑測度

2.1 游客實際出行距離

根據手機信令數據分析結果，42座社區公園日均游客量從539～13 139人不等，平均日游人數1 944人。通過公式（2）獲取游客坐標信息，計算得到的游客從居住地或工作地到社區公園直線距離的最小值、最大值、平均值和四分位距，發現居民實際出行的平均距離為8 592.9 m（最小值=6 015.7 m，最大值=14 988.6 m）。25%分位數為2 956.2 m（最小值=1 778.8 m，最大值=5 363.5 m），50%分位數為5 879.9 m（最小值=3 179.2 m，最大值=9 832.4 m ），75%分位數為11 477.5 m（最小值=6 832.9 m，最大值= 24 404.7 m）。

2.2 社區公園實際服務半徑計算

通常情況下衡量居民實際出行距離的標準一般采用平均值，但是通過居民實際出行距離偏度值可以看出偏度值數據均大于0（偏度值∈[0.9, 3.58]），呈正偏態，不服從正態分布，這樣就導致平均值過大，不能準確表征居民平均出行距離。因此本研究采用居民實際出行距離的中位數（50%分位數）作為公園的實際服務半徑。由于居民游憩活動在工作日和休息日呈現出不同的狀態，為了更好地分析游客的出行行為，本研究采用社區公園9 d實際服務半徑的均值作為各公園最終的實際服務半徑，通過計算，最終得到42座社區公園的實際服務半徑（表1）。其中實際服務半徑最小值為3 179.2 m，最大值為9 832.4 m，平均值為5 879.9 m。

表1 42座社區公園服務半徑計算結果Tab. 1 Calculation results of service radius of 42 community parks

3 社區公園實際服務半徑的影響因素分析

3.1 潛在影響因素的選擇

許多研究表明，影響公園服務半徑的因素包括公園面積、區位、質量等內部影響因素及影響人們到達公園的交通情況、花費時間等外部影響因素。一般認為公園的面積和類型與服務半徑關系密切，面積越大、綜合性越強的公園服務半徑越大，反之則越小[3]。如前所述，中國當前的綠地系統規劃中即根據公園面積和類型劃定公園綠地服務半徑來衡量公園綠地的布局合理性。公園的區位即距市中心的距離遠近會影響游客對公園的使用[10,23]，一般距離市中心越近，公園的服務強度和使用率越高，服務半徑越大。隨著人們對公園環境和品質的需求逐步提升，公園的舒適度、安全性、環境狀況等會影響人們對公園的選擇[24-25]，進而影響了城市公園的服務半徑。人的時空活動能夠在一定程度上反映物質空間環境的質量，社區公園及其周邊空間活力越高，越能夠吸引人們集聚，公園的服務半徑也就越大[26]。

根據前人研究結論，本研究選擇公園使用滿意度、空間活力、公園區位（公園距市中心的距離）、公園面積和交通便利度5個影響因素，通過Spearman相關性分析驗證各影響要素與社區公園實際服務半徑之間的相關關系（表2）。結果顯示，公園實際服務半徑與公園使用滿意度、公園區位和空間活力3個影響因素在0.01水平上呈顯著相關，其中公園使用滿意度和空間活力因素與服務半徑呈正相關關系，公園區位與其服務半徑呈負相關關系。而公園實際服務半徑與公園面積和交通便利度無顯著相關關系。

表2 不同影響因素與公園服務半徑的相關性Tab. 2 Correlation between different influencing factors and park service radius

3.2 公園使用滿意度與社區公園服務半徑呈正相關關系

經現場調研得到的上海市42座社區公園的滿意度得分情況（圖2），發現42座社區公園使用滿意度得分均在80分以上，計算得到滿意度平均分為86.3，可見居民對42座公園的服務水平較滿意。

圖2 公園使用滿意度得分情況Satisfaction scores of park use

分析發現社區公園服務半徑與公園滿意度顯著相關（p=0.005，r=0.425），即滿意度較高的社區公園往往擁有較大的服務半徑，更可能吸引來自更遠距離的游客。其中居民對環境整潔、風景優美、各類游憩設施類型齊全，尤其設有兒童游樂設施，或具有一定特色的公園比較滿意。可見公園品質越來越受到人們關注，如何為居民提供高質量的特色景觀及豐富的活動設施是公園建設需要關注的重點。

3.3 空間活力與社區公園服務半徑呈正相關關系

在社區公園空間活力測度方面，依據《上海市控制性詳細規劃技術準則》和《上海市15分鐘社區生活圈規劃導則》等相關規定，本研究選擇與社區生活相關的行政、文化、教育、醫療、養老福利和體育7類公共服務設施[27]，通過計算社區公園1 km（15 min步行距離）半徑內各公共服務設施的密度來表征各公園周邊的空間活力情況。

相關性分析檢驗發現社區公園的實際服務半徑與其周邊空間活力相關性顯著（p=0.001，r=0.511），即社區公園周圍空間活力越高越可能吸引遠距離游客的到訪。可能的原因是完善的基礎服務設施和成熟的商圈提高了社區公園的吸引力，同時也分擔了社區公園的游憩功能，變相提高了公園承載力。

3.4 公園區位與社區公園服務半徑呈負相關關系

上海中心城區空間被外環線、中環線和內環線分為內環以內、中環至內環和外環至中環3個圈層。本研究中內環以內社區公園16個，平均服務半徑6 922.6 m；中環以內社區公園7個，平均服務半徑6 551.3 m；外環以內社區公園19個，平均服務半徑4 754.5 m。Spearman雙尾檢驗分析發現社區公園服務半徑與公園區位呈負相關關系（p=0.000，r=–0.632），即公園的實際服務半徑從內環至外環逐漸遞減，這與已有研究結論一致[10]。與此同時，從內環至外環，公園實際服務半徑的差距值也逐漸減小（表3），如內環范圍內社區公園的實際服務半徑范圍差距最小（3 628.5 m）。說明內環以內的公園具有較強的吸引力，服務輻射范圍普遍較大，而越遠離城市中心的公園，對居住在市中心的居民的吸引力較弱，主要服務于公園周邊的居住區。

表3 公園區位與社區公園實際服務半徑Tab. 3 Park locations and actual service radius of community parks

3.5 公園面積不是影響社區公園服務半徑的主要因素

公園游憩空間是影響公園服務能力和水平的關鍵因素。一般認為公園面積越大，承載力越高，服務范圍就越大[28]。然而與此認知不同，本研究發現社區公園的服務半徑與公園面積沒有顯著相關關系（p＞0.05）。有學者在對歐洲中心城市公園進行生態系統服務研究時也得到過相同的結論[29]。本研究認為可能的原因是隨著居民日常休閑需求結構的升級，對公園使用需求從對數量關注轉變為對公園環境、服務質量、游憩設施等質量提升的聚焦[30-31]，公園面積可能不是居民使用社區公園時關注的重點。造成這一現象的其他原因還需進一步深入研究。

3.6 交通便利度與社區公園服務半徑無顯著相關關系

一般認為較高的交通便利度有助于滿足人們的日常游憩需求，從而擴大了公園的服務范圍[32]。但本研究計算發現交通便利度與社區公園的實際服務半徑沒有顯著相關關系（p=0.325）。分析認為可能的原因一方面是由于上海市中心城區交通便利程度普遍較高，各個公園的交通優勢很難凸顯；另外一方面可能是由于社區公園本身吸引力較高，使得人們愿意克服一定的距離成本去換取更符合自己需求的公園服務。

4 討論與結論

1）上海市社區公園實際服務半徑“超標”。相較于一般社區公園服務半徑400～1 000 m的標準，上海市社區公園的平均服務半徑普遍較大（最小值=3 179.2 m，最大值=9 832.4 m），相當于一般社區公園服務半徑的8～12倍，可見上海市中心城區社區公園數量不夠，因此迫切需要增加社區公園數量。但從滿意度評價來看，居民對社區公園總體是滿意的。這一方面反映了上海市社區公園品質較高，對居民吸引力大，同時隨著交通設施便利程度的提高，擴大了社區公園的服務范圍。另一方面，面對高密度中心城區面臨的建設用地資源緊缺的現狀，上海市較早提出了“居民出行500 m見到3 000 m2的綠地”建設目標，通過存量更新充分挖掘社區公園的發展潛力，以“小多勻”的原則優化公園及開放空間布局，提高居民的游憩機會；通過大力推廣社區微更新，公園與社區一體化設計，打造開放融合的整體性社區空間，滿足不同人群的日常使用需求，使社區公園真正發揮服務社區的作用。

2）提高社區公園品質和周邊空間活力是保證公園服務水平的重要因素。社區公園的實際服務半徑與公園使用滿意度存在顯著正相關關系表明，隨著生活水平的提高，人們對公園的需求不僅注重數量和空間分布，更注重空間品質、游憩體驗和公園管理服務水平，因此公園綠地的規劃建設應關注這一變化，不斷提高公眾參與度；社區公園建設應該從“空間建造”轉變為“場景營造”[33]，以居民的需求為出發點，構建不同類型的社區場景，提高人們對公共空間的體驗和對場所精神的認同感和參與感，滿足居民日益增長的對高品質綠色空間的需求。

社區公園周邊空間活力與社區公園的服務水平有相互促進作用。由于開放空間的聚集效應，擁有較高活力的公共空間會吸引更多的社會活動，激發人們對場所的認同和喜愛。社區公園建設需要結合周邊的公共空間，進行功能與空間融合，提高公園周邊的空間活力[34]。如改造已有公園綠地，在與居民日常活動較多的連接地帶增加公共開放空間，使公園與周邊環境能夠更好地連通和互動。

3）手機信令數據應用的優勢和局限。利用手機信令數據龐大的樣本量以及對個體行為詳細的時空行為記錄的優勢能夠了解居民實際行為活動。本研究基于手機信令數據識別公園游客、獲取游客的駐留地信息，通過對游客從居住地或工作地至公園直線距離的計算分析獲得社區公園的實際服務半徑，為分析游客的行為特征和公園需求提供了新思路。但是手機信令數據樣本量大但并非是全樣本，本研究中使用的是聯通手機信令數據，僅能代表聯通用戶的行為。由于手機信令數據定位依賴于手機基站，在實際應用中如果基站密度不高將導致空間定位精度較低從而影響分析結果的精確性。本研究中根據基站的平均服務范圍，將小于2.5 hm2的社區公園剔除，一方面可能會對研究結論造成一定的偏差，另一方面，處在低密度基站覆蓋范圍的公園游客量計算可能有誤差。因此，手機信令數據需要結合其他數據來糾偏和校核以期獲得更精確的分析結果，這是今后需要繼續展開和完善的工作。

注釋(Notes)：

① 中國聯通智慧足跡手機信令數據。

② 該評價結果由上海市公園管理事務中心提供。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制。