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城市社区体育“健身圈”设施选址规划研究

2022年05月30日08:37

南京航空航天大学杜长亮主持完成的国家社会科学基金项目《城市社区体育健身圈设施选址规划研究》(项目批准号为:14BTY059),最终成果为专著《城市社区体育“健身圈”设施选址规划研究》。课题组成员有:张晓琳、李南、顾校飞、丛伟伟、佟雅囡、徐昶楠、胡海旭。

社区体育“健身圈”设施规划是一项政府工程,具有公益性。国家发展改革委、国家体育总局颁布的《“十二五”公共体育设施建设规划》指出,要着力解决我国社区体育发展进程中的三个矛盾:社区居民日益增长的健身、社交等需求与体育设施缺乏的矛盾;各地政府纷纷提出打造社区体育“健身圈”口号与社区体育设施选址规划方案的缺乏之间的矛盾;现有公共设施离散型选址模型不可直接运用于需求连续且无设施位置候选集的“健身圈”设施选址问题。该成果通过定性、定量与定位分析相结合的方法,综合运筹学、地理信息学和公共服务学等多门学科知识,研究科学、合理地寻求城市社区体育“健身圈”设施最优选址策略,最终形成具有普遍指导意义的新思路和方法,为我国城市社区体育“健身圈”设施规划的学术研究提供依据和范式。

该成果的主要内容和观点主要包括以下几方面。

一 关于健身圈设施选址规划

经过大量的文献阅读和实地调研,课题组选取定位—配给模型和GIS技术作为主要的分析工具对社区体育“10分钟健身圈”进行了选址定位研究工作,提出一套系统、科学的选址方案,为相关部门工作的实施提供参考。

首先,在分析社区体育“健身圈”设施选址特征的基础上,基于经济性原则,构建了改进的区位集覆盖模型,以求解使设施完全有效覆盖居民区的最少设施点数。然后建立基于公平性和效率性原则的设施选址组合模型,在设施点数量确定的前提下,使设施点的分布更优。

其次,对于需求点和设施候选点的获取也是该成果的创新点。对于大量居民楼的局部连续分布,运用K-means划分聚类进行聚类分析。对于无预先确定的设施候选点问题,运用ArcMap软件的点缓冲区分析进行处理,求解候选点得经济可行区域,结合实际土地利用情况,确定经济可行的候选点。

最后,在模型求解时,先运用ArcMap中的网络分析功能求解改进的区位集覆盖模型,得到最少的设施点数量。然后用Lingo软件求解基于公平性和效率性原则的设施选址组合模型,得到最少设施点情况下的符合公平和效率两个目标的设施点分布。最后用覆盖率条件检验设施点的分布。

将上述选址方案运用于无锡市梁溪区社区体育“健身圈”设施的选址,结果显示该地区需新增8个设施点,选址结果以二维地图形式和文字表达方式呈现,结果直观清晰,操作简单方便高效,可为相关部门工作的实施提供参考。

总结上述选址方案,主要有以下几点突出特点。

1.选址方法科学、系统

以前对于社区体育设施的选址,主要采用“见缝插针”式方法,其结果就是部分需求点覆盖不到,而部分地方又有设施分布冗余的现象。而该成果运用LA模型,收集大量基础数据,结合先进的GIS技术,对设施进行选址分布,大大优化了设施点的分布。

2.选址方法灵活性高

课题组所构建的选址模型是递进式的,从改进的区位集覆盖模型到基于公平性和效率性原则的设施选址组合模型,使用者可根据环境的不同,要求的不同,选择单一目标或多个目标相结合使用,如在发展初期,可仅考虑区位集覆盖模型,在发展中后期,添加考虑公平性和效率性模型,对选址提出更高要求(此时所需构建的设施点数量可能会增加)。在构建的组合模型中,系数α1的取值可根据对于公平性和效率性的倾向进行取值,如在发展初期,α1可偏向于效率性取值,在发展中后期,α1可偏向于公平性取值。对于有效半径的取值,该成果取“十分钟”半径约1000米距离。对于发展程度不一样的城市而言,R的取值可不同,城市发展水平越高,R的取值可越小。所以此方案不仅可用于不同地域的城市社区,还可用于同一地区的不同发展阶段。

3.选址结果直观可视,方案求解效率高

课题组结合应用GIS技术中缓冲区分析和网络分析功能辅助数据收集、处理及选址模型的求解。选址结果不仅以坐标形式表现,还以二维地图形式清晰、直观地呈现出来,让人一目了然。同时,在数据许可的条件下,GIS技术的运用极大地提高了模型的求解速度,为方案的普及做出很大的贡献。

二 关于健身圈设施配置规划

课题组从我国社区体育设施资源在总体不足的情况下仍有部分浪费的现象出发,运用文献研究、总结归纳、排队论、极大似然估计法、拟合优度检验法、案例分析、仿真分析等方法,试图解决各社区健身中心健身设施数量配置问题。

首先,当社区居民到达健身中心的人数超过各项体育设施的服务人数时,新到的社区居民就要排队等待;当某类设施的排队等候区的人数也超过限制容量时,就不再有人选择去排队。根据社区公共体育“健身圈”排队模型系统分析,分析社区公共体育“健身圈”排队模型与其他排队系统的区别,即健身项目多样性和重复选择性、顾客源可认为是无限源、健身设施提供成批服务、损失制,确认其所适用的排队类型,建立设施配置与优化数学模型。

其次,运用极大似然估计法和χ2拟合优度检验法,对社区居民到达人数、社区居民的锻炼情况进行分析,确认社区居民到达率、锻炼时间都服从什么类型的分布;根据社区居民心理承受的最长等待时间,来计算平均心理最长等待时间Tmax,并结合实际情况确定等候区容量限制以及居民流失率上限;根据以上数据并结合数学模型,从平均等待时间和居民流失率这两个排队指标,对现有设施数量进行效率分析,并对未达标的设施数量进行优化,求解出各项设施的最佳数量,直至满足居民平均心理最长等待时间和居民流失率要求。

最后,结合Flexsim仿真软件对设施优化前后的排队指标进行分析,验证优化后的设施能不能降低社区居民的等待时间以及社区居民的健身需求,即居民流失率和平均等待时间是否达到规定要求,可以通过仿真软件快速明显地显示出来。通过Flexsim软件来模拟设施优化前后设施运行指标,来评价该模型是否有效。

三 建议

研究假设所构建的社区体育“健身圈”设施属于同一级别,服务对象和条件一样。但现实生活中会存在不同种类、等级的体育设施,其服务的对象可能也有所不同,所以如何将不同等级的设施考虑进选址模型,是后续研究需要考虑的问题。

从长期看来,社区体育“健身圈”设施选址是一个动态过程,但由于数据收集的局限性,对于未来已规划好新建和需要拆迁的体育设施的数据收集不是十分充足,模拟的选址结果与真实情形产生偏差,希望相关部门在将来数据的收集和更新方面不断更新,这将有助于选址结果的真实有效。

选址结果只表明新增设施点的数量和位置分布,对于如何确定设施的规模大小没有给出具体的说明。现阶段,政府机关关于社区体育设施规模的最新配置标准为2005年由国家体育总局颁布的《城市社区体育建设用地指标》。在各地级市中,鲜有明确而具体规定。该成果认为设施规模的确定应与城市发展程度、人口数量、居民生活习惯等相适应,无论是同一个城市的不同阶段,还是同一阶段的不同城市,发展程度较高的城市设施配置的数量和等级应适当提升适应需求;不同地区的居民在生活、运动习性上有所不同,配置的设施种类也应该因地制宜。同样,人口数量也决定设施规模的大小。这是后期研究可以考虑的方向。

课题组未对设施种类进行配置研究,在当今人们追求生活方式和个性需求多样化的时代,人们对社区体育设施的使用和满足同样具有这一特点,后续工作可结合各地适宜开展有特色的健身活动所需的基础设施进行有效改进。

课题提出的方法对现有健身中心的各项设施进行运行效率,从而提出设施优化方案,但对新增设施点所应设置的数量无法直接得出。对于新增健身中心该成果的建议是先根据国家体育局提出的《城市社区体育设施建设用地指标》实施,在实施的过程中及时统计本文中所用到的数据,并根据该成果提出的方法对现有设施数量进行修正。

该研究成果的学术价值、应用价值和社会影响主要体现为,成果得到学界和业界的广泛关注和认可。依据城市社区体育“健身圈”的建设需要,以南京、无锡“10分钟健身圈”为例,理论结合实际,在保证10分钟的有效服务半径内,设施点以最经济、公平和高效的配置方式100%覆盖居民区。设施规划策略不仅为江苏省“10分钟健身圈”设施规划部门工作的实施提供科学指导,同时对于其他地方政府的“15分钟”“8分钟”等类似“健身圈”的选址,同样具有参考价值。

(责编:王小林、黄瑾)
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