周 垠 龍 瀛

街道步行指數(shù)的大規(guī)模評(píng)價(jià)
——方法改進(jìn)及其成都應(yīng)用 *

周 垠 龍 瀛

步行交通對(duì)于城市可持續(xù)發(fā)展的積極意義，已經(jīng)得到國(guó)際、國(guó)內(nèi)的廣泛接受和肯定，可步行性評(píng)價(jià)也得到了越來(lái)越多的關(guān)注?；趪?guó)際上流行的WalkScore的評(píng)價(jià)思路，對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，并加入街道環(huán)境影響因子，對(duì)成都市一、二圈層區(qū)縣內(nèi)的街道可步行性展開(kāi)綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)可步行性的評(píng)價(jià)結(jié)果，與人口空間分布展開(kāi)相關(guān)分析，評(píng)價(jià)臨街設(shè)施分布的合理性；并對(duì)比分析住宅類街道（R）、公共管理與公共服務(wù)類街道（A）和商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施類街道（B）的可步行性的差異及不同類型街道的圈層分布差異。研究表明，住宅類街道可步行性最高，其次為公共服務(wù)類街道，商業(yè)類街道可步行性相對(duì)較低；然后分析了市中心、區(qū)縣中心、地鐵口、商業(yè)綜合體等區(qū)位因素對(duì)街道可步行性的影響，其中原市中心（天府廣場(chǎng)）對(duì)街道可步行性的影響最大，其次為區(qū)縣中心，地鐵口和商業(yè)綜合體能一定程度提升周邊街道可步行性。

可步行性 | WalkScore | 街景 | 人本尺度 | 成都

周 垠

成都市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃師，碩士

龍 瀛（通訊作者）

清華大學(xué)建筑學(xué)院

副教授，博士生導(dǎo)師，博士

伴隨我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市人口和空間規(guī)模不斷擴(kuò)張，城市居民的出行總量和出行距離大幅增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)化出行比例迅速上升，道路設(shè)計(jì)以車行為主導(dǎo)，步行環(huán)境在很長(zhǎng)一段時(shí)間不受重視。步行是人類的本能和需要，是健康且最為低碳的出行方式。推廣步行理念，鼓勵(lì)步行友好的街道發(fā)展，能為城市居民和城市發(fā)展本身帶來(lái)諸多好處[1-2]。同時(shí)，步行城市為人們審視城市空間提供了一個(gè)自下而上的人本視角，能夠讓人們擺脫鳥瞰視角宏大但比較粗糙的敘事，讓市民深入體驗(yàn)城市空間的細(xì)節(jié)，讓城市空間富有人文關(guān)懷、生活氣息和藝術(shù)氣質(zhì)[3]。關(guān)于城市街道可步行性的研究，也逐漸受到重視。

可步行性是一種空間屬性，描述了空間對(duì)于人們步行出行的引導(dǎo)能力，具體是指出發(fā)地和目的地之間的空間鄰近性及兩點(diǎn)間步行的便捷性和舒適性[4]。步行指數(shù)被公認(rèn)會(huì)影響行人活動(dòng)，部分研究以地塊或者街區(qū)為研究單元，通過(guò)住宅密度、容積率、道路交叉口密度、用地混合度等因素計(jì)算步行指數(shù)，嘗試分析收入水平與步行上班的關(guān)系[5]、與空氣質(zhì)量的關(guān)系[6]，與行人活動(dòng)的關(guān)系[7]。步行指數(shù)的評(píng)價(jià)方法眾多，其中最直接的方法是統(tǒng)計(jì)步行者的數(shù)量和從事的活動(dòng)[8-9]。Reid Ewing通過(guò)街景視頻剪輯和專家評(píng)分的方法，觀察人的活動(dòng)，評(píng)估了城市意象、圍合度、人性尺度、透視性、復(fù)雜性、識(shí)別性、連續(xù)性和一致性對(duì)步行行為的影響[10-13]。觀察或監(jiān)測(cè)的人流量和人口密度雖然客觀性強(qiáng)，但并不能反映行人的活動(dòng)目的和種類，無(wú)法判別活動(dòng)的積極性，且成本高[14]。因此，需要探索定量評(píng)價(jià)街道可步行性的方法，并提供一套統(tǒng)一的測(cè)度指標(biāo)和計(jì)算方法，用于不同街道和城市之間的縱向?qū)Ρ取?/p>

目前關(guān)于可步行性的測(cè)度指標(biāo)，主要有兩個(gè)不同的研究方向：一個(gè)側(cè)重于街道（或地塊）的功能，也就是在這里步行的目的[15-18]；另外是從街道的設(shè)計(jì)來(lái)考量，也是就步行的環(huán)境要宜人、安全等[19-20]。2007 年，美國(guó)研究者提出了基于日常設(shè)施布局的“步行指數(shù)”（WalkScore）的概念，主要考慮了日常設(shè)施的種類和空間布局，同時(shí)，引入了步行距離衰減、交叉口密度、街區(qū)長(zhǎng)度等因素，提高測(cè)度的準(zhǔn)確性。它是目前唯一的國(guó)際性量化測(cè)度可步行性的方法，已在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家廣泛應(yīng)用。吳健生等人采用WalkScore的研究思路，將設(shè)施分類與權(quán)重本地化，并將距離衰減簡(jiǎn)化為分段函數(shù)，計(jì)算了深圳市福田區(qū)步行指數(shù)[21]。WalkScore是典型的功能主導(dǎo)的計(jì)算方法，且考慮了街道的連通性，但忽略了街道環(huán)境。因此，本研究嘗試著將街道環(huán)境指標(biāo)對(duì)WalkScore進(jìn)行修正，以對(duì)街道可步行性展開(kāi)綜合評(píng)價(jià)。

1 研究范圍與數(shù)據(jù)

1.1 研究范圍

本文研究區(qū)域?yàn)槌啥际?，位于四川盆地西部、成都平原腹地，境?nèi)地勢(shì)平坦，河網(wǎng)縱橫，物產(chǎn)豐富，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，自古就有“天府之國(guó)”的美譽(yù)。2016年5月，經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，發(fā)改委和住建部聯(lián)合印發(fā)《成渝城市群發(fā)展規(guī)劃》指導(dǎo)文件，文件中將成都定位為國(guó)家中心城市。成都市域分為3個(gè)圈層，共19個(gè)區(qū)市縣，一圈層包含5個(gè)，二圈層包含6個(gè)，三圈層包含8個(gè)。由于第三圈層的區(qū)縣街景圖片未能覆蓋，本文的研究范圍為成都市一、二圈層區(qū)縣，總面積約3 678 km2（圖1）。

圖1 成都市域資料來(lái)源：作者自繪。

1.2 研究數(shù)據(jù)

本文數(shù)據(jù)主要包括如下幾類：街道可步行性評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)，包括路網(wǎng)、設(shè)施分布、街景圖片；測(cè)度街道人口的手機(jī)信令數(shù)據(jù)；現(xiàn)狀用地?cái)?shù)據(jù)。

（1）路網(wǎng)。源于2014年的測(cè)繪數(shù)據(jù)，道路不僅僅是網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)，也是可步行性評(píng)價(jià)的基本單元。原始路網(wǎng)數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)過(guò)多，且存在可能的拓?fù)溴e(cuò)誤等問(wèn)題，因此需要進(jìn)行制圖綜合與拓?fù)涮幚?，?jiǎn)化為拓?fù)錈o(wú)誤的道路中心。

（2）設(shè)施分布。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)爬蟲的方法，爬取某大型地圖網(wǎng)站的POI數(shù)據(jù)（2014年），然后參照WalkScore設(shè)施分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)POI數(shù)據(jù)重分類，分為雜貨店、餐館與酒吧、銀行等。

（3）街景圖片。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)爬蟲的方法，與騰訊街景地圖提供的應(yīng)用程序接口，每隔50 m獲取一個(gè)點(diǎn)的街景圖片（2016年），用于街道環(huán)境評(píng)價(jià)。

（4）街道人口。街道人口數(shù)據(jù)通過(guò)手機(jī)信令數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)，為了減少日常必要性活動(dòng)（比如上下班）對(duì)人口密度分布規(guī)律的影響，本文選取2015年9月某個(gè)周末下午14:00—17:00的手機(jī)信令數(shù)據(jù)來(lái)反映與街道可步行性相關(guān)的人口密度[22]。

（5）用地類型。參考《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)（GB50137—2011）》，將原始地塊數(shù)據(jù)分為9類：R（居住用地）、A（公共管理與公共服務(wù)用地）、B（商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地）、M（工業(yè)用地）、W（物流倉(cāng)儲(chǔ)用地）、S（道路與交通設(shè)施用地）、U（公用設(shè)施用地）、G（綠地與廣場(chǎng)用地）和TESHU（其他用地）[22]。

2 研究方法

2.1 街道可步行性指標(biāo)體系

本研究在WalkScore的評(píng)價(jià)體系基礎(chǔ)之上，嘗試對(duì)街道功能和街道環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。街道功能的評(píng)價(jià)方法類似于WalkScore，但部分設(shè)施需要本地化，比如將茶館納入咖啡店這一類。街道環(huán)境變量可通過(guò)街景圖片識(shí)別，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)街道綠化的自動(dòng)計(jì)算方法，而街道鋪裝、沿街立面設(shè)計(jì)等因素目前還未能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)價(jià)，暫未納入本次計(jì)算（后續(xù)將進(jìn)一步研究），評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖2。

2.2 設(shè)施服務(wù)水平

設(shè)施服務(wù)水平計(jì)算的總體思路參照WalkScore，首先對(duì)POI數(shù)據(jù)重新分類，并給不同類型賦予相應(yīng)的權(quán)重；基于分類之后的結(jié)果，和簡(jiǎn)化、拓?fù)涮幚淼穆肪W(wǎng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，計(jì)算各類POI的400 m、800 m、1 200 m、1 600 m、2 400 m的服務(wù)范圍；各類POI的服務(wù)范圍乘以相應(yīng)的衰減系數(shù)后，按權(quán)重疊加即可得到設(shè)施服務(wù)水平的評(píng)價(jià)結(jié)果。

相對(duì)WalkScore的計(jì)算方法，本研究在如下兩方面有所簡(jiǎn)化：

（1）重點(diǎn)考慮設(shè)施的功能混合度，不考慮功能密度。比如，400 m范圍內(nèi)有1個(gè)雜貨店和2個(gè)雜貨店權(quán)重相同，重要的是設(shè)施的多樣性，能滿足日常生活的需求。已有研究表明，街道功能混合度對(duì)街道活力的影響高于街道功能密度[22]，且簡(jiǎn)化之后計(jì)算速率大大提高。參照WalkScore的設(shè)施分類與權(quán)重賦值的方法，部分設(shè)施本土化，比如將咖啡店和茶館劃為一類，設(shè)施分類及權(quán)重如表1。

（2）計(jì)算采用分段函數(shù)，400 m內(nèi)設(shè)施服務(wù)無(wú)衰減，400—800 m衰減系數(shù)為0.9，800—1 200 m衰減系數(shù)為0.55，1 200—1 600 m衰減系數(shù)為0.25，1 600—2 400 m衰減系數(shù)為0.08，距離超過(guò)2 400 m不考慮服務(wù)水平（圖3）。

圖2 街道可步行性測(cè)度指標(biāo)體系資料來(lái)源：作者自繪。

圖3 距離衰減函數(shù)資料來(lái)源：作者自繪。

圖4 街道綠化率計(jì)算方法資料來(lái)源：作者自繪。

表1 設(shè)施分類及權(quán)重

2.3 街道綠化

城市街道綠化水平一直是評(píng)價(jià)城市環(huán)境和環(huán)境品質(zhì)的重要因素之一。良好的街道綠化可使人心情平靜，減少道路路面的熱島效應(yīng)，吸收大氣中其他有害物質(zhì)能力，吸塵，隔音，降噪。街景圖片是一種人本視角判斷街道綠化水平的重要數(shù)據(jù)源，圖片的自動(dòng)獲取與客觀分析降低了調(diào)研成本，且提升了評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

筆者曾選取成都市內(nèi)騰訊街景地圖覆蓋的所有街道（街景地圖僅覆蓋了第一、二圈層區(qū)縣）為研究對(duì)象，每50 m選一個(gè)樣本點(diǎn)，通過(guò)騰訊地圖提供的應(yīng)用程序接口，用Python程序提取每個(gè)樣本點(diǎn)前、后、左、右、正上方5個(gè)方向近百萬(wàn)張街景圖片，運(yùn)用MATLAB圖像識(shí)別的方法，分析每張圖片綠色植被面積占比，客觀評(píng)價(jià)每個(gè)點(diǎn)的平視綠化率和仰視綠化率，街道的綠化率為該街道上所有樣本點(diǎn)的平均值，方法如圖4[23]。

種植喬木可改善道路空間尺度關(guān)系、降低空曠感、塑造道路景觀等功能，進(jìn)而提升街道可步行性。因此，本次研究選取“林蔭率”代表街道綠化水平，即仰視綠化率（圖5）。運(yùn)用ArcGIS等數(shù)量分級(jí)的方法，將仰視綠化率等數(shù)量分5級(jí)（圖5），清晰地反映出：中心5城區(qū)仰視綠化水平總體高于周邊區(qū)縣，特別是二環(huán)內(nèi)，明顯高于其他區(qū)域。

圖5 街道仰視綠化水平資料來(lái)源：作者自繪。

圖6 可步行性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果資料來(lái)源：作者自繪。

2.4 綜合評(píng)價(jià)

本次研究綜合考量街道的功能和街道環(huán)境，街道功能即上述設(shè)施服務(wù)水平，街道環(huán)境目前實(shí)現(xiàn)了街道綠化率的程序自動(dòng)計(jì)算。通過(guò)專家打分確定綠化對(duì)街道可步行性的影響權(quán)重，影響系數(shù)為0.15，即仰視綠化率最高的街道得分為1，仰視綠化率最低的得分為0.85，其他街道綠化得分介于0.85—1.0。計(jì)算方法如下：

式中，Green_V表示某條街道的仰視綠化水平；Greenmax表示研究范圍內(nèi)仰視綠化的最大值；Green為參與街道可步行性評(píng)價(jià)的最終綠化水平；wi表示某類設(shè)施的影響權(quán)重；Walk表示本研究評(píng)價(jià)的可步行性結(jié)果；i表示不同類型的設(shè)施；j表示不同的步行距離；Si,j表示某類設(shè)施和步行距離的服務(wù)范圍；DDi,j表示設(shè)施的距離衰減系數(shù)。

3 結(jié)果分析

3.1 步行指數(shù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)如上方法，對(duì)成都街道可步行性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6。由圖可知，成都市中心城區(qū)的可步行性明顯高于二圈層區(qū)縣；在中心城區(qū)內(nèi)，總體而言，以天府廣場(chǎng)（成都的幾何中心）為中心，隨著距離的增加，可步行性逐漸降低；西邊的可步行性整體高于東邊，南邊高于北邊；周邊區(qū)縣，溫江縣的可步行性高于其他區(qū)縣。根據(jù)手機(jī)信令數(shù)據(jù)反映的人口密度數(shù)據(jù)和本研究步行指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果可知，兩者的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.517，通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn)。

為了便于清晰地展示出不同方法評(píng)價(jià)結(jié)果的差異性，本文給出成都市中心城區(qū)內(nèi)，街道可步行性的計(jì)算方法改善前（功能主導(dǎo)）和改善后（綜合考量功能和環(huán)境）的評(píng)價(jià)結(jié)果（圖7）。采用等數(shù)量分級(jí)的方法，將評(píng)價(jià)結(jié)果分為10級(jí)。若沿用WalkScore的計(jì)算思路，步行指數(shù)最高的等級(jí)在春熙路、四川大學(xué)、玉林片區(qū)、雙楠片區(qū)集中（圖7a）。綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果，總體規(guī)律與左圖一致，但春熙路步行街由于綠化較差，評(píng)價(jià)水平明顯降低；部分區(qū)域環(huán)境良好，比如浣花溪公園、杜甫草堂等區(qū)域綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果明顯提升，更符合實(shí)際情況。

本研究根據(jù)街道兩側(cè)用地性質(zhì)，將街道類型劃分為9類[22]。下面將重點(diǎn)對(duì)比不同圈層、不同類型與日常生活息息相關(guān)的幾類街道的可步行性：公共管理與公共服務(wù)類街道（A）、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施類街道（B）、住宅類街道（R）。圖8清晰地反映了如下規(guī)律：

（1）總體上，一圈層區(qū)縣街道可步行性明顯高于二圈層；

（2）無(wú)論哪個(gè)圈層，R類街道可步行性最高，其次為A類，B類街道可步行性相對(duì)較低；

（3）隨著圈層的變化，不同類型街道圈層之間的可步行性差異相當(dāng)（數(shù)值為10左右），其中B類街道受圈層的影響略高，R類略低。

圖8 不同類型街道可步行性評(píng)價(jià)結(jié)果資料來(lái)源：作者自繪。

3.2 步行指數(shù)的解釋模型

本研究步行指數(shù)的評(píng)價(jià)考慮了設(shè)施的功能多樣性、街道的連通性和綠化水平，其中設(shè)施功能是主要影響因素。設(shè)施的布局受多種因素的影響，而設(shè)施的布局受區(qū)位影響較大，本文考慮影響可步行性的區(qū)位因素如下：與原行政中心的距離（即天府廣場(chǎng)）、與新行政中心的距離（在原行政中心的位置南遷9.5 km）、區(qū)縣中心、地鐵口距離、商業(yè)綜合體距離。參與回歸分析的街道樣本有33 732條，回歸分析結(jié)果如表2，新行政中心影響未通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn)，已剔除。

從回歸分析的結(jié)果可知，街道可步行性受原市中心的距離影響最為顯著（距離市中心越近，街道可步行性越高），區(qū)縣行政中心的距離影響次之，離地鐵口和商業(yè)綜合體能一定程度上促進(jìn)附近臨街設(shè)施的分布，進(jìn)而促進(jìn)街道可步行性。

4 結(jié)論與討論

成都街道可步行性評(píng)價(jià)是基于筆者與合作者曾經(jīng)提出的街道城市主義[24]、圖片城市主義[23]等理論研究基礎(chǔ)之上的，對(duì)人本尺度城市形態(tài)研究的一次實(shí)踐嘗試。本文基于WalkScore的研究思路，綜合考量街道的功能和街道環(huán)境，基于人本視角引入了街景圖片，獲取街道環(huán)境，并計(jì)算街道的仰視綠化率，對(duì)成都市二圈層區(qū)縣街道可步行性展開(kāi)評(píng)價(jià)。

從理論上而言，綜合考量街道功能和街道環(huán)境的影響，是對(duì)Walkscore計(jì)算方法的優(yōu)化；在實(shí)踐中，考慮街道功能多樣性，以及采用分段函數(shù)替代連續(xù)函數(shù)計(jì)算設(shè)施服務(wù)的距離衰減系數(shù)，大大降低了計(jì)算的時(shí)間，便于大范圍推廣計(jì)算。

本研究的計(jì)算結(jié)果表明：成都市二圈層區(qū)縣內(nèi)街道可步行性與人口分布較為一致，即人口密度高的區(qū)域可步行性高，說(shuō)明成都臨街功能布局較為合理；成都街道可步行性的區(qū)位因素影響因子中，天府廣場(chǎng)最為明顯，區(qū)縣中心、地鐵口、商業(yè)綜合體對(duì)周邊街道可步行性的提升有一定促進(jìn)作用；住宅類街道可步行性最高，其次為公共管理與公共服務(wù)類街道，商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施類街道可步行性相對(duì)較低。

表2 可步行性區(qū)位影響因子回歸分析

然而本文也有待進(jìn)一步優(yōu)化的地方，比如街道環(huán)境的影響目前僅僅實(shí)現(xiàn)了街道的仰視綠化率的程序自動(dòng)計(jì)算，其他指標(biāo)比如街道鋪裝、沿街立面的好壞已實(shí)現(xiàn)人工判讀的方法來(lái)評(píng)價(jià)[25]，但難以用于大范圍的研究，后續(xù)可通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)街道環(huán)境評(píng)價(jià)，從而對(duì)可步行性計(jì)算進(jìn)一步完善。

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Large-scale Evaluation for Street Walkability: Methodological Improvements and the Empirical Application in Chengdu

The significant effect of walking on urban sustainability has attracted worldwide attention. More and more walkability evaluation studies have been conducted in recent years. In this paper, we revised the evaluation method for WalkScore via introducing street greenery and applied the revised method in Chengdu. The application results reveal that streets in residential areas are associated with greater WalkScore, in comparing with those in business areas. In addition, streets being closer to the city center, sub centers, subway stations and shopping centers have greater WalkScore values as well.

Walkability | WalkScore | Street view | Human-scale | Chengdu

1673-8985（2017）01-0088-06

TU981

A