高雁鵬，李沐雨（通訊作者）

（東北大學(xué)江河建筑學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110169）

基于改進(jìn)2SFCA的醫(yī)療設(shè)施空間可達(dá)性研究
——以沈陽(yáng)市9區(qū)為例

高雁鵬，李沐雨（通訊作者）

（東北大學(xué)江河建筑學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110169）

綜合多級(jí)半徑2SFCA和高斯2SFCA改進(jìn)模型，嘗試按照行政區(qū)劃和規(guī)劃醫(yī)療等級(jí)設(shè)置分級(jí)搜尋，以就醫(yī)出行時(shí)間上限為搜尋半徑，同時(shí)加入高斯衰減函數(shù)形成改進(jìn)的模型。在ArcGIS中以沈陽(yáng)市內(nèi)9區(qū)為研究區(qū)域，基于路網(wǎng)時(shí)間花費(fèi)建立OD成本分析。對(duì)比分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）改進(jìn)后的模型相比之前能更有效地顯示研究區(qū)域醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性的空間分異狀況；（2）沈陽(yáng)市內(nèi)9區(qū)醫(yī)療可達(dá)性分布主要呈現(xiàn)中心聚攏、局部副中心的雙核或非連續(xù)帶狀結(jié)構(gòu)。

改進(jìn)2SFCA；醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性；沈陽(yáng)市

1 引言

對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的無(wú)地理差異獲取，依舊是全球范圍內(nèi)政府和社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)關(guān)鍵性目標(biāo)。醫(yī)療設(shè)施作為重要的公共設(shè)施之一，其空間分布是否合理關(guān)系到民生保障[1]?！翱臻g可達(dá)性”，作為一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于對(duì)商業(yè)、就業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施等的布局評(píng)價(jià)和選址指導(dǎo)中。評(píng)價(jià)醫(yī)療設(shè)施的空間可達(dá)性常用方法有最大覆蓋和最小距離法、人口核密度法、重力模型、兩步移動(dòng)搜尋法（Two-step Floating Catchment Area method,2SFCA）[2]。2SFCA是重力模型的簡(jiǎn)化，操作性強(qiáng)、擴(kuò)展形式多樣，在醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)空間可達(dá)性評(píng)判上占有重要地位。

2 傳統(tǒng)2SFCA回顧

2.1 形成過(guò)程

兩步移動(dòng)搜尋法在2000年首先由Radke等提出，2003年經(jīng)由Luo等修正。傳統(tǒng)的2SFCA以出行時(shí)間的閾值效應(yīng)為基礎(chǔ)分兩步實(shí)現(xiàn)。第一步首先根據(jù)最大平均出行時(shí)間設(shè)定搜尋半徑，再對(duì)每個(gè)供給點(diǎn)j，搜索落在其搜尋半徑內(nèi)的所有居民點(diǎn)并計(jì)算供需比Vj：

其中，Pk指落在搜尋半徑內(nèi)的居民點(diǎn)的需求，Sj指設(shè)施點(diǎn)j的服務(wù)能力。第二步對(duì)每個(gè)居民點(diǎn)i，搜索落在其搜尋半徑內(nèi)的所有設(shè)施點(diǎn)，加和這些設(shè)施點(diǎn)的供需比，得到該項(xiàng)服務(wù)在該居民點(diǎn)的可達(dá)性程度Ai：

在2SFCA模型中，搜尋半徑（d0）一般用居民平均最大出行時(shí)間或距離表示，設(shè)施點(diǎn)的服務(wù)能力（Sj）用病床數(shù)、醫(yī)療技術(shù)人員數(shù)、年診療數(shù)等表示，居民點(diǎn)需求（Pk）用人口數(shù)或戶數(shù)表示。

2.2 先行研究

Radke和Mu在提出最初的模型時(shí)曾陳述模型存在的局限性：一是結(jié)果可能過(guò)度依賴于搜尋區(qū)域的劃定；二是模型可能過(guò)度簡(jiǎn)化了出行摩擦。針對(duì)這兩大局限有許多改進(jìn)，在針對(duì)搜尋半徑的改進(jìn)中，常將單一搜尋半徑依據(jù)人口數(shù)、設(shè)施類別、出行頻率、服務(wù)規(guī)模等，擴(kuò)展為可變或多級(jí)搜尋半徑，然后利用循環(huán)結(jié)構(gòu)算法、IFTHEN規(guī)則[1]或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法[3]等在ArcGIS中分析計(jì)算?？紤]搜尋半徑內(nèi)距離衰減時(shí)，常在模型中引入高斯函數(shù)、基于出行摩擦系數(shù)的冪函數(shù)或?yàn)樵谒褜し秶鷥?nèi)的需求程度賦權(quán)重。

3 基于現(xiàn)狀改進(jìn)

3.1 改進(jìn)要點(diǎn)

由于在中國(guó)現(xiàn)行制度安排下，公共服務(wù)設(shè)施的配置通常是以特定行政單元為主體，對(duì)設(shè)施的服務(wù)范圍也通常根據(jù)行政范圍加以限制。不同程度的病癥會(huì)導(dǎo)致就醫(yī)行為指向不同級(jí)別的就醫(yī)環(huán)境。因此本文嘗試結(jié)合高斯2SFCA和多級(jí)半徑2SFCA形成改進(jìn)模型[2]：首先以行政單元和醫(yī)療機(jī)構(gòu)級(jí)別為主要參考分級(jí)設(shè)定搜尋半徑；同時(shí)考慮搜尋范圍內(nèi)的隨距離衰減，引入高斯函數(shù)。

3.2 改進(jìn)過(guò)程

第一步：以醫(yī)療點(diǎn)j為出發(fā)點(diǎn)，以居民對(duì)該級(jí)醫(yī)療點(diǎn)愿意花費(fèi)的最大出行時(shí)間為搜尋半徑，搜索落在對(duì)應(yīng)搜尋半徑內(nèi)的居民點(diǎn)；在搜尋范圍內(nèi)加入高斯函數(shù)。由此得到供需比：

式中Mv指醫(yī)療點(diǎn)所屬級(jí)別；Sj指醫(yī)療點(diǎn)j的服務(wù)能力，用病床數(shù)表示；Pk指落在搜尋半徑內(nèi)的某居民點(diǎn)需求量，用常住人口數(shù)表示；dkj指從醫(yī)療點(diǎn)j到居民點(diǎn)k的時(shí)間花費(fèi)；dv指該級(jí)醫(yī)療點(diǎn)對(duì)應(yīng)的搜尋半徑。

第二步：以居民點(diǎn)i為出發(fā)點(diǎn)，按照居民對(duì)各級(jí)醫(yī)療點(diǎn)愿意花費(fèi)的最大出行時(shí)間為搜尋半徑，分級(jí)分別搜索落在各級(jí)搜尋半徑內(nèi)的醫(yī)療點(diǎn)。得到居民點(diǎn)i處的醫(yī)療服務(wù)可達(dá)性：

式中dij指從居民點(diǎn)i到醫(yī)療點(diǎn)j的時(shí)間花費(fèi)。

4 實(shí)驗(yàn)例證

為驗(yàn)證改進(jìn)后的2SFCA模型，選擇沈陽(yáng)市9區(qū)為研究區(qū)域，計(jì)算每個(gè)街道（或鄉(xiāng)鎮(zhèn)）對(duì)區(qū)級(jí)醫(yī)院和市級(jí)醫(yī)院的可達(dá)性數(shù)值。然后通過(guò)與經(jīng)典2SFCAM、多級(jí)半徑2SFCAM和高斯2SFCAM計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，來(lái)驗(yàn)證改進(jìn)后模型的優(yōu)越性。

4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括沈陽(yáng)市道路網(wǎng)數(shù)據(jù)、居民點(diǎn)和設(shè)施點(diǎn)位置數(shù)據(jù)、沈陽(yáng)市9區(qū)128個(gè)街道（或鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）的人口數(shù)以及沈陽(yáng)市205家區(qū)級(jí)醫(yī)院和36家省市級(jí)三甲醫(yī)院床位數(shù)。其中道路網(wǎng)數(shù)據(jù)來(lái)自O(shè)penStreetMap網(wǎng)站①并經(jīng)由GeoConvorter網(wǎng)站②進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，點(diǎn)位置數(shù)據(jù)來(lái)自高德地圖API，人口數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)2010年人口普查分鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道資料》，醫(yī)院床位數(shù)據(jù)來(lái)自99健康網(wǎng)③，其他數(shù)據(jù)來(lái)自沈陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)、沈陽(yáng)市規(guī)劃與國(guó)土資源局網(wǎng)站、沈陽(yáng)市政府網(wǎng)等。

在研究區(qū)域隨機(jī)均勻發(fā)放200份問(wèn)卷，結(jié)果顯示如表1，以此設(shè)置搜尋半徑：二級(jí)醫(yī)療點(diǎn)，30min；三級(jí)醫(yī)療點(diǎn)，45min；所有醫(yī)療點(diǎn)：40min。

表1 問(wèn)卷調(diào)研結(jié)果匯總

4.2 數(shù)據(jù)處理與實(shí)現(xiàn)路徑

（1）點(diǎn)數(shù)據(jù)處理

本次實(shí)驗(yàn)以街道辦事處位置代表居民點(diǎn)位置并賦人口值。醫(yī)療點(diǎn)數(shù)據(jù)篩選了“綜合醫(yī)院；三級(jí)甲等醫(yī)院”、“綜合醫(yī)院；綜合醫(yī)院”、“?？漆t(yī)院；專科醫(yī)院”、“疾病預(yù)防機(jī)構(gòu)；疾病預(yù)防”四類。刪除重復(fù)項(xiàng)后將“綜合醫(yī)院；三級(jí)甲等醫(yī)院”類設(shè)置為三級(jí)醫(yī)療點(diǎn)，將其他三類設(shè)置為二級(jí)醫(yī)療點(diǎn)。為醫(yī)療點(diǎn)賦床位數(shù)值。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)建立

在ArcGIS 10.1中采用WGS_1984_UTM_Zone_51N投影坐標(biāo)系建立個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)道路進(jìn)行交叉打斷和拓?fù)浞治雠c修剪后，對(duì)道路賦值（表2；表3），計(jì)算道路的時(shí)間花費(fèi)。利用網(wǎng)絡(luò)分析工具建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集并設(shè)置時(shí)間花費(fèi)為默認(rèn)阻抗。

表2 不同道路的速度設(shè)定

表3 道路單雙行性質(zhì)賦值

（3）路徑實(shí)現(xiàn)

基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集建立OD成本分析，分別以二級(jí)（30min）和三級(jí)（45min）醫(yī)療點(diǎn)為起點(diǎn)計(jì)算落在搜尋范圍內(nèi)的居民點(diǎn)的時(shí)間花費(fèi)；以居民點(diǎn)為起點(diǎn)，分別求取到達(dá)二級(jí)（30min）和三級(jí)（45min）醫(yī)療點(diǎn)的時(shí)間花費(fèi)；用分級(jí)半徑2SFCA和改進(jìn)的2SFCA分別計(jì)算各居民點(diǎn)的醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性。然后以40min作為搜尋閾值，同樣的方式用經(jīng)典2SFCA和高斯2SFCA分別計(jì)算各居民點(diǎn)的醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性。計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)代號(hào)如表4。

表4 模型計(jì)算對(duì)應(yīng)結(jié)果代號(hào)

4.3 結(jié)果分析

用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法（Natural Breaks）分5級(jí)顯示研究區(qū)域醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性空間分異情況，總體來(lái)看結(jié)果呈現(xiàn)類似形態(tài)，均顯示沈陽(yáng)市中心位置醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性較好，北端和南端（沈北新區(qū)北部、蘇家屯區(qū)南部和渾南區(qū)東部）最差。

縱向?qū)Ρ冉?jīng)典模型和多級(jí)半徑模型計(jì)算結(jié)果，單一搜尋半徑下測(cè)算結(jié)果呈現(xiàn)向市中心聚集的單核結(jié)構(gòu)，搜尋半徑分級(jí)測(cè)算結(jié)果顯示了市中心向東北部的條狀或雙中心結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)樵谏蜿?yáng)市東端（渾南區(qū)北部）有一座300床的精神衛(wèi)生醫(yī)院，多級(jí)半徑模型對(duì)此展現(xiàn)了高敏感性。橫向?qū)Ρ冉?jīng)典模型和高斯模型計(jì)算結(jié)果，加入高斯函數(shù)后的測(cè)算結(jié)果判定出了更多的低可達(dá)性地區(qū)，并且更好地反映出了高可達(dá)性區(qū)域的內(nèi)部差異。這是因?yàn)榛诼肪W(wǎng)的時(shí)間阻抗對(duì)就醫(yī)出行產(chǎn)生了影響。

圖1 沈陽(yáng)市內(nèi)9區(qū)醫(yī)療可達(dá)性分布（可達(dá)性數(shù)值）

以4、7、9為斷裂點(diǎn)匯總各街道千人床位數(shù)并可視化（圖2）。整體對(duì)比四種模型計(jì)算結(jié)果，改進(jìn)的2SFCA會(huì)判定出更多的缺醫(yī)地區(qū)（平均每千人床位≤4）且在反映高可達(dá)性區(qū)域內(nèi)部差異上具有優(yōu)越性。在針對(duì)市內(nèi)9區(qū)就醫(yī)便利程度綜合排名的街頭訪談中，89.5%的居民將沈陽(yáng)市老5區(qū)（大東、沈河、和平、鐵西和皇姑區(qū)）排在前前5位，84.2%的居民認(rèn)為和平區(qū)與大東區(qū)位列前2。計(jì)算結(jié)果與之基本相符。

圖2 沈陽(yáng)市內(nèi)9區(qū)醫(yī)療可達(dá)性分布（千人床位數(shù)）

5 結(jié)論和討論

本文結(jié)合多級(jí)半徑2SFCA和高斯2SFCA，從搜尋半徑和距離衰減兩方面嘗試改進(jìn)了經(jīng)典2SFCA，然后在ArcGIS10.1中基于研究區(qū)域路網(wǎng)測(cè)算了街道級(jí)居民點(diǎn)對(duì)區(qū)級(jí)和省市級(jí)醫(yī)院的空間可達(dá)性，并將結(jié)果可視化后進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)沈陽(yáng)市9區(qū)的醫(yī)療設(shè)施可達(dá)性空間分布呈現(xiàn)中心聚攏和東部副中心的雙核形態(tài)，或東西向的非連續(xù)帶狀形態(tài)。改進(jìn)模型在缺醫(yī)地區(qū)判定和高可達(dá)性區(qū)域內(nèi)部差異反映方面具有優(yōu)勢(shì)和相對(duì)高敏感性，且測(cè)算結(jié)果更加符合研究區(qū)域?qū)嶋H情況。

另外，在實(shí)際的就醫(yī)過(guò)程中，就醫(yī)行為因空間屏障而隨距離衰減的情況更加復(fù)雜。因衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)、病床數(shù)配備的此消彼長(zhǎng)或醫(yī)療點(diǎn)診療水平差距等非空間因素相互作用導(dǎo)致的復(fù)雜情況，本文未作深入討論。

①OpenStreetMap網(wǎng)站http://www.openstreetmap.org/#map=10/41.7093/123.4712

②GeoConvorter網(wǎng)站. https://geoconverter.hsr.ch/

③99健康網(wǎng).http://yyk.99.com.cn/shenyang/

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C913.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0115-04

高雁鵬（1976-），男，漢，吉林松原人。東北大學(xué)江河建筑學(xué)院副教授，主要從事區(qū)域規(guī)劃、公共服務(wù)設(shè)施空間布局研究。

李沐雨（1993-），女，漢，河北邢臺(tái)人。東北大學(xué)江河建筑學(xué)院碩士，研究方向：公共服務(wù)設(shè)施可達(dá)性相關(guān)。