雷凱，錢勇生，曾俊偉，魏谞婷

(1.蘭州交通大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.蘭州交通大學(xué)交通運輸學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

1 引 言

黨的十九大報告指出，“要發(fā)展素質(zhì)教育，推進教育公平，努力讓每個孩子都能享有公平而有質(zhì)量的教育”在國家“十四五”規(guī)劃綱要中提出，“推動義務(wù)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化，加快城鎮(zhèn)學(xué)校擴容增位，保障農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口隨遷子女平等享有基本公共教育服務(wù)[1]”據(jù)第七次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示，“2020年，流向城鎮(zhèn)的流動人口為3.31億人，其中省內(nèi)流動人口增長更快”。蘭州市城關(guān)區(qū)近年來隨著人口增加，區(qū)內(nèi)戶籍兒童和隨遷子女的增多，對教育資源的需求不斷上升，出現(xiàn)了城關(guān)區(qū)小學(xué)學(xué)位和師資短缺，招生規(guī)模壓力不斷增大，報名人數(shù)超出招生計劃名額等現(xiàn)象。因此，對城關(guān)區(qū)小學(xué)教育資源空間布局，供需平衡及可達性的研究和分析具有重要意義，為蘭州市城關(guān)區(qū)的小學(xué)教育資源的優(yōu)化和均衡布局提供科學(xué)依據(jù)。

城市公共服務(wù)設(shè)施的可達性是指各地區(qū)居民獲取公共服務(wù)的便利程度[2]，可達性重點關(guān)注供給與需求以及空間布局的匹配程度，是有效衡量城市公共服務(wù)設(shè)施空間分布及供需平衡的重要因素[3，4]。城市中的各類公共服務(wù)設(shè)施的空間分布及可達性研究，眾多學(xué)者采用GIS技術(shù)，兩步移動搜索等方法，使其研究結(jié)果可視化，豐富規(guī)劃研究手段，更為科學(xué)直觀地展現(xiàn)研究分析過程和結(jié)果[5～9]。任夢云等運用Huff模型、兩步移動搜索算法等對深圳市龍崗區(qū)小學(xué)教育資源配置現(xiàn)狀進行研究分析[10]。董琳琳等從學(xué)校和空間的關(guān)系角度研究，分別設(shè)計了單校劃片和多校劃片的兩種學(xué)區(qū)劃片方法，但并未考慮學(xué)校的學(xué)生人數(shù)和區(qū)域的學(xué)生容量[11]。劉楠等采用兩步移動搜索算法，對街道內(nèi)中小學(xué)可達性進行了測算，其中以學(xué)校的教職工人數(shù)作為學(xué)校的供給規(guī)模，并不能真實反映學(xué)校的學(xué)生規(guī)模，與實際存在一定的差距[12]。以蘭州市城關(guān)區(qū)為例，結(jié)合交通路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)，學(xué)區(qū)現(xiàn)狀劃分數(shù)據(jù)、小學(xué)布局、招生規(guī)模等數(shù)據(jù)，采用OD成本分析，兩步移動搜索算法等相結(jié)合的方法，將真實路徑、臨界距離、街道適齡人口數(shù)等參數(shù)考慮在內(nèi)，對城關(guān)區(qū)各街道內(nèi)小學(xué)的空間布局現(xiàn)狀，服務(wù)能力及可達性進行分析，總結(jié)城關(guān)區(qū)小學(xué)空間分布特征，提出優(yōu)化建議。

2 研究區(qū)域概況

蘭州市城關(guān)區(qū)位于蘭州盆地東部，全區(qū)總面積 207.84 km2，其中城區(qū)面積 60 km2，行政管轄5個鄉(xiāng)、25個街道辦事處，常住人口148.4萬人。城關(guān)區(qū)是甘肅省省會蘭州市的政治、經(jīng)濟、文化、科研、交通、商貿(mào)中心，區(qū)位優(yōu)勢明顯。城關(guān)區(qū)教育資源相對全市其他區(qū)縣更為豐富，研究區(qū)內(nèi)共有82所小學(xué)(如圖1所示)，其中具有一批知名重點學(xué)校。隨著城關(guān)區(qū)戶籍內(nèi)適齡兒童與戶籍外隨遷子女適齡兒童人數(shù)的增多，同時出現(xiàn)城關(guān)區(qū)周邊縣區(qū)人口將子女遷入城關(guān)區(qū)以享受優(yōu)質(zhì)教育資源的現(xiàn)象，導(dǎo)致城關(guān)區(qū)內(nèi)小學(xué)教育資源出現(xiàn)較為突出的不均衡問題，造成區(qū)內(nèi)適齡兒童就學(xué)難問題。

圖1 蘭州市城關(guān)區(qū)各小學(xué)分布圖

3 研究方法及數(shù)據(jù)來源

3.1 研究方法

運用數(shù)據(jù)可視化，直觀地反映出城關(guān)區(qū)各小學(xué)的空間分布，明確區(qū)內(nèi)小學(xué)的整體分布范圍，便于發(fā)現(xiàn)空間分布中所存在的問題。在各街道小學(xué)空間可達性分析方面，在ArcGIS軟件中通過OD成本矩陣分析，沿最短路徑確定小學(xué)在閾值范圍內(nèi)可以到達的街道辦。采用兩步移動搜索法，第一步計算各小學(xué)(供給點)在閾值范圍內(nèi)的服務(wù)能力；第二步計算各街道辦(需求點)在服務(wù)閾值內(nèi)的供給點數(shù)量，求和閾值內(nèi)學(xué)校的服務(wù)能力，進而得到需求點的學(xué)?？蛇_性。其中，閾值采用各街道辦到學(xué)校，實際路網(wǎng)中的最短通行路徑[11]。

采用兩步移動搜索算法，具體研究城關(guān)區(qū)小學(xué)空間分布特征。兩步移動搜索算法考慮供給與需求兩個方面，預(yù)先設(shè)定一個閾值，計算符合閾值內(nèi)的供給點和需求點，根據(jù)計算結(jié)果進一步分析。以小學(xué)位置為供給點，街道辦為需求點，計算區(qū)內(nèi)各小學(xué)的服務(wù)能力和各街道的空間可達性。分析過程分為兩步[10]：

第一步，以每個小學(xué)為供給點建立搜索域，設(shè)閾值為 1 000 m，搜索供給點閾值范圍內(nèi)的所有需求點(即街道辦)，學(xué)校在校人數(shù)與閾值內(nèi)街道適齡兒童數(shù)的比值，為學(xué)校的服務(wù)能力，其表達式為：

(1)

式中：Rj為學(xué)校j的服務(wù)能力，Sj為學(xué)校j的在校學(xué)生數(shù)；d為學(xué)校j與街道辦k之間的距離；D為搜索范圍內(nèi)各街道的適齡兒童總數(shù)；d0為搜索閾值。

第二步，以區(qū)內(nèi)各街道辦作為需求點，建立以各街道適齡兒童上學(xué)出行距離為半徑的搜索域，閾值為 1 000 m。統(tǒng)計搜索域內(nèi)的所有小學(xué)，并對這些學(xué)校的服務(wù)能力(由式(1)計算得到)進行求和，得出該街道小學(xué)教育資源的空間可達性，表達式為：

(2)

3.2 數(shù)據(jù)來源

使用的數(shù)據(jù)包括小學(xué)設(shè)施、學(xué)校規(guī)模、人口數(shù)量、行政區(qū)劃及城市路網(wǎng)等。人口數(shù)據(jù)來源于第六次人口普查數(shù)據(jù)和第七次人口普查數(shù)據(jù)，以城關(guān)區(qū)25個街道為統(tǒng)計單位，包含人口數(shù)及年齡結(jié)構(gòu)，文章以0～14歲人口作為需求人群。小學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)來源于甘肅省教育廳公開數(shù)據(jù)網(wǎng)站，2020年百度地圖的蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)的興趣點(Point of Interest)數(shù)據(jù)，包含校址、校名以及在校學(xué)生人數(shù)等信息。通過城關(guān)區(qū)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，矢量化得到各街道行政邊界及道路數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)。

4 分析過程與結(jié)果

4.1 蘭州市城關(guān)區(qū)適齡兒童分布及學(xué)位供給規(guī)模分布

蘭州市城關(guān)區(qū)各街道適齡兒童的分布如圖2所示，適齡兒童的分布整體上從城關(guān)區(qū)中心區(qū)域向南北方向逐漸遞減，形成中心區(qū)域適齡兒童較為集中的空間分布。其中適齡兒童主要分布在雁北街道、雁南街道、高新區(qū)街道和拱星墩街道等街道；在城關(guān)區(qū)南北部的伏龍坪街道、焦家灣街道和鐵路西街道等適齡兒童分布較少。如圖3所示，蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)學(xué)位規(guī)模以街道為統(tǒng)計單元，整體上呈現(xiàn)出由中心向邊緣逐漸遞減的分布結(jié)構(gòu)，其中分布于雁北街道、青白石街道、渭源路街道和廣武門街道等學(xué)校的學(xué)位供給居于前列；高新區(qū)街道、焦家灣街道和伏龍坪街道等小學(xué)學(xué)位數(shù)分布相對較少。

圖2 蘭州市城關(guān)區(qū)各街道0～14歲適齡兒童分布圖

圖3 蘭州市城關(guān)區(qū)各街道小學(xué)學(xué)位規(guī)模分布圖

通過對蘭州市城關(guān)區(qū)適齡兒童分布與小學(xué)學(xué)位供給規(guī)模分布情況對比分析，較為直觀地反映出城關(guān)區(qū)內(nèi)各街道小學(xué)教育資源的區(qū)域分布不均衡問題，小學(xué)的學(xué)位供給量與所在街道適齡兒童的數(shù)量對應(yīng)不平衡。其中，在適齡兒童數(shù)量較多的雁南街道、高新街道、拱星墩街道等出現(xiàn)了本街道內(nèi)小學(xué)學(xué)位數(shù)供給不足的缺口，造成區(qū)域內(nèi)適齡兒童上學(xué)難、不能在本街道就近入學(xué)的現(xiàn)實問題；在適齡兒童數(shù)量較少的青白石街道、廣武門街道和張掖路街道等，卻出現(xiàn)了小學(xué)學(xué)位供給規(guī)模大于學(xué)齡兒童數(shù)的現(xiàn)象，造成了教育資源的閑置和浪費。對比發(fā)現(xiàn)在一些街道出現(xiàn)教育資源的短缺和緊張的同時，少數(shù)街道卻出現(xiàn)了教育資源閑置浪費的現(xiàn)象。

4.2 蘭州市城關(guān)區(qū)教育資源空間可達性分析

在ArcGIS中運用OD成本矩陣分析，以 1 000 m服務(wù)范圍為阻抗。通過兩步移動搜索算法公式(1)計算得到研究區(qū)內(nèi)各小學(xué)的服務(wù)能力。對小學(xué)服務(wù)能力進行整理統(tǒng)計得到蘭州市城關(guān)區(qū)各小學(xué)服務(wù)能力統(tǒng)計表，如表1所示。表1反映區(qū)內(nèi)各小學(xué)在閾值內(nèi)的服務(wù)能力強弱，數(shù)值越大說明其服務(wù)能力越強，可覆蓋的街道數(shù)及服務(wù)的適齡兒童數(shù)越多。結(jié)果顯示，可以看出城關(guān)區(qū)內(nèi)小學(xué)的服務(wù)能力在空間上存在較大的差異，最大值為水車園銀河分校，其值為0.913；最小值為華庭街回民小學(xué)，其值為0.006。其中服務(wù)能力較強的小學(xué)主要為華僑實驗學(xué)校、碧桂園華僑學(xué)校、大方經(jīng)典學(xué)?！痂€匙學(xué)校等；服務(wù)能力較弱的學(xué)校如，民主西路小學(xué)、暢家巷新華分校及朝陽村第一學(xué)校等。

蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)服務(wù)能力統(tǒng)計表 表1

續(xù)表1

分析城關(guān)區(qū)各街道內(nèi)小學(xué)可達性，以出行半徑 1 000 m為搜索閾，通過兩步移動搜索算法公式(2)得出各街道的小學(xué)教育資源空間可達性，結(jié)果如表2所示，數(shù)據(jù)可視化如圖4所示。

蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)教育資源空間可達性統(tǒng)計表 表2

圖4 蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)教育資源空間可達性分布圖

街道小學(xué)教育資源空間可達性數(shù)值越大，表示該街道小學(xué)教育資源的可達性越高。結(jié)果顯示，各街道的小學(xué)教育資源空間可達性存在的差距明顯，鹽場路街道可達性最高，其值為0.332；青白石街道可達性最低，其值為0.012，兩街道小學(xué)教育資源可達性相差極大。其中，可達性較高的街道為渭源路街道、廣武門街道及草場街街道；可達性較低的街道為雁北街道、高新區(qū)街道及拱星墩街道。蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)教育資源空間可達性分布圖(如圖4所示)，可達性整體呈現(xiàn)由中心區(qū)域向邊緣遞增的空間分布結(jié)構(gòu)，越到邊緣地區(qū)可達性越高。蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)教育資源空間可達性呈4種類別：①可達性數(shù)值優(yōu)秀街道有6個，占總數(shù)的24%，位于城關(guān)區(qū)西部區(qū)域，如鹽場街道、草場街道及廣武門街道等。原因主要為，在閾值范圍內(nèi)適齡兒童的需求與學(xué)位供給量能夠較好達到匹配，較為平衡，可達性值處于城關(guān)區(qū)內(nèi)的較高水平。②可達性數(shù)值一般街道有7個，占總數(shù)的28%，位于城關(guān)區(qū)南部區(qū)域，如東崗街道、嘉峪關(guān)街道、皋蘭街道和靖遠路街道等。其原因主要為各街道的適齡兒童數(shù)與學(xué)校所提供的學(xué)位數(shù)能夠達到基本的匹配，同時在閾值內(nèi)能夠基本達到需求與供給的相平衡。③可達性數(shù)值一般街道有6個，占總數(shù)的24%，位于城關(guān)區(qū)南部區(qū)域，酒泉路街道和團結(jié)新村街道等。其主要原因為，學(xué)位供給量與街道內(nèi)適齡兒童人數(shù)還存在不匹配的情況。④可達性數(shù)值較差街道有6個，占總數(shù)的24%，位于城關(guān)區(qū)中心區(qū)域，如雁北街道、高新街道及拱星墩街道等。原因主要由集中在這一區(qū)域的小學(xué)學(xué)位供給和街道內(nèi)適齡兒童數(shù)兩方面原因共同形成。學(xué)齡兒童數(shù)量多，對小學(xué)學(xué)位的需求量大，但本區(qū)域可提供的小學(xué)學(xué)位數(shù)的學(xué)校數(shù)量不足，能提供小學(xué)學(xué)位的學(xué)校學(xué)位數(shù)不足，兩個不足使得供給與需求出現(xiàn)失衡，使得此區(qū)域成為可達性洼地。然而，位于城關(guān)區(qū)北部的青白石街道，可提供的學(xué)位數(shù)與街道內(nèi)適齡兒童的需求量差距不大，其原因存在可能由于青白石街道行政區(qū)域較大，在搜索閾值內(nèi)的學(xué)校供給存在不足的差異導(dǎo)致可達性較低。

5 結(jié)論與建議

以蘭州市城關(guān)區(qū)內(nèi)小學(xué)和各街道辦的空間布局、小學(xué)學(xué)位供給規(guī)模、街道適齡兒童數(shù)等數(shù)據(jù)，采用GIS技術(shù)，運用兩步移動搜索算法得出小學(xué)服務(wù)能力和各街道內(nèi)的小學(xué)可達性結(jié)果，并進行分析，主要研究發(fā)現(xiàn)為：①蘭州市城關(guān)區(qū)小學(xué)分布整體呈中心聚集向四周分散的空間分布，與區(qū)內(nèi)適齡兒童數(shù)量空間分布基本一致。②城關(guān)區(qū)內(nèi)的小學(xué)學(xué)位數(shù)供給和各街道的適齡兒童就學(xué)需求分析中發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)各街道小學(xué)教育資源的區(qū)域分布存在不均衡問題，小學(xué)學(xué)位供給量與所在街道適齡兒童的需求量對應(yīng)不平衡。③城關(guān)區(qū)內(nèi)各小學(xué)在閾值范圍內(nèi)的服務(wù)能力強弱差距較大，服務(wù)能力最大值與最小值相差數(shù)倍之多。④可達性整體呈現(xiàn)由中心區(qū)域向邊緣遞增的空間分布結(jié)構(gòu)，西部地區(qū)可達性相對東部地區(qū)較高?？蛇_性相對較低區(qū)域，小學(xué)學(xué)位供給量與學(xué)齡兒童數(shù)量存在較大的不匹配問題，導(dǎo)致可達性處于較低水平。

基于上述結(jié)論，對于蘭州市城關(guān)區(qū)內(nèi)小學(xué)空間分布和教育資源供給平衡及可達性等提出以下建議：①臨近調(diào)配，合理減壓。對小學(xué)教育資源供給不平衡的街道，將部分小區(qū)劃入臨近可達性較高的街道，以暫時解決供需不平衡的矛盾。②加大投入，擴充規(guī)模。在現(xiàn)有學(xué)校校舍空間允許的情況下，應(yīng)盡可能擴充教師隊伍，增加招生規(guī)模，以提高小學(xué)服務(wù)能力，解決街道適齡兒童上學(xué)需求難以滿足的現(xiàn)實矛盾。③結(jié)合地產(chǎn)，新建校舍。在中心區(qū)域情況較為集中的街道，如雁北街道，雁南街道及高新區(qū)街道，在進行人為管理后，仍存在較大的供需矛盾和小學(xué)教育資源缺口的情況下，應(yīng)結(jié)合地產(chǎn)企業(yè)，對新建小區(qū)及老舊小區(qū)改造中加強配套公共教育設(shè)施的配置，合理確定服務(wù)范圍和人口，以滿足部分街道嚴(yán)重的教育資源失衡問題。④公平分配，提升質(zhì)量。在全面確保教育公平的原則下，應(yīng)著力提高全市整體小學(xué)教育水平，形成名校管理培養(yǎng)模式的交流借鑒，名師學(xué)校間輪崗教學(xué)，進行傳幫帶等教育機制的探索和開拓，進一步將教育公平惠及每一位適齡人口。避免出現(xiàn)因優(yōu)質(zhì)教育資源集中于某一區(qū)域，而造成周圍地區(qū)因追隨高質(zhì)量教育資源而出現(xiàn)的人口遷移和大量集聚問題。