王楚琪

(遼寧師范大學地理科學學院 遼寧 大連 116000)

一、引言

小學作為城市重要的基礎教育服務設施,在城市經(jīng)濟、社會、人口高速增長的背景下，勢必也將對其提出更高的要求。目前，學校布局方面存在以下問題：學校布局是否合理，學生是否可以就近入學，學校規(guī)模是否合理，學校配置是否滿足需求[1]。因此，本文以金普新區(qū)的小學作為研究對象，通過運用網(wǎng)絡分析中的服務區(qū)域分析金普新區(qū)小學布局存在的不合理之處，為提高金普新區(qū)教育資源利用效率和改善區(qū)內(nèi)適齡學生上學環(huán)境提供指導性建議。

二、區(qū)域概況與技術方法

(一)區(qū)域概況

金普新區(qū)行政隸屬于遼寧省大連市，在國家批準面積2299km2范圍內(nèi)，包括31個街道、364個社區(qū)及行政村。2015年末，全區(qū)總?cè)丝诩s159萬人，其中戶籍人口109萬人，非戶籍常住人口約50萬人，戶籍人口中城鎮(zhèn)人口占64%，全區(qū)人口平均密度648人/km2。根據(jù)已有的行政區(qū)劃圖，對城市地區(qū)內(nèi)部的居民點、小學和鄉(xiāng)村地區(qū)內(nèi)部的居民點、小學根據(jù)不同現(xiàn)實條件和設施分配需求進行設施的優(yōu)化分析。

(二)技術方法

1.最小化阻抗模型

在給定的一定范圍的選取點中，按所需要的數(shù)目挑選設施點的空間位置，使所有需求者到最近設施出行距離之和最短。運用Floyd-Wars hall算法，結(jié)合交通阻抗計算最短路徑和最小化阻抗。模型如下：

式中，Lab為節(jié)點對(a,b)路徑上的總阻抗，Dab為節(jié)點對(a,b)路徑上所有路段的阻抗(指長度)，Xi為路段上到第i個節(jié)點所遇的阻抗(用時間或長度表示，長度即延遲時間×速度)，n為節(jié)點數(shù)量[3]。

2.最小化設施點模型

在設施點的阻抗中斷內(nèi)，使盡可能多的請求點被分配到所求解的設施點，同時，還要使覆蓋請求點的設施點的數(shù)量最小化。該模型特征是以盡可能少的設施點覆蓋盡可能多的需求點，不同于最大覆蓋范圍的是它不需要指定候選設施點的數(shù)量，會自動選擇最小數(shù)量的候選設施點，實質(zhì)上是最大覆蓋范圍模型的改進。在“最大化覆蓋范圍”基礎上，考慮了定位的設施點數(shù)目。如需考慮設施點的建造成本，則原本使用“最大覆蓋范圍”的組織可應用“最小化設施點”來求解。

本文對于金普新區(qū)小學布局合理性評價分析，通過將金普新區(qū)分為城市和鄉(xiāng)村兩個區(qū)域進行研究，并將小學分布基礎數(shù)據(jù)進行城市區(qū)域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域的劃分；根據(jù)金普新區(qū)的行政規(guī)劃，明確主城區(qū)各個社區(qū)的人數(shù)，并由此統(tǒng)計出各街道的小學適齡人口數(shù)量，其中一個點代表29個小學生。以此構(gòu)建金普新區(qū)小學生生源分布圖。

三、基于ArcGIS網(wǎng)絡分析的小學布局合理性研究

(一)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集的構(gòu)建

在考慮到城鄉(xiāng)道路網(wǎng)絡因素時，同時也要考慮到城鄉(xiāng)差異性，基于城市小學500m、鄉(xiāng)村小學2000m標準，按照道路網(wǎng)絡進行金普新區(qū)現(xiàn)有小學合理性分析。分析需要使用ArcGIS的網(wǎng)絡分析。

道路是設施點與居住點最基礎的連接，將各類道路集合成一個基礎網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集，有利于設施點與適齡學生分布的研究。金普新區(qū)的交通網(wǎng)選取與構(gòu)建時，不僅要考慮到全部金普新區(qū)的道路數(shù)據(jù)，也要考慮到周邊城市地區(qū)的街道及道路，道路與道路之間都是相互聯(lián)系的、不可中斷的。在建立道路數(shù)據(jù)集之前，要考慮是否所有交叉路口都被打通，確保道路數(shù)據(jù)是一個完整連通的交叉網(wǎng)絡，為構(gòu)建數(shù)據(jù)集做好準備。

(二)基于服務區(qū)域分析的小學布局合理性研究

在建立的交通網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集的基礎上,利用網(wǎng)絡分析模塊中的新建服務區(qū)功能,建立小學的可達性區(qū)域。根據(jù)《城市普通中小學校校舍建設標準》[2]，要求城市小學服務半徑不大于500m，鄉(xiāng)村小學的服務半徑不大于2000m?，F(xiàn)分別按照城市500m服務半徑和鄉(xiāng)村2000m服務半徑對金普新區(qū)小學進行優(yōu)化，設置中斷分別為500m和2000m。

金普新區(qū)城市現(xiàn)有67所小學，40774個小學生，鄉(xiāng)村現(xiàn)有28所小學，22243個小學生。經(jīng)分析僅有7134個小學生在城市服務區(qū)內(nèi)，占城市小學生總數(shù)的17.5%；有5800個小學生在鄉(xiāng)村服務區(qū)內(nèi)，僅占鄉(xiāng)村小學生總數(shù)的26.08%。從服務區(qū)分析的結(jié)果來看，無論城市還是鄉(xiāng)村均存在大部分地區(qū)不能被完全覆蓋的情況。從服務生源的數(shù)量上來看，建立500m服務區(qū)時服務的小學生數(shù)量與實際的適齡小學生數(shù)量相差很大，大部分小學生不在服務區(qū)內(nèi)。當服務半徑為2000m建立服務區(qū)時，鄉(xiāng)村中的小學出現(xiàn)服務范圍重合的現(xiàn)象，極大的浪費了學校的資源。

根據(jù)分析結(jié)果得知，無論是按照鄉(xiāng)村標準還是城市標準，金普新區(qū)現(xiàn)有小學的空間分布上都存在小學生上學距離過遠問題，覆蓋度不夠或服務范圍重合。農(nóng)村有74%小學生左右不能滿足國家規(guī)定服務半徑；城市約有83%小學生存在上學過遠情況。金普新區(qū)小學布局存在嚴重不合理現(xiàn)象，應對其進行優(yōu)化布局。

(三)“最小化阻抗模型”下的小學布局合理性分析

假定適齡人口都遵從就近入學的上學原則，在現(xiàn)有教育設施服務質(zhì)量水平基本相同的情況下，根據(jù)義務教育配置相關規(guī)定和標準，金普新區(qū)城區(qū)小學服務半徑不超過500m的原則，設置阻抗中斷為500m，即在從小學設施點出發(fā)至500m的服務范圍為小學生的最佳接受范圍，但結(jié)合現(xiàn)實的金普新區(qū)小學的分布密度和人口數(shù),并考慮樓間距離和道路曲折度等因素的影響，我們得出基于道路的500m服務距離不足以覆蓋城鎮(zhèn)的大部分小學生,因此,將阻抗中斷適當增加到1500m，即在1500m范圍內(nèi)均為我們可以接受的小學服務覆蓋范圍。而對于鄉(xiāng)村地區(qū)，根據(jù)國家標準鄉(xiāng)村地區(qū)服務半徑不大于2000m，但結(jié)合實際情況，我們將阻抗中斷增加至5000m[4]。據(jù)最小化阻抗模型的條件：即從給定的所有已選和候選的教育設施點中挑選出給定設施的空間位置,使所有小學的適齡人口到達距其最近學校的出行距離之和最小，對己有的設施點進行服務區(qū)內(nèi)請求點的具體分配。根據(jù)位置分配下的金普新區(qū)小學分配數(shù)據(jù)，對每個小學分配到的小學生數(shù)進行匯總。有些學校分配到的服務生源多，而有的學校分配到極少數(shù)小學生，整體來說，城市小學分布不均勻現(xiàn)象嚴重，小學集中，除了城市中心地帶，有一大部分請求點距離小學服務設施較遠，城市地區(qū)的小學服務范圍較遠。

四、研究結(jié)論

本文以大連金普新區(qū)為例，探討了金普新區(qū)小學布局的合理性，對金普新區(qū)現(xiàn)有小學進行合理性評價。研究中運用服務區(qū)域分析的方法對金普新區(qū)現(xiàn)有小學空間分布問題進行分析,探究現(xiàn)有的95所小學的空間布局是否合理，布局不合理的小學選址在金普新區(qū)的城市、鄉(xiāng)村的部分均有存在。綜合分析結(jié)果來看，目前金普新區(qū)小學布局存在嚴重不足，大部分小學生不能保證在國家規(guī)定標準距離內(nèi)上學，存在上學距離過遠的問題，十分嚴重，綜合實際情況來看，國家規(guī)定小學服務半徑過小，大部分小學生達不到標準，優(yōu)化選址問題還需要進一步討論。