基于POI復(fù)合匹配用地預(yù)測(cè)的公廁需求研究
——以成都市青羊區(qū)為例

陳 芊，李竹穎

（成都市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610041）

1 引言

自2018 年，成都市以城市工作的“一尊重五統(tǒng)籌”和公園城市建設(shè)的“人城境業(yè)高度和諧統(tǒng)一”為主線(xiàn)，扎實(shí)推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、優(yōu)化基本公共服務(wù)、全面提升城市功能品質(zhì)［1-2］。在城市環(huán)境品質(zhì)方面，公共廁所作為城市環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃中重要的組成部分，對(duì)市民日常生活的便利性、城市旅游的舒適度與城市總體形象都有著重要影響?！冻啥际谐青l(xiāng)“廁所革命”實(shí)施方案》中提出從科學(xué)規(guī)劃布局、強(qiáng)化建設(shè)改造、加強(qiáng)管理服務(wù)、建設(shè)智慧公廁、創(chuàng)新建管模式、加快法規(guī)修訂及加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)七大方面推進(jìn)公廁向精細(xì)化和智能化發(fā)展［3］。公共廁所布局應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注公眾聚集和流動(dòng)頻繁的場(chǎng)所，實(shí)際流動(dòng)人群需求決定了公共廁所的需求，可通過(guò)不同規(guī)模的設(shè)施對(duì)人流的吸發(fā)量，來(lái)測(cè)算實(shí)際流動(dòng)人群。如何根據(jù)人流的出行特征對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)并進(jìn)一步科學(xué)地劃分公共廁所布局密度是進(jìn)行設(shè)施布局的基本條件［4］。

在POI（Point of Interest，興趣點(diǎn)）數(shù)據(jù)的應(yīng)用方面，目前已有的研究主要集中在對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)特征、功能區(qū)識(shí)別、設(shè)施評(píng)估優(yōu)化方面［5-7］。相較早期研究，當(dāng)前的公廁規(guī)劃布局研究已經(jīng)開(kāi)始加入新興數(shù)據(jù)源并最大化數(shù)據(jù)量來(lái)真實(shí)模擬實(shí)際人流的空間分布特征；同時(shí)在公廁規(guī)劃中更加注重社會(huì)公正的表達(dá)，對(duì)男女蹲位比例、第三性別公廁等都提出了建設(shè)要求。

本研究以成都市青羊區(qū)為研究區(qū)域，通過(guò)對(duì)POI 數(shù)據(jù)的分析得到人群出行特征，獲得公共廁所的需求分布特征，進(jìn)而為公共廁所的規(guī)劃布局提供依據(jù)，這具有理論和現(xiàn)實(shí)中的多方面意義。

2 材料與方法

2.1 POI 數(shù)據(jù)核密度分析

POI 是地理信息系統(tǒng)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，泛指一切可以抽象為點(diǎn)的地理對(duì)象，尤其是一些與人們生活密切相關(guān)的地理實(shí)體，如學(xué)校、銀行、餐館、加油站、醫(yī)院、超市等。每個(gè)POI 包含名稱(chēng)、類(lèi)別、坐標(biāo)、分類(lèi)4 方面信息，其中分類(lèi)包括一級(jí)類(lèi)和二級(jí)類(lèi)，每個(gè)分類(lèi)都有相應(yīng)行業(yè)的代碼和名稱(chēng)，方便信息采集的記錄和區(qū)分。POI 的主要用途是對(duì)事物或事件的地址進(jìn)行描述，能在很大程度上增強(qiáng)對(duì)事物或事件位置的描述能力和查詢(xún)能力，提高地理定位的精度和速度。

本次研究分析抓取2020 年6 月百度地圖上美食、購(gòu)物、生活服務(wù)、旅游景點(diǎn)、休閑娛樂(lè)、運(yùn)動(dòng)健身、教育培訓(xùn)、文化傳媒、醫(yī)療、交通設(shè)施、金融和政府機(jī)構(gòu)共計(jì)12 大類(lèi)73 小類(lèi)POI 數(shù)據(jù)，如表1 所示?；谇嘌騾^(qū)三環(huán)內(nèi)城區(qū)基本建成，運(yùn)用POI 數(shù)據(jù)表征三環(huán)內(nèi)城市現(xiàn)狀人流活動(dòng)情況。

表1 POI 數(shù)據(jù)分類(lèi)Table 1 Classification of POI data

運(yùn)用ArcGIS 軟件對(duì)抓取的POI 數(shù)據(jù)進(jìn)行核密度分析和可視化處理，核密度分析能夠直觀地反映出不同類(lèi)別POI 數(shù)據(jù)在指定鄰域范圍內(nèi)的單位密度，以此判斷不同類(lèi)別POI 設(shè)施對(duì)人群的吸引程度及其空間分布。例如可使用核密度分析功能，將區(qū)域內(nèi)美食類(lèi)POI 數(shù)量以核函數(shù)的變化趨勢(shì)分布到指定的圓形鄰域內(nèi)，重疊區(qū)域進(jìn)行加和，最后得到區(qū)域內(nèi)各處美食類(lèi)POI 對(duì)人群的吸引程度。

2.2 POI 復(fù)合匹配用地預(yù)測(cè)法

POI 復(fù)合匹配用地預(yù)測(cè)模式如圖1 所示。

圖1 POI 復(fù)合匹配用地預(yù)測(cè)模式Figure 1 Pattern of POI composite matching land prediction

利用POI 數(shù)據(jù)核密度分析法，對(duì)青羊區(qū)進(jìn)行鄰近設(shè)施需求評(píng)價(jià)和交通便利性評(píng)價(jià)，并形成人流吸引綜合評(píng)價(jià)（三環(huán)內(nèi)）；同時(shí)考慮城市不同強(qiáng)度分區(qū)和中心結(jié)構(gòu)差異的影響，通過(guò)地塊匹配的方式，得到不同區(qū)域的公廁需求計(jì)算分區(qū)，結(jié)合各類(lèi)用地的需求評(píng)價(jià)值和人流吸引綜合評(píng)價(jià)，得到人流密度等級(jí)評(píng)價(jià)的空間分布。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同的評(píng)分區(qū)間確定不同的公廁設(shè)置密度，在此基礎(chǔ)上按照交通小區(qū)分區(qū)形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到每個(gè)交通小區(qū)需求公廁點(diǎn)位數(shù)，并與現(xiàn)狀用地構(gòu)建POI和用地的對(duì)應(yīng)關(guān)系，作為公廁規(guī)劃布點(diǎn)的依據(jù)。

2.3 青羊區(qū)現(xiàn)狀公廁點(diǎn)位評(píng)估

2.3.1 公廁分布基本情況

對(duì)青羊區(qū)城管部門(mén)建設(shè)和管理的公廁進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，至2020 年8 月，青羊區(qū)共有公廁154座，其中移動(dòng)式44 座、固定式110 座，三環(huán)外仍有大量用地未建成公廁（圖2）。因青羊區(qū)三環(huán)內(nèi)較多用地已按規(guī)劃形成，而三環(huán)外還有大量待發(fā)展用地，選取三環(huán)內(nèi)作為現(xiàn)狀公廁的分析范圍，選取固定式公廁作為研究對(duì)象。

圖2 青羊區(qū)現(xiàn)狀公廁分布Figure 2 Distribution of public toilets in Qingyang District

青羊區(qū)三環(huán)內(nèi)固定式公廁密度達(dá)6.35 座/km2，其中草市街街辦密度最高，達(dá)到17.65 座/km2，府南街辦密度最低，為1.93 座/km2，部分街辦未能達(dá)到3～5 座/km2的密度要求。根據(jù)規(guī)范要求的設(shè)置間距，公廁根據(jù)規(guī)模大小確定服務(wù)半徑為200～600 m，如表2 所示。

表2 各街辦公廁服務(wù)面積占比情況Table 2 Proportion of service area of public toilets in subdistrict office

三環(huán)內(nèi)公廁服務(wù)面積僅占青羊區(qū)（三環(huán)內(nèi)）總面積的42%，其中金沙街辦、府南街辦公廁缺口較大。

2.3.2 三環(huán)內(nèi)現(xiàn)狀固定式公廁服務(wù)能力與需求匹配分析

從公廁現(xiàn)狀需求分布來(lái)看，需求大的區(qū)域集中在文殊院、寬窄巷子-人民公園、杜甫草堂3 個(gè)片區(qū)。按200 m 最小設(shè)置半徑，大量區(qū)域無(wú)法覆蓋，包括部分需求最旺盛區(qū)域（紅色區(qū)域）需求；按600 m 最大設(shè)置半徑，現(xiàn)狀固定式公廁無(wú)法完全滿(mǎn)足所有區(qū)域需求，如圖3 所示。

圖3 現(xiàn)狀固定式公廁200 m 及600 m 半徑服務(wù)能力覆蓋情況Figure 3 Coverage of service capacity of 200 meters and 600 meters of current fixed public toilets

2.3.3 公廁現(xiàn)狀問(wèn)題

對(duì)于固定式公廁，《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃規(guī)范》《環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》均要求（固定式中）獨(dú)立式公廁建筑面積大于等于60 m2；《成都市15 分鐘基本公服圈規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》中要求公廁建筑面積大于等于100 m2。青羊區(qū)現(xiàn)狀固定式公廁中，建筑面積60 m2以下45 處，占比41%，建筑面積60～100 m240 處，占比86%，均不滿(mǎn)足相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求。對(duì)于移動(dòng)式公廁，存在未配備管理間及無(wú)障礙廁所間等不滿(mǎn)足建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。

3 結(jié)果與討論

3.1 人流吸引綜合評(píng)價(jià)

CJJ 27—2012 環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 50337—2018 城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)規(guī)范中要求對(duì)城市公廁設(shè)置密度進(jìn)行計(jì)算，或者通過(guò)對(duì)出行人群密度和人流密集程度的分析，分區(qū)設(shè)置公廁密度和服務(wù)半徑（步行4～5 min 可達(dá)），以此分析指導(dǎo)公廁數(shù)量和布局。

根據(jù)《成都市中心城區(qū)建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（2010）中的設(shè)施分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將表1中11 類(lèi)（交通設(shè)施除外）原始POI 數(shù)據(jù)整合為醫(yī)療（醫(yī)療類(lèi)POI）、餐飲（美食類(lèi)POI）、政府機(jī)構(gòu)（政府機(jī)構(gòu)類(lèi)POI）、文化活動(dòng)設(shè)施（文化傳媒類(lèi)POI）、教育培訓(xùn)（教育培訓(xùn)類(lèi)POI）、體育設(shè)施（運(yùn)動(dòng)健身類(lèi)POI）、商務(wù)商業(yè)（購(gòu)物類(lèi)POI、休閑娛樂(lè)類(lèi)POI）、生活服務(wù)設(shè)施（生活服務(wù)類(lèi)POI、金融類(lèi)POI）、旅游休閑（旅游景點(diǎn)類(lèi)POI）共計(jì)9類(lèi)鄰近設(shè)施；將表1 中交通設(shè)施原始POI 數(shù)據(jù)劃分為公交車(chē)站及地鐵站2 類(lèi)交通便利設(shè)施。

3.1.1 鄰近設(shè)施需求分析

使用ArcGIS 軟件中的核密度分析工具對(duì)9 類(lèi)鄰近設(shè)施進(jìn)行人群需求分析，得到人群對(duì)9 類(lèi)不同類(lèi)型鄰近設(shè)施在空間上的需求分布，如圖4所示。

圖4 9 類(lèi)POI 鄰近設(shè)施需求評(píng)價(jià)Figure 4 Demand evaluation of nine kinds of adjacent facilities of POI

將9 類(lèi)鄰近設(shè)施POI 對(duì)應(yīng)到城市規(guī)劃中的用地類(lèi)別，用高峰小時(shí)出行率的人群吸發(fā)量對(duì)9 類(lèi)鄰近設(shè)施和2 類(lèi)交通便利設(shè)施的POI 數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，如表3 所示。經(jīng)過(guò)加權(quán)計(jì)算疊加后，得到青羊區(qū)三環(huán)內(nèi)人群對(duì)鄰近設(shè)施和交通便利設(shè)施的需求分析和空間分布，如圖5 所示。

圖5 鄰近設(shè)施需求復(fù)合疊加評(píng)價(jià)Figure 5 Compound superposition evaluation of adjacentfacilities demand

表3 POI 數(shù)據(jù)分類(lèi)及權(quán)重Table 3 Data classification and weight of POI

3.1.2 交通便利性評(píng)價(jià)

根據(jù)公交車(chē)站和地鐵站點(diǎn)2 類(lèi)交通便利設(shè)施的人流吸引特性，按照距離設(shè)施劃分交通便利度分級(jí)，如表4 所示，以直線(xiàn)距離函數(shù)進(jìn)行交通便利評(píng)價(jià)。用單個(gè)站點(diǎn)的每日出行人數(shù)描述2 類(lèi)交通設(shè)施POI，按照表3 中高峰小時(shí)出行率的人群吸發(fā)量進(jìn)行加權(quán)疊加，得到交通便利性復(fù)合疊加分析評(píng)價(jià)，如圖6 所示。

表4 交通便利分級(jí)評(píng)價(jià)Table 4 Grading evaluation of traffic convenience

圖6 交通便利性復(fù)合疊加評(píng)價(jià)Figure 6 Composite superposition evaluation oftraffic convenience

3.1.3 三環(huán)內(nèi)人流吸引綜合評(píng)價(jià)

借鑒各業(yè)態(tài)出行率折算權(quán)重，將鄰近設(shè)施需求分析（圖5）和交通便利性評(píng)價(jià)（圖6）按照同比例權(quán)重疊加，得到青羊區(qū)三環(huán)內(nèi)人流吸引綜合分析評(píng)價(jià)，如圖7 所示。

圖7 人流吸引綜合評(píng)價(jià)Figure 7 Comprehensive evaluation on the attraction of people

3.2 公廁需求預(yù)測(cè)

3.2.1 人群密度等級(jí)評(píng)價(jià)值預(yù)測(cè)

結(jié)合青羊區(qū)三環(huán)內(nèi)現(xiàn)狀用地情況，構(gòu)建人流吸引評(píng)價(jià)值與用地性質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。參考《青羊區(qū)分區(qū)詳細(xì)規(guī)劃（2016—2035 年）》等上位規(guī)劃的空間結(jié)構(gòu)，劃分青羊區(qū)的計(jì)算分區(qū)，如圖8所示。確定青羊區(qū)不同計(jì)算分區(qū)中各類(lèi)用地人流吸引的評(píng)價(jià)值，然后在人流吸引綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上（圖7）預(yù)測(cè)相同空間位置的人群密度等級(jí)，如圖9 所示。青羊區(qū)不同計(jì)算分區(qū)中各類(lèi)用地人流吸引評(píng)價(jià)值如表5 所示。

表5 青羊區(qū)不同分區(qū)各類(lèi)用地人流吸引評(píng)價(jià)Table 5 Evaluation on the attraction of various types of land use in different districts of Qingyang District

圖8 計(jì)算分區(qū)示意Figure 8 Calculation partition schematic

圖9 人群密度等級(jí)綜合預(yù)測(cè)Figure 9 Comprehensive prediction of population density grade

3.2.2 公廁數(shù)量需求預(yù)測(cè)

參考GB/T 50337—2018、《成都市15 分鐘基本公服圈規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》、CJJ 27—2012 中不同類(lèi)型用地的公廁設(shè)置密度，同時(shí)結(jié)合表5 中用地性質(zhì)與評(píng)分對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出各級(jí)評(píng)分區(qū)間對(duì)應(yīng)公廁設(shè)置密度，如表6 所示，分類(lèi)計(jì)算后得到青羊區(qū)公廁總需求數(shù)量為234～319 座。

表6 人群密度等級(jí)評(píng)價(jià)與公廁設(shè)置密度推薦值Table 6 Evaluation of population density grade andrecommended density of public toilets

3.2.3 需求空間分布

根據(jù)交通大調(diào)查數(shù)據(jù)和《成都市中心城區(qū)建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》（2010），將青羊區(qū)劃分為若干個(gè)交通小區(qū)。公廁需求設(shè)置密度與數(shù)量均對(duì)應(yīng)至每個(gè)地塊，按照交通小區(qū)分區(qū)形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，取需求公廁數(shù)量中間值作為該區(qū)域需求最低公廁布點(diǎn)數(shù)，得到青羊區(qū)公廁需求的空間分布，如圖10 所示。

圖10 最低需求公廁數(shù)預(yù)測(cè)空間分布Figure 10 Space distribution of forecast of minimum demand for public toilets

3.3 公廁點(diǎn)位規(guī)劃布局

3.3.1 控規(guī)點(diǎn)位分析

梳理青羊區(qū)現(xiàn)行控制性詳細(xì)規(guī)劃中的公廁點(diǎn)位，共計(jì)297 個(gè)，已滿(mǎn)足公廁需求數(shù)量。但從控規(guī)點(diǎn)位覆蓋率來(lái)看，黃田壩街道、文家街道及蔡橋街道缺口較大，以200 m 服務(wù)半徑計(jì)，未達(dá)到公廁全覆蓋，如圖11 所示。同時(shí)，控規(guī)點(diǎn)位分布不均，存在公廁分布過(guò)于密集或過(guò)于稀疏的情況。

圖11 控規(guī)點(diǎn)位服務(wù)能力覆蓋Figure 11 Service capability coverage of regulatory points

3.3.2 規(guī)劃布局分析

在保留現(xiàn)有控規(guī)297 處點(diǎn)位的基礎(chǔ)上，對(duì)于經(jīng)核實(shí)不違背總規(guī)強(qiáng)制性要求的74 處現(xiàn)狀點(diǎn)位，予以保留并納入控規(guī)。同時(shí)結(jié)合公廁最大服務(wù)半徑覆蓋及公廁缺口情況進(jìn)行分析，共新增點(diǎn)位13處，其中1 處設(shè)置在工業(yè)用地，1 處結(jié)合避難場(chǎng)所設(shè)置，11 處結(jié)合環(huán)城生態(tài)區(qū)驛站設(shè)置。最終共規(guī)劃形成公廁點(diǎn)位384 處，如圖12 所示。

圖12 規(guī)劃公廁點(diǎn)位Figure 12 Location of planned public toilets

對(duì)于規(guī)劃形成384 處公廁，結(jié)合點(diǎn)位密集程度，篩選出過(guò)于密集控規(guī)點(diǎn)位184 處（200 m 服務(wù)半徑內(nèi)存在2 處及2 處以上公廁），在這184 處公廁中的未建公廁或已建未達(dá)標(biāo)公廁可在需求不急迫時(shí)選擇后批次建設(shè)或后批次提檔升級(jí)。

圖13 過(guò)密公廁點(diǎn)位示意Figure 13 Schematic of overcrowded public toilets

在規(guī)劃形成384 處公廁點(diǎn)位后，以600 m 服務(wù)半徑分析其對(duì)青羊區(qū)的服務(wù)性及覆蓋度。青羊區(qū)公廁總體覆蓋比例達(dá)98%，如圖14 所示，基本實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)覆蓋（有缺口處也僅為黃田壩機(jī)場(chǎng)所在區(qū)域）。

圖14 青羊區(qū)規(guī)劃點(diǎn)位覆蓋情況Figure 14 Coverage of planning points in Qingyang District

3.4 公廁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

綜合各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)及成都市要求，固定式公廁建筑面積應(yīng)不小于100 m2（包括附屬式和獨(dú)立式），由城管部門(mén)進(jìn)行統(tǒng)一管理。同時(shí)，公廁建設(shè)應(yīng)以附屬式為主、獨(dú)立式為輔、移動(dòng)式為補(bǔ)充，宜與其他環(huán)衛(wèi)設(shè)施合建。其中，附屬式公共廁所應(yīng)不影響主體建筑的功能，需臨市政道路設(shè)置，并單獨(dú)設(shè)置出入口，24 h 開(kāi)放使用；獨(dú)立式公共廁所與相鄰建筑物間宜設(shè)置不小于3 m 寬的綠化隔離帶。

參照GB/T 50337—2018、CJJ 27—2012、《成都市15 分鐘基本公服圈規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》，提出青羊區(qū)公廁的建設(shè)規(guī)模指標(biāo)和建設(shè)形式指引，如表7、表8 所示。

表7 公共廁所建設(shè)規(guī)模指標(biāo)Table 7 Construction scale index of public toilets

表8 公共廁所建設(shè)形式指引Table 8 Guidance on construction form of public toilets

4 結(jié)論

對(duì)于公廁布局規(guī)劃，由于各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)制定的指標(biāo)值有所差異，故在公廁布局規(guī)劃和實(shí)施過(guò)程中，與城市總體規(guī)劃及實(shí)際需求相結(jié)合。通過(guò)研究成都市青羊區(qū)公廁使用人群的密集差異，創(chuàng)新性地構(gòu)建了城市發(fā)展成熟區(qū)域的“POI-用地”嵌套分析預(yù)測(cè)法，為充分考慮城市規(guī)劃用地情況，對(duì)不同區(qū)域人群出行特征強(qiáng)弱和公廁需求進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)，為公共廁所的規(guī)劃布局提供依據(jù)，能夠真正面向城市未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和需求，同時(shí)也可以為公共廁所建設(shè)規(guī)模提供一定指引。