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城市街道体检理论方法体系研究
摘要:城市体检是我国城市新发展阶段下的重要创新,是科学推进城市更新的前提。街道作为城市最重要的城市公共空间、交通载体,街道体检应该在城市体检评估的大框架下,根据其特性进行更精准的系统构建。本文首先探索基于街道活动系统、街道使用者系统、街道环境系统和街道运行系统构建的城市街道体检系统;其次,基于街道维度、街道要素、街道指标三个层级构建街道体检指标体系;最后,概述了街道体检的多源数据和分析技术。
关键词:公共空间;街道体检;体检指标;多源数据
序言
城市体检是我国城市新发展阶段下的重要创新,是科学推进城市更新的前提。街道作为城市最重要的城市公共空间、交通载体,是实现城市高品质更新的基础之一,街道体检应该在城市体检评估的大框架下,根据其特性进行更精准的系统构建。
2015年中央城市工作会议上明确指出了“以人为核心的新型城镇化”的发展方向。在宏观政策强调以人为本的背景下,人本尺度这一看得见、摸得着、感受得到的空间尺度更加受到重视。在地方层面,塑造高品质、人性化、有活力的城市公共空间也日益成为各级政府的重要发展目标。街道是民众休戚相关的公共空间类型之一,也是与居民关系最为密切的公共场所。一方面,街道的正常运转在一定程度上依赖于空间及设施对居民活动的承载能力;另一方面,街道空间设计及设施配置也在一定程度上影响居民的行为模式。因此,街道体征动态监测指数体系的构建应遵循“人群与空间的协调、静态与动态相结合”的总体原则。同时,街道日常运作涉及物质环境和各类时空行为,评估和监测其运行状态需要基于多源大数据,建构街道体检指标体系,采用定量评价等方法,才能实现对街道运行状态进行精细化和综合性研判,从而辅助街道日常管理和促进街道智慧化建设。
本文首先探索基于街道活动系统、街道使用者系统、街道环境系统和街道运行系统构建的城市街道体检系统;其次,基于街道维度、街道要素、街道指标三个层级构建街道体检指标体系;最后,概述了街道体检的多源数据和分析技术。
1 街道体检理论框架构建
1.1 街道体检构建原则
街道体检系统应具有以下特点:1)清晰直观。街道的运行状态往往是不可见的,影响城市管理者对街道设计和管理的决策。因此,街道体检系统首先应将复杂的街道系统抽象为合理、全面、清晰的指标体系,定量表达、可视化展示街道的空间和使用状况,使街道运行状态诊断与监测更为直观明了;2)动静结合。以往街道评估建立在静态的物质空间特征上;评估结果并未完全反映人与街道的动态关系。因此,街道体检体系应将以往静态的街道评估转化为动态与静态相结合的街道诊断与监测,以静态物质空间数据与动态活动数据为基础,多层次评估街道的运行状态;3)复合多元。街道运行依靠一套复杂的系统,单一数据和单一视角都不能反映其运行状态的全貌。因此街道体检系统应融合多源数据,提炼多维指标,多角度描述街道运行中的各个子系统,使街道诊断更加立体和完善;4)持续有效。街道的运行是一个持续的过程,因此有必要建立对街道状况进行持续监测的框架,为探索街道运行规律、识别街道现状问题和预测街道设计与更新方向提供基础。
1.2 街道体检构建思路
街道系统作为城市运行的重要组成部分,其日常运作和维护是一个复杂的工程。这不仅包括城市居民在不同时间段对街道的使用,例如一天内的不同时间点、一周的工作日和周末以及一年内的节假日和非节假日等多个时间维度,同时又包含街道在不同空间尺度下展现的特征,大规模的街道体系宏观层面和精细化的街道微观层面。这些维度和层面形成不同的子系统,彼此相互关联和相互影响,共同形成了街道综合系统。因此,街道的运行状态涉及各个方面,其复杂程度不亚于城市系统;街道各子系统间交错复杂,难以清晰且直观的表达彼此间的关系和评估各系统的运行状态。
因此,为有效地保障街道的安全和可持续运行,街道体检系统的建构应基于街道使用人群特征,结合多源大数据,从人群-空间、静态-动态多维视角综合考虑(图1)。通过象限法,本研究将街道系统分解为街道活动系统、街道使用者系统、街道环境系统和街道运行系统四大系统:1)人群-动态系统,即街道活动系统,具体包括了社区居民活动空间、路网和设施可达性、街道使用时间等内容,展现人群在街道空间的动态过程;2)人群-静态系统,即街道使用者系统,包含使用者类型、感受等内容;3)空间-静态系统,即街道环境系统,主要体现出街道绿化、街道建筑、街道风貌等内容;4)空间-动态系统,即街道运行系统,包括慢行(步行、骑行)、车行、设施利用等重要内容。值得一提的是,街道体检体系中的四个子系统之间并不是完全割裂的,而是相互作用、相互影响,从而有机结合成完整的、生动的街道评估系统。通过对街道这四个子系统的评估,能为城市管理和决策者提供直观与可信的街道画像和街道监测。他们可依据街道评估结果做出更为科学合理的更新与设计决策。
1.3 技术路线
街道体检的系统建构要从街道活动系统、街道使用者系统、街道运行系统和街道环境系统体现出的人群与空间两个层面,量化反映街道系统的运行状况,体现街道承载力和街道响应力(图2)。其中,街道承载力主要指街道的空间与设施对街道使用人群以及其经济社会活动的承载能力,包括街道空间容纳能力(包括各类交通、各类居民活动)和街道设施容纳能力(如座椅、休息处等)。街道运作系统重点是对处于其中的交通流和人流的承载状态,是人群在街道活动的直接反映。街道响应能力主要指面对突发安全事件,如交通车祸、交通拥堵、人流拥挤以及洪涝自然灾害等,街道及时应对和快速恢复的能力。街道系统作为城市系统的重要组成部分,其对安全事件的响应能力会影响城市层面的综合响应能力。因此街道层面的预防排查、危险预警和应急预案这些相应的配套十分重要,有助于保障街道的安全,提高街道体检与监测能力。
街道响应力与街道承载力是前述街道四大系统运转状态的综合反映;从街道体检系统是否健康可以看出街道运行是否正常。因此,街道体检系统的构建应当综合考虑四个系统的运行以及街道响应力与街道承载力。
1.4 构建内容
街道体检系统构建的基础是多源大数据;依托这些数据可以开展人群对街道认知和感知层面的评估,进而研判街道现状存在的问题和亟需提升的地方,提出解决方案和优化策略。因此,街道体检系统建设的内容主要包括街道体检数据库建构、街道体检指标体系建构以及街道诊断与预警系统构建三个部分(图3)。其中,数据库是街道体检指标体系和街道诊断与预警系统的基础,而指标体系的建构则为街道体检诊断与预警提供检测指标依据。
基础数据库的建构是对街道体检结果的数据资源进行整合,从而构建街道综合评估数据库。该数据库的数据类型依据街道体检指标体系,数据信息按照数据录入规范与标准,实行动态更新管理,以保障街道体检与监测数据资源的及时性。就数据类型而言,街道数据主要由大数据和小数据构成。其中,街道物质空间数据(如路网数据、POIs数据)和时空大数据(如手机信令数据)是分析街道现状基础的大数据;基于访谈问卷和GPS定位的时空行为调查数据则是能精细化反映人群使用街道行为和需求差异的小数据。两类数据的结合可实现兼顾大规模和精细化的街道体检分析,有助于推动街道设计与管理更为完善。
街道作为城市居民日常活动的主要场所,街道的四大系统运作与居民息息相关。因此街道指标体系的建构依据街道四大系统的特征,从居民活动使用需求和心理感受的角度出发,总结形成安全、便捷、舒适、生态、活力和风貌六个维度,作为街道体检的指标依据。其中,街道使用者系统主要考虑居民使用街道的安全性、便捷性以及舒适度,包括行走、停留以及使用设施时的感受。街道活动系统主要从活力和安全角度进行评估,不仅包括人群活动的活力和安全,也包括经济和社会层面的活力和安全。街道运行系统则考虑各类交通方式运行的安全以及产生的生态环境影响(如噪音、空气污染等)。街道环境系统主要关注街道的生态和街道风貌两个维度,其中街道的绿化环境、街道通风状态等反映其生态性,街道的空间品质和特色景观等反映其风貌特征。
同时,本研究在街道体检数据库基础上构建街道诊断与预警系统。该系统不仅包含对街道现状的体检评估,也包括对街道未来可能发生的风险进行预测,并根据体检评估和风险预测结果,给出解决方案和优化策略,协助相关管理者决策。首先,该系统依据清晰直观的建构原则,采用量化方式表达和可视化展示街道运行状态;通过计算机视觉技术、GIS可视化与量化分析,及时将街道使用者需求和潜在风险反馈给相关管理者;同时对街道的重点区域(如十字路口、学校门口等)进行监控预警,以便快速精准地发现安全隐患,从而协助管理者采取具有针对性地措施。除此以外,该系统还包括仿真模拟技术的应用,能有效为街道设计进行预评估、街道流量预测、街道设施分配形成决策支持。同时,随着机器学习等技术的成熟,仿真算法能对街道场景和居民行为进行模拟,能帮助管理者预测使用者在街道上可能发生的风险,为精细化街道治理提供支撑,从而形成数据驱动智能化街道体检。
2 街道体检指标体系构建
基于多源数据以及人本导向的街道体检指标体系主要由街道维度、街道要素、街道指标三个层级组成(图4)。
人本导向的街道体检理论方法体系,是将人的需求与行为作为城市街道空间检测、更新等各方面设计研究的出发点和落脚点。从人活动使用需求和心理感受的角度出发,在可视、可触、可感知的范围内,将街道体检体系拆解为多个维度、多个要素以及若干指标三个层级,对街道物理、社会等方面的要素进行检测,进而为精细化治理视角下街道空间更新提供针对性导控策略建议,使街道成为市民乐于参与的城市公共空间。
2.1 街道体检维度选取
本文从便捷、舒适、活力、风貌、生态、安全六个维度构建街道体检指标体系:
(1)便捷维度:空间划分、功能设置要为不同出行行为者提供便捷的通道、便捷的过街。不同定位街道要根据条件提供各类公共空间与功能,沿街配套服务相互协调与共享,使街道成为市民乐于参与的城市公共空间。
(2)舒适维度:舒适性要求街道为使用者提供气候适宜、空间宜人的步行环境。依据街道所处位置的气候特征,提供树荫、遮阳设施或全空调系统的步行环境,设置合理的街道尺度,提升街道空间品质,鼓励街道空间进行艺术化环境营造,使得街道使用者体会到人性化的关怀。
(3)活力维度:街道的活力核心为街上从事各种活动的人,其表现为社会生活、经济活动两个方面,通过街道空间引入多样化的活动,鼓励沿街商户、市民参与街道建设中,使其成为城市持续活力的公共空间。
(4)风貌维度:道路设计的标准化与两侧建筑的大众化,使较多的街道空间缺乏活力、形成“千街一面”街景。每个城市的街道应该都是有其独特性的,通过历史人文、街道空间品质等设计应用,体现该街区文化与环境特色,提供舒适愉悦、令人难忘的特色街道空间。
(5)生态维度:城市街道是使用频率最高的城市公共空间,不仅是一个复杂的景观系统,也是城市生态环境骨架、城市形象和景观的核心代表。绿化、市政设施、铺装等满足海绵城市要求,街道声环境、空气品质达到生态修复、可持续发展的目标。
(6)安全维度:保证所有街道空间使用者的安全是最基本要求。从“以车为本”到“以人为本”理念的转变首先体现在对街道通行的优先次序的转变,“以人为本”的街道设计需要保障行人优先权、强调公交的优先权,另外要保障非机动车特别是自行车的出行权益,最后才是机动车出行。
2.2 街道体检要素与指标选取
将街道体检要素进一步拆解为街道环境特征指标,指标选取需满足四个方面的要求:一是所选指标需从使用者的需求出发,反映出相应街道要素的空间、人群行为的基本特征;二是指标选取需要全面、准确、直观,展现街道要素不同层面的特点;三是定量指标为主、定性指标为辅,尽量体现可测、可量化原则;四是指标选取应具有独立性,关联性有显著差异性。
据此,选取可准确反映街道要素的环境特征指标,构建人本导向的街道体检指标体系,并给出指标说明,增强街道体检体系的可行性。指标及指标说明如下表所示(表1)。
3 街道体检的多源数据及分析技术
街道体检各维度和各指标的评估不仅需要精细化、大范围的空间形态基础数据作为工作基础,也需要在街道形态分析上实现更深入、细致的空间形态特征分析;还需要分析在与空间形态相对应的人群需求和感知,如品质、活力、便捷等非空间实体要素上有更深入的把控。目前全球范围内涌现的多种新技术和新数据为这三方面的需求提供了有效的技术手段。具体来说,精细化、大范围的空间形态基础数据为街道体检评估提供了良好的分析基础和管控落地支持。这些基础数据与新近涌现的量化分析技术相结合,为街道空间形态特征的分析与提取提供了更便捷的操作方法。表征居民对于场所感知和使用的多源城市数据与空间形态的量化认知、数据分析领域的新算法新技术相结合,可以对建成环境要素的相互关系取得更深入的解析,从而为街道体检6大维度、15项指数的测度与评估提供技术支撑(图5)。
4 总结
本文对城市街道体检系统、指标体系架构以及多源数据和分析技术展开研究。不断涌现的新数据和新技术为街道体检评估提供了数据基础与分析方法,为全面测度和评估街道空间形态特征和对应的人群特征这两个方面的同步深入解读与分析。在新数据和新技术的协助下,街道管理者能够更准确地把握人的行为需求和感知特征,从便捷、舒适、安全、活力等维度实现以人为本的街道体检评估。
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基金项目:1.上海市科委“科技创新行动计划”启明星项目(23QB1404300);
2.国家计划住房和城乡建设部科学技术项目(2022-K-023)




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