城市社區體育“健身圈”設施選址規劃研究

南京航空航天大學杜長亮主持完成的國家社會科學基金項目《城市社區體育健身圈設施選址規劃研究》（項目批准號為：14BTY059），最終成果為專著《城市社區體育“健身圈”設施選址規劃研究》。課題組成員有：張曉琳、李南、顧校飛、叢偉偉、佟雅囡、徐昶楠、胡海旭。

社區體育“健身圈”設施規劃是一項政府工程，具有公益性。國家發展改革委、國家體育總局頒布的《“十二五”公共體育設施建設規劃》指出，要著力解決我國社區體育發展進程中的三個矛盾：社區居民日益增長的健身、社交等需求與體育設施缺乏的矛盾﹔各地政府紛紛提出打造社區體育“健身圈”口號與社區體育設施選址規劃方案的缺乏之間的矛盾﹔現有公共設施離散型選址模型不可直接運用於需求連續且無設施位置候選集的“健身圈”設施選址問題。該成果通過定性、定量與定位分析相結合的方法，綜合運籌學、地理信息學和公共服務學等多門學科知識，研究科學、合理地尋求城市社區體育“健身圈”設施最優選址策略，最終形成具有普遍指導意義的新思路和方法，為我國城市社區體育“健身圈”設施規劃的學術研究提供依據和范式。

該成果的主要內容和觀點主要包括以下幾方面。

一 關於健身圈設施選址規劃

經過大量的文獻閱讀和實地調研，課題組選取定位—配給模型和GIS技術作為主要的分析工具對社區體育“10分鐘健身圈”進行了選址定位研究工作，提出一套系統、科學的選址方案，為相關部門工作的實施提供參考。

首先，在分析社區體育“健身圈”設施選址特征的基礎上，基於經濟性原則，構建了改進的區位集覆蓋模型，以求解使設施完全有效覆蓋居民區的最少設施點數。然后建立基於公平性和效率性原則的設施選址組合模型，在設施點數量確定的前提下，使設施點的分布更優。

其次，對於需求點和設施候選點的獲取也是該成果的創新點。對於大量居民樓的局部連續分布，運用K-means劃分聚類進行聚類分析。對於無預先確定的設施候選點問題，運用ArcMap軟件的點緩沖區分析進行處理，求解候選點得經濟可行區域，結合實際土地利用情況，確定經濟可行的候選點。

最后，在模型求解時，先運用ArcMap中的網絡分析功能求解改進的區位集覆蓋模型，得到最少的設施點數量。然后用Lingo軟件求解基於公平性和效率性原則的設施選址組合模型，得到最少設施點情況下的符合公平和效率兩個目標的設施點分布。最后用覆蓋率條件檢驗設施點的分布。

將上述選址方案運用於無錫市梁溪區社區體育“健身圈”設施的選址，結果顯示該地區需新增8個設施點，選址結果以二維地圖形式和文字表達方式呈現，結果直觀清晰，操作簡單方便高效，可為相關部門工作的實施提供參考。

總結上述選址方案，主要有以下幾點突出特點。

1.選址方法科學、系統

以前對於社區體育設施的選址，主要採用“見縫插針”式方法，其結果就是部分需求點覆蓋不到，而部分地方又有設施分布冗余的現象。而該成果運用LA模型，收集大量基礎數據，結合先進的GIS技術，對設施進行選址分布，大大優化了設施點的分布。

2.選址方法靈活性高

課題組所構建的選址模型是遞進式的，從改進的區位集覆蓋模型到基於公平性和效率性原則的設施選址組合模型，使用者可根據環境的不同，要求的不同，選擇單一目標或多個目標相結合使用，如在發展初期，可僅考慮區位集覆蓋模型，在發展中后期，添加考慮公平性和效率性模型，對選址提出更高要求（此時所需構建的設施點數量可能會增加）。在構建的組合模型中，系數α1的取值可根據對於公平性和效率性的傾向進行取值，如在發展初期，α1可偏向於效率性取值，在發展中后期，α1可偏向於公平性取值。對於有效半徑的取值，該成果取“十分鐘”半徑約1000米距離。對於發展程度不一樣的城市而言，R的取值可不同，城市發展水平越高，R的取值可越小。所以此方案不僅可用於不同地域的城市社區，還可用於同一地區的不同發展階段。

3.選址結果直觀可視，方案求解效率高

課題組結合應用GIS技術中緩沖區分析和網絡分析功能輔助數據收集、處理及選址模型的求解。選址結果不僅以坐標形式表現，還以二維地圖形式清晰、直觀地呈現出來，讓人一目了然。同時，在數據許可的條件下，GIS技術的運用極大地提高了模型的求解速度，為方案的普及做出很大的貢獻。

二 關於健身圈設施配置規劃

課題組從我國社區體育設施資源在總體不足的情況下仍有部分浪費的現象出發，運用文獻研究、總結歸納、排隊論、極大似然估計法、擬合優度檢驗法、案例分析、仿真分析等方法，試圖解決各社區健身中心健身設施數量配置問題。

首先，當社區居民到達健身中心的人數超過各項體育設施的服務人數時，新到的社區居民就要排隊等待﹔當某類設施的排隊等候區的人數也超過限制容量時，就不再有人選擇去排隊。根據社區公共體育“健身圈”排隊模型系統分析，分析社區公共體育“健身圈”排隊模型與其他排隊系統的區別，即健身項目多樣性和重復選擇性、顧客源可認為是無限源、健身設施提供成批服務、損失制，確認其所適用的排隊類型，建立設施配置與優化數學模型。

其次，運用極大似然估計法和χ2擬合優度檢驗法，對社區居民到達人數、社區居民的鍛煉情況進行分析，確認社區居民到達率、鍛煉時間都服從什麼類型的分布﹔根據社區居民心理承受的最長等待時間，來計算平均心理最長等待時間Tmax，並結合實際情況確定等候區容量限制以及居民流失率上限﹔根據以上數據並結合數學模型，從平均等待時間和居民流失率這兩個排隊指標，對現有設施數量進行效率分析，並對未達標的設施數量進行優化，求解出各項設施的最佳數量，直至滿足居民平均心理最長等待時間和居民流失率要求。

最后，結合Flexsim仿真軟件對設施優化前后的排隊指標進行分析，驗証優化后的設施能不能降低社區居民的等待時間以及社區居民的健身需求，即居民流失率和平均等待時間是否達到規定要求，可以通過仿真軟件快速明顯地顯示出來。通過Flexsim軟件來模擬設施優化前后設施運行指標，來評價該模型是否有效。

三 建議

研究假設所構建的社區體育“健身圈”設施屬於同一級別，服務對象和條件一樣。但現實生活中會存在不同種類、等級的體育設施，其服務的對象可能也有所不同，所以如何將不同等級的設施考慮進選址模型，是后續研究需要考慮的問題。

從長期看來，社區體育“健身圈”設施選址是一個動態過程，但由於數據收集的局限性，對於未來已規劃好新建和需要拆遷的體育設施的數據收集不是十分充足，模擬的選址結果與真實情形產生偏差，希望相關部門在將來數據的收集和更新方面不斷更新，這將有助於選址結果的真實有效。

選址結果隻表明新增設施點的數量和位置分布，對於如何確定設施的規模大小沒有給出具體的說明。現階段，政府機關關於社區體育設施規模的最新配置標准為2005年由國家體育總局頒布的《城市社區體育建設用地指標》。在各地級市中，鮮有明確而具體規定。該成果認為設施規模的確定應與城市發展程度、人口數量、居民生活習慣等相適應，無論是同一個城市的不同階段，還是同一階段的不同城市，發展程度較高的城市設施配置的數量和等級應適當提升適應需求﹔不同地區的居民在生活、運動習性上有所不同，配置的設施種類也應該因地制宜。同樣，人口數量也決定設施規模的大小。這是后期研究可以考慮的方向。

課題組未對設施種類進行配置研究，在當今人們追求生活方式和個性需求多樣化的時代，人們對社區體育設施的使用和滿足同樣具有這一特點，后續工作可結合各地適宜開展有特色的健身活動所需的基礎設施進行有效改進。

課題提出的方法對現有健身中心的各項設施進行運行效率，從而提出設施優化方案，但對新增設施點所應設置的數量無法直接得出。對於新增健身中心該成果的建議是先根據國家體育局提出的《城市社區體育設施建設用地指標》實施，在實施的過程中及時統計本文中所用到的數據，並根據該成果提出的方法對現有設施數量進行修正。

該研究成果的學術價值、應用價值和社會影響主要體現為，成果得到學界和業界的廣泛關注和認可。依據城市社區體育“健身圈”的建設需要，以南京、無錫“10分鐘健身圈”為例，理論結合實際，在保証10分鐘的有效服務半徑內，設施點以最經濟、公平和高效的配置方式100%覆蓋居民區。設施規劃策略不僅為江蘇省“10分鐘健身圈”設施規劃部門工作的實施提供科學指導，同時對於其他地方政府的“15分鐘”“8分鐘”等類似“健身圈”的選址，同樣具有參考價值。