基于泰森多邊形法公共服務(wù)設(shè)施空間均等化布局研究
——以北京市核心區(qū)和拓展區(qū)三甲醫(yī)院為例

文/趙杰、李榮翔 首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 北京 100048

基于泰森多邊形法公共服務(wù)設(shè)施空間均等化布局研究
——以北京市核心區(qū)和拓展區(qū)三甲醫(yī)院為例

文/趙杰、李榮翔 首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院 北京 100048

本文選取北京市首都功能核心區(qū)和城市功能拓展區(qū)的三級(jí)甲等醫(yī)院作為研究對(duì)象，從空間布局角度來(lái)探究醫(yī)療這一基本公共服務(wù)均等化布局情況。通過(guò)采用泰森多邊形法對(duì)北京市六個(gè)區(qū)的三甲醫(yī)院分布特征進(jìn)行插值計(jì)算，結(jié)果表明北京市醫(yī)療服務(wù)設(shè)施的空間布局基本呈現(xiàn)集中分布，這在區(qū)位分布上不利于醫(yī)療服務(wù)設(shè)施的均等化實(shí)現(xiàn)。因此，需要對(duì)北京市三甲醫(yī)院的空間布局進(jìn)行調(diào)整，并提出了區(qū)位選擇建議。

公共服務(wù)；均等化布局；泰森多邊形法；三甲醫(yī)院；北京市

引言

公共服務(wù)設(shè)施是為市民提供公共服務(wù)產(chǎn)品的各種公共性、服務(wù)性設(shè)施，具有公共(或準(zhǔn)公共)產(chǎn)權(quán)特征，按照具體的項(xiàng)目特點(diǎn)，被分為教育、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、交通、社會(huì)福利與保障等設(shè)施[1]。公共服務(wù)設(shè)施類(lèi)型劃分見(jiàn)表1.公共設(shè)施區(qū)位問(wèn)題主要研究各類(lèi)公共設(shè)施的位置選擇、網(wǎng)絡(luò)布局等。公共設(shè)施區(qū)位理論主要研究如何在財(cái)政預(yù)算框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)空間布局的均衡，它通常追求的是福利的最佳化，也就是社會(huì)效益的最大化。其中公共服務(wù)設(shè)施均等化逐漸成為大家研究的熱點(diǎn)。公共服務(wù)設(shè)施均等化應(yīng)是維持所有地區(qū)的基本公共服務(wù)水平不低于某個(gè)預(yù)定的基準(zhǔn)水平，以保證居民基本的機(jī)會(huì)平等不因居住地經(jīng)濟(jì)條件落后而受到損害。

對(duì)公共服務(wù)均等化存在著三位一體的研究體系與研究框架，即“城市公共服務(wù)的功能與均等化”、“城市公共服務(wù)的供給與均等化”、“城市公共服務(wù)的需求與均等化”。常用的有假設(shè)演繹法，這是一種在一定的數(shù)據(jù)和調(diào)查的基礎(chǔ)之上，建立某種假說(shuō)或模型，并將其與現(xiàn)實(shí)進(jìn)行比對(duì)，如果假說(shuō)或模型與現(xiàn)實(shí)不相吻合甚至相互矛盾，則需要通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)假說(shuō)或者模型進(jìn)行修改，再把他應(yīng)用與現(xiàn)實(shí)中，照此思路循環(huán)往復(fù)，最終讓假說(shuō)成真，讓模型成立的方法。例如：區(qū)位-分配模型。模型最早由L.Cooper提出，之后由S.L.Haimi、R.L.Hodart和Rushton等學(xué)者從各個(gè)方面進(jìn)行了發(fā)展。該模型主要由制約條件和目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成，可以分為最求效率型模型和重視公平型模型。其中，重視公平型模型，可以分為兩種類(lèi)型：一、基于最大最小化原理的模型；二、基于最大覆蓋原理的模型。

我國(guó)基本公共服務(wù)均等化的綜合評(píng)價(jià)對(duì)象可以分為兩個(gè)層面來(lái)考慮：一是國(guó)家層面，評(píng)價(jià)對(duì)象為整個(gè)國(guó)家，構(gòu)建基本公共服務(wù)均等化的本質(zhì)要求被作為綜合考評(píng)我國(guó)在各個(gè)歷史階段公共服務(wù)的水平；二是地區(qū)級(jí)層面，各個(gè)省市作被作為評(píng)價(jià)對(duì)象，以我國(guó)行政區(qū)域劃分的各個(gè)地區(qū)的基本公共服務(wù)建設(shè)作為進(jìn)程進(jìn)行考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)。公共服務(wù)設(shè)施合理、高效、公平地布局一方面可以提供舒適的社會(huì)環(huán)境，另一方面也能夠促進(jìn)社會(huì)公平而又高效的發(fā)展。因此，公共服務(wù)設(shè)施的區(qū)位選擇不僅僅要追求移動(dòng)費(fèi)用最小以提高效率，也要考慮絕大多數(shù)的公民都能夠機(jī)會(huì)均等的享有這些公共服務(wù)以促進(jìn)公平[3]。孫珊珊等人對(duì)國(guó)內(nèi)外基本公共服務(wù)設(shè)施布局均等化研究進(jìn)行了梳理[4]；劉安生等（2010）等以嘉澤鎮(zhèn)為例對(duì)農(nóng)村醫(yī)療設(shè)施均等化布局進(jìn)行了探索[5]；羅震東等（2010）以常州市為例分析了城鄉(xiāng)公共服務(wù)設(shè)施均等化發(fā)展的特征[6]；李燕等（2013）以城鎮(zhèn)化為背景對(duì)公共服務(wù)設(shè)施均等化進(jìn)行實(shí)證研究[7]；肖珊珊等（2013）對(duì)中外基本醫(yī)療服務(wù)設(shè)施均等化進(jìn)行了比較[8]。

表1 公共服務(wù)社會(huì)分類(lèi)

本文選取北京市首都功能核心區(qū)和城市功能拓展區(qū)的三級(jí)甲等醫(yī)院作為研究對(duì)象，從地區(qū)差別視角來(lái)研究基本公共服務(wù)均等化水平的，并針對(duì)當(dāng)前三甲醫(yī)院分布現(xiàn)狀提出調(diào)整意見(jiàn)。

1、研究區(qū)概況

北京市位于華北地區(qū)，面積1.68萬(wàn)平方公里，東南部為平原，西北部為燕山、太行山山地。北京位于北緯39°56′，東經(jīng)116°20′；西北毗鄰山西，內(nèi)蒙古高原，南與華北大平原相接，東近渤海。市中心海拔43.71米。北溫帶亞濕潤(rùn)氣候。1月平均氣溫-9℃--4℃，7月平均氣溫約25℃。

北京市全市土地面積16808平方公里，市區(qū)面積1040平方公里。北京市下轄16個(gè)區(qū)縣，各區(qū)縣按功能又可分為首都功能核心區(qū)（東城區(qū)、西城區(qū)），城市功能拓展區(qū)（朝陽(yáng)區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、石景山區(qū)、海淀區(qū)），城市發(fā)展新區(qū)（房山區(qū)、通州區(qū)、順義區(qū)、昌平區(qū)、大興區(qū)），生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)（門(mén)頭溝區(qū)、懷柔區(qū)、平谷區(qū)、密云縣、延慶縣）。是全國(guó)的政治、文化、科教和和國(guó)際交往中心，是全國(guó)經(jīng)濟(jì)、金融的決策和管理中心。如圖1：

圖1 北京市行政區(qū)劃圖

2、研究方法

人文服務(wù)區(qū)位理論背景下，設(shè)施模式的重構(gòu)，預(yù)測(cè)設(shè)施公平與效率模型也引起了GIS這一新領(lǐng)域的共鳴。泰森多邊形法即是應(yīng)用GIS工具來(lái)分析目標(biāo)對(duì)象空間布局的方法。通常將點(diǎn)狀空間目標(biāo)分為“均勻分布”、“ 隨機(jī)分布”和“集群分布”三種空間分布類(lèi)型。 目前，測(cè)度點(diǎn)狀空間分布格局的方法主要有最近鄰點(diǎn)指數(shù)、鄰點(diǎn)平均數(shù)的方法，以及采用柯?tīng)柲Ω绶?史密爾諾夫公式和羅倫茲曲線(xiàn)，利用格網(wǎng)中目標(biāo)個(gè)體數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的方法。最常用的是最近鄰點(diǎn)指數(shù)方法，但這種方法有兩個(gè)不足之處：一是當(dāng)點(diǎn)集數(shù)量較多時(shí)，查找點(diǎn)的空間最近鄰點(diǎn)效率較低；二是3種點(diǎn)集空間分布有不同的最近鄰點(diǎn)指數(shù)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，這些不同的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)產(chǎn)生不同的分類(lèi)結(jié)果。

GIS和地理分析中經(jīng)常采用泰森多邊形進(jìn)行快速插值，和分析地理實(shí)體的影響區(qū)域，是解決鄰接度問(wèn)題的又一常用工具。泰森多邊形可用于定性分析、統(tǒng)計(jì)分析、鄰近分析等

泰森多邊形是對(duì)空間平面的一種剖分。其特點(diǎn)是多邊形內(nèi)的任何位置離該多邊形的樣點(diǎn)（如醫(yī)院點(diǎn)）的距離最近，離相鄰多邊形內(nèi)樣點(diǎn)的距離遠(yuǎn)，且每個(gè)多邊形內(nèi)含而且僅包含一個(gè)樣點(diǎn)[9]。由于泰森多邊形在空間剖分上的等分性特征，因此可用于解決最近點(diǎn)、最小封閉圓等問(wèn)題，以及許多空間分析問(wèn)題，如鄰接、接近度和可達(dá)性分析等。

基于泰森多邊形面積的方法：由于泰森多邊形面積是隨著點(diǎn)集的分布而發(fā)生變化的，因此可用多邊形面積的變異系數(shù)CV值（即泰森多邊形面積的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比）來(lái)衡量凸多邊形面積的變化程度，從而評(píng)估樣點(diǎn)的分布類(lèi)型。CV值公式見(jiàn)式（1）、式（2）：

式中，Si是第i個(gè)多邊形的面積，S為多邊形面積的平均值，n是多邊形面積的個(gè)數(shù)，R為方差。當(dāng)點(diǎn)集分布類(lèi)型為“均勻”時(shí)，多邊形面積變化小，CV值就小，當(dāng)點(diǎn)集為“集群”分布時(shí)，集群內(nèi)的多邊形面積較小，而集群間的多邊形面積較大，CV 值也大。Duyckaerts and Godefroy (2000)提出了三個(gè)建議值：當(dāng)點(diǎn)集為“隨機(jī)分布”時(shí)，CV=57%（包括33%-64%）；當(dāng)點(diǎn)集為“集群”分布時(shí)，CV=92%（包括大于64%）；當(dāng)點(diǎn)集為“均勻分布”時(shí)，CV=29%（包括小于33%）。

3、研究結(jié)果及分析

3.1數(shù)據(jù)來(lái)源與研究結(jié)果

本文數(shù)據(jù)選取北京市首都功能核心區(qū)（包括東城區(qū)和西城區(qū)）和城市功能拓展區(qū)（包括海淀區(qū)、石景山區(qū)、豐臺(tái)區(qū)和朝陽(yáng)區(qū)）所屬的六個(gè)區(qū)58所三甲醫(yī)院（見(jiàn)表2、圖2），其中東城區(qū)10所、西城區(qū)15所、海淀區(qū)14所、朝陽(yáng)區(qū)14所、石景山區(qū)2所、豐臺(tái)區(qū)8所和2013年北京市統(tǒng)計(jì)年鑒。通過(guò)這六個(gè)區(qū)三甲醫(yī)院點(diǎn)形成泰森多邊形（Voronoi）圖（圖3），然后以泰森多邊形的面積計(jì)算得出各區(qū)的變異系數(shù)CV值，并分析六個(gè)區(qū)三甲醫(yī)院分布的空間特征。

表2 北京市核心功能區(qū)和功能拓展區(qū)三甲醫(yī)院列表

圖2 北京市核心功能區(qū)和功能拓展區(qū)三甲醫(yī)院分布圖

圖3 北京市六區(qū)醫(yī)院點(diǎn)泰森多邊形圖

3。2北京市首都核心區(qū)與城市功能區(qū)空間分布特征

從由表3中的CV值中可以看出，六個(gè)區(qū)的CV值都較高，表現(xiàn)為各區(qū)的醫(yī)院在空間上都呈現(xiàn)集群分布，這在區(qū)位分布上不利于醫(yī)療服務(wù)設(shè)施的均等化實(shí)現(xiàn)。其中海淀區(qū)變異系數(shù)最大，其所屬的14家三甲醫(yī)院均集中在東南部，西北部分布較少，導(dǎo)致海淀區(qū)三甲醫(yī)院數(shù)量雖多但在服務(wù)均等化方面較弱。

表3 各區(qū)CV值計(jì)算結(jié)果

4、醫(yī)療服務(wù)設(shè)施均等化調(diào)整

從區(qū)位論的角度來(lái)看，公共服務(wù)設(shè)施均等化及要求所有居民既能均等的享受公共服務(wù)設(shè)施的權(quán)利同時(shí)也要考慮移動(dòng)費(fèi)用最小的效率性。北京市首都核心功能區(qū)和城市功能拓展區(qū)三甲醫(yī)院的分布過(guò)于集聚，不能滿(mǎn)足部分居民均等就醫(yī)的權(quán)利。因此需對(duì)醫(yī)院的空間布局進(jìn)行調(diào)整，對(duì)區(qū)位進(jìn)行的重新選擇。針對(duì)當(dāng)前的泰森多邊形圖的分布狀況可對(duì)部分覆蓋面積較小的醫(yī)院進(jìn)行撤銷(xiāo)并進(jìn)行區(qū)位的再選擇。這樣一方面既滿(mǎn)足了醫(yī)療服務(wù)設(shè)施空間布局的均等化，又增強(qiáng)了居民就醫(yī)的可達(dá)性，提高公共服務(wù)設(shè)施的利用的效率性。

5 結(jié)論

公共服務(wù)均等化一方面關(guān)乎公共服務(wù)設(shè)施能否發(fā)揮最大效益，另一方面關(guān)系到居民利用公共設(shè)施的便捷性和可達(dá)性。通過(guò)對(duì)北京市六個(gè)區(qū)的三甲醫(yī)院分布特征的研究，表明北京市醫(yī)療服務(wù)設(shè)施的空間布局呈現(xiàn)集中分布，其服務(wù)的覆蓋范圍較小。這不僅造成未在覆蓋范圍內(nèi)居民就醫(yī)的困難而且由于過(guò)于聚集造成醫(yī)院附近的環(huán)境惡化，交通擁擠。為此，應(yīng)對(duì)一些醫(yī)院進(jìn)行區(qū)位重新布局，使其充分發(fā)揮效率，優(yōu)化醫(yī)院周邊環(huán)境。

[1]宋正娜,陳雯等。公共設(shè)施區(qū)位論及其相關(guān)研究述評(píng)[J],地理學(xué)科學(xué)進(jìn)展。2010,29(12):1499-1508。

[2]Teitz M B. Toward a theory of public facility location[J]. Papers of the Regional Science Association,1968, 12(1):35-51.

[3]張文忠。經(jīng)濟(jì)區(qū)位論[M]。科學(xué)出版社。2000年第一版。

[4]孫珊珊,張京祥,等。基本公共服務(wù)設(shè)施布局均等化研究進(jìn)展[J]。經(jīng)濟(jì)論壇, 2011, 488 (03): 17-22。

[5]劉安生,趙義華。鄉(xiāng)村地區(qū)基本醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施均等化布局規(guī)劃探索[J]。江蘇城市規(guī)劃,2010,191(10):20-24。

[6]羅震東,韋江綠,等。城鄉(xiāng)基本公共服務(wù)設(shè)施均等化發(fā)展特征分析——基于常州市的調(diào)查[J]。城市發(fā)展研究,2010,17(12):36-42。

[7]李燕,袁崇法,等。我國(guó)城鎮(zhèn)化與公共服務(wù)均等化實(shí)證研究[J]。城市觀(guān)察,2013,11 (6): 135-144。

[8]肖珊珊,張景發(fā)等。中外基本醫(yī)療服務(wù)均等化對(duì)比研究[J]。學(xué)園,2013,33:17-18。

[9]宋潔華,李少偉,等。泰森多邊形在居民點(diǎn)空間分布特征分析中的應(yīng)用研究——以海南省臨高縣為例[J]。海南師范大學(xué)學(xué)報(bào),2013, 26 (2): 223-226。

趙杰，男，山西孝義人，首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院人文地理學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生，主要研究城市發(fā)展方向。

K901.2