公共健康視角下的城市規(guī)劃與人因工程學

田莉，李經(jīng)緯（通訊作者），歐陽偉/TIAN Li, LI Jingwei (Corresponding Author), OUYANG Wei

1 引言：快速城鎮(zhèn)化背景下的公共健康挑戰(zhàn)

隨著城鎮(zhèn)化進程加速，人口擁擠、環(huán)境污染和資源緊缺等問題日益嚴峻。改革開放以來，我國的流行病學模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，由傳染病轉(zhuǎn)向慢性病，腦血管病、惡性腫瘤等慢性非傳染性疾病死亡率持續(xù)上升，成為我國城市居民生命安全的主要威脅。黨的十八大以來，黨中央把“健康中國”提升為國家戰(zhàn)略，建設(shè)健康城市是建設(shè)健康中國的基本要求。面臨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、人口老齡化以及疾病譜、生態(tài)環(huán)境、生活方式不斷變化等帶來的新挑戰(zhàn)，必須統(tǒng)籌解決好關(guān)系人民健康的重大和長遠問題[1]。

城市規(guī)劃作為一門學科的出現(xiàn)，與公共健康有著長久的淵源。19世紀的工業(yè)革命導致城市人口飛速增長，基礎(chǔ)設(shè)施匱乏, 居住環(huán)境擁擠，城市衛(wèi)生狀況急劇惡化。1848年，英國頒布了第一部公共衛(wèi)生法，希望通過控制街道寬度、建筑高度和空間布局來改善城市環(huán)境與公共健康狀況[2]。1898年，霍華德提出了“田園城市”的設(shè)想，希望通過城市規(guī)劃，解決城市蕭條和蔓延的問題，創(chuàng)造健康的城鄉(xiāng)環(huán)境，這同時也成為現(xiàn)代城市規(guī)劃誕生的標志?？梢哉f，對公共健康的關(guān)注，是推動現(xiàn)代城市規(guī)劃發(fā)展的主要動力之一。雖然隨著20世紀初期“病原菌學說”的盛行，城市規(guī)劃與公共健康產(chǎn)生分野，但1980年代隨著WHO“健康城市”運動再次交匯，城市規(guī)劃與公共衛(wèi)生的交叉研究日益加強[3]。

2 城市規(guī)劃與人因工程學研究的共同領(lǐng)域：健康與環(huán)境

城市規(guī)劃的根本目標是為了創(chuàng)造美好舒適的人居環(huán)境，重視人的發(fā)展、滿足人的需求。近年來，社會經(jīng)濟的高速發(fā)展給人類健康帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。城市規(guī)劃開始關(guān)注公共健康，旨在通過改善城市建成環(huán)境，引導居民健康的生活方式和行為，從而改善健康水平。

2.1 人因工程學與城市規(guī)劃

人因工程學是一門基于生理學、心理學、生物力學、系統(tǒng)學等多學科的科學原理和方法為基礎(chǔ)的綜合性交叉學科，綜合分析工作環(huán)境、人、機器三者之間的關(guān)系，設(shè)計更加安全、健康、高效、舒適的環(huán)境[4]。近年來，國內(nèi)的人因工程學相關(guān)研究多為工業(yè)領(lǐng)域，關(guān)注人機系統(tǒng)交互與優(yōu)化設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、機械與數(shù)字化設(shè)計等；國外的研究側(cè)重于信息技術(shù)、醫(yī)學和經(jīng)濟管理領(lǐng)域，關(guān)注人體細胞與組織、職業(yè)健康、工業(yè)與設(shè)備設(shè)計等方面[5]。人因工程學關(guān)注的領(lǐng)域涉及到幾乎所有與人相關(guān)的系統(tǒng)，但大部分研究都是關(guān)注產(chǎn)品、作業(yè)環(huán)境設(shè)計對人體身心健康的影響，缺乏在更大尺度上的探索。

城市是人們進行日常工作和生活的主要場所，據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計，約24%的全球公共衛(wèi)生負擔歸因于不斷變化的城市環(huán)境[6]，可見人類健康與城市建成環(huán)境息息相關(guān)。城市規(guī)劃作為直接影響建成環(huán)境的干預手段，可以通過土地利用、道路交通、景觀設(shè)計的規(guī)劃建設(shè)改善建成環(huán)境，間接作用于人體健康。因此，在城市規(guī)劃中，基于人因工程學的核心理念，通過改善城市建成環(huán)境，保障人的健康、安全和舒適，可以作為人因工程學在城市尺度上 “拓展版”的探索。

城市規(guī)劃與人因工程學關(guān)注的重點都是“以人為本”以及“人與環(huán)境的互動優(yōu)化”。人因工程學的產(chǎn)生與發(fā)展，是以滿足“人的因素”為核心，以創(chuàng)造舒適宜人的生活環(huán)境為目的。城市規(guī)劃理念也正是“以人為本”，不斷通過對建成環(huán)境的優(yōu)化改善，使得建成環(huán)境的各個組成部分都要符合人因工程學的要求，在整體上保障居民健康，真正滿足人的需求。

2.2 城市建成環(huán)境影響公共健康的機制

在人因工程學中，人與環(huán)境的優(yōu)化是重要的研究內(nèi)容。環(huán)境因素應(yīng)該作為一種主動的積極因素，而不是一種被動的干擾因素[4]。城市建成環(huán)境作為人類生活的主要空間，與人因工程學研究較多的作業(yè)環(huán)境相比，具有更加復雜和多元化的特點。

城市建成環(huán)境與人類活動的行為是相互影響、相互制約的，人的行為心理是人與城市建成環(huán)境相互聯(lián)系的紐帶，也是建成環(huán)境設(shè)計的主要依據(jù)。1992年斯托克斯（D. Stokols）提出了針對人群尺度促進健康行為的環(huán)境干預框架，將健康結(jié)果、環(huán)境條件和個體行為3種因素共同納入，為系統(tǒng)性分析建成環(huán)境與公共健康的關(guān)系提供了理論基礎(chǔ)。人類的健康是多因素共同作用的結(jié)果，同時受到個體因素、環(huán)境因素、行為因素的共同影響，人與環(huán)境的相互關(guān)系是促進人類健康的核心[7]。一方面，人的需求決定了環(huán)境的形式、結(jié)構(gòu)和外觀；另一方面，環(huán)境也會在一定程度上通過影響人的行為、心理等作用于健康。

總體而言，人因工程學在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，可以理解為通過規(guī)劃手段改善建成環(huán)境，在城市各個尺度的環(huán)境設(shè)計中盡可能充分考慮“人的因素”，創(chuàng)造健康、舒適、安全、高效的生活環(huán)境和活動空間，來滿足人類自身的生理和心理需要，提升健康水平，建設(shè)健康城市。

3 城市建成環(huán)境與公共健康的關(guān)系：多尺度研究實證

建成環(huán)境即人造環(huán)境，指人類對自然環(huán)境改造后形成的環(huán)境，包括城市、住房、公共交通、土地利用等。建成環(huán)境包含了多維度的要素，不同學科對其關(guān)注的重點不同，城市規(guī)劃學科主要關(guān)注的是反映城市和社區(qū)物理形態(tài)的建成環(huán)境要素。在人因工程學的研究中，城市規(guī)劃對建成環(huán)境的干預可以從3個尺度進行考慮：城市尺度、社區(qū)尺度、家庭/工作場所尺度。通過對人類生理和心理的正確認識，使建成環(huán)境更好地適應(yīng)人類生活活動的需要。

3.1 城市尺度

在城市尺度的建成環(huán)境中，通常包括居民日常工作生活的所有活動空間，目前關(guān)注較多的有土地利用布局、交通環(huán)境和開放空間。

城市土地利用密度偏低、土地利用功能單一造成的城市蔓延會增加居民的肥胖發(fā)病率[8]，城市蔓延對居民健康的危害主要在于日常出行過度依賴機動交通，引發(fā)體力活動的減少和其他精神壓力。也有研究表明，工業(yè)用地在城市中的布局會影響居民健康，徐婉君等對長沙市的工業(yè)用地進行了不同空間位置的布局模擬，發(fā)現(xiàn)合適的工業(yè)用地布局模式（遠離人口稠密的地區(qū)，保證一定的交通運輸便利），在未來10年內(nèi)可以降低由于PM2.5暴露引起的死亡率60.8%，并減輕相關(guān)健康問題造成的經(jīng)濟損失6.9億美元[9]。

交通環(huán)境是居民進行各項活動的基礎(chǔ)，而選擇公共交通的出行方式可以通過增加居民的體力活動和減少污染暴露來改善健康水平。研究發(fā)現(xiàn)，每增加1%的公共交通使用，可以增加0.0003%的居民良好的健康水平并改善居民的身體指數(shù)（BMI）[10]；與小汽車使用者相比，增加公共交通的使用有助于降低超重的風險[11]。而居住地、就業(yè)地、商業(yè)設(shè)施等與公共交通站點的可達性、公共交通與其他交通系統(tǒng)換乘的便捷性，都會影響居民對出行方式的選擇。

1 基于多維度和多尺度的“城市健康”模型（圖片來源：參考文獻[21]）

城市中的綠色和藍色空間會通過遮蔭和蒸散作用緩解高溫條件下的高溫，從而起到調(diào)節(jié)氣候、過濾空氣污染物、緩沖噪聲等作用，這些生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)可以緩解城市環(huán)境對居民健康產(chǎn)生負面影響。開放空間還會通過營造景觀宜人的活動場所，吸引人們進行社交和體力活動，從而改善居民體質(zhì)、緩解精神壓力、提高認知能力[12]。而城市公園中，與文化和藝術(shù)理念相結(jié)合的景觀，對于改善居民的情緒狀態(tài)和身體疲勞有重要的促進作用[13]。

3.2 社區(qū)尺度

社區(qū)的建成環(huán)境設(shè)計與居民形成積極健康的生活方式密切相關(guān)，一般通過提高居民的步行能力和改善飲食行為習慣提高健康水平。

較高的步行水平可以提升居民的身體活動水平，降低肥胖和其他慢性病的風險。人們普遍認為一個交通便利、擁有順暢的人行道和街道網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)，居民可以通過步行前往的目的地眾多，促進人們進行更為豐富的活動，提高步行水平。井上（S.Inoue）等對日本社區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，社區(qū)土地的混合使用度高，居民更傾向于步行出行[14]。土地的混合使用會在較短的通勤距離內(nèi)為居民提供多樣化的需求，降低交通擁堵，減少能源消耗，增加居民的交往活動；同時混合用地還有助于構(gòu)建充滿活力的社區(qū)中心，形成良好的鄰里關(guān)系，有益于心理健康。

關(guān)于促進健康的飲食行為是社區(qū)尺度關(guān)注的另一領(lǐng)域。居住在“食物荒漠”社區(qū)的居民，健康食物的可獲得性較低，通常只能選擇熱量密集但營養(yǎng)不良的食物，會導致肥胖、心血管疾病和其他慢性病風險的增加[15]。特別是青少年和兒童的飲食環(huán)境對其健康具有重要的影響，奧赫里-瓦沙帕蒂（P.Ohri-Vachaspati）等采用自然實驗的方法，對兒童進行2～5年的追蹤調(diào)查，通過分析家庭與食品設(shè)施（包括大商場、小型雜貨店、便利店和餐廳等）之間最短的步行距離，發(fā)現(xiàn)居住在與便利店可達性高的家庭中的兒童，其患超重或肥胖的幾率更高；而與出售健康食品的小型雜貨店可達性高的兒童，其體重指數(shù)較低。可見增加社區(qū)環(huán)境中獲得健康食品的機會，對青少年的健康有促進作用[16]。

2 公共健康視角下城市規(guī)劃與人因工程學研究的空間尺度

3.3 家庭/工作場所尺度

除了對傳統(tǒng)地理空間尺度進行的研究外，也有一些研究開始關(guān)注更細微的空間，如對家庭/工作場所的舒適性和空間環(huán)境及其對人們健康的作用進行研究。

家庭環(huán)境對個人健康結(jié)果和行為的改變起著重要的作用，通過對住房的主動設(shè)計（active design），改善居民的身體活動指標。經(jīng)常使用樓梯可以增強居民的身體體能、減輕體重以及降低骨質(zhì)疏松癥等疾病的風險[17]。加蘭德（E. Garland）等通過對住房的單元內(nèi)部進行優(yōu)化設(shè)計，在延遲電梯速度的同時，還在中央樓梯間擺放藝術(shù)品，播放音樂，并保證樓梯間的寬敞和明亮，吸引人們使用樓梯，減少電梯或自動扶梯的使用頻率。研究發(fā)現(xiàn)，一年后居民的樓梯使用頻率顯著增加，肥胖指數(shù)開始降低[18]。

人們平均每天在工作上花費的時間約8～9個小時[19]，因此工作場所的環(huán)境設(shè)計也是促進居民形成健康生活方式的重要空間環(huán)境。對工作場所的設(shè)計主要集中在工作站、工作樓和工作場所周圍環(huán)境3個方面，在工作站尺度，通過設(shè)置站立式辦公桌，或者在辦公桌下方安裝跑步機，方便員工在工作時使用；在工作樓尺度，通過鼓勵員工使用樓梯、在辦公樓里設(shè)置舒適的休息區(qū)或健身中心，促進居民工作間隙的體力活動和社交活動；關(guān)于工作場所周圍的環(huán)境，通過改善居民從工作地到居住地的通勤模式，鼓勵采用步行或自行車的主動出行方式，并提升工作地周邊的步行環(huán)境，促進居民的身體活動[20]。

4 促進公共健康的城市規(guī)劃與人因工程學的結(jié)合路徑與策略

我國與人因工程學院相關(guān)的研究近年來主要著力于人機交互和工業(yè)設(shè)計方面，與工業(yè)發(fā)展狀況密切相關(guān)。而國際上的研究分布在計算機軟件及計算機應(yīng)用、醫(yī)學、自動化技術(shù)以及經(jīng)濟管理學科等領(lǐng)域，各領(lǐng)域研究相互之間的關(guān)聯(lián)很強，體系研究更為成熟[5]。結(jié)合我國健康城市發(fā)展的需要，本文提出基于“多尺度-多維度”的“城市健康”模型框架（圖1），這也可視作基于“城市位”的人因工程學模型的拓展版。在每一個空間維度上，可以開展生理、心理和社會維度健康的研究；而就不同的健康維度，也可以觀測不同空間尺度下建成環(huán)境對公共健康的作用機制。

4.1 研究的空間層次

城市規(guī)劃對公共健康的干預主要體現(xiàn)在3個空間層次上，包括：（1）宏觀的區(qū)域?qū)用妫嚎梢匝芯柯圆?、流行病等與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。（2）中觀的城市層面：可以在更具體的空間單元，如區(qū)縣（市）層面，開展各種與環(huán)境人群的健康舒適狀況與公共設(shè)施布局、道路交通系統(tǒng)、綠化與開敞空間系統(tǒng)等的關(guān)系研究；（3）微觀的社區(qū)層面：開展微觀物質(zhì)環(huán)境與人群健康的關(guān)系研究，如公園等開放空間、健康休閑設(shè)施等布局對人的日常活動和社會交往造成的影響，可以開展建成環(huán)境與生理、心理健康與社會交往等之間的關(guān)系研究。在區(qū)域?qū)用嫔?，空間尺度較大，與人因工程學的結(jié)合較為松散，更關(guān)注生態(tài)環(huán)境對公共健康與舒適狀況的影響。在城市層面與社區(qū)層面，通過對建成環(huán)境的干預，城市規(guī)劃與人因工程學的結(jié)合更為緊密（圖2）。

4.2 健康導向的城市規(guī)劃與人因工程學研究框架

參考國內(nèi)外相關(guān)文獻，我們列舉了城市層面—社區(qū)層面—家庭/工作場所層面影響健康的要素（表1），從中可以看出，建成環(huán)境對健康的影響隨空間層次的變化而有所差異。從縱向上來說，這種影響貫穿各個空間層次。在城市和社區(qū)層面，城市規(guī)劃中的土地利用、設(shè)施布局、道路交通等對公共健康的影響非常顯著，而在家庭/工作場所層面，生活方式，尤其是體力活動等受建成環(huán)境的影響更為顯著。

從生理健康的維度來看，首先，清潔無污染的大氣、水和土壤環(huán)境是人體健康的基本保證；其次，提高免疫力、增強體質(zhì)需要體育鍛煉，運動設(shè)施的可達性會影響人的體力活動。最后對于疾病的治療和預防，需要社會擁有健全的、高質(zhì)量的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系。此外，在壓力釋放和調(diào)整心態(tài)方面，社會交往與休閑娛樂設(shè)施布局起著重要作用。人在城市中以社區(qū)為單位聚居，人體健康與社區(qū)的關(guān)系和健康的社區(qū)交往網(wǎng)絡(luò)塑造會直接影響人的心態(tài)。城市規(guī)劃作為物質(zhì)空間規(guī)劃的主要手段，包含了土地利用、道路交通、綠化與生態(tài)空間、休閑娛樂設(shè)施、體育鍛煉場所和設(shè)施規(guī)劃、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施布局、社區(qū)規(guī)劃等內(nèi)容，均會對公共健康產(chǎn)生重要影響[22]。健康城市的建設(shè)需求和公共健康的提升，需要城市規(guī)劃與人因工程學的結(jié)合作為實施手段，來營造一個能夠促進人類健康體魄、形成積極心態(tài)和健康行為的現(xiàn)實物質(zhì)空間。

表1 “城市健康模型”中的多層次決定因素（來源：依據(jù)參考文獻[21]編輯）

表2 健康導向的城市規(guī)劃與人因工程學干預路徑要素、路徑與原則（來源：依據(jù)參考文獻[21]編輯）

在城市層面，注重改善空氣和水環(huán)境質(zhì)量、集約節(jié)約使用土地、保護耕地和森林資源，減少城市污染。改善職住分離現(xiàn)象，提倡公交導向的開發(fā)，減少小汽車使用等，提升衛(wèi)生、教育、娛樂等服務(wù)設(shè)施的設(shè)置和可通達性。在社區(qū)層面，通過規(guī)劃提升社區(qū)環(huán)境的吸引力，強化土地的混合利用與服務(wù)設(shè)施的多樣性，注重培養(yǎng)和促進良好的鄰里關(guān)系和社會互助網(wǎng)絡(luò)。社區(qū)建設(shè)注重各類生活服務(wù)設(shè)施和公共活動空間規(guī)劃，考慮鄰里照看和對公共活動空間的自然監(jiān)護。提高社區(qū)安全性，改善交通組織，對機動交通進行限速，給予步行和騎自行車交通優(yōu)先權(quán)等。在家庭/工作場所層面，城市規(guī)劃與人因工程學的干預會影響人的行為與生活方式。鼓勵并提倡健康的生活方式，注重住房、服務(wù)設(shè)施的舒適性與可達性，創(chuàng)造美觀、安全便捷的交通環(huán)境，減少汽車依賴，鼓勵步行、騎自行車出行；注重健康住房，改善居住質(zhì)量。將健康導向的原則貫穿于各個層面。

4.3 健康導向的城市規(guī)劃與人因工程學干預路徑

城市規(guī)劃和人因工程學對公共健康的影響主要通過空間規(guī)劃，對城市環(huán)境、人的行為模式、心理狀態(tài)等方面產(chǎn)生影響，其對公共健康的路徑可以主要歸結(jié)為三類：一是減少對健康的負面影響，主要是促進健康的生態(tài)環(huán)境，減少污染物的排放，采取一定的防護措施和規(guī)劃方法，避免污染物擴散至人群聚集的地方，減少人體對顆粒物的吸入等[23]。其次是減少交通事故的概率，避免人員傷亡。二是促進體力活動，提高人們進行體能活動的意向、時間和頻率。三是促進家庭/社會交往，有助于建立良好的社會網(wǎng)絡(luò)，減少心理疾病的發(fā)生（表2）。

土地使用對生態(tài)環(huán)境和公共健康的影響十分顯著。就市域尺度而言，應(yīng)嚴格控制城鎮(zhèn)建設(shè)用地占總用地的比例，亦即在城市總體規(guī)劃階段界定的“國土開發(fā)強度”，以確保生態(tài)環(huán)境的容量與安全。在土地使用類型中，工業(yè)用地和交通用地存在污染隱患，部分商業(yè)設(shè)施用地（如打印店、干洗店、照片洗印店等）、市政設(shè)施用地（如垃圾填埋場或焚化廠、垃圾轉(zhuǎn)運站、污水處理廠、加油站）和物流倉儲用地（如危險品倉庫、物流配送中心）等具有一定污染風險，應(yīng)對其規(guī)模進行嚴格控制。尤其避免居住用地與這些用地的距離過近，應(yīng)設(shè)置足夠的防護距離，避免潛在的污染風險。在促進體力活動和社會交往方面，規(guī)劃規(guī)定土地使用類型應(yīng)在步行和騎行范圍內(nèi)增加不同人群的活動目的地，例如，日常生活所需的菜市場、便利店、大中型超市、電信網(wǎng)點、診所藥店等設(shè)施，均有利于降低家庭非通勤類機動車出行能耗；幼兒園、中小學、書報亭等功能性目的地將鼓勵學生步行或騎行上學，可以促進不同年齡段人群的日常體育活動[23]。街道的連通性和小街坊的布局對強化可步行性非常重要，并有利于促進社會交往。在規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)鼓勵居住、商業(yè)、文化、辦公等使用的有機混合，對提升街區(qū)活力十分有利。

5 總結(jié)

作為源于工業(yè)工程領(lǐng)域的設(shè)計，逐步向建筑設(shè)計、景觀設(shè)計拓展，人因工程學產(chǎn)生以來一直以日益滿足人的需求、創(chuàng)造舒適宜人的生活環(huán)境為主題，其目標與健康城市規(guī)劃不謀而合。本文基于建成環(huán)境與公共健康的研究，尋找城市規(guī)劃與人因工程學的結(jié)合點，希望將人因工程學的研究尺度進一步拓展至城市尺度，在更大的空間尺度上實現(xiàn)促進公共健康的建成環(huán)境建設(shè)，不斷完善我國的人因工程學科體系?！?/p>