当前，我国进入全面建设社会主义现代化时期，加快推进以人为核心的城镇化已成为城市规划建设的时代使命。城市公共服务设施作为居民日常生活配套的物质载体^{[1, 2]}，涵盖了医疗、教育和养老等众多类型，不断提高公共服务设施的均等化和优质化是推进“人口城镇化”进程的关键环节。但目前国内部分城市在公共服务设施的供给和服务质量方面还存在一定的短板^{[3, 4]}，由此引致系列性社会问题，尤其是在疫情常态化管控的背景下，加强对公共服务设施的研究，提升公共服务设施的供给水平，实现设施配置的均等化服务尤为必要。

从1950年代开始，凭借城镇化进程的阶段性优势，国外展开了一系列针对公共环境改良的行动，城市公共服务设施的规划布局和服务质量是重点关注内容，由此形成了较为深入的研究成果。Teitz在1968年首次提出公共服务设施配置与福利最大化的观点，指出效率与公平是设施布局中的关键考量^[5]。Berliant等基于公共服务设施的供给水平与布局模式，探究同等待遇下公共服务设施配置的最优解^[6]。Taleai等针对体育设施进行了可达性分析，提出设施空间布局的优化路径^[7]。Breuste等探讨了离公园的距离与周边不同居民主体社会地位之间的关系，在空间层面上揭示出公园分布的可达性引致的社会分异格局^[8]。国内对城市公共服务设施研究方向集中于以下四个方面：①公共服务设施空间分布特征^[9-11]；②公共服务设施的区位选择和布局模式^[12-14]；③公共服务设施的可达性和公平性^[15-17]；④公共服务设施供给的社会分异及其影响机制^{[18, 19]}。高军波等基于GIS空间分析工具，探讨广州市公共服务设施空间配置的整体特征及形成原因^[20]。韩增林等对基础教育具体设施的空间可达性进行分析和评价，提出优化布局方案^[21]。此外，还有学者从经济角度划分社会阶层入手，探析城市不同空间单元内的住区到各类公共服务设施的空间可接近性，明晰了公共服务设施供给的社会分异格局^[22]。

社区生活圈是以城市居民为服务对象，以提供日常生活配套服务便利性而划定的空间范围^[23]。生活圈理论起源日本，诞生于对居民日常活动规律的研究，早期研究集中于对城市空间结构方面的探索。随着生活圈理念的不断实践，生活圈的理念开始成为城市公共服务设施研究中的重要视角。立足生活圈理论探究步行导向下公共服务设施“便利性”和“多样性”已然成为相关研究的重要方面。在生活圈分级控制的基础上，分析公共服务设施的空间分布格局，研判各类设施分布格局的影响因素，提出供需匹配下设施配置的差异化策略^[24-27]。生活圈也成为众多城市对社区规划建设的共识，2021年上海联合北京、天津、合肥等52个城市共同发布《“15分钟社区生活圈”行动·上海倡议》，开启了一场全面提升城市品质的“15分钟社区生活圈”建设行动。

综上所述，越来越多的学者开始关注公共服务设施的研究，从最初的理论性架构到空间计量性分析，再到融合生活圈理念的实践性探索，研究内容非常丰富，呈现出学科交叉、集成研究的特点，但研究对象大多聚焦于单一类型设施，不同类型设施分布特征以及供给水平分析相对较少，同时关于具体设施的可接近水平和优化配置主要是在空间层面上进行探讨，忽略了基于社区生活圈划定下的设施空间配置水平与区域人口分布之间的匹配关系。而面对人居环境高质量发展，“人民城市人民建，人民城市为人民”的战略发展导向，着力推进社区生活圈的规划建设，夯实服务居民的“最后一公里”已形成社会层面上的共识。有鉴于此，本研究立足空间与人的活动相对接的视野，以合肥市主城区为案例，探究公共服务设施的分布特征，深入剖析设施供给侧和需求侧之间的适配关系，并在此基础上提出各类设施空间布局的优化路径，研究成果既有助于实现公共服务配置水平的空间正义，也是对以人为本发展理念的积极响应。

合肥是安徽省省会，是中国长三角城市群副中心城市，国家重要的科研教育基地，现代制造业基地和综合交通枢纽，具有承东启西、接连中原、贯通南北的重要区位优势。作为“新一线”城市的合肥，近年来其城市功能的不断跃迁升级，社会经济的快速发展、人口规模的逐步攀升促使城市空间也不断向外围拓展。截至2020年，合肥市面积为11445 km2，常住人口达936.99万人，城镇化率达到82.28%。因此，随着人口大量涌入，对于公共服务设施的需求也在不断攀升。文中研究区域为合肥市中心城区，涵盖了瑶海区、庐阳区、蜀山区、包河区、经开区、新站区和高新区行政区。

依据《城市居住区规划设计标准（GB50180-2018）》（以下简称《标准》），15分钟生活圈所涉及的城市公共服务设施包括公共管理和公共服务设施、商业服务设施、市政公用设施和交通场站等四大类，本文重点选取初中、养老院（老年养护院）、卫生服务中心（社区医院）、邮政营业场所等类型设施进行分析。考虑到近年来合肥市正着力推进“强健大动脉，畅通微循环”道路交通体系优化工程，轨道交通、高架道路等交通工程的建设计划密集实施，引致公交站点变化频繁，因此未将其纳入研究范围。

研究按以下步骤展开：①各类公共服务设施的POI数据、住区样点等研究数据的爬取、筛选和地理配准，建立合肥市公共服务设施GIS空间数据库；②运用核密度分析方法探析居住小区空间层面公共服务设施的分布特征；③基于ArcGIS软件平台，测度公共服务设施的覆盖范围，明晰各类型设施对于居民点的覆盖率；④根据居民点数据划定15分钟生活圈，对各个生活圈公共服务设施与人口分布进行适配性评价；⑤在上述分析基础上，以满足居民需求，提升设施布局与人口分布协调度为导向，利用L-A模型中最小化设施模型提出社区生活圈公共服务设施的布局优化方案。

（1）核密度分析

采用核密度分析法分析公共服务设施空间格局，可以较为直观的反映设施点的空间分布特征及其地理衰减效应。在计算过程中，以具体类型的公共服务设施样点位置为中心，将该样点的属性值分布在指定半径的圆内，越靠近样点中心，被赋予的权重越大，而随着离中心距离的增加属性值会减小。其计算公式见式（1），其中f(s) 为位置s处的核密度函数，h是衰减距离阈值，n是点数，k是空间权重，a_s-a_i是位置s与核心要素i之间的空间距离。

(1)

（2）网络分析法

通过构建公共服务设施GIS空间数据库，可采用网络分析法对合肥市各类型公共服务设施点进行服务区分析。具体涵盖的步骤和内容如下：①依据《标准》，确定15分钟生活圈各类设施的服务半径；②基于步行道路网络数据集，设定平均步行速度，计算道路长度的时间属性，并以时间属性作为网络分析的成本数据；③运用ArcGIS软件传输网络分析中的服务区域分析工具，通过设定相应的阻抗值来求解各类设施服务的覆盖范围；④将公共服务设施的覆盖范围与住宅小区面数据进行叠加处理，由此对各项设施的覆盖面积进行汇总与分析。

（3）区位—配置模型

区位—配置模型（location-allocation model，L-A）最早由Cooper提出^[28]，可实现在既定的空间范围内，按照规定的标准模拟出最优区位条件下的目标设施分布情况，因此在城市地理和城市规划领域有着广泛的应用^{[29, 30]}。针对普惠性的城市公共服务设施，研究选取L-A模型中的最小化设施模型来模拟各类设施的布局优化方案。

针对具体的研究对象，数据的收集主要包括以下几个方面：①POI数据，主要包括初中、养老院（老年养护院）、卫生服务中心（社区医院）、邮政营业场所等公共服务设施样点数据以及居住小区的样点数据。基于高德地图开放平台，借助python工具来获取研究区域内的POI样点数据，该类数据包含具体的经度、纬度、编码和分类等基本信息，因此能以空间坐标点来呈现，并且精确地描述建筑物的功能属性。②城市路网数据，通过Open Street Map开源地图网上平台来获取，并对基础路网数据进行人工制图与分析处理。③人口数据，通过获取Worldpop人口空间统计中的“China Population 2020”格网数据，并将其与各个街道实际数据进行拟合，从而模拟出研究区域的人口分布情况。④其他数据来源于合肥市统计年鉴、合肥市国民经济和社会发展统计公报等。

采用核密度分析法对合肥市主城区公共服务设施样点数据进行分析，结果如图 1所示。总体来看，各类设施呈现出“核心—边缘”的空间分布形态，圈层分布的分化特征突出。城市二环道路以内的集聚水平相对较高，而区际及不同类型服务设施的空间集聚水平表现出明显的差异性。初中、卫生服务中心和邮政营业场所的空间分布均表现出“多核心”的格局特征，而养老院大多集聚分布于城市二环以内，南部仅于滨湖世纪社区附近出现小规模的分布，在城市核心地区的集聚强度和规模远大于城市边缘地区，“中心—外围”的空间分布态势最为显著。尽管空间层面上各类设施的分布密度存在差异，但总体上也表现出城市二环以外区域设施分布水平的不足，尤其集中于蜀山、新站和包河等行政区域内。

图 1(Fig. 1)

图 1 公共服务设施核密度分析 Fig.1 Kernel Density Estimation of Public Service Facilities

基于网络分析法对合肥市公共服务设施点进行覆盖范围分析，从而得出各类设施的覆盖率（图 2）。总体来看，居民点尺度下各类设施的覆盖率差异明显，覆盖范围整体水平不高。其中，养老院的居民点覆盖率最高，但也仅达到64.2%，邮政营业场所次之，居民点覆盖率为46.2%，而初中和卫生服务中心的居民点覆盖率仅有28.2%、26.9%。这也说明居住区15分钟生活圈公共服务设施的配置还存在较大的短板，与居民日常生活的需求之间不相匹配。同时区际尺度下，各类公共服务设施覆盖范围也存在较大差异。整体上各类设施的覆盖范围均表现为非均衡分布格局，城市二环以内区域的设施覆盖面相对较高，而外围区域的覆盖率较低，甚至出现较多未被覆盖的区域。其中养老院、卫生服务中心以及邮政营业场所的覆盖面明显呈现出“重中心，轻外围”的分布态势，而设施未能覆盖的区域主要集中于新站区、包河区、高新区和经开区。针对这些区域，更应完善各类设施的规划布局，从而缓解区际设施资源分布不均衡的局面，实现公共服务配置水平的空间正义。

图 2(Fig. 2)

图 2 公共服务设施覆盖率 Fig.2 Public Service Facilities Set Coverage

针对公共服务设施的适配性评价是立足生活圈视角来分析设施与人口之间的匹配程度。首先，以居住小区为中心点，根据GIS网络分析计算出每个居住点15分钟的步行范围，将重合超过50% 的两个及以上的生活圈视为同一个生活圈，对面积过小的生活圈进行剔除或整合，并根据城市路网及建成环境进行范围修正，从而将研究区域划定为176个15分钟生活圈。其次是按照《标准》，并充分借鉴已有研究成果^[31]，拟定设施适配性的评判依据（表 1），进而分析各个生活圈的设施供给侧与居民需求侧之间的匹配关系。

表 1(Tab. 1

表 1 公共服务设施适配性评判依据 Tab.1 Evaluation Criteria for Suitability of Public Service Facilities

表 1 公共服务设施适配性评判依据 Tab.1 Evaluation Criteria for Suitability of Public Service Facilities

根据分析结果（图 3）可以看出不同类型、不同区域的生活圈公共服务设施适配性存在明显的差异性。其中，养老院以高配和适配为主，两者之和的占比达到64.77%，服务范围较为广泛，大部分城区的养老设施都有所保障，尤其是城市二环以内的养老设施较为完善，但在经开区、瑶海区东部等区域依然配置不足。而卫生服务中心、初中和邮政营业场所三类设施是以低配和失配为主，占比分别为77.84%、72.73% 和56.82%，覆盖范围大，这表明城市大部分区域相应设施与人口分布之间的不匹配，导致居民的日常生活需求无法得到有效满足。整体四类设施的适配型生活圈占比均不高，仅是养老院的适配型占比达13.07%，其他三类都未超过10%。针对具体的设施来说，虽然养老院的适配性评价结果相对较高，但是面对合肥已进入老龄化的现实背景^①，老年人口基数还将持续增加，无疑对养老设施的配置提出了挑战。初中和卫生服务中心的高配和适配型生活圈分布均较为分散，同时呈现出失配型生活圈环绕包围其他型的格局形态。这也表征出优质的教育资源和基层医疗资源在空间层面上的配置水平。邮政营业场所的高配型和适配型生活圈占比分别为38.07%、5.11%，主要表现为团带状的形态特征。在蜀山、新站以及包河区南部等区域均有分布，表现出物流行业与经济、人口之间的高度关联性。

图 3(Fig. 3)

图 3 公共服务适配性评价 Fig.3 Evaluation of Public Service Adaptability

借助L-A中的最小化设施模型提出各类设施的布局优化方案，即要在考虑建设和运营经济成本的基础上，实现设施配置数量最小化的同时，使得15分钟内能够覆盖最大数量和范围的住区需求点。基于GIS软件平台，以研究区域的所有住区样点为需求点，将现有的公共服务设施作为必选项，以所有参与区位配置的地块为候选小点，拟定分钟为单位的出行阻抗，并确定从需求点到设施的网络运输方向，由此计算模拟出各类设施的空间配置方案。

从图 4中可以得出，研究区域规划新增285所初中可以使得该设施的覆盖范围提升至92.3%，极大地满足了临近住区居民的就学需求。新增277个养老院可以涵盖99.7%的居民点，新增372座卫生服务中心可将99.6%的住区纳入至服务范围，布局336邮政营业场所可让99.6%的居民点有所获益。由于受道路、水系、现实建成环境以及个别居民点的分布等因素的影响，规划新增设施并未完全将所有居民点都覆盖，但规划后的公共服务设施覆盖率均得到大幅度的提升，由此可满足居民对公共服务设施的配置需求。

图 4(Fig. 4)

图 4 新增公共服务设施覆盖范围 Fig.4 Public Service Facilities Coverage After Addition

将新增公共服务设施点与原有设施点整合，再次审视公共服务设施与人口分布之间的匹配性（图 5），研究发现公共服务设施匹配度亦得到显著提升。初中的低配和失配由原来的72.73%降到17.05%，高配和适配的比例之和达到提升到82.95%。养老院的高配和适配的总和占比达到93.75%，基本可以满足人口老龄化背景下养老设施的需求，同时区域之间的分化差距也得到有效的缓解。新增372个卫生服务中心后，可以极大缓解居民就医需求与人口之间的矛盾，适配和高配的占比也将达到84.09%。新增336邮政营业场所高配将达到77.84%，居民的生活便捷度得到显著提升。

图 5(Fig. 5)

图 5 新增公共服务设施适配性评价 Fig.5 Public Service Facilities Suitability Evaluation After Addition

基于核密度分析法和网络分析法探究合肥市公共服务设施的分布特征，深入剖析设施供给侧和需求侧之间的适配关系，提出公共服务设施布局的优化路径。研究得出以下结论：

（1）合肥市各类设施呈现出“核心—边缘”的空间分布形态，圈层分布的分化特征突出。区际及不同类型服务设施的空间集聚水平表现出明显的差异性。城市二环道路以内的集聚水平相对较高，而二环以外区域设施分布水平不足，尤其表现在蜀山、新站和包河等行政区域内。

（2）居民点尺度下各类设施的覆盖率差异明显，覆盖范围整体水平不高。其中，养老院的居民点覆盖率最高，但也仅达到64.2%；卫生服务中心覆盖率最低，仅为26.9%。区际尺度下各类设施的覆盖范围均表现为非均衡分布格局，公共服务配置水平的空间正义亟需加强。

（3）不同区域的生活圈公共服务设施适配性存在显著的空间差异性。养老院以高配和适配为主，而卫生服务中心、初中和邮政营业场所三类设施的适配性与之相反。整体四类设施的适配型生活圈占比均不高，仅是养老院的适配型占比达13.07%，其他三类都未超过10%。

（4）基于L-A中的最小化的设施模型对公共服务设施进行布局优化，结果显示新增285所初中、277个养老院、372个卫生服务中心及336座邮政营业场所后，各类设施的居民点覆盖率和适配性均得到了显著提升，进一步夯实供给侧和需求侧之间的匹配关系。

立足生活圈的视野探析公共服务设施的空间配置，提出设施布局的规划方案，既有助于实现公共服务配置水平的空间正义，也是对“人民城市为人民”发展理念的积极响应。但尚需指出本研究存在的局限性：①研究提出的设施配置方案仅是理论性空间增配，而城市是一个复杂的动态系统，各类公共服务设施的规划布局受到多方面要素的影响，如初中的空间配置与人口分布规模、交通可达性等条件密切相关；②POI数据是以“点”的形式呈现，无法反映现状设施的建筑质量、运营状况，难免会影响到优化方案的准确性，同时规划新增设施的建设规模、服务质量亦是相关研究需要重点关注的内容；③城市居民主体需求存在一定的差异性，关注不同群体，尤其是社会弱势群体的生活需求，制定城市公共服务设施“个性化”的发展目标，满足不同年龄和不同层次的需要亦是下一步研究的重要方向。

注释：

① 2020年，合肥市常住人口936.99万人，其中，60岁及以上人口142.99万人，占人口总数的15.3%，老龄化程度高于国际标准5.3个百分点，高于2010年1.6个百分点，人口老龄化程度进一步加深。