（行政管理专业论文）GIS支持下的城市医院空间布局优化研究——以天门市为例.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l i 页 摘要 城市医院既是医疗卫生设旌的主要形式，是城市公共设施重要的子系统， 也是“准”公共部门的形式之一，其有效合理的布局对方便城市居民就医， 提高城市整体医疗水平，满足城市福利最大化，推动城乡一体化、建立和谐 社会至关重要。但随着全国城市化进程的发展脚步，近些年的城市空间格局 以及人口分布结构和规模发生了重大变革，这些方面的变化也对医院的布局、 市民就医产生了较大影响。整体来看，现有的城市医院的空问分布不再适应 正在经历变革的城市格局，因此，我们需要结合城市的发展，找到适合于当 前以及未来城市空间格局的城市医院的空间分布模式。 本文研究是从城市空间格局和人口分布的变化出发，利用地理信息系统 的相关理论及模型，试图用不同于传统规划的科学方法，来探索一种适合于 新形势下城市医院的空间布局优化分布模式。 区位配置模型( l o c a t i o n a l l o c a t i o nm o d e l ，l a 模型) 主要是针对区位寻 找问题，为设施布局提供解决方案，优化设旌在空间上的配置。该模型既可 用于新设施的最优区位选址，也可用于现有设施布局的评价、改进或找出不 合理之处，被本文用来作为分析城市医院空间布局优化问题的主要理论模型。 g i s 具有采集、管理、编辑、输出空间数据的功能，同时g i s 具有多种空间分 析方法，使它成为解决空间问题的最有效的技术与方法，l a 和g i s 相结合， 更成为解决空间资源配置与优化布局问题的最佳工具之一，为决策者选择最 佳的资源配置和区位位置提供可靠的科学依据，来帮助规划决策者做出科学 合理的空间布局。 本文选取了湖北天门这样一个中小规模的城市进行案例研究。在分析了 天门市城市发展概况及城区医疗设施空间布局特征和存在问题的基础上。通 过调查问卷获取论文研究的第一手资料，然后运用区位一配置模型进行布局 分析，得到城市医院优化布局方案，最后对优化方案与现状空间分布模式进 行比较分析，对目前城区医院空间布局的改善提出意见和建议。 同时，本文的研究也可为其它同类城市医院空间布局优化提供借鉴和参 考。 关键词：城市医院；空间布局；区位配置模型；地理信息系统；优化 西南交通大学硕士研究生学位论文第l ii 页 a b s t r a c t t h ec i t yh o s p i t a li st h em a i nf o r mo fh e a l t hf a c i l i t i e s ，a l s oa ni m p o r t a n t s u b s y s t e m so fu r b a np u b l i cf a c i l i t i e s ，i t s e f f e c t i v ea n dr a t i o n a ll a y o u ti sv e r y i m p o r t a n tt ou r b a nc o n v e n i e n tm e d i c a lc a r e ，t op r o m o t et h ec i t y so v e r a l lm e d i c a l s t a n d a r d s ，t om e e tt h ec i t yb e n e f i t s m a x i m i z i n ga n dp r o m o t i n gt h ei n t e g r a t i o no f m b a na n dr u r a l ，e s t a b l i s h i n gah a r m o n i o u ss o c i e t y h o w e v e r ，w i t ht h er a p i du r b a n d e v e l o p i n gs p e e d ，c h a n g e so nb o t hu r b a ns p a t i a ls t r u c t u r ea n dp o p u l a t i o ns t r u c t u r e a f f e c tt h es p a t i a ll a y o u to ft h eh o s p i t a la n dm e d i c a lt r e a t m e n t o v e r a l l ，t h ee x i s t i n g u r b a nh o s p i t a l sn ol o n g e rf i tt h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no ft h ec i t y ，w en e e da c o m b i n a t i o no fu r b a nd e v e l o p m e n tt of i n du r b a nh o s p i t a l ss p a t i a ld i s t r i b u t i o n p a t t e r n sw h i c h a r es u i t a b l et ot h ep r e s e n ta n dt h ef u t u r eu r b a ns p a t i a lp a t t e r n t h i ss t u d yi st oe x p l o r ean e wc i t yh o s p i t a l ss p a c eo p t i m i z a t i o np a t t e mf r o m t h ec i t ys p a t i a lp a t t e r n , p o p u l a t i o nd i s t r i b u t i o nc h a n g e s ，u s i n gr e l a t e dt h e o r e t i c a l m o d e lo fg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s l o c a t i o na l l o c a t i o nm o d e li st h em a i nl o c a t i o nf o rf i n d i n gp r o b l e m sa n d p r o v i d i n gs o l u t i o n s t ot h ed i s t r i b u t i o n f a c i l i t i e s ，o p t i m i z e t h ef a c i l i t i e s s p a c e a l l o c a t i o n t h em o d e lc a l lb eu s e dt ot h eo p t i m a ls i t el o c a t i o n ，a n dc a nb eu s e df o r e v a l u a t i o no f e x i s t i n gf a c i l i t i e s ，i m p r o v e o rf i n du n r e a s o n a b l e ，i sl a r g e l y t h e o r e t i c a lm o d e lo ft h ep a p e r o l sh a st h ef u n c t i o n so fa c q u i s i t i o n ，m a n a g e m e n t ， e d i t i n g ，o u t p u t t i n gs p a t i a ld a t a ，a n dg i sh a sav a r i e t yo fw a y so fs p a t i a la n a l y s i s w h i c hm a k ei tt h em o s te f f e c t i v et e c h n o l o g i e sa n dm e t h o d sr e s o l v i n gs p a t i a l p r o b l e m s t h ei n t e g r a t i o no fl a a n dg i si so n eo ft h eb e s tt o o l st oa d d r e s s i n gt h e s p a c ec o n f i g u r a t i o na n do p t i m i z a t i o ns i t ea n d i tc a np r o v i d er e l i a b l es c i e n t i f i c b a s i sf o rp o l i c y m a k e r sa n dh e l pp o l i c y m a k e r st om a k es c i e n t i f i ca n dr a t i o n a l p l a n n i n go fs p a c el a y o u t t h ec a s e s t u d yi s c a r r i e do u to nt h i s b a c k g r o u n d t i a n m e nc i t y ，a m i d d l e - s m a l ls c a l ec i t yb e a r i n gr a p i du r b a nd e v e l o p m e n ti nc e n t r a lc h i n a , i s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 v 页 s e l e c t e dt od ot h er e s e a r c h f i r s t l yi st i a n m e nc i t yu r b a nd e v e l o p m e n ta n dt h e d i s t r i b u t i o no f m e d i c a lf a c i l i t i e sa n ds p a c ep r o b l e m s a c c g s sf i r s t h a n di n f o r m a t i o n o nt h ep a p e r t h r o u g hq u e s t i o n n a i r e s a n dt h e n ，b ya p p l y i n gt h el o c a t i o n a l l o c a t i o n m o d e l ，t h ea c c e s s i b i l i t yo fc i t yh o s p i t a li si n c r e a s e dw i t hr e l o c a t i n gf a c i l i t i e sa n d a d d i n gn e wo n e s t h ep a p e rd e m o n s t r a t e st h eu s i n go fl o c a t i o n - a l l o c a t i o nm o d e l c a ni m p r o v et h es p a t i a l a c c e s s i b i l i t yo fe x i s t i n gc i t yh o s p i t a l s a n dp r o v i d e s c i e n t i f i ca d v i c ea n d r e c o m m e n d a t i o n sf o rc i t yh o s p i t a lp l a n n i n g a tt h es a m et i m e ，t h i sr e s e a r c ha l s om a k e si tp o s s i b l et op r o v i d er e f e r e n c ef o r o t h e rc i t yh o s p i t a l s s p a c eo p t i m i z e dl a y o u t ， k e yw o r d s ：c i t yh o s p i t a l s ；s p a c el a y o u t ；l o c a t i o na l l o c a t i o nm o d e l ；g s ； o p t i m i z a t i o n 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密口。使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名 日期：砷f ，f 同遗。气 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 西南交通大学曲南父逋大芋 学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个 人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 g i s 在商业等领域的布局优化已经有了广泛的研究，但在公共服务领域 如城市医院的空间布局优化研究却很少。本论文以一个中小规模城市的城区 医院为研究案例，综合运用区位一配置模型和地理信息系统技术，采用不同 于传统规划的科学方法，来探索一种适合于新形势下城市医院等公共部门的 空间优化分布模式。主要创新点如下： ( 1 ) 本文将区位配置模型与地理信息系统技术相结合，采用不同于传 统规划的科学方法，来探索一种适合于新形势下城市医院的空间布局优化模 式。 ( 2 ) 通过l a 与g i s 的联合运用，将优化方案以地图方式输出，使优 化方案更加清晰直观，为决策者做出科学合理的空间布局提供帮助和参考。 ( 3 ) 本文的研究将为城市医院等公共服务设施的布局优化提供借鉴和 参考。 学位论文作者签名：( 司小幸 日期：御年fj 月 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第一章绪论 1 1 研究背景和意义 ( 1 ) 当前，我国改革进入了以政府转型为重点的关键时期。2 0 0 3 年的s a r s 危机充分体现了建设公共服务型政府的重要性，给政府转型敲响了警钟，2 0 0 4 年宏观调控也突出反映了政府职能转变的严重滞后。所以，以公共服务为中心 的政府转型是我国下一步改革的重点。这就要求政府以“以人为本，统筹发展” 的新发展观为老百姓提供健全、完善、优质的公共服务产品。 然而，目前在市场经济的冲击下，在城市经营理念的影响下，城市中一些 公共服务设施的建设经常让位于其他经营性或盈利性项目的建设。( 这里所提到 的公共服务设施主要是指为城市居民提供日常生活服务的公共设施：例如医疗 卫生设施、文化娱乐设施、基础教育设施、体育设施、环境卫生设施等) 。然而 公共服务设施的建设应该与社会经济发展、城市建设相形相随。但随着城市化 进程的加快，城市发展越来越快，城市规模也以前所未有的速度扩大着，因此 随之而来的问题也开始呈现出来，城市公共服务设施的建设包括医疗卫生设施 的规模和服务能力日渐显得滞后于社会经济、城市建设的发展【”。现有的医疗 卫生机构设置和布局，己明显不能适应城市经济和社会发展、城市化进程和城 市功能区块的变化以及卫生事业自身发展的需要。而与此同时，随着人们物质 生活水平的不断提高，人们对自身健康也越来越关注，因此这也对公共服务设 施的建设包括医疗卫生设施的建设提出了更高的要求。医疗卫生设施建设的滞 后与人们对医疗卫生设施服务要求的提高之间的矛盾，造成了人们的“看病难” 问题。 ( 2 ) 此外，社会经济主体分为公共部门和私人部门。公共部门是指负责 提供公共产品或进行公共管理，致力于增进公共利益的各种组织和机构。公共 部门既包括“纯粹的”公共部门即政府组织，也包括“准”公共部门即第三部 门1 2 】，是由事业单位( 如学校、科学研究院、医院) 、公共企业( 邮政局、自来 水公司、电信企业) 、民间组织组成( 私立学校、协会) 。 所以从上两方面来说，城市医院既是医疗卫生设施的主要形式，是城市 公共设施重要的子系统，也是“准”公共部门的形式之一，其有效合理的布局 对方便城市居民就医，提高城市整体医疗水平，满足城市福利最大化，推动城 乡一体化、建立和谐社会至关重要。本文正是在这种背景下结合g i s 技术讨论 医院在城市中的空间布局，以期对决策者在对医院进行布局规划时有一定的借 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 鉴意义。 1 2 研究目标 本文通过对案例中城市医院空间布局的研究，分析其存在的问题和影响因 素，在此基础上，综合利用区位一配置模型( l o c a t i o na l l o c a t i o nm o d e l ，l a ) 、 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，g 1 s ) 技术以及区位理论和空 间布局优化理论，得出当地城市医院的空间布局优化方案，以满足城市空间格 局、规模和人口发生了重大变革的需求，。以更好的服务社会大众，为相关决策 部门在对城市医院进行专项规划时提供支持和帮助，以提高决策的科学性和有 效性。同时，对其它城市的医院空间布局优化提供借鉴和参考作用。 1 3 研究内容 为了实现上述目标，本文选取了天门市进行案例研究。研究将围绕以下四个 部分依次展开： 。 ( 1 ) 文献综述；查找有关第三部门理论、区位理论和空间布局优化理论等方 面的文献资料，了解国内外研究的发展动态，为论文的研究提供理论基础； ( 2 ) 在对相关布局优化问题有一定了解和掌握之后，将目光转移到研究案例 区域内，分析当地城市医院供需现状、分布现状、存在的问题和产生的原因( 影 响因素) ，为论文的下一步布局优化研究提供基础和依据； ( 3 ) 根据上一步分析得出的结论，选择合适的区位配置模型，结合g i s 技术 对当地城市医院的布局模式进行空间优化分析，并得出优化结果： ( 4 ) 基于分析结果，提出如何改善当地城市医院的空间分布形态方面的意见 和建议，为当地规划决策者今后决策制定提供科学的理论参考，同时为其它城 市医院空间布局优化提供参考和借鉴。 1 4 研究方法 在研究的过程中将采用理论与实践、定性和定量相结合的研究方法，具体 方法如下： ( 1 ) 文献资料法：首先通过了解相关理论，城市医院的发展和布局现状、 g i s 技术应用的收集和研究，使研究的内涵和外延更加丰富，明确和科学。 ( 2 ) 问卷调查：获取第一手资料，希望做到与实际相结合，真正做到以人 为本，使本文兼具科学性和可操作性。 ( 3 ) 区位配置模型和g i s 技术相结合，得出城市医院空间布局优化方案。 1 5 技术路线 区位配置模型( l a ) 主要是针对区位寻找问题，为设施布局提供解决方案。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 该类模型往往用于新设施的最优区位选址，也可用于现有设施布局的评价、改 进或找出不合理之处。视觉辅助手段( 即图形、图像显示) 便于决策者对l a 模型 运算结果的识别和比较，这正是g i s 最重要的功能之一【3 t “。运用g i s 的可视化 手段，将l a 模型运算出来的抽象结果以专题地图等形式显示出来，有利于决策 者对规划方案的比较、选择。因此，l a 模型与g i s 的结合具有很强的互补性， 本文采用l a 模型与g i s 相结合的方法来进行城区医院空问布局优化研究。技术 路线如图1 - 1 所示。 研究问题 城市医院空间布局分析 i 就医需求调查问卷调查医院调查 1 出行方 服务可达医院 j 式分析性要求服务量 l ，j 1 就医方 叫 妻袭? 篙著 、 l式分析 1 最小距离模型 i 。 2 最大覆盖模型 1 1 i 空间布局分析 l a + g 1 s 】 i t r 结论 、 图1 - 1 论文研究的主要技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 6 创新点 g i s 在商业等领域的布局优化已经有了广泛的研究，但在公共服务领域如 城市医院的空间布局优化研究却很少。本文将区位配置模型与地理信息系统技 术相结合，采用不同于传统规划的科学方法，来探索一种适合于新形势下城市 医院等公共部门的空间优化分布模式。通过l a 与g i s 的联合运用，将优化方 案以地图方式输出，使优化方案更加清晰直观，为决策者做出科学合理的空间 布局提供帮助和参考。本文的研究将为城市医院等公共服务设施的布局优化提 供借鉴和参考。 1 7 研究区域 出于对可行性和完整性方面的考虑，本文选取了中国中部一个中小规模的 城市进行案例分析一湖北天门。 天门市地处鄂中腹地江汉平原，地理位置优越，上通荆沙，下接武汉，南 濒江汉黄金水道，北枕三峡过境铁路，紧衔1 0 7 、3 1 8 国道和宜黄高速公路。天 门，古称竞陵，清雍正四年( 公元1 7 2 6 年) 更名天门。从秦置竟陵县算起，天 门已有2 0 0 0 多年历史。 全市国土面积2 6 2 2 平方公里，人口1 7 3 万，其中城区面积4 0 平方公里： 在长江，汉水经济开发带中，具有强大的接纳和辐射能力，是“8 + 1 ”武汉城市 圈重要组成城市之一。天门市地理位置如图1 2 。 图1 - 2 天门市地理位置图 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 8 论文结构 第一章绪论，主要介绍了论文的研究背景和意义、研究目标、内容和方法 以及技术路线等。 第二章为公共服务理论的相关概念和国内外关于空间布局优化的相关理 论、公共设施区位选择理论的研究成果、公共设施优化布局模型和方法及给本 文研究的启示。 第三章主要分析了天门市城区医院空间布局特征与存在问题。包括城区医 疗资源整体概况特征、城区医疗设施供给情况分析、城区医院空间布局现状特 征与存在问题，为论文的下一步布局优化研究提供基础和依据。 第四章主要为天门市医院服务与市民需求调查分析。通过对多家医院进行 问卷抽样调查和市民参与来获取天门市城区医院布局是否恰当合理等第一手数 据和信息，希望做到与实际相结合。 第五章主要为在前面章节分析和调查的基础上，在论述位配置模型概念、 原理与模型算法的基础上，采用l a 模型和g i s 技术对天门市主城区医院空间 布局进行优化。并将优化结果与现状布局进行对比分析，提出医疗设施发展对 策与完善天门市城区医院空间布局思路，为政府决策部门提供参考。 最后为结论。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第二章相关概念和国内外相关理论与研究综述 各种不同类型设施的空间布局，考虑的因素也不尽相同。如商业设施，主 要考虑利润最大化这一单一原则：而医院等公共设施就需要考虑更多的因素， 如公平性和效率性原则。医院既是“第三”部门，。又属于公共设施，所以本章 先介绍了第三部门( 准公共部门) 、公共设施的特点和布局原则，为城市医院进 行定位。在此基础上，综述国内外相关的空间布局理论、公共设施区位选择理 论、公共设施优化布局模型及和研究方法。 2 1 相关概念 2 1 1 第三部门及其与公共部门的关系 第三部门即公共企业或非政府公共机构，既不同于竞争性工商企业，也不 同于政府组织，但又既与竞争性工商企业相联系，也与政府组织相联系“1 。第 三部门由这样一个链条构成：公益性企业、公共事业、非政府公共机构。第一 类组织即公益性企业，如城市自来水公司、城市公共交通公司、城市公共工程 公司等。其基本特征是：一般由政府投资或政府投资为主体，为社会提供公共 服务或准公共物品，生产由政府垄断，其服务或产品价格由政府定价；但实行 企业化管理，自负盈亏，必要时由政府补贴。其性质属于企业化倾向比较明显 的准公共部门。第二类组织即公共事业，如公立幼儿园、小学、中学、公立高 等院校、政府投资兴办的科学研究机构和政府兴办的医院等。这类机构的基本 特征是：主要由政府投资，所需资金主要由财政提供，部分资金由其为社会服 务所得收入予以补充；其基本功能是为社会提供公共服务或准公共产品，其服 务或产品价格由政府定价；但一般不实行企业化管理，政府对这些组织实行必 要的行政管制，要求这些组织的活动优先体现政府的意图，甚至直接用来为实 现政府的目标服务。第三类组织即非政府公共机构，如青年联合会、中i 訇青少 年基金会等，这类组织活动所需的经费般由政府或财政提供，它的职能在很 大意义上与政府相似，承担着很多有关社会公共事务的管理工作或公共服务工 作。这类组织所提供的服务基本上是纯粹公共的，至少也是大部分公共的。以 上三类组织除了分别具有上述特征外，它们还有一个共同特征，这就是非营利 性。当然由于这三类组织所具有的“公共性”程度的不同，它们所具有的“非 营利性”程度也不同。一般说来，第一类组织还具有一定的“赢利”，即“非营 利性”程度较低；第二类组织基本无“赢利”或只有少量“微利”，“非营利性” 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 程度较高；第三类组织就其实质而言属于完全无“赢利”组织，因而是真正“非 营利性”的。可见，从“营利性”这一特征来看，第三部门由从“少量赢利” 组织到“微利”组织再到“无赢利”组织这一系列组织或部门构成。 由于第三部门很难被归入私人企业部门或竞争性工商部门，尽管它不属于 “纯粹的”公共部门( 政府组织) ，将它称之为“准”公共部门是合理的，因此， 第三部门又称之为“准”公共部门。 本文研究的医院属于第三部门中的第二类组织即公共事业，是由政府兴办 的、其“非营利性”程度较高，是“准”公共部门。 2 1 2 公共设施的特点 2 0 世纪3 0 年代以来，随着国家干预经济的日益深入，行使公共权力的中 央政府和各级地方政府通过提高公共设施和公共服务，直接介入经济活动。政 府公共投资的区位选择问题引起了新古典区位论的关注，对它的研究主要集中 在公共设施区位选择方面。公共设施区位问题已成为一般区位理论、公共品与 公共选择理论及相关应用经济学分支研究的重要内容1 6 j 。 公共设施具有如下几个方面的特点：一是公共设施服务具有公共性或准公 共性，亦即对其他的消费具有非排他性和非竞争性，或在定地域空间范围、 一定制度条件下具有非排他性和非竞争性；二是公共设施具有联合消费的可能 性；三是政府及相关公共管理机构控制着公共设施的服务目的、范围和方式； 四是公共设施的投资和区位选择的主要承担者是政府或其他相关公共管理机 构；五是公共设施具有公共或准公共产权特征。有的学者根据公共设施的距离 效应把公共设施划分为“出行公共设施”、“保险服务公共设施”、“传递设 施”。“出行公共设施”指消费者为了获得服务需要移动的设施，“保险服务公 共设腌”指消费者由于纯设施的存在而受益的设施，“传递设施”指消费者在其 居住地接受到利益的设旌 7 1 。公共设施具有不可分性和边际成本递减特征，因 为公共设施的空间区位影响到公共设施的利用，公众利用某种公共设施需要克 服空间距离，支付距离成本。因此，公共设旅的受益者往往局限于距离较近或 交通便利区域。由于医院是“准”公共部门，按上述公共设施的特点，所以医 院也是公共设施之一。 2 。1 。3 公共服务设施布局原则 公共服务设施包括医院、学校、公共交通设施、邮局、图书馆、供电局和 消防局等机构，与现代生活密不可分。合理地布局公共服务设施能够为公民提 供舒适的社会环境，同时也能够反映社会的公平性和效率性。 公共服务设施的布局，既要考虑各种设施的可能利用效率，同时也应该考 虑所有的公民都能均等地享受到公共服务设施的权利，即公平性。在一定的预 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 算制约下，根据消费者的平均移动距离来决定公共服务设施的数量和规模。如 果过分追求公民享受的平等性，只能是小规模分散布局；如果追求设施的利用 效率和服务的多样化，则大规模、集中式的布局较好。但后者消费者到设施的 总移动距离要加大。由于国家或地方预算的制约以及客观上存在的空间距离衰 减作用，公共服务设施完全公平地布局是不可能的。 另外，对于消费者来说，都希望尽量接近对自己有利的设施，如公园、学 校和图书馆等，而避开对自己不利的公共服务设施，如飞机场和垃圾处理场等。 对于政府而言，既要考虑每个消费者对公共服务设施的需求和期望值，同时也 要照顾到所有消费者的需求。因此，公平性和效率性很难一致。一般追求效率 性的布局类型多以居民到公共服务设施的总移动费用最小或总移动距离最短为 目的；追求公平性的布局类型是远离公共服务设施居住的居民数最少或从各居 民点到最近设施的最大距离最小化为目的。因此，公共服务设施的布局原则以 公平性与效率性兼顾为主要原则，尤其是医院、消防局、学校和图书馆等，公 平性和效率性应该是此类服务业区位布局的主要因素。 综上所述，城市医院既是准公共部门，又是公共服务设施，其布局规划不 同于一般商业设施以利润最大化为单一原则，而要考虑其公共服务设施的特殊 性，应以公平与效率兼顾的原则。 2 2 国外相关理论与研究 2 2 ，1 相关的空间布局理论与研究 ( 1 1 中一i i , 地理论 德国地理学家克里斯泰勒( w c h r i s t a l l e r ，1 9 3 3 ) 在南德的中心地中提出 中心地理论( c e n t r a lp l a c et h e o r y ) ，他在理论中提出了“中心地”和“中心地 层次”等概念。克里斯泰勒认为中心地是周围地域的中心，向周围地域提供商 品和服务。中心地理论的核- i i , 思想是：中心地的等级层次结构，即城市是其腹 地的服务中心，根据所提供服务的不同档次，各城市之间形成一个有规则的等 级均匀分布关系。 1 9 3 3 年克里斯塔勒推导出六边的图式，是市场区最有效的理论状态。这个 六边形成为基本区域，他认为有三种不同度的基本区域，分别在市场、交通、 行政三个原则上建立起来。这三个原则共同导致了城市的等级体系及其空间区 位的形成心j 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 露：o 。= 国瓣 攀：侉一 。譬辫 ( 2 ) 第三次活动理论 根据现实生活中消费者需求因素，1 9 5 8 年b e r r y 提出“第三次活动理论”。 他充分考虑了现实环境的非均质性，在消费者行为、通达性和城市土地价格三 个基本影响因素的基础上重建中心地理论【9 】。根据城市人口密度分布，b e t t y 于 1 9 8 8 年指出最高级中心地之间呈现非均质性，由于门槛地域范围扩大，而人口 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 和购买力门槛仍保持稳定，这样中心地理论完美的正六边形出现形变。相对距 离成本而言，消费者对商品需求程度、购买能力和出行能力等将逐渐起决定性 作用。这样，b e r r y 就首开参考消费者因素重建中心地理论之先河。基于消费者 多重目的购物的客观现实，他认为即使是同一规模的中心地也有可能会出现功 能上的差异。继城市商业区类型之后，b e r r y 又在人口密度、收入、职业构成、 教育程度和社会经济地位等的基础上，重建现代中心地理论。随着城市内部人 口和相应收入的变化，购买力和社会经济地位也随之发生变异，结果导致高级 中心地开始出现为高收入、高社会经济地位的区域人口服务；而低级别的中心 则服务于低收入、低社会经济地位的区域人口。 ( 3 ) 阀人口理论 美国地理学者贝利( j lb e n ，) 和加里森( g a r r i s o n ) 等学者在2 0 世纪5 0 年代 末对克里斯泰勒的中心地理论作了发展，他们提出成立阀人口理论。成立阀人 口是指菜中心职能在中心地布局时得到正常利润所需的最低人口数量。这一概 念类似于克里斯泰勒提出的商品和服务供给的内侧界限，但前者是一个人口数 的概念，而后者是指服务的范围，是一个距离的概念。用人口的概念代替距离 的概念是一大进步，因为它克服了距离概念中隐含的人口均匀分布这一不合实 际的假设。贝利和加里森通过公式p a ”) 来回归参数a 和b ，其中n 为中 心地职能设施的数量，p 为中心地的人口，当n = i 时的p 值，就是成立阀入口。 一般来说成立阀人口大的中心职能，应该在等级高的中心地布局，相反则在等 级低的中心地布局。 ( 4 ) 消费者行为空间理论 从2 0 世纪6 0 年代开始，消费者行为理论发展起来，在商业空间研究方面 出现了消费者行为学派，他们强调要从消费者的需求出发，分析消费者行为差 异对商业组织空间决策的影响。 贝里和盖瑞逊( 1 9 5 8 年) 提出的三级活动理论，第一次将消费者行为纳入 理论架构，他将消费者行为与商业空间类型结合起来，作为划分商业空间类型 的标准。该理论认为消费者会在商业中心产生多目的的购买行为，后来的学者 受这一观点的影响，纷纷对消费者前往最近的商业中心购物的假设提出挑战， 从而导致行为学派的充分发展。 美国的学者赖斯顿( r u s h i t o n ，1 9 7 1 年) 提出行为空间模型。通过该模 型提出以下几个观点：第一，行为与空间结构是相互依赖的，任何一个空间结 构的转变都会导致空间行为的转变：反之，空间行为的变化也会引起空间结构 的变化；第二，行为有两种类型：消费者行为和经营者行为，两种行为相互影 响；第三，行为是行为者利用各种知觉的可能性做出偏好性选择的方式。赖斯 顿认为消费者实际生活中的行为，在任何一层次的中心地都会出现多目的形式， 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 这一观点对后来学者的研究产生很大影响。 小结： 简单地回顾一下克里斯塔勒的中心地理论、第三次活动理论、阀人口理论和 消费者行为空间理论，我们至少可以得到如下启示，其中有些来自于克氏的直 接推导，有些则是根据克氏理论的原理与现实对照并加以变换得到的，其中最 重要的一点即良好的区位条件( 如高密度的人口聚居区、交通便利的枢纽地带等 等) 是各级商业中心形成发展的最重要的条件，虽然医院属于公共服务设施，是 “准”公共部门的范畴，与商业部门的目标原则不同，但医院的空间布局也同 样需要考虑良好的区位条件( 人口密度、交通条件等) 。 2 。2 2 公共设施区位选择理论的研究成果 西方对公共设施区位选择的研究成果主要有以下几个方面： 美国经济学家米歇尔- b 泰兹【l o j 在总结研究的基础上，从城市公共设施区 位理论研究的必要性，城市公共设施区位理论与一般区位理论的区别与联系， 公共区位与私入区位，公共设施系统特征，公共设旋决策，公共设旄系统区位 的角度研究了城市公共设施区位选择问题，构建了一个局部与一般城市公共设 施区位选择的理论分析框架，但他只给出了有关单一城市中单一公共设施供给 数量、规模的静态最优区位选择模型，对城市公共设施体系区位选择的动态演 变，只利用几何方法进行了比较浅显的分析。他认为城市公共设施区位选择受 城市公共投资决策者目标函数和约束条件的限制，而公共设施投资决策往往由 政治程序来完成。 ， 里查德l 莫尔和约瀚- 西莫斯【l l 】则对公共设施区位选择中的公平与效率 问题展开了深入讨论，内容涉及到公共设施区位选择的模型和福利标准，公共 设施区位选择的一般均衡分析，医院、学校、公共健康中心、俱乐部和公共企 业建设过程中的区位选择价值判断与公共选择标准，公共设施区位决策中的社 会价值取向，公共设施区位决策中的效率目标与公平目标，公共设施建设中的 特许权、租金与公平问题。里查德l 莫尔和约瀚西莫斯引入系统公平问题。 里查德l 莫尔和约瀚西莫斯引入系统公平和系统平均概念，认为可以用社会赋 予的最低标准，到达公共设施的可变性范围作为衡量社会公共设施区位选择公 平的标准，他们主要从公共设施投入的规模、结构、可达性与公平、效率联系 起来展开讨论。 安索尼- c 李1 1 2 】从福利经济学、公共品理论角度研究了公共设施区位问题， 内容涉及公共设施区位评估与社会福利效应，公共设施的最优供给与服务区位 选择，公共投资的最优地域空间定价和运费问题，区域公共预算支出和财政平 衡，社会公正和帕累托最优再分配，公共设施区位系统最优配置，拥挤成本、 外部性与外溢，财政集中、集体消费服务等多方面的内容。他还在借鉴华吉门 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 和瑞勒【1 3 1 关于公共设施区位问题福利分析的基础上，利用标准的福利理论分析 公共设施地域空间均衡问题，构建了一个关于需要旅行消费者才能得到消费效 用的公共品供给的福利经济学模型。 以皮尔汉森、雅克- 弗兰科斯斯塞【”】为代表的一些学者，利用公共选择理 论，从网络整体中的鞍点区位、自由网络中的凹区位、集体选择的地域空间模 型、多数原则下的可能性与均衡、公正理论、竞争性区位理论等角度探讨了投 票与计划程序影响下的公共设施区位选择问题。 m a s a h i s a f u j i t a d e 从地域空间均衡中的最优城市规模、土地租金与公共品 供给、最优土地使用、土地开发利用、多区域多决策权力公共设施区位、城市 外部性理论、特定市场影响下的公共设施区位、公共设施区位分析等角度对公 共设施区位选择进行了系统研究，并在区域治理概念基础上，在土地市场影响 下研究了公共设施最优区位问题，认为在一定规模的社区中，公共设施最优区 位可以不受效用函数、税率和外部性的影响。 2 2 3 公共设施优化布局模型一一区位配置模型 ( 1 ) 区位配置模型的概念 公共服务设施包括医院、学校、公共交通设施、邮局、图书馆和消防局等 机构，与现代生活密不可分。合理地布局公共服务设施能够为公民提供舒适的 社会环境，同时也能够反映社会的公平性和效率性。 公共服务设施的布局优化，其实质就是设施的区位合理配置问题。解决公 共设施最优区位的模型研究，最初出现在l c o o p e r 1 6 】的论文中，他把韦伯工业 区位论扩展应用到多个设施的区位求解模型中，把这类模型叫做区位一配置模 型。区位一配置模型( l o c a t i o na l l o c a t i o nm o d e l ，l a 模型) 主要是优化某种设 施在空间上的配置1 4 1 ，为设施布局提供解决方案，以使服务或商品能够以最有 效的方式、更容易的被人们所接近。优化配置的内涵，不仅指一定空间范围内 或一定人口规模所需要的设施得到优化或数量最优，还应该确定这些设施所处 的位置优化或区位最优。该类模型往往用于新设施的最优区位选址，也可用于 现有设施布局的评价、改进或找出不合理之处。它最显著的工作特性在于可以 根据各种实际需要，产生不同的解决途径，人们可以预先根据特定的工作目标、 数据特征、外部计算机设备以及决策环境来选择最合适的备选方案( a v i g i t g h o s t t l 7 1 ) 。 自2 0 世纪6 0 年代起，c o o p e r 1 6 1 提出了区位一配置算法解决选址问题以来， l a 模型得到了广泛的研究，并在多个政府部门或私有企业的设施布局或项目评 价中得到应用和推广( r u s h t o n ，1 9 7 9 f ”1 ；g h o s ha n dr u s h t o n ，1 9 8 7 ”1 ： g h o s ha n dh a r c h e ，1 9 9 3 t 4 i ) 。7 0 年代开始，l a 开始与6 i s 技术结合起来，被 用于最优化选址问题的实践，例如7 0 年代美国马里兰州的电厂选址( c h u r c h ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 1 9 9 9 m 1 】) 。此外，许多学者对l a 模型进行了一些改进和优化。c h u r c h 对中值算 法进行了改进，在其模型中引入了区域限制的条件。a l a nt m u r r a y 等引入拉 式释限法( 1 a g r a n g i a nr e l a x a t i o na p p r o a c h ) 到区位配置模型中，在考虑设 施容量限制的同时，也考虑区域性限制性的选址要求。d i j i ng o n g 、m i s s u og e n 【6 1 】 等将传统的优化选址技术与遗传算法( g a s ) 和进化策略相结合，解决选址设施 容量限制的问题。 在l a 模型中，通常都把需要布局的设施看作是供应点，而将位置已经固定 的用户( 即设施服务的对象) 看作是需求点。用户( 需求方) 在空间上很可能是散 布和蔓延的( 比如有一定规模人口统计区等) ，可以用线状或面状表示，但为了 计算方便，往往用点来表示，即需求呈点状分布。设施( 供应方) 的空间位置， 大多数情况下也都是以点的形式来表达叫。因此，供应点和需求点是l a 模型中 主要考虑的两个主要因素。 不同的服务设旖在应用l a 模型时，要依赖各自的实际特征选择合适的模型 评判标准。比如，一般的l a 模型致力于为这样一些设施寻找最佳布局选址，如 医院、学校、消防站等，此类设旋对于“最佳布局选址”理解的共同点在于， 使供需之间的总距离或平均距离最小。除此以外，这个模型还有更广泛的应用， 如优化城市零售商业网点空间分布( 通过最大化惠顾人流量来实现) 、以及优化 公共服务设旌空间分布( 通过最优化服务质量来实现) 等。 表2 。1 列出了设施评价中的各种指标及其对应的设施特点，大体可分为： 注重公平的指标，如最大利用距离、地区水平差异等；注重效率的指标，如平 均利用距离、设施数目等；以及其它的评价指标。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 表2 - 1 应用于设施区位的各种评价指标嘲 指标定义使用指标的对应设施 总利用人数服务区内利用者的总和 让尽可能多的人利用的设施 平均利用距离利用者利用设施距离的平均值 全部设施 最大利用距离各利用者距最近邻设施距离中的最大值 急救设施等 累计值利用距离利用者利用距离的累计频率最高的某个距离值 按一定的要求，服务圈没法覆盖全 部人口的设施 满足圈人口在满足服务区内居住的人口重视方便性的设施 对利用距离感到满足的人数 受利用者对利用距离的评价影响较 满足人教 大的设旆 重叠圈人口两个以上设施的满足圈重叠范国内的人口服务圈发生重叠的设施 设施差异率以设施间利用者的差异表示的比率设施群内的相互比较的设施 区域差异率以地区间利用者的差异表示