戢晓峰 昆明市中心城区就医交通公平性评估

社会公平是实现和谐社会进步与发展的重大目标，而交通作为调节社会公平的有力杠杆，为促进城市的健康可持续发展奠定了重大基础与保障。在快速城镇化进程中，城市空间地理区位优势的日益凸显以及各大城市不同交通方式发展速度与规模的差异，导致不同交通方式、不同空间的就医出行可达性差距过大，致使就医交通公平性受到挑战 ^[1] 。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“健全覆盖全民、城乡统筹、公平统一、可持续的多层次社会保障体系”和“加快优质医疗资源扩容和区域均衡布局”的目标。因此，如何使城市不同群体通过不同交通方式获得同等机会的医疗资源，成为城市交通规划设计面临的实践难题。

自从T. Litman ^[2] 较为系统地研究交通公平内涵后，国内外学者先后从横向公平和纵向公平的角度解析交通公平。伴随对城市交通公平研究的深入，学者们逐步将交通公平的研究由最初的定性评价转向定量评估 ^[3-4] ，并与就医、教育和通勤场景下的活动进行联系 ^[5-6] 。而针对医疗资源的交通公平性研究，主要围绕就医设施的可达性评价 ^[7] 、面向就医活动的就医网络优化和设施布局优化 ^[8] 以及就医交通方式的识别建模 ^[9] 展开。相关研究方法主要为通过GIS中的Network Analyst模块从公共交通 ^[10] 或者私人小汽车角度进行分析。

可达性已有研究中，不少学者和规划人员从不同的研究角度和影响因素利用TransCAD等规划软件建立了多种可达性评价计算模型。早期相关研究主要集中于可达性应用与可达性评价模型及改进。赵淑芝 等 ^[11] 和樊嘉聪 等 ^[2] 利用TransCAD构建基础路网，建立公共交通网络可达性指标的计算方法，并计算公共交通的可达性。随着计算机技术和软件工具的迭代升级，一些学者将可达性的计算模型融入交通规划软件中直接计算可达性指标。景鹏 等 ^[12] 基于高德web端应用程序接口(Application Programming Interface, API)和公共交通信息挖掘技术，在TransCAD中建立了公共交通GIS数据库，以此为基础对城市公共交通网络进行可达性分析，并利用TransCAD中的地理信息开发工具(GISDK)二次开发功能创建公共交通可达性评价系统。但是现有的交通规划软件中(如Vissim，TransCAD，EMME等)尚无独立的公共交通可达性计算模块，在工程实践中不能很好地解释现实中面临的难题。

就医交通公平性的评估模型尚未形成完整的理论体系。以往针对就医场景下的可达性分析时，多聚焦于公共交通或私人汽车的单一视角，综合对比两种交通方式的可达性研究较少，且采用传统的GIS网络分析计算旅行时间常常受制于道路网络数据集的连通性和完整性。因此，本文从方式公平和空间公平两个维度评估就医交通公平性，通过Python工具利用高德API采集就医旅行时间数据，计算公共交通和私人交通两种交通方式的就医可达性，并以云南省昆明市中心城区为例，测度就医交通公平性，为城市规划和交通管理部门促进就医交通公平提供决策依据。

本文结合K. Kelobonye等 ^[6] 和M. O. Beiler等 ^[13] 的研究，将就医交通公平划分为方式公平和空间公平两个维度：方式公平指出行者通过不同交通方式到达相同活动目的地的可达性应当尽可能相等；空间公平指出行者通过同一交通方式到达不同目的地的可达性应当尽可能相等。在此基础上，参考朱迪 等 ^[14] 将街道作为观察居民出行和理解城市空间结构的主导认知元素，并强调“街道单元”(指行政区划)在定量化城市研究中的重要性，本文将街道作为基本分析单元，将街道的质心作为就医出行的起点。由于三甲医院医疗水平较高、代表性较强，将三甲医院作为就医出行的终点。

将从任意街道质心通过私人小汽车交通(以下简称“私人交通”)方式到达所有三甲医院的加权平均时间视为该街道的就医可达性。结合J. Gutiérrez等 ^[15] 和Y. E. Hawas等 ^[16] 的研究，将采用加权平均旅行时间计算可达性的模型应用于就医场景中，所构建的模型如下：

式中： A ^x _ij 为使用交通方式 x 从街道 i 到三甲医院 j 的就医可达性，其值越小，则可达性越强，交通方式中 c 为私人交通、 p 为公共交通； n 为研究区域内三甲医院的数量/个； T _ij 为从街道 i 到三甲医院 j 的旅行时间/h； M _j 为三甲医院 j 的吸引力参数，使用医院的床位数作为衡量指标。

T _ij 的计算公式为

式中： d ^x _ij 为使用交通方式 x 从街道 i 至三甲医院 j 的路网距离/km； v ^x 为使用交通方式 x 的运行速度/(km·h ^-1 )。两种交通方式的就医旅行时间可通过Python工具利用API调用高德地图的驾车路径规划和公共交通路径规划功能得到。

私人交通与公共交通就医可达性之间的差距是衡量就医场景下交通方式是否公平的核心指标之一。参考R. C. W. Kwok等 ^[17] 和郭清华 等 ^[18] 对交通可持续发展的研究，引入可达性差距指数(Modal Accessibility Gap, MAG)表征研究区域的就医交通方式公平性。为了研究方便，本文主要考虑了私人交通和公共交通的可达性差距，MAG模型为

式中： MAG 为就医场景下公共交通与私人交通方式之间的可达性差距指数，其值一般为-1~1，越近于0时，表示两种交通方式可达性差距越小； A ^P 和 A ^C 分别为公共交通与私人交通的就医可达性，其结果由公式(1)计算得到。当 A ^P =0，AC为任意非零值时， MAG =-1，表示在就医过程中没有公共交通参与；当 A ^C =0， A ^P 为任意非零值时， MAG =1，表示在就医过程中没有私人交通参与。

就医空间公平性评估模型主要用基尼系数表征，同时辅助以就医可达性随人口分布的Lorenz曲线进行展示。一般通过计算Lorenz曲线与对角线之间包围的面积，观察该地区空间视角下的就医公平程度，当包围面积越大则空间分布越集中，就医交通公平性差异越大；反之则越平衡，差异越小。基尼系数

式中： W _i 为按街道划分分组后，各组的人口数量占研究区域总人口数的比例/%； K _i 为按街道划分分组后，各组人口的就医可达性占研究区域内总就医可达性的比例/%； k _i 为 K _i 从 i =1到 m 的累计数之和。

参照联合国开发计划署(The United Nations Development Programme, UNDP)对基尼系数的分类，本文对基尼系数与就医空间公平性的关系给出如表1所示的定义。

表1 就医空间公平性分类

本文选取昆明市中心城区作为研究区域，主要包含五华区、盘龙区、西山区、官渡区和呈贡区，建成区面积416 km ² ，总人口为378万人。研究区域内有52个街道，23个三甲医院，公共汽车线网长度984 km，线网密度2.37 km·km ^-2 。中心城区内各街道质心点和三甲医院空间位置如图1所示。

图1 昆明市中心城区就医起讫点空间分布

基础数据包括昆明市中心城区行政区域数据、道路网络数据、人口统计数据和医院数据(见表2)。

表2 数据来源

为得到研究单元的就医可达性，首先对各街道进行质心点提取，并用质心点代表街道，之后使用Python工具调用高德API算出各街道质心到达三甲医院的时间成本(起讫点时间成本)，最后用时间成本表征研究单元的可达性，为定量化评估就医交通公平性奠定基础。数据处理框架图如图2所示。

图2 数据处理框架图示例

基于加权平均旅行时间的可达性模型，利用ArcGIS空间分析和可视化功能，采用自然间断法，将昆明市中心城区公共交通与私人交通的就医可达性数值分为5类(见图3)。为方便分析街道尺度就医可达性的相对水平，根据私人交通与公共交通就医可达性的分类结果，将就医可达性数值进行归一化处理，得到研究区域内公共交通与私人交通就医可达性的总体特征(见图4)。

图3 公共交通与私人交通加权平均旅行时间

图4 公共交通与私人交通就医可达性总体特征

从空间格局上看，就医可达性总体呈现以西山区、五华区为代表的核心区域向外至边缘区域递减的空间模式；从交通方式对比分析来看，公共交通和私人交通的就医旅行时间分别集中在20~90 min和15~45 min。在对街道尺度下的公共交通和私人交通就医可达性值进行归一化处理后，私人交通的就医可达性呈现较高的聚集效用，其归一化后小于0.1的值占比达到35%。在昆明市中心城区建立以公共交通为导向的发展模式，将有助于加强公共服务设施集聚，提升公共交通的可达性。

根据公共交通和私人交通就医可达性结果，基于MAG模型计算公共交通与私人交通的可达性差距指数，用于分析空间分异特征(见图5)。K-means算法对数值型数据聚类效果较好且能高效地发现类簇结构。本文使用算法中的平均层次思想，将两组对象之间的两两距离求平均值，根据结果将数据进行分类。进一步将52个街道聚为5类，分析两种交通方式下的可达性差异特征(见表3)。

图5 公共交通与私人交通就医可达性差距指数

表3 街道尺度下基于MAG的空间分异聚类结果

整体上看，研究区域内MAG均大于0，表明私人交通就医可达性均高于公共交通，就医活动选择私人交通出行更便捷；研究区域的MAG为0.19~0.49，说明昆明市中心城区就医交通方式的公平性表现良好。作为省会城市，昆明市拥有较为完备与健全的医疗资源，23家三甲医院分布于中心城区内。未来伴随公共交通服务水平的提升以及票制改革，居民就医交通方式选择的多样性将得到提升。

从空间区位来看，西北地区MAG高于东北地区，东南地区MAG最小。表明西北地区的出行者在就医时，私人交通可达性更占优势，改善西北地区公共交通服务是促进就医交通方式转移的关键。东南地区公共交通和私人交通就医旅行时间差距较小，说明完善的公共交通网络是该地区就医交通相对公平的保障。

从街道尺度来看，不同街道的MAG参差不齐，区域差异显著。其中，MAG在0.31以下的街道占25%，56%的街道MAG小于0.37。以吴家营街道、斗南街道和洛龙街道为代表的区域就医交通方式较为公平。昆明五华区和盘龙区内拥有较为丰富的医疗资源，然而MAG却较大，表明公共交通可达性较私人交通可达性明显较弱。该地区占据优越的区位，应以保障公共交通专属路权、提升公共交通出行效率、最大化利用公共基础设施资源为目标。同时适当优化中心城区内的土地利用结构，合理布置公共医疗资源，避免中心城区内无序的交通流动导致城市交通资源的浪费。

采用基尼系数和Lorenz曲线对研究区域就医可达性的空间公平进行定量化衡量。首先将街道尺度下人口规模按从高到低进行排序，每一个街道人口对应一种可达性等级，之后计算各街道人口与街道可达性等级的函数关系，建立就医可达性随人口分布的Lorenz曲线，并计算基尼系数，结果如图6所示。

图6 公共交通与私人交通就医可达性的空间公平Lorenz曲线

整体上看，昆明市中心城区私人交通就医的基尼系数为0.307，而公共交通的就医基尼系数为0.374，表明就医场景下公共交通的空间排斥高于私人交通。道路网作为城市发展的重要交通资源，在改善以就医为目的的公共交通空间公平时，具有举足轻重的作用。昆明市应进一步提升公共交通车站密度，避免公共交通出行者由交通劣势群体转变为社会劣势群体。

研究区域内不同区位的群体获得的就医可达性机会并不均衡。公共交通方式下60%的人口获得不到40%的就医可达性机会，而私人交通方式下近一半的人口仅获得30%的就医可达性机会。产生这一差异的主要原因在于医疗资源配置空间失衡，使得市郊地区的就医可达性较低。三甲医院主要分布于人口密集的核心区，使用公共交通从地铁沿线地区出发，1 h平均可达中心城区近70%的三甲医院 ^[19] 。昆明市应提高城市边缘地区的公共交通服务水平，加密城市近郊地区的道路网络，提升城市边缘地区人群的就医可达性。

为了评估昆明市中心城区就医交通公平性，本文融合行政区域、道路网络、人口和医院数据，从不同交通方式和不同区位的视角在街道尺度下对就医交通可达性进行测度。

结果表明：1)中心城区就医可达性表现为以西山区、五华区为中心向外围递减的趋势，就医可达性等级呈现西北高于东南的特征；2)就医方式公平层面，公共交通和私人交通的就医出行相对公平，但私人交通相较于公共交通具有明显的出行优势，街道尺度下两种交通方式的MAG差距不大；3)就医空间公平层面，公共交通和私人交通的空间公平性表现为相对合理和比较平均。对中心城区内医疗资源丰富与就医交通区位优势凸显的地区进行合理的交通要素分流与配置，有助于从空间层面保障就医交通公平。

本文在空间视角下研究就医公平时，未考虑可达性在不同年龄、收入群体上的分布，可能导致两种交通方式下就医可达性的基尼系数差距较小。后续对于就医交通公平的研究应当聚焦于小范围的功能区划分，以更加精确的尺度测度城市居民就医交通公平性。

《城市交通》2022年第3期刊载文章

作者： 戢晓峰，关昊天，李武，何磊