基于彈性共享的戶外健身設施群體需求響應評測研究

周聰惠 陶成蹊 劉婧方 安一歡

“健康中國”在十九大報告中被列為國家實施戰略，并在二十大報告中被列為2035年的總體目標[1]。為實現該目標，中國開始持續推進全民健身計劃，其中大力發展和完善健身設施[2]是重要抓手。戶外健身設施是指位于戶外環境的各類全民健身場地及設施，包含戶外運動場地及其附屬設施兩大要素[3]。與室內健身設施相比，戶外健身設施的建設成本和使用門檻較低，且形式靈活，在建成環境下具有顯著發展優勢，已成為城市居民日常健身鍛煉的主要場所[4]。

然而，在高密度建成區，由于發展空間破碎化和小微化，大型戶外運動場地的增補嚴重受限，因此小微型戶外健身設施成為城市健身資源的拓展主體，并與大量既有城市綠色空間（公園、街旁綠地、濱水綠廊、綠道等）結合，形成“體綠融合型”戶外健身設施[5-6]。該類設施通?？臻g形式靈活、可免費使用且限制條件較少，因此常表現出空間多義性下的空間彈性，即同一設施可在不同時間段被不同群體共同使用的開放特性[7-8]，此類特性也為高效響應建成區密集多樣的居民戶外健身需求創造了有利條件[9-10]。

由于中國戶外健身設施供給嚴重不足，中國國家發展和改革委員會和體育總局于2021年聯合發布了《“十四五”時期全民健身設施補短板工程實施方案》，明確要求“補齊健身設施短板，不斷滿足人民群眾日益增長的體育健身需求”[11]，因此探明戶外健身設施的供需短板迫在眉睫。但由于大量“體綠融合型”戶外健身設施具有空間彈性，利用傳統規劃分析方法難以對該類型設施的服務能力進行有效的量化評測，是甄別當前戶外健身設施供需短板的一大挑戰[10]；同時，城市建成區居民群體年齡結構與健身活動強度、類型各有不同，進一步增加了戶外健身設施供需關系評測的難度[12]。

既有研究對戶外健身設施供需關系的分析方法主要分為可達性分析和抽樣調查法兩類：可達性分析側重于在供給端分析設施鄰近度、規模大小等[13]；抽樣調查法則主要考察需求端群體屬性及需求響應狀態[14-15]。這兩類方法雖能對需求響應問題展開探討，但由于無法有效整合群體差異以及戶外健身設施的彈性共享特點，很難對大范圍戶外健身設施的需求響應水平進行精準測度。

因此，本研究提出兩大主要研究目標：1）對設施服務功能進行模塊化處理，量化戶外健身設施的彈性服務能力；2）基于多源數據，建立一套能反映不同群體的戶外健身設施需求響應狀態評價工具，為復雜建成環境下戶外健身設施供需問題診斷和精準優化奠定基礎。

1 研究方法

本研究包含戶外健身設施的供給端量化、需求端量化、需求響應指數評測、問題區域診斷4個主要環節（圖1）。

圖1 研究框架Research framework

1.1 研究對象選取與分類

本研究選取南京市老城區（簡稱老城區）為研究區域，總面積約50 km2。按照《“十二五”公共體育設施建設指導手冊》中的戶外健身設施分類體系，以老城區戶外健身設施作為研究對象，將其分為器材類、場地類和步道類3類[3]（圖2）。器材類設施呈點狀分布，包括各類全民健身器材及所在場地；場地類設施為街頭游園、健身廣場、常規球類運動場地、建筑附屬廣場等面狀場地；步道類設施為帶狀健身步道。

圖2 南京老城區戶外健身設施分類Classification of outdoor fitness facilities in the old urban area of Nanjing

老城區常住人口約98.86萬，平均人口密度高達2.4萬人/km2，是南京市人口最密集的地區[16]。受限于空間條件，南京市近年來出臺“補急補差、存量利用”“與其他用地合建公共體育設施”等策略，有效推動了戶外健身設施發展[2,17]。在此背景下，老城區逐步出現大量與城市綠色空間融合發展的戶外健身設施，并在服務過程中展現出較高的彈性共享度（圖3）；但由于居民密度較高且早期大規?？焖侔l展情境下戶外健身設施建設欠缺較嚴重，目前仍存在規模不足、分布和服務類型不均衡等諸多問題。有效厘清現狀設施的需求響應狀態來鎖定問題，制定針對性的優化策略是當前關鍵要務。

1.2 供給端量化

1.2.1 數據采集

供給端數據主要包含現狀戶外健身設施位置、類型和規模。筆者團隊根據2019年《南京市體育設施專項規劃》確定相關設施的地理位置信息，于2019年1月—2021年5月進行實地調研與設施圖像數據采集，補充未計入統計數據的濱水綠地、街頭游園、小廣場等戶外健身設施位置和規模等信息，共獲得330處健身設施數據，其中器材類、場地類和步道類設施分別為39處、240處及51處。

1.2.2 設施服務模塊化

為了準確測算戶外健身設施對于不同群體戶外健身需求的響應度，本研究將戶外健身設施進行服務模塊化分解：首先通過調查研究，梳理南京市戶外健身活動類型，對應戶外健身設施服務模塊類型；其次通過實地調研總結出各類型服務模塊的典型樣本，參考相關規范中不同健身活動空間要求，設定出不同服務模塊的場地條件要求；最后根據研究范圍內的戶外健身設施場地空間特征，對戶外健身設施進行服務模塊化分解，明確服務模塊類型。此外，依據現場調研結果中各群體與戶外健身活動類型的關聯特征，結合《2020年全民健身活動狀況調查公報》[18]中各年齡群體較普及（占比5%以上）的戶外健身活動類型統計數據，在群體與服務模塊之間建立對應關系。根據戶外健身活動類型共梳理得到14種服務模塊類型（表1）。

表1 常見戶外健身活動與服務模塊Tab.1 Common outdoor fitness activities and service modules

本研究依據2023年南京市綠化園林局發布的《南京市口袋公園建設指南（試行）》中不同規模級別綠地的活動場地系數，推算體綠融合型戶外健身設施（器材類和場地類）的可活動場地面積。其中，場地類設施容量測算主要根據服務模塊類型以及每類模塊的人均保障面積要求來測算不同服務模塊情境下的場地容量；器材類設施則由前期調研統計器械規定容量與器材周邊場地服務模塊的容量相加得出；步道類設施根據并排行人以及前后行人之間的最小間隔距離來確定，考慮到健步走或慢跑的速度通常大于1.2 m/s[19]，根據《城市道路工程設計規范》（CJJ 37—2012），將健步走人群橫向和縱向最小間隔距離分別設置為1.0 m和3.0 m，慢跑人群橫向和縱向最小間隔距離分別設置為1.0 m和4.5 m，從而根據步道斷面寬度和總長度來計算步道類設施的容量（表2）。

表2 戶外健身設施容量測算及折減方法Tab.2 Methods for calculation and reduction of the capacity of outdoor fitness facilities

1.3 需求端量化與空間投射

1.3.1 數據采集

需求端數據包含居民人口規模、群體構成及位置等相關數據。世界衛生組織在《為了健康的全球體力活動建議》[20]中明確提出青少年、成年和老年3類年齡群體每周健身時長和活動類型建議，該分類類型與中國人口普查公告中兒童（0～＜15歲）、青壯年（15～＜60歲）和老年（≥60歲）接近，因此本研究應用《第七次全國人口普查公報》中的人口統計數據以區分居民群體構成，甄別各類群體對戶外健身設施的需求差異。

為了對居民需求分布和構成展開精細化甄別，依據住宅建筑面積占比將街道人口數據分配到各個居住小區，建立起“居住小區—生活圈居住區”兩級評價體系。生活圈居住區按照《城市居住區規劃設計標準》（GB 50180—2018）中的“15分鐘生活圈”居住區界定方式來劃定，共將老城區劃分為73個生活圈，涵蓋841個居住小區（圖3）。

1.3.2 可達范圍量化

本研究通過OpenStreetMap平臺采集獲取道路基礎信息，在GIS平臺構建道路網絡數據集，包括城市快速路、主干道、綜合性次干道和城市支路四級道路網及快速路交叉口、主干路交叉口、次干路交叉口三級阻力點。對三級交叉口抽樣調查，推導出三級交叉口的時間成本分別為113 s、63 s及43 s（圖4）。應用OD成本矩陣（origin-destination cost matrix），以各小區外輪廓質心作為起點，器材類和場地類設施場地外輪廓質心、步道類設施出入口作為終點，將交叉口時間成本代入計算，得到各個居住小區15 min步行可達范圍。

圖4 城市道路網絡Urban road network

1.4 需求響應指數評測

在供需端狀態量化的基礎上，戶外健身設施需求響應指數評測的難點和關鍵在于如何有效、準確地描述多模塊設施對于各群體需求的響應狀態。為此，依托設施的服務模塊測算結果、不同模塊下的設施容量以及模塊和群體之間的關聯特征三方面信息，建立多模塊設施的群體使用份額計算方法，以此作為居住小區各群體居民需求響應指數評測的重要基礎，計算式為

式中：ISD,zk為 居住小區k中 年齡群體z的需求響應指數；IS,zk為小區k中 年齡群體z的戶外健身設施份額面積；ID,zk為 小區k中 年齡群體z的需求強度；Szj為戶外健身設施j中z年齡群體的使用份額；Aj為 戶外健身設施場地面積；n為居住小區k的可達戶外健身設施數量；Cl為戶外健身設施j中群體z適 用的服務模塊l容量；Nl為服務模塊l適用的群體類型數量；m為戶外健身設施j內群體z適用的服務模塊數量；t為戶外健身設施j內總服務模塊總量（圖5）；Pzk是 居住小區k中 年齡群體z的人口數；RCoef,z是年齡群體z的健身活動需求強度系數。其中RCoef,z參考了世界衛生組織報告《為了健康的全球體力活動建議》中對于兒童（420 min）、青壯年（112 min）和老年（112 min）3類群體建議的每周中、高強度體力活動時長，得出3類群體的 分別為3.75、1.00、1.00。

圖5 戶外健身設施使用份額計算Calculation of the usage shares of outdoor fitness facilities

1.5 問題區域診斷

根據南京市戶外健身設施的群體需求響應指數值域特征將其需求響應水平分為極低、較低、中等、較高、極高5級，用以甄別戶外需求響應水平較低的區域、群體及設施類型，并為針對性策略的制定提供依據。

2 評測結果與分析

2.1 供給端狀態分析

模塊化結果顯示，老城區所有戶外健身設施的平均服務模塊數量為4.0個。其中，場地類設施的平均服務模塊數4.7個，是彈性共享度最高的設施類型，這主要與場地類設施通常使用限制較少，利用模式較為多樣直接相關。而步道類設施和器材類設施的平均模塊數分別為1.5個和3.1個（圖6）。

圖6 各年齡群體可達戶外健身設施數量及類型分布Number and type distribution of accessible outdoor fitness facilities for different age groups

從群體適用特征來看，目前各類設施中青壯年群體適用的服務模塊平均數最高，與該群體的戶外健身活動受限條件較少、適宜類型較多直接相關。但3類設施對于兒童和老年群體的支持有所差別，其中器材類和場地類設施中兒童群體的服務模塊數要高于老年群體，而在步道類設施中老年群體的平均服務模塊數更高（表3）。

表3 服務模塊容量及群組平均可達模塊數統計Tab.3 Capacity of service modules and average number of accessible modules for three groups

設施容量結果顯示，場地類設施容量占比最大（73%），遠高于步道類（20%）和器材類（7%）設施，是老城區居民戶外健身的主要載體。但步道類設施平均容量最高，分別比場地類設施和器材類設施高出約34%和136%。

2.2 需求端狀態分析

可達性分析結果（圖7）顯示，平均每個小區可達的戶外健身設施總數為13.48個，其中包含1.36個器材類設施、9.27個場地類設施和2.85個步道類設施，場地類設施仍為服務居民戶外健身活動的主體。

圖7 戶外健身設施的可達性Accessibility of outdoor fitness facilities

各居住小區平均可達服務模塊數量為48.78個，其中跳繩、健身操、滑板3種服務模塊的數量最多，分別為9.05、7.00、6.59個；羽毛球、籃球、乒乓球3種服務模塊數量最少，僅為0.14、0.06、0.02個?？梢?，在高密度建成環境下可達的大多數服務模塊均為對場地條件要求較為寬松的類型。

2.3 需求響應指數結果及問題診斷

在居住小區需求響應指數的空間分布上（圖8），器材類設施由于相對數量較少、規模較小，大部分小區需求響應指數均處較低水平，其中大量小區無可達的器材類設施；步道類設施由于大部分分布在老城邊界的城墻與濱河地段，因而需求響應指數呈現外圍高、內部低的分布特征；場地類設施在3類設施中規模相對較大且分布均衡，因此需求響應指數總體水平也相對較高。

圖8 居住小區層級各類型可達設施需求響應度評測結果Evaluation results of demand responsiveness of various accessible facilities in residential community level

從3類群體來看，器材類設施的需求響應指數均處于較低水平；在步道類設施需求響應指數中，老年群體顯著高于其他2類群體；而在場地類設施中，3類群體需求響應指數均相對較高，但老年群體要明顯低于其他2類群體。

總體需求響應指數空間分布結果顯示（圖9），在老城區西部和東南部區域，3個群體的設施需求響應水平均處于較低水平，是未來戶外健身設施優化提升的重點片區。對比3類群體可以發現，老年群體的設施需求響應水平比其他2類群體高，其中需求響應水平較低區域主要集中在西部和南部區域。青壯年群體的需求響應水平分布與兒童群體接近，但總體水平相對更高，這2個群體需求響應水平較低區域主要集中在東、西兩大片區。

圖9 “居住小區—生活圈居住區”兩級評價體系的總體需求響應度評測結果Evaluation results of demand responsiveness of the two-level evaluation system of “residential community - life-circle residential area”

3 討論與策略

在高密度環境下場地類設施在服務過程中具有相對較高的彈性共享度，其平均容量在各類設施中居于前列，該類設施集中的區域能顯著提升周邊各類群體的需求響應指數，在用地條件適宜情境下可作為優先發展的設施類型。步道類設施的平均服務模塊數量雖較少，但容量較高，能夠在高密度環境下為居民提供戶外健身需求的基礎服務，尤其能夠提升老年群體的需求響應水平，其建設門檻和成本也相對較低，可結合既有城市道路、水系等線性開放空間設置。

對于不同群體而言，青壯年群體由于受限較少，適用的戶外健身設施數量和模塊類型相對最多，但該群體人口比重遠高于兒童和老年群體，因而其需求響應指數更難達到較高水平，因此評價結果中大部分居住小區及生活圈居住區青壯年群體的需求響應水平為中等偏低。與之對應，老年群體適用戶外健身模塊數量相對較少，如果特定區域中的設施服務對老年群體兼容性較低，就很容易導致他們的需求響應指數較低。但由于老年群體在人口中占比較低，要達到與其人口份額同等水平的設施配置規模相較青壯年群體要容易得多，因此老年群體的需求響應指數總體水平在3類群體中相對較高。兒童群體雖然人口占比也較低，且活動限制也比老年群體少，但經本研究實驗數據計算得出兒童戶外健身需求強度是其他2類群體的約3.7倍，響應該群體健身需求的戶外健身設施規模相較其他2類群體要大得多，因此目前在老城區的需求響應總體水平相對最低，是后續規劃需重點關注的群體對象。

結合老城區評價結果，待優化地段及對應策略如下：1）對于設施嚴重不足、3類群體需求響應指數均較低的地段，可優先通過增補步道類設施來解決戶外健身機會的有無問題，并均衡置入各類設施為各類居民群體提供多樣公平的戶外健身機會；2）對于設施可達性適中但特定群體需求響應水平較低的地段，可通過增補該群體適用的戶外健身設施，同步提升設施的群體可達性和服務公平性；3）對于設施可達性較高但特定群體需求響應水平較低的地段，可通過對既有戶外健身設施的定向改造優化，如服務模塊置換或增補，為該群體定向增加健身機會，優化健身資源分配的公平性。

4 總結

綜合而言，在群體戶外健身需求多元化以及設施服務動態化背景下，本研究結合高密度建成環境下戶外健身設施彈性共享的服務特征，建立了細粒度的群體需求分析法和設施服務模塊化分解法，以此對南京市老城區戶外健身設施服務能力及其服務目標群體進行梳理，從而在戶外健身設施的供需端之間有效地建立聯系紐帶，有助于識別戶外健身設施服務短板并提出精準優化的策略，為今后相關城市的戶外健身設施規劃提供有效的工具借鑒。

但需注意的是，需求響應指數評價雖能對戶外健身資源在群體間的分配狀態展開精細化衡量，但其反映的僅是設施配置狀態的一個方面，還需結合可達性、設施質量、規模、多樣性等其他指標才能為規劃策略或方案制定提供完整的決策依據。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制，其中圖3、6～9的底圖中的南京老城范圍源自《南京歷史文化名城保護規劃》，道路數據源自https://www.openstreetmap.org/。