朱天宇, 孫　明,2

(1.東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)設(shè)計研究中心，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150090)

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基于魚骨圖及主成分分析社區(qū)公共安全承載力與規(guī)劃管理對策*

朱天宇1, 孫明1,2

(1.東北林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院 城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)設(shè)計研究中心，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150090)

摘要:近年來，對“居民滿意度”的評價研究愈發(fā)重視，社區(qū)作為居民日常生活的必需場所，關(guān)于社區(qū)公共安全評價也尤為重要。建立定量化城市社區(qū)公共安全規(guī)劃體系是促進社區(qū)公共安全發(fā)展的重要有效措施之一。根據(jù)社區(qū)公共安全承載力評價體系的構(gòu)建原則，選取6個一級指標(biāo)，14個二級指標(biāo)，運用魚骨圖分析法建立社區(qū)公共安全體系。在全國范圍內(nèi)選取的14個社區(qū)和《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》上下限值，結(jié)合統(tǒng)計軟件SPSS，采用主成份分析法(PCA)，找出影響社區(qū)公共安全規(guī)劃的主要影響因子。同時對選取的社區(qū)進行公共安全承載力排序，通過定量化分析提出公共安全規(guī)劃與管理對策，為提高社區(qū)公共安全承載力提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞:社區(qū)；公共安全；魚骨圖；主成分分析法(PCA)；規(guī)劃管理

當(dāng)前城市自然災(zāi)害和人為災(zāi)害突發(fā)狀況呈現(xiàn)出復(fù)雜且多發(fā)的趨勢，而社區(qū)作為城市構(gòu)成的基本單元，也是應(yīng)對災(zāi)害發(fā)生的基本組成力量。然而社區(qū)規(guī)劃一直是遵照《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》[1]進行設(shè)計的，至于社區(qū)的公共安全規(guī)劃也很少在具體規(guī)劃設(shè)計中考慮。對于社區(qū)公共安全規(guī)劃設(shè)計大多是按照以往的經(jīng)驗定性設(shè)計，這樣也就缺少定量化的分析，不能為社區(qū)公共安全規(guī)劃設(shè)計做更好的規(guī)劃設(shè)計依據(jù)。

1社區(qū)公共安全概況

社區(qū)作為城市構(gòu)成的基本單元[2]，社區(qū)公共安全就是城市公共安全的基本保障。自我國住房政策改革后，城市居民鄰里模式由原先的“單位鄰里”型逐漸發(fā)展成新的“社會鄰里”型，社區(qū)成員組成也由原來的“單位人”逐漸向“社會人”轉(zhuǎn)變[3]。同時，大量農(nóng)村人口涌入城市，社會流動人口增加，這些因素都在影響著社區(qū)公共安全。

1.1社區(qū)公共安全定義

社區(qū)公共安全是指一定區(qū)域內(nèi)，社區(qū)居民的地區(qū)居住環(huán)境，管理制度以及公共服務(wù)能力等外部環(huán)境的穩(wěn)定程度，主要是指在該區(qū)域范圍內(nèi)大多數(shù)人的生命健康以及公私財產(chǎn)安全[4]。

1.2社區(qū)災(zāi)害風(fēng)險類型

近年來，全球災(zāi)害發(fā)生頻繁，城市重大安全事件呈多發(fā)態(tài)勢。由于災(zāi)害的多樣性、人類認(rèn)識自然能力的相對局限性、人類控制自然手段的有限性、人類對自身行為控制能力的缺陷和各種社會矛盾的客觀存在，城市公共安全工作面臨著多重挑戰(zhàn)[5]。社區(qū)作為城市的基本組成部分，影響社區(qū)的災(zāi)害風(fēng)險來自于自然因素和人為因素[6]。其中自然因素主要是地震、洪澇等；人為因素主要是治安事件、火災(zāi)、爆炸、高處墜落等。社區(qū)與災(zāi)害之間關(guān)系如圖1所示。

圖1　社區(qū)與災(zāi)害關(guān)系圖

原名稱現(xiàn)名稱建筑密度/%容積率日照間距系數(shù)人口毛密度/(人/hm2)住宅建筑套毛密度/(套/hm2)住宅建筑面積毛密度/(m2/m2)幼兒園建筑面積毛密度/(m2/hm2)綠地率/%小學(xué)建筑面積毛密度/(m2/hm2)醫(yī)療設(shè)施建筑面積毛密度/(m2/hm2)其他配套設(shè)施建筑面積毛密度/(m2/hm2)停車率/個/戶道路面積毛密度/(hm2/hm2)商服建筑面積毛密度/(m2/hm2)建國社區(qū)地塊1哈爾濱A社區(qū)0.172.121.17612.99175.142.047.740.4459.955.624039.560.570.14727.02科技新苑地塊1哈爾濱B社區(qū)0.211.531.15432.00123.431.2714.910.150.006.652974.470.500.191519.03科技新苑地塊2哈爾濱C社區(qū)0.191.851.20685.85195.962.0717.560.200.000.005975.430.610.161158.40建國社區(qū)地塊2哈爾濱D社區(qū)0.651.671.17548.55156.731.6416.130.170.003.604352.320.560.181353.45建國社區(qū)地塊7哈爾濱E社區(qū)0.171.951.04506.19202.481.8718.260.390.000.00862.070.400.16334.26建國社區(qū)地塊3哈爾濱H社區(qū)0.242.621.09390.27156.112.0224.080.390.0012.048070.990.520.36218.05建國社區(qū)地塊5哈爾濱I社區(qū)0.322.721.02352.60141.041.5035.040.380.000.0012165.540.180.410.00萬豪社區(qū)吉林A社區(qū)0.212.300.99165.8466.340.7163.530.460.0014.1411233.920.730.224922.77香云社區(qū)連云港A社區(qū)0.241.851.24502.00157.001.6971.050.360.0071.05115.450.340.121110.12柏悅星城哈爾濱J社區(qū)0.224.011.53807.25322.903.8685.380.380.0051.232777.020.370.39878.54精品社區(qū)北京A社區(qū)0.253.401.581120.06448.022.9081.360.300.0054.24171.430.420.472398.60鼎典家園連云港B社區(qū)0.241.311.46396.13123.801.2093.790.360.0048.49717.670.500.27700.13華南城福州A社區(qū)0.171.771.33387.91110.891.67201.240.520.007.3327.590.580.24790.17科技新苑地塊3哈爾濱K社區(qū)0.181.621.19588.68168.191.51157.850.42134.1214.441140.000.440.121020.32《規(guī)范》指標(biāo)下限0.201.101.50233.0060.000.9424.200.2573.6199.09391.130.100.09《規(guī)范》指標(biāo)上限0.353.501.80588.00300.002.2845.930.35147.21898.264848.760.500.17

1.3社區(qū)指標(biāo)選取

為了尋找出社區(qū)公共安全的影響因素，本文中在全國范圍內(nèi)選取了14個用地規(guī)模相近的高層社區(qū)或高多層混合社區(qū)，這14個社區(qū)以北方城市社區(qū)為主和部分南方城市社區(qū)，并選取《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱“規(guī)范”)的上下限值作為比照依據(jù)，各社區(qū)和《規(guī)范》上下限具體指標(biāo)數(shù)據(jù)如表1所示，各社區(qū)總平面圖如圖2所示。

2指標(biāo)體系構(gòu)建

魚骨圖是由日本大師石川馨發(fā)明的，通過此方法可以發(fā)現(xiàn)問題根本原因，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于質(zhì)量管理和安全系統(tǒng)工程中[7]。參照俞靈燕[8]的社區(qū)安全指數(shù)指標(biāo)以及居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計指標(biāo)，借助于魚骨圖分析法，綜合考慮我國社區(qū)公共安全實際情況，找出影響城市社區(qū)公共安全的重要指標(biāo)，最終構(gòu)建了6個一級指標(biāo)，選取了14個二級指標(biāo)，其中壓力型指標(biāo)6個和支撐型指標(biāo)8個，如圖3所示。

其中，綠化環(huán)境指數(shù)、公共服務(wù)設(shè)施指數(shù)、交通服務(wù)指數(shù)三大主要因素為社區(qū)公共安全的支撐指標(biāo)，居住區(qū)用地指數(shù)、住宅密度指數(shù)和商業(yè)服務(wù)指數(shù)三大主要因素為公共安全的壓力指標(biāo)。支撐指標(biāo)是指資源能夠供給的能力，用于反映社區(qū)資源支撐的能力。壓力指標(biāo)是指資源消耗的水平，反映社區(qū)資源需求情況。從圖3可以看出，魚骨圖分析法可明晰直觀的觀測社區(qū)公共安全的評價指標(biāo)體系。

3公共安全主成份分析

3.1指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理

PCA-利用降維思想，在保持原指標(biāo)信息不變的前提下重新組合指標(biāo)的方法。參照各社區(qū)的規(guī)劃總體相關(guān)的文本及圖紙文件，結(jié)合實地調(diào)研，對圖2的指標(biāo)體系進行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對統(tǒng)計指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

(1)

(2)

3.2因子分析

利用SPSS的factor過程對數(shù)據(jù)進行因子分析，得出主成分特征值及方差貢獻率(表2)。

表2　主成分特征值及方差貢獻率

由表2可知，前五項的初始特征根(InitialEigenvalues)大于1，并且累計百分比達(dá)到80%以上。由于前5個主成分貢獻率≥80%，結(jié)合表2中變量不出現(xiàn)丟失，所以提取的主成分個數(shù)m=5，得出初始特征根：λ1=4.16，λ2=2.53，λ3=2.08，λ4=1.83，λ5=1.12；主成分貢獻率：r1=29.73，r2=

圖2　各社區(qū)總平面圖

圖3　基于魚骨圖分析的社區(qū)公共安全評價指標(biāo)體系

18.07，r3=14.83，r4=13.06，r5=8.00。

3.3主成分得分分析

通過初始因子載荷矩陣中的五列數(shù)據(jù)，得出特征向量矩陣。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，得出各個社區(qū)的特征向量主成分值Zi(i=1,2,3,4,5)，最后得出14個社區(qū)和《規(guī)范》上下限值的主成分值Z(公共安全承載能力)(表3)。

4公共安全承載力評價結(jié)果分析

從表4可知，在主成分1上，容積率、人口毛密度、住宅建筑套毛密度、住宅建筑面積毛密度、道路面積毛密度承載較強，主成分1主要解釋這五個指標(biāo)，可命名為公共安全基礎(chǔ)需求因子；主成分2上承載較強的指標(biāo)為日照間距系數(shù)、小學(xué)建筑面積毛密度、醫(yī)療設(shè)施建筑面積毛密度、商服建筑面積毛密度、，可命名為公共安全配套設(shè)施保障因子；主成分3上承載較強的是幼兒園建筑面積毛密度、綠地率，可命名為公共安全幼兒及綠化保障因子；主成分4承載力較強的是其他配套設(shè)施建筑面積毛密度，可命名為公共安全其他配套設(shè)施保障因子；主成分5承載力較強的是建筑密度、停車率，可命名為公共安全靜態(tài)交通。完善這五項因子，尤其是前三項因子(對公共安全的貢獻率超過50%)將在較大程度上加強城市社區(qū)公共安全的承載能力。

表3　各社區(qū)公共安全承載能力及排名

從表3可以看出，各社區(qū)的公共安全承載能力存在較大差異，與功能設(shè)施完善程度有著密切的關(guān)系?！兑?guī)范》指標(biāo)上限、北京A社區(qū)、哈爾濱J社區(qū)、吉林A社區(qū)、哈爾濱D社區(qū)公共安全承載能力較強，其中《規(guī)范》指標(biāo)上限明顯優(yōu)于其他社區(qū)，這是由于《規(guī)范》中設(shè)定的功能設(shè)施比較完善，土地利用率、綠化率、公共服務(wù)設(shè)施及交通能力等方面為社區(qū)公共安全提供了很大支持。其次，容積率相對較高的社區(qū)公共安全承載能力明顯高于容積率較低的社區(qū)，但是容積率過高其社區(qū)公共安全承載力呈下降趨勢，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)容積率在接近于3.5時公共安全承載力最高。從表4旋轉(zhuǎn)成分矩陣來看：①哈爾濱B社區(qū)、哈爾濱I社區(qū)、哈爾濱E社區(qū)公共安全承載力得分較低，影響因素主要是多高層混合社區(qū)，日照間距較小，土地綠化率不高，應(yīng)加強公共安全基礎(chǔ)設(shè)施的投入，提高本社區(qū)的承載能力；②各社區(qū)應(yīng)完善社區(qū)基本服務(wù)設(shè)施建設(shè)，尤其是教育、醫(yī)療和商業(yè)服務(wù)方面，增強社區(qū)公共安全承載能力。

表4　旋轉(zhuǎn)成份矩陣

5結(jié)論與對策

社區(qū)是災(zāi)害的直接受體，也是防災(zāi)減災(zāi)的主體。城市安全社區(qū)就是秉承防災(zāi)減災(zāi)的觀點，通過規(guī)劃設(shè)計手段，為居民提供更為全面的、便捷的、安全的居住空間。

(1)在主成分1中，各指標(biāo)與公共安全承載力呈拋物線分布，各指標(biāo)的拐點值分別是容積率3.5，人口毛密度588，住宅建筑套毛密度300，住宅建筑面積毛密度2.28，道路面積毛密度0.17。在空間布局上倡導(dǎo)采用“小封閉大開放”的社區(qū)空間結(jié)構(gòu)模式，抑制目前全封閉社區(qū)*注：全封閉社區(qū)，文中指社區(qū)內(nèi)部交通與外部交通聯(lián)系不順暢，且內(nèi)部交通呈樹枝狀，盡端路較多的社區(qū)。模式的蔓延[9]。對住宅用地相對減少，公共服務(wù)設(shè)施用地則相對增加，滿足社區(qū)內(nèi)居民的日常生活需求。

(2)在主成分2中，各指標(biāo)與公共安全承載力呈曲線上升分布，這就說明公共服務(wù)設(shè)施相對完善的社區(qū)可以更利于居民生活需求，也更好地適應(yīng)城市發(fā)展。現(xiàn)在的社區(qū)大多采用全封閉管理，用地緊張，配套設(shè)施不完善，因此應(yīng)該打破全封閉管理模式，配套設(shè)施相對較為完善的社區(qū)可以向臨近配套設(shè)施短缺的社區(qū)提供服務(wù)，資源共享，使服務(wù)設(shè)施的使用率達(dá)到最大化。

(3)在主成分3、4、5中，各指標(biāo)與公共安全承載力呈拋物線分布，各指標(biāo)的拐點值分別是幼兒園建筑面積毛密度45.93，綠地率0.35，其他配套設(shè)施建筑面積毛密度4 848.76，建筑密度0.35，停車率0.5。應(yīng)鼓勵中小尺度的院落式/街坊式布局[10]，注重基本居住單元內(nèi)住宅單元圍合的院落空間，營造歸屬感和安全感，同時也要滿足基本的日照間距要求。打破封閉式管理，避免社區(qū)采用自足的、對外封閉的內(nèi)向型樹狀結(jié)構(gòu)，減少盡端路；降低內(nèi)部交通和外部交通的繞行距離，注意內(nèi)部交通和外部交通的融合，從而提高內(nèi)部主要道路交通的使用效率。

(4)管理上要建立防災(zāi)和應(yīng)急預(yù)案

根據(jù)數(shù)據(jù)分析顯示，公共安全承載力較高的社區(qū)其防災(zāi)和應(yīng)急管理體系也相對完善，如圖5所示。社區(qū)防災(zāi)工作以街道為單位建立公共安全風(fēng)險轉(zhuǎn)移分擔(dān)機制，摸清底數(shù)，建立完善的數(shù)據(jù)庫[11]，確定社區(qū)的致災(zāi)因子。以災(zāi)害風(fēng)險評估為基礎(chǔ)，針對社區(qū)所面臨的災(zāi)害類型，有針對性地采取減災(zāi)措施，并制定出相應(yīng)的社區(qū)防災(zāi)計劃，社區(qū)居民要進行防災(zāi)教育和演練。

圖5　防災(zāi)及應(yīng)急關(guān)系圖

所謂應(yīng)急管理，就是平時做好防災(zāi)基礎(chǔ)，可以在災(zāi)害發(fā)生時，社區(qū)應(yīng)依事先擬定的災(zāi)害應(yīng)急計劃，在第一時間展開各方參與的社區(qū)聯(lián)動救援[12]。政府協(xié)調(diào)各救援機構(gòu)、公眾組織等之間的工作關(guān)系[13]，充分利用各部門工作職能，擬定具體救援措施并予以實施，注意避免功能浪費，將災(zāi)害所造成的損失降到最低。通過建立社區(qū)與消防機構(gòu)的日常合作機制，促進民間力量的消防參與、民眾自救能力的提高，以及社區(qū)消防器材的充分配置等，并建立社區(qū)層面的緊急醫(yī)療救護機制[14-16]。

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Capacity and Planning Management Measure of Community Public SafetyBased on Fishbone Diagram and Principal Component Analysis

Zhu Tianyu1and Sun Ming1, 2

(1.UrbanandRuralPlanningDesignResearchCenter,SchoolofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,

Harbin150040,China; 2.SchoolofArchitecture,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)

Abstract:In recent years, more and more attentions are focused on the evaluation research on resident satisfaction. As community is a necessary place for residents' daily life, its public safety evaluation becomes significantly important. The establishment of a quantitative system of public safety planning for city communities is one of the important and effective measures to promote the development of the public safety of communities. According to the principles of the construction of an evaluation system of community public safety capacity, 6 first-level indicators and 14 second-level indexes are selected by using fish bone diagram analysis method to establish the community public security system. Based on the 14 chosen communities nationwide and the upper and lower limit values of Code of Planning and Design of Residential Districts, combined with statistical software SPSS, main influence factors of planning for community public safety are found out by Principal Components Analysis (PCA). Meanwhile, bearing capacities of public safety of the selected communities are sequenced. Planning and management measures of public security are proposed by quantitative analysis, which could provide reference for improving bearing capacity of community public safety.

Key words:community; public safety; fishbone diagram; Principal Components Analysis (PCA); planning management

doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2015.02.040

中圖分類號：X43

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-811X(2015)02-0215-05

作者簡介：朱天宇(1987-)，女，黑龍江哈爾濱市人，碩士研究生，助理工程師，從事社區(qū)公共安全規(guī)劃研究.E-mail：ztyheb@163.com 通訊作者:孫明(1975-)，男，吉林長春市人，城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)博士后，副教授，碩士生導(dǎo)師，國家注冊城市規(guī)劃師，從事災(zāi)害學(xué)和城市公共安全規(guī)劃與管理研究. E-mail：30949592@163.com

基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(DL13CB15)；中國博士后科學(xué)基金項目“基于環(huán)境承載力的城市公共安全規(guī)劃理論與方法研究”(2014M551247)；國家自然科學(xué)基金項目“重大災(zāi)害應(yīng)急物資籌集與隨機終止模型及其仿真研究”(71372091)

收稿日期：2014-11-05修回日期：2014-12-10