王 崑, 岳 璐, 王 靜

(東北農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院，哈爾濱 150030)

近年來，“步行友好”“綠色出行”等低碳交通理念頻頻出現(xiàn)于政府文件及媒體報道中，體現(xiàn)了中國政府對“步行城市”建設(shè)的重視程度日益加強，人們對步行出行方式也形成了廣泛共識。目前大學校園內(nèi)針對機動車道的設(shè)計較為完善，而使用者最多的步行道設(shè)計卻沒有受到相應(yīng)的重視，反映出在校園規(guī)劃時對可步行性的忽視[1]。經(jīng)濟高速發(fā)展、城市規(guī)模擴張使校園的發(fā)展趨于城市化與開放化，這給校園的道路交通以及師生的學習和生活造成一定的影響。因此，國家也越來越重視對大學校園環(huán)境的建設(shè)，尤其是步行環(huán)境方面的建設(shè)。寒地城市氣候特殊，尤其在冬季，降雪頻繁、氣溫低、道路易結(jié)冰，交通方式選擇受限，師生更多選擇步行出行。寒地大學校園步行環(huán)境建設(shè)難度較大，對寒地大學校園可步行性方面的研究顯得十分重要。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象概況

寒地指中國東北部嚴寒和寒冷地區(qū)，主要分布在黑龍江省、吉林省、遼寧省及內(nèi)蒙古自治區(qū)。其中，黑龍江省哈爾濱市、吉林省長春市、遼寧省沈陽市的冬季嚴酷性指數(shù)分別為51、41、32，哈爾濱市冬季嚴酷性指數(shù)較高[14]?；诖耍跃哂械湫秃爻鞘刑卣鞯墓枮I市為例，對哈爾濱市的大學校園可步行性進行評價研究。

哈爾濱市高校眾多，綜合考慮哈爾濱各個公立大學的地理位置、建校時間、學校規(guī)模、學校類型、發(fā)展建設(shè)情況等因素，選擇哈爾濱工業(yè)大學(包括一校區(qū)及科技園)、黑龍江大學以及東北農(nóng)業(yè)大學為實證調(diào)研的目標地點(表1)，其校園道路現(xiàn)狀如圖1所示。哈爾濱工業(yè)大學與黑龍江大學屬于典型的分離型高校，地理位置上相比東北農(nóng)業(yè)大學分布較廣，校園被市政道路穿越分隔，分離校區(qū)間步行交通需求較突出，校區(qū)間的街道設(shè)立過街天橋或地下通道，方便師生通過。東北農(nóng)業(yè)大學位于城市遠郊地區(qū)，土地資源較充足，車行交通在校園內(nèi)形成環(huán)路系統(tǒng)，環(huán)路內(nèi)布置步行系統(tǒng)。

1.2 評價方法

寒地大學校園可步行性評價模型構(gòu)建流程如圖2所示。

1.2.1 構(gòu)建評價指標體系和指標因子權(quán)重

綜合已有可步行性方面的研究，評價指標的初始選擇主要從作用機理維度[15](包括土地開發(fā)、道路網(wǎng)絡(luò)、微觀環(huán)境)對步行環(huán)境進行量化，即將步行者對步行環(huán)境的4大步行需求[16-18](圖3[19])作為主要考量因素。依據(jù)國家相關(guān)規(guī)范標準，參考現(xiàn)有國內(nèi)外對可步行性研究評價的指標、可步行性相關(guān)理論以及相關(guān)學科的科研成果，聽取行業(yè)專家意見及建議，結(jié)合學校師生步行需求，利用交叉法和層次分析法，整理出具有代表性的、符合本國國情、使用頻度高且能夠應(yīng)用在寒地大學校園可步行性評價體系中具有較強針對性的指標，包括設(shè)施水平、環(huán)境水平和運行水平3個項目層因子，步行交通網(wǎng)絡(luò)、氣候因子、步行空間景觀等8個因素層因子，步行道路網(wǎng)密度、冬季戶外服務(wù)設(shè)施使用率、氣溫舒適度、冰雪景觀豐富性、步行交通量等27個指標層因子通過征詢專家意見，對指標作出進一步調(diào)整。如因素層 “道路設(shè)施”替換為“道路建設(shè)”， “環(huán)境建設(shè)”替換為“步行空間景觀”；指標層“步行道低阻礙度”替換為“步行道被占用比例”，刪除與校園可步行性評價研究關(guān)聯(lián)度不強的、不合理的“步行道平均長度”“阻車樁設(shè)置比例”和“監(jiān)控設(shè)備”3項指標，增加“機動車減速裝置”“引導標識易讀性”“冬季戶外服務(wù)設(shè)施利用率”以及“可視化密度”幾項指標，最終形成寒地大學校園可步行性評價指標體系。

表1 調(diào)研高校概況Table 1 The general situation of the universities studied

圖1 調(diào)研高校路網(wǎng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀Fig.1 The status of road network structure of universities studied

圖2 寒地大學校園可步行性評價體系構(gòu)建流程Fig.2 The flow chart of the construction of the evaluation system of the walking ability of the university campus in cold regions

圖3 步行層級需求分布演變[19]Fig.3 The evolution of the demand distribution of the walking level[19]

在此基礎(chǔ)上，運用德爾菲法、1-9比例標度法對20位專家開展問卷調(diào)查，獲得各個層次指標因子進行兩兩比較的判斷矩陣，以此確定各個評價指標的權(quán)重。利用MATLAB(R2014b版本)數(shù)學軟件，通過運行程序“[V，D]=eig(A)”求解判斷矩陣的最大特征根λmax，對λmax進行一致性檢驗，檢驗通過的判斷矩陣通過運行程序“W=V(∶,1)/sum(V(∶,1))”求解其歸一化特征向量(權(quán)重系數(shù))W，經(jīng)計算去除4個一致性檢驗失敗的判斷矩陣，將其余16個歸一化特征向量W算術(shù)平均數(shù)作為評價體系各指標的權(quán)重系數(shù)Wi[20](表2)。

1.2.2 制定評分標準

定義2.1 稱偽BCI-代數(shù)X上的一個猶豫模糊集叫做X的一個猶豫模糊反群濾子，如果滿足(HF1)，且對任意x,y,z ∈ X, 有

在目前研究中尚未有一個統(tǒng)一、確定的評價規(guī)范準則[21]。對各個不同量化方式的指標進行參考值的標準化轉(zhuǎn)換，制定系統(tǒng)的、科學的、有針對性的、符合大學校園實際情況與特點的可步行性評價的評分標準，將描述各指標的實際值轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一量綱的評價值，最大限度地實現(xiàn)指標的量化和標準化處理。

(1)定性評價。通過量化的手段處理定性指標，使定性指標能夠與定量指標在同一標準下進行比較、分析。運用模糊綜合評價法，按照李斯特量表確定的5個等級，即很差、較差、一般、良好、優(yōu)秀，將取值范圍定為0～20、21～40、41～60、61～80、81～100，通過人們最直觀的感受對定性評價指標進行打分。

(2)定量評價。定量評價的指標在制定評分標準時主要分為3部分。第1部分依據(jù)住建部頒布的《大學校園規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》、《步行和自行車交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計導則》和《城市道路交通設(shè)計規(guī)范(GB 50220—95)》，公安部交管局頒布的《城市道路交通管理評價指標體系》，中國綠建委頒布的《綠色校園評價標準》等國家相關(guān)規(guī)范、標準；第2部分基于國內(nèi)外現(xiàn)有可步行性評價指標的評分標準，對符合大學校園的評價指標的評分標準進行參考；第3部分將選取的指標項分解為若干評價要素，由各個評價要素通過加權(quán)計算的得分進行評價。具體的評價標準如表3所示。

表2 大學校園可步行性評價體系各指標因子的權(quán)重系數(shù)Table 2 The weight coefficient of each index factor in the walkability evaluation system of university campus

表3 定量類指標因子的評分標準Table 3 Evaluation standards of quantitative index factors

1.2.3 模糊綜合評價

根據(jù)各評價指標所得調(diào)查數(shù)據(jù)，采用百分比統(tǒng)計法統(tǒng)計問卷結(jié)果獲得各定性及定量指標因子評語集[22]，將隸屬度匯總得到模糊判斷矩陣Ri，分級作模糊綜合評價。根據(jù)前人的研究確定大學校園可步行性評價的等級標準(表4)，等級參數(shù)為C=[30，65，75，85，95]T。運用等級參數(shù)評判法，與各級模糊綜合評價結(jié)果Bi加權(quán)平均計算得出各指標因子及園區(qū)綜合評價結(jié)果分值A(chǔ)，最終確定可步行性評價等級，得出評價結(jié)論。

利用MATLAB數(shù)學軟件按照下式進行矩陣運算：

Bi=WiRi；A=BiC

(1)

式(1)中:Bi為指標體系中B層第i個指標所包含的其下一層指標元素相對于它的綜合模糊運算結(jié)果；Wi為指標體系中B層第i個指標下一層各指標元素相對于它的權(quán)重；Ri為第i級各指標因子評價隸屬度矩陣；A為目標層最終評價結(jié)果分值；C為評分等級參數(shù)。

表4 寒地大學校園可步行性評價評判標準Table 4 Evaluation criteria for walkability of campuses in cold regions

2 結(jié)果與分析

基于上述評價模型，對哈爾濱市3所高校校園進行可步行性評價，結(jié)果如下：

2.1 指標層因子評分結(jié)果

根據(jù)最大隸屬度原則可以看出，3所學?？刹叫行远恐笜吮榷ㄐ灾笜说恼w評價較高，定性指標等級分布中除黑龍江大學步行道鋪裝D3評價為較差，其他評價為一般和良好；定量指標等級分布參差不齊，哈爾濱工業(yè)大學和黑龍江大學在步行道路網(wǎng)連接度D8方面評價為優(yōu)秀，黑龍江大學在步行道路網(wǎng)密度D7方面評價為優(yōu)秀，而東北農(nóng)業(yè)大學在步行出行分擔率D27方面評價較差，除上述之外均表現(xiàn)為良好或一般。

3所高校在步行交通量D25方面表現(xiàn)最為優(yōu)秀，可能因為校園是一個人流集中的場所，課間人流量瞬間“爆發(fā)”，常在不同宿舍樓和教學樓區(qū)域之間形成人流互動。黑龍江大學在步行道被占用比例D5、道路級配評判合理性系數(shù)D6、步行道路網(wǎng)密度D7優(yōu)勢明顯，在步行道鋪裝D3、休閑運動設(shè)施健全性D9、常綠與落葉植物比例D21劣勢明顯；哈爾濱工業(yè)大學在機動車減速裝置D2、步行道鋪裝D3、步行道寬度D4、休閑運動設(shè)施健全性D9、照明設(shè)施良好性D10等方面優(yōu)勢明顯；東北農(nóng)業(yè)大學在風速適宜性D16、空氣質(zhì)量指數(shù)D18、綠化覆蓋率D20等方面具有一定優(yōu)勢,在冰雪景觀豐富性D23劣勢明顯，是因為學校對營造校園冬季冰雪景觀的關(guān)注度不夠，另外在步行出行分擔率D27評分也較低，原因是農(nóng)大內(nèi)校車以及共享單車出行產(chǎn)生的交通量占一定比例(圖4)。

圖4 3所大學定性、定量指標等級分布Fig.4 Rank map of qualitative and quantitative indicators of the three universities

2.2 因素層因子評分結(jié)果

3所高校在氣候因子C4和環(huán)境質(zhì)量C5方面表現(xiàn)相近。哈爾濱工業(yè)大學在道路建設(shè)C1、公共設(shè)施C3、行人服務(wù)水平方面C7方面評分較高，黑龍江大學在步行道路網(wǎng)絡(luò)C2方面優(yōu)勢明顯，在步行空間景觀C6方面劣勢明顯，而東北農(nóng)業(yè)大學在步行空間景觀C6有一定優(yōu)勢，在步行交通運行水平C8方面劣勢明顯(圖5)。

2.3 項目層因子評分結(jié)果

3所高校各項目層因子評分不相上下，其中哈爾濱工業(yè)大學在設(shè)施水平B1和運行水平B3均高于其他兩所學校，東北農(nóng)業(yè)大學在環(huán)境水平B2方面與哈爾濱工業(yè)大學水平相當，且明顯高于黑龍江大學(表5)。

3 校園可步行性優(yōu)化策略

哈爾濱工業(yè)大學校內(nèi)人車分隔措施較多，且在生活區(qū)內(nèi)單獨設(shè)置步行區(qū)域，區(qū)域內(nèi)步行道較寬且平整，人流量較大。校園內(nèi)教學區(qū)及生活區(qū)通往科技園采用沿馬家溝河設(shè)步行道，豐富步行體驗，但教學及生活區(qū)域綠化面積較少，植物搭配種植較少，常綠與落葉植物比例D16及綠化覆蓋率D19不高。黑龍江大學步行道路整體路面凹凸不平且鋪磚透水性較差，雨季道路常積水，路面徑流污染，冬季道路常積雪，影響步行的安全性，相關(guān)的公共設(shè)施陳舊，此外步行空間景觀整體較差，校園面積較大，整體是較為傳統(tǒng)的規(guī)整式布局，以棋盤方格網(wǎng)狀的道路形式組織交通，步行交通網(wǎng)絡(luò)整體較好，步行出行分擔率D27較高，但步行行為具有陣發(fā)性和爆發(fā)性，學生在上下課時尤其愛選擇“捷徑”。東北農(nóng)業(yè)大學在步行空間的景觀方面雖然表現(xiàn)相對較好,但存在綠地景觀綠化有余、美化不足的問題，一味追求綠量的最大化而忽視了植物景觀的美感，還有大量樹池位于步行道中央，占用步行空間，出現(xiàn)“人為樹讓路”的現(xiàn)象。校園面積大，但土地利用較不合理，大量空地閑置，公共活動空間覆蓋率D24不高。校園照明設(shè)施和人車分離的措施較少，存在一定安全性隱患。針對3所高校存在的問題，相應(yīng)優(yōu)化策略包括：

圖5 指標層因子評分值Fig.5 The score value of index layer

表5 目標層、項目層、因素層因子評分值Table 5 The score value of target layer, project and factor layer

(1)多維混合地使用校園用地，豐富冬季可步行區(qū)域。將道路空間進行整合，從豎向上擴展空間維度，如開拓地下空間，建立地下停車場，減少占用地上步行道停車的情況；利用寒地大學校園里特殊而常用的步行路徑，包括各種室內(nèi)、地下等，甚至可以結(jié)合建筑與建筑間的連廊、架空廊或沿建筑單側(cè)設(shè)置外廊或其他遮擋冬季風雪的設(shè)施構(gòu)建可步行性交往空間[23]，增加各功能區(qū)之間的互動性，還可加入環(huán)校步道供師生散步、跑步等。

(2)豐富校園植物景觀層次，增加綠化面積。采用喬灌草植物相結(jié)合的種植方式營造豐富的景觀層次。植物種植考慮“雪”這一元素以形成冬季的特色景觀，吸引步行者駐足體驗。采用路緣石擴展池設(shè)施結(jié)合適宜的植物,冬季將積雪清掃后堆放在路緣石擴展池設(shè)施中，合理利用積雪，減少道路積水、積雪的情況，以多樣的綠植種植形式豐富空間和色彩的視覺感受，增加綠化覆蓋率。

(3)改善路面鋪裝建設(shè)，增設(shè)道路雨雪處理體系。建設(shè)友好型校園步行道，保證步行道鋪裝的平整度和整潔度。將現(xiàn)有的凹凸不平的步行道進行重新鋪設(shè)，路面鋪裝換成透水性較好的透水磚等鋪裝材質(zhì)，結(jié)合植被淺溝等道路綠色基礎(chǔ)設(shè)施，為冬季路面積雪提供儲存場地，解決路面易結(jié)冰打滑的問題。透水鋪裝色彩還可以豐富冬季單一、蕭條的環(huán)境，從心理上緩解冬季的寒冷感，增加校園師生的步行活動意愿。

(4)規(guī)劃適應(yīng)景觀環(huán)境的便捷道路，實現(xiàn)交通最短，減少師生到各個場所的繞路情況，增加公共設(shè)施的便捷性且能夠避免周邊環(huán)境及綠化遭受不必要的破壞；建立連通的、循環(huán)的、小尺度的、活動滲透性高的校園交通網(wǎng)絡(luò)，進而形成“短距高頻”的符合寒地氣候特征與大學生行為規(guī)律的目的性步行模式。

(5)激活校園負空間，院落圍合式進行保溫。利用校園閑置空地在冬季增加冰雪景觀，如組織學生進行雪雕景觀設(shè)計競賽，增加學生冬季步行外出的活動次數(shù)，創(chuàng)造出的雪雕作品作為冬季校園景觀，增加冬季校園景觀豐富性；利用大面積閑置場地開設(shè)雪地足球、冰場等活動空間。充分利用建筑圍合空間[24]，院落圍合式的建筑可以引導寒風，減少暴露在寒冷環(huán)境中的建筑面積，增加太陽光的照射，形成陽光院落，增加冬季活動場所的熱舒適度，解決校園缺乏室外活動場地的問題，使校園空間被充分利用。

(6)注重步行者的安全性需求，增設(shè)部分設(shè)施。有針對性地增設(shè)照明設(shè)施可以節(jié)約能源、增強步行道的安全性。如在夜間比較隱蔽、步行時有安全隱患的地方增加照明設(shè)施；在公共建筑和廣場進行區(qū)段節(jié)點亮化；在沿路綠化帶和建筑圍合的庭院空間，利用現(xiàn)代高科技的各色泛光燈照亮植被，采用草坪燈等烘托環(huán)境。在保證步行道視線通暢性的前提下，根據(jù)校園不同的功能區(qū)設(shè)計帶有綠化隔離帶的步行道，在用地面積較小的步行道采用阻車樁等車止設(shè)施、護欄以及路緣石等進行人車分離，降低機動車對步行活動的干擾。

4 結(jié)論

在對3所寒地大學校園可步行性研究中得出以下結(jié)論。

(1)依據(jù)評價指標體系的構(gòu)建原則，從設(shè)施水平、環(huán)境水平、運行水平3方面對寒地大學校園可步行性進行評價。項目層影響因素表現(xiàn)為設(shè)施水平>環(huán)境水平>運行水平；因素層影響因素表現(xiàn)為：步行交通網(wǎng)絡(luò)>氣候因子>公共設(shè)施>步行空間景觀>行人服務(wù)水平>道路建設(shè)>步行交通運行水平>環(huán)境質(zhì)量。

(2)通過對建立的模糊綜合評價模型進行計算，哈爾濱工業(yè)大學、黑龍江大學、東北農(nóng)業(yè)大學3所大學校園可步行性評價值分別為83.03(良好)、81.71(良好)、79.36(一般)。

運用層次分析法和模糊綜合評價法將定性分析與定量分析相結(jié)合而構(gòu)建的寒地大學校園可步行性評價模型彌補了國內(nèi)常用的可步行性測度方法——步行指數(shù)法帶來主體步行感受的局限性，豐富了風景園林領(lǐng)域在此方面的研究。同時希望提出的關(guān)于優(yōu)化寒地大學校園步行環(huán)境的建議能為寒地校園步行環(huán)境建設(shè)提供一定借鑒意義。