文/內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)綠色建筑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 呂方超 孔繁榮 其布日

1 背景

為應(yīng)對(duì)突發(fā)的新冠肺炎疫情，我國(guó)展現(xiàn)出極大的應(yīng)變力與執(zhí)行力。但疫情讓人們意識(shí)到所處的城市空間并沒(méi)有想象中安全，各類城市災(zāi)害頻發(fā)使大眾聚焦于城市的防災(zāi)避險(xiǎn)空間。一旦再次發(fā)生城市災(zāi)害，如地震、火災(zāi)、洪澇，甚至是類似于新冠肺炎疫情的公共衛(wèi)生事件等，城市防災(zāi)空間能否發(fā)揮其功能是目前城市防災(zāi)中迫切需檢驗(yàn)的問(wèn)題。

1.1 研究意義

城市公園已成為城市重要的防災(zāi)避險(xiǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究指出，城市公園的結(jié)構(gòu)和布局能對(duì)災(zāi)害預(yù)防和緊急避難起到重要作用。日本的城市公園在防災(zāi)避險(xiǎn)方面有較多的探索與研究。1993年，日本《城市公園法實(shí)施令》中對(duì)城市公園的防災(zāi)避險(xiǎn)功能與指標(biāo)建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定[1]。目前我國(guó)對(duì)城市公園的防災(zāi)避險(xiǎn)研究主要集中在選址適宜性，以及“平、災(zāi)”轉(zhuǎn)換等方面[2-3]。李曉玲等[4]對(duì)防災(zāi)公園防災(zāi)功能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出城市公園在作為防災(zāi)和救援場(chǎng)所時(shí)可能具有8種機(jī)能；雷蕓[5]通過(guò)分析日本的防災(zāi)公園體系構(gòu)建，在回顧日本城市防災(zāi)公園發(fā)展的基礎(chǔ)上，闡述城市公園的防災(zāi)功能和空間布局原則，為我國(guó)城市公園防災(zāi)減災(zāi)方面的建設(shè)提供參考依據(jù)；屠夢(mèng)慈[6]運(yùn)用空間句法，對(duì)蘇州城市公園的內(nèi)部空間進(jìn)行防災(zāi)效能的分析，總結(jié)其空間模式，得到分析結(jié)果?？傮w而言我國(guó)學(xué)者對(duì)公園防災(zāi)避險(xiǎn)的研究正逐步從外部空間進(jìn)入內(nèi)部空間。

對(duì)于城市公園防災(zāi)效能，即防災(zāi)公園空間在遇到災(zāi)害時(shí)能否較好履行其核心功能，具體表現(xiàn)為“作為避難場(chǎng)地及時(shí)集聚避難人群”和“作為通避難道及時(shí)疏散避難人群”兩大特點(diǎn)[7]。前者強(qiáng)調(diào)空間便于到達(dá)的能力，后者強(qiáng)調(diào)空間便于通過(guò)的能力。因公園內(nèi)防災(zāi)功能的規(guī)劃與空間組織客觀特點(diǎn)存在差異，在防災(zāi)公園空間組織分析中，不能僅對(duì)其整體情況進(jìn)行分析，還需分析其內(nèi)部匹配的差異性，故對(duì)防災(zāi)公園空間組織有效性進(jìn)行多方分析。

1.2 研究區(qū)域概況

內(nèi)蒙古自治區(qū)幅員遼闊，自治區(qū)城市與我國(guó)其他城市差異性較大，故在公園綠地的防災(zāi)避險(xiǎn)方面同樣存在差異。

研究以內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市新城區(qū)為例，其位于內(nèi)蒙古自治區(qū)首府呼和浩特市的東北部，始建于清朝乾隆四年（1730年），由清代建造的綏遠(yuǎn)城（俗稱“新城”）而得名。新城區(qū)全區(qū)總面積700km2，其中城區(qū)面積55km2。

新城區(qū)公園較多，大型公園多位于新城區(qū)北部，城市南部的公園面積均較小。本文選取新城區(qū)4個(gè)特色公園作為防災(zāi)公園空間有效性分析的研究對(duì)象，分別為成吉思汗公園北園、成吉思汗公園南園、蘇雅拉公園、佳地苗圃花園（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究對(duì)象位置示意

成吉思汗公園位于新城區(qū)東北方向，橫跨成吉思汗大街，分為南、北兩園。成吉思汗公園總面積為56hm2，綠化面積約42hm2。公園原為呼和浩特市的采砂場(chǎng)，地形高低起伏較復(fù)雜。建成公園后仍保持了地形的復(fù)雜性，且南園與北園之間有1條地下通道，穿越成吉思汗大街。

蘇雅拉公園位于新城區(qū)興安北路，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本部東北側(cè)。該公園整體呈矩形分布，總占地面積5.40hm2，綠化面積4.05hm2，綠化率達(dá)75%。

佳地苗圃花園位于哲里木路與呼倫貝爾之間，南鄰賽馬場(chǎng)北路，北到成吉思汗廣場(chǎng)，占地約10hm2。該空地原是非法廢品回收點(diǎn)和垃圾偷倒點(diǎn)，改造前環(huán)境惡劣，后于2017年完成初步改造。

1.3 研究方法

近年來(lái)，空間句法逐漸成為探索人群行為和空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的成熟方法[8]。空間句法通過(guò)將空間量化的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在城市公園的空間分析中，采用視域模型法對(duì)防災(zāi)公園空間進(jìn)行建模，從而得到較合理的空間分析結(jié)果。

Depthmap軟件是基于空間句法原理的主要分析軟件之一，通過(guò)分割空間進(jìn)行建模導(dǎo)入，并將計(jì)算數(shù)據(jù)可視化來(lái)呈現(xiàn)分析結(jié)果。

本文首先用Depthmap軟件建立公園的視域分析圖，然后對(duì)公園的集聚效能和分散效能進(jìn)行對(duì)比分析，從而驗(yàn)證城市公園防災(zāi)避難空間的有效性，最后為城市公園防災(zāi)效能的提升提供優(yōu)化憑據(jù)。

2 防災(zāi)空間集聚效能分析

2.1 整合度分析

整合度反映某個(gè)單元空間與系統(tǒng)中所有其他空間的集聚或離散程度，整合度越高，體現(xiàn)的空間單元可達(dá)性和滲透性越好。整合度代表空間可達(dá)性，它衡量某個(gè)空間作為目的地吸引到達(dá)交通的能力。

通過(guò)整合度結(jié)果可看出，成吉思汗公園北園靠近成吉思汗大街的東南入口廣場(chǎng)、成吉思汗公園南園的中心廣場(chǎng)、佳地苗圃花園的北側(cè)區(qū)域、蘇雅拉公園的東側(cè)入口廣場(chǎng)的整合度最高，說(shuō)明以上區(qū)域?yàn)楣珗@中集聚能力最強(qiáng)的區(qū)域，可最快集聚人群。成吉思汗公園北園西側(cè)區(qū)域、成吉思汗公園南園西側(cè)區(qū)域、佳地苗圃花園東側(cè)區(qū)域和蘇雅拉公園南北兩側(cè)區(qū)域整合度較低，說(shuō)明以上區(qū)域集聚能力較差（見(jiàn)圖2）。雖可直觀地看出每個(gè)公園各自內(nèi)部整合度最高與最低的區(qū)域，但還需橫向比較才能判斷其相對(duì)的集聚能力等級(jí)。

圖2 整合度示意

通過(guò)整理整合度數(shù)值發(fā)現(xiàn)蘇雅拉公園空間的整合度平均值為6.068，整合度標(biāo)準(zhǔn)差為1.645，整合度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差均為4個(gè)公園中數(shù)值最高的公園，說(shuō)明蘇雅拉公園相比其他公園平均可達(dá)性最高，兩極數(shù)據(jù)相差程度最大，集聚核心空間能最大限度地集聚人群，集聚效果最明顯。從該公園的平面圖可知，該公園為多核心類型，且公園東入口空間面積較大，使其擁有良好的集聚性。

佳地苗圃花園整合度標(biāo)準(zhǔn)差最低，為0.254，說(shuō)明其整體空間的可達(dá)性偏差較小，可達(dá)性最高的空間不突出，集聚能力較弱。從平面圖可知，該公園為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)無(wú)核型公園，缺乏較突出的集聚空間，故導(dǎo)致空間集聚效應(yīng)低。

成吉思汗公園南園和北園均為單核心外環(huán)型公園，其整合度平均值和標(biāo)準(zhǔn)差在4個(gè)公園中處于中等位置。兩園入口空間及主要軸線為整合度最高的區(qū)域，該區(qū)域集聚性最高，但空間集聚性不突出。

2.2 協(xié)同度分析

空間的協(xié)同度代表空間系統(tǒng)中不同空間的融合程度，協(xié)同度越高說(shuō)明整體空間和局部空間高可達(dá)的區(qū)域銜接越好，人群越容易從局部理解整體空間結(jié)構(gòu)，整體空間的人流集聚力越強(qiáng)，在集聚時(shí)不會(huì)出現(xiàn)迷路和繞路的情況。

通過(guò)Depthmap軟件對(duì)拓?fù)浒霃脚c拓?fù)浒霃饺到y(tǒng)的整合度進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得出各公園服務(wù)區(qū)域內(nèi)空間協(xié)同度的數(shù)值，如表1所示。

表1 公園空間協(xié)同度

通過(guò)對(duì)4個(gè)城市公園全局空間整合度和局部空間整合度的相關(guān)性對(duì)比，發(fā)現(xiàn)成吉思汗公園南園的協(xié)同度最高，該公園屬于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)有核型公園；多核式的蘇雅拉公園協(xié)同度為0.399；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)無(wú)核型的公園，如佳地苗圃花園的空間協(xié)同度為0.250；而成吉思汗公園北園協(xié)同度最低，僅為0.003，與成吉思汗公園北園的平面布置較復(fù)雜有關(guān)，說(shuō)明人群在局部空間很難完整感知整體公園空間的結(jié)構(gòu)。

3 防災(zāi)空間疏散效能分析

3.1 穿行度

穿行度代表空間的穿行性效應(yīng)，反映空間中通過(guò)某節(jié)點(diǎn)最短角度拓?fù)渚嚯x的次數(shù)，該數(shù)值越高，在實(shí)際出行中選擇通過(guò)該空間的概率越大。從公園的穿行度軸線圖可知，成吉思汗公園南園、北園、蘇雅拉公園的入口及延伸區(qū)域和佳地苗圃花園的中央?yún)^(qū)域?yàn)榇┬卸茸罡邊^(qū)域。說(shuō)明在發(fā)生城市災(zāi)害緊急疏散時(shí)以上區(qū)域易造成人群聚集從而產(chǎn)生擁堵情況（見(jiàn)圖3）。

圖3 穿行度示意

通過(guò)公園的穿行度類比分析公園的疏散特點(diǎn)和差異。成吉思汗公園北園穿行度平均值和穿行度標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值較小，軸線數(shù)量最多，說(shuō)明其整體空間較復(fù)雜，各空間的穿行度低且差異性??；成吉思汗公園南園和佳地苗圃花園的穿行度平均值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)差在4個(gè)公園中較高，說(shuō)明這2個(gè)公園的重要通道疏散能力強(qiáng)且不同空間通道的疏散差異化更明顯，在疏散時(shí)較依賴重要的疏散通道；蘇雅拉公園的軸線數(shù)量最低，說(shuō)明其空間差異性小，較依賴重要的疏散通道（見(jiàn)表2）。

表2 公園空間整合度

3.2 連接度

連接度表示空間中與某節(jié)點(diǎn)直接相連的節(jié)點(diǎn)數(shù)，連接度越高，說(shuō)明該空間與周圍空間的互動(dòng)性越強(qiáng)，空間滲透性越強(qiáng)。

分析圖4可知，成吉思汗公園北園的入口區(qū)域、成吉思汗公園南園的中心廣場(chǎng)區(qū)域、佳地苗圃花園的北側(cè)足球場(chǎng)及中心區(qū)域、蘇雅拉公園的入口區(qū)域?yàn)楦髯怨珗@連接度最高區(qū)域。說(shuō)明上述區(qū)域與公園中其他區(qū)域的互動(dòng)性強(qiáng)，是滲透性較好的集聚空間，具有良好的疏散能力。

圖4 連接度示意

通過(guò)比較空間滲透性的高低，可評(píng)判出公園集聚空間疏散能力的強(qiáng)弱。通過(guò)公園連接度對(duì)比發(fā)現(xiàn)蘇雅拉公園的連接度平均值、最大值均高于其他公園，說(shuō)明蘇雅拉公園的空間滲透性更強(qiáng)。相反佳地苗圃花園的連接度平均值、最大值均低于其他公園，說(shuō)明其空間互動(dòng)性較弱（見(jiàn)表3）。

表3 公園空間連接度

3.3 智能人群行動(dòng)模擬

智能人群行動(dòng)模擬分析是指在一定空間中，在不同位置隨機(jī)放置相同流量的智能行動(dòng)者，讓其隨機(jī)行動(dòng)并判斷區(qū)域中最易與最不易到達(dá)的地方。

在公園智能人群模擬中，設(shè)定以5000個(gè)時(shí)間單位作為測(cè)試時(shí)間，并每隔0.1個(gè)時(shí)間單位隨機(jī)地點(diǎn)放置1個(gè)智能行動(dòng)者。每個(gè)智能行動(dòng)者設(shè)定相同的視野，設(shè)定其3步進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)幅度為15°。每個(gè)智能體行動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為1000個(gè)時(shí)間單位。通過(guò)以上設(shè)定，得到智能人群行動(dòng)模擬分析示意圖（見(jiàn)圖5）。成吉思汗公園南園和北園的入口區(qū)域到公園中心的路徑，佳地苗圃花園北側(cè)的足球場(chǎng)，蘇雅拉公園中心通道為各公園人流量最多的區(qū)域，上述區(qū)域在緊急疏散時(shí)易發(fā)生擁堵?tīng)顩r。

圖5 智能人群行動(dòng)模擬分析示意

通過(guò)人群行動(dòng)模擬統(tǒng)計(jì)對(duì)比可知，成吉思汗公園南園和北園的人流量平均值較小，說(shuō)明在相同人數(shù)進(jìn)入公園空間避難的情況下，南園和北園的空間擁擠程度低于其他2個(gè)公園（見(jiàn)表4）。同時(shí)，比較人流量的最大值和標(biāo)準(zhǔn)差，發(fā)現(xiàn)佳地苗圃花園的園內(nèi)人流情況差異較大，而成吉思汗公園南園和北園的人流分布相對(duì)均勻，不易出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象。

表4 智能人群行動(dòng)模擬統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析新城區(qū)4個(gè)公園的整合度、協(xié)同度、穿行度、連接度和智能人群模擬等相關(guān)空間句法概念，總結(jié)其空間組織有效性并提出建議。

1）成吉思汗公園北園保留了之前砂石廠和采砂場(chǎng)的地形地勢(shì)，在公園設(shè)計(jì)上由高低不同的空間組成單核心外環(huán)型公園，空間構(gòu)成較復(fù)雜，導(dǎo)致人群局部的公園空間難以感知整體公園的構(gòu)成。在游玩時(shí)雖具有較高的趣味性，但在緊急情況發(fā)生時(shí)，該公園的空間集聚性與疏散性不突出，僅依靠原有公園空間組織無(wú)法滿足人群快速避難需求，故在后續(xù)建設(shè)中，不能僅依賴增加防災(zāi)設(shè)施增強(qiáng)公園的應(yīng)急能力，還需從空間建設(shè)方面增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力，如擴(kuò)大入口區(qū)和中心集聚區(qū)，適度平整地形，增加醒目的防災(zāi)指示牌等。

2）成吉思汗公園南園地形地勢(shì)相比北園更平整，整體空間屬于單核心外環(huán)型公園。南園在防災(zāi)避險(xiǎn)方面，表現(xiàn)出較好的集聚與疏散能力，人群在該園基本滿足公園的集聚和疏散需求。但由于西側(cè)空間整合度低，導(dǎo)致該園的整體空間集聚能力較弱。在后續(xù)建設(shè)中可增加西側(cè)的入口并拓寬外環(huán)道路，增強(qiáng)整體空間的集聚能力。

3）蘇雅拉公園為多核心公園，其內(nèi)部空間可達(dá)性較高，空間組織基本滿足公園的快速可達(dá)和疏散需求。但在緊急疏散時(shí)比較依賴重要的疏散通道，在后續(xù)建設(shè)中可降低靠近道路的灌木高度或增加明顯的標(biāo)識(shí)，增強(qiáng)整體空間的疏散能力。

4）佳地苗圃花園為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)無(wú)核型公園，其空間組織在分析中出現(xiàn)防災(zāi)疏散通道不暢和集聚場(chǎng)地可達(dá)性低等問(wèn)題，依靠公園現(xiàn)有空間組織無(wú)法滿足人群快速避難的需求。研究可得，該園在設(shè)計(jì)與建設(shè)之初，偏重公園的游玩性與趣味性?！俺鞘泄珗@活動(dòng)空間組織”不等于“城市公園防災(zāi)空間組織”，在后續(xù)建設(shè)中需更多地考慮公園的防災(zāi)避險(xiǎn)功能，對(duì)該園空間組織方式進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，如增大核心區(qū)域的面積，增強(qiáng)集聚功能；拓寬公園道路，提升空間的可達(dá)性；北側(cè)足球場(chǎng)的四周防護(hù)墻設(shè)置災(zāi)時(shí)清除裝置，避免阻礙空間造成擁堵問(wèn)題發(fā)生。