民族山区居民点就医便捷性评价

魏晓燕，蔡健玲，周峻松，陈璐，刘家辉

(1.云南省测绘资料档案馆，昆明 650034；2.昆明理工大学 国土资源工程学院，昆明 650093；3.西南林业大学 地理学院，昆明 650224)

0 引言

医疗卫生是保障民生的公共服务之一[1]。我国受经济发展不平衡和地域阻隔等原因的影响，东西部、城市与农村的公共医疗服务水平仍然存在很大差异[2]。对医疗服务设施均等化的研究有多个视角，与地理学相关的主要集中在公共服务设施空间可达性的研究。公共服务设施空间可达性是指借助交通工具和道路使人接近设施、获取服务的难易程度[3]。

过去关于公共服务设施可达性的研究方法，多采用公共服务设施的服务半径、居民点到达公共服务设施的最短距离、价值以及最短时间等[4-12]。也有学者把可达性理解为供需，采用重力模型[5]、核密度法[13]、移动搜索法[14]、两步移动搜索法[15]、加强两步移动搜索法等从供需平衡的视角研究可达性[16-17]。很少有学者将道路本身作为研究对象，将道路脆弱性与可达性相结合研究居民到达公共服务设施的难易程度。

道路脆弱性的研究始于20世纪70年代，研究主要集中在3个方面：①从路网的拓扑结构出发考虑路网的连接性[18-19]。②路段通行能力下降或阻断后，评估区域可达性和社会经济造成的影响，进而对路段的重要性进行分等定级[20-23]。③模拟特定的灾害场景，评价路网损毁后对区域可达性的影响。关于路网脆弱性的研究大多集中在城市内部或区域之间，很少将路网脆弱性应用于民生服务这一特定场景[24]。

本文选择典型的民族山区云南省作为研究区，在强调路网脆弱性的基础上，结合道路线性复杂性和居民点到达医院的时间可达性，提出了民族山区居民点就医便捷性指数，建立了民族山区居民点就医便捷性评价模型，分别计算了2011年和2015年每个居民点的就医便捷性指数，分析了4年间云南省居民点就医便捷性时空变化格局，利用腾讯地图时间对模型的正确性进行了验证。

1 研究区

云南省地处我国西南边境，属于典型的民族山区，国土面积38.4×104km2(据云南省第一次全国地理国情普查成果)，境内以山地、高原、丘陵地形为主，山区面积占全省面积的94%。

云南省总人口4 700万，少数民族人口占全省总人口的33.4%。16个州(市)中有8个少数民族自治州，其余8个非民族自治市中包括20个少数民族自治县，少数民族分布区域的国土面积达24.4×104km2，占云南省国土面积的58%。

2 数据与模型

2.1 数据源

研究根据2011年和2015年的高德公司生产的导航数据，并结合2015年云南省第一次全国地理国情普查数据，分别提取了2个年份的路网、等级医院，并以行政村代表居民点的分布。同时下载和收集了DEM、地质灾害点、少数民族分布等辅助数据。为研究地形和地质灾害对路网脆弱性的影响，下载了云南省全境30 m DEM和泥石流地质灾害点数据。泥石流地质灾害点数据来源于云南省地质环境调查局，数据包括已发生泥石流的地质灾害点和泥石流地质灾害隐患点。

2.2 模型

1)指标选取。研究以路网为基础，按照科学合理性、可操作性、数据可获取性等原则，构建了包括目标层、准则层、因子层的三层指标体系。以居民点至最近医院的最短路径为研究对象，从最短路径的脆弱性、复杂性和通达性3个视角出发，分别选择了是否受泥石流影响、是否包含必经路段、道路两侧最大高程差、道路坡度、曲率、最短路径通行时间以及居民点距通车路径的最近距离等7个因素作为评价因子。

①是否受泥石流影响。泥石流流动路线求取是利用地质灾害点(泥石流)结合30 m DEM，模拟泥石流流动方向，采用文献[25]中的泥石流最大冲出距离公式对泥石流流动距离进行约束。

②是否存在必经路段。将居民点到达医院的最短路径按照道路等级或节点分成若干路段，从起点开始依次对最短路径中包含的路段设置阻断点，如果将某一路段阻断，将没有其他道路从起点到达终点，则阻断路段被称为必经路段。

③道路两侧最大高差。较大的道路两侧高差是引起滑坡的重要的因素之一。计算公式如下：

Hd=Max(|rhj-lhj|)(j=1，2，3，…，n)

(1)

式中：Hd为道路两侧平均高程差；rhj为j段道路右侧高程；lhj为j段道路左侧高程；j为第n个路段编号，单位为m。

④道路起伏度。利用DEM像元将道路切割成若干段，逐段计算高程变化的绝对值，并进行累加。

(2)

式中：Sl为坡度值；Δhj为第j段的高程变化；lj为第j段的道路长度；j为第n个路段编号，单位为m。

⑤道路曲率指道路的弯曲程度。将路段转化为点集，计算相邻三点之间的夹角和弧长，然后根据以下公式计算该路段的曲率：

(3)

式中：Cu为总曲率；Δφj为相邻三点之间的夹角；Δsj为相邻三点之间的弧长；j为第n个路段编号。

⑥最短路径通行时间。将居民点到达医院之间的最短路径按照技术等级进行切割，形成多个路段，并以我国道路技术等级最高限速为依据，采用路段长度与其技术等级最高限速的乘积作为路段通行时间，将最短路径包含路段的通行时间进行累加，获得居民点到达医院的通行时间。

⑦居民点距可通车道路的最短交通距离。截至2015年云南省有部分行政村还未通硬化路，只有崎岖小路可到达，交通十分不便。研究计算了居民点到达可通车道路的最短距离，作为模型因子之一。

2)模型。围绕上述指标，本文提出了原创的针对民族山区的就医便捷性指数(MCI)并建立研究模型(图1)。

图1 模型流程图

①路径分割。以民族山区居民点为起点，医院为终点，搜索距离居民点最近的医院，并获取居民点到达最近医院的最短路径。将最短路径按照节点和等级进行分割，分成若干路段。

②道路脆弱性。判断必经路段与泥石流流动路线之间是否存在交叉，若交叉，则标记为高脆弱路段，就医便捷性指数设为1，其他因子不参与计算。

③道路复杂性。计算最短路径的起伏度和曲率。

④道路通达性。计算最短路径通行时间和居民点与最近可通车道路的距离。

⑤模型评价。综合上述3个角度的7个因子，基于对实验区的先验知识，结合专家打分法，经过反复实验，确定了模型中每个指标的权重，并进行权重分配(表1)；构建民族山区就医便捷性评价模型，计算每个居民点的就医便捷性指数；基于居民点就医便捷性指数，对每个居民点就医便捷性进行分等定级(表2)；得到居民点就医便捷性分等定级结果。

表1 模型各指标权重

表2 就医便捷性指数分等定级表

2.3 模型验证

为验证就医便捷性模型正确性，研究利用开源腾讯导航APP提供的API接口获得每个居民点到达最近医院的腾讯地图时间，腾讯地图时间是根据历史时间计算的均值。将结果进行克里金插值后，按照30、60、120、180以及180 min以上等时圈分成5个等级。从插值结果可以看出，本研究提出的就医便捷性模型插值结果与腾讯地图时间插值结果空间格局基本一致，便捷性好和较好的居民点均分布在主干路网两侧，且主要集中在以昆明市为中心向西南和东北延伸的区域内，此区域2种方法呈现的空间分异结果具有很强的一致性，如图2、图3所示。

图2 腾讯地图时间插值

图3 就医便捷性指数插值

在全省范围内用10 km×10 km的网格中心点同时提取相应空间位置的就医便捷性模型计算结果值(为分等定级前计算值)和腾讯地图时间，共获得样点3 843个，剔除Nodata和腾讯地图时间大于180 min的样点，最终对3 283个样点做相关性分析，经曲线拟合，满足多项式(4)：

y=2E-0.5x2-0.006 7x+0.891 8，R2=0.710 3

(4)

二者之间高度相关，见图4。

图4 腾讯地图时间与就医便捷性指数插值回归模型

3 结果与讨论

3.1 2015年就医便捷性评价现状分析

2015年研究区共有居民点14 232个，便捷性非常好和好的居民点分别是4 037个和2 470个，占总数的45.72%，如图5所示分布在图中蓝色和绿色区域。从图中可以明显看出，就医便捷性非常好和好的区域沿云南省主干公路网呈条带状分布，在州市级行政中心附近呈团状分布。便捷性非常差和差的居民点分别有3 634和1 233个，占总数的34.20%，分布在远离主干路网和各州市行政中心的地州交界处或边境地区，但是在部分延边口岸经济开放带呈较好态势。

总体来看，以昆明市为中心的非民族区域，沿昆曲高速向东北延伸，沿昆玉高速向西南方向延伸，这一区域是云南省经济发展水平最高，人口密度最大，路网建设最密集区域，居民点就医便捷性指数整体优于云南省其他地区；整体水平最差的地方为滇西北横断山脉三江并流民族分布区；云南省西部，南部和东北部，除州市政府所在地和主干路网外，其他地区的就医便捷性也普遍较差。

图6为云南省少数民族分布区域，面积2.7×105km2，分布着7 083个居民点，居住着2.266 2×107km2人，占云南省总人口的48.3%。图7为非少数民族自治区域，面积为1.073×105km2，有7 149个居民点，居住人口为2.433 8×107km2人。其中就医便捷性最差的区域分布在少数民族自治区域(图6蓝色椭圆区域)，就医便捷性总体好的区域大部分分布在非民族自治区域。

图5 云南省

图6 民族区域

图7 非民族区域

民族分布区就医便捷性好和非常好的居民点占民族区域居民点总数的37.74%，差和非常差的居民点占该区域总数的42.35%；非民族区域就医便捷性好和非常好的居民点占该区域居民点总数的53.63%，差和非常差的居民点仅占26.12%，远好于民族区域(表3)。

表3 民族区域与非民族区域居民点就医便捷性统计表

根据各地州就医便捷性好和非常好在总居民点的占比(表4)，对地州就医便捷性进行分级。如图8所示，第一梯队为昆明、玉溪和德宏。便捷性好和非常好的居民点占60%以上，其中昆明和玉溪为非少数民族自治市。排名第三的德宏位于云南省西部，境内以中山地和河谷盆地为主，相较于其他州市，德宏州拥有我国西南面向南亚东南亚的前沿开放口岸姐告和畹町，杭瑞高速从芒市进入直达边境贸易区瑞丽，德宏州内各县市之间已经实现完全二级路面互连，道路网较为发达，因此当地居民点就医便捷性普遍较好。虽为少数民族自治州，但就医便捷性好和非常好的居民点占比位于云南省第一梯队。排在最后两位的均为少数民族自治州，分别是迪庆藏族自治州和怒江傈僳族自治州。

表4 云南各州市就医便捷性好和非常好的居民点占比分级表

对每个州市5个等级的就医便捷性类型居民点数量做统计，发现昭通、普洱、临沧就医便捷性非常差和差的居民点数量位列云南省前三，分别为618、547和524，共计1 689个居民点，涉及人口较多，因此是就医便捷性有待改善的重点区域，如图8所示。

3.2 2011—2015居民点就医便捷性提升情况

本文分别计算了2011年和2015年各居民点就医便捷性，并对结果进行了对比分析。发现云南省就医便捷性提升情况呈现“多重圈层梯度组合”格局(图9)，每个就医便捷性提升群中由中心向外围呈不规则状、向心式和层次性扩散的发展模式。民族和非民族区域均有提升，整体上民族区比非民族区域提升分布更为集中(图10和图11)。其中云南省南部红河哈尼族彝族自治州境内提升幅度最大，呈现出显著的“大幅提升-较大幅度提升-中等提升”的三级圈层模式，其余3个提升区域主要为“较大幅度提升-中等适宜”的二级圈层模式。提升区域多集中在州市交界处以及边境原本就医便捷性较差的地区。

图8 各州市就医便捷性居民点分类统计图

图9 2011—2015年云南省就医便捷性提升图

图10 民族区域就医便捷性提升图

图11 非民族区域就医便捷性提升图

对云南省2011—2015年4年间居民点就医便捷性各等级变化进行统计分析。4年间云南省居民点由14 039个增加到14 232个，增量为139。其中便捷性非常和好的居民点2011年为6 051个，占总量的43.1%，2015年为6 506个，占总量的45.73%，2015年较2011年就医便捷性好和非常好的居民点增加了455个，增幅为2.63%。2011年就医便捷性差和非常差的居民点分别为5 263，占总量的37.42%。

2015年就医便捷性差和非常差的居民点为4 868，占总量的34.2%，4年间就医便捷性差和非常差的居民点减少了385个，降幅为3.22%。2015年较2011年云南全省公路总里程由原来的22.17×104km增加至26.26×104km，增加了4万多公里。各等级公路里程均有提升，其中提升最多的为乡村公路增加了3万多公里，对民族山区居民点就医便捷性提升具有很大影响。

总体上看，民族区域与非民族区域就医便捷性均有提升，如表5所示，民族区域提升情况(11.1%)略高于非民族区域(10.1%)。民族区域大幅提升的居民点个数占比(1.2%)比非民族区域居民点个数占比(0.9%)略高。

表5 民族区域与非民族区域居民点就医便捷性变化情况统计表

4 结束语

本文着重分析云南省民族区域和非民族区域居民点就医便捷性差异，考虑了路网的脆弱性、复杂性和可行性，提出民族山区居民点就医便捷性指数，建立就医便捷性评价模型。分别计算了云南省2011年和2015年每个居民点的就医便捷性指数，根据指数对每个居民点的就医便捷性进行了分等定级，并对比分析了云南省2011年至2015年4年间就医便捷性提升情况，主要得到以下几点结论：①2015年云南省就医便捷性好和较好的区域基本沿云南省主干公路网呈条带状分布，在州市级行政中心附近呈团状分布，其就医便捷性在远离路网和州市行政区方向的农村区域呈梯度依次衰减。②民族区域就医便捷性好和较好的居民点个数占比(37.74%)低于非民族区域(53.63%)，差和非常差的居民点占比高于非民族区域，总体来讲，非民族区域居民点就医便捷性远好于民族区域。③在2011年至2015年4年间，云南省就医便捷性提升情况呈现“多重圈层梯度组合”格局，提升区域集中在云南西北部的民族自治州怒江傈僳族自治州、东北部的非民族自治市昭通市和西南部的红河哈尼族彝族自治县。④民族区域就医便捷性提升情况(11.1%)略高于于非民族区域(10.1%)，大幅提升的居民点个数占比大体相当。

本研究以我国的云南省作为研究区，研究区是典型的少数民族聚集程度较高的山区。我国有55个少数民族，有30个分布在西藏、四川、贵州、湖南、广西等省的山区。文中提出的计算少数民族就医便捷性指数的方法，也可用于发现其他省生活在山区的少数民族教育便捷性的情况。