近年来快速城市化带来的城市人口膨胀、交通拥堵、公共服务落后等问题是新城市化要着力解决的问题，我国目前也正处于由单一的注重城市化数量向质量转型的新阶段。公共交通为导向的城市综合交通系统的优越性体现在，不具有出租车本身体制的复杂性和私家车出行时段的限制。因此公共交通为导向的城市综合交通系统建设逐渐成为大城市的解决交通拥堵问题的不二选择，我国也将城市公交系统的建设列为优先发展战略。可达性评价作为衡量城市交通发展水平的重要手段，在分析城市公共交通网络现状与分析上起到主要作用。医疗卫生服务是城市公共服务体系的核心要素，医院的可达性网络及其决定的医疗服务网络空间体系对于城市居民的就医便利化具有决定性影响。

目前关于城市社会性公共服务设施可达性研究大致可分为以下4类：(1)城市公园绿地相关研究。外国学者^[1-3]通过可达性来衡量城市公园发展水平及合理性评估。李小马等^[4]、王建英等^[5]从公园和市民的角度出发，评价公园分布的合理性与公平性。(2)教育相关研究。韩艳红等^[6]通过MapX和可视化编程语言Delphi开发了基于时间最短的路径选择信息系统，对高级中学的可达性进行了评价, 并提出了其规划方案。张鲜鲜等^[7]通过GIS空间分析技术，设计了基于优先队列的可达性算法, 并以此为基础分析南京市高级中学的空间分布特征。沈怡然等^[8]通过量化分析入学时间成本, 对深圳市福田区小学服务范围进行划定, 针对实际择校机制引入Huff模型进行算法改进, 对小学可达性进行量化评价。(3)养老服务相关研究。陶卓霖等^[9]应用改进的两步移动搜索法, 对北京市养老设施的空间可达性进行测算。丁秋贤等^[10]以乡镇街道为分析单元, 采用具有不同有效服务半径的改进的潜能模型评价武汉市养老设施空间可达性，并对养老设施稀缺程度进行判断。(4)关于城市医疗服务大致可分为3个研究方向：①关于医疗服务布局方面的研究，张莉等^[11]、吴建军等^[12]、宋正娜等^[13]、马书红等^[14]合理性，并提出针对性意见。②关于医疗服务能力方面的研究，曹书平^[15]、赵鹏^[16]、胡瑞山等^[17]使用可达性计算结果作为评价医院服务能力的依据。蒋阳升等^[18]利用可达性建立了公交网络体系优化模型，侯松岩等^[19]结合公交服务频次对长春市大型医院可达性进行分析评价。③关于急救医疗方面的研究，徐克帅等^[20]以河南省郸城县为例, 研究了该县当前救护车资源布局下农村居民的可达性，并利用最小覆盖面模型分析当地所需的最少医疗布局点数量。陈建国等^[21]利用浮动车数据, 探讨交通拥堵对急救医疗服务时空可达性的影响。

综上，本研究以公共交通系统为切入点，研究大连主城区的就医可达性空间分异，利用GIS空间分析技术，结合可达性模型、LISA局部聚类模型^[22]和Moran’s I指数^[23]，在测算居住小区医疗可达性空间分布特征的同时，对研究区域内医疗可达性水平、医疗服务空间特征、医疗服务均等化水平和医疗腹地划分进行分析，揭示其在医疗可达性方面的薄弱环节，并提出针对性对策建议。

大连市位于辽东半岛南端，地处黄、渤海之滨，是中国东部沿海重要的经济、贸易、港口、工业、旅游城市，也是新一线城市。城市总面积13 237 km²，由沙河口、西岗、中山和甘井子所组成的主城区面积326.24 km²，主城区内常住人口191.5万人。本研究选取大连市发展历史较长的主城区作为研究区域。目前研究区域内共有公交线路175条(其中公共汽车路线169条、有轨电车2条、地铁2条和轻轨路线2条)、45家医院(12家三级医院、19家二级医院和14家一级医院)和998个小区。

本研究将大连市公交网所提供的数据进行矢量化处理，得到大连市主城区医院分布图(见图 1)；矢量化的内容包括：小区、各级医院、市内道路等内容。由于GIS网络分析是针对起始点与目的地点之间的可达性分析，根据以往研究经验^[24-26]将小区与医院处理为中心点。

图 1 大连市主城区医院分布图 Fig. 1 Distribution of hospitals in main urban area of Dalian City

近年来随着私家车的数量逐渐增加，使得城市交通高峰时段交通拥堵现象十分严重。因此大连市在高峰时段设立公交专用道路避免混行，缓解交通拥堵。根据交通运输部与高德地图提供的城市交通报告，结合大连市实际情况，确定公共汽车与有轨电车在高峰时段与平峰时速分别为39.08 km/h与19.99 km/h, 私家车在高峰时段速度为15.53 km/h。由于地铁与轻轨线路不受路面交通拥堵影响，本研究通过实地乘坐的方式，结合线路里程与时间，求得其速度为60 km/h。在本研究中步行速度为5 km/h。

参考已有研究对于服务半径与最大步行距离确定的研究经验，确定城市中心区医院的服务半径为500 m，边缘区1 000 m。在医院服务半径内的小区，可直接通过步行方式实现就医。

各居民点到医院的平均可达时间评价指标的计算公式为：

(1)

式中，T_i为居民点i到全部医院的平均可达时间；PS_ig为市民从居民点i步行至最近车站的最短时间；t_ig为居民点i到医院g乘坐公交车所用的时间；PB_ig为居民点i到医院g的过程中，公交站点步行至医院的最短时间；n为研究对象的医院数量。在生成大连市市内四区交通网络图的基础上，运用ArcGis中的网络分析中的O-D成本矩阵分析，得出各居民点步行至公交站点、乘坐公共交通以及公交站点步行至医院的最短时间的总和，将其代入到式(1)中，得出各居民点到所有医院的平均可达时间。

在研究医院可达性的空间差异方面，本研究使用加权平均旅行时间作为评价医院可达性空间差异的指标，计算公式为：

(2)

式中，A_i为居住小区的加权平均旅行时间，其值越小，代表该医院能提供的医疗服务能力越强；T_i为居住小区到医院的平均可达时间；M_i为医院的权重，医院的权重是各个医院床位数与总床位数的比值。

Moran’s I指数的值域为[-1, 1]，根据其值判断该属性值在空间上是否存在聚集性的特点，反映研究区内属性的均等化程度。其中(1)Moran’s I＞0，表明空间均衡性较好；(2)Moran’s I＜0，反映区域内存在不公平分配；(3)Moran’s I=0则表明属性值随机分布或不存在空间自相关。

Moran’s I公式：

(3)

式中，w_il为权重，定义为样点i与样点l之间距离的倒数。在本研究中，以区域是否连接为判定标准，也就是距离尺度是否为0来决定权重，当样点l与i有边界相连, 权重值w_il等于1, 不连接则为0;其中

Moran’s I指数仅能够展现全局聚类现象，却难以观测出具体的局部聚类现象，因此本研究使用LISA局部聚类模型来评估研究区域医疗均等化水平及其相互之间的聚类关系。LISA^[20-21]模型公式：

(4)

计算出的LISA值有正负之分，(1)I_i＞0，为一个高值被高值所包围，或是一个低值被一个低值所包围。(2)I_i＜0，为一个低值被高值包围或是一个高值被低值包围。因此LISA模型的分析结果将会出现4种类型：高-高、低-低、高-低和低-高。其中“高-高”与“低-低”类型分别代表高水平与低水平聚类；“高-低”与“低-高”代表不均衡聚类。

在分析小区就医平均可达时间的总体特征和差异时，本研究将公交系统与私家车在高峰与非高峰时段下的平均可达时间进行汇总(见图 2)；将空间插值结果按照10，15，18，20，25，30，35，40 min和大于40 min进行划分，并得到如图 3所示。

图 2 公共交通就医可达性总体特征 Fig. 2 General characteristics of public transport medical treatment accessibility

图 3 小区就医可达性 Fig. 3 Medical accessibility in residential areas

由图 2可知，城市居民在使用公共交通就医时整体水平较好，各小区就医平均可达时间为18.2 min。通过公共交通与私家车在高峰与平峰时段的对比可知，高峰时段公共交通工具相对私家车出行具有显著优势，其中小区就医最短时间为1.8 min，最长时间为48.2 min。相对于平峰时段的平均可达时间，高峰时段公共交通专用车道的开通使得部分小区的就医可达性得到明显的改善与提升。

从公共交通工具在高峰与平峰时段的内部来看，高峰与平峰时段各小区的平均可达时间具有明显差异。高峰时段下，平均可达时间在20 min内的小区数量所占比重最大，达到了80.1%；超过30 min的小区所占比例相对较少，仅占3.7%。平峰时段下，平均可达时间处于10~20 min的小区数量较多，所占比重为68.1%；超过30 min的小区比重为4.8%，相对于高峰时段超出1.1%。

由图 3可知：各小区就医平均可达时间总体特征较好，66.79%的居民点在使用公交车作为就医交通工具时，均能在平均时间以内完成就医需求；95.72%的居民点，可以实现30 min就医模式。但其在高峰与平峰时段的差异性较大，具体体现在：(1)在平峰时段，各小区就医平均可达时间总体上呈现连续的圈层式分布，各个等级的分布存在连续性；圈层的15 min核心区出现在沙河口区与西岗区交汇处，其他时间圈层按照等级依次分布。(2)在高峰时段，各小区就医平均可达时间呈现出不连续的圈层分布，某些偏远地区的时间分布发生较为明显的变化。30 min就医时间的覆盖范围明显增加，偏远地区的平均可达时间水平得到提升；各行政区内小区达到平均可达时间水平所占比重为中山区77.64%；西岗区86.13%；沙河口区92.71%；甘井子区69.29%。(3)在高峰与平峰时段，甘井子区的外围地区整体水平较低，公交线路的密度是导致该情况的重要因素之一。

本研究将31家高级综合性医院中各个医院所包含的住院治疗床位与床位总数(见表 1)之比作为权重，由式(2)得到加权平均旅行时间，并以5 min为时间间隔划分加权平均旅行时间圈层(见图 4)。

图 4 医院加权平均旅行时间圈层 Fig. 4 Hospital weighted average travel time circles

从上述研究结果不难看出, 研究区域内的医院至小区可达性分别以大连市中心医院、大连医科大学附属第一医院和大连医科大学附属第二医院所组成的核心区域，且整体呈现圈层式分布。可达性高值区分布以沙河口区与西岗区为主。从时间圈层的划分可知，30 min圈层覆盖了绝大部分的区域，占比达到96.53%，可以满足较多的人口就医需求；超过30 min的区域存在人口相对较少等因素，但仍可通过附近中小型医院实现非重大疾病的就医需求。

为了能够更加有效、清晰地展现各医院可达性的空间分布特征，本研究利用核心—边缘理论，将医院划分为核心区、外围区、过渡区和边缘区。(1)核心区包括15 min时间圈层内的11家医院，上述3家医院为该区域的核心医院，大连大学附属新华医院等余下8家医院为中心节点。(2)外围区为20 min时间圈层内的大连市友谊医院、大连大学附属中山医院等13家医院。(3)过渡区介于外围区与边缘区之间的25~30 min可达时间圈层，包括大连市凌水地区医院、大连国礼医院、大连市甘井子区辛寨子地区医院和大连市南关岭地区医院。(4)边缘区为处于35 min及以上圈层的辽渔医院。

通过对全局聚类指数的计算，得到Moran’s I值为-0.33，Z(I)值为0.14，根据Moran’s I与Z(I)的值域标准可得出以下分析结果：(1)大连市主城区医疗服务空间自相关性较弱，各街道间分异较大，且存在医疗资源不公平分配；(2)大连市主城区医疗服务不具有明显的聚类效应，存在连续性弱，空间异质性较强等特点。

根据局部聚类分析结果(见图 5)，可将研究区域的医疗服务均等化水平分为3类，即高水平聚类、低水平聚类和均衡聚类：(1)高水平聚类地区。中心城区附近均等化水平显著偏高，南沙、兴工、春柳、香炉礁、中山公园、北京、白山路、白云、人民广场、日新、站北、青泥洼桥、昆明、桂林、人民路、葵英街道医疗服务可达性属于高水平聚类；(2)相对于局部聚类值为负的街道，低水平聚类街道医疗服务更需要得到改善，营城子、辛寨子、革镇堡、南关岭、大连湾等街道卫生服务短缺情况较为明显。

图 5 局部聚类空间关联格局 Fig. 5 Pattern of spatial correlation

中心地(Central Place)，可以表述为向居住在它周围地域的居民提供各种货物和服务的地方。医疗服务腹地的含义是指靠近医疗中心地带，某个地区的医疗腹地应该是指在该地区的医疗辐射能力最强的地区。本研究通过调查问卷与医疗条件相结合的方式，将大连市中心医院、大连医科大学附属第一医院和大连医科大学附属第二医院为一级医疗中心地。根据各个小区至医院的最短可达时间作为划分标准，将余下的三级医院作为二级中心地，将二级医院与一级医院作为三级中心地。由于甘井子区内的三级与二级医院数量较少，且该区域内的部分地区医院已经具备完整的医疗服务体系，为了能够接近实际的划分中心地与其腹地，本研究将该区域内具备完整医疗服务体系的一级医院划分为三级中心地腹地。

如图 6所示，各等级中心地及其腹地的就医可达性现状进行分析可知：(1)一级中心地分别位于星海湾街道、中山公园街道和香炉礁街道。该地区的特征是街道与交通线路分布较为密集；在二级与三级中心地及其腹地的分布上，甘井子区特点较为明显，在该地区内虽然腹地数量较多，但是腹地内医院距离跨度较大，可达性较低，对居民就医需求产生一定的影响。(2)在医疗中心地及其腹地分布的密度上，南部地区明显高于北部地区，其形成原因不仅与人口和经济发展具有一定的关系，而且北部地区包含的大型综合性医院数量较少且跨度较大，直接导致该地区内各街道对于能够提供就近就医服务的一级医院的依赖性，对该区域内的居民就医需求造成较大影响。

图 6 各级医院腹地划分图 Fig. 6 Division of hospital hinterland at all levels of local clustering

公共医疗事业的发展应根据当地居民就医需求，结合政府供给能力与地方财政状况，缩小地区间差异，提升医疗服务水平与质量，推进医疗服务均等化进程。本研究利用GIS软件, 基于可达性数据与空间聚类的分析结果对研究区域内居住小区和医院的空间差异性进行有效地分析与鉴别，有助于政府部门实行因地制宜的公共医疗服务规划与建设。通过对大连市主城区医疗服务空间差异的研究，可得出以下结论：

(1) 研究区域内小区就医可达时间的空间分异显著，总体上呈圈层式向外围递减的分布。基于公共交通的小区就医可达性在平峰与高峰时段差异较大，两者平均可达时间分别为20 min和16.4 min，分别覆盖68.1%和80.1%的居住小区，因此高峰时段公交系统相对私家车具有明显的出行优势，使用公共交通出行，可在一定程度上降低中心城区的交通拥堵程度；相对于平峰时段的可达性分布，不仅使30 min就医时间圈层范围扩大，而且使部分外围地区的可达性显著提升。在使用公共交通工具就医时，大连市主城区小区就医可达性在13.2~48.3 min之间，整体水平较好；平均就医可达时间为18.2 min，66.8%的小区在此范围内，主要分布在东方路与红凌路等围成的核心区域。95.72%的居民点，可以实现30 min就医模式。

(2) 通过对医院加权平均旅行时间的计算，发现大连市主城区医院整体可达性水平较好，30 min覆盖面积达到96.5%。可达性高值区是由大连市中心医院、医大一院和医大二院所组成的核心区域。上述三家医院的30 min医疗服务覆盖面积分别占主城区面积10.8%，13.2%和7.9%，大连市主城区三甲医院合计占比达到65.7%，其中覆盖范围两两重叠区累积占比为17.9%。因此在主城区内不仅存在高级医疗资源过度分布，而且存在医疗资源重复性分布，该情况将增加医疗资源浪费的概率；边缘地区的医疗设施以二级和一级医院为主，医疗资源相对匮乏、与邻近的三级医院距离跨度较等因素，对该地区居民就医便利程度成一定的影响。针对上述情况，一方面可通过对现有医院规模、设施和医疗人员等配置的升级，提升医院自身等级，直接提升其服务能力与服务范围。另一方面针对缺医地区也可考虑通过建设就医直达通道的方式，降低道路因素对就医可达性的影响，间接的提升医疗服务范围，直接解决缺医地区享受医疗服务质量较低等问题。

(3) 各街道医疗服务均等化水平差异明显，整体空间自相关性较弱，呈现中心城区向外围城区递减的趋势。大连市主城区医疗服务局部均等化水平差别较大，以人民广场街道为中心的16个街道均等化水平较高，而以营城子街道为中心的5个街道，位于城市外围的城乡结合部，其均等化水平较低，医疗资源稀缺，就医极为不便，建议在此区域建设一个三甲医院。通过医疗中心地服务范围的划分可知，高等级中心地对低等级中心地的医疗服务可达性具有明显的影响，其强弱主要由路网密度、医疗设施的等级和数量等因素决定，该现象以沙河口区内的大连市中心医院和大连医科大学附属第二医院为一级中心地的区域最为明显。因此建议在优化中心城区路网的基础上，加大外围可达性较差的地区路网建设力度的同时，扩大公共交通线路的覆盖面积。