王楚琪
(辽宁师范大学地理科学学院 辽宁 大连 116000)
小学作为城市重要的基础教育服务设施,在城市经济、社会、人口高速增长的背景下，势必也将对其提出更高的要求。目前，学校布局方面存在以下问题：学校布局是否合理，学生是否可以就近入学，学校规模是否合理，学校配置是否满足需求[1]。因此，本文以金普新区的小学作为研究对象，通过运用网络分析中的服务区域分析金普新区小学布局存在的不合理之处，为提高金普新区教育资源利用效率和改善区内适龄学生上学环境提供指导性建议。
(一)区域概况
金普新区行政隶属于辽宁省大连市，在国家批准面积2299km2范围内，包括31个街道、364个社区及行政村。2015年末，全区总人口约159万人，其中户籍人口109万人，非户籍常住人口约50万人，户籍人口中城镇人口占64%，全区人口平均密度648人/km2。根据已有的行政区划图，对城市地区内部的居民点、小学和乡村地区内部的居民点、小学根据不同现实条件和设施分配需求进行设施的优化分析。
(二)技术方法
1.最小化阻抗模型
在给定的一定范围的选取点中，按所需要的数目挑选设施点的空间位置，使所有需求者到最近设施出行距离之和最短。运用Floyd-Wars hall算法，结合交通阻抗计算最短路径和最小化阻抗。模型如下：
式中，Lab为节点对(a,b)路径上的总阻抗，Dab为节点对(a,b)路径上所有路段的阻抗(指长度)，Xi为路段上到第i个节点所遇的阻抗(用时间或长度表示，长度即延迟时间×速度)，n为节点数量[3]。
2.最小化设施点模型
在设施点的阻抗中断内，使尽可能多的请求点被分配到所求解的设施点，同时，还要使覆盖请求点的设施点的数量最小化。该模型特征是以尽可能少的设施点覆盖尽可能多的需求点，不同于最大覆盖范围的是它不需要指定候选设施点的数量，会自动选择最小数量的候选设施点，实质上是最大覆盖范围模型的改进。在“最大化覆盖范围”基础上，考虑了定位的设施点数目。如需考虑设施点的建造成本，则原本使用“最大覆盖范围”的组织可应用“最小化设施点”来求解。
本文对于金普新区小学布局合理性评价分析，通过将金普新区分为城市和乡村两个区域进行研究，并将小学分布基础数据进行城市区域和乡镇区域的划分；
根据金普新区的行政规划，明确主城区各个社区的人数，并由此统计出各街道的小学适龄人口数量，其中一个点代表29个小学生。以此构建金普新区小学生生源分布图。
(一)网络数据集的构建
在考虑到城乡道路网络因素时，同时也要考虑到城乡差异性，基于城市小学500m、乡村小学2000m标准，按照道路网络进行金普新区现有小学合理性分析。分析需要使用ArcGIS的网络分析。
道路是设施点与居住点最基础的连接，将各类道路集合成一个基础网络数据集，有利于设施点与适龄学生分布的研究。金普新区的交通网选取与构建时，不仅要考虑到全部金普新区的道路数据，也要考虑到周边城市地区的街道及道路，道路与道路之间都是相互联系的、不可中断的。在建立道路数据集之前，要考虑是否所有交叉路口都被打通，确保道路数据是一个完整连通的交叉网络，为构建数据集做好准备。
(二)基于服务区域分析的小学布局合理性研究
在建立的交通网络数据集的基础上,利用网络分析模块中的新建服务区功能,建立小学的可达性区域。根据《城市普通中小学校校舍建设标准》[2]，要求城市小学服务半径不大于500m，乡村小学的服务半径不大于2000m。现分别按照城市500m服务半径和乡村2000m服务半径对金普新区小学进行优化，设置中断分别为500m和2000m。
金普新区城市现有67所小学，40774个小学生，乡村现有28所小学，22243个小学生。经分析仅有7134个小学生在城市服务区内，占城市小学生总数的17.5%；
有5800个小学生在乡村服务区内，仅占乡村小学生总数的26.08%。从服务区分析的结果来看，无论城市还是乡村均存在大部分地区不能被完全覆盖的情况。从服务生源的数量上来看，建立500m服务区时服务的小学生数量与实际的适龄小学生数量相差很大，大部分小学生不在服务区内。当服务半径为2000m建立服务区时，乡村中的小学出现服务范围重合的现象，极大的浪费了学校的资源。
根据分析结果得知，无论是按照乡村标准还是城市标准，金普新区现有小学的空间分布上都存在小学生上学距离过远问题，覆盖度不够或服务范围重合。农村有74%小学生左右不能满足国家规定服务半径；
城市约有83%小学生存在上学过远情况。金普新区小学布局存在严重不合理现象，应对其进行优化布局。
(三)“最小化阻抗模型”下的小学布局合理性分析
假定适龄人口都遵从就近入学的上学原则，在现有教育设施服务质量水平基本相同的情况下，根据义务教育配置相关规定和标准，金普新区城区小学服务半径不超过500m的原则，设置阻抗中断为500m，即在从小学设施点出发至500m的服务范围为小学生的最佳接受范围，但结合现实的金普新区小学的分布密度和人口数,并考虑楼间距离和道路曲折度等因素的影响，我们得出基于道路的500m服务距离不足以覆盖城镇的大部分小学生,因此,将阻抗中断适当增加到1500m，即在1500m范围内均为我们可以接受的小学服务覆盖范围。而对于乡村地区，根据国家标准乡村地区服务半径不大于2000m，但结合实际情况，我们将阻抗中断增加至5000m[4]。据最小化阻抗模型的条件：即从给定的所有已选和候选的教育设施点中挑选出给定设施的空间位置,使所有小学的适龄人口到达距其最近学校的出行距离之和最小，对己有的设施点进行服务区内请求点的具体分配。根据位置分配下的金普新区小学分配数据，对每个小学分配到的小学生数进行汇总。有些学校分配到的服务生源多，而有的学校分配到极少数小学生，整体来说，城市小学分布不均匀现象严重，小学集中，除了城市中心地带，有一大部分请求点距离小学服务设施较远，城市地区的小学服务范围较远。
本文以大连金普新区为例，探讨了金普新区小学布局的合理性，对金普新区现有小学进行合理性评价。研究中运用服务区域分析的方法对金普新区现有小学空间分布问题进行分析,探究现有的95所小学的空间布局是否合理，布局不合理的小学选址在金普新区的城市、乡村的部分均有存在。综合分析结果来看，目前金普新区小学布局存在严重不足，大部分小学生不能保证在国家规定标准距离内上学，存在上学距离过远的问题，十分严重，综合实际情况来看，国家规定小学服务半径过小，大部分小学生达不到标准，优化选址问题还需要进一步讨论。
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