村镇设施规模与选址最优化方法研究.docx

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村镇设施规模与选址最优化方法研究

村镇设施规模与选址最优化方法研究

　　摘要：

在进行村镇设施规模与选址的规划布局时，采用综合型原则量化分析更加符合实际要求。

本文以云南省香格里拉县中学规划布局为例进行研究，综合考虑功能重要性、空间规划布局、建设规模大小得到不同规划方案，再结合投资金额对比分析，进行最优化规划布局和建设规模选取，为其他村镇设施建设提供方法借鉴。

　　关键词：

村镇设施；规划布局；优化方法

　　中图分类号：

F303文献标志码：

A文章编号：

1008-2697（2015）05-0047-06

　　村镇是我国的传统的人口集中点，有着为城市提供生活所需要的用品和为众多农村提供服务的重要作用，是国家解决“三农”（农业、农村、农民）问题的前沿阵地，是城市辐射圈的重要组成部分[1]。

拥有众多农业人口的村镇地区是中共“十八大”提出的全面建设小康社会的对象和主体，其设施的规划和建设是国家整体生活水平提升的有效推动力，可以有效的解决“三农”问题，提高村镇居民的生活水平和文化素质，对国家综合国力的提高有着重要的战略意义。

村镇设施的规划布局、规模大小、设备先进程度将会对村镇居民的生活、生产等活动造成直接的影响。

然而在现实情况下，我国的设施的规范和技术指标不完善，存在滞后性和不合理性，合理的规划布局和适当的规模选择有利于带动村镇建设和村镇文化体育等精神文明事业的发展，保障村镇居民的持续健康生活。

　　一、村镇设施功能定位

　　村镇设施在村镇的发展过程中的地位非常重要，是村镇平稳发展和健康运行的重要保障。

一般包括村镇交通运输、给排水、电热供给、垃圾处理、通讯设施、抗险防灾等部分[1]，各组成部分的功能和生物体各大器官作用类比如表1所示。

　　二、村镇设施需求性分析

　　根据设施的使用功能和配置目标，通常在效率和公平两种基本原则下对其需求性进行研究。

公平原则是指每个居民都能使用设施，均等地享受公共服务；效率原则是指在一定的预算约束下，配置一定数量和规模的设施，使得居民使用设施的出行总距离或总成本最小化[2]。

（一）效率原则下设施函数模型

　　以公共服务均等化理念为指导，结合GIS技术对村镇设施的空间选址和布局优化进行研究。

　　1.评价因子的选择与分析

　　通过对影响因子的分析，确定效率型布置配置模型的影响因子，主要包括：

（1）人口分布（P）。

软件GIS操作时，将区域范围内的村镇点（Polygon数据）赋予人口属性（村镇人口数量）。

（2）收入情况（E）。

包括体现各村镇地区当地居民的每人平均收入值和居民的总体收入值情况。

　　（3）道路交通（W）。

道路交通情况根据路面情况分为不同的级别，对不同级别道路设置缓冲距离，得到道路交通的影响情况。

　　（4）位置级别（R）。

重点反映出村和镇的地理位置情况，较近则级别偏高，对应权重就会偏大。

　　（5）村镇等级（G）。

反映一个村镇的级别程度，根据规范一般分为中心村、一般村、中心镇、一般镇四种类别情况，根据不同类别得到对应权重值。

　　（6）海拔坡度（S）。

主要涉及到当地的地形情况，根据海拔高度和坡度的陡峭程度来确定其相应值的大小，越是不利于出行则其值就越小。

　　2.权重的确定

　　使用成对比较法确定权重：

在效率优先的方案中，此模型侧重于寻找需求地点（即居民居址）与设施区位间的总出行成本最小化的问题。

所以应侧重区位因子和交通因子的影响作用。

通过成对比较的计算方法，得到各因子的权重：

W为0.36，R为0.32，P为0.15，E为0.09，G为0.05，S为0.03[3]。

　　3.模型的建立

　　查文献[3]可知，根据实际情况对应查表得到影响因子对应值，运用GIS软件得到各因子的图层，并将各图层进行加权叠加，得到效率原则下的目标函数值：

　　SCORE=W×0.36+R×0.32+P×0.15+E×0.09+G×0.05+S×0.03

（二）公平原则下设施函数模型

　　1.评价因子的选择与分析

　　基于公平原则的模型影响因子与效率原则模型影响因子相同。

　　2.权重的确定

　　类比效率型原则的影响因子权重的选取办法，通过成对比较的方法可以得到各影响因子的权重值：

P为0.43，E为0.25，G为0.15，R为0.09，W为0.05，S为0.03。

　　3.模型的建立

　　查文献[3]可知，根据实际情况对应查表得到影响因子对应值，运用GIS软件得到各因子的图层，并将各图层进行加权叠加，得到公平原则下的目标函数值：

　　SCORE=P×0.43+E×0.25+G×0.15+R×0.09+W×0.05+S×0.03

　　三、综合原则下村镇设施需求性分析

　　村镇设施布置配置模型中，效率型和公平型模型侧重点各有差异，在现实生活中，往往一种设施既要兼顾效率原则又要兼顾公平原则，根据实际需求和功能情况提出了评定两种原则下目标函数的重要性系数进行函数优化，如此计算得出的规划布局方案更加符合实际应用。

　　通过网络和现实中对相应的专家学者发放调查问卷（调查典型村镇设施重要性评分）100份，有效问卷回收率达到80%，对有效问卷进行数据统计分析，将典型的村镇设施两种原则的重要性评分进行加权平均，得到效率型和公平型布局配置方案的重要性评分。

问卷调查统计结果显示如表2所示。

　　根据问卷统计得到结果，可以作为最终效率型与公平型设施布局配置目标函数的系数，得到结合效率型和公平型两种布置方案相结合的综合性方案，从而得到更加人性化和符合居民需求的合理化布置方案。

　　对于典型村镇设施，假设效率型目标函数权重系数为a，公平型目标函数权重系数为b，则对应综合原则下目标函数表达式为：

　　SCORE=a×（W×0.36+R×0.32+P×0.15+E×0.09+G×0.05+S×0.03）+b×（P×0.43+E×0.25+G×0.15+R×0.09+W×0.05+S×0.03）

　　由于村镇设施的功能不同所带来的重要性评分的差异性，导致不能对所有设施进行统一归类分析，现选取村镇典型设施中学为例进行设施规模和选址的研究。

　　四、村镇中学规模和选址研究

　　教育是推动一个国家前进发展的源源不断的动力所在，一个国家要想取得长足发展，教育事业必将得到高度重视，教育设施的合理规划布局和适当规模能够有效节约国家的教育投入，提高教育投入产出比，这对提高教育设施的使用效率、体现国民教育资源配置的合理性具有较好的推动作用[4]。

（一）村镇中学办学规模确定

　　从我国教育发展规划和分类指导的原则出发，以提高教育资源使用效率为视角，对我国普通中学教育的办学规模大小分类设计：

“中学取每个学校24到30个班为宜，每个班级学生人数一般为40到50，整个学校总学生人数为1350-1500为最佳”[5]。

也有学者结合我国城市和农村教育水平的差异实际情况，提出普通中学教育应该结合城乡发展水平的实际情况制定不一样的标准：

“发展水平为中等的大多数地区的中学学生总数取为1400人，城市及较发达地区的中学学生总数可适当提高为1500人，农村或教育相对落后地区的中学学生总数应该控制在1000人左右，以保证教育质量”。

该分类保证了国家整体教育事业的正常开展，突出了国家对不同地区教育资源分类、分级别对待的问题，体现了教育资源的“因地制宜”，符合我国教育发展不均衡的实际情况。

　　《农村普通中小学校建设标准》规定：

农村全寄宿制中小学校生均用地面积指标，一个学校24班设置规模情况下，生均用地面积34m2[6]；《普通中小学校建设标准》中规定：

中心城外地区，一个学校24班设置规模情况下，初中生均用地25.54m2，高中生均用地26.08m2；处在中心城区，24班设置规模情况下，初中生均用地21.86m2，高中生均用地22.33m2[7]；《浙江省标准寄宿制普通高级中学建设标准》规定：

学校生均用地面积指标，一个学校24班设置规模情况下，生均用地面积为41.28m2[8]。

（二）村镇中学服务半径优化分析

　　参考文献所用方法[9]，结合规范标准制作问卷进行调查（调查居民期望距离和可承受的距离范围）并进行问卷回收统计分析，最终确定推荐的学校服务半径。

问卷调查统计结果显示，若要达到85%以上居民的期望距离，学校的服务半径应为：

中学正常运作所需的门槛半径。

其中，推荐值区间下限主要参考学校门槛距离，上限主要参考心理承受距离而得，从而得到普通地区中学服务半径参考距离如表3所示。

　　注：

偏远村镇或者人口密度较小的村镇可取上限值，人口密度特别低或有地形限制的村镇视实际情况可适当的突破最高值。

　　根据调查问卷统计结果，中学作为国家普及性教育场所更加强调其公平性，故对效率型目标函数取权重系数0.4，公平型目标函数取权重系数0.6，得目标函数表达式：

　　SCORE=0.4×（W×0.36+R×0.32+P×0.15+E×0.09+G×0.05+S×0.03）+0.6×（P×0.43+E×0.25+G×0.15+R×0.09+W×0.05+S×0.03）

　　由于我国地缘辽阔，各地村镇发展水平、人口分布和地形海拔等因素都不尽相同，现选取典型西部村镇地区现云南省香格里拉县中学为研究对象进行村镇中学规划布局和规模配置具体实例进行分析。

　　（三）以云南省香格里拉县中学为例进行探索

　　1.香格里拉县简介

　　香格里拉县处于云南省西北部，是迪庆藏族自治州下属的一个县区，位于东经99°22′-100°19′、北纬26°52′-28°52′之间。

全境呈狭长柳叶状，东西宽88公里，南北长218公里。

全县土地面积广阔，达到了11613平方公里，是云南省众多县区里面积最大的一个[10]。

香格里拉县行政划分为4镇（小中甸镇、金江镇、建塘镇、虎跳峡镇、）7乡（洛吉乡、东旺乡、五境乡、格咱乡、上江乡、尼西乡、三坝纳西族乡）共计11个乡镇。

总体村镇规划布局比较合理，但由于村庄规模偏小、分布较散乱且处于偏远山区，其设施较为缺乏、投资力度欠佳且规划难度偏大，需要政府加大重视力度。

　　根据《香格里拉县2014年政府工作报告》[11]的统计数据，结合GIS技术，对所述的评价因子进行计算分析，得到综合考虑效率和公平原则下的综合原则设施目标函数数值图如图1所示，根据得出的综合原则情况下的设施目标函数数值图，结合问卷所得普通中学服务半径（考虑到香格里拉县处于偏远山区，其服务半径可考虑突破最高值），将覆盖半径表现在目标函数数值图上（见图2）。

　　按照所取香格里拉县普通中学服务半径进行研究，在综合原则下该地区的中学教育资源要想基本覆盖全部地区，结合现有中学的分布情况，需要在东旺、尼西、五境三个村镇中心再规划建设3个中学才能基本实现（见图3）。

　　2.资源最优化分析

　　现以不同中学办学规模和方式为对象，方案一：

普通完全中学，普通完全中学设有初中又设有高中，各1000人，学生总人数为2000人；方案二：

普通非完全中学，初中和高中分开设立，选取设立初中的普通非完全中学每学校有学生1000人，设立高中的普通非完全中学学生人数为1000人。

研究何种办学规模更为经济有效、节约资源，学校布局配置以前面研究结果为基础，结合当地实际适龄人口数量，坚持就近入学的基本原则确定学校的服务半径和覆盖范围；学校选址问题坚持设施规划布局原则进行，结合综合原则下计算得到的设施重要性评分情况，优先考虑需求性得分较高、设施较完善的村镇地区进行设立。

通过实际计算和综合考虑得到方案一情况下，满足基本覆盖全县区的基本要求时，所设普通完全中学的布局配置情况如图4所示。

方案二情况下，满足基本覆盖全县区的基本要求时，所设普通非完全中学的布局配置情况如图5所示。

　　参照国家和地方标准对农村、乡镇、城市地区不同的生均占地面积和设施配置情况，参考当地工程建筑招标价格，查阅工程招标资料得出一般情况下，计算得到建设规模大小的中学投资金额，并设计两个方案进行分析。

　　选择方案一建设县区全境中学时，投资总额W1为34000万；选择方案二建设县区全境中学时，观察可知，建塘镇和东旺乡两种非完全中学同时存在，可进行优化合并成为普通完全中学，投资总额W2为32000万。

　　由计算结果可知：

W1?

RW2，即综合考虑各种因子，满足相同社会需求条件时，根据两种方案选出最优化中学布置位置和规模，以投资金额相比较发现，方案二的投资金额相对较少，所以该地区现实进行中学位置和规模的设计和规划时，优先考虑方案二，能够取得较好的经济效应，提高教育资源的使用效率。

　　通过以上分析，可以得到典型村镇中学设施规模和选址的最优化方法，该方法即满足了实际社会中的居民教育需求又节约了国家的经济投入，较好的兼顾了人民利益和国家利益。

在村镇地区规划建设其他设施时，可参考该方法进行实际分析，得到较佳的选址和较合理的规模。

　　五、结论

（一）根据不同类别设施功能差异探究效率原则和公平原则的重要性系数，采用问卷调查方法得到设施的两种原则的权重，合成得到综合两种规划原则的设施布局配置方案，更加符合实际情况和满足居民的需求，充分发挥了设施的使用性能，提高了布局配置效率。

（二）运用GIS技术对考虑两种原则下的村镇设施需求性评分进行了量化体现，结果更加直观可靠。

　　（三）通过方案比选的方法进行优化配置分析，提供一种综合考虑村镇设施功能重要性、空间规划布局、建设规模大小和投资经济性四种因素的建设、投资、选址方法，充分改善了村镇设施建设过程中的模糊化、概念式设计，为其它村镇设施的资源最优化设计分析提供了方法借鉴。

　　参考文献：

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长安

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　　[2]张仁桥.基于离散型地域结构的乡村公共设施配置研究[J].

　　安徽农业科学，2010，38（13）：

7012-7017.

　　[3]崔敏.均等化视角下的农村基本公共服务设施布局研究――

　　以河南省镇平县农村为例[J].规划师，2011，27（11）：

18-23.

　　[4]沈晓雪.上海市初级中学的适度学校规模研究[D].上海：

　　华东师范大学，2012.

　　[5]姚继军.多大的学校是合理的――学校适度规模的研究综

　　述[J].教育科学研究，2009，11（4）：

27-30.

　　[6]建标109-2008.农村普通中小学校建设标准[S].中华人民

　　共和国教育部，2008.

　　[7]DGTJ08-12-2004.普通中小学校建设标准[S].上海市教育委

　　员会，2004.

　　[8]DB33/1025-2006.浙江省标准寄宿制普通高级中学建设标

　　准[S].浙江省建设厅，2006.

　　[9]张京祥，葛志兵，罗震东，等.城乡基本公共服务设施布局均

　　等化研究[J].城市规划，2012，36

（2）：

9-15.

　　[10]可华明，王金亮，韩文萍，等.香格里拉县土地利用/土地覆

　　盖变化与趋势预测研究[J].云南地理环境研究，2006，06

（2）：

　　13-17.

　　[11]香格里拉县政府办.香格里拉县2014年政府工作报告

　　[EB/OL].http：

//

　　nt&c=index&a=show&catid=226&id=4433.2014-04-08.

　　（责任编辑：

陈勇）