基于叙述性偏好法的城市居住环境质量评价方法研究

城市生活质量研究关注居民对生活的满足感，包括但不限于健康、教育、环境、安全和休闲等方面。 #生活乐趣# #生活质量# #生活品质# #城市生活质量研究#

居住环境是城市生活的载体,是满足居民日常生活、休憩、出行等活动最重要的场所,与居民的生活质量息息相关。近年来经济的快速发展带来了物质生活水平的极大提高,但随之出现的居住分异、环境污染、交通事故、医护可达性等问题,使得城市中不同人群开始关注反映其实际生活的居住环境质量。居住环境质量评价可以追溯到1958年希腊学者道萨迪亚斯(C A Doxiadis)创建人类聚居科学,自此开始人们对人类生活环境等问题进行了大规模的基础研究。对居住环境的研究主要集中在对居住环境质量的评价上,基于评价结果获得城市环境对人们生活质量的影响,并在此基础上预测居住环境的变化趋势,便于为提高城市的居住环境质量和相关政策制定提供科学的理论依据。

评价研究的焦点集中在评价指标体系构建和指标权重确定2个方面。自20世纪70年代以来,国内外学者进行了持续的研究,尤其是对指标权重的确定方法进行了大量的探讨。由于居住环境涉及要素众多,评价指标的分级分类必不可少,以分类原则将现有研究划分为2类：基于实际环境的指标（exposure-based indices）,由物质环境指标构成,如噪音水平、居住面积、空气质量、景观等[1~6];基于生活感受的指标（effect-based indices）,以环境影响的结果划分指标种类,如健康影响、安全性、方便性、舒适性、环境亲切性、可持续性等[7~14]。这2类指标常用在针对个体研究中,研究目的对指标分类起着重要作用[15]。

从指标权重的确定方法来看,已有研究方法可划分为2大类,一类是对现实的居住环境要素的调查,以人们对要素的使用频率、重要程度或满意程度等作为权重值,这种方法基于现实情况,让人们直接对要素的相对重要程度作出判断;另一类是对环境要素进行虚拟组合,让人们从组合方案中选择满意的方案,通过对虚拟方案的偏好来推算环境要素的相对重要程度,即叙述性偏好法（Stated Preference,下文简称SP方法）,这种方法起始于市场营销学对消费者的偏好研究[16],其在环境评价、交通政策、住房选择、休憩活动等领域已有广泛应用。SP方法是对采用虚拟调查方式的一类方法的统称,其包括选择实验（CE, Choice Experiment）[17,18]、结合分析(CA, Conjoint Analysis) [19~21]、假想市场评价法（CVM, Contingent Valuation Method）[22]等方法。SP方法以更加贴近人们判断和选择的过程来获得要素的权重,相对直接询问权重具有诸多优点,国外在20世纪70年代[23]便将SP方法应用于居住用地政策评价实践中,相关研究可以分为以下3类：① 讨论SP方法在环境评价和住房选择中的应用[23~28]。② 讨论SP方法及与其他方法的比较,一方面是对SP方法的实现方式,如选择实验、结合分析、假想市场评价法等方法的原理、应用的探讨和方法的比较[8,17~21],另一方面是对SP方法和其他方法,如与选择模型方法、回归分析等定量方法以及定性描述的比较[29,30]。③ SP方法在城市规划和政策制定中的应用研究[31]。国内将SP方法用于居住环境质量评价研究才刚刚起步,仅张文忠对使用经济价值评价方法进行居住环境评价的原理进行介绍外[12],尚未出现实证研究。

本研究的目的在于探讨SP方法在推算居住环境要素权重中的应用,并对居住环境质量要素的相对重要性和不同城市人群的居住环境要素偏好差异进行分析,以期为改善城市居住环境、满足不同群体的环境需求提供一定的理论参考。

1 研究设计

本文核心内容是使用SP方法推算城市居住环境质量各影响要素的权重。研究首先基于预调查,针对研究地域构建居住环境质量评价指标体系,并设定要素的属性水平,然后进行SP调查设计,通过问卷调查获得分析数据。

1.1 研究地域和评价指标体系

本文以上海市杨浦区为例进行问卷调查。杨浦区跨上海的内环线和中环线,在区位上可以看做上海中心城区的扇形空间截面,其历史上是重要的老工业基地,到现在仍遗留较集中的里弄街坊。近代以来杨浦区建设了大量的工人新村和新时代商品房小区,伴随五角场副中心的建设、大学园区及相关产业的扩展,杨浦区呈现出居住环境和居住人群2个方面丰富性和差异性并济的特点,对上海市中心城区具有一定的代表性。世界卫生组织（WHO）早在1961年就将人居环境概括为4个方面：安全性、保健性、便利性、舒适性,这种分类得到各国学者的认同 [8,19,20]。为在诸多影响要素中选出适合上海的影响要素,本文首先选择上海市中心城区的2个街道进行了预调查。从环境对生活的影响角度将影响要素分为生活便利性、休闲便利性、居住舒适性、环境亲切性、生活安全性5个一级指标,对应20个二级指标和68个三级指标（要素指标）。预调查结果显示,生活便利性、居住舒适性、生活安全性3个一级指标的选择概率超过50%,而休闲便利性和环境亲切性选择比例都不足20%,这一规律存在二级和三级指标中。通过预调查的筛选,构建适合上海的城市居住环境质量指标评价体系（表1）。

表1   要素属性和属性水平

Table 1   Elements’ attributes and their levels

生活质量评价要素属性水平分类属性便利性轨道站距离步行5 min、步行15 min、步行30 min市级医院距离步行5 min、公交15 min、公交30 min中小学距离步行5 min、步行15 min、步行30 min商业地距离步行5 min、公交15 min、公交30 min舒适性住房面积40 m2、80 m2、120 m2公园距离步行5 min、步行15 min、步行30 min健身场距离步行5 min、步行15 min、步行30 min交通噪音嘈杂安静安全性交通事故概率2件/a及以下2件/a以上空气污染（尾气）交通性道路密度低交通性道路密度高火灾事故概率棚户简屋、工厂区其他区域犯罪率抢盗事件3件/a及以下抢盗事件3件/a以上

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上海城市居住环境质量评价体系分为3类评价要素,分别是便利性要素、舒适性要素和安全性要素。便利性要素包括公共交通、医疗设施、基础教育和购物设施,以居住地到这些设施的时间作为便利性评价指标,判断地区的生活便利程度。考虑人们对时间长度感知的差异性和指标可比性,将距离分为3个属性水平,分别是5 min、15 min、30 min,公共交通和基础教育设施一般距离较近,则都为步行时间,医疗设施和购物设施中的较远距离采用公交时间,即步行5 min、公交15 min、公交30 min。

舒适性要素方面,本文将影响居住舒适性的因素定义为居住空间的使用性、周边公园绿地的可达性、健身场所的便捷性、以及环境的负荷性。对于居住空间的使用性,以住房面积作为代表,为有所区别,其水平值设为40 m2、80 m2和140 m2;公园绿地和健身场所仍然以步行5 min、步行15 min和步行30 min来衡量,局部环境负荷以环境噪音的大小作为评价指标①( ① 据《2009上海市综合交通年度报告》数据,道路交通噪音水平等效声级明显高于区域环境噪音水平,交通噪音是上海中心城区重要的噪音污染来源。由于缺乏直接观测数据,在此以到交通干道的距离作为噪音水平的替代数据。)。

安全性要素方面,随着城市机动车的不断增加,大城市的交通事故率居高不下,交通干道尾气污染严重,城市火灾事故频发,某些区域偷盗事件仍然困扰居民生活,各种灾害给城市带来巨大财产损失的同时,也为城市居民的安居乐业埋下了隐患,影响着人们的居住环境质量。

1.2 SP调查设计

本研究通过面访式问卷调查获得数据。问卷内容分为2部分：第一部分为调查者基本情况。包括个人基本信息(性别、年龄、文化、职业、收入等)、家庭情况（是否和家人一起生活,人数,家庭收入,是否有小汽车等）以及现居住地;第二部分为SP 调查问题②(② SP调查问题中,理论上组合的属性数在3~6个之间时,最有利于人们进行比较选择。在此,直接根据要素的类别划分,前3部分每个问题中为同类别4个指标比较,综合部分每次从前3部分各选择1个指标作为代表进行混合,因此为3个指标进行比较。),分为4部分,分别是便利性、舒适性、安全性及综合部分,在每部分虚拟问题之前设置了关于实际居住环境的问题,用于对SP方法的检验。本次调查预想在分析时按照不同的个人信息最多将被调查者分3类人群进行比较,按照置信度20%的要求,每类人群样本数应不少于96个,因此总样本数应至少达到288份。SP问题部分采用从2个选项中选择之一或都不选的形式,即每个问题有3个选项,分别是居住地A、居住地B和选项C,其中居住地A和B分别是4个（综合部分为3个）属性不同水平的组合,选项C是A和B都不满意时的选择,是理论上被调查者可以接受的最低居住环境水平。以便利性问题为例,对4个属性的3级水平进行全方案组合生成,共有81（34）种方案,通过最小正交设计将方案数量减少到14种,所有方案两两比较,去除其中有明显偏好的组合,则最终得到62种有效的对比组合。同理,舒适性、安全性和综合部分分别得到14种、7种和8种（或9种）③( ③ 由于综合部分不同组合中属性水平数量的差异,生成2种正交设计结果。)代表方案,经过方案比选,最终分别确定47种、9种、11种有效的对比组合。为保证每种组合出现概率均等,在发放问卷时将便利性、舒适性、安全性以及综合居住环境质量的问卷进行充分的随机组合（表2）。

表2   SP调查示例

Table 2   SP survey sample

便利性居住地A居住地BC轨道站距离5 min30 min都不满意市级医院距离公交15 min公交15 min中小学距离15 min5 min商业地距离公交15 min5 min舒适性居住地A居住地BC住房面积80 m240 m2都不满意公园距离5 min5 min健身场距离15 min30 min交通噪音嘈杂安静安全性居住地A居住地BC交通事故概率低高都不满意空气污染（尾气）严重不严重火灾事故概率高低犯罪率低低居住环境质量居住地A居住地BC市级医院距离公交30 min公交15 min都不满意公园距离5 min15 min空气污染（尾气）高低

1.3 SP调查实施

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笔者于2011年10月7日至16日间分多次在上海市杨浦区展开问卷调查。为了覆盖各种居住环境,同时兼顾对象人群的多样性,选择了不同等级的商业中心、公园绿地、不同类别的社区中心、中小学、办公楼等作为调查地点。调查采用随机抽样的方式,通过不同的调查地点,保证尽可能多的采集到不同居住环境下的样本。调查共计发放问卷332份,回收有效305份,回收有效率91.87%。其中男性141份,女性164份,分别占有效问卷的46.2%和53.8%;各年龄段以26~40岁的青中年人为主,占44.3%,企事业负责人和专业技术人员占到27.9%,办事和商业服务人员占29.8%。

表3   模型的拟合结果

Table 3   The results of SP models

居住环境指标分类模型总模型系数系数便利性地铁站距离-0.0370***-0.0246*医院距离-0.0043***-0.0029中小学距离-0.0375***-0.0249*商业地距离-0.0037***-0.0025*McFadden’s LRI0.2344-舒适性住房面积0.0106***0.0068*公园距离-0.0122*-0.0078健身场距离-0.0084*-0.0054*交通噪音-1.395***-0.8947***McFadden’s LRI0.2518-安全性交通事故概率-0.6946***-1.2887***尾气污染程度-0.7478***-1.3874***火灾概率-0.5728***-1.0627***犯罪率-1.0683***-1.982***McFadden’s LRI0.09470.1801

注：1.*代表P<0.1的显著水平,**代表P<0.01的显著水平,***代表P<0.001的显著水平;2. 选项“C都不满意”,在模型中为虚拟变量,在结果中为虚拟系数, C选项代表本组选择中能够接受的最低效用水平,结果表明此项虚拟系数的效果不理想,故未列出。

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2 模型拟合和解释

2.1 要素权重的模型拟合

SP方法通过居民选择希望居住的环境来获得各环境要素影响程度的相对重要程度,符合离散选择模型的理论基础,在此采用离散选择模型进行数据分析,其模型表达式如下：

Pj=exp(Vj)/∑j=A,B,Cexp(Vj) （1）

VA,B=WTX A,B （2）

VC =MTX C （3）

UA,B=VA,B+εA,B （4）

UC=VC+εC （5）

式中,j是要素的选项,即A、B、C;Pj是选择某一居住环境的概率;Vj是选择A、B、C中某一个的可见效用;ε是随机效应;UA,B是选择某一类环境的效用;UC是设定环境所不能满足的期望效用;XA,B,C指选择结果;WT,MT是模型所要拟合的系数。

用统计软件SAS对305份有效问卷的分类要素和综合部分分别进行选择模型拟合。同类要素更加便于人们比较相对重要程度,而类别之间的关系则由综合部分代表,并根据分类要素指标的结果对综合部分中每类要素的相对比值进行调整。模型拟合结果见表3。由于便利性、舒适性和安全性内部要素的量纲差异,以及人们思考问题的习惯,人们对不同类之间的要素进行判断时存在一定的困难,因此综合部分模型的误差相对较大。选择前3部分模型中最显著的系数（统计意义上,系数的T值绝对值越大,代表系数越显著,解释性越强）,即中小学距离、交通噪音和犯罪率分别作为便利性、舒适性和安全性的代表,将综合部分的指标按照这3个指标的变动幅度进行修正。4部分的模型优度指标McFadden’s LRI分别为0.234、0.252、0.095和0.180。一般认为,McFadden’s LRI值在0.2~0.4之间比较合理,由此可知便利性和舒适性拟合效果较好,安全性结果不佳,综合部分模型结果一般。

2.2 模型结果的解释

由离散选择模型推算出的模型系数便是各属性的权重,通过对3类要素中单位和量纲相同的要素权重值比较发现,便利性和安全性要素比舒适性要素对居住环境质量的影响程度更大;考虑量纲差异,为表达指标之间关系,对一定居住环境质量下各指标之间的替代关系进行分析。从便利性指标的替代关系来看,人们愿意牺牲乘公交到医院的距离增加23 min,或步行到中小学距离增加9 min,或乘公交到商业中心的距离增加17 min来替代到地铁站的距离减少10 min;从舒适性指标之间的关系来看,如果环境负荷（噪音污染）由小变大,必须以住房面积增大176 m2,或公园距离减少75 min,或者健身场距离减少46 min才能弥补居住环境质量的损失;从安全性指标的关系来看,如果交通事故率由无上升到必然发生那么尾气污染必须下降58%或火灾概率下降78%或者犯罪率下降46%才能平衡人们生活质量的损失。从3部分指标之间的关系来看,环境负荷（噪音污染）和交通事故的重要性相当,如果这2种要素的发生概率由0增大到1,需要到轨道站距离减少40 min,或到商业中心距离减少68 min,或者居住面积增大180 m2才能平衡居住环境质量的损失①( ① 本文使用logit模型对数据进行模拟。问卷中,住房面积设定为40 m2,80 m2,140 m2,分别代表小、中、大三个水平,因此在40~140 m2之间的数据是可靠的。上述计算所得的176 m2和180 m2超出了设定范围,数据的精确性存在一定的偏差,但仍可由其数值定性判断与其他指标的相对重要程度。),由此,舒适性中的环境负荷要素和安全性类要素条件降低时,维持居住环境质量不变需要的其他要素补偿更大。

3 分类人群居住环境偏好比较分析

城市居民特征多样,不同人群对居住环境的需求不同,使用SP方法对不同人群的居住环境要素权重进行分析,可以了解人群的需求特征,比较不同人群的居住环境偏好,进而有针对性的为居住环境改善提供规划或政策依据。

3.1 基本分析

根据人群的性别、年龄、受教育水平、婚姻、职业和收入6个属性对调查样本分别建模,各分类样本数量如下：

为了有效的比较各人群差异,对人群属性进行简化分类,各种属性均最多划分为3类,将职业划分为管理技术类人群,商业办事类人群和未就业人群;将月均收入在6 000元以下的划为低收入人群,6 000~20 000元之间的划为中收入人群,20 000元以上的为高收入人群。在各种分类的情况下,多数人群达到了置信度10%要求下的至少96个样本的数量,但其中存在一些人群样本数较少,如高收入人群样本仅为28个,未婚人群69个,老年人79个,对结果可靠性可能产生一定影响。

3.2 模型拟合与比较

不同人群对空间环境的认知和使用存在很大差异,以一定效用水平下,到地铁站距离由5 min增加到15 min对应于到医院（或购物中心）的变化程度绘制等效用无差异曲线,比较不同人群的曲线斜率和端点纵坐标值。斜率绝对值越小,表示对纵轴值的敏感程度越大;端点的纵坐标值越大,表示容忍程度越高。以人们对医院的等效用无差异曲线（图1）来看,在地铁站距离增加10 min情况下,女性愿付出到医院的距离小于男性,说明女性对医院的距离更加敏感;同样,低学历人群相对高学历人群对医院的距离更加敏感;以地铁站距离和购物地距离的等效用无差异曲线进行研究发现,已婚人群明显比未婚人群对购物地的重视程度高。

图1   分人群的等效用线

Fig.1   Indifference curve of utility by groups

分年龄人群的医院和地铁站等效用无差异曲线来看,在地铁站距离增加10 min情况下,老年人对医院距离的敏感程度远远超过青年人和中年人,说明医院距离对老年人远比青年和中年人群重要;而青年人相对中年来看对医院距离的容忍程度较小,且随着地铁站距离增加到15 min,需要紧邻医院才能够平衡其效用。从职业差异来看,未就业人群呈现出对医院距离很强的敏感性,其次是办事、商业和工业职业人群,管理和技术人群最弱,到医院的容忍时长为管理和技术最长,办事、商业和工人职业人群居中,未就业人群最短。同样,从收入水平差异来看,医院距离的重要性对于中高收入人群低于低收入人群,同时,三种人群的最大容忍距离呈现从高收入到低收入逐级降低的趋势。

4 结论与展望

4.1 叙述性偏好法的应用结论

本研究将城市居住环境质量评价体系中的12个指标按照对生活的不同影响划分为便利性要素、舒适性要素和安全性要素,通过分类要素和综合要素SP调查获得数据,使用离散选择模型对调查数据进行分析,得到基于居民偏好的定量模型,对模型结果进行分析和有效度检验可以得到以下结论：

1） SP模型的可解释性较好,且有效度较高。在4个定量模型中,便利性模型和舒适性模型拟合结果较好（McFadden’s LRI分别为0.234和0.252）,安全性模型拟合结果较差（McFadden’s LRI为0.095）,综合模型拟合结果一般（McFadden’s LRI为0.180）。各模型的系数多数达到显著水平,且系数符号均符合预期,尤其在3个分模型中所有系数都达到了显著水平（P<0.001）,在综合模型中只有医院距离、公园距离2个要素的系数不显著（P<0.1）。

2） 不同要素之间的重要性存在较大差异。应用SP方法和离散选择模型推算的居民生活质量价值判断各要素的相对重要程度,分类要素总体比较,便利性和安全性相比舒适性要素对生活质量影响更大;舒适性中的环境负荷要素和安全性类要素条件降低时,维持生活质量不变需要的其他要素补偿更大;而便利性和安全性内部的补偿关系相对均衡。

3） 不同的人群对居住环境的评价重点不同,社会弱势群体对影响日常生活的基本要素更加敏感。城市作为人们的居住生活空间,并没有完全相互隔离的空间,但是不同的人群对设施的使用水平是有明显差异的。从分人群的等效用无差异曲线分析发现,低学历、女性、老年人、低收入人群对地铁站和医院距离相比,对医院距离相对敏感,对医院距离的容忍值也普遍低于对应的其他人群。总的来说,低学历、女性、老年人、未就业、低收入等人群的共同特点是社会中处于弱势的群体,其对城市设施的使用机会和支配能力有限,因此对影响日常生活的基本要素（如医院、噪音等）更加敏感,在基本的生活要素条件降低时维持原居住环境质量水平需要的补偿（其他要素条件改善）更高。

4.2 反思与展望

本研究的目的是探索使用SP方法推算居住环境要素的权重,为了更明确直观的了解方法的设计和应用性,指标体系进行了简化,在进一步研究中将尝试等级属性纳入指标体系。

由于在方法设计和调查实施中难以避免一些问题,导致SP方法的结果可能出现一定的偏差。在问卷设计中,一些要素的属性水平使用定性描述,可能会掩盖人们对要素所固有的认知差异信息。在调查中,由于问卷内容较复杂,一般先由调查员对问卷进行解释,然后被调查者自行填写问卷或调查员辅助填写问卷,在此过程中,被调查者可能会受到调查员某些定向的信息引导。

SP方法作为一种新的测度权重的思路,虽然弥补了直接调查现实情况所存在的局限性,但基于虚拟的条件得到的调查结果也存在一定的不确定性,因此需要对SP方法结果的有效性进行验证。近年来人们也尝试将SP方法与其他方法结合以提高研究结果的可信度。未来,本研究将继续探索提高SP调查分析可信度的方法,并在不同人群的偏好分析基础上,结合人群的空间分布对不同区域提出针对性的居住环境提升策略。SP方法还可用于城市规划调研和方案形成阶段,能够作为公众参与的手段,提高规划的合理性,适应当前规划编制的需求[32]。其完整的理论基础和大量的应用成果,值得我们进一步学习、探索和尝试。

The authors have declared that no competing interests exist.

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