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【投稿】救命四分钟:大数据分析杭州市区AED设施布局丨城市数据派

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2020-01-14

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【本期看点】本研究基于GIS技术和大数据分析杭州市区AED设施的布局问题,研究发现主城区分布密集,设施的城市建成区覆盖率达到76.9%。AED设施配置在行政服务类机构最多,体育健身、社区、学校等场所配给水平不足。下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等区域较为短缺,杭州东站承担了最大的服务人流量。在郊区乡镇服务的人流量少。建议当务之急是增加AED设施的数量,优化总体布局,也要调整设施位置,优化微区位布局。



本期投稿作者


祝明明,浙江清华长三角研究院新经济发展研究中心大数据助理研究员

严文律,浙江财经大学研究生,浙江清华长三角研究院新经济发展研究中心实习生

包悦蕾,浙江大学本科生,浙江清华长三角研究院新经济发展研究中心实习生



文章摘要


本研究基于GIS技术和大数据分析杭州市区AED设施的布局问题,研究发现主城区分布密集,江干区最多,萧山区和拱墅区最少,分布态势形成了一主一副多中心的结构,设施的城市建成区覆盖率达到76.9%,但严格条件下不足30%。AED设施配置在行政服务类机构最多,体育健身、社区、学校等场所配给水平不足。从手机信令大数据分析结果,下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等区域的AED设施较为短缺。从AED设施的实际服务范围看,杭州东站承担了最大的服务人流量。在郊区的乡镇地区,由于人口密度低,服务的人流量少。同时建议,当务之急是增加AED设施的数量,优化总体布局,也要调整设施位置,优化微区位布局。



文章内容


近期知名艺人高以翔的离世,令“救命神器”AED(Automated External Defibrillator,自动体外除颤器)再次被热议。AED被称为生死一线的“救命神器”,在心跳骤停时,只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内,利用自动体外除颤器(AED)对患者进行除颤和心肺复苏,才是最有效制止猝死的办法。据国家心血管中心统计,我国每年心源性猝死者高达55万,居全球之首。

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AED是一种便携式医疗设备,全称是自动体外除颤器(英文:Automated External Defibrillator),是可以自动分析心跳、呼吸骤停伤患的心电图,并在需要除颤(电击)时给予电击,是非专业医疗人员也可以利用其来抢救心源性猝死患者的医疗仪器。


要让AED设施发挥作用,需要很强的响应及时性,如何最大化的提高AED设施的使用率,在有限的资源下,惠及更多的人群,这对卫生技术人员提出了更高的要求。本研究采集了杭州市急救中心网站和微信小程序公开的主城区范围内458个AED设施点,结合联通智慧足迹的手机信令大数据,研究现状条件下杭州市AED设施的人群覆盖率,并识别人流量密集区域AED设施的短缺程度。



AED设施都分布在哪儿?


设施的空间分布


1、主城区分布密集,江干区最多,萧山区和拱墅区最少。从AED设施的区域分布看,分布最多的是江干区,达到171个,占主城区的三分之一,其次是余杭区64个,西湖区62个,最少的萧山区和拱墅区,都为24个。


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图 1 杭州市主城区AED设施的数量分布


2、分布态势形成了一主一副多中心的结构。从分布的热力密度看,主中心在江干区,次中心在上城区和下城区组成的密集区,再次滨江、余杭临平副城、下沙城、未来科技城、之江片区分布密度也较高。江干区集聚了杭州东站、市政府、市民中心和多条地铁线路,分布密度较高,上城区和下城区是杭州传统的老城区,也是杭州人口最密集的商业中心所在地,AED设施的分布业较为密集。余杭区分布密度最高的是在临平副城区,其次是城西片区,主要沿城西科创大走廊分布。滨江区的密度分布和其城市规划的空间结构密切相关,主中心在滨江科技城,次中心在公建城市次中心、浦沿城市次中心和白马湖城市次中心。萧山区主要是沿地铁分布和萧山国际机场集聚区。


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图 2 杭州市主城区AED设施分布和热力图

(数据来源:浙江省杭州市急救中心网站)



设施的类型分布


1、AED设施配置在行政服务类机构最多,体育健身、社区、学校等场所配给水平不足。从AED设施配置的场所类型看,主要是政府部门、医疗机构、地铁站、火车站、机场等人流量密集的交通枢纽,还有少数大型商场、写字楼、产业园也配置了AED设施。


体育健身场所是猝死频发的场所,杭州市主城区有52个体育健身场所配置了AED设施。根据百度地图的兴趣点大数据,杭州市主城区278家体育健身场所,健身场所的AED设施的覆盖率约为18.7%。


2、AED设施在社区和学校层面的分布较少,目前只有38个学校配置了AED设施。根据《2018年杭州市统计年鉴》的数据,杭州市有各类小学、中学和高等院校835所。保守估计,主城区若占总数的一半,现有的AED设施覆盖水平也远远达不到服务学生群体的标准。

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而社区层面的覆盖更是少的可怜,目前只有约30个社区配置有AED设施,根据房天下网站统计杭州市主城区目前有房出售的小区数量,杭州市主城区范围内约有各类住宅小区4600多个。老铁们,要是你们看房的时候,物业中心摆着AED设施的,请毫不犹豫的入手吧,绝对是良心物业。


3、分布最多的是行政服务类机构,达到68个,其中江干区和余杭区配置水平最高,占了该类型的数量的65%。其他市辖区的单位配置较少,江干区主要是钱江新城占有较大比重,最多的是市民中心和市政府周边,可谓是五步一个医疗箱,十步一台AED。余杭区在肯花钱方面真的算是不含糊的了,几万块一个的AED,为眼睛都不眨一下,为每一个乡镇、街道办都配齐了,将AED设施的服务延伸到了乡镇层面。


4、医疗机构内的AED设施数量有59个。覆盖较多的主要是江干区和西湖区。地铁站内AED配置也比较多,有40个设施,服务范围覆盖了全市所有地铁站数量的1/3,在几个人流密集的的站点甚至配置了多个AED设施,如凤起路站、钱江站和武林广场站。


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图 3 杭州市主城区AED设施配置的机构类型分布



设施的覆盖率


AED设施的城市建成区覆盖率达到76.9%,但严格条件下不足30%。人在心跳骤停时,只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内,利用AED设施进行急救,才是最有效制止猝死的最佳办法。如果从发现某人出现意外开始计,快速找到周边的AED设施,并全力奔跑取回,理想状态下,只能取到周边约400米的的AED设施,若只进行单趟搬运,那么能覆盖到周边约800米的范围。利用GIS空间分析的缓冲区分析技术,研究在现有的分布条件下,AED设施能周围400米能覆盖约133.68平方千米,覆盖周围800米的面积为354.42平方千米(图 4)。根据2018年发布的《杭州市第一次地理国情普查公报》,杭州市主城八区的建成区面积为460.9平方千米。也就是说理想状态下,AED设施能覆盖76.9%的城市建成区面积,但是严格条件下,AED设施的城市建成区覆盖率约为29%。


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图 4 AED设施在距离400米和800米条件下的缓冲区分析



到底是哪些地方最需要AED设施?


研究思路与方法


杭城的AED设施固然很多,据目前不完全统计,市八区有458个。但是这些AED设施的放置的区域是否真的合理。使用常规的人口统计数据来研究急救类设施的分布具有一定的局限性,随着社会经济发展,人们总是处在各类生产活动中,具有很大流动性。令人扎心的是,我们并不知道自己会在什么时间点突然倒下。每一个人都希望自己倒下的时候,在最近的地点有一台可用的AED设施得以施救。但是城市的资源是有限的,如何尽最大可能在有限的资源条件下,将公共服务设施惠及更多的人?这就是一个值得研究的问题了。

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这时就应该祭出GIS+大数据的双节棍了。GIS是地理信息系统(Geographic Information System)的简称,是进行公共服务设施空间分析的有效手段,可以对空间设施的空间分布规律进行科学的研究和分析,GIS与大数据分析技术的结合将会极大促进服务设施布局的科学性和合理性。手机信令大数据具有明显的优势,只要手机是开机状态,每天至少有十几条信令记录,可以知道什么时候,在什么位置,到哪里去了。除了调查成本低,样本量极大,除老人、儿童,覆盖人群比例高。这有助于识别人口集聚和流动的密集地带,如在全天活动最密集的地带,应当尽量多的布置AED设施。


我们采用联通智慧足迹大数据进行分析,联通智慧足迹大数据是基于手机信令数据的记录的,智慧足迹的人口大数据在城市规划、区域经济发展等领域得到了广泛的应用,具有相当高的可信度和准确度,在城市人口空间分析、城市公共服务设施布局规划与评估、人口与职住平衡研究等方面有较多研究。但是手机信令大数据和医疗服务相结合案例还较少。今天我们就来一场手机信令大数据和医疗急救设施布局交叉研究!基于手机信令数据的AED设施覆盖率分析。


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图 5 手机信令数据采集原理(智慧足迹 赵华)


研究发现


1、下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等区域的AED设施较为短缺。通过联通智慧足迹数据,采集2019年10月杭州市区日常活跃的人口分布情况。从图 6可以看出杭州市区活跃人口的密度分布,中心城区密度明显较高,滨江、下沙的活跃度次之,城西、临平、萧山、之江、九堡附近的活跃度也较高。结合AED设施的分布,可以看出下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等区域的AED设施分布均较少。


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图 6 市区日常活跃人口分布与AED设施的相关性


2、区分AED设施的服务面积和有效服务面积,是本项研究的关键所在。提取主城区所有的AED设施,运用GIS空间分析的缓冲区分析技术,将每个AED设施点向外拓展800米的缓冲区域,即为该AED设施的服务面积。而由于相当一部分设施的距离较近,未免产生服务区域的重叠,这就需要将各自的“势力范围”区分开来,来划分服务区。可以用较为简单的泰森多边形方法,将每个AED设施的点集进行剖分,构建德洛内三角网,形成互相不重叠交错的泰森多边形,类似“细胞”的结构,即为AED设施的有效服务面积,这样距离该设施最近的区域构成一个面,得到每个设施的最近覆盖范围,单个设施的平均覆盖面积越小,则设施距离需求点的平均半径越小,说明AED设施的布局密度更高,在突发的应急事件发生时,更容易得到及时响应。


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图 7 服务范围(左)和有效服务范围(右)示意图


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图 8 AED设施有效服务范围局部放大图


3、将AED设施的服务面积和有效服务范围与智慧足迹人口大数据进行交叉分析,得到每个AED设施服务范围和有效服务范围内的人口数。


从AED设施的实际服务范围看,杭州东站承担了最大的服务人流量。对每个AED设施划分“势力范围”,得到实际服务的范围,得到每个实际服务范围内经过的人流量,可以发现最高的是杭州东站,湖滨商圈周边由于AED设施密度较高,平均每个设施服务的人流数量明显降低了。可也可以发现拱墅区的大关-拱宸桥区域、西湖区的北部、下沙区域的AED设施分布不足,平均每个设施服务的人流数量较高。在郊区的乡镇地区,由于人口密度低,AED设施只能辐射到周边几百米的人群,产生的影响力有限。


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图 9 市区AED设施服务的实际服务人口数据比较

(数据详情点击文末链接或二维码)


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图 10 中心城区各AED设施覆盖实际服务人口数


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图 11 实际服务人口最多的设施点



结论


1、AED设施在主城区分布密集,江干区最多,萧山区和拱墅区最少,分布态势形成了一主一副多中心的结构。

2、AED设施配置在行政服务类机构最多,体育健身、社区、学校等场所配给水平不足。设施的城市建成区覆盖率达到76.9%,但严格条件下不足30%。

3、从手机信令大数据分析看,下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等区域的AED设施较为短缺。

4、从AED设施的实际服务范围看,杭州东站承担了最大的服务人流量。在郊区的乡镇地区,由于人口密度低,服务的人流量少。



建议


1、增加AED设施的数量,优化总体布局,在下沙城、萧山城区、未来科技城、良渚等地增加AED设施的布局,应当要求再体育健身场所至少配置一台设施,积极鼓励在社区、学校等场所配置AED设施。

2、调整布局位置,优化微区位布局,在资源有限的条件下,应当优化设施配置位置,如在郊区乡镇,应当布局在人流量较为密集的集市周边,在市政府和市民中心的冗余的资源,可以向基层单位倾斜。

3、政府应当发挥主导作用,借助广泛的人力、物力和资金渠道,引导社会进一步完善AED急救体系的建立。随之需要跟上的是居民素质的提升和急救技能的普及。AED设施前期投入、后续使用维护成本较高,应该引导居民爱护公共物品,不随意损坏、占为己有。这是AED急救体系全面铺开的前提条件。而从有没有得用,到敢不敢用、会不会用,更需要急救知识和技能的支撑,政府和有关医疗组织可以借鉴他国经验,例如在考驾照前安排急救知识的系统学习,同时注重青年学生的教育。这一做法,能够使AED设施物尽其用,挽救更多的生命。


数据详情点击此处


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浙江清华长三角研究院新经济发展研究中心简介:

浙江清华长三角研究院是浙江省人民政府和清华大学共同组建的正厅级事业单位,是在习近平同志亲自谋划、直接推动、大力支持下创建起来的科研创新机构,被国务院《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》唯一列为重点打造的新型创新载体。

新经济发展研究中心是浙江清华长三角研究院内设综合智库机构,聚焦长三角一体化基础性、战略性、前瞻性问题,致力于打造长三角一流、全国有影响的特色新型智库。专业领域涉及区域经济、宏观经济、城乡规划、投融资、大数据应用等各个领域。团队已完成省级以及地方市县100余项重大课题研究,多篇研究报告获国家和省部级领导批示,出版专著14本,公开发表论文500多篇次。


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