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基于一种改进可达性算法的北京市医疗资源公平性分析

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2021-03-23

Part 1  内容导读


在我国经济不断发展的时代背景下,医疗、绿地等公共资源的公平性越来越引发人们的注意。北京市虽然拥有全中国最为优秀的医疗资源,但是考虑到人口的高度集中以及医院空间分布的不平衡性,北京市医疗资源的空间分布仍然体现出了一定程度的不公平性。及时并且细粒度地刻画医疗资源的空间分布,可以有效地评价公共资源分布的合理性,并且为资源的进一步调整、分配提供现实意义的参照。


空间可达性是一种经常被用来衡量资源的空间分布是否公平、是否合理的指标。在以往的科学研究中,空间可达性的计算方法可以说不可胜数,其中以两步移动搜索法(2SFCA)的应用最为广泛。


而在2SFCA中,关于距离衰减函数的给定一直没有公认的标准,通常是以人为设定为准,缺少现实世界数据的支撑。本研究首先通过分析出租车的轨迹数据,对如何确定2SFCA中的衰减函数给出了一种可行的参考方式。之后,通过结合高德地图API等新兴的手段计算了北京市医疗资源空间分布的公平性,并对结果进行了分析与讨论。



Part 2  数据与研究区域


本研究选择北京五环为研究区域,采用1kmx1km的网格作为研究单元。使用到的数据包括北京市各等级医院的分布及规模数据、联通智慧足迹数据、高德地图API(路径规划)、北京市土地利用类型数据、出租车轨迹数据以及二手房交易价格数据等。


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图1 研究区域与研究单元



Part 3  实验方法

在2SFCA的计算过程中,我们给出了一种衰减函数的计算方式。筛选出在出租车轨迹中终点为医院的轨迹数据,统计这部分轨迹的出行时长特征,可以看到通行时长的频率随着时间增长是先增加后减小。我们认为在通行时长到达峰值(约10min)以前,医院对一个地区的影响权重不会衰减,将峰值的权重设置为1,并采用曲线拟合的方式得到了峰值之后的曲线函数,以此来表示2SFCA方法中的衰减函数f(t)。


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图2 基于出租车数据拟定2SFCA中的衰减函数


医疗资源可达性的计算。使用高德地图提供的路径规划API,可以计算各研究单元到各个医院的通行时长。我们收集了高峰期和非高峰期两个时间段的数据。联通智慧足迹数据可以推算单元内的常住人口。通过北京市政务公开数据网站获得北京市医院的名单,结合网络地图API和医院信息数据库等,我们可以获取各级各类医院的位置和规模属性信息。基于以上数据,并使用我们第一步中设定好的衰减函数,使用2SFCA方法可以计算得到北京市的医疗资源可达性的空间分布。


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图3 北京市五环内的医院数据和人口数据


在计算得到北京市医疗资源的空间可达性之后,我们通过简单的统计分析、冷热点分析、多元回归分析等多种手段和方法,对北京市医疗资源空间分布的公平性进行了讨论。



Part 4  结果与讨论


这里选取了论文中的部分结果。首先是在非高峰期和高峰期两个时段内,北京市五环内医疗资源可达性空间分布的对比。可以看到在无论是高峰期还是非高峰期,北京市中心地区获取医疗资源的能力都相对较强。而在高峰期时,由于交通情况变得拥堵,城市周边地区获取医疗资源的能力出现了明显的下降,可以认为北京市医疗资源的分布还是倾向于为城市中心地区服务。


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图4 非高峰期和高峰期的医疗资源可达性分布图


之后,我们通过对比高峰期和非高峰期的可达性计算结果,发现了一个比较有趣的现象。就是在高峰期时,虽然各个研究单元到达医院的通行时间是严格增加的,但是部分地区的医疗资源可达性反而升高了。考虑到2SFCA方法本身包含不同地区之间的竞争机制,这种现象就容易理解了,因为所有地区的通行时间都变长了,城市周边的居民向内部通行时间变长,获取医疗资源的能力变弱,使得城市中心地区获取医疗资源的竞争压力减小。这样就出现了即使通行时间变久,可达性指标反而会提升的现象。


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图5 绝对优势地区


最后,我们结合人口数据,试图判断北京市对于各种不同的弱势群体来说是否存在医疗资源荒漠。这里我们将某类人口数量较多并且医疗资源可达性较低的地区,称为医疗资源的荒漠,这个概念借鉴了曾经在美国和欧洲的可达性研究中激烈讨论的食品荒漠(Food Deserts)概念。


通过研究我们发现对于大多数人群,并不存在人群聚集并且医疗资源短缺的情况,只有儿童群体,在北京的南五环附近出现了面积较大的医疗资源荒漠。原因可能是该地区靠近经济开发区,新增人口、新生儿数量较多,但是医疗卫生等相关配套设施尚未建设完善。这些结论可以为将来北京市医疗资源空间布局的优化与调整提供一定的参考。


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图6 医疗资源荒漠


本研究中,我们基于一种改进后的可达性算法,对北京市医疗资源的公平性进行了分析与讨论,本文做出的贡献主要有两部分:


  1  基于分析出租车轨迹数据中就医出行的特点,对两步移动搜索法中衰减函数的确定给出了一种思路和参考。


  2  分析了北京市五环内医疗资源的公平性问题。北京市医疗资源更倾向于为城市中心地区服务。即使在交通的高峰期时,城市中心获取医疗资源的潜能也很高。对于不同弱势群体来说,南五环附近儿童的医疗资源获取能力的提高可能是最为迫切的问题。


引用

Shize Gong, Yong Gao, Fan Zhang, Lan Mu, Chaogui Kang, and Yu Liu. "Evaluating healthcare resource inequality in Beijing, China based on an improved spatial accessibility measurement." Transactions in GIS.

https://doi.org/10.1111/tgis.12737




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