基于Huff模型的小學教育資源區域劃分及決策優化研究基于Huff模型的小學教育資源區域劃分及決策優化研究101問題與目標數據來源研究方法020304目錄05結果與討論思路流程01問題與目標數據來源研究方法020304目錄05結果與討論PART01問題與目標PART01問題與目標中央及地方關于劃片問題文件剪影教育部，首次提出了“就近入學”的概念自此每年都有關于小學劃片的文件發布根據實際情況積極穩妥地實施多校劃片操作。實現100%的小學、95%的初中劃片就近入學。積極穩妥探索單校劃片和多校劃片相結合的入學方式劃分學區本意是好的，但重點小學和一般小學之間教育資源的巨大差距是客觀存在的。199220172017北京教委。。。2016全國政協俞敏洪委員研究背景中央及地方關于劃片問題文件剪影教育部，首次提出了“就近入學”國內外研究現狀國外篇：Slalom以堪薩斯州

BVSD學區為例，通過建立空間數據庫的方式，利用GIS對學校布局進行了調整。Hanley以愛荷華州為例對該州學校交通成本與學區劃分之間關系進行分析，得出學區合并對交通成本減少有巨大的影響。Taylor等利用GIS對北卡州約翰斯頓縣的學校和社區進行整體規劃，成功減少了交通對學校選擇的影響，同時降低了學生上學的成本。國內外研究現狀國外篇：國內外研究現狀國內篇：陸天琪等人利用Voronoi圖和幾何網絡進行學區劃片分析，對朝陽市中心城區小學教育資源布局及優化進行研究。張智涵等則利用泰森多邊形求得學校服務區范圍，對學校空間布局均衡的進行了研究。張雪峰等人利用包括huff模型、距離模型、重力模型等在內的多個模型對鞏義市農村中小學空間布局的進行了分析。國內外研究現狀國內篇：PART02思路流程PART02思路流程研究區概況圖1研究區位置圖Fig.1TheSurveyRegion芝罘區是煙臺最具代表性的縣區，作為煙臺老城區經濟發達，人口達68.98萬人。其中初中在校生約2.9萬，小學在校生約3.2萬，教育十分發達，是山東省義務教育階段最具代表性的地區之一。研究區概況圖1研究區位置圖芝罘區是煙臺最具代表性的縣區，作為教育資源分配不均衡劃片信息更新不及時人工劃片消耗資源巨大未考慮路況信息發達基礎教育背后的問題圖2圖a為研究區學校密度分布，圖b芝罘區房價分布圖Fig2(a)isSchooldensitydistribution;Fig2(b)isthehousingpricedistributionmapofZhifudistrict教育資源分配不均衡發達基礎教育背后的問題圖2圖a為研究區學問卷調查統計結果注：10與11票數相同擇校時優先考慮要素可接受的家-校時間心儀學校Top10c圖3問卷調查分析結果Fig.3Theresultofanalyzingquestionnaire問卷調查統計結果注：10與11票數相同擇校時優先考慮要素可接研究流程研究流程11各社區適齡兒童數小學學生容納量學區劃分規則各等級道路及小學位置數據社區位置數據PART03數據源各社區適齡兒童數小學學生容納量學區劃分規則各等級道路及小學位小學容納量芝罘區43所小學班級數信息來自各小學官網查找所得小學容納量芝罘區43所小學班級數信息來自各小學官網查找所得各等級道路及小學位置數據通過天地圖ArcGISserver數據庫（17:6080/arcgis/rest/services）獲得各等級道路及小學位置數據通過天地圖ArcGISserver路況數據通過高德地圖（/）實時路況功能獲得煙臺市芝罘區上學早晚高峰的路況信息圖4研究區早晚高峰路況分布Fig.4Thelayoutofroadconditionofmorningpeak路況數據通過高德地圖（http://ditu.amap.coPART041.時間成本距離分析2.Huff模型研究方法PART041.時間成本距離分析研究方法3.重力模型2.距離模型4.Huff引力模型需求者到達最近設施的距離，常見距離模型有Voronoi圖、歐式距離、時間成本距離……缺點：考慮要素單純考慮到達學校的距離，學校的學生容納量、同時考慮了社區適齡兒童數、以及網絡分析基礎上的路況信息。缺點：在目標點過于集中時，會存在部分學校未有相應學區的情況。采用頻率域的方法，缺點：在多種方案之間計算時，終點數目的不同則不具備可比性常見分配模型比較1.網絡分析根據路網的預設速度來推算服務區。缺點：在非路網區域存在很大的模擬假設成分，且結果不可控。3.重力模型2.距離模型4.Huff引力模型需求者到達最近設1.泰森多邊形（Voronoidiagram）2.時間成本路徑充分考慮經過每個像元的時間成本，結果全面、客觀的反映了路況情況。缺點：僅考慮不同路況下學區分配。由一組由連接兩鄰點直線的垂直平分線組成的連續多邊形組成。缺點：僅考慮了直線距離因素常見分配模型比較1.泰森多邊形（Voronoidiagram）2.時間成時間成本距離分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cost2表示像元2的成本，cost3表示像元3的成本。a1表示從像元1到像元2連接線的總成本,a2表示從像元2到像元3連接線的總成本。accum_cost表示從像元1移動到像元3的累積成本a1a2

a1a2時間成本距離分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cos時間成本距離分析圖5成本距離柵格原理組圖Fig.5therasterprincipleofcostdistance時間成本距離分析圖5成本距離柵格原理組圖Huff模型

公式原理設Pij為適齡學生i選擇學校j的概率，Sj為學校j的規模，dij為適齡學生i距離學校j的距離，β>0為摩擦系數(即阻力大小，本文主要受社區適齡兒童數和道路狀況的影響)。Huff模型

公式原理設Pij為適齡學生i選擇學校j的概率，基于路況的可達性10min時間成本最低15min20min基于路況的可達性10min時間成本最低15min20minPART05結果評價PART05結果評價時間成本距離分析結果模型評價以路況和距離為參考，展現了每個社區所對應的最近小學適用于教育資源分布相對均衡區域圖6為成本距離基礎上的學區劃分Fig.6TheminimumloadofeachprimaryschoolinZhiFuDistrict時間成本距離分析結果模型評價以路況和距離為參考，展現了每個社Huff模型分析結果圖7劃片結果，a圖為熱點小學劃片結果，b圖為基于熱點小學劃片基礎上的普通小學畫片結果Fig.7Theresultofdistrict-dividing,Fig.7(a)istheresultsofHotprimaryschooldivision,Fig.7(b)istheresultsofordinaryprimaryschooldivisionbasedontheresultsofHotprimaryschooldivisionHuff模型分析結果圖7劃片結果，a圖為熱點小學劃片結果，Huff劃片后處理養正小學片區道恕街片區養正小學+道恕街小學片區模型評價實現劃片系統的動態管理，及時更新劃片信息。只需輸入學校容納量與適齡兒童數即可實時更新劃片方案。Huff劃片后處理養正小學片區道恕街片區養正小學+道恕街小學Huff模型分析結果現行劃片方案本劃片方案與現行劃片方案契合度高，適用性強Huff模型分析結果現行劃片方案本劃片方案與現行劃片方案契合1.首次將路況信息引入學區劃分領域。2.劃片系統可以動態管理，及時更新劃片結果，提供信息化決策支持。創新點1.操作簡便，推廣性強。2.考慮路況信息，降低時間成本。3.與現行劃片方案契合度高，獲得政府部門的認可。實際意義1.首次將路況信息引入學區劃分領域。創新點1.操作簡便，推廣請批評斧正END請批評斧正END29基于Huff模型的小學教育資源區域劃分及決策優化研究基于Huff模型的小學教育資源區域劃分及決策優化研究3001問題與目標數據來源研究方法020304目錄05結果與討論思路流程01問題與目標數據來源研究方法020304目錄05結果與討論PART01問題與目標PART01問題與目標中央及地方關于劃片問題文件剪影教育部，首次提出了“就近入學”的概念自此每年都有關于小學劃片的文件發布根據實際情況積極穩妥地實施多校劃片操作。實現100%的小學、95%的初中劃片就近入學。積極穩妥探索單校劃片和多校劃片相結合的入學方式劃分學區本意是好的，但重點小學和一般小學之間教育資源的巨大差距是客觀存在的。199220172017北京教委。。。2016全國政協俞敏洪委員研究背景中央及地方關于劃片問題文件剪影教育部，首次提出了“就近入學”國內外研究現狀國外篇：Slalom以堪薩斯州

BVSD學區為例，通過建立空間數據庫的方式，利用GIS對學校布局進行了調整。Hanley以愛荷華州為例對該州學校交通成本與學區劃分之間關系進行分析，得出學區合并對交通成本減少有巨大的影響。Taylor等利用GIS對北卡州約翰斯頓縣的學校和社區進行整體規劃，成功減少了交通對學校選擇的影響，同時降低了學生上學的成本。國內外研究現狀國外篇：國內外研究現狀國內篇：陸天琪等人利用Voronoi圖和幾何網絡進行學區劃片分析，對朝陽市中心城區小學教育資源布局及優化進行研究。張智涵等則利用泰森多邊形求得學校服務區范圍，對學校空間布局均衡的進行了研究。張雪峰等人利用包括huff模型、距離模型、重力模型等在內的多個模型對鞏義市農村中小學空間布局的進行了分析。國內外研究現狀國內篇：PART02思路流程PART02思路流程研究區概況圖1研究區位置圖Fig.1TheSurveyRegion芝罘區是煙臺最具代表性的縣區，作為煙臺老城區經濟發達，人口達68.98萬人。其中初中在校生約2.9萬，小學在校生約3.2萬，教育十分發達，是山東省義務教育階段最具代表性的地區之一。研究區概況圖1研究區位置圖芝罘區是煙臺最具代表性的縣區，作為教育資源分配不均衡劃片信息更新不及時人工劃片消耗資源巨大未考慮路況信息發達基礎教育背后的問題圖2圖a為研究區學校密度分布，圖b芝罘區房價分布圖Fig2(a)isSchooldensitydistribution;Fig2(b)isthehousingpricedistributionmapofZhifudistrict教育資源分配不均衡發達基礎教育背后的問題圖2圖a為研究區學問卷調查統計結果注：10與11票數相同擇校時優先考慮要素可接受的家-校時間心儀學校Top10c圖3問卷調查分析結果Fig.3Theresultofanalyzingquestionnaire問卷調查統計結果注：10與11票數相同擇校時優先考慮要素可接研究流程研究流程40各社區適齡兒童數小學學生容納量學區劃分規則各等級道路及小學位置數據社區位置數據PART03數據源各社區適齡兒童數小學學生容納量學區劃分規則各等級道路及小學位小學容納量芝罘區43所小學班級數信息來自各小學官網查找所得小學容納量芝罘區43所小學班級數信息來自各小學官網查找所得各等級道路及小學位置數據通過天地圖ArcGISserver數據庫（17:6080/arcgis/rest/services）獲得各等級道路及小學位置數據通過天地圖ArcGISserver路況數據通過高德地圖（/）實時路況功能獲得煙臺市芝罘區上學早晚高峰的路況信息圖4研究區早晚高峰路況分布Fig.4Thelayoutofroadconditionofmorningpeak路況數據通過高德地圖（http://ditu.amap.coPART041.時間成本距離分析2.Huff模型研究方法PART041.時間成本距離分析研究方法3.重力模型2.距離模型4.Huff引力模型需求者到達最近設施的距離，常見距離模型有Voronoi圖、歐式距離、時間成本距離……缺點：考慮要素單純考慮到達學校的距離，學校的學生容納量、同時考慮了社區適齡兒童數、以及網絡分析基礎上的路況信息。缺點：在目標點過于集中時，會存在部分學校未有相應學區的情況。采用頻率域的方法，缺點：在多種方案之間計算時，終點數目的不同則不具備可比性常見分配模型比較1.網絡分析根據路網的預設速度來推算服務區。缺點：在非路網區域存在很大的模擬假設成分，且結果不可控。3.重力模型2.距離模型4.Huff引力模型需求者到達最近設1.泰森多邊形（Voronoidiagram）2.時間成本路徑充分考慮經過每個像元的時間成本，結果全面、客觀的反映了路況情況。缺點：僅考慮不同路況下學區分配。由一組由連接兩鄰點直線的垂直平分線組成的連續多邊形組成。缺點：僅考慮了直線距離因素常見分配模型比較1.泰森多邊形（Voronoidiagram）2.時間成時間成本距離分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cost2表示像元2的成本，cost3表示像元3的成本。a1表示從像元1到像元2連接線的總成本,a2表示從像元2到像元3連接線的總成本。accum_cost表示從像元1移動到像元3的累積成本a1a2

a1a2時間成本距離分析

公式原理cost1表示像元1的成本，cos時間成本距離分析圖5成本距離柵格原理組圖Fig.5therasterprincipleofcostdistance時間成本距離分析圖5成本距離柵格原理組圖Huff模型

公式原理設Pij為適齡學生i選擇學校j的概率，Sj為學校j的規模，dij為適齡學生i距離學校j的距離，β>0為摩擦系數(即阻力大小，本文主要受社區適齡兒童數和道路狀況的影響)。Huff模型

公式原理設Pij為適齡學生i選擇學校j的概率，基于路況的可達性10min時間成本最低15min20min基于路況的可達性10min時間成本最低15min20minPART05結果評價PART05結果評價時間成本距離分析結果模型評價以路況和距離為參考，展現了每個社區所對應的最近小學適用于教育資源分布相對均衡區域圖6為成本距離基礎上的學區劃分Fig.6Theminimumloadofeac