Стратегическое планування житлового фонду Суб'єкта Федерації з допомогою имитационных моделей

Стратегическое планування житлового фонду Суб'єкта Федерації з допомогою имитационных моделей

Бардасова Еге. У.

Долгосрочному рівню планування розвитку Суб'єкта Федерації (СФ), зазвичай, відповідає програму і генеральний план. І тому рівня характерні такі особливості: комплексність, обумовлена принципової необхідністю глибоко враховувати взаємозв'язку підсистем Суб'єкта Федерації як цілого, висока невизначеність вихідних даних для моделювання аналізованої системи та довкілля. Тому на згадуваній даному рівні планування необхідні не оптимізаційні моделі, а моделі для аналізу генеральних тенденцій розвитку системи лише на рівні узагальнених, агрегированных показників що за різних вихідних припущеннях.

Вместе з цим при побудові таким глобальним моделі слід передбачити можливість деталізації окремих блоків з метою прийняття точніших рішень, до оптимізаційних, з урахуванням дезінтеграції змінних, деталізації залежностей і уточнення вихідних даних. На думку фахівців, найбільше зазначеним вимогам відповідають имитационные математичні моделі, котрим характерні:

блочная структура, що дозволяє адаптувати модель на вирішення різних завдань шляхом зміни структури — числа функціональних блоків і глибини обліку різних чинників,.

универсальность, що дозволяє виконувати завдання різних рівнів планування,.

приспособленность режиму перевірки різних евристичних стратегій розвитку системи.

Эти принципи закладено у описану далі модель розвитку житлової забудови Суб'єкта Федерації. Цілі моделювання — отримання таких характеристик, як динаміка зміни черги на поліпшення житлових умов, середньої забезпеченості населення житловий площею, структури житлового фонду різноманітні категоріям, вільної території для житлового будівництва й т. буд. залежно від вкладених у систему ресурсів немає і прийнятих рішень. Слід також рішення зворотної завдання — визначення балансу вкладення ресурсів у різні підсистеми, щоб отримати бажані траєкторії зміни перелічених вихідних параметрів модели[1 ]. Розроблена модель складається з п’ятьох взаємозалежних блок-моделей. Динаміка варіювання чисельності населення СФ описується рівняннями:

, , , ,.

где.

V — швидкість зміни чисельності за рахунок природний приріст,.

IM — темпи зростання населення внаслідок приїзду,.

EM — швидкість зменшення чисельності за рахунок від'їзду,.

N (t) — число жителів міста, у час t.

Порядок розрахунку коефіцієнтів k1-k3 буде пояснений далі.

Динамику параметрів V, IM, EM можна надати як:

.

где.

xi — V, IM, EM для і = 1, 2, 3 відповідно.

Степень коректності такого уявлення залежить від вибору інтервалу часу dt. Демографічні характеристики у містах Суб'єкта Федерації змінюються монотонно і повільно, причому більшість статистичних даних про демографічних процесах обробляється з річної періодичністю. Оскільки модель загалом варта аналізу довгострокових процесів, можна взяти dt рівним одному року. Величини dxi, є функціями безлічі різнорідних чинників.

Так, природний приріст залежить від статево-віковою структури населення СФ, середньої забезпеченості житлом, регіональних еліт і національних особливостей та інших. Обмін із довкіллям визначається внутрірегіональної і міжрегіональної міграціями населення, інтенсивність потоків яких обумовлена відносної привабливістю аналізованого Суб'єкта як на сільського населення Криму і інших регіонів та міст. Існують моделі ухвали і прогнозування зазначених процессов[2 ].

При реалізації запропонованої моделі передбачається, що значення xi (t) всім моментів t Т (де Т — інтервал моделювання) визначаються попередньо методом прогнозу тимчасових рядів відомою предыстории[3 ] чи задаються евристично, щоб проаналізувати реакцію системи різні планові рішення. Винесення прогнозу xi (t) далеко за межі моделі зумовлено великий трудомісткістю завдання й недоцільністю багаторазового її вирішення при варіантному аналізі по аналізованої моделі.

Очевидно, що xi (t) залежить від кількості населення СФ N (t), бо як остання величина варіюється у часі, зручно динаміку зміни чисельності населення висловлювати коефіцієнтами, нормированными на тисячу жителів:

, і = 1, …, 3.

Отсюда випливають наведені вище рівняння, у яких:

k1(t) — коефіцієнт природний приріст населення Суб'єкта Федерації,.

k2(t), k3(t) — коефіцієнти, враховують зміна чисельності за рахунок приїзду і від'їзді.

Рассмотрим модель черги на поліпшення житлових умов, описує динаміку зміни черги на поліпшення житлових умов. Модель має такий вигляд:

,.

,.

,.

где.

Q — швидкість зміни черги,.

q1, q2 — інтенсивності надходження у чергу, й вибуття з черги на поліпшення житлових умов.

Первое складова рівняння відбиває інтенсивність збільшення черги внаслідок природних демографічних процесів серед натуралізованого міста (збільшення сім'ї, освіту нових сімей тощо. буд.), у своїй . Тут — кількість сімей, стали у чергу протягом року, у складі натуралізованого міста. Необхідно запровадження поняття кількості натуралізованого населення обумовлена тим, що загалом разі інших містах існує правило постановки на облік підвищення житлових умов населення, населення даному місті щонайменше років. Звідси , чи ж після інтегрування:

,.

Коэффициент — кількість сімей, стали у чергу протягом t-го року, у складі які прибули до місто за цього року. Сюди відносяться сім'ї, куди не поширюється вимога натуралізації (молоді спеціалісти, військовослужбовці). Відповідно . Тут — кількість сімей, стали у чергу на поліпшення житлових умов у t-м року, у складі які прибули до -м року.

Динамика вибуття з черги визначається интенсивностями двох потоків. Перший описується нормованим коефіцієнтом . Тут — кількість сімей, які з черги без задоволення заявки на поліпшення житлових умов, наприклад через від'їзд, зміни складу сім'ї. Другий потік обумовлений темпами задоволення заявок. Кількість сімей, які поліпшили житлові умови, залежить: від які у місті санітарним нормам, що враховується коефіцієнтом , де — середня площа, необхідна задоволення однієї сім'їочередника в t-м року, від швидкості надходження житлового фонду задоволення черги , що є при = 1 площа житла, що надходить протягом року.

Модель розвитку житлового фонду Суб'єкта Федерації. Динаміка розвитку житлового фонду міста описується такими рівняннями.

,.

,.

,.

,.

.

Как це випливає з моделі, швидкість зміни загальній площі житлового фонду Суб'єкта Федерації G залежить від темпів введення житла та виведення його з експлуатації ЧАЕС . Під час перебування чергу, параметр відповідно до наведених рівнянням обумовлений темпами входження у експлуатацію знову побудованого і капітально відремонтованого житла. Площа новопобудованого за t-й рік житла визначається: коефіцієнтом , де — середня вартість входження у експлуатацію 1 м² житлової площі, кількістю фінансових ресурсів , виділених на житлове будівництво нинішнього року (). Витрати залежить від ступеня розвитку та ефективності будівельної індустрії Суб'єкта Федерації, комфортабельності будинків, прийнятих для забудови, і взагалі разі змінюються у часу. Площа який вводимо в дію у t-м року капітального відремонтованого житловий будинок характеризується другим доданком рівняння, в якому (2.25), причому — середня вартість капітального ремонту 1 м² житлової площі, a — кількість фінансових ресурсів, виділених на перегляд в -м року, де — середнє час капітального ремонту.

Скорость виведення з експлуатації ЧАЕС житловий фонд визначається темпами передачі житловий фонд підприємствам, і організаціям від використання в виробничих цілях (в наведених рівняннях ця складова позначена через ), і навіть знесення старого житловий фонд та виведення їх у перегляд. Площа сносимого протягом року житлового фонду обумовлена асигнуваннями , які виділяються із метою в t-м року, і ефективністю їх використання, яка враховується коефіцієнтом . Тут — середня вартість знесення 1 м² старого житловий фонд.

Скорость виведення житлового фонду в перегляд розраховується з допомогою рівнянь, з огляду на те, що . У зв’язку з тим, мешканці будинків, виведених з експлуатації ЧАЕС, забезпечуються житлом поза черги, задоволення загальній «черзі надходять лише частина який вводимо житловий фонд . Його площа визначається відповідним рівнянням, у якому — коефіцієнт трансформації старої житлової площі, , де — житлова площа, представлена виселеними мешканцям, — житлова площа, звільнена ними. Зазвичай коефіцієнт істотно більше одиниці.

Динамика зміни площі старого житлового фонду , щодо якого приймають рішення про капітальний ремонт, модернізації чи знесення, описується відповідним рівнянням, де  — середнє час старіння житловий фонд. Загалом разі цей час — функція поточних експлуатаційних витрат за зміст житлового фонду. Така залежність то, можливо враховано рівнянням:

,.

где.

— нормативні і фактичні експлуатаційні видатки зміст житловий фонд. Відповідно:

,.

где.

— нормативний термін експлуатації житловий фонд,.

— змінна інтегрування.

Модель зміни площі вільної території для житлового будівництва. Динаміка зміни площі для житлового будівництва відбивається рівняннями , , . Похідна характеризує швидкість звільнення території у результаті знесення старого житловий фонд. У рівнянні для Р перші дві сомножителя визначають площа сносимого житлового фонду, а — коефіцієнт щільності забудови, сносимой в t-м року. Він показує, яка загалом площа земель звільняється при знесення 1 м² житла. Відповідно, у рівнянні, описывающем швидкість забудови вільних територій, — коефіцієнт щільності нової забудови.

Производные рівні значенням земельні площі, введеній у склад парламенту й виведеною з складу територій, призначених під житлове будівництво t-м року.

Модель ресурсних обмежень. Як ресурсів розглядаються лише грошові кошти на припущенні, що вони забезпечені матеріальними і виробничими ресурсами. Балансное обмеження ресурсів з допомогою позначень, прийнятих раніше, має вигляд . Тут — кількість коштів, виділених в t-м року утримання та розвитку житловий забудови міста.

Описанная імітаційна модель розвитку житловий забудови Суб'єкта Федерації повністю відповідає переліченим вимогам, і може бути на цифровий і аналогової обчислювальної техніки. Розглянемо особливості інформаційного забезпечення моделі. Для конструктивного використання останньої треба знати коефіцієнти.

, де Т — інтервал моделювання. Визначити ці коефіцієнти чи величини, яких вони залежать, можливим внаслідок виконання завдання прогнозування відомих часових рядів. Загальний апарат вирішення цих завдань широковідомий, але у кожному випадку необхідно вибирати адекватний метод прогнозу, враховує особливості, тимчасового низки. Це — трудомістка самостійна завдання, що тут не розглядається. Структура описуваної моделі створена припущенні, що моделі прогнозу оформлені в окремий блок підготовки вихідної інформації. Така структура дозволяє поставити характер зміни коефіцієнтів k з урахуванням евристичних міркувань, що дуже важливо задля оцінки наслідків різних планових і управлінські рішення. Наприклад, можна моделювати наслідки зміни норми забезпеченості житловий площею, вартості будівництва й капітального ремонту житла, часу натуралізації.

Список литературы

Кузьмин І. У., Петров Еге. Р., Євсєєв У. У., Нефедов Л. М. Оптимальний планування житловий забудови міста з перспективи. // У кн. Складні системи управління і контролю. — До.: 1996, з. 3−20.

Петров Еге. Р., Нефедов Л. І., Сивко У. П., Нефедова З. І. Алгоритм розміщення кількох підприємств обслуговування однієї спеціалізації в АСУ житловим будівництвом. — М.: Думка, 1995 р., Алексєєв A. M., Козлов Л. А., Крючков У. І. Мережні моделі у перспективному плануванні розвитку. — Новосибірськ: Наука, 1999 р., Адреенко А. Я., Іванов У. П., Петров Б. М. Питання теорії термінальних системам управління (огляд). // Автоматика і телемеханіка, 1994, № 5, Анпилогов П. І. Задоров У. Б. Використання систем альтернативних мережевих моделей в САПР і АСУ будівництва — До.: 1996 р.

Петров Еге. Р., Нефедов Л. І., Сивко У. П., Нефедова З. І. Алгоритм розміщення кількох підприємств обслуговування однієї спеціалізації в АСУ житловим будівництвом. — М.: Думка, 1995 р.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.