CC BY
17
© Т.В. Петрова, 2006
УДК 622.33.004.68:519.876 Т.В. Петрова
АЛГОРИТМ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДЕЛИ ДИВЕРСИФИКАЦИИ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО РЕГИОНА В ПОСТРЕСТРУКТУРИЗАЦИОННЫЙ ПЕРИОД
щ Ш ериод конца XX столетия и наД чала XXI столетия стал для угледобывающих регионов РФ периодом существенных экономических изменений. В старопромышленных угледобывающих регионах, экономика которых базировалась на добыче и реализации рядового угля, запасы которого в недрах в настоящее время исчерпаны, утратили статус угледобывающих регионов. После проведенной реструктуризации угольной отрасли России начался постперестроечный период, основой которого является диверсификация отраслевой структуры.
Регионы с неисчерпанными промышленными запасами угля по-преж-нему сохраняют моноотраслевую структуру экономики, однако также переживают переходный период: современные внешние воздействия на социально-экономическую систему любых регионов РФ заставляют промышленные комплексы адаптироваться к новым условиям ведения финансовой, хозяйственной и реализационной деятельности. В угледобывающих регионах с хорошо развитой промышленной и социальной инфраструктурой, в частности в Кемеровской области, глобальными проявлениями адаптации угольной отрасли являются увеличение объема добычи угля, совокупного объема продукции обогатительных фабрик, количества экспортируемого полезного ископаемого.
Рост объема добычи угля в Кузбассе стал возможен в связи с крупными капиталовложениями и перемещением угледобывающих мощностей на новые ареалы
угольного бассейна, в частности на Еру-наковское и Талдинское угольные месторождения. Увеличение объема продукции обогатительных фабрик продиктовано необходимостью соответствия качества угольной продукции требованиям зарубежных потребителей и снижением затрат на перевозку 1 т у.т.
Дальнейшее наращивание социально-экономического потенциала Кемеровской области будет осуществляться за счет исторически традиционных для региона угольной отрасли и отраслей первого передела угля. В настоящее время уголь -это сырье в основном для двух отраслей народного хозяйства: энергетики и коксохимического производства. Однако научно-технический прогресс уже в настоящее время позволяет отдельным предприятиям этих отраслей обходиться без продукции угольной отрасли. Поэтому есть вероятность, что в течение нескольких десятков лет уголь станет мало востребованным в промышленности развитых стран и стран, в недрах которых нет запасов угля. На рынке сырьевых ресурсов наступит период жесткой конкуренции. Очевидно, что жизнеспособными в этих условиях будут угольные предприятия, находящиеся в непосредственной близости от потребителя или производящие угольную продукцию глубокой переработки.
В соответствии с изложенным, одной из целей управления социально-экономическими процессами в регионах (территориях) с топливно-энергетичес-кими ре-
сурсами является обеспечение в период исчерпания или невостребованности угольных ресурсов в регионе уровня жизни населения не ниже этого показателя в эталонных регионах. В качестве эталонного предлагается принять средний уровень жизни в России, лучшем и соседнем регионах.
Эта цель достигается посредством реализации следующей концепции: в регионах с убывающими невозобновимыми ТЭР качество жизни населения должно быть не ниже среднего в России и достигнутого в этом регионе, что обеспечивается накоплением от реализации угольной продукции регионального инвестиционного потенциала (стабилизационного фонда (капитала) будущих поколений) для инвестирования процессов диверсификации существующих производств на базе наукоемких технологий воспроизводства социально-экономического потенциала региона.
Реализация этой концепции обеспечивается посредством действия следующих принципов:
• принцип планирования параметров социально-экономического потенциала регионов: не от прошлого через настоящее к будущему, а от будущего к настоящему.
• принцип синхронного управления доходами от реализации ТЭР и социально-экономическим потенциалом региона посредством повышения его устойчивости к изменениям внешней и внутренней сред по мере сокращения невозобновимых топ-ливно-энергети-ческих ресурсов или уменьшения спроса на них;
• на стадии завершения процесса отработки технологичных запасов угольных месторождений регионов необходимо ограничивать капиталовложения на поддержание и расширение основного капитала на предприятиях этого месторождения с целью полного использования изношенного капитала;
• принцип соответствия развивающихся технологий добычи, перера-
ботки и использования ТЭР усложняющимся горно-геологическими условиями и изменяющимся качественным характеристикам угольной продукции.
Для выбора оптимального варианта использования основы экономики региона - угля, необходимо разработать концептуальную модель развития социально-экономической системы угледобывающего региона.
Указанные выше принципы учтены при разработке алгоритма модели социально-экономического развития регионов, экономика которых в настоящее время базируется на добыче и использовании топливно-энергетических ресурсов.
Реализация метамодели социально-экономических процессов в регионах с топливно-энергетическими ресурсами является объективной необходимостью и обеспечивает выбор оптимальной стратегии развития региона в переходный период, характеризующийся перемещением углепромышленного комплекса на новые месторождения угольного бассейна и диверсификацией новых производств на базе наукоемких прорывных технологий.
Основной целью системного моделирования социально-экономических процессов в регионах с убывающими нево-зобновимыми топливно-энергети-ческими ресурсами является выбор и оптимизация параметров стратегий эффективного развития социально-экономического потенциала региона в переходный период, характеризующийся освоением новых ареалов угольного бассейна и диверсификацией новых производств на базе наукоемких прорывных технологий. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• разработать концептуальная модель регионов, экономика которых базируется на добыче, использовании и реализации угля;
• разработать метамодель социально-экономической системы региона;
• разработать алгоритмическое обеспечение объектно-ориентирован-ных
моделей;
• разработать комплекс компьютерных программ;
• выполнить тестовые расчеты для оценки адекватности метамодели социально-экономическим процессам региона по ретроспективной информации;
• разработать сценарии развития социально-экономического потенциала региона;
• установить закономерности и обосновать оптимальную стратегию развития социально-экономического потенциала региона, экономика которого базируется на добыче, использовании и реализации угля.
Для достижения поставленных задач необходимо оценить соответствие моделей социально-экономической системы регионов с убывающими нево-зобновимыми топливно-энергетичес-кими ресурсами правилам системного моделирования, среди которых основными являются принципы: информационной достаточности, осуществимости, множественности моделей, агрегирования и параметризации [1].
Принцип информационной достаточности реализуется посредством использования ретроспективной и прогнозируемой информации, представленной в виде статистических показателей по регионам и отраслям промышленности России и в угледобывающих регионах. С использованием результатов исследований, выполненных под руководством С.А. Айвазяна [2,3] выделен минимальный объем частных показателей, необходимый для синтеза интегральных категорий качества жизни населения и оценки рейтинга регионов. В приведенных источниках информации [4-6 и др.] систематизированы показатели, объем которых существенно превышает минимальный перечень, необходимый для реализации методологии С.А. Айвазяна. Таким образом, информационная достаточность обеспечивается.
Принцип осуществимости поставленной цели исследования социально-экономических процессов угольных регионов подтверждается положительной динамикой роста объемов добычи угля в Кемеровской области за последние годы, а также прогнозом объемов добычи угля до 410-450 млн т в 2020 г. в соответствии с «Основными положениями Энергетической стратегии России на период до 2020 года». Возможность математической и компьютерной реализации модели подтверждается использованием алгоритмов современной теории принятия решений, методологии системного моделирования, пакетов компьютерных программ MAT-LAB, Simulink и др.
Принцип множественности моделей реализуется посредством создания мета-модели социально-экономической системы региона и моделей отдельных объектов и подсистем этой системы: модель динамики качества жизни социума, техноло-го-экономические модели технологий добычи, переработки и реализации угольной продукции, модель развития диверсифицированных производств на базе наукоемких прорывных технологий, модель финансовых потоков и др.
Принцип агрегирования обеспечивается делением социально-экономи-ческой системы региона на подсистемы с использованием для исследования группы подсистем стандартных математических методов, пакетов компьютерных программ.
Принцип параметризации обеспечивается применением матричного метода представления входной и выходной информации в системе MATLAB, а также использованием установленных в результате анализа ретроспективной информации эмпирических зависимостей параметров социально-экономи-ческого потенциала от основных влияющих факторов.
Сущность концептуальной (содержательной) модели состоит в логическом осмыслении решаемой проблемы в контексте методологии системного моделирова-
ния, разработке структуры социально-экономической системы и эвристическом анализе доступных ресурсов (природных, материальных, информационных, трудовых и др.) регионов.
Построение концептуальной модели проведено посредством реализации следующих этапов: определен тип системы, описаны условия функционирования сложной социально-экономичес-кой системы региона с убывающими невозобно-вимыми топливно-энергетичес-кими ресурсами, проведена декомпозиция сложной системы.
Для определения типа моделируемой социально-экономической системы проведен анализ социально-экономи-ческого потенциала региона. Социально-экономический потенциал регионов, экономика которых базируется на добыче, использовании и реализации угля, можно представить в виде трех составляющих: социальный, производственный и природный потенциалы. Экономический механизм, функционирующий в социальной и производственной сфере региона, включает элементы интеграции социального и производственного потенциалов при ограничениях по объему и качеству природных ресурсов. Однако методы и критерии оценки эффективности взаимодействия социального и производственного потенциалов угольных регионов разработаны недостаточно, что подтверждается негативным опытом реструктуризации угольной промышленности России.
Наличие большого числа взаимосвязанных элементов социально-экономической системы региона, таких как социальный и производственный потенциал, природные ресурсы, транспорт, связь и др., функционирующих в условиях частичной неопределенности, подтверждают необходимость рассмотрения социально-экономической системы как сложной.
Изолированное рассмотрение отдельных подсистем не позволяет оценить работоспособность всей системы. Лишь рассмотрение всех подсистем во взаимодей-
ствии может привести к пониманию функционирования системы как целого и проявлению эмерджентности, то есть появлению новых свойств сложной системы.
На основе проведенного анализа социально-экономическую систему угольных регионов следует рассматривать как динамическую с дискретно-непрерывным множеством состояний, функционирующую в условиях стохастической среды.
Условия функционирования социально-экономической системы представляют собой перечень и характеристики внешних факторов, воздействующих на социально-экономическую систему региона. Сложность описания внешних воздействий на эффективность функционирования социально-экономической системы сырьевых регионов состоит в сокращении объема ТЭР, деградации окружающей среды, снижения качества жизни населения за счет роста безработицы, необходимости миграции населения, отсутствия достаточных для диверсификации производства инвестиций.
Соответственно, при формализации внешних воздействий в экономико-математической метамодели региона предлагается учитывать следующие требования к форме и объемам представлений исходной информации:
• представительность и совместимость с функциями подсистем социально-экономической системы региона посредством детализации исходной информации и соответствия информации предметной области подсистем (характеристики убывающих ТЭР должны соответствовать запросам на ресурсы при моделировании технологий добычи, переработки и использования ТЭР, параметры природно-биологической среды должны соответствовать запросам модели развития подсистемы социума, частные показатели жизнедеятельности населения должны быть представительными при оценке интегрального показателя качества жизни социума и др.);
• управляемость, то есть возможность изменения исходной информации в зависимости от целей моделирования, стохастического воздействия внешней и внутренней сред;
• системная независимость, то есть возможность использования одного комплекса исходных данных для моделирования разных подсистем или модификации всей системы.
Таким образом, учитывая большую размерность задачи системного моделирования и стохастического влияния множества внешних и внутренних факторов, в модели необходимо рассмотреть ряд альтернативных сценариев развития социально-экономического потенциала угледобывающего региона. Эффективность этих сценариев необходимо оценивать с учетом не только существующих, но и гипотетических в будущие периоды условий.
Сложность выбора оптимального варианта развития сложной социально-экономической системы региона состоит также в том, что в процессе реализации оптимального сценария развития региона, возникают новые проблемы, связанные с: изменением воздействий внешней и внутренней сред, необходимостью повышения эффективности функционирования системы, выявлением предельных возможностей социально-экономического потенциала, разработкой долгосрочных, краткосрочных и оперативных планов развития системы.
На всех этапах системного моделирования необходимо согласовывать локальные цели и критерии подсистем таким образом, чтобы технические, организационные и экономические решения обеспечивали достижение локальных и глобальной цели управления. На первом этапе управления сложной социально-экономической системой региона необходимо устранить противоречие целей и критериев эффективности подсистем.
Завершающим этапом построения концептуальной модели является декомпозиция социально-экономической системы
угольного региона. При идентификации регионов как сложной системы управления необходимо разработать и оценить варианты развития этой системы с учетом исчерпания природных ресурсов и направлений диверсификации горного производства. Для формирования набора сценариев проводится декомпозиция сложной системы (метасистемы) на подсистемы, элементы и простые компоненты.
Учитывая многообразие и иерархичность формирования производственного, инвестиционного и социального потенциалов в регионе для исследования финансовых потоков в системе «государство - регион - территория - предприятие - ресурсы - общество» был принят инструмент системного анализа как метод объ-ектно-ориен-тированного моделирования [8, 9].
Для перехода от вербального изложения начальной постановки научной задачи к формализованному использованы структурированные формы анализа и фиксирования подсистем, элементов и компонентов сложной системы. Глобальная задача делится на уровни иерархии и локальные задачи. Последние объединяются в группы по принципу: максимальное информационное взаимодействие между локальными задачами внутри групп и минимальное между группами локальных задач.
Основной структурной частью модели является функциональный блок. В блоке по разработанным алгоритмам происходит преобразование входной информации в выходную. Каждый функциональный блок, соответствующий одному из потенциалов, делится на следующем уровне иерархии по такому же принципу как и на верхнем уровне с использованием внешних и внутренних потоков информации.
В соответствии с обоснованной в настоящей работе концепцией создания будущего экономического потенциала угольных регионов за счет части дохода, полученного от реализации добытого угля, предлагается создать специализированные региональные фонды: стабилизационный,
диверсификационный и др. Идея создания внебюджетных фондов широко обсуждается в экономической литературе [10,11 и др.]. В настоящей работе эта идея развивается в части накопления этих фондов и использования не только на диверсификацию производства, но и на ликвидацию угледобывающих предприятий, техническую и биологическую рекультивацию нарушенных земель.
1. ГультяевА.К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие / А.К. Гультяев. - СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 400 с.
2. Айвазян С.А. К методологии измерения синтетических категорий качества жизни населения / С.А. Айвазян // Экономика и математические методы. - 2003. - Том 39. - № 2. - С. 33-53.
3. Айвазян С.А. Эмпирический анализ-синтетических категорий качества жизни населения / С.А. Айвазян // Экономика и математические методы. - 2003. - Том 39. - № 3. - С. 19-53.
4. Угольная промышленность Российской Федерации. Сборник статистических показателей. - М.: Росинформуголь, 1996-2003.
5. Российский статистический ежегодник: Стат.сб. / Госкомстат России. - М., 2000. - 642 с.
6. Кузбасс «1999-2003». Часть I: Стат.сб./ Кемеровский областной комитет государственной статистики - Кемерово, 2004. - 180 с.
Таким образом, разработаны алгоритм и программное обеспечение модели диверсификации угольной отрасли угледобывающего региона в постперестроечный период. Результаты тестирования программного комплекса посредством расчета параметров социально-экономического потенциала прошлых периодов с использованием ретроспективной информации показали удовлетворительную сходимость расчетных и фактических показателей.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7. Кузбасс «1999-2003». Часть II: Стат. сб./ Кемеровский областной комитет государственной статистики - Кемерово, 2004. - 227с.
8. Шек В.М. Объектно-ориентиро-ванное моделирование горнопромышленных систем / В.М. Шек. - М.: Изд-во МГГУ, 2000. - 304 с.
9. Чудинов А.Ю. Объектно-ориентированное моделирование состояния моноотраслевых городов на стадии реструктуризации угольного комплекса Кузбасса; Автореф. / Инт-т угля и углехимии СО РАН. - Кемерово, 2000. - 25 с.
10. Тумусов Ф.С. Инвестиционный потенциал региона: теория, проблемы, практика. - М.: Экономика, 1999. - 272 с.
11. Краснянский Г.Л. Инвестиционная политика угольной отрасли / Г. Л. Краснянский. - М.: Изд-во Академии горных наук, 1999. - 327 с.
— Коротко об авторах -
Петрова Т.В. - кандидат технических наук, доцент кафедры «Экономика и управление горным производством», Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк.
--© Т.В. Петрова, 2006
УДК 622.33:004.68 Т. В. Петрова
РАЗВИТИЕ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ В ПОСТПЕРЕСТРОЕЧНЫЙ ПЕРИОД В КУЗНЕЦКОМ УГОЛЬНОМ БАССЕЙНЕ
