CC BY
38
УДК 523.21
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИИ
Виктор Яковлевич Цветков, д-р техн. наук, профессор E-mail: [email protected] Московский технологический университет (МИРЭА) Владимир Владимирович Ознамец, канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой
E-mail: [email protected] Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)
Статья описывает модели анализа развития территорий. В качестве основы анализа использован ресурсный подход. Устойчивое развитие территорий связано с различными видами ресурсов, которые эта территория имеет. Также принимается во внимание динамика расхода ресурсов. Статья предлагает структурную модель развития территории. Для исследования устойчивости территорий применяется междисциплинарный перенос знаний. Использована измененная модель Лотки-Вольтерры борьбы за существование. Дана модификация этой модели, учитывающая возмущение внешней среды и конкуренцию. Описаны три сценария развития территории на основе этой модели. В качестве второй модели взята логистическая модель выпуска продукции, с учетом потребления ресурсов. Даны сценарии изменения региональной системы на основе этой модели.
Ключевые слова: региональное развитие, ресурсный анализ, модель Лотки-Вольтерры, территория, устойчивость развития.
Введение
Вопросам устойчивого развития регионов уделяется много внимания [1-7]. Большинство работ на эту тему содержат лозунги и пожелания. В лучшем случае такие работы содержат схемы без их аналитической формализации или простые чаще всего мультипликативные формулы, которые характеризуют не устойчивость развития, а выполняют роль индикаторов развития. Методы управления территориями должны способствовать устойчивому социально-экономическому развитию территории, созданию действенной социальной защиты населения и стабилизации уровня его потребления.
Устойчивое развитие территории определяется устойчивостью развития структурообразующих производств. Под устойчивостью развития производства имеется в виду его способность противостоять и предотвратить воздействия, способные привести к спаду производства. В данной работе использован ресурсный подход [8, 9]. предполагается что развитие региона завит от эффективности использования ресурсов и их наличия.
Структурная модель управления. На наш взгляд для анализа устойчивого развития территорий и последующего моделирования можно использовать достаточно простую схему, которая приведена на рис.1. Основой цели управления является внешняя проблема развития территории. Она может быть поставлена извне государством. Она может быть продиктована ситуацией в регионе. Она может иметь обе причины. Для решения проблемы руководящий аппарат формирует план решения. При этом в его распоряжении имеются ресурсы: Ч -человеческие, Ф - финансовые ресурсы, С- сырьевые ресурсы.
Производство на основе имеющихся ресурсов и планов производства выдает некий результата, который частично идет на восполнение ресурсов, частично на рынок для развития региона. В этом месте следует отметить, что результат региональной деятельности имеет
двойственный характер и это уже ставить задачу адекватного распределения результатов производства
Устойчивость производства территориально комплекса определяется обеспечением поддержанием стабильности потоков, приведенных на рис.1.
Как следует из модели на рис.1 устойчивость развития региона зависит от уровня финансирования и самофинансирования, наличия ресурсов и специалистов. Высокий уровень самообеспеченности означает возможность независимого развития территории. Достаточный уровень самообеспеченности территории является основой для устойчивости социально-экономического развития территории.
Проблема
Руководство
00©
Производство
Результат
Рис.1. Структурная модель управления территорией.
Математические модели
Модель на рис.1 связана с рынком продукцией и потребителями. Поэтому в качестве перовой модели устойчивости развития территории можно взять модель модель Лотка Вольтерра [10, 11] борьбы за существование
Жх
— = ах - сху (1) Ж '
ЖУ = -Ьу + Жху (2)
Ж
В этой модели х - число единиц продукции, у - число потребителей продукции. Коэффициент а описывает скорость прироста продукции в отсутствие потребителей, Ь -естественный отток потребителей при отсутствии продукции.
Вероятность взаимодействия продукции и потребителя считается пропорциональной их количеству (ху). Каждый акт взаимодействия уменьшает популяцию продукции, но способствует увеличению популяции потребителей. Математический анализ этой модели показывает, что имеется стационарное состояние (А на рис. 2), всякое другое гое начальное состояние (В) приводит к периодическому колебанию численности как продукции и потребителей так что по прошествии некоторого времени система возвращается в состояние В
При наличии внешних возмущений в правые части (1), (2) добавляются возмущающие воздействия
Жх
— = ах - сху + ff (х, у)
Ж
Жу = -Ьу + Жху + % (х, у) ж
Здесь 5<<1. К правым частям добавляются малые члены /и g, учитывающие, например, конкуренцию или колебания рынка. В результате вывод о периодичности -возвращении системы в исходное состояние В теряет силу. В зависимости от вида малых поправок/и g, возможны другие сценарии. Например, первый сценарий - устойчивое развитие, когда поправки не оказывают существенного влияния на ситуацию рис.2. Второй сценарий - это развал системы рис.3.
В этом случае воздействия /и g разбалансируют систему и выводят ее из устойчивого состояния. Третий сценарий связан с ее колебанием. В этом случае воздействия /и g периодически разбалансируют систему и на время выводят ее из устойчивого состояния. Но система находит ресурсы вернутся в состояние устойчивости.
Рис.2. Модель условно устойчивого развития при балансе потребителей и продукции
Рис.3. Сценарий разрушения системы.
Для заключения о том, какой из сценариев реализуется в данной системе управления, необходима дополнительная информация о возможных возмущениях /и g. Без этой информации условно устойчивая модель может привести к качественно ошибочным предсказаниям.
Главный вывод состоит в том, что после построения любой модели управления или модели сбалансированного развития региона необходимо оценить ее устойчивость на основе дополнительных возможных возмущающих воздействий, который в свою очередь, оцениваются на основе существующих рисков для данной территории. Риски оцениваются на основе имеющейся информации о ситуации в регионе. Отсутствие информации создает информационную асимметрию между реальностью и планами. Информационная асимметрия влечет риски [12].
Любая модель управления во внешней среде является условно устойчивой и для ее применения необходимо исследовать воздействие вариаций на состояние системы, в нашем случае территории. Доверять выводам, сделанным на основании условно сбалансированной модели, можно лишь тогда, когда они подтверждаются исследованием их структурной устойчивости. Однако эта модель (1), (2) не отражает всех особенностей регионального развития.
Для полноты исследования воспользуемся еще одной моделью, которую называют логистической. В теории эволюции логистическое уравнение описывает [13], как эволюционирует популяция из N особей с учетом рождаемости, смертности и количества ресурсов, доступных популяции.
В региональном управлении уравнение, описывающее развитие территории также является логистическим уравнением. Оно описывает, как эволюционирует территория, производящая продукцию Р с учетом количества ресурсов, их пополнения и истощения Такое логистическое уравнение можно представить в виде
ШР
— = сР(К - Р) - кР (3) ш
В выражении (3) с и к — параметры пополнения и истощения ресурсов, К — ресурсная емкость территории. Выражение (3) относительно производной Р' является параболическим и имеет два корня (рис.4), которые будут определять область устойчивости
Во многих приложениях величину упрощенно А полагают равной 0. Соответственно, логистическая кривая имеет упрощённый вид и её нижняя граница соответствует горизонтальной оси координат. В более общем случае А задает нижнюю асимптотическую границу.
При любом исчерпании ресурсов система развития территории выходит на асимптотическое значение В=К—к/с, (рис.5), зависящее от разности между ресурсной способностью среды и отношением постоянных истощения и пополнения ресурсов. При достижении этого стационарного значения (рис.5) прекращается развитие территории она находится в состоянии в каждый момент времени возникает столько ресурсов, сколько их исчезает.
Р , Экспоненциальная
Р'
г кривая
в
А >-
Рис.5. Логистическая кривая
Рис.4. Область устойчивости развития
На рис.5 граница А условно смещена от нулевой линии. Существует возможность представления логистической модели в дискретном виде. Такое дискретное логистическое уравнение представимо в виде [13]
Р1+1=Р1 (1+с (1— Р1 /К)), (4)
где Р1 и Р1+1 — популяции с интервалом в один год (членом, учитывающим истощение, пренебрегаем). Р. Мэй [14], а также В.И. Арнольд [15] обратили внимание на особенность таких уравнений. Несмотря на простоту, выражения (3), (4) допускают много решений.
При значениях параметра 0^< 1/4 [15] (рис.6) в дискретном случае так же, как и в непрерывном, наблюдается монотонное приближение к равновесию. Существуют две асимптоты области устойчивого развития до полного истощения ресурсов.
Р
Рис.6. Асимптотическое развитие региона до Рис.7. Деградация системы
истощения ресурсов
В принципе этот сценарий развития приемлем, поскольку для продолжения любого развития необходимо пополнение ресурсов. При значениях параметра ^ 1/4 [15] (рис.7) территориальная система деградирует и разрушается подобно рис.3.
Рассмотренные параметры являются условными и качественными. В реальной практике величина с определяется условиями развития региона. В данном моделировании показаны различные виды сценариев развития региона в зависимости от ресурсов и
скорости их потребления.
Однако из этого следует специфический вывод, стремясь к увеличению интенсивности развития территории планирующая организация не должна превосходить критический уровень потребления ресурсов (в нашем случае с =1/4). Следовательно, отсутствие анализа параметров плана и не исследование динамики развития территории может приводить к полной деградации этой системы развития территории вследствие возникающей неустойчивости.
Заключение
Понятие «устойчивое развитие территорий» не получило своего методологического отражения и правового закрепления в Федеральных законах. Безусловным признается факт, что устойчивое развитие регионов служит основой устойчивого развития страны [16]. Отсутствие признанной методологии оценки устойчивого развития территорий приводит к многочисленным точкам зрения. Можно констатировать, что при анализе устойчивого развития территорий, необходимо рассматривать как единую систему три сферы общественно-хозяйственную деятельность, экологическую сферу и социальную сферу. При оценке развития территорий, необходимо принимать во внимание природные ресурсы, человеческие ресурсы финансовые ресурсы и технические ресурсы. Устойчивое развитие предполагает пополнение всех видов ресурсов, а также сбалансированность связей между ними.
Методологическая проблема устойчивого развития территорий состоит в том, чтобы дать не простую декларацию планов будущего развития, а провести всесторонний анализ функционирования региональной системы как открытой динамической системы, способно к развитию и деградации. В этих целях необходимо применять динамические модель производственного процесса региона и на её основе определить условия устойчивости или неустойчивости. Чаще всего такие модели связаны с дифференциальными уравнениями. Но, даже если модель имеет простую алгебраическую форму, ее надо исследовать на возможные вариации параметров и только после этого можно делать вывод об устойчивом или не устойчивом развитии.
Литература
1. Хуснутдинова С.Р. Устойчивое развитие территории //Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2008. Т. 3. № 4. С. 67-68.
2. Меренкова И.Н. Устойчивое развитие сельских территорий: теория, методология, практика. - Воронеж: ГНУ НИИЭОАПК ЦЧР России, 2011. Т. 265.
3. Морковкин Д.Е. Социально-экономические аспекты устойчивого развития экономики территорий // Вестник Московского университета имени СЮ Витте. Серия 1: Экономика и управление. 2014. № 1 (7).
4. Кликич Л.М. Устойчивое развитие сельских территорий в Республике Башкортостан: проблемы и пути их решения. - Уфа.: БГАУ, 2008. 292 с.
5. Хайруллов Д. С., Еремеев Л.М. Проблемы устойчивости социально-экономического развития региона // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2012. Т. 7. № 1. С. 73-76.
6. Подпругин М. О. Устойчивое развитие региона: понятие, основные подходы и факторы // Российское предпринимательство. 2012. № 24. С. 214-221.
7. Калинников М.Ю. Теоретико-методические основы концепции устойчивого развития региона // Региональная экономика: теория и практика. 2005. № 9. С. 14-18.
8. Цветков В.Я. Оценка жизненного цикла корпоративной информационной системы // Славянский форума. 2014.№ 1 (3). С. 359-363.
9. Tsvetkov V.Yа. Resource Method of Information System Life Cycle Estimation // European Journal of Technology and Design . 2014. V. 4. № 2. Р. 86-91. DOI: 10.13187/ejtd.2014.4.92.
10. Lotka A. Elements of Physical Biology. - Baltimore, Reprinted by Dover in 1956 as Elements of Mathematical Biology. 1925.
11. Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование / Пер. с франц. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1976. 288 с.
12. Tsvetkov V.Yа. Information Asymmetry as a Risk Factor // European researcher. Series A.
2014. Vol.(86). № 11-1. Р. 1937-1943
13. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой / Пер. с англ. / Общ. ред. В.И. Аршинова, Ю.Л. Климонтовича и Ю.В. Сачкова. - М.: Прогресс, 1986. 432 с.
14. May R., Science, 1974, vol 186, p. 645-647; см. также Мау R. Simple Mathematical Models with very Complicated Dynamics. Nature, 1976. Vol. 261. Р. 459-467.
15. Арнольд В.И. «Жесткие» и «мягкие» математические модели. - М.: МНИМО. 2004. 32 с. ISBN 5-94057-134-4
16. Основные положения стратегии устойчивого развития России / Под ред. А.М. Шеле-хова. - М.: 2002. 161 с.
Analysis of sustainable development of territories
Tsvetkov V.Ya., Professor, Doctor of Technical Sciences Moscow Technological University (MIREA)
Oznamets Vladimir Vladimirovich, PhD, Professor, Head of the chair Moscow State University of Geodesy and Cartography (MIIGAiK)
The article describes models ^ for analyzing the development of territories. The basis of the analysis is a resource approach. Sustainable development of the territories is associated with various types of resources that this territory has. The dynamics of resource consumption is an important factor of sus-tainability. The article offers a structural model for the development of the territory. Interdisciplinary transfer of knowledge is used to study the sustainability of the development of territories. The Lotka-Volterra model of the struggle for existence is used for analysis. Modification of this model, taking into account the perturbation of the environment and competition, was used in the analysis. Three scenarios for the development of the territory are described on the basis of the Lotka-Volterra model. As the second model, a logistic model of output, taking into account the consumption of resources, is taken. The article describes scenarios for changing the regional system based on this model.
Keywords: regional development, resource analysis, Lotka-Volterra model, territory, sustainability of development.
УДК 681.518. 655.3.062
КАЧЕСТВО ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Алексей Николаевич Щенников, директор Института информационных технологий и автоматизированного проектирования
E-mail: [email protected] Московский технологический университет (МИРЭА) https://www.mirea.ru/
Цель работы - исследование качества информационных систем и выявить его особенности. Статья раскрывает понятие комплексного качества. Статья раскрывает комплексное качество в информационных системах. Статья описывает модели качества информационных систем и программного обеспечения. Дается эволюционный анализ развития моделей. информационных потребностей. Статья вводит новые понятия: прямое качество, косвенное качество, сравнительное качество. Показан механизм получения сравнительного качества. Обосновано применение теории предпочтений для оценки качества.
Ключевые слова: информационные системы, программное обеспечение, качество, прямое качество, косвенное качество, сравнительное качество, модели качества.
