Кибернетика и программирование
Правильная ссылка на статью:
Горбанева О.И., Мурзин АД., Анопченко Т.Ю. — Приложение динамической модели согласования обших и частных интересов устойчивого развития на региональном уровне // Кибернетика и программирование. - 2020. - № 1. DOI: 10.25136/2644-5522.2020.1.33241 URL: https;//nbpublish.com/Hbrary_read_article.ptp?id=33241
Приложение динамической модели согласования общих и частных интересов устойчивого развития на региональном уровне
Горбанева Ольга Ивановна
доктор технических наук
доцент, кафедра прикладной математики и программирования, Южный федеральный университет 344090, Россия, Ростовская область, г. Ростов-На-Дону, ул. Мильчакова, 8а, каб. 212
И gorbaneva@mail.ru
□
Мурзин Антон Дмитриевич
кандидат экономических наук
доцент, кафедра управления развитием пространственно-экономических систем, Южный федеральный
университет
344090, Россия, Ростовская область, г. Ростов-На-Дону, ул. Стачки, 200/1, каб. 210А
И admurzin@yandex.ru
Анопченко Татьяна Юрьевна
доктор экономических наук Советник ректора, Смоленский государственный университет 214000, Россия, Смоленская область, г. Смоленск, ул. Пржевальского, 4
И davidova@mail.ru
Статья из рубрики "Математическое моделирование и вычислительный эксперимент"
DOI:
10.25136/2644-5522.2020.1.33241
Дата направления статьи в редакцию:
17-06-2020
Аннотация.
В статье представлены результаты апробации ранее представленной динамической социо-эколого-экономической модели синергетического развития отдельных субъектов в составе южно-российского макрорегиона, позволяющая согласовать общие и частные интересы каждого региона. Модель исследуется на материалах Южного федерального округа. Проведена идентификация модели для макрорегиона ЮФО на основе данных
сайта Госкомстата, находящихся в открытом доступе. Для идентификации были взяты временные ряды 2005, 2010, 2015-2017 годов. Такой выбор объясняется как причинами теоретическими (выбран шаг в пять лет для данных отдаленного периода и один год для данных ближнего периода), так и эмпирическими (не взяты данные кризисных периодов 2008 и 2012 годов, а также ближайших к ним лет). В результате исследования сделано несколько дискуссионных выводов относительно стратегий поведения субъектов. Расчеты в частности показывают, что в нынешних условиях развивать собственную производственную сферу ни одному из регионов не выгодно, оптимальной стратегией для каждого из них является только наращивание потребления в надежде на производственную активность соседних регионов. Ввиду избрания данной рациональной стратегии всеми регионами одновременно, прогнозируется общая деградация производственной сферы и стагнация экономики регионов. Вместе с тем выявлено, что дальнейшее сокращение производства становится невыгодным практически всем отстающим регионам (республики ЮФО), в то время как опережающим регионам (области ЮФО) остается выгодным производственное бездействие.
Ключевые слова: моделирование, общие интересы, частные интересы, согласование интересов, динамическая модель, управление региональным развитием,
межрегиональное взаимодействие, производственная активность региона, макрорегион, субъекты ЮФО
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-010-00594.
В данной статье изложены результаты практического продолжения исследований по моделированию согласования общественных и частных интересов к управлению
устойчивым развитием [2, 3 7], где субъектами системы выступают близ граничащие регионы, образующие макрорегион. В ходе исследования на практических данных исследуется оптимальное поведение регионов с целью повышения как собственного удельного потребления и уровня жизни населения, так и повышение удельного
потребления всего макрорегиона [4, 5]. Для достижения этой цели регионы могут тратить имеющиеся у них средства как на свое развитие, так и развитие соседних регионов в
системе 7].
Рассматриваемая социо-эколого-экономическая модель развития региона имеет вид
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
РДО = [1 - + 5^(0];
(8)
(9)
(10)
(11)
Индекс обозначает номер экономического субъекта в системе. Время модели дискретно и изменяется с шагом в один год.
В качестве параметров модели (1)-(11) заданы следующие величины:
валовый продукт региона (ВРП);
основные производственные фонды (ОПФ) в экономике;
¿¿(О численность занятого населения (ЧЗН);
валовая выработка, отношение произведенной продукции к затратам труда; эластичность производства по основным фонда;
прирост выработки; износ ОПФ, доля перенесенной на произведенный продукт стоимости; соответственно прирост и убыль занятого населения;
выбросы агентом загрязняющих веществ в атмосферу и воду
соответственно в году ^
для вычисления
используется разность совокупных расходов региона и
суммы общегосударственных, национально-экономических, жилищно-коммунальных и социально-культурных (консолидированного бюджета);
для вычисления используются соответственно доля обезвреживания
загрязнителей для воздуха, доля повторно используемого ресурса в общем объеме использования вод.
Критерий оптимальности агента в модели естественно определить, как функцию сочетания общих и частных интересов:
с(0 =
где
текущее удельное потребление агента, выступающую частным интересом
региона;
- удельное потребление всего макрорегиона, которое выступает
общим интересом регионов в составе макрорегиона, коэффициент дисконтирования,
- отражает заинтересованность региона в повышении удельного потребления всего макрорегиона, в качестве данного параметра используется удельный вес региона в
в
совокупном потреблении.
Практическая апробация модели проводилась на материалах трансграничного взаимодействия субъектов Южного федерального округа (ЮФО) РФ, к которым относятся Ростовская область (в модели присвоен индекс ¡ = 1), Волгоградская область (¡ = 2), Краснодарский край (¡ = 3), Республика Адыгея (¡ = 4), Астраханская область (¡ = 5), Республика Калмыкия (¡ = 6), Республика Крым (¡ = 7).
Для исследования трансграничных взаимодействий регионов в составе ЮФО нужно произвести идентификацию параметров векторов модели для каждого региона, а также
создать программу для расчета главных показателей, конкретно временном промежутке с 2017 года по 2022 год.
на
Параметры модели и, в частности, коэффициент А^) идентифицированы по данным Федеральной службы государственной статистики РФ
1 ) Параметр производственной функции Кобба-Дугласа значений в статистических данных не имеет. Для нахождения использовалась формула для определения
эластичности выпуска продукции У^) по основным фондам: 1 у эк.
Для расчета коэффициента эластичности ; используются значения объема основных производственных фондов К^) и ВРВ каждого региона ^(О за соответствующий период
с усреднением арифметических значений. В итоге получены следующие величины:
Регион Величина Значение
Ростовская область <4 0,214360
Волгоградская область 0,107626
Краснодарский Край 0,144864
Республика Адыгея «4 0,236457
Астраханская Область 0,078457
Республика Калмыкия 0,145812
Республика Крым 0,150498
2 ) Для расчета разности коэффициента воспроизводства и коэффициента выбытия
трудовых ресурсов ( использованы данные естественного прироста по регионам
за выбранные периоды, из которых формировалось среднее арифметическое.
3) Для определения параметра роста эффективности трудовых ресурсов используются данные производительности труда К^) за соответствующие периоды, которое определяется отношением значения объема валового продукта Y i(t) и величиной трудоспособного населения L|(t). Затем рассчитывается ежегодный прирост. Для определения прироста в пятилетнем интервале 2005-2010 гг. и 2010-2015 гг.
используется формула
а в дальнейших ежегодных интервалах
. Все полученные параметры усредняются.
Регион Величина Значение
П ППОТС1
г ии 1 и с 1ча п иилси-т
Волгоградская область -0,017337
Краснодарский Край 0,024048
Республика Адыгея тц 0,001221
Астраханская Область 0,027663
Республика Калмыкия 0,002532
Республика Крым 0,017375
4 ) Коэффициент износа основных фондов получен из данных статистики в прямом виде за каждый год и усредняется.
5 ) Удельные выбросы загрязняющих веществ при производственной деятельности в
па пм
атмосферу и воду являются параметрами природоохранной технологии, которые
^ а и'
регулируются государством. Удельные выбросы загрязняющих веществ ^ от источников жизнедеятельности человека не контролируются. Для определения этих данных используются величины объемов сброса регионом загрязняющих веществ в
атмосферу и воду у '' у ' за указанные моменты времени, а также процент загрязнений, соответственно, воздуха и воды, производством и жизнедеятельностью людей. Обозначим их соответственно prKai(t), prLai(t), prKwi(t) и prLwi(t), причем prKa i(t) + prLai(t) = 1 и prKwi(t) + prLwi(t) = 1.
Для расчетов также использованы ранее идентифицированные данные объемов основных фондов Ki(t) и трудоспособного населения Li(t). Искомые величины вычисляются следующим образом:
В итоге по регионам ЮФО получены следующие величины:
Регион Величина Значение
Ростовская область 8,34E-05
5,365E-05
0,0232252
0,0756389
В о лг о г ра дс ка я о б ла сть щ 9,585E-05
6,303E-05
0,0687909
0,0617981
Краснодарский Край ч 4,2518E-05
ч 0,00013121
0,02400843
в1[ 0,22684937
Республика Адыгея 2,35727Е-05 8,18161Е-05 0,028614278 0,10440849
Астраханская Область 5,63Е-05 2,27Е-05
Б£ 0,185544 0,085229
Республика Калмыкия 2,222Е-06
0,0001432
0,0220744 0,0896685
Республика Крым 3,64224Е-06 9,41469Е-07 0,02335533 0,006049158
г
6) Для расчета коэффициентов эффективности природоохранных ассигнований и * соответственно с индексом а - для атмосферы, с индексом м - для воды используются данные о доле обезвреживания загрязняющих веществ. Для воздушной среды можно взять прямые данные статистики, а для оценки затрат на охрану водной среды используются удельный вес повторно используемой воды. Обозначим подобные
величины doai(t) для воздуха и doWi(t) для воды. Для расчетов используются
определенные ранее величины объемов сброса загрязняющих веществ в атмосферу и
воду 1 ^ '' 1 ^ Л
Величину расходов на компенсацию ущерба окружающей среды от загрязняющих веществ определим на основе имеющихся данных официальной статистики как разность совокупных расходов региона и суммы общегосударственных, национально-экономических, жилищно-коммунальных и социально-культурных (консолидированного
бюджета). Данные расходы обозначим величиной . Затем рассчитывается величина
отношения экологических расходов и общих расходов
т.е .
, что дает долю расходов на ликвидацию загрязнений. Будем считать, что расходы на очистку воды и воздуха пропорциональны объемам сбросов загрязняющих веществ. Т.е. на примере расходов на очистку воды
После чего вычисляем искомые величины из (7)-(8) по формулам:
В итоге по регионам ЮФО:
Регион Величина Значение
Ростовская область 0,000393 0,000104
В о лг о г ра дс ка я о б ла сть 0,000497 0,000528
Краснодарский Край 0,000635 9,42Е-05
Республика Адыгея гIV 4 0,016904 0,002975
Астраханская Область 0,00085 0,001107
Республика Калмыкия 0,029967 0,002841
Республика Крым 0,000772 0,001659
7 ) Коэффициент заинтересованности агента в повышении удельного потребления макрорегиона п(0 рассчитывается как доля потребления региона в общем потреблении по формуле
Регион Величина Значение
Ростовская область 0,278
Волгоградская область 0,18
Краснодарский Край 0,438
Республика Адыгея 0,05695
Астраханская Область 0,05695
Республика Калмыкия 0,00899
Республика Крым 0,01
8) Индексы А^) влияния инновационной активности регионов Российской Федерации за 2005, 2010, 2015 годы получены в результате предшествующих исследований Д.А. Лозовицкой и Е.И. Лазаревой на основе официальных данных Росстата
9 ) Начальные значения параметров модели ^(0), ^(0) и 1^(0) определяются по
официальным данным Росстата об объеме основных фондов и величине
трудоспособного населения, а также нахождением отношения выработки ВВП к трудовым ресурсам соответственно каждого региона за 2017 год.
10) Коэффициент дисконтирования р принимаем на основе средней ставки
рефинансирования Центрального банка Российской Федерации за рассматриваемый период: р = 0,094.
К стратегии каждого региона относятся:
1) Доля от ВРП, которая идет на производственные цели;
2)Доли
от производственных инвестиций, которые идут на ликвидацию
последствий загрязнения атмосферы и воды;
3 ) Д о л и от производственных инвестиций, которые идут на общее развитие
макрорегиона, так и на собственное развитие (при ¡=л'). Также доля
в ыде ля е тс я
регионом на внешние по отношению к ЮФО цели (федеральные и межокружные программы и проекты).
При помощи имитационного моделирования равновесие по Нэшу ищется способом, предложенным Усовым А.Б. В результате именно сценарии с маленькими значениями
I I давали большие значения функции выигрыша агента, по сравнению с большими .
Для сокращения неблагоприятного воздействия на социально-экологическую среду введем ряд пороговых экономико- экологических ограничений:
(12)
Первое из условий (12) определяет требования к экономическому развитию субъекта, а последующие два позволяют ограничить предельно допустимые выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду.
Результаты моделирования при заданных условиях устойчивого развития показывают, что всем регионам одновременно удастся повысить ВРП на 2% и уменьшить загрязнения на 7% по сравнению с изначальными значениями. При этом Волгоградская область и Астраханская область почти все средства должны направить на восполнение основных фондов, оставляя незначительную часть на потребление. Причем Астраханской области не хватит своих средств на повышение ВРП, ей в должна помочь Ростовская область, направив 40% своих инвестиций в развитие соседнего региона. Меньше всего средств на инвестиции в развитие может направить Республика Адыгея - 22%. Все остальные регионы инвестируют 55-60%.
Повысить ВРП всех регионов ЮФО на 3% по сравнению с последней таблицей не удастся, так как Ростовской области придется направить все средства на помощь Астраханской области. Возможна ситуация одновременного повышения ВРП на 3% для всех регионов, кроме Астраханской области, при этом она сможет повысить ВРП только на 1%. При этом Волгоградская область, Республика Крым и Республика Калмыкия на инвестиции должны направить 87% бюджетных ресурсов. Меньше всего на инвестиции сможет направить Республика Адыгея - 35%. Остальные регионы - около 80%. Ростовская область должна направить в Волгоградскую область - до 40% своих инвестиций.
Максимально увеличить ВРП можно на 8% для Республики Адыгея, на 7% - для Ростовской области, на 4% - для Республики Калмыкии и Республики Крым, на 3% - для Краснодарского края, на 2% - для Волгоградской области, на 1% - для Астраханской
области. В этом случае Краснодарский край должен выделить на инвестиции в Ростовскую область - 20% ресурсов. Примечательно, что в этом случае Краснодарскому краю не хватит средств на повышение ВРП с 3% до 4%, но хватает ресурсов, чтобы повысить ВРП Ростовской области с 5% до 7%.
Дальнейшее увеличение ВРП невозможно.
Таким образом, выявлено, что оптимальной стратегией каждого региона в нынешних условиях является полное сокращение инвестиций в развитие производства. Расчеты показали, что республикам ЮФО всеобщее сокращение производства становится сразу невыгодным, в то время как областям ЮФО такая стратегия остается выгодной и на перспективу.
Полученные результаты характеризуются высокой корреляцией с наблюдаемыми процессами в ЮФО и свидетельствуют о высокой адекватности модели.
Библиография
1. Ougolnitsky, G.A., Usov, A.B. Computer Simulations as a Solution Method for Differential Games / Computer Simulations: Advances in Research and Applications. Eds. MD Pfeffer and E. Bachmaier. NY: Nova Science Publishers, 2018. P. 63-106.
2. Анопченко, Т.Ю., Мурзин, А.Д., Угольницкий, Г.А. Моделирование согласования интересов в задачах управления устойчивым развитием территорий // Экономика природопользования, (6), 2017. C. 35-47.
3. Горбанева О.И., Мурзин А.Д., Угольницкий Г.А. Механизмы согласования интересов при управлении проектами развития территорий. // Системное моделирование социально-экономических процессов аннотации к докладам 41-ой Международной научной школы-семинара имени академика С.С. Шаталина. Под редакцией В.Г. Гребенникова, И.Н. Щепиной. 2018. С. 68.
4. Горбанева О.И., Мурзин А.Д., Угольницкий Г.А. Механизмы согласования интересов при управлении проектами развития территорий. // Управление большими системами: сборник трудов, 71, 2018. С. 61-97.
5. Дружинин, А.Г., Угольницкий, Г.А. Устойчивое развитие территориальных социально-экономических систем: теория и практика моделирования. М.: Вузовская книга. 2013. 224 c.
6. Анопченко Т.Ю., Лазарева Е.И., Лозовицкая Д.С., Мурзин А.Д. Анализ ключевых параметров устойчивого инновационного развития региона в условиях цифровизации экономики // Наука и образование: хозяйство и экономика; предпринимательство; право и управление, 1 (104), 2019. С. 7-12.
7. Угольницкий Г.А., Горбанева О.И., Усов А.Б., Агиева М.Т., Мальсагов М.Х. Теория управления устойчивым развитием активных систем. // Управление большими системами: сборник трудов, Т. 84. 2020 С. 89-113.
8. Лазарева Е.И., Лозовицкая Д.С. Эконометрическая оценка параметра научно-технического прогресса в модели инновационного экзогенного экономического роста // Вестник Российского университета дружбы народов, 1(28), 2020. C. 123136.
9. Регионы России. Социально-экономические показатели. Федеральная служба государственной статистики. Режим доступа: https://gks.ru (дата доступа: 31.05.2020)
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Предмет исследования - практическое приложение динамической модели согласования общих и частных интересов устойчивого развития на региональном уровне. Методология исследования основана на сочетании теоретического и модельного подходов с применением методов анализа, математического моделирования, обобщения, сравнения, синтеза. Актуальность исследования важностью реализации целей и принципов устойчивого развития (как на международном, так и на региональном уровнях) и, соответственно, необходимостью изучения и проектирования требуемых условий, включая согласование общих и частных интересов развития экономических субъектов. Научная новизна связана с полученными автором выводами о том, что оптимальной стратегией каждого региона является полное сокращение инвестиций в развитие производства. Республикам всеобщее сокращение производства становится сразу невыгодным, в то время как областям такая стратегия остается выгодной и на перспективу. Логичность данного вывода вызывает вопросы. Каким образом полное сокращение инвестиций в производство будет способствовать устойчивому развитию отдельных регионов и кластера в целом - не ясно. Вывод о том, что «Полученные результаты характеризуются высокой корреляцией с наблюдаемыми процессами в Ю ФО и свидетельствуют о высокой адекватности модели» требует фактологического подтверждения, а также сопоставления с данными, полученными в аналогичных исследованиях другими авторами. Статья написана русским литературным языком. Стиль изложения научный. Структура рукописи включает следующие разделы (в виде отдельных пунктов не выделены, не озаглавлены): Введение (результаты практического продолжения исследований по моделированию согласования общественных и частных интересов к управлению устойчивым развитием, близграничащие регионы, макрорегион, оптимальное поведение регионов с целью повышения удельного потребления и уровня жизни населения, а также удельного потребления всего макрорегиона), Социо-эколого-экономическая модель развития региона (экономические субъекты в системе, время, шаг в один валовый продукт региона, основные производственные фонды, численность занятого населения, валовая выработка, отношение произведенной продукции к затратам труда, эластичность производства по основным фондам, прирост выработки, доля перенесенной на произведенный продукт стоимости, прирост и убыль занятого населения, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и воды, критерий оптимальности агента в модели, функция сочетания общих и частных интересов), Практическая апробация модели проводилась (трансграничное взаимодействие субъектов Южного федерального округа - Ростовская область, Волгоградская область, Краснодарский край, Республика Адыгея, Астраханская область, Республика Калмыкия, Республика Крым, идентификация параметров векторов модели для каждого региона, программа для расчета главных показателей с 2017 года по 2022 гг., данные Федеральной службы государственной статистики, параметр производственной функции Кобба-Дугласа, разность коэффициентов воспроизводства и коэффициента выбытия трудовых ресурсов, параметр роста эффективности трудовых ресурсов, коэффициент износа основных фондов, удельные выбросы загрязняющих веществ при производственной деятельности в атмосферу и воду, коэффициенты эффективности природоохранных ассигнований, величина расходов на компенсацию ущерба окружающей среды от загрязняющих веществ, коэффициент заинтересованности агента в повышении удельного потребления макрорегиона, индексы влияния инновационной активности регионов, коэффициент дисконтирования, доля от ВРП, которая идет на
производственные цели; доли от производственных инвестиций, которые идут на ликвидацию последствий загрязнения атмосферы и воды; доли от производственных инвестиций, которые идут на общее развитие макрорегиона, так и на собственное развитие, доля, которая выделяется регионом на внешние цели, имитационное моделирование, равновесие по Нэшу, экономико-экологически ограничения, результаты моделирования), Заключение (выводы), Библиография. Текст включает пять таблиц. Таблицы (номер, название) и ссылки на них в предшествующем тексте следует оформить надлежащим образом. Число значащих цифр в приведённых результатах моделирования также нужно уточнить в соответствии с точностью исходных данных. Содержание в целом соответствует названию. Для подтверждения адекватности модели полученные в ходе имитационного моделирования результаты (особенно за 2017-2019 гг.) необходимо сопоставить с фактическими данными, за другие годы - с имеющимися прогнозным значениям. Жидкие загрязняющие вещества, попадающие в гидросферу, следует именовать сбросами. В числе субъектов Южного федерального округа выделяется также город Севастополь. Библиография включает девять источников отечественных авторов -монографии, научные статьи, Интернет-ресурсы. Библиографические описания большинства источников нуждаются в корректировке в соответствии с ГОСТ и требованиями редакции, например: 1. Ougolnitsky G. A., Usov A.B. Computer simulations as a solution method for differential games // Computer simulations: advances in research and applications / eds. M. D. Pfeffer, E. Bachmaier. N. Y. : Nova Science Publishers, 2018. P. 63-106. 2. Анопченко, Т.Ю., Мурзин, А.Д., Угольницкий, Г.А. Моделирование согласования интересов в задачах управления устойчивым развитием территорий // Экономика природопользования. 2017. № 6. C. 35-47. 3. Горбанева О.И., Мурзин А.Д., Угольницкий Г.А. Механизмы согласования интересов при управлении проектами развития территорий. // Системное моделирование социально-экономических процессов аннотации к докладам 41-ой Международной научной школы-семинара имени академика С.С. Шаталина / под ред. В. Г. Гребенникова, И. Н. Щепиной. Место издания ??? : Наименование издательства ???, 2018. С. 68. 5. Дружинин А. Г., Угольницкий Г. А. Устойчивое развитие территориальных социально-экономических систем: теория и практика моделирования. М. : Вузовская книга, 2013. 224 c. 8. Лазарева Е. И., Лозовицкая Д. С. Эконометрическая оценка параметра научно-технического прогресса в модели инновационного экзогенного экономического роста // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия : ???. 2020. № 1. C. 123-136. Имеет место излишнее самоцитирование. Апелляция к оппонентам практически отсутствует, что необходимо исправить. В целом материал представляет интерес для читательской аудитории, однако рукопись нуждается в существенной доработке (в части обсуждения полученных результатов, их сопоставления с фактическими данными, оформления таблиц), после чего может быть рассмотрена на предмет публикации в журнале «Кибернетика и программирование» либо «Тренды и управление».