Разработка экономико-математической модели оценки вариантов создания станции метро открытым способом Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

© А.Г. Басилая, 2013

УДК 338.075.8 А.Г. Басилая

РАЗРАБОТКА ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ СОЗДАНИЯ СТАНЦИИ МЕТРО ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

Обоснована необходимость применения имитационного моделирования для решения задач по комплексной оценке возможных вариантов развития метро. Приводится содержание целевой функции и ограничений экономико-математической модели, оценки вариантов создания станций метрополитена открытым способом.

Ключевые слова: экономико-математическая модель, создание станций метро открытым способом.

В Программе развития Московского метро предусматривается резкое увеличение темпов метростроения, которому во многом будет способствовать увеличение доли, экономически более предпочтительных, станций метро, создаваемых открытым способом.

Однако окончательный выбор того или иного способа строительства в условиях урбанизированных территорий может быть осуществлен только на основе проведения комплексной эколого-экономической оценки.

Установлено, что выбор открытого способа строительства станций метрополитена во многом связано с потребностей города в расширении территорий, планами по развитию инфраструктуры, необходимостью улучшению экологии и т.п.

В результате выполненного анализа установлено, что применение открытого способа строительства участков линий и станций метро в условиях города сопряжено с необходимостью учета: характера взаимодействия участков и станций метрополитена, построенных открытым способом с окружающей природной средой и городской инфраструктурой; возможностью использования вынимаемых грунтов для заполнения рельефных впадин в пределах города; необходимостью учета ущербов от недоиспользования подземного пространства под участками линий и станций метро строящимися открытым способом и др.

Кроме того, на развитие станций метро открытым способом большое влияние оказывает тип создаваемых станций. От выбора типа станций метрополитена создаваемых открытым способом зависят объемы строительных работ, характер взаимодействия с городской инфраструктурой, влияние на окружающую природную среду, использование земной поверхности и подземного пространства и т.д.

Однако окончательное принятие решений по созданию станций метрополитена открытым способом в различных сегмента территории города может быть осуществлено только на основе проведения комплексной эколого-экономи-ческой оценки всех возможных вариантов.

Поскольку количество возможных вариантов создания таких станций может быть значительным, то для выбора экономически наиболее предпочтительного из них, предложено использовать метод имитационного моделирования.

В качестве целевой функции разработанной экономико-математической модели принято условие максимизации соотношения разницы между доходами, получаемыми при создании станции метрополитена открытым способом (от перевозки пассажиров в метро, рекультивации участков земной поверхности, использования участков земной поверхности над станцией метро, от экономии средств на содержание транспортной инфраструктуры поверхности) и затратами (на ее строительство станции метро, рекультивацию участков земной поверхности города; на осуществление платежей за загрязнение окружающей природной среды), суммарной величины недоиспользования потенциальной ценности (городской инфраструктуры, подземного пространства, земной поверхности) к затратам на строительство, выполнение работ по рекультивации участков земной поверхности и экологических платежей, с учетом корректирующих коэффициентов учитывающих влияние факторов. т и 3 Т У

х ХДсХп ак1 - Х(Х3кз,п а, + 3экз,п)к2 - ГУутЛ3

Эмп = J=1с=--^ Х„, (1)

3 т

к

X (Х3кз,„ а, + 3экз,„ ) к2

з= 1 t=1

где п — номер варианта создания станции метрополитена открытым способом; Эмп - эффективность п-го варианта создания станции метрополитена открытым способом, доли единицы; Хп — булева переменная отражающая допустимость п-го варианта создания станции метрополитена открытым способом, принимает значения 0 или 1; , — номер года в рассматриваемом периоде времени Т; at — коэффициент приведения разновременных доходов и затрат к начальному (, = 0) периоду времени, доли единицы; к1 — коэффициент комплексного учета влияния факторов на суммарную величину получаемого дохода при создании станции метрополитена открытым способом, доли единицы; — с1-й вид

дохода получаемого в ,-й период времени при п-м варианте создания станции метрополитена открытым способом (с = 1 это доход от перевозки пассажиров через станцию метрополитена, с = 2 — это доход от реализации рекультивированных участков земной поверхности города, с = 3 — это доход от использования участка земной поверхности над перекрытием создаваемой открытым способом станции метрополитена, С = 4 — это экономия средств на содержание высвобождаемого в результате создания станции метрополитена поверхностного транспорта), руб.; з — вид объектов (сфер деятельности) для создания которых предусматривается осуществление различных видов затрат; 3кз,п — капитальные затраты на создание з-х объектов (сфер деятельности) при п-м варианте создания станции метрополитена открытым способом, руб.; 3экз,п — эксплуатационные затраты предусмотренные при создании з-х объектов (сфер деятельности) при п-м варианте создания станции метрополитена открытым способом, руб.; к2 — коэффициент комплексного учета влияния факторов на суммарную величину затрат при создании станции метрополитена

открытым способом, доли единицы; у — вид объектов городской инфраструктуры утрачивающих свой экономический потенциал при создании станции метрополитена открытым способом; Уу,т,п — величина ущерба (утраты экономического потенциала) у-м объектам городской инфраструктуры при п-м варианте создания станции метрополитена открытым способом в течение Т лет, доли единицы; к3 — коэффициент комплексного учета влияния факторов на суммарную величину ущерба (утраты экономического потенциала) объектам городской инфраструктуры при создании станции метрополитена открытым способом, доли единицы.

В качестве ограничений модели принято.

1. Условие совместимости создания станции метро с планами развития метрополитена.

Условие совместимости отражает булева переменная Хп, принимающая значения «1» в том случае, если п-й вариант создания станции метрополитена открытым способом совместим с планами развития метрополитена и значение «0», при их не совместимости.

2. Условия соответствия пропускной способности создаваемой открытым способом станции метро потребностям населения, рассматриваемого сегмента территории города, в транспортных услугах метрополитена.

^ откр,п — ^сегм , (2)

где Рмоткр,п — пропускная способность создаваемой открытым способом станции метрополитена, чел./сут.; Рсегм — потребность населения, рассматриваемого сегмента территории города, в транспортных услугах метрополитена, чел./сут.

3. Условие приоритетности создания станции метрополитена открытым способом по сравнению с другими видами станций метро.

Дм дм дм

подз д откр д легк

-------- < --------- > ---------, (3)

Зм ом ом

подз З откр З легк

где Дмподз — суммарная величина годового дохода, который может быть получен при создании станции метрополитена подземным способом, руб.; Дмоткр — суммарная величина годового доход, который может быть получен при создании станции метрополитена открытым способом, руб.; дмлегк — суммарная величина годового доход, который может быть получен при создании станции легкого метро, руб.; Змподз — суммарная величина приведенных расходов на создание станции метрополитена подземным способом, руб.; Змоткр — суммарная величина приведенных доходов от создания станции метрополитена открытым способом, руб.; Змлегк — суммарная величина приведенных доходов от создания станции легкого метро, руб.

4. Условие достаточности средств на создание станции метрополитена открытым способом.

т З т

X (Фгор + Финв ) at — I (!Зкз,п а + Зэкз,п ) к2 , (4)

f=1 з=1 f=1

где Фгор, — объем финансирования из городского бюджета создания станции метрополитена открытым способом в ,-м году, руб.; Фин^ — объем финансирования частными инвесторами создания станции метрополитена открытым способом в ,-м году, руб.

5. Условие самоокупаемости развитие транспортной инфраструктуры города при принятии варианта создания станции метрополитена открытым способом.

т*

Х Д откр,пЛ f=1

0 <-------------------------- , (5)

Зм ПИ

откр + 3 подз

где т* — период времени равный суммарной величине времени п -о варианта создания станции метрополитена открытым способом и времени создания станции метрополитена подземным способом, лет;

Лм

откр,п,, — доход от п-о варианта создания станции метрополитена открытым способом в ,-й году, руб.

6. Условие не ухудшения экологической обстановки в местах расположения создаваемой станции метрополитена открытым способом.

V 3

X х ^.з < Н , (6)

у=1 з=1

где — объемы v-х видов загрязнения окружающей природной среды в местах расположения создаваемых открытым способом станций метрополитена, условных единиц в год;

НV — допустимые объемы ^х видов загрязнения окружающей природной среды при создании открытым способом станций метрополитена, условных единиц в год.

1. Басилая А.Г. Анализ эколого-экономи-ческих последствий строительства станций метрополитена открытым способом. — ГИАБ. — 2010 г.

2. Басилая А.Г. Перспективы развития метрополитенов в городах России и способов строительства их станций. В сб. «Эколо-го-экономические проблемы природополь-

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

зования в горной промышленности». Шахты, Изд. Южно-Российского отд. АГН РФ, № 12, 2009, С. 12—16.

3. Резниченко С.С., Ашихмин A.A. Математические методы и моделирование в горной промышленности: Учебн. пособие. — 3-е изд. — 2006. — 404 с. ЕЕ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ

Басилая А.Г. — аспирант, Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru