CC BY
27
УДК 656.072:711.4
ВАРИАТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗОН ДОСТУПНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА
i -л
П.В. Дружинин , А.Н. Кабанов , А.Г. Дружинин3
1 Санкт-Петербургский государственныйуниверситет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),
191015, Санкт-Петербург, ул. Каеалергадская, 7; 2Санкт-Петербургский государственный политехническийуниверситет (СПбГПУ),
195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29; 3Военный институт (инженерно-технический) ВИ(ИТ) ВАТТ им. А.В. Хрулева,
191123, Санкт-Петербург, ул. Захаръевская, 22.
Исследуются проблемы формирования средовых компонентов жизнедеятельности населения городов, как формы производственного и социокультурного потенциала.
Ключевые слова: Трудовой баланс, градостроительная политика, мобильность населения, процессы жизнедеятельности.
ARIABILITY OF MODELLING OF FUNCTIONAL ZONES OF THE AVAILABILITY
OF PRODUCTION CAPACITY
P.V. Druzhinin, A. N. Kabanov, A.G. Druzhinin
St.-Petersburg state university of service and economy (SPbSUSE), 191015, St.-Petersburg, streetKavalergardsky, 7A; Saint-Petersburg state Polytechnical University (SPbSPU), 195251, Saint-Petersburg, st. Polytechnicheskay, 29; Military Institute (technical engineering). A.V. Hruleva, 191123, St.-Petersburg, st. Zaharievskay, 22.
Studied problems of the formation of the environmental components of life of the urban population, as a form of industrial and socio-cultural potential.
Keywords: Labour balance, city-building policy, mo-stability of the population, processes of vital activity.
Сегодня актуальность применения стратегического подхода в планировании развития территорий определяется различными обстоятельствами, формами и конъюнктурой. Безусловно, при этом меняется философия, принципы, цели развития территорий, а также экономический и промышленный потенциал. Еще 10-20 лет назад при проектировании городов доминировал принцип «производство ради производства», приводивший к созданию городов-гигантов, городов-заводов, часто моноспециализированных. Сейчас набирают вес социокультурные принципы, рассматривающие город как среду обитания человека, как место предпринимательской деятельности и ставящие целями развития города устойчивое развитие, создание благоприятной среды жизнедеятельности, в том числе и предпринимательской среды.
Для решения жилищной проблемы в регионах следует рассматривать все механизмы инвестирования строительства и приобретения жилья в комплексе как единую систему с ран-
жированием их значимости для каждой конкретной территории или направления перспективного развития локальных сегментов. При этом необходимо учитывать особенности социально-экономического и национального развития региона. В настоящее время отсутствует системный подход в региональной жилищной политике, как индикаторе трудового баланса между бизнесом, обществом и государством. Кроме того, в этой политике не существует современных стандартов и требований по качеству жилья, а тем более требований по обеспечению качества жизни и здоровья для людей, проживающих в нем. Не стоить рассматривать современные нормативные документы и регламенты различных уровне субъектов федерации, определяющие современное градостроитель -ство, как абсолют. Наивно думать, что достаточно сегодня поменять приоритеты, с минуса на плюс, и нормы станут действенным инструментом в помощь проектировщику и застройщику [1].
Сегодня основной тенденцией, определяющей территориальное развитие малых, крупных и больших городов, является стихийное формирование своих ареалов. Здесь формализация градостроительной и инвестиционной политики все острее обнажают недостатки таких городов как места для жизни: скученность, беспорядочное смешение жилых, промышленных, торговых, транспортных и иных объектов. Эти свойства соответствовали тому уровню производственных сил, когда преимущества их пространственной концентрации могли быть использованы только на очень небольшом расстоянии [2].
В частности, непосредственное соседство жилья с местами работы отражает (наряду с традициями домашней промышленности) низкий уровень развития пассажирского транспорта. Однако развитие производственных сил и рост самих городов превратили эти преимущества в свою противоположность. Компактная планировка стала помехой расширению производственных площадей, работе транспорта и логистики. На рис. 1 представлен пример гра-фо-аналитического обоснования потенциала территории по условиям доступности основных фокусов тяготения социальной среды.
1 - потенциал в точке • 2 - изолиния значений потенциала с^) 3 - границы зон влияния
2 - номера расчетных районов • - центры расчетных районов I - транспортные коммуникации
I - Схема размещения населения города по условию
доступности основных фокусов тяготения (по Якшину A.M.)
II - Распределение потенциала территории по доступности
(по Якшину А.М., Говоренкррой Т.М.)
III - Структурная схема города
Номер района (Г) Население район^72~о~| Ъловный центр район^ Основные фокусы тяготения Точка оптимального [естоположения центра
Главные коммуникационные оси и узлы, формирующие планировочный каркас города
Селитебные территории
Производственные территории
Ландшафтно -
рекреационные
территории
Определение местоположения общегородского ^ центра тяготения населения по методу Вебера А.
Определение центральных - V мест (по Сосновскому А.В) - предпроектное функциональное зонирование городской территории
Рисунок 1. Критерии доступности в планировочной структуре города
Сегодня факторы, которые определяют привлекательность места с позиции бизнеса любой категории, включают показатели, характеризующие предпочтительный район размещения. В этом подходе во внимание следует принимать целый ряд показателей: размер целевого рынка; темпы роста населения; тенденции распределения и стабильности доходов, размер, состав и демографию семей; уровень монополизации и конкуренции; расположение транспортных магистралей и улично-дорожной сети; узловых внутренних логистических центров и перехватывающих внешних сегментов; плотность автомобильного и пешеходного
движения; расположение объектов, работающих на разные целевые группы; отсутствие естественных и искусственных препятствий для доступа товаров на внутренние рынки и др.
Например, одним из важных факторов, определяющих условия доступности, размеров и формы территории, является трассировка транспортных коммуникаций, качество которой определяется показателем непрямолинейности транспортной сети (табл. 1).
Функциональная оценка каждого участ-ка территории определяется удобством связей его с другими районами. Количественной мерой удобства принято считать средние затраты
времени на передвижения, а это, безусловно, выбранного пути. В упрощенном варианте это связано с длиной и пропускной способности можно представить следующим алгоритмом:
Таблица 1. Определение средней удаленности района относительно городского центра
№ районов Население района, тыс. чел. Расстояние до центра района по сети, км Момент по сети Расстояние до центра по воздушной прямой, км Момент по воздушной прямой
(п) (Ьт) (Ьв) (пЬв)
1 1,000 4,56 4,56 3,34 3,34
2 0,500 5,04 2,52 4,43 2,22
2 = - чед. £ = - I = -
Рисунок 2. Алгоритм выбора оптимального варианта размещения
Согласно другому подходу, в расчет должны приниматься степень инженерной подготовки участка, его инфраструктурного обустройства, обусловливающие размер инвестиционных затрат, а также ставки арендных платежей, определяющие значительную часть расходов по текущему содержанию организаций и предприятий [3].
В этих непростых условиях становится проблематичным территориальное размещения крупных комплексов в плане зонирования, предполагающего его равномерность в отношении количества обслуживаемого населения, так как однозначного положительного эффекта добиться практически невозможно. Позитив одних субъектов рыночных отношений трансформируется в негатив и противопоставление
другим. Безусловно, кто-то видит в этом отпечаток конкуренции, а некто интерпретирует данную ситуацию как непродуманный или ангажированный шаг.
В региональной экономике последние десятилетия активно развивались методы моделирования пространственного развития, транспортные модели. Вместе с тем, нужно признать, что экономические механизмы градостроительства изучены достаточно слабо. Связи процессов, происходящих на рынках недвижимости, с градостроительным планированием и регулированием, вопросы роли и функции государства, муниципалитетов, инвесторов и застройщиков, городского сообщества в обеспечении инвестиционного процесса и развития городских территорий еще не вошли в сферу профессиональных интересов специалистов по городской и региональной экономике. Однако экономические факторы, а также правовые и организационные условия инвестиционной деятельности, имеют решающее значение в развитии городов, формировании их структуры [4].
В преамбуле к данной статье коллектив авторов достаточно корректно охарактеризовал особенности внутреннего динамизма террито-
риального развития на уровне образования системы городских поселений регионального уровня. При этом статическая модель территориальной локализации социального ресурса в структуре городского расселения, как совместный выбор места работы и места жительства, дает статическую картину внутригородской миграции.
Между тем в «реальном» городе, независимо от его крупности и насыщенности объектами инфраструктуры, имеется значительный динамический вектор движения инвестиционного потенциала территорий. Это формализуется изменением во времени композиционной структуры и планировки городских районов, ёмкости и гибкости его транспортной сети, количества и состава населения и, наконец, тенденцией естественной мобильности людей, что обусловлено влиянием различных случайных стохастических событий. Поэтому корректное описание размещения социального кластера в каждый момент времени, и тем более его прогнозирование, требуют создания динамической модели объектов территориального приращения, которые объединяются в градостроительную модель (рис. 3).
На рисунке 3 изображен вариант применения вариативного моделирования, в контексте распределения населения и количества трудовых корреспонденций. Полученные пока-
затели удобства размещения районов по основ -ным группам процессов жизнедеятельности позволяют выделить предпочтения пользователей, которые можно интерпретировать количе-
ственно и качественно. При этом методов математического описания прогнозного базиса данных разработано достаточно много.
Динамическое моделирование, представленное схематично выше, в границах российских городов имеет и еще один аспект формирования свое го внутреннего потенциала. Статистическая модель территориального размещения любых по форме и емкости организационных структур, базируется на целом ряде гипотез и допущений, что позволяет действенно обрисовать этот процесс с приемлемой на уровне генерального плана точностью и корректностью.
Общая идея рассматриваемого метода моделирования динамики территориального размещения объектов и субъектов градострои-тельных моделей состоит в следующем. Специфика территорий может быть описана в каждый момент времени матрицей трудовых корреспонденции X) = (хч )), где Ху - корреспонденция из 7-го района проживания (7= 1, 2, ..., т) ву-й район приложения труда (/= 1, 2, ..., п). Рассматривая каждый детальный процесс, ведущий к изменению корреспонденций во времени, опишем системой дифференциальных
уравнений первого порядка вида [5].
-Х
- Л (х). (1)
где к - индекс процесса.
Предполагая, что в каждый момент времени различные детальные процессы идут независимо друг от друга, полное изменение корреспонденции можно получить как сумму изменений, происходящих в различных процессах. Таким образом, дифференциальное описание функционально однотипных корреспонденций представляется системой уравнений
-Х,
7'
= 1Л (х)
(2)
— к
Введем систему простых допущений и ограничимся лишь тем случаем, когда структура, планировка и транспортная сеть города считаются постоянными, не зависящими от времени, а трудовой баланс населения военных городков в населенном пункте замкнут, т.е.:
Ё Ху = 07;
у=1
X Х7' = Р3;
7 = 1
(3)
I а = 1 р = е,
7 = 1 У=1
где и Ру - ёмкости корреспондирующих районов.
Рассмотрение такого города «закрытого типа» является существенным ограничением модели, однако и в таком виде она может найти практическое применение, если квантовать по времени изменение характеристик города, считая их постоянными в каждом временном интервале. Анализ исследований в этой области градостроительной науки, показывает, что создание более общей динамической модели расселения в городе «открытого типа» также осуществимо [6].
В рамках указанных ограничений можно исследовать лишь два происходящих в городе общих процесса - смену места работы замену места жительства. Математическое описание этих процессов жизнедеятельности и дополнительное рассмотрение статистической модели на основе полученной простой динамической модели и составляет ключевой смысл этой работы.
Процесс смены места работы осуществляется путем действия нескольких различных детальных механизмов, а подробное рассмотрение каждого из них представляется затруднительным. Описания этого процесса можно упрощенно представить следующим образом. За время — происходит смещение из районов (мест) приложения труда некоторого бесконечно малого количества человек. В результате этого субпроцесса эмиссии одновременно обра -зуются переизбыток людской силы и свободные ёмкости в районах приложения труда. Вторая фаза процесса представляет собой поглощение - трудящихся с «рынка» по свободным местам приложении труда. В рамках «закрытой модели» для каждого территориального района приложения труда количество освободившихся трудящихся в произвольный момент времени равно количеству вновь принятых.
Свободное перемещение населения в соответствии с общей концепцией имеет случайно-детерминированный характер: детерминирующую компоненту образует стремление улучшить комфорт по выделенным факторам, случайную - действие всех прочих причин. Совместное действие обоих факторов может быть учтено, если предположить следующий закон смещения:
7 у' = Р' ' , (4)
где: -Е,^ - количество перемещающихся человек за время -I; / - комфорт для пары районов (7 у); а - коэффициент детерминированности этого субпроцесса; Р - коэффициент пропорциональности, характеризующий общую скорость процесса, которая определяется мобильностью трудящихся; при а ^ 0 смещение (перемеще-
ние) приобретает чисто случайный характер, при а ^ го - строго детерминированный.
Полное количество жителей района 7, эмитированных на «рынок» в единицу времени, составляет
q, =1-
dt
(5)
а полное количество освободившихся рабочих мест в районе j:
p =т—
V dt
(6)
dt
■ = ь,»,/Г,,
(8)
Vj Z^/f = Рг = PZ f
j
(9)
ренного процесса равно:
dx,
(10)
dt dt dt Соотношения (4) и (8) - (10) совместно
дают зависимость
dx11 dt
(X) как одну из компо-
лишь процесс гибкого поиска работы, то указанная зависимость представляет собой систему дифференциальных уравнений для корре-спонденций. Чтобы найти ее стационарное решение, следует положить в (10) левую и правую части соотношения равными нулю. Тогда из (4) и (8) следует, что
ь ,«'/$ = р/йа , (11)
откуда
x,j =i
* г Ц f ?+ß
(12)
причем
IЧ = 1Рз . (7)
з ]
Мгновенный субпроцесс поглощения, т.е. распределения трудящихся с «рынка» по свободным рабочим местам, будем рассматривать как выбор. Тогда количество жителей 7-го района, поступающих на работу в у-м районе в единицу времени, равно:
где: Р - коэффициент детерминированности этого субпроцесса; ^ и ¡ху - параметры, определяемые решением системы уравнений
Л ? = Ч = РI ' '
Полное изменение корреспонденции xij в единицу времени в результате рассмот-
нент общего дифференциального уравнения для корреспонденции (2).
Если предположить, что место жительства всех трудящихся не фиксировано, а идет
■ pj г'~]->г]
Подстановка этого выражения в (4, 9) показывает, что оно удовлетворяется при любых X г и ц, j . Для определения последних на
корреспонденции (12) надо наложить условия баланса (3). Этот результат не подтверждает справедливость статистического подхода, а скорее показывает достаточную общность принятой концепции, позволяющей описывать не только чисто статические, но и динамические ситуации.
Литература
1. Актуальные проблемы нормирования в области архитектуры и градостроительства. - М.: Едиториал УРСС, 2002. - 96 с.
2. Пчелинцев О.С. Региональная экономика в системе устойчивого развития. - М.: Наука, 2004. -258 с.
3. Аношкина Е.Л., Долгачева И.В. Функционально-планировочная организация муниципальных районов с учетом экономической специализации http: // www. m.-economy.ru / art.php?nArtld=3281.
4. Жук В.А. Актуальные проблемы городского развития и структурного градостроительного регулирования российских регионов http: // www. m.-economy.ru / art.php?nArtld=2322.
5. Абейн X., Каяри Ю., Хальяк Л. К применению математического моделирования при определении оптимального генерального плана города. «Архитектура СССР», 1996, № 1.
6. Математические модели внутригородского расселения. Франко-советские градостроительные исследования. М., Стройиздат, 1974. 156 с.
1 Дружинин Петр Владимирович - доктор технических наук, профессор кафедры «Технология обслужива-ниятранспортныхсредств» СПбГУСЭ, тел. (812) 367-39-92, e-mail: chair.avto@spbsseu.ru;
2 Кабанов Андрей Николаевич - кандидат технических наук, руководитель группы управления проектами и согласованиями Департамента ремонтно-восстановителъных работ СПбГПУ, моб.: +7 921 597 30 89, email: andrey777kabanov@yandex.ru;
3 Дружинин АлександрГеоргиевич, соискатель, научный сотрудник ВИ(ИТ) им. A.B. Хрулева
