 |
Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое управление: Пер. с англ. — М.: Сов. радио, 1974.
|
|
|
|
МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
СОВРЕМЕННОГО ГОРОДА
Е.В. Галеев
Рассмотрены возможности применения методов имитационного моделирования в проведении комплексного анализа сложной городской системы с учетом множества факторов и элементов неопределенности и прогнозировании социально-экономического развития города.
The opportunity of application of imitating modeling methods in realization of the complex analysis of complex urban system taking into consideration the quantity set of factors and elements of uncertainty and forecasting of socio-economic development of city is considered.
Город в широком смысле может быть определен как место
компактного проживания людей, удовлетворяющее потребности человека в
обеспечении жизнедеятельности, безопасности, коммуникации и развитии
личности на основе общности культурных, социальных, национальных и
прочих интересов. Города возникли благодаря тому, что концентрация
различных ресурсов в одном месте позволяет добиться более эффективных
результатов и обеспечить жизнедеятельность многих людей.
В настоящее время в России в городах и поселках городского типа
проживает примерно 70% населения страны.
Управление городом осуществляется местными (муниципальными)
органами власти, которые не входят в систему органов государственной
власти. Местное самоуправление – обязательный компонент
демократического государственного строя, принципы которого закреплены в
Конституции РФ и в федеральных законах. Оно осуществляется самим
населением через свободно избранные им представительные и
исполнительные органы, которые наделяются определенными
имущественными и финансово-бюджетными правами.
Проводимые в настоящее время реформы породили много проблем в
|
|
|
муниципальном и административно-территориальном управлении.
Перераспределение функций в территориальном управлении,
неопределенность технологии их выполнения порождают рассогласование
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)
процессов протекающих на территории, в том числе и социально-
экономических процессов, межведомственную разобщенность,
неопределенность компетенции подразделений и отдельных сотрудников
администраций, а в результате принятие неэффективных управленческих
решений.
Поэтому сегодня особо остро встает вопрос комплексного
рассмотрения процессов социально-экономического развития и управления
ими в муниципальных и административно-территориальных образованиях
России.
Город относится к сложным социально-экономическим системам с
множеством прямых и обратных связей, имеющих нелинейный характер.
Еще Дж.Форрестер [1] указывал на контринтуитивность поведения сложных
систем. Подобный вид систем имеет сложную внутреннюю структуру, в
составе которой могут быть декомпозированы подсистемы: население,
производство, непроизводственная сфера, экология, пространство, финансы,
внешняя экономическая сфера. Поведение такой системы
сложнопредсказуемо.
Основная целевая задача муниципального управления – определение
таких пропорций общественного воспроизводства, которые в максимальной
степени способствуют удовлетворению потребностей населения в городе и
повышению его жизненного уровня. Данная задача может быть решена
путем моделирования социально-экономических процессов. Моделирование
является одним из наиболее мощных инструментов, используемых для
анализа и проектирования сложных систем. В последнее время оно получило
широкое распространение при создании систем устойчивого социально-
|
|
|
экономического развития регионов и городов.
Методологической основой моделирования социально-экономического
развития города является системный анализ, центральной процедурой
которого является построение обобщенной (единой) модели объекта,
отражающей важнейшие факторы и взаимосвязи реальной системы. В
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)
качестве метода моделирования городской системы целесообразно
применять метод компьютерного моделирования, поскольку он позволяет
адекватно отразить структуру рассматриваемой сложной динамической
системы, привнести Tf_______в модель факторы неопределенности. Метод
компьютерного моделирования обеспечивает итеративный процесс
разработки модели, характеризующийся постепенным углублением знаний о
системе с участием экспертом и специалистов предметной области.
Под компьютерной моделью понимают:
– Условный образ объекта или некоторой системы, описанный с
помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм,
графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и т.д. и
отображающий структуру и взаимосвязи между элементами объекта –
структурно-функциональная модель.
– Отдельную программу, совокупность программ, программный
комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и
графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать)
процессы функционирования объекта при условии воздействия на него
различных (включая случайные) факторов – имитационные модели.
Применение компьютерного моделирования для прогнозирования
социально-экономического развития города имеет ряд преимуществ по
сравнению с другими подходами. В частности, оно дает возможность
учитывать большое количество переменных, предсказывать развитие
нелинейных процессов протекающих в городской среде, возникновение
синергетических эффектов. Компьютерное моделирование позволяет не
только получить прогноз социально-экономического развития города, но и
определить, какие управляющие воздействия приведут к наиболее
|
|
|
благоприятному развитию событий.
Однако ситуацию не стоит представлять так, что традиционные виды
моделирования противопоставляются компьютерному моделированию.
Наоборот, доминирующей тенденцией в настоящее время является
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)
взаимопроникновение всех видов моделирования, симбиоз различных
информационных технологий в области моделирования, особенно для
сложных приложений и комплексных проектов по моделированию. Так,
например, имитационное моделирование включает в себя концептуальное
моделирование (на ранних этапах формирования имитационной модели),
логико-математическое (включая методы искусственного интеллекта) – для
целей описания отдельных подсистем модели, а также в процедурах
обработки и анализа результатов вычислительного эксперимента и принятия
решений; технология проведения, планирования вычислительного
эксперимента с соответствующими математическими методами привнесена в
имитационное моделирование из физического (натурного) моделирования;
наконец, структурно-функциональное моделирование используется при
создании стратифицированного описания многомодельных комплексов.
Качественные выводы, сделанные по результатам компьютерного
моделирования, позволят обнаружить такие свойства сложной городской
системы, как ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и
др.. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых
будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризующих
городскую систему.
Становление компьютерного моделирования связано с имитационным
моделированием, которое было исторически первым, по сравнению со
структурно-функциональным и без ЭВМ никогда не существовало.
Имитационное моделирование – один из видов компьютерного
моделирования, использующий методологию системного анализа,
центральной процедурой которого является построение обобщенной модели,
|
|
|
отражающей все факторы реальной системы, в качестве же методологии
исследования выступает вычислительный эксперимент.
Имитационная модель города строится строго целенаправленно,
поэтому для нее характерно адекватное отображение исследуемого объекта,
логико-математическая модель системы представляет собой программно
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)
реализованный алгоритм функционирования городской системы. При
имитационном моделировании социально-экономического развития
структура моделируемой городской системы адекватно отображается в
модели, а процесс ее функционирования имитируется на построенной
модели. Под имитацией понимают проведение на компьютерах серий
экспериментов с моделями города, которые представлены в качестве
некоторого набора (комплекса) компьютерных программ. Сравнение
характеристик (конструкций, управлений) города, как моделируемого
объекта, осуществляется путем вариантных просчетов. Особую роль имеет
возможность многократного воспроизведения моделируемых процессов,
происходящих в городской среде, с последующей их статистической
обработкой, позволяющая учитывать случайные внешние воздействия на
городскую систему. На основе набираемой в ходе компьютерных
экспериментов статистики делаются выводы в пользу того или иного
варианта функционирования города.
В ряде случаев формировать решения с помощью формальных методов
не удается – эксперт должен быть включен в процесс принятия решения. Он
становится активным компонентом информационной системы; детализирует
проблему и модель, осуществляет постановку направленного
вычислительного эксперимента на модели, генерацию и ранжирование
альтернатив, выбор критериев для принятия решений, а также формирует
рациональный вариант управления с помощью базы знаний. Принятие
решений в управлении городом, например, в условиях риска, требует ведения
диалоговых процедур формирования статистически достоверных результатов
и поэтапного сопоставления их с функцией цены риска. Необходимо
осуществлять прямое участие эксперта в формировании оптимального
множества вариантов решений.
Таким образом, имитационное моделирование применительно к
прогнозированию социально-экономическому развитию города значительно
расширяет возможности и эффективность работы должностных лиц местного
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
|
|
|
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)
самоуправления, принимающих решения, предоставляя им удобный
инструмент и средства для достижения поставленных целей. Имитационное
моделирование реализует итерационный характер разработки модели
городской системы, что позволяет постепенно увеличивать полноту оценки
принимаемых решений по мере выявления новых проблем и получения
новой информации о городской среде.
В процессе моделирования социально-экономического развития
постепенно углубляется понимание проблем участвующими в нем людьми.
Однако их интуиция о возможных последствиях предлагаемых
управленческих решений часто оказывается менее надежной, чем подход,
связанный с тщательным построением математической модели города. И это
не так удивительно, как может показаться на первый взгляд. Система
управления городом содержит порой 100 и более переменных, о которых
либо известно, что они зависят от других каким-либо нелинейным образом
или предполагают существование такой зависимости. Поведение таких
систем оказывается настолько сложным, что его понимание лежит вне
возможностей человеческой интуиции. Компьютерное моделирование – одно
из наиболее эффективных имеющихся в настоящее время средств для
поддержки и уточнения человеческой интуиции. Хотя модель города и не
является совершенно точным представлением реальности, она может быть
использована для принятия более обоснованных решений, чем те, которые
мог бы принять человек. Это гибкое средство, которое усиливает
возможности человека, использующего ее для более глубокого понимания
проблемы.
Таким образом, имитационная модель города не дает оптимального
решения подобно классическому решению задач оптимизации, но она
является удобным для должностных лиц местного самоуправления
вспомогательным средством поиска решения определенной проблемы
социально-экономического развития города.
Цит. по изд: Вестник СевКавГТУ. Серия «Экономика». № 2 (10), 2003. ISBN 5-9296-0140-2
Северо-Кавказский государственный технический университет (www.ncstu.ru)__
| Трехмерное моделирование территории городов в муниципальном управлении. Использование платформы CITY-3D для визуализации и моделирования развития территории. | |
Н.А. Салтыкова(ООО «Медиа Софт Интегро»)
Возможности платформы CITY-3D
Платформа CITY-3D — это набор программных средств для создания трехмерной модели города, наполнения ее информацией и обеспечения широкого доступа к ней по сети Интернет. Построение виртуальной модели города на базе платформы CITY-3D происходит следующим образом: — на основе имеющихся данных о рельефе, дорогах, зданиях, гидрографии и т. п. создается базовая модель города, в которой дома визуализируются автоматически с учетом их высотности или этажности; — на цифровую модель рельефа местности может быть наложено графическое изображение города, в качестве которого могут выступать: однотонные и узорчатые текстуры, космические и аэрофотоснимки, наборы растровых изображений, созданных с помощью программы «Картогенератор», входящей в состав платформы CITY-3D; — базовые модели городских объектов при необходимости могут быть заменены фотореалистичными моделями зданий и сооружений, для создания которых используются широко известные стандартные средства трехмерного моделирования; — модель города наполняется необходимой информацией, в качестве которой могут выступать тексты, графика, фотографии, аудио- и видеоролики, Web-страницы и т. д. Важно, что абсолютно вся информация в модели города «привязывается» к объектам (зданиям, сооружениям) или координатам. Наличие такой информации отображается с помощью информационных объектов, которые могут представлять собой трехмерные модели, выделенные полигональные участки территории, плоские и объемные специальные значки; — информация может размещаться в различных информационных слоях с регламентированным доступом (резрешение/запрет доступа к конкретным слоям всем пользователям или отдельным группам, создание «корпоративных» слоев или слоев онлайн-сообществ и т. д.). Пользователи могут работать с моделью города через Интернет, используя обычные Web-браузеры (поддерживаются Internet Explorer и Firefox, планируется поддержка Opera, Safari, Google Chrome). В зависимости от формы интеграции с информационными системами сторонних разработчиков их пользователям могут быть предоставлены Web-сервисы для расширения информационных систем или интерфейс для работы на основе программы «CITY-3D-интегратор».
|
Рис. 1. Информационный слой ЖКХ и система Интернет-оплаты
|
|
|
