автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Теоретические основы, методы и средства построения и применения моделей пространсвтенно-функционального влияния объектов для систем принятия решений по территориальному планированию

На правI

описи

ГНАТЮК АННА БОРИСОВНА

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ ОБЪЕКТОВ

ДЛЯ СИСТЕМ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ ПЛАНИРОВАНИЮ

Специальность 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

г^СЕН 2014

005552729

Брянск-2014

005552729

Работа выполнена на кафедре информационных технологий и безопасности информации ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет».

Научный консультант

Шведенко Владимир Николаевич - доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Кулагин Владимир Петрович — доктор технических наук, профессор; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Московский институт электроники и математики, зам. директора, заведующий кафедрой микросистемной техники, материаловедения и технологий;

Андрианов Дмитрий Евгеньевич - доктор технических наук, доцент; Муромский институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых», заместитель директора по учебной работе, заведующий кафедрой информационных систем;

Пылькин Александр Николаевич - доктор военных наук, профессор; ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет», декан факультета вычислительной техники, заведующий кафедрой «Вычислительная и прикладная математика».

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики».

Защита состоится 25 декабря 2014 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.021.03 при ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» (БГТУ) по адресу: 241035, г. Брянск, ул. Харьковская, д. 10-Б, учебный корпус № 4, ауд. Б101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «БГТУ» и на сайте www.tu-bryansk.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просьба высылать по адресу: 241035, г. Брянск, бульвар 50-летия Октября, д.7. Тел. (4832) 56-05-33. E-mail: rector@tu-bryansk.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.021.03 к.т.н., доцент

В. А. Шкаберин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Возрастающее антропогенное влияние на окружающую среду, ограниченность невозобновляемых природных ресурсов, повышение ценности земли определяют актуальность всестороннего учета пространственных или территориальных факторов при управлении территориями. Особенно это важно при планировании развития городов и регионов как инфраструктурно насыщенных и обустроенных (урбанизированных) территорий.

Актуальность данной проблемы отражена в Положении о Правительственной комиссии по территориальному планированию в Российской Федерации, утвержденном постановлением Правительства РФ от 28 июля 2011 г. N 629, в котором говорится, что «территориальное планирование направлено на определение ... назначения территорий исходя из совокупности социальных, экономических, экологических и иных факторов в целях обеспечения устойчивого развития территорий, развития инженерной, транспортной и социальной инфраструктур, обеспечения учета интересов граждан и их объединений, Российской Федерации, субъектов Российской Федерации, муниципальных образований».

Следовательно, при принятии управленческих решений по развитию различных по масштабам территорий необходимым условием для комплексного и всестороннего анализа и прогнозирования их социально-экономического развития является учет территориальных или пространственных факторов. Термины «пространственный» и «территориальный» используются как синонимы. Различие состоит лишь в том, что характеристики явлений в «пространственном» представлении используются также в виде «территориальной» проекции (т.е. проекции на плоскость).

Решение указанной проблемы в силу ее сложности и слабой структурированности должно производиться с помощью специализированных информационно-аналитических систем поддержки принятия решений, построенных на основе моделирования социально-экономической ситуации с использованием принципов системного подхода. Процесс принятия решений заключается в создании новой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирования) и оперативного управления (регулирования, координации действий). Это связано с преобразованием содержания информации о состоянии территории в управляющую информацию, проводимое лицом, принимающим решение (ЛПР) при формировании и выборе альтернатив (вариантов решения). Для формирования и выбора хтьтернатив необходимо иметь цель управления и критерии оценки эффективности управления с учетом ресурсных ограничений.

В обобщенном виде задача принятия управленческих решений представляется выражением:

и г = { И* к 6 : А -> г} ,А{ а,\ф : / -> А}),

где иг — множество управляющих решений, Z - множество лучших альтернатив, А — множество допустимых альтернативных вариантов, Р — множество решающих правил выбора лучших альтернатив, I — множество исходной

информации, Ф - правила порождения альтернатив методами моделирования, / =1+1, у к= + К; при этом / >7 Ж.

Главная цель управления распадается, как правило, на подцели первого, второго и т.д. уровней. Она в свою очередь определяет средства достижения результатов. Таким образом, для принятия управляющих решений в социально-экономических системах одним из широко распространенных методов является использование дерева целей, дерева средств и дерева решений. Методология реализации такого системного подхода представляет собой «триадные модели», включающие задание целей, средств и результатов и описывающие в исчерпывающей совокупности ситуации при анализе и исследовании сложных систем. При этом для выбора наиболее предпочтительного из множества вариантов (альтернатив) по определенному критерию или по совокупности критериев (показателей) оценки эффективности управления используются различные методы принятия решений. Одним из распространенных является метод матриц системных оценок вариантов альтернатив, задаваемых в пространстве «состояние территории - варианты использования территории». В соответствии с этим задачи принятия решений распадаются на две группы подзадач:

- использование территории для решения конкретных задач (размещение производственных предприятий определенного вида, социальных объектов, транспортных путей, получение арендной платы от использования земли и т.д.);

- определение наиболее эффективного преобразования территории в соответствии с основной целью управления (развитие инфраструктуры с целью повышения инвестиционной привлекательности, улучшение экологической обстановки, определение перспектив развития территории с целью повышения ее социально-экономического потенциала и т.д.). Оба типа задач взаимосвязаны между собой и взаимно дополняют друг друга.

Выбор альтернатив решений базируется на основе совокупности показателей оценки свойств территории с учетом ресурсных ограничений, по которым необходимо определить пару «состояние территории - варианты использования территории» в соответствии с деревом целей, и средств управления. Эти количественные и качественные показатели или критерии эффективности управления являются существенно различными, как правило, не позволяющими выполнить их сведение к одному показателю, например, стоимости, удельной плотности инфраструктурной обеспеченности и т.д. Поэтому наиболее целесообразным является формализованное представление набора показателей в виде эталонных (желаемых) моделей состояния территории. Матрица системных оценок «состояние территории — варианты использования территории» дополняется эталонными или желаемыми показателями или индикаторами, на основе которых могут строиться производные показатели или критерии для принятия наиболее рациональных управленческих решений в виде выбора альтернативы. Получаемое состояние территории в результате управленческих решений должно быть максимально приближено к эталонному (желаемому) состоянию территории, что создает основу для реализации управления по отклонению.

Основополагающая идея, лежащая в основе разработки методики определения эффективных управляющих решений по развитию территорий состоит в том, что социально-экономическое состояние территории определяется как результат пространственно-функционального влияния расположенных на ней объектов, т.е. влияния на прилегающую территорию (пространство) в зависимости от функций, которые выполняет объект в контексте задачи управления. При этом одной из главных проблем является разработка методов и средств объектно-пространственного моделирования, так как «..значимость моделирования, скорее всего, существенно выше, чем значимость собственно управления, поскольку область применения моделирования несравненно шире...» (Пегат М. Нечеткое моделирование и управление. М.:БИНОМ, 2009. С. 9).

При формировании моделей необходимо учитывать пространственное распределение или территориальное расположение природных объектов, объектов производственной и социальной инфраструктуры (транспортных, коммуникационных и др.). Поэтому в качестве информационной технологической основы решения поставленных задач перспективным является использование геоинформационных систем.

Таким образом, актуальным для поддержки принятия управленческих решений по эффективному использованию и развитию территорий на местном и региональном уровнях является создание методов и средств комплексной социально-экономической оценки свойств этих территорий по критериям, определяемым задачами управления, с помощью моделей пространственно-функционального влияния территориальных объектов.

Степень разработанности темы исследования.

Основы теории управления и проблемы совершенствования методов моделирования сложных систем с позиций системного анализа рассмотрены в трудах Дж. Клира, H.H. Моисеева, М. Месаровича, Д.А. Новикова, В.Н. Тренева, В.Н. Козлова. Вопросам применения информационных технологий в управлении сложными системами посвящен ряд исследований, в частности Э.А. Трахтенгерца, Д.А.Поспелова. Анализ этих работ позволил выделить ряд общих черт в использовании методов и принципов системного анализа применительно к социально-экономическим комплексам. На основе этих работ сформирована методологическая основа исследования этих комплексов с учетом их сложности, слабой формализуемости, необходимости обработки больших массивов

разнородной информации.

Информационные системы поддержки принятия решений в области управления муниципалитетами и регионами рассматривались в работах А .Я. Фридмана, А.Г. Олейника, П.И. Матвеева. Однако, в этих работах социально-экономические системы (СЭС) рассматриваются на основе среднестатистических показателей свойств территории и отсутствует детализированный анализ влияния отдельных природных и инфраструктурных факторов на свойства рассматриваемой территории.

Исследование территорий связано с большим количеством слабо формализуемых, экспертно определяемых показателей, что требует применения теории

нечетких множеств, основы которой изложены в работах таких ученых, как Л. Заде, А. Пегат, С.А. Орловский и др. Сделан вывод, что использование методов теории нечетких множеств в этих условиях достаточно эффективен. Однако, эти методы не применялись к исследованию характеристик урбанизированных территорий.

Развитие теории систем и общей теории управления, а также теории управления организационными, социальными, экономическими, медико-биологическими и экологическими системами являются основными направлениями научных исследований Института проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. Специалистами этого института В.Н. Бурковым, Д.А. Новиковым, A.B. Щепкиным и др. обоснованы принципы и методы управления организационными и социально-эколого-экономическими системами. Проблемы институциональных основ управления организационными и эколого-экономическими системами, управления безопасностью и/или риском рассматривались в работах В.М. Матросова, В.К.Левашова, В.А.Коппога, А.И. Орлова, А.Г. Чхартишвили. Эти исследования создали научно-методологическую основу для разработки прикладных методик и инструментальных систем управления социально-экономическими системами. Но в данных работах не рассматриваются особенности управления СЭС с учетом пространственного или территориального характера взаимодействия отдельных элементов этих систем. Поэтому требуется дальнейшее их развитие и уточнение в части создания методов комплексной оценки социально-экономических свойств территории с учетом территориальной или пространственной составляющей и разработки систем поддержки принятия решений на основе использования геоинформационных технологий.

Необходимость учета территориального или пространственного фактора обусловило развитие двух взаимосвязанных научных направлений: региональной экономики и экономической географии. В настоящее время исследования в области региональной экономики получили широкую интерпретацию в виде пространственной экономики. Истоком пространственной экономики является теория размещения производства, заложенная Й. Тюненом. Следующим шагом в развитии теорий размещения стало появление теории размещения промышленности (В. Лаундхарт и А. Вебер) и теории размещения населенных пунктов (В. Кристаллер). Развитие этих частных теорий привело к появлению общей теории, в которой осуществляется переход от уровня предприятий и поселений к проблемам формирования экономических регионов (О. Энглендер, Г. Ритчл, Т. Па-ландер, А. Лёш, У. Айзард, Т. Райнер и др.). В итоге были очерчены объект, предмет, цели и инструментарий региональной науки. Но модели, представленные в этих работах, имеют абстрактный ограниченный характер, что делает их неприменимыми в современных условиях.

В России развитию региональных исследований социально-экономического развития способствовала ее обширная территория с большим разнообразием природных, экономических и социальных условий. В советский период большой вклад внесли регионалисты В.П. Семенов-Тян-Шанский, H.H. Некрасов, H.H. Колосовский. Однако, для решения задач управления на местном

и региональном уровнях эти подходы должны быть конкретизированы с учетом всего многообразия условий развития территории.

Пространственный характер социально-экономического взаимодействия объектов территории и инфраструктуры обуславливает использование геоинформационных технологий. Разработка методики применения ГИС для определения размещения промышленных комплексов осуществлялась представителями Московской научной школы геоинформатики - B.C. Тикуновым, A.B. Кошкаре-вым. Информационные системы анализа свойств территорий в той или иной степени рассматривались в работах A.M. Берлянта, А.Д. Иванникова, В.П. Кулагина, Е.Г. Капралова, Д.Е. Андрианова. Наиболее методически обоснованно идея создания геоинформационных моделей анализа комплексных свойств территории была сформулирована профессором Удмурдского государственного университета Р.В. Голевым, которую он оформил в виде метода определения топологических объектных свойств территории (ТОСТ-метода). Однако, анализ этих работ показывает, что в большинстве исследований рассмотрение территориальной или пространственной ситуации касается в основном отдельных, специфических социально-экономических условий и показателей. При территориальном планировании и управлении на местном и региональном уровнях необходимо учитывать более детально пространственно-функциональное влияние отдельных объектов в виде социально-экономических, природно-экологических и инфраструктурных условий и факторов, системное действие которых определяет свойства территории. При таком подходе управление рассматривается как целенаправленное изменение этих условий, обеспечивающих требуемые результаты.

Для детализации всего множества видов пространственно-функционального влияния объектов на прилегающую территорию целесообразно декомпозировать их на два подмножества. Первое подмножество состоит из таких видов влияния, при которых распространение действия объекта на прилегающую к нему территорию может быть практически измерено или рассчитано из исходя из объективных данных. В дальнейшем такие влияния будем называть физическими. Второе подмножество состоит из видов влияния, которые могут быть определены лишь экспертно. К этим видам влияния относятся социальные, социально-экономические и другие субъективно оцениваемые свойства территории. В дальнейшем такие влияния будем называть потенциальными или условными.

Объектом исследования является процесс управления социально-экономическим развитием урбанизированных территорий.

Предметом исследования является модели и методы комплексной оценки свойств урбанизированной территории, определяемых физическим и потенциальным пространственным влиянием производственных, социальных и инфраструктурных объектов и природной среды, для решения задач управления социально-экономическим развитием территориальных образований.

Целью работы является создание теоретической основы формирования моделей пространственно-функционального влияния территориальных объектов, методов и средств их применения для оценки свойств территории как результата физического и потенциального пространственного взаимовлияния этих объектов

и условий среды и реализация этих методов с помощью информационно-аналитической системы поддержки принятия управленческих решений.

В соответствии с этой целью определены основные задачи работы:

1. Формализация предмета исследования для определения социально-экономических свойств территории как следствия пространственно-функционального влияния объектов территории и условий внешней среды.

2. Разработка теоретических основ построения моделей пространственно-функционального влияния отдельных объектов на прилегающую территорию.

3. Разработка методов интеграции моделей пространственно-функционального влияния отдельных объектов с целью получения результирующей модели объектно-пространственных свойств территории.

4. Формирование библиотеки моделей пространственно-функционального влияния, используемых в качестве информационной базы системы поддержки принятия управленческих решений по развитию территориального комплекса.

5. Разработка информационно-аналитического модуля оценки социально-экономических свойств территории для системы поддержки принятия управленческих решений на основе использования моделей пространственно-функционального влияния.

6. Практическая апробация предлагаемых инструментальных средств для информационной поддержки принятия управленческих решений по территориальному планированию.

Научная новизна заключается в разработке теоретической основы построения моделей пространственно-функционального влияния и объектно-пространственной методики формирования оценки свойств территории в результате системной интеграции моделей отдельных объектов для поддержки принятия управленческих решений по эффективному использованию и развитию территорий, а именно:

1. Предложена концепция объектно-пространственной оценки социально-экономического состояния территории, заключающаяся в определении влияния (действия) на каждую точку этой территории множества производственных, социальных, инфраструктурных и природных объектов.

2. Разработана теоретическая основа построения моделей пространственно-функционального влияния производственных, социальных, инфраструктурных и природных объектов, включающая:

- описание структуры моделей в виде функций пространственного влияния;

- способы аналитического и экспертного определения функций физического и потенциального пространственного влияния объектов и их классификацию в зависимости от типа геометрического представления, множества атрибутивных данных и стационарности объектов;

- методику формирования библиотеки моделей пространственно-функционального влияния путем использования ГИС-технологий и объектно-ориентированного проектирования.

3. Предложена методика определения свойств территории с помощью моделей пространственно-функционального влияния, обеспечивающая

существенное сокращение количества операций по сравнению со стандартными функциями пространственного анализа.

4. Разработан частотный метод определения величины территориального квантования при построении модели ее свойств.

5. Обоснована методика анализа свойств территории с помощью моделей пространственно-функционального влияния, включающая в себя:

- структурирование моделей функционально-пространственного влияния объектов в тематические слои по признакам геометрической однородности, тематической принадлежности, функциональной и знаковой идентичности;

- методы объединения отдельных моделей путем использования функций нечеткой логики в пределах тематического слоя и представления результата в виде виртуального или монорельефа;

- определение результирующего свойства территории в виде полирельефа посредством агрегирования отдельных тематических слоев с учетом весовых коэффициентов значимости монорельефов в контексте решаемой задачи.

6. Адаптирован метод клеточных автоматов для моделирования распространения процессов физического и потенциального пространственного влияния объектов с учетом свойств исследуемой территории.

7. Разработана структура информационно-аналитического модуля оценки свойств территории в составе геоинформационной системы поддержки принятия управленческих решений по территориальному планированию.

Практическая значимость результатов работы определяется:

- созданием технологии применения моделей пространственно-функционального влияния для решения задач рационального размещения производственных предприятий, социальных объектов, оценки перспектив освоения местных ресурсов;

- созданием информационно-аналитического модуля оценки свойств территории для системы поддержки принятия управленческих решений по социально-экономическому развитию исследуемой территории;

- повышением обоснованности принятия управленческих решений по социально-экономическому развитию среды территориальных образований;

- проведением оценки степени эффективности инвестиционной и социальной привлекательности размещаемых промышленных, энергетических, социальных, инфраструктурных объектов - элементов территориального комплекса;

- обеспечением административных, проектных и экологических организаций информационно-аналитическими средствами по комплексной оценке влияния разнородных факторов и условий на состояние территориального образования для решения экономических, социальных, производственных и экологических задач.

Методология и методы исследования. Теоретическую основу диссертации составили отечественные и зарубежные работы по управлению сложными системами, системному анализу, достижения научных школ в теории социально-экономического управления и стратегического планирования развитием территорий. В исследовательской работе использовались общенаучные и специальные методы исследования: теория управления, геомоделирование, объектно-

ориентированное проектирование и исследование операций, экспертный анализ, теории множеств, нечетких множеств, клеточных автоматов.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Концепция объектно-пространственной оценки состояния территории на основе использования моделей пространственно-функционального влияния производственных, социальных, инфраструктурных и природных объектов территории;

2. Теоретические основы построения моделей пространственно-функционального влияния объектов различной природы на прилегающую территорию;

3. Методика анализа свойств территории с помощью моделей пространственно-функционального влияния для поддержки принятия управленческих решений по территориальному планированию;

4. Моделирование распространения физического и потенциального пространственного влияния объектов с учетом свойств территории на основе использования метода клеточных автоматов;

5. Информационно-аналитический модуль оценки свойств территории путем комплексного применения моделей пространственно-функционального влияния объектов в составе геоинформационной системы поддержки принятия управленческих решений;

6. Многоконтурная структура управления территорией, включающая контур поддержки принятия управленческих решений для повышения их обоснованности.

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется корректным использованием теории управления и моделирования СЭС, совпадением с приемлемой точностью аналитических выводов и результатов моделирования с ранее опубликованными объективными данными по рассматриваемой тематике и положительным опытом их практического использования.

Соответствие темы диссертации требованиям паспорта специальностей ВАК (по техническим наукам). Исследование выполнено в рамках специальности 05.13.10 — Управление в социальных и экономических системах:

п. 2. Разработка методов формализации и постановка задач управления в социальных и экономических системах;

п. 4. Разработка методов и алгоритмов решения задач управления и принятия решений;

п. 6. Разработка и совершенствование методов получения и обработки информации для задач управления социальными и экономическими системами;

п. 10. Разработка методов и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений в социальных и экономических системах.

Реализация результатов работы

Разработанные методы, технологии и информационно-аналитические системы были применены для задач по ценовому зонированию городской территории; по определению рационального территориального размещения промышленных предприятий по переработке местных ресурсов; по оценке экологической обстановки городских территорий и определению мероприятий по ее улучше-

нию. Эти работы выполнялись в рамках ряда целевых программ:

Региональная целевая программа «Развитие электронных средств связи и информатизации Костромской области на период до 2010 года», принятой в мае 2002 г. Областной Думой, как закон Костромской области;

Региональная программа «Ситуационный центр губернатора области для обеспечения комплексного информирования о положении в регионе, ситуационного анализа проблем и выработки управленческих решений» от 23.04. 2005 г.;

Научно-исследовательская работа «Разработка методов и средств пространственного анализа для оценки перспектив развития региона», выполнялась в соответствии с заданием Минобрнауки на проведение научных исследований с

01.01.2006 г. по 01.01.2008 г.

Информационная поддержка информационно-аналитической системы поддержки принятия управленческих решений, включающая в себя набор специализированных модулей пространственного моделирования и анализа, выполнялась в рамках проекта Сколково, проект 10 № 0000090/06.07.2011 «Научная разработка СУБД по технологии «Cobra++», реализующей принципы объектно-ориентированной СУБД третьего поколения и создание на ее основе объектно-функциональных систем и приложений».

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: международной научно-техн. конференции III всероссийского форума «Геоинформационные технологии. Природопользование. Бизнес», Москва, 1999 г., «Современное состояние, проблемы и перспективы развития российской экономики». - ИГЭУ, Иваново, 2000 г., «Состояние и перспективы развития электротехнологии». - ИГЭУ, г. Иваново, 2001г.; международном научно-техн. семинаре «Использование информационных технологий в природоохранной деятельности». - СПб ЛИТМО, г. Санкт-Петербург, 2001 г.; межвузовском семинаре «Проблемы регионоведения». - ИГУ, Иваново, 2002 г., всероссийской научно-практ. конференции «Уголовно-исполнительная система: экономика и управление в XXI веке». - Академия права и управления Минюста России, Г. Рязань, 2002 г.; международной научно-практ. конференции «Пути повышения эффективности деятельности УИС Минюста России в современный период». - ВЮИ, г. Владимир, 2003 г.; межвузовском семинаре «Проблемы регионоведения». - ИГУ, Иваново, 2004 г., научно-практической конференции «Федеративные отношения и региональная социально-экономическая политика», Москва, 2005 г., методической конференции «Развитие профессионального инженерного образования»,- КГТУ, Кострома, 2007 г., международной научно-техн. конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах». - ПГУ, г. Пенза, 2009 г.; международной научно-техн. конференции «8 International Symposium Topical problems in the field of electrical and power engineering». - Таллинск. техн. ун-т, г. Пярну, 2010 r.;V международной конференции «Экологические системы, приборы и чистые технологии».- г. Москва, 2010 г. и 2011 г XVIII международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа»,- ГОУ ВПО «ИГАСУ».- г. Иваново, 2011, международной научно-техн. конференции 53rd International Scientific Conference of Riga Technical University (RTUCON2012). - Рижский техн. ун-т, г.Рига, 2012.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ, в том числе 17 публикаций в рецензируемых научных журналах списка ВАК, 2 монографии и 3 учебных пособия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, результатов и выводов, списка литературы из 204 наименований; содержит 74 рисунка, 8 таблиц, 4 приложения. Общий объём составляет 270 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и новизна темы исследования, проанализирована степень ее разработанности, сформулированы цели и задачи исследования, отмечена научная и практическая значимость, приведены результаты практической апробации работы.

В первой главе проведен анализ состояния теории управления территориальной социально-экономической средой и методов планирования экономического, социального и производственного развития различных по масштабам территориальных образований. В результате сделан вывод о необходимости развития этого направления, так как в существующих работах многие факторы, влияющие на социально-экономический потенциал территории, выражаются как среднестатистические величины, что справедливо для больших регионов. При этом явно доминируют экономические характеристики региональных ситуаций и в недостаточной мере учитывается социальные составляющие свойств территории. В связи с этим необходимо создание объектно-пространственного методики оценки социально-экономического состояния территории на основе использования моделей пространственно-функционального влияния, которые позволяют учитывать с требуемой детализацией производственные, социальные, инфраструктурные и природные факторы для принятия управленческих решений по территориальному планированию на местном и региональном уровнях.

Рассматриваемая проблема включает в себя два типа информационно-аналитических задач: задачи анализа, когда рассматривается состояние территорий, на которых уже расположены предприятия, социальные объекты, инфраструктура; и задачи синтеза, когда решается проблема определения наиболее рационального территориального размещения вновь создаваемых или передислоцируемых предприятий и объектов инфраструктуры.

Факторы, определяющие социально-экономическое состояние или возможности территории, могут быть представлены кортежем множеств:

Ф = <И, М, Т, Эн, Я, Эк, В, 3, С, Тр, Об>, (1)

где И - инфраструктурные; М - материально-технические; Г - технико-экономические; Эн - энергетические; Я - природные; Эк - экологические; В -водные; 3 - земельные; С - сырьевые факторы; Тр - трудовые ресурсы; Об - особенности общественно-исторического развития.

Свойства урбанизированной территории рассматривается как результат действия (влияния) объектов, принадлежащих этой территории. С позиции тео-

ретико-множественного подхода территория как объект управления представляется отношением:

ГсОхРГ, (2)

где О={оу I - множество координатно или территориально локализован-

ных объектов, принадлежащих исследуемой территории, - мно-

жество координатно определенных элементарных участков, на которые разбивается территория.

Особенностью модели является то, что число объектов п ограничено, а число элементарных участков т может быть бесконечно, так как в пределе элементарный участок представляет собой точку (пиксель). Следовательно, множество W представляет собой «поле чисел», характеризующее свойство территории, которое будем называть «поле свойств территории». Графически поле свойств территории или среды может быть представлено в виде координатно-определенной поверхности отклика или рельефа в терминологии геоинформатики, что дает визуальное представление о свойствах территории (энергонасыщенность, транспортная обеспеченность, загрязненность территории и т.п.) и позволяет проводить когниктивный анализ при принятии

управленческих решений.

Представление модели территории как системы элементов и связей между

ними имеет следующий вид:

О-^Б, (3)

где ^^¡^р^у^ ¡=1+п - множество функций действия или влияния/-

тых объектов на г'-тые элементарные участки;

51 - свойство территории, определяемое как множество локальных или агрегированных показателей свойств территории, состав которых определяется видом или характером задач территориального управления. В общем виде Б может быть представлено совокупностью трех множеств:

где эк}, к=1+К - множество показателей экологического состояния

территории;' Уэ={ус1}, Бэ={хС!}, 1=1 ^Ь - множество социальных показателей свойств территории; Уэ={>Я' 5Э=Ы, - множество показателей

ресурсного или экономического потенциала (состояния) территории.

В аналитической форме функциональная зависимость (3) для одного объекта представляется в следующем виде:

5«, = ^у/гу), (4)

где - оценочная величина или значимость влияния у'-того объекта в месте его положения; - функция пространственного или территориального влияния (распространения влияния) этого объекта; гу - расстояние между /-той точкой (элементарным участком) территории иу'-тым объектом.

Результирующее влияние множества О объектов на 1-тую точку (элементарный участок) территории чаще всего определяется простым суммированием влияния отдельных объектов:

= (5)

М

В общем случае функция объединения влияний является нелинейной и может включать логические операции.

Графически полученные зависимости для

I-*

Я, =/5у определения свойств территории можно ——представить в виде модели «вход-выход» как преобразование входного вектора множества свойств объектов этой

Рис.1. Модель «вход-выход» территории Sj посредством множества элементарного участка функций влияния Ру] (гу) (рис.1).

Общее выражение для определения наиболее эффективных (оптимальных) управляющих решений имеет вид:

С/ = аг8тш{ е^ =|гэ? ^ 6 53>гж(и,) е 5(1/), бС/},(6)

где и - множество управляющих воздействий (множество реализаций управляющих решений); е8 - отклонение оценки состояния территории от эталонных значений; = { г.,.,} - множество требуемых (эталонных) свойств

территории; g - индекс свойства территории; множество свойств управляемой территории:

= |м"*Ч("е> = 2. (7)

Исходя из определения процесса управления, как процесса организации, множество управляющих воздействий или управляющих решений состоит подмножеств управляющих воздействий по изменению величины влияния объектов, по изменению их территориального расположения, по включению объектов в состав территориального комплекса или исключению:

Управляющие воздействия (решения) имеют ограничения снизу и' и ограничения сверху м+, обусловленные ресурсными, временными, финансовыми возможностями и потенциальными рисками реализации управленческих решений:

и = { «у|"У е ° ={">;<",.

Требуемое или эталонное качество Бэ представляет собой множество атрибутивных свойств территории.

Определение предпроектных управленческих решений осуществляется в контуре СППР (рис. 2).

Рис. 2. Двухконтурная схема управления территорией

Для реализации данной концепции требуется разработка методов и средств определения свойств территории, включающая формирование моделей пространственного влияния объектов на прилегающую территорию, параметризация этих моделей и создание на этой основе программного инструментария.

Вторая глава посвящена теоретическим основам построения моделей пространственно - функционального влияния отдельных объектов (МПФВО).

Исходя из предложенной концепции в общем виде свойство /-той точки территории определяется влиянием /-того объекта этой территории на данную точку:

Зу = $ Р 'ч/

где Бу- величина действия или влияния /-того объекта в ('-той точке или элементарном участке и-, территории; 5} -значимость (вес) влияния/-того объекта в месте его положения; функция пространственного или территориального

влияния (распространения влияния).

Развернутое аналитическое выражение для МПФВО имеет вид:

3, = 5ДО,Г, /), (8)

где О - геометрические свойства объекта, V - множество координат, определяющих геометрический вид объекта, И - множество параметров, определяющих свойства объекта, Г - время, диапазона влияния расстояния Гу между / -тым

объектом и /'-той точкой и угла а,} межу горизонтальной осью и линией, соединяющей /-й объект и г'-ю точку территории

В соответствии с входящими в (8) факторами и параметрами введена классификация моделей влияния в зависимости: от времени г - на стационарные и нестационарные; от геометрических свойств объекта О - на точечные, линейные и полигональные; от изменения свойства объекта, определяющего его значимость или вес 5), в границах его пространственного положения Г-на объекты с постоянными и переменными свойствами; от изменения функции

территориального влияния /у - на автономные и зависящие от параметров среды; от формы задания функциональных соотношений 5у(0,Г,£>,/) и Ру(Р,С,Яу,г!/,а),1) - на аналитические, экспериментальные статистические и эмпирические, определяемые экспертно; от формы визуального представления -в виде статистического рельефа или изолиний (рис. 3).

Рис.3. Классификация моделей пространственного влияния объектов

Определение параметров моделей влияния объектов распадается на две самостоятельные задачи: определение величины значимости или веса свойства}-того объекта в границах его пространственного положения 5} и определение вида и параметров функции территориального влияния

Величина определяется аналитически, экспериментально, на основе статистических данных, а также экспертно. Наиболее часто применяемые функции, описывающие физическое распространение влияния, имеют следующий вид::

Ргс=1- к]Г; ; РУО = к^ + 1)-" ; р„ = ехр(-а>;),

где обозначено: кь ап коэффициенты, отражающие специфические свойства объекта; гу- расстояние от ¡'-той точки до/-того объекта, п = 1, 2,...

Примеры визуального ЗВ преставления МПФО даны на рис.4.

а) б) в)

Рис. 4. Примеры визуального представления моделей влияния: а - точечного объекта: б - линейного объекта; в - линейного, имеющего переменные свойства

При определении функций потенциального влияния -Ру и значимости Sj объекта методом экспертных оценок целесообразно использовать типовые функции принадлежности. На практике при использовании нечетких множеств наиболее часто применяется функция принадлежности трапецеидального вида, так как параметры такой функции определяются наиболее просто. Непрерывная функция, которая аппроксимирует трапецеидальную функцию, является функцией гауссовского типа. Наибольшей универсальностью обладает обобщенная функция Гаусса:

5

Л / /' // // // // (/ \ X У

-Л Л

Рис.5. Графики изменения пространственного влияния при значении параметра 6=0,6 (штриховая линия), при 6=1 (сплошная линия) и при Ь= 5 (штрихпунктирная линия)

= ехр

_ П.

«г,-с,)

2а.

(9)

где с3 - коэффициент смещения, 03 - величина среднеквадратичного отклонения. Благодаря наличию дополнительного параметра Ъ появляется возможность изменять форму функции пространственного влияния: от близкой к треугольному виду, до близкой к трапецеидальному и прямоугольному (рис.5).

Для определения относительной величины или веса значимости Sj потенциального (социально-экономического) влияния объектов, которое не может быть получено из физических процессов или статистических закономерностей, применяются экспертные оценки.

Технология экспертных оценок включает в себя два этапа: декомпозицию объектов на однотипные группы и их ранжирование, затем попарное сравнение иерархии критериев, которые определяют значимость объекта. Для операции ранжирования использован метод направленного перебора, сравнения иерархии критериев значимости - метод анализа иерархии (МАИ).

Определение коэффициентов веса количественных критериев (цена участка, его площадь, расстояние и т.п.) производится с помощью функций принадлежности к множеству экспертных предпочтений, называемой функцией предпочтительности. Применение функций предпочтельности свойств объекта позволяет исключить дискретность и с большей точностью определять весомость свойств объекта. Так как эти функции отражают субъективные интуитивные предпочтения экспертов, то для них справедливы аксиомы Шваба: функция является непрерывной по всей числовой области определения; она не меняется скачкообразно и имеет минимальное значение кривизны. Исходя из этих аксиом, определены универсальные функции предпочтительности (рис. 6, 7), коэффициенты которых к,, к2, к3 определяются (настраиваются) экспертно.

а) б)

Рис.6. Монотонные функции предпочтительности:

а) А*) = . к\ , ; б) /"(-V) = к-

кх + ехр(-к2х) '

к1 + ехр(£,л- — ¿у)'

а) б)

Рис.7. Функции предпочтительности с экстремумом:

а) />) = 1-ехр

к^х

2 тах /

3 \ 2 тах )

С помощью разработанной методики получения моделей пространственно-функционального влияния объектов формируется библиотека этих моделей для оценки социально-экономического состояния территории при решении задач территориального планирования.

Третья глава посвящена разработке методики определения свойств территории с помощью геоинформационного представления функций и моделей пространственного влияния и их взаимодействия.

Интеграционный характер геоинформационных систем (ТИС) позволяет в полной мере реализовать возможность формирования целостного взгляда на комплексные проблемы исследуемой территории, связанные с состоянием окружающей среды, инфраструктурной обустроенностью, влиянием социальных объектов и промышленных комплексов.

Функциональные возможности современных геоинформационных систем по анализу свойств территории представлены структурной схемой (рис.8) в виде последовательно-параллельного процесса функциональных преобразований информации:

Р = {Рв.РИС>РХ>РЗ>Ра>РМ.Рл}, (Ю)

где Рв = {Рпп, Рва} - множество функций ввода пространственной (РВп) и атрибутивной (/ва) информации из источников различных форматов; Рис -множество функций интеграции и структурирования пространственной и атрибутивной информации; Рх - множество функций хранения информации; Рз -множество функций информационных запросов; Ра - множество функций анализа пространственной информации; Рм - множество функций пространственного моделирования; Рп - множество функций предъявления (вывода) пространственной информации.

р

'х

Рис. 8. Структурная схема последовательности выполнения функций инструментальной геоинформационной системой

Множество аналитических функций включает в себя: Ра = {/ки./ас/ап./ар}, где /ки - картометрические измерения; /АС - анализ сетей;/АП- полигональный анализ;/АР- анализ рельефа или операции с трехмерными объектами. Состав множества функций пространственного моделирования содержит следующие функциональные операции: Ри = {/б > /т > /см > /р • /от} > где /ге - генерация буферных зон; /зя - зонирование, или районирование; /см -построение пространственных статических моделей; - построение пространственных динамических моделей; /сп - сетевое моделирование, или сетевая оптимизация.

Существующий в геоинформационных системах набор функций позволяет решать различные задачи пространственного моделирования. Однако данная технология имеет довольно сложный характер. Требуется применение различ-

ных по характеру и в различной последовательности функций обработки пространственных данных, что делает процедуру моделирования при решении задач социально-экономического характера громоздкой и практически сложно выполнимой.

Задача определения свойств территории с помощью предлагаемой методики, в которой используются модели пространственно-функционального влияния, представляет следующую систему выполняемых функций моделирования:

^Us^llsAus,.' (11)

где Sy — множества, состоящие из элементов w, е W, имеющие свойства, определяемые функциями влияния fvот отдельных j-x объектов; S¡ — множества, состоящие из элементов множества W, имеющих результирующие свойства от влияния всех рассматриваемых объектов, полученные с помощью функции объединения (суммирования)./г; Sq — упорядоченные множества (зоны) с одинаковыми свойствами, границы которых определяются с помощью функции построения изолиний - f¡.

Сравнение необходимого количества операций и сложности их выполнения существующей методики пространственного моделирования и предлагаемой методики показывает несомненное преимущество последней.

При построении моделей свойств территории существенное значение имеем территориальное квантование:

где rf = -/(п,Лх -л,Ах)2 +(mlAy-mJAy)2 .

Выражение (5), с учетом квантования имеет следующий вид:

S'(n,m) = Y1k/S;j(n,m), (12)

м

где S¡ - величина оценки свойства элементарного участка w¡ тематического слоя г; - величина оценки свойства элемента w¡ от влияния j-го объекта, водящего в состав слоя г; Jr — число объектов, содержащихся в слое г, влияющих на /-тую точку; kj - весовой коэффициент, и и т - текущие номера (дискретные значения координат) строк и столбцов элементарных участков.

Модель свойств территории представляется как двумерная дискретная система путем использования двумерного единичного импульса: S(n,m) = 1 при и = 0, т = 0; д(п,т) =0 при пф0,тф0. Свойство тематического слоя в этом случае определяется, как сумма отдельных строк или как сумма отдельных столбцов свойств элементарных участков:

S\n,т) = ¿S'(n,l)S(m " = £ Щ1>ЧЖ» ~ 1Щт -q).

ы >1 /=|

Результирующее (интегральное) свойство территории будет определяться выражением:

S(n, т) = £¿ Srv(l, q)S(n — l,m — q), (13)

r=l J=\ /=1 »=1

где kr — весовой коэффициент г - ного тематического слоя, R — число тематических слоев, из которых формируется интегральная модель свойств территории.

Для получения необходимой точности при анализе свойств территории W необходимо определить максимально допустимый шаг квантования (разбиения) исследуемой территории, т.е. размера элементарных участков и>„ С этой целью применен частотный метод, который основывается на представлении функции свойств территории в виде суммы пространственных («застывших») волн, «расходящихся» от объекта на прилегающую территорию.

Связь между непрерывным и дискретным представлением выражений оценки свойств территории определяемая двумерным преобразование Фурье имеет вид:

П / Л ЛЧ 1 V^of 1 2/гИ

Sd (охАх, оуАу) = —- X XS юх--—, юу---- I (14)

Д*Дytt^i I Ах у Ау ) К

где Sd(n,m) — двумерная дискретная функция (двумерный отсчет функции), S(x,y ) — непрерывная двумерная функция

Если частота спектра функции S(ox,(Oy) ограничена, то по теорерме Котелышкова-Шеннона

^К А*. ^У) = ^ S(co,, «,,) при KI < К| (15)

шаги квантования определяются следующим образом: а п А ж

Дх =-, Ау =--(16)

со,

•'max У max

где а^шах'67утп - максимальные частоты по осям X и у в преобразовании

Фурье непрерывной функции S(x,y), описывающие свойство территории.

Для оценки погрешности, вызванной квантованием, используется среднеквадратичное отклонение:

^тАтЯ^^У) -$,0»Дх,иДу))2-100%. (17)

N • М V т=\

Квантование исследуемой территории максимально допустимыми по размерам элементарными участками в значительной степени ускоряет процессы пространственного анализа и моделирования. Однако это приводит к тому, что получаемая модель может иметь ступенчатый вид. Для сглаживания этой поверхности применяется интерполяция, т.е. сглаживание рельефа за счет вычисления промежуточных точек.

С целью выявления наиболее характерных особенностей свойств территории, зон резкого или аномального изменения состояния территории, устранения несущественных изменений в модели свойств территории применяется двумер-

ная фильтрация. На рис. 9 представлены результаты фильтрации модели свойств территории с помощью курсовых градиентных фильтров.

Фильтр "Северо Запал" ®япыр "Юго-Звпад"

Рис.9. Фильтрация модели свойств территории с помощью курсовых градиентных фильтров

В результате проведенных исследований разработана методическая основа применения геоинформационных технологий для определения свойств территории с помощью моделей пространственно-функционального влияния.

Четвертая глава посвящена системной методике получения интегральной модели свойств территории.

Технология получения интегральной или результирующей модели пространственного влияния объектов для оценки свойств территории состоит из следующих этапов: 1) формирование логической структуры модели территории; 2) интеграция моделей пространственного влияния объектов, относящихся к одному тематическому слою; 3) объединение моделей однофакторных тематических слоев в комплексную пространственную модель свойств, представляемую графически в виде тематической карты, на которой полученная поверхность отклика или статистический рельеф свойств территории представляется в ЗО формате или в формате 2Ю с помощью изолиний.

Разработана технология проведения декомпозиции и структурирования моделей пространственно-функционального влияния объектов. Множество исходных моделей объектов ()=№!,..., цп} декомпозируется по принадлежности каждого объекта к тому или иному типу или к тематическому слою по следующим признакам: геометрической однотипности; тематической принадлежности; функциональной однотипности и знаковой идентичности.

По геометрической однотипности все множество объектов разбивается на три класса эквивалентности по представителям: gi - точечные объекты, g2 ~ линейные объекты, g3 ~ полигональные объекты:

Gi={qjeQ\ q~g,}, G2={<b eQ\ qrg2}, G3={qjeQ\ qrg3}. (18)

Таким образом, все множество моделей декомпозируется на три подмножества:Q = U^, где Qj={q,eQ\ qrgk}, к= 1, 2, 3. (19)

Подмножества Q„ декомпозируются на группы или классы по признакам тематической принадлежности (например, дороги, трубопроводы, промышленные предприятия и т.п.). Подмножества Qj.k декомпозируется по однородности (одинаковости) функций пространственного влияния Fv. На последнем этапе подмножества моделей Qj.u декомпозируется по признаку знаковой идентичности. В результате получен алгоритм структурирования множества исходных объектов на подмножества объектов, принадлежащих к тому или иному типу, из которых с помощью моделей пространственного влияния формируются тематические слои.

Интеграция действий отдельных моделей влияния в пределах тематического слоя базируется на том, что в одной и той же точке пространства пересекаются зоны влияния нескольких объектов. Исследования показывают, что для получения модели свойств территории в результате влияния объектов одного тематического слоя Qj.ic.im формирования результирующей модели влияния в пределах тематического слоя необходимо использовать также операции нечеткой логики. К наиболее часто применяемой функции алгебраического (или простого) суммирования добавляются операция объединения ИЛИ для нечетких множеств (рис.10) M^j = S^ Sj = max( 5, , 5;) и операция И (пересечение или логическое

произведение) (рис.11) = S, ° Sj = min(

Рис.10. Получение результирующего свойства тематического слоя с помощью алгебраического суммирования МПФВО

На рис. 10 представлена результирующая модель влияния двух линий электропередачи на энегообоспеченность прилегающих территорий. Очевидно,

что влияния от отдельных объектов суммируются. Модели представлены линиями равного уровня и вертикальным сечением статистического рельефа.

На рис. 11 представлена результирующая модель влияния двух дорог с разной пропускной способностью на транспортную обеспеченность территории. В этом случае учитываются максимальные значения моделей влияния отдельных дорог.

Для учета насыщения результирующей величины влияния отдельных объектов применяется ограниченное объединение или ограниченная логическая сумма: = и^пЛ/, где М - максимально возможное значение (насыщение) влияния объектов, ограниченная разница: = (5, - ) и 0 и другие

операции для нечетких множеств. Результирующая модель тематического слоя цифровой карты исследуемой территории, представляемая в виде монорельефа.

Второй этап интеграции состоит из объединения моделей тематических слоев. Главная проблема состоит в том, что модели тематических слоев имеют разнокачественную характеристику. Векторное объединение не переставляет принципиальных трудностей, и осуществляется с помощью стандартных оверлейных операций. Однако такая интеграция применима при небольшом количестве тематических слоев и не дает результирующего показателя, такого, как например, стоимость земельного участка, или состояние экологической обстановки, степень пожароопасности и т.п. Поэтому для определения общего свойства территории целесообразно применение скалярной свертки.

При решении задач управления социально-экономическим развитием территории необходимо не только учитывать одновременно большое количество социально-экономических, природно-экологических и технических факторов, но и определять их пространственное распространение. Общность характеристик распространения процессов различного вида требует создание достаточно универсальной технологии моделирования процессов диффузии. С этой целью для определения пространственного влияния объектов предложено использовать

7

8

X

Рис. 11. Построение результирующей модели тематического слоя с помощью операции ИЛИ для нечетких множеств

метод, в котором используются принципы работы клеточных автоматов, что позволяет также учесть наличие препятствий этому распространению.

При представлении модели свойств территории в виде двумерной дискретной системы изменение состояния элементарных участков, являющихся при данном рассмотрении клетками автомата, определяется следующим образом:

5; г + 1 = А.5, , г Д г , 1 € С, (20)

где г — номер клетки (элементарного участка), на который переходит влияние; ; - такт квантования по времени; /г, - коэффициент передачи (прозрачности) распространения влияния, который зависит от свойства территории; /V/- функция пространственного влияния /-того объекта; Аг- расстояние между соседними клетками; О — множество соседних клеток.

Отличие клеточного автомата (20) в том, что состояние клетки определяется не только состоянием соседних клеток, но и «прозрачностью» распространения влияния, поэтому библиотека моделей пространственно-функционального влияния дополняется библиотекой моделей препятствий. В простейшей модели препятствия принимается, что оно не прозрачно, т.е. коэффициенты «проникновения» влияния и отражения от препятствия равны нулю:

5^=0 ,хрьХ,урвУ, (21)

где хр, ур - координаты местоположения препятствия, принадлежащие множеству координат X, У исследуемой территории.

В общем случае препятствие описывается выражением:

Ур*¥> (22)

где Рр(х, у) — функция прозрачности или ослабления распространения влияния.

Появляется также возможность путем пошагового моделирования имитировать динамику распространения влияния объектов, а в виду однородности сети клеток, одинаково простых правил перехода и малого числа связей между клетками, данная методика перспективна также для организации параллельных вычислений.

Таким образом, при использовании рассмотренных методов получения моделей свойств территории можно определить не только общее свойство территории с позиции, например, возможности размещения различных объектов производственного и социального назначения, но и вклад отдельных составляющих: энергообеспечение, транспортное развитие, степень застройки и ДР-

Пятая глава посвящена разработке и применению инструментальных средств системы поддержки принятия решений на основе применения моделей пространственно-функционального влияния объектов.

На рис. 12 представлена функциональная схема системы поддержки принятия управленческих решений по территориальному планированию.

Общая задача принятия решений - генерация и выбор альтернативных решений

U = UsvjUv vUq

Определение управленческих решений

U = arg min К|ег=к-5Л"г)|-г'гбС/1 U = { u\Uj е D = {и\и~ <«,<«;)}

Системная оценка свойств

территории

еи К* $'ЛиЛ

sj,eeSэ, 8„е 5,.(С/)

5Э и5Р\

Определение свойств

текущих точек территории

у,

м

Определение свойств тематических слоев

N

Формирование тематических слоев и моделей влияния

в!

с

Хранилище пространственных и атрибутивных данных

ГГ" I I I I I I

■J I .J\ -✓

Определение результирующего свойства территории

5(Л,Ю) = £ *,£'(/», и»)

Рис.12. Функциональная схема системы поддержки принятия управленческих решений

Данная схема в обобщенном виде проставляет предлагаемую методику оценки свойств территории и процедуру принятия управленческих решений. В соответствии с предлагаемой методикой на первом этапе производится структурирование (декомпозиция) пространственных данных и представление их в виде тематических слоев с учетом особенностей ГИС технологии. На этом же этапе формируются МПФВО. Следующими являются этапы: определение свойств текущих точек территории, получение моделей свойств отдельных тематических слоев и определение интегральных (результирующих) свойств территории путем двумерного суммирования и линейных сверток влияния отдельных объектов и слоев.

Наиболее рациональный путь создания системы поддержки принятия решений - это расширение возможностей инструментальных ГИС с помощью подключения к ним дополнительных модулей. Задача перераспределения функций между ГИС, стандартной СУБД и модулем МПМ (модуль пространственного моделирования) имеет множество вариантов своего решения. Наиболее тесная интеграция его с ГИС осуществляется за счет использования общего интерфейса пользователя и обработки информации средствами самой ГИС. При создании программы пространственного моделирования использовано объектно-ориентированное проектирование (ООП). При этом структура ООП аналогична структуре представления данных в ГИС, так как объекты делятся на три класса: точечные, линейные полигональные. В результате система описания моделей пространственно-функционального влияния объектов имеет следующий вид:

Точечные объекты

МТ:= FVr (Sj, Rj, Гц, ау. cj) - модель точечного объекта;

Sj: = S (Cj) - коэффициент веса;

Rf. = R (щ, Cj) - диапазон влияния;

Гу:=г(Р() -расстояние;

a,j := a(Pj) - направление;

X, := X(Pi), Yi:=Y(P¡) - координаты текущей точки;

А := Z, max.fr - указатель на способ объединения модели;

F ."= 0,1 - флаг учета объекта.

Линейные объекты

Ml :— Fvl (ZFvt) - модель линейного объекта;

Sj: = S (lj, cij) - коэффициент веса;

Rji = R (lj, ау, cj) - диапазон влияния;

rtj: = r,j* - переопределенное вычисление расстояния;

lj: = l (Ph Pj) - текущая длина полилинии;

XT:= X(PJ, YT:=Y(P,) - координаты вершины полилинии;

Xj: = X(Pj), Yj :=Y(Pj) - координаты текущей точки полилинии.

Полигональные объекты

Му: = Mi - модель полигонального объекта;

Iij := I(Vj,Pj) - принадлежность точки полигону.

Для получения результирующей пространственной модели свойств территории порядок обхода объектов не имеет значения, важно лишь, чтобы каждый объект был учтен и учтен только один раз. Поэтому для хранения в памяти пространственных и атрибутивных данных применена самой простая структура — односвязного списка, организованного по принципу LIFO (последний пришел, первый вышел). Иерархическая структура последовательных списков состоит из основного списка тематических слоев и списков объектов. В свою очередь, линейные и полигональные объекты состоят из связного списка точек.

Основные функции модуля пространственного моделирования (МПМ) состоят в следующем: получение из ГИС пространственной и необходимой атрибутивной информации об объектах; формирование моделей влияния отдельных объектов; расчет пространственного влияния, как от отдельных объектов, так и от любой определенной совокупности этих объектов; координатно-определенное графическое представление результатов моделирования; передача модели пространственного влияния в ГИС для совместного использования с цифровой картой территории. В состав МПМ входят блок анализа, с помощью которого осуществляется частотный анализ и фильтрация моделей, блок объединения моделей объектов и моделей тематических слоев по заданному алгоритму и блок моделирования на основе метода клеточных автоматов, расширяющий аналитические возможности системы.

Результаты моделирования представляются в виде 3D изображения модели (поверхность отклика или рельеф), высоты которого оцифровываются в показателях свойств территории, и в виде 2D модели, где зоны свойств территории изображаются линиями равного уровня. Визуальное представление свойств территории применяется для когнитивного анализа и поиска решений на основе опыта, интуиции и предпочтений ЛПР, а также для моделирования различных территориальных ситуаций при направленном поиске наиболее эффективных управленческих решений. В качестве инструментальной ГИС выбрана программа ArcView фирмы ESRI, как имеющая большой набор сервисных функций. Программный модуль написан на языке С++. Построение модели влияния осуществляется в виде файла в растровом формате, а перенос данных происходит в численно-матричном виде в базу данных ГИС, при этом происходит их автоматическое подключение в виде отдельного слоя.

СППР включает в себя библиотеку моделей и базу картографической информации, данные из которых поступают в подсистему пространственного моделирования. В подсистеме формируется интегрированная модель свойств территории, которая сравнивается с эталонной моделью свойств территории. Результат передается в подсистему выработки альтернативных решений, которая в свою очередь логически связана с базой типовых сценарных моделей. На основе полученной модели ЛПР в интерактивном режиме принимает решение, которое вновь сравнивается с эталонной моделью. Если полученный результат удовлетворяет ЛПР, то принимается управленческое решение по планированию разви-

тия территории, если нет, то происходит возврат в подсистему пространственного моделирования (см. рис. 12).

Область применения СППР расширяется за счет включения ее в программный комплекс «СоЬга++», представляющий собой информационно-управляющую систему, способную осуществлять детализацию объектов высокой сложности, и имеющую неограниченную степень масштабирования, при этом время доступа к данным не зависит от их объема.

Разработанная методика и инструментальные средства являются эффективными и достаточно универсальными при решении различных по сложности проблем принятия решений по управлению социально-экономическим развитием урбанизированных территорий. В частности применение СППР для определения загрязнения воздушной среды в центральной части г. Костромы показало ее высокую эффективность (рис. 13).

Рис.13. Результаты моделирования загрязнения воздушного бассейна города диоксидом азота N02 (в мг/м3)

С помощью нормативных методик (ОНД-86 и др.) были получены типовые графики распространения выбросов в относительных единицах. Формирование моделей распространения загрязнения от конкретных промышленных предприятий, котельных, ТЭЦ осуществляется с помощью весовых коэффициентов. Как следует из результатов моделирования, хотя от отдельных источников загрязнение городского воздушного бассейна не превышают допустимой нормы, из-за их суммарного действия уровень загрязнения превышает ПДК в несколько раз. Применение данных моделей значительно упрощает и ускоряет процесс оперативного моделирования состояния городской воздушной среды.

Сравнительно сложной задачей является оценка свойств территории для определения наилучшего месторасположения различных объектов произвол-

ственного и социального назначения. Такого вида задачи по территориальному размещению торговых центров, автозаправок, объектов экотуризма, гостиниц решались по заказу администрации Ивановского муниципального района Ивановской области, в результате экономический эффект составил 3.2 млн. руб.

Более масштабное применение СППР фирмой «Регул» (г. Санкт-Петербург) для территориального планирования развития инфраструктуры с помощью моделей комплексной транспортной и энергетической обеспеченности с учетом ландшафтных условий дает расчетный экономический эффект 12,5 млн.руб.

Другой практической задачей, которая решалась в рамках работы «Разработка методов и средств пространственного анализа для оценки перспектив развития региона», является определение наиболее перспективных территорий для размещения предприятий по добыче и переработке торфа. Резкое удорожание энергоносителей вновь сделало проблему развития торфодобычи актуальной. Использование торфа даже при его низкой энергоэффективности является рентабельным. Торф не дает сернистых выбросов в атмосферу. Его зола может быть употреблена в качестве удобрений. Экологические платежи за сжигание торфа в котельных в сто раз меньше, чем за использование угля.

Средствами ГИС была сформирована пространственная база данных, в которой содержится информация о положении рассматриваемых объектов и их характеристики. База данных структурирована в виде тематических слоев, которые состоят из однотипных объектов (торфяные месторождения и их потенциальные запасы, транспортная инфраструктура, потенциальные потребители продуктов торфопереработки и их потребности и т.д.). В каждый слой входят модели объектов одной функциональной (тематической) направленности.

В аналитическом виде зависимость оценки эффективности торфяной промышленности представляется множественной моделью:

О = ЩТ, М, А, В, О, (23)

где Т — множество видов промышленной переработки и использования торфа, М — множество количественных и качественных характеристик торфяных месторождений, А - множество характеристик транспортной инфраструктуры, В — множество показателей естественных (природных) ограничений, С — множество показателей, характеризующих предприятия промышленной переработки торфа и объекты потребления торфопродукции.

С учетом данных параметров и условий разработана библиотека моделей пространственно-функционального влияния объектов на основе использования типовых функций предпочтительности, определение параметров которых осуществлялось с помощью экспертных оценок.

Были рассмотрены перспективы применения торфа как топлива в виде брикетов. В результате получена модель пространственного влияния торфяного месторождения следующего вида:

От «я

О.!? ОХ

0.6 0.5 0.-1 0.3 0,-

К,А,Г) = Г-[1 + ехр[- 0.2 • (Л - 33.6)]]"

ехр

(24)

объем торфа 40%-ной

где обозначено: х - расстояние от торфоразработки, V ■ влажности, Л — степень разложения, А — зольность.

В случае применения торфа для получения газогенераторного топлива модель пространственного влияния будет иметь вид:

^(х. Д, А, V) = V ■ [1 + ехр[-0.2 ■ (Я - 33.6)]]"

ехр

Были получены также модели взаимовлияния объектов торфодобычи с внешней инфраструктурой: модели влияния автомобильных и железных дорог, учитывающие грузоподъёмность, скорость транспорта, удаленность от торфодобычи; модели потребителей: котельная, торфоперерабатывающее предприятие; населённый пункт и др.

Определение весовых коэффициентов для взвешенного суммирования различных тематических слоев осуществлялось экспертным оцениванием с помощью метода анализа иерархии. В результате получена модель интегральной оценки пространственного взаимовлияния инфраструктурных факторов и торфяных месторождений, которая представляется в виде зон (рис. 14).

Рис.14. Результаты оценки территории с позиции эффективности размещения предприятия торфодобычи

В результате выполнения региональной программы «Ситуационный центр губернатора области для обеспечения комплексного информирования о положе-

нии в регионе, ситуационного анализа проблем и выработки управленческих решений» разработана многоконтурная система административного управления территорией, в которой используется СППР. Она позволяет принципиально по-новому организовать систему территориального управления на уровне региона с помощью контуров оперативного и стратегического управления и контура прогнозирования. В этом контуре с помощью ГИС и МИМ «проигрываются» различные варианты управленческих воздействий и анализируются их последствия, что существенно повышает качество административного управления.

Важное хозяйственное значение имеют задачи ценового зонирования территории. Использование объектно-пространственной методики оценки свойств территории делает эту процедуру алгоритмически более определенной и объективной. Для уменьшения количества одновременно рассматриваемых объектов, влияющих на ценообразование, применен метод их иерархической декомпозиции. В основу декомпозиции положен принцип, учитывающий структуру административного деления. Влияние предыдущего уровня на последующий учитывается коэффициентом его значимости. Результирующая стоимость земельного участка, находящегося на уровне населенного пункта, определяется выражением:

С„ = 4ЛА*А2Х (26)

где Аг— площадь рассматриваемого участка; к„, к& кп к„ — областные, городские, районные и местные ценовые коэффициенты; Sj — величина непосредственного влияния /-того объекта на рассматриваемый участок.

На уровне района, очевидно, стоимость участка будет определяться с меньшей дифференциацией. Ценовые коэффициенты к„, кх, кп кп,, по существу, определяют, в какую ценовую зону попал тот или иной участок на уровне соответственно области, города, района.

В результате получены пространственная модель оценки территории на уровне региона и более мелких административных образований. На региональном уровне результирующей модели учитывались места расположения и значимость городов с развитой инфраструктурой, дороги федерального и областного значения, судоходные реки, климатические зоны. Полученный оценочный рельеф с помощью линий равного уровня дает дифференциацию территории на ценовые зоны в баллах, которые переводятся в конкретную стоимость по эталонным земельным участкам, для которых имеется достаточно точный расчет кадастровой или рыночной стоимости.

Данные исследования проводились в виде договорной работы с ООО «Квартал Инвест» (г.Иваново), что дало экономический эффект в размере 830 тыс. рублей за счет повышения объективности оценки земель и привлечения большего количества клиентов. Аналогичная работа проведена для комитета по управлению муниципальным имуществом г. Кохмы Ивановской области, что дало экономический эффект 2,5 млн. руб. в год за счет более точного определения арендной платы за землю, аукционной цены за землю и соответственно увеличения поступления налогов в среднем на 20%.

Применение в виде опытной эксплуатации разработанной СППР было осуществлено в Ивановском подразделении ГО и ЧС, департаменте дорожного хозяйства Ивановской области, при выполнении целевой программы «Развитие электронных средств связи и информатизации Костромской области на период до 2010 года».

Практика применения СППР на основе ГИС показывает, что разработанная система и методика моделирования позволяют эффективно решить сложные и многофакторные задачи по территориальному планированию.

Основные результаты исследования и выводы

1. Проведен анализ накопленного опыта по оценке методов принятия управленческих решений по развитию территориальных образований на местном и региональном уровнях на разных этапах развития науки. Сделан вывод, что в теоретическом и практическом отношениях актуальной является разработка методов и средств оценки социально-экономического состояния урбанизированных территорий на основе моделей пространственно-функционального влияния.

2. Осуществлена формализация предмета исследования для определения социально-экономических свойств территории в виде общей задачи принятия решений, а также факторов, определяющих социально-экономическое состояние или возможности территории, и представления свойств урбанизированной территории как результат действия (влияния) объектов, принадлежащих этой территории. Это позволило теоретически обосновать методику применения моделей пространственно-функционального влияния для оценки социально-экономических свойств территории для решения задач территориального планирования.

3. Определено, что в контексте решаемой проблемы матрицу системных оценок целесообразно представить в пространстве «состояние территории -варианты использования территории». Данная матрица дополняется эталонными моделями состояния территории, на основе которых определяются производные показатели или критерии для решения прямой и обратной задач управления с учетом ограничений, условий и особенностей управления социально-экономическими системами.

4. Предложена объектно-пространственная концепция оценки социально-экономических свойств территории как ее совокупной способности обеспечивать производственно-экономическую деятельность. Установлено, что данные свойства определяются физическим и потенциальным или социально-экономическим влиянием на эту территорию всего множества расположенных на ней объектов. В результате доказано, что реализация данной концепции позволяет существенно сократить количество операций при оценке свойств территории по сравнению с применением стандартных функций пространственного анализа.

5. Разработаны теоретические основы формирования моделей физического и потенциального пространственно-функционального влияния объектов на

прилегающую территорию в виде аналитических зависимостей, параметры которых определяются расчетными, статистическими и экспертными методами. В результате создана библиотека типовых моделей, используемых в качестве информационной базы в системах поддержки принятия решений по территориальному планированию.

6. Разработана методика применения моделей пространственно-функционального влияния для анализа свойств территории на основе геомоделирования. Установлено, что описание модели свойств территории с учетом территориального квантования целесообразно представлять в виде двумерной дискретной системы. Обоснован метод определения минимального шага квантования исследуемой территории с помощью частотного анализа функций пространственного влияния в виде пространственных волн, что позволило выработать практические рекомендации по использованию ГИС-технологии в системе поддержки принятия решений по территориальному планированию.

7. Разработан способ функциональной, компонентной и структурной декомпозиции множества исходных объектов на тематические подмножества и формирование с помощью функций пространственного влияния тематических слоев или монорельефов. Доказано, что объединение моделей объектов в тематические слои целесообразно производить с использованием логических функций нечетких множеств, а объединение тематических слоев для получения результирующего влияния объектов осуществлять методом аддитивной свертки, весовые коэффициенты значимости монорельефов которой определяются экспертно.

Для моделирования пространственного распространения влияния объектов использован принцип работы клеточных автоматов, что позволяет учитывать свойства территории в виде препятствий распространению влияния.

Сделан вывод, что пространственно-функциональные модели и методы создают необходимую и достаточную теоретическую базу создания информационно-аналитической системы продержки принятия управленческих решений на основе оценки взаимодействия внешней среды, инфраструктуры, производственных и социальных объектов.

8. Разработана структура информационно-аналитической системы продержки принятия решений, состоящая из стандартной геоинформационной системы и специализированного модуля, в котором реализуется технология пространственного моделирования и анализа на основе применения моделей влияния объектов на исследуемую территорию.

9. Практическое применение информационно-аналитической системы поддержки управленческих решений показало ее высокую эффективность:

- при оценке экологического состояния территории центральной части г. Костромы;

- при территориальном планировании, что обеспечило экономический эффект 3.2 млн. рублей за счет оптимизации размещения производственных и социальных объектов в Ивановском муниципальном районе.

- при планировании развития инфраструктуры, реализованной фирмой «Регул» (г. Санкт-Петербург), что обеспечивает расчетный экономический эффект 12,5 млн.руб.;

- при планировании использования местных топливных ресурсов, что определило целесообразность применения возобновляемых местных источников энергии с учетом расположения и характеристик торфяных месторождений и торфопредприятий;

- при выполнении региональной программы «Ситуационный центр губернатора области для обеспечения комплексного информирования о положении в регионе, ситуационного анализа проблем и выработки управленческих решений».

10. Разработана методика оценки земель, которая позволяет системно использовать метод иерархической территориальной декомпозиции и технологию оценки конкретного земельного участка исходя непосредственно из природных и инфраструктурных свойств этого участка.

Практическое использование разработанной методики и программных средств в ООО «Квартал Инвест» (г.Иваново) дало экономический эффект в размере 830 тыс. руб. При применении данной методики администрацией г. Кохма Ивановской области эффект составил 2,5 млн. руб. в год за счет более точного определения арендной платы и аукционной цены за землю.

11. Использование моделей пространственно-функционального влияния объектов в различных областях административно-хозяйственного управления территориями подтверждает их результативность. Автоматизация обработки и анализа информации за счет использования данных моделей приводит к повышению эффективности принимаемых решений по территориальному планированию и сокращению сроков принятия управленческих решений за счет уменьшения числа персонала, занятого подготовкой, обработкой и анализом информации, а также уменьшения вероятности возникновения ошибок.

Таким образом, применение объектно-пространственного моделирования и управления урбанизированными территориями на местном и региональном уровнях позволяет эффективно решать задачи по их рациональному использованию и развитию.

В результате проделанной работы решена научная проблема по созданию теоретических основ и методов построения моделей пространственно-функционального влияния объектов для оценки социально-экономических свойств территории и разработке на этой основе информационно-аналитической системы для поддержки принятия управленческих решений по территориальному планированию.

Основные публикации по теме диссертации В изданиях по перечню ВАК

1. Гнатюк, А.Б. Оценка территории на основе методов пространственного анализа и моделирования (на примере Костромской области) / А.Б.Гнатюк // Вестник Костромского государственного университета им. H.A. Некрасова. -2003.-№3.-С. 54-58.

2. Гнатюк, А.Б. Частотный метод пространственного квантования моделей свойств территории / А.Б.Гнатюк // Вестник ИГЭУ - 2004. - Вып. 4. - С. 138-139.

3. Гнатюк, А.Б. Построение модели свойств территории в ГИС-технологии с применением теории клеточных автоматов / А.Б.Гнатюк // Вестник ИГЭУ. -2004. - Вып. 5. - С. 102-105.

4. Гнатюк, А.Б. Системный подход к оценке земельных участков с использованием функций пространственного влияния объектов / А.Б.Гнатюк // Вестник Костромского государственного университета им. H.A. Некрасова. - 2006. - № 12,- С. 38-41.

5. Гнатюк, А.Б. Парадигма информационного поля и моделирование системного взаимодействия территориальной инфраструктуры и производственно-технических комплексов / А.Б.Гнатюк // Вестник Костромского государственного университета им. H.A. Некрасова. - 2008. - № 14 - С. 5-8.

6. Гнатюк, А.Б. Оценка загрязнения воздушного бассейна в окрестности промышленных предприятий методами геомоделирования / А.Б.Гнатюк /7 Экологические системы и приборы. - 2010. - № 8. - С. 53-57.

7. Гнатюк, А.Б. Расчет динамических процессов распространения загрязнения методом клеточных автоматов / А.Б.Гнатюк // Экологические системы и приборы. - 2011. - № 6. - С. 54-56.

8. Гнатюк, А.Б. Моделирование взаимовлияния территориальной инфраструктуры и производственных комплексов для целей управления / А.Б.Гнатюк, О.А.Кутузова // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2011. - № 7. - С.46-48.

9. Гнатюк А.Б. Векторно-растровые модели оценки свойств территории // Вестник ИГЭУ. - 2011. - Вып. 3. - С. 49-52.

10. Гнатюк, А.Б. Средства ситуационного пространственного анализа при принятии управленческих решений в уголовно-исполнительной системе / А.Б.Гнатюк // Вестник Владимирского юридического института. - 2012. - № 3 (24)-С. 12-15.

11. Гнатюк А.Б. Структурирование и агрегирование в системном анализе ресурсной обеспеченности территории / А.Б.Гнатюк, В.Н.Ершов // Вестник ИГЭУ. - 2012. - Вып. 3. - С. 64-68.

12. Гнатюк, А.Б. Методика построения результирующих моделей пространственного влияния и ее программная реализация / А.Б.Гнатюк, В.Н.Ершов // Вестник Костромского государственного университета им. H.A. Некрасова. -2012,-№2.-С. 11-15.

13. Гнатюк, А.Б. Совершенствование объектно-пространственного метода оценки экономического потенциала урбанизированной территории / А.Б.Гнатюк // Инновации и инвестиции. - 2012. - № 5. - С. 29-32.

14. Гнатюк, А.Б. Модели пространственного влияния как основа информационно-аналитического инструментария систем принятия решений по структуризации и организации экономического пространства производственных комплексов / А.Б.Гнатюк // Транспортное дело России. - 2012. - № 5 (102) - С. 124126.

15. Гнатюк А.Б. Моделирование диффузионных процессов при решении задач пространственной экономики с помощью клеточных автоматов / А.Б.Гнатюк // Интеграл. - 2012. - № 5. - с. 110.

16. Гнатюк, А.Б. Методика оценки перспективности разработки торфяных месторождений / А.Б.Гнатюк // Предпринимательство. - 2013. - № 7. - С. 184-193.

17. Гнатюк, А.Б. Разработка информационно-аналитической системы поддержки принятия решений по размещению предприятий энергетики и стройин-дустрии / А.Б.Гнатюк // Известия ВУЗов. Серия «Экономика, финансы и управление производством» - 2013. - № 4(18). - С. 79-83.

В монографиях

18. Гнатюк, А.Б. Геоинформационные системы как инструмент социально-экономического мониторинга региона и прогнозирования правонарушений / А.Б.Гнатюк. - Владимир: ВЮИ Минюста России, 2005. - 116 с.

19. Гнатюк, А.Б. Автоматизированные информационные системы для решения ситуационных территориальных задач в УИС / А.Б. Гнатюк. - Иваново: Пресс-СТО, 2012.- 120 с.

В других изданиях

20. Гнатюк, А.Б. Комплексное применение современных информационных технологий для социально-экономического прогнозирования состояния региона / А.Б.Гнатюк // Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы регионоведения»,- Иваново : ИГУ, 2000. - № 3. - С. 198-200.

21. Гнатюк, А.Б. Концепция комплексного применения информационной технологии в управленческой деятельности УИС (тезисы) / А.Б.Гнатюк // Материалы Всероссийской научно-практ. конференции «Уголовно-исполнительная система: экономика и управление в XXI веке». - Рязань : Академия права и управления Минюста России, 2002 . - С. 115-118.

22. Гнатюк, А.Б. Объектно-ориентированное проектирование пространственных моделей влияния для построения модели территории в процессе автоматизированного управления пространственно-распределенными системами (статья) / А.Б.Гнатюк, Н.Г.Асинчугов, Б.А.Староверов // Вестник КГТУ. - 2004. -№ 9. - С. 84-87.

23. Гнатюк, А.Б. Применение современных информационных технологий для управления городом / А.Б.Гнатюк // Федеративные отношения и региональная социально-экономическая политика. - 2005. - № 7 (79) - С. 80-82.

24. Гнатюк, А.Б. Применение технологии клеточных автоматов для моделирования свойств территории / А.Б.Гнатюк, М.В.Маранов, Б.А.Староверов // Сборник «Научные труды молодых учёных КГТУ». - Кострома. - 2005. - Вып.6. -С. 112-116.

25. Гнатюк, А.Б. Управление взаимодействием промышленных комплексов с внешней инфраструктурой на основе применения моделей пространственного влияния / А.Б.Гнатюк, О.А.Кутузова // Материалы международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах». - г. Пенза: Изд-во ПГУ, 2009. - С. 208-211.

26. Gnatyuk, A.B. Geografical systems for the perspective analysis of using local peat resources / A.B.Gnatyuk, B.A.Staroverov // 8th International Symposium Topical problems in the field of electrical and power engineering. - 2010. - pp. 262-264.

27. Гнатюк, А.Б. Повышение эффективности принятия управленческих решений в условиях работы ситуационного центра с использованием в геоинформационных системах метода функций пространственного влияния / А.Б.Гнатюк // Материалы XVIII Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа»,- Иваново : ГОУ ВПО «ИГАСУ». - 2011. - С. 41-47.

28. Гнатюк, А.Б. Перспективы применения клеточных автоматов в геоинформационных системах для пространственного анализа / А.Б.Гнатюк, Д.В.Момот, В.В.Русов // Вестник КГТУ. - Кострома. - 2011. - №1. - С. 1-4.

29. Гнатюк, А.Б. Ситуационный центр: управление в нормальном и кризисном режимах / А.Б.Гнатюк // Сборник научно-практ. материалов «УИС современной России: проблемы, тенденции, перспективы». - Иваново: ПресСто, 2012. -С. 210-212.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве, заключается в следующем: в [8, 21, 24] автору принадлежат формулировка теоретических положений формирования моделей пространственного влияния методом объектно-ориентированного проектирования, разработка технологии формирования конкретных моделей и определения на их основе комплексных свойств территории, в [И] -принципы структурирования и агрегирования моделей пространственного влияния с использованием ГИС-технолопш. в [12] -методика и алгоритмы построения результирующих моделей свойств территории и структурной схемы взаимодействия модуля пространственного моделирования с инструментальной ГИС, входящей в состав СППР, в [23, 27] - идея адаптации метода клеточных автоматов для моделирования распространения процессов физического и потенциального пространственного влияния с учетом свойств исследуемой территории, в [25] -обоснование практического применения методов пространственного моделирования в системах социально-экономического управления территориями для разработки планов использования местных топливных ресурсов.

ГНАТЮК АННА БОРИСОВНА

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ

II ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ашяния ОБЪЕКТОВ ДЛЯ СИСТЕМ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ ПЛАНИРОВАНИЮ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 10.09.2014. Формат 60x84 1/16 Печать плоская. Усл. печ. л.2,32. Тираж 100 экз. Заказ N»116. ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет им В.И. Ленина» 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34. Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ.