автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования развития системы жилищного фонда города

На правах рукописи

ВИШНЕВСКИЙ Андрей Валерьевич

I

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ЖИЛИЩНОГО ФОНДА ГОРОДА

' Специальность:

! 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Малыха Галина Геннадьевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Резннченко Виктор Станиславович

кандидат технических наук Куликова Екатерина Николаевна

Ведущая организация:

Государственное унитарное предприятие "Московский научно-исследовательский и проектный институт типологии, экспериментального проектирования" (ГУЛ МНИИТЭП).

Защита состоится 27 декабря 2004 года в 1100 на заседании диссертационного совета Д 212.138.01 при Московском государственном строительном университете по адресу: И 5114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 528.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 26 ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного сов

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Разработка программ развития жилищного фонда города и принятия обоснованных решений по всем направлениям хозяйственной деятельности требует информационно-аналитической поддержки муниципальных органов власти и создания для этого проблемно-ориентированных систем с применением новейших информационных технологий, разработки методов компьютерного моделирования и интеллектуального анализа данных. Моделирование позволяет проводить анализ сложной городской системы с учетом множества факторов неопределенности, прогнозировать динамику системы, выявлять взаимосвязи и принимать обоснованные проектные и управленческие решения.

Целью городского управления является поиск таких пропорций общественного воспроизводства, которые в максимальной степени способствуют удовлетворению потребностей населения и повышению его жизненного уровня. Для сложных социально-экономических систем, каковой является город (и жилищный фонд как подсистема города), характерно наличие множества целей, часто противоречащих друг другу, поэтому при выборе конкретного варианта развития города приходится формировать согласованное решение, позволяющее находить компромисс между городскими и общегосударственными целями, а также целями отдельных городских подсистем.

Специфика прогнозирования развития жилищного фонда связана с большой длительностью сроков его эксплуатации, трудоемкостью проектирования и возведения, требующих значительного времени даже в условиях развитой промышленности, а также необходимостью учитывать все принципы жизнедеятельности этого сложного организма. Эксперимент - традиционный критерий новых разработок - применительно к реальности практически невозможен, однако сравнения различных вариантов стратегий управления развитием жилищного фонда города можно проводить на математических моделях с использованием компьютерных технологий.

Систему жилищного фонда образует совокупность взаимодействующих подсистем, объектов, процессов и связей между ними, комплексные исследования которых необходимы для технического и социально-экономического проектирования жилищного фонда в современных условиях.

Жилищный фонд является сложной системой, в которой зависимости между элементами не могут быть описаны линейными функциями. Это обстоятельство не позволяет применить для исследования жилищного фонда, как сложной системы, хорошо развитый аналитический аппарат современной математики, который более приспособлен для исследования именно линейных зависимостей, присущих простым системам.

Для управления процессом развития городских жилищ необходимо проводить анализ демографических процессов, процессов физического и морального старения, накопления и обновления фондов, процессов распределения и обмена, эксплуатации фондов и других процессов, что требует наличия соответствующей информации.

Проблема рационального управления городскими подсистемами, особенно остро стоит в крупнейших городах (мегаполисах), располагающих значительным

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИЬ Л-»ГЕКА С.Могербург

гообрк

старым жилищным фондом, требующим модернизации, капитального ремонта, реконструкции и обновления. Москва имеет наиболее сложную систему городского жилищного фонда.

Актуальность проблемы регулярно подчеркивается реальной ситуацией и необходимостью создания специализированных методик и систем поддержки принятия решений обусловлена по подготовке и реализации многочисленных городских и федеральных жилищных программ («Генеральный план развития г.Москвы до 2020 года», Программа сноса ветхого жилья, «Молодой семье -доступное жилье», «Свой дом», Программа «Жилище»).

Научно-техническая гипотеза предполагает, что моделирование жилищного фонда мегаполиса в среде САПР позволит повысить эффективность управления его развитием.

Цель диссертации - разработка в среде САПР метода имитационного моделирования развития системы городского жилищного фонда города. Задачи исследование:

1. анализ развития системы городского жилищного фонда;

2. анализ методов компьютерного моделирования;

3. разработка модели демографических процессов городского населения;

4. разработка моделей физического и морального старения жилищного фонда мегаполиса;

5. выявление инновационных процессов в жилищном фонде;

6. структуризация фонда и формирование базы данных;

7. формирование системы поддержки принятий решений по развитию жилищного фонда в условиях автоматизации проектирования;

8. разработка комплексной имитационной модели развитая городского жилищного фонда в среде САПР.

Объект исследования: система городского жилищного фонда мегаполиса. Предмет исследования: автоматизированные методы проектирования развития системы жилищного фонда.

В качестве методологии исследования выбраны: системный анализ, системотехника, строительство, теория функциональных систем, имитационное моделирование, оптимальное управление, марковские процессы и математическая статистика.

Научная новизна результатов исследования:

-предложен системотехнический подход к проектированию развития жилищного фонда;

-предложена методическая схема проектирования городского жилищного строительства, основанная на современных информационных технологиях;

-разработана открытая модульная структура системотехнических моделей жилищного фонда и городских подсистем, взаимодействующих с ним;

-адаптирован в условиях САПР алгоритм многокритериального выбора решений поставленных задач на основе теории оптимального управления; -разработана структура САПР развития жилищного фонда. На защиту выносятся:

методика системотехнического подхода к анализу динамического развития жилищного фонда;

- методика компьютерного моделирования развития городской системы жилищного фонда мегаполиса в среде САПР на основе имитационного моделирования и оптимального управления;

- открытая модульная структура системотехнических моделей жилищного фонда и городских подсистем, взаимодействующих с ним;

- информационно-аналитический автоматизированный комплекс моделей жилищного фонда.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационного исследования опубликованы в четырех научных статьях в период с 2001 по 2004 годы, докладывались на кафедре САПР МГСУ и научно-практических конференциях МНИИТЭП.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы (автоматизированный подход к моделированию развития жилищного фонда, методика, средства и практические рекомендации в области проектирования и управления жилищным фондом) внедрены в отдельных проектах, реализуемых Центром по проектированию и строительству жилых и общественных зданий "Поликварт" ( г. Москва).

Практическая значимость диссертации заключается в создании методики компьютерного моделирования развития городской системы жилищного фонда мегаполиса, средств автоматизации моделирования данной системы и разработке практических рекомендаций для проектирования,' позволяющих повысить эффективность принятых решений. Предложенный подход позволяет комплексно решать вопросы прогнозирования численности населения города, старения (физическогб и морального), восстановления (модернизация, капремонт), обновления (снос) фондов, а также оптимизации управления развитием жилищного фонда. Практическая значимость диссертационного исследования подтверждается внедрением полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы. Содержание изложено на 125 страницах, сопровождается 16 рисунками и 18 таблицами. Список литературы состоит из 93 наименований.

Методологическая схема исследования показана на рис. 1.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование предмета и цели исследования, основные положения, выносимые на защиту, характеристику их научной новизны и значимости для практики и апробации полученных результатов.

В главе I для достижения целей и задач исследования проанализированы существующие методы моделирования, управления и прогнозирования развития системы жилищного фонда. Жилищный фонд рассматривается как сложная социально-экономическая система, имеющая разветвленную внутреннюю структуру, в составе которой выделяются подсистемы: население, производство, непроизводственная сфера, экология, земля, финансы, внешняя экономическая сфера.

Цель исследования

Разработка метода моделирования для САПР развития системы городского жилищного

1 г

Задачи

Результаты

1 Методологическая схема проектирования городского жилищного строительства

2 Система моделей развития жилищного фонда

Д Программное обеспечение системы моделей развития жилищного фонда

I

Объект исследования

1.анализ развития системы городского жилищного фонда;

2.анапиз методов компьютерного моделирования;

3. разработка модели демографических процессов городского населения;

4. разработка моделей физического и морального старения жилищного фонда мегаполиса;

5.выявление инновационных процессов в жилищном фонде;

6 структуризация фонда и формирование базы данных;

7 формирование системы поддержки принятий решений по развитию

, ^силихцного фонда в условиях автоматизации проектирования,

8. разработка комплексной имитационной модели развития городского жилищного фонда в среде САПР

Система городского жилищного фонда мегаполиса

Предмет исследования

автоматизированные методы проектирования развития жилищного

Методология исследования

Системный анализ, системотехника, теория функциональных систем, имитационное моделирование, оптимальное управление, марковские процессы и математическая статистика, принципы построения систем поддержки принятия решений, САвЕ-технологии.

1 Г

Создание комплекса моделей

структуризация жилищного фонда, ■ прогнозирование численности населения,

• прогнозирование старения, восстановления и обновления фондов;

развитие жилищного фонда, информационное обеспечение системы;

• анализ динамики и построение закономерностей поведения жилищного фонда;

программная реализация комплекса моделей в среде Рочуетвип

вшШогооз.

Экспериментальные расчеты и практическое применение результатов

Рис.1 Методологическая схема исследования

В результате анализа выяснилось, что моделирование жилищного фонда и его подсистемы характеризуется:

* недостаточностью теоретических знаний по развитию жилфонда и его

структуры; ^ слабоструктурированностью;

высоким уровнем неопределенности исходной информации; сложностью и динамичностью.

Анализ выявил узкую специализацию работ по исследованию развития жилищного фонда города и обнаружил неполноту комплексного охвата системы жилищного фонда и (или) недостаточность применения современных компьютерных информационно-аналитических средств. Рассматривая, только экономическую составляющую процесса развития жилищного фонда исследователи не оказывали должного внимания фактическому состоянию и поведению жилищного фонда во времени. Логичным выводом является актуальность и необходимость комплексного подхода к этой проблеме, с применением системного подхода и новейших компьютерных средств имитационного моделирования.

В главе П рассмотрена методология исследования, в основу которой положен системный подход. Анализ многочисленных работ зарубежных и отечественных авторов в области теории систем позволяет принять для решения практических проблем теорию функциональных систем, разработанную выдающимся советским физиологом академиком П.К. Анохиным. По своей архитектуре функциональные системы соответствуют кибернетической модели с обратной связью и формируются для достижения заданного полезного результата (целевой функции) в процессе своего функционирования. Основополагающее положение теории функциональных систем: системообразующим фактором является конкретный результат функционирования системы. В социально-экономических системах сложность иерархии, множество целей, несоподчиненность и ненадежность критериев по отдельным подсистемам делают актуальным достижение конечного результата.

Социально-экономическая система - множество элементов и связей, определенное на социально-экономическом объекте с целью исследования социально-экономической ситуации объекта (связей между экономическими и социальными процессами, происходящими в объекте), либо с целью управления его хозяйственной деятельностью. Это открытая динамическая материальная система с целевым поведением, цель которого - достичь желаемого отношения между затратами и результатами системы при учете множества смежных целей.

Под динамическим поведением будем понимать способ, которым данная система реагирует во времени на определенные импульсы.

Проведенный анализ показал, что динамическое поведение системы городского жилищного фонда может быть охарактеризовано динамикой таких ее элементов, как

^ себестоимость жилья, ^ объем строительства,

инвестиции в новое строительство, реконструкцию, ремонт;

^ скорость внедрения нововведений, ^ численность населения, ^ объем существующего жилищного фонда, ^ физическое и моральное состояние жилищного фонда, ^ строительные мощности и т.п.

Анализ динамики этих элементов указывает на: ^ тенденцию системы к стабильности, динамической стабильности или

нестабильности; V основные тенденции развития отдельных элементов системы;

временные интервалы между импульсом и реакцией; ^ временные и количественные связи между динамикой отдельных элементов системы и т.д.

Знание динамического поведения определенной системы является важнейшей предпосылкой для успешного управления ею. Чтобы эффективно управлять системой необходимо знать как система будет вести себя в определенных условиях, т.е. как она будет реагировать во времени на определенные импульсы.

Современный уровень развития аппаратных и программных средств сделал возможным повсеместное ведение баз данных оперативной информации на разных уровнях управления. В процессе своей деятельности промышленные предприятия, корпорации, ведомственные структуры, органы государственной власти и управления накопили большие объемы данных. Они хранят в себе большие потенциальные возможности по извлечению полезной аналитической информации, на основе которой можно выявлять скрытые тенденции, строить стратегию развития, находить новые решения. Активную роль в помощи управляющим лицам принимают системы поддержки принятия решений (СППР): комплекс взаимосвязанных моделей с соответствующей информационной поддержкой исследования; экспертные и интеллектуальные системы -включающие опыт решения задач управления и обеспечивающие участие коллектива экспертов в процессе выработки рациональных решений.

Центральной процедурой системного анализа является построение обобщенной (единой) модели объекта, отражающей важнейшие факторы и взаимосвязи реальной системы. На практике это связано с созданием комплекса моделей с развитыми динамическими и информационными связями между моделями всех уровней.

Поэтому в качестве метода моделирования городской системы жилищного фонда выбран метод имитационного моделирования, поскольку он позволяет адекватно отразить структуру рассматриваемой сложной динамической системы, привнести в модель факторы неопределенности. Метод имитационного моделирования обеспечивает итеративный процесс разработки модели, характеризующийся постепенным углублением знаний о системе с участием экспертов и специалистов предметной области.

Имитационное моделирование значительно расширяет возможности и эффективность работы лиц, принимающих решения (ЛПР), предоставляя им удобный инструмент и средства для достижения поставленных целей. Оно реализует итерационный характер разработки модели системы, поэтапный

характер детализации моделируемых подсистем, что позволяет постепенно увеличивать полноту оценки принимаемых решений по мере выявления новых проблем и получения новой информации.

Эксперимент для оценки новых разработок в реальном жилищном фонде затруднен и сравнение различных вариантов стратегий управления развитием системы жилищного фонда можно проводить на математических моделях с использованием компьютерных технологий.

В книге Дж. Форрестера «Основы кибернетики предприятия» изложена концепция системной динамики или потокового подхода к имитации. Структурная схема потоков при данном подходе, который моделирует деятельность предприятия, дополняется системой уравнений, позволяющих измерять и представить в количественном выражении динамические изменения, происходящие в процессе протекания этих потоков при различных темпах на входе, при различных параметрах запаздывания. Реальная имитационная модель может включать от 30 до 3000 переменных.

Целью метода системной динамики является задача описать реальную систему в виде взаимозависимых переменных, связанных между собой как причина и следствие. Выявление существенных переменных и дальнейший причинно-следственный анализ осуществляются на основе словесного описания проблемной ситуации, учитывая объективную информацию о системе и субъективных суждений мнений экспертов. Метод системной динамики реализует потоковую концепцию построения имитационной модели, при этом динамика объекта моделирования описывается в виде эволюционных измерений в нем, без упоминания происходящих конкретных событий. Реальные процессы отображаются в виде взаимодействия потоков различной природы: поток материалов, денег, людских ресурсов и т. д.

Таким образом, используя методы системного подхода, программный комплекс имитационного моделирования POWERSIM STUDIO, базирующийся на математическом аппарате системной динамики, были решены поставленные в исследовании задачи. Опираясь на структуру систем поддержки принятия решений, была разработана модель городской системы жилищного фонда. Гибкость и адаптивность такой системы позволит подключать дополнительные модули подсистем для создания модели общегородской системы.

В главе Ш были проведены исследование и разработка моделей динамического поведения и развития городского жилищного фонда на основе анализа аспектов генерального плана развития Москвы до 2020 года и информационного обеспечения городских управляющих организаций, структурирована система жилищного фонда, разработан комплекс моделей описывающих поведение жилищного фонда, выведены эмпирические закономерности на основе статистических данных, подтверждающих достоверность разработанных моделей.

Для управления процессом развития городских жилищ необходимо проводить анализ демографических процессов, процессов физического и морального старения, накопления и обновления фондов, процессов распределения и обмена, эксплуатации фондов и других процессов.

-10В настоящее время долгосрочные планы социально-экономического развития городов, разрабатываются на 25-30 лет и воплощают в себе глобальную стратегию достижения перспективных уровней развития всего комплекса материальных условий жизни городского населения. Своевременное и достоверное информационное обеспечение процессов развития жилищного фонда, анализа и прогнозирования развития, приобретает первостепенное значение при разработке таких планов.

Отправной точкой для разработки концепции и программ развития жилищного фонда города, является Генеральный план развитая города. В частности в Москве разработан Генеральный план развития до 2020г., который предусматривает обеспечение населения жильем к 2020г. по 25 кв.м. общей площади на человека. Достичь этого планируется, увеличивая мощности строительной индустрии. И если в 90-х годах мощности строительства редко превышали 3 млн.кв.м жилья, то уже в 2001 г. планируется достичь 3,9 млн.кв.м, в 2002 - 4.5 млн.кв. а в ближайшем будущем 5млн.кв.м. При этом постоянная численность населения согласно Генеральному плану сократится с 8,6 млн.чел. до 8,2 млн.чел.

В состав информационной системы городского жилищного фонда входят разделы с информацией о населении, строительной индустрии, инвестициях и жилищном фонде. Такая информация собирается из муниципальных органов и организуется в специализированных базах данных. Взаимодействие этих подсистем между собой и с внешней средой порождают ряд процессов, которые требуют контроля и управления ими.

Под развитием жилищного фонда понимаем непрерывный процесс возобновления жилищного фонда и предотвращения его преждевременного износа, включающий в себя проектирование, строительство, эксплуатацию объектов жилищного фонда (сопровождающуюся техническим обслуживанием и текущим ремонтом), капитальный ремонт, реконструкцию или модернизацию до полного износа и сноса зданий.

На развитие городского жилищного фонда в целом оказывает воздействие ряд внешних и внутренних процессов, таких как:

^ изменение численности городского населения и его семейного состава; ^ старение жилищных фондов (физическое и моральное); * объем инвестиций в развитие жилищного фонда и развитие мощностей

строительной индустрии; ^ состояние жилищных фондов (техническое и социально-экономическое и

др.);

планы реконструктивных мероприятий по преобразованию города и его подсистем;

^ стандарт массового жилища, утвержденный для рассматриваемого периода времени и ряд других факторов.

На основании вышеперечисленного внешними воздействующими импульсами на процесс развития жилищного фонда в модели были приняты: - воспроизводство населения

-11- инвестиции (I);

- социальные цели (f", fc , /Х°беспеченность жильем). Внутренние параметры процесса:

- ввод нового жилья ( ДФ");

- переход нового фонда в категорию старого ( ДФ" -> ДФС );

- переход старого фонда в категорию ветхого ( ДФ5 -» ДФ');

- восстановление старого фонда (переход старого фонда в категорию нового) (ДФ° ДФЙ);

- снос ветхого фонда и расселение населения, оставшегося без крова (ф',№);

- капитальный ремонт старого фонда и расселение населения по установленной для данного периода норме обеспеченности жильем ( Ф\ЛГЯ ); , -

- выборочный и поддерживающий ремонт фонда (без расселения населения),

В качестве параметров управления, с помощью которых проектировщик имеет возможность влиять на развитие системы, в модели выступают:

- соотношение (пропорция) между новым жилищным строительством и реконструкцией и распределение инвестиций (ul(t) = 77(t));

- доля старого фонда, подлежащая сносу (u2(t) = k(t));

- доля населения, улучшающая свои жилищные условия (u4(t) = q(t));

- размер инвестиций, направляемых на жилищное строительство (u3(t) = I(t)).

Процесс жизни городского жилищного фонда в цепом - процесс с пополнением и выбытием (новое жилищное строительство и убыль). Поэтому количества жилых строений в некоторых состояниях как пополняются изиге, так и убывают. Принятие решения о восстановлении фондов опирается на массу факторов. Основные из них - наличие инвестиций для восстановления, степень физического и морального износа, размеры строения и его этажность, капитальность и др.Техническое состояние фонда, принятое в расчетах классифицируется по физическому износу жилых строений и принята следующая градация:

хорошее состояние - физический износ 0 - 20%; удовлетворительное 21-40%;

неудовлетворительное 41-60%;

ветхое 61-80%;

негодное 81-100%

Первые две категории соответствуют общественно-нормальным требованиям и преобразования не требуют. Третья категория требует преобразования (превращения в фонды перспективного типа), а ветхий или негодный фонд подлежит сносу или передаче под нежилое назначение. Первые две категории, как правило, ограничиваются выборочными ремонтами или капитальным ремонтом без перепланировки квартир. Третья категория отличается по возможным преобразованиям ситуаций по преобразованию: несоответствие размеров квартир стандарту жилища, нерациональное зонирбвание квартир и т.п.

Модель динамики состояний жилищного фонда можно представить с помощью размеченного графа (рис.2)

К2

83 84 9

1»*) ИЗ иб5 _ РМО)

Х12.13

8М 811 512 513

РМЗ) раП)

Щ4.13

>.13.14

814 . 81$

рв-

ХК13 ан

1Г

Фот в —■ Нщгодк

Сост.

Рис.2 Граф модели динамики состояния жилищного фонда

Весь жизненный цикл строения разбит на четыре этапа с 15 возможными состояниями. На графе интенсивность старения обозначена Д, ,а интенсивность восстановления цч и интенсивность пополнения (убыли)-8к. Состояние 80 является невозвратным, а состояние в, - поглощающим.

Разработана структура САПР развития городского жилищного фонда ( рис.3), включающая модели:

1. Динамики состояний жилищного фонда;

2. Роста городского населения;

3. Физического и морального старения фондов;

4. Оптимизации воспроизводственной структуры городского жилищного фонда;

5. Управления процессом развития фонда.

Рис.3 Структура САПР развития городского жилищного фонда

Процесс развития показан на рис.4: видами развития при этом являются:

1. строительство в городе более совершенных в техническом отношении и комфортабельных жилых домов и квартир, взамен выбывающих из строя старых, физически и морально устаревших домов;

2. капитальный ремонт жилых домов и квартир, преследующий цель снятия их физического и частично морального износа;

3. модернизация жилых домов и квартир, преследующая цель снятия морального износа.

Модели могут быть распространены и на более общий случай развития городского жилищного фонда. Переменные состояния и управлений- векторные величины и это позволяет в их состав вводить дополнительные компоненты, отражающие другие технико-экономические показатели. Например, селитебную структуру населения, социальный состав населения; более расширенную структуру стройиндустрии, с разбивкой на ДСК и ремонтные организации; квартирную структуру городского жилищного фонда и др.

Появление дополнительных показателей не отразится на постановочной части модели, а лишь появятся некоторые вычислительные трудности, связанные с увеличением размерности задачи.

Рис.4.Схема процесса развития системы жилфонда

В условиях неопределенности входных данных, при сложных взаимосвязях процессов в системе не существует математически оптимальных решений. Оптимальность в детерминированном понимании как единственное наилучшее решение уступает место рациональным решениям с различными вероятностями их свершения. Это очевидно, если принять во внимание не только неопределенность и многокритериальное!!., но и частое изменение реальных ситуаций, а также социальные, экономические, технические, психологические мотивы любого управленческого решения, разное поведение субъектов в вероятных условиях.

Для информационного обеспечения реализации этих моделей и принятия решения по ним предлагается информационная система БТИ, содержащая данные о квартирной структуре, благоустройстве, времени постройки, капитальности, действительной стоимости и др.

В IV главе приведены результаты внедрения предложенной в диссертации системы моделей воспроизводства городского жилищного фонда, расчеты экономической эффективности и показатели развития Московского городского жилищного фонда на период до 2020 года.

Результаты приводились по годам расчетного периода, все расчетные данные носят экспериментальный характер. Источниками эффективности разработки и внедрения системы являются:

• сокращение трудоемкости обработки информации при прогнозировании и анализе;

• сокращение времени составления прогнозов социально-экономического развития города;

• сокращение времени анализа альтернативных стратегических решений и выбора наиболее рационального;

• предотвращение возможного ущерба (как экономического, так и социального) от принятия неверных, нерациональных управленческих решений, что особенно важно при разработке стратегических решений;

• достижение стабильного социально-экономического развития территории как следствие принятий наилучших управленческих решений. Результаты исследования показали, что при благоприятных

обстоятельствах внедрение и использование данной системы позволит более рационально распределять бюджетные средства по различным направлениям в части жилищного фонда. Примерная экономия может достигать 10-15% от общего объема средств местного бюджета, выделяемых на жилой фонд.

Помимо экономической эффективности использование данной системы приводит к важным социальным эффектам. Внедрение системы и принятие с ее помощью более обоснованных управленческих решений способствует важному социальному эффекту — улучшению жилищных условий населения, обеспечивает более рациональную социальную поддержку незащищенных слоев населения с низким уровнем доходов, способствует снижению социальной напряженности в обществе.

Анализ результатов моделирования проводился по всем основным социально-экономическим показателям с учетом каждой подсистемы: бюджет, население, жилищный фонд, сгройиндустрия и др. В результате анализа выбранная стратегия финансирования приводит к устойчивому и комплексному развитию жилищного фонда города.

Таким образом, социальный эффект от использования системы заключается в следующем:

• улучшение жилищных условий населения (основные индикаторы: обеспеченность населения жильем, степень износа жилого фонда, доступность приобретения жилья);

• снижение социальной напряжегавдхи (основные индикаторы: доля квартплаты в доходе семьи, уровень неплатежей);

• комплексное развития города в целом (основные индикаторы: население, бюджет, доходы и расходы бюджета, жилой фонд с различной детализацией и др.).

Поэтому социальной эффект может превысить по своей значимости экономический эффект. Это может привести к тому, что некоторым городам будет выгодно приобретать и использовать разработанную систему даже без значительной финансовой отдачи. Косвенные результаты дли населения и для города в целом могут превысить по значимости финансовые затраты на внедрение и использование данной системы.

Основные выводы и результаты 1 .Проведенный анализ современного состояния городского жилищного строительства у нас и за рубежом позволили установить его проблематику и найти количественные закономерности тенденций развития. Предложено использование системного подхода для комплексного проектирования развития жилищного фонда. В отличие от применяемых подходов, жилищный фонд рассматривают в тесной взаимосвязи с другими городскими подсистемами, что обеспечивает постановку новых задач в части воспроизводства городского жилищного фонда, охватывающего как новое жилищное строительство, так и реконструкцию старого фонда (модернизация, капитальный ремонт, снос, передача под нежилое назначение и т.п.).

2.Предложена методическая схема исследования городского жилищного строительства, основанная на системном подходе с учетом постановлений правительства Москвы, посвященных решению жилищной проблемы. Применена методика системотехнического подхода к анализу динамического развития жилищного фонда и компьютерного моделирования развития городской системы жилищного фонда в среде САПР. Средства системной динамики реализуют потоковую концепцию построения имитационной модели и динамику объекта моделирования описывают в виде эволюционных измерений в нем, без отражения происходящих конкретных событий. Разработанная схема может применяться для более общего случая развития городского жилищного фонда, добавляя другие технико-экономические (селитебная структура населения, его социальный состав, расширенную структуру стройиндустрии, квартирную структуру фонда и др.)

3 Разработана система моделей прогнозирования численности населения города, прогнозирования старения (физического и морального), восстановления (модернизация, капремонт), обновления (снос), а также развития жилищного фонда, его оптимизации и управления развитием. Разработано программное обеспечение для системы моделей, написанное на объектно-ориентированном языке моделирования UML с помощью программного комплекса POWERSIM Studio 2000. Система моделей построена последовательно в виде ориентированного графа, который объединяет информацию с помощью информационных связей. Вывод итоговой информации реализован с помощью временных графиков, таблиц и диаграмм. Для пользователя разработана диалоговая система, что позволяет ему проигрывать различные градостроительные стратегии развития жилья.

4.На основе предложенного комплекса моделей проведены экспериментальные расчеты развития городского жилищного фонда Москвы до

-172020 года Экспериментальные расчеты позволили установить, что оптимальная стратегия развития жилищного фонда в отчетном периоде требует соблюдения пропорций 75% новое строительство и 25% реконструкция. В предстоящем расчетном периоде инвестиций в жилищное строительство должны распределятся в указанной пропорции Оптимальная стратегия позволяет накопить в г.Москве городской жилищного фонд к 2020 году в объеме 225 млн.кв.м общей (полезной) площади квартир и сохранить в эксплуатационном состоянии старый фонд в объеме порядка 13 млн.кв.м общей (полезной) площади. При этом расчеты дают возможность получить результаты соблюдения пропорций по каждой точке( году) стратегии развития жилищного фонда в отчетном периоде. Модели развития и оптимального управления позволяют решить комплексную задачу перспективного планирования и развития городской системы жилищного фонда города. В результате решения получается оптимизированная траектория развития, учитывающая ресурсные ограничения и позволяющая максимально улучшить жилищные условия населения. Предоставляется возможность определить:

-инвестиции и их распределение в расчетном периоде на новое жилищное строительство и реконструкцию;

-оптимизированную структуру городского жилищного фонда для любого перспективного периода, выявить долю опорного фонда и оценить наиболее точно размеры убыли фонда по годам расчетного периода.

Разработанная методология формирования стратегии развития жилищного фонда позволяет улучшить решения ка 10-15% по приросту общей площади за счет более эффективного распределения ресурсов.

5. В процессе экспериментальных рассчетов получена информация о поведении городской системы жилищного фонда при различных стратегиях жилищной политики:

- только новое строительство;

- только реконструкция;

- соотношение соответственно 50% и 50%, 75% и 25%, 65 и 35 %, 25 и 75%. Все это позволило оценить возможные ситуации при нарушении оптимальных пропорций и оценить социально-экономический эффект

6. Предложенная система моделей и компьютерная технология обладает определенной гибкостью и оперативностью, позволяет получить новую стратегию оптимального развития при изменении демографической политики, либо при изменении политики инвестиций в жилищное строительство, либо при изменении политики заселения квартир. Система моделей позволяет определил, опорный жилищный фонд для любого перспективного периода. Такая характеристика жилищного фонда полезна при разработке проектных документов, когда необходимо знать в перспективе, например, фонд 2020 года и его состояние.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гаврилов Ю.И., Вишневский А.В. Оптимизация развития жилищного фонда города// Сб.науч.тр-в «Методы системного анализа и автоматизированного проектирования инвестиционных и организационно-технологических процессов в строительстве».М.: МГСУ-2001-№4-с.32-35.

-182. Гаврилов Ю.И., Вшпневский A.B. Информационное обеспечение системы воспроизводства жилищного фонда мегаполиса// Научн.-техн. сб. «Методы и модели автоматизации проектирования и управления в строительстве»^.: Секция «Строительство» РИА.-2003-с.26-29

3. Вишневский A.B. Использование методов имитационного моделирования в управлении развитием жилищного фонда// Сб.научн.тр-в. «Современные представления об инвестиционных процессах и новые строительный технологии»^.: Секция «Строительство» РИА-2004-№5-ч.1-с.107-113,

4. Вишневский A.B. Моделирование городского строительства в среде САПР// Научн.-техн.сб. «Методы и модели автоматизации проектирования и управления в строительстве»^: Секция «Строительство» РИА—2004-C.85-89.

КОПИ - ЦЕНТР св.7:07:10429 тираж 100 экз. Тел. 185-79-54 Москва м.Бабушкинская ул. Енисейская 36 комната №1 (Экспериментально-производственный комбинат)

РНБ Русский фонд

2006-4 6098

; ? MAP 2005