автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Ситуационное моделирование динамических градостроительных процессов в среде САПР

На правах рукописи

БАРАНОВА Ольга Михайловна

СИТУАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СРЕДЕ САПР

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 Гинзбург Александр Витальевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Трушин Сергей Иванович

кандидат технических наук Романов Алексей Николаевич

Ведущая организация:

Открытое акционерное общество "Моспроект".

Зашита состоится 22 ноября 2004 года в 12.00 на заседании диссертационного совета Д212.138.01 при Московском государственном строительном университете по адресу: 115114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 528.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 22 октября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В сложившихся современных условиях задача оценки городских территорий является достаточно важной и востребованной. Результаты оценки могут быть применены при принятии решений о целесообразности возведения зданий и сооружений в пределах какой-либо территории, при составлении долгосрочных программ развития территорий, при рассмотрении инвестиционных проектов, при определении победителя в конкурсных торгах и т.д.

В рамках данного вопроса существуют методики оценки городских территорий, разработанные разными авторами. Однако почти все они направлены на отражение экономического аспекта оценки территорий, что существенно сужает круг их возможного применения в задачах, не связанных с решением экономических вопросов. К тому же, по большей части, существующие методы оценки не учитывают многообразие связей между оцениваемыми районами города как элементами одной системы. Локальная оценка обособленной территории не может полно характеризовать ее состояние. Более того, простая арифметическая сумма оценок отдельных территорий не является отражением действительных характеристик города в целом.

Возникает необходимость разработки методологии оценки состояния городских территорий с учетом многообразия связей между отдельными территориями. Данная методология должна также отражать динамику развития территорий и являться основой для построения управляемых процессов, в частности, в САПР. Эта задача может быть решена с применением аппарата ситуационного анализа, который позволяет описывать состояние городских территорий в терминах теории систем и системного анализа и достаточно полно учитывать в общем случае переменные информационные связи между отдельными территориями.

Построение динамической модели города с учетом многообразия информационных связей между отдельными территориями существенно облегчит процедуру оценки городских территорий. Создание автоматизированной системы оценки городских территорий с учетом методов ситуационного моделирования позволит получить мощный инструмент для решения практических задач.

Научная гипотеза: применение методов ситуационного анализа позволяет оценивать элементы градостроительной системы с учетом информационных связей, возникающих между ними.

Цель исследования. Целью исследования является разработка метода ситуационного моделирования динамических градостроительных процессов в среде САПР при оценке территорий.

Задачи исследования. Достижение поставленной цели определяется решением следующих задач:

! РОС НАЦИОНАЛЫ*» |

I БМДОТСКА I !

• определение совокупности факторов, влияющих на состояние городских территорий;

• разработка моделей и методов построения информационной системы градостроительных образований;

• анализ динамики развития градостроительных ситуаций;

• разработка метода оценки городских территорий в среде САПР с использованием аппарата ситуационного анализа;

• апробация и внедрение разработанного метода при решении градостроительных проблем с использованием систем автоматизированного проектирования.

Объект исследования: состояние городских территорий как элементов соответствующей градостроительной системы.

Предмет исследования: формализация процесса оценки состояний городских территорий.

Методологическая база исследования: системотехника строительства, системный анализ, общая теория систем, теория множеств и отношений, теория информации, теория градостроительства, труды российских и иностранных ученых по вопросу оценки состояний городских территорий.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• в результате проведенного анализа выявлена система факторов, характеризующих состояние городских территорий;

• разработаны принципы ситуационного моделирования многофакторного состояния городских территорий в среде САПР;

• разработана система показателей оценки городских территорий в среде САПР;

• разработан метод ситуационной оценки городских территорий с использованием средств автоматизации проектирования.

Практическая значимость заключается в разработке метода оценки городских территорий с помощью ситуационного моделирования динамических градостроительных процессов в среде САПР.

На защиту выносятся положения, составляющие научную новизну диссертационного исследования.

Апробация результатов исследования. Основные положения работы были доложены на следующих конференциях: IV научно-практической конференции "Строительство - формирование среды жизнедеятельности" (2001), Международной научно-практической конференции "Строительство в XXI веке. Проблемы и перспективы" (2001), городской научно-практической конференции «Современные технологии в строительстве. Образование, наука, практика» (2001), Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные вопросы строительства. Вторые Соломатовские чтения" (2003), IV международной научно-практической конференции "Компьютерные

технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах" (2003).

Внедрение результатов исследования. Методические рекомендации по проведению оценки городских территорий использованы в работе ООО «АНИР-90» при разработке проектных решений в сфере жилищного строительства в Московской области.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложения. Работа содержит 138 страниц, 24 рисунка, 7 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, а также объект и предмет исследования. Сформулирована научная новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Методологическая схема исследования, отражающая основные составляющие диссертационной работы и их взаимосвязи, приведена на рис. 1.

В первой главе проведен анализ методик различных авторов, применяющихся при оценке состояния городских территорий, и рассмотрены существующие методы описания динамики градостроительных систем. В результате анализа методик С. И. Кабаковой и А. А. Сегединова, методик Центрального экономико-математического института (ЦЭМИ), ЦНИИП Градостроительства, кафедры кадастра и основ земельного права МГУГиК, работ Г. В. Сахарова, О. В. Краюшкина и других были выявлены основные тенденции в оценке территорий города. В большинстве рассмотренных работ акцент делается на экономическую составляющую оценки. Инженерные, градостроительные, социальные, экологические и др. характеристики рассматриваются с точки зрения их экономической стороны, например, территории оцениваются по затратам на инженерную, природоохранную и социальную инфраструктуру, с учетом социально-экономической ценности рассматриваемой территории. С. И. Кабакова и А. А. Сегединов учитывают при оценке территории такие категории показателей, как общественно-необходимые затраты, связанные с созданием инфраструктуры осваиваемого участка, экономические последствия от изменения характера использования земель и т.д. В работах других авторов предлагается также учитывать кроме экономических показателей экологические и градостроительные. В практике кадастровой оценки земельных территорий зачастую в явном виде не учитываются экономические показатели, например, в Методике комплексной кадастровой оценки территорий, разработанной кафедрой кадастра и основ

к о

3

о За о ы о

л

а

§

X Р>

к о о

и

п> »

о и

Ё к я>

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

определение совокупности факторов, влияющих на состояние городских территорий,

разработка моделей и методов построения информационной системы градостроительных образований, анализ динамики развития градостроительных ситуаций; разработка метода оценки городских территорий в среде САПР с использованием аппарата ситуационного анализа;

апробация разработанного метода при решении градостроительных проблем с использованием систем автоматизированного проектирования

РЕЗУЛЬТАТЫ

представление города как системы взаимодействующих территориальных образований; предлагаемая система факторов, описывающих динамическое состояние отдельных городских территорий;

модель города как динамической управляемой системы с переменными информационными связями между элементами; система показателей оценки оценки городских территорий, метод ситуационной оценки городских территорий

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА

применение методов ситуационного анализа позволяет оценивать элементы градостроительной системы с учетом информационных связей, возникающих между ними

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

состояние территорий города как элементов соответствующей градостроительной системы

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

разработка метода ситуационного моделирования динамических градостроительных процессов в среде САПР при оценке территорий

ПРЕДМЕТ ИС< формализация состояний территор СЛЕДОВАНИЯ роцесса оценки ий города

МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА ИССЛЕДОВАНИЯ

системотехника строительства, системный анализ, общая теория систем, теория множеств и отношений, теория информации, теория градостроительства, труды российских и иностранных ученых по вопросу оценки состояний городских территорий

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Основные положения работы были доложены на всероссийских и международных конференциях.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

в результате проведенного анализа выявлена система факторов, характеризующих состояние городских территорий,;

разработаны методические принципы ситуационного моделирования многофакторного состояния городских территорий в среде САПР,

разработана система показателей оценки городских территорий в среде САПР,

разработан метод ситуационной оценки городских территорий с использованием средств автоматизации проектирования.

земельного права МГУГиК, рассматриваются только инженерно-строительный и архитектурно-градостроительный аспекты.

В результате проведенного исследования методик оценки городских территорий было выявлено, что практически все методики рассматривают оцениваемую территорию обособленно, то есть при оценке какого-либо района не учитываются разнообразные взаимосвязи и взаимовлияния между районами оцениваемого города, а общая характеристика города сводится к одному или нескольким показателям путем простых арифметических операций над промежуточными показателями, характеризующими каждую отдельно взятую территорию по какому-либо критерию. Тем не менее, всесторонний учет взаимосвязей, возникающих между различными территориальными единицами в процессе жизнедеятельности города, может дать более полную характеристику как города в целом, так и отдельного района, микрорайона и т.п. В связи с этим представляется необходимым для получения всесторонней оценки территории использовать некоторые положения теории динамики развития городских систем, изложенные в работах Дж. Форрестера и других зарубежных и отечественных авторов. В рамках данной теории возникает понятие городской или градостроительной системы. По определению, приведенному А. Э. Гутновым, градостроительная система (ГС) - относительно обособленная, функционально связанная область организованной человеком пространственной среды, в пределах которой реализуется комплекс основных видов социальной активности населения. Внутренняя целостность ГС обусловлена устойчивостью социально-функциональных связей, которые осуществляются на ее территории с помощью развитой коммуникационной сети. А. Э. Гутнов предлагает зонировать территорию города не по типу протекающих на ней процессов, а по интенсивности и пространственной концентрации этих процессов. Этим же автором были высказаны гипотезы о цикличности городского развития, о том, что любой город в своем развитии проходит через определенные этапы, в течение которых территории города могут менять свое назначение и ценность в широком смысле этого понятия. Эти предположения в данное время подтверждаются как отечественными, так и зарубежными учеными, исследующими проблемы городского развития.

В первой главе данной работы выявлен набор показателей, характеризующих городские территории, и обоснована необходимость рассмотрения города в задачах оценки территории как градостроительной системы.

Вторая глава посвящена построению формальной модели градостроительных состояний и модели пространственных информационных структур. Для описания состояния и «поведения» градостроительной системы был выбран язык и аппарат теории отношений.

Для построения модели карта города покрывается сеткой с некоторым шагом. Каждому элементу покрытия (условно говоря, «квадрату») присваивается свое имя, которое служит для идентификации только этого

«квадрата». В дальнейшем каждый элемент разбиения, каждый «квадрат» будет рассматриваться в качестве «активного элемента» некоторой системы. Активность «квадрата» принципиально будет заключаться в том, что он некоторым образом «проявит способность» к восприятию внешней информации, выработке собственной информации и к передаче ее вовне. Таким образом, каждый «квадрат» может рассматриваться как элемент градостроительной системы, обладающий определенными связями с внешней средой и способностью оперативно реагировать на изменения состояний этой среды. В результате этих построений возникает некоторое непустое множество активных элементов I.

Состояние каждого «квадрата» характеризуется определенным набором характеристик или показателей. Для формального отображения этого вводятся п числовых осей X], ..., Хь ..., Х„ для количественных оценок частных показателей, характеризующих городские территории; одновременно вводятся т (упорядоченных) абстрактных множеств ..., У„+т в качестве имен

возможных значений показателей (моральных, психологических, социальных и т.д.), не поддающихся числовой оценке. В результате получается упорядоченный набор (х¡, ... , хь ..., хт уп+1, уп\ч) длины п+т, который должен определенным образом характеризовать состояние некоторой условной территориальной единицы города в социальном, экологическом, экономическом, инженерном, градостроительном и других аспектах.

Вводятся абстрактное множество которое

характеризует возможные состояния всей городской территории в целом и определяет пространства локальных состояний К, для всех «квадратов» /е/ К, = Xи х ... х Хт х У„+/, х ...х ¥п+т. Элементами множества Л~„ являются все возможные (упорядоченные) наборы - кортежи

длины п+т. При этом все множества К, (для каждого ¡е1) аналогичны по строению, отличаются только индексами из множества I. Это дает возможность описывать «состояния в данный момент» и динамику во времени каждого «квадрата» в одних и тех же терминах, что позволит постоянно их сравнивать.

Предполагается, что в каждый дискретный момент времени каждый активный элемент / из / может находиться только в одном локальном состоянии из соответствующего множества К,. Ясно, что с течением времени эти состояния будут меняться; процесс этого изменения составит локальную динамику выделенного участка городской территории. Из предположения следует, что в каждый момент времени возникает функция

ставящая в соответствие каждому объекту системы его состояние.

Объекты Щ) определены для всех 1е1, их совокупность (й[0),61 есть множество локальных состояний элементов территории города в данный момент. Глобальное состояние города в данный момент есть объединение всех

отдельно взятых локальных состоянии:

и полностью и

однозначно определяется функцией Г

Множество Т*- всех функций вида / является произведением семейства (К)-^! и определяется в виде:

Динамика города в целом может быть описана процедурой перехода от одной функции из Рк другой. Предполагается, что изменение состояния в каждой точке ¡е1 (переход от одного элемента множества К.1 к другому) диктуется какими-то внешними (для ;') и внутренними (в ;') причинами. Как указывалось, мгновенным состоянием объекта /е/является кортеж (хц, ... , хц, ..., х„„ уп1-1ь ..., Уп+гщ) £ К/, представляющий комплексную оценку данной части территории города. Каждый элемент этого кортежа, т.е. объекты хц, ... , х^ ..., х„ь Уп+1ь ■■■> Уп+т> являются частными оценками в каждом из п+т принятых направлений исследования.

Каждую городскую территорию характеризует определенная система показателей, которая в рамках данной задачи может быть представлена в виде множества числовых осей. Пусть числовая ось Ху принята для оценки какой-то фиксированной социальной, производственной или экологической обстановки города (например, степени загрязнения атмосферы, плотности расселения, состояния транспортных потоков, финансового состояния строительных организацийит.п.). Тогда

- объединение всех непересекающихся множеств локальных

состояний по ^-фактору «активных» объектов г е/.

Хк =и(^х{/}) - функция, ставящая в соответствие каждому химя «г»

соответствующего «квадрата» города: Ак(хы) = /.

Я;1 =У({/'}хЛ',1,) - бинарное отношение (А;1 с/хГ,), ставящее в

соответствие каждому имени «квадрата» города множество его возможных локальных состояний по ^-фактору: (/) = Хи; Л,1 оХк= \JiXu К °= А/ ■

Для каждого «локальным возмущением» («зоной влияния»),

соответствующим ^-фактору в данный момент времени, является произвольное подмножество q|c¡ множества Уц, обязательно включающее в себя соответствующее множество локальных состояний Хц.

Говоря неформально, для фиксированного «квадрата» ге1 множество да есть совокупность тех возможных состояний по ^-фактору иных (вместе с ;) «квадратов» города, от которых может (в случае их появления) зависеть судьба дальнейшего ^-состояния ;-го «квадрата».

Множество q|a динамично: в зависимости от природной, климатической (даже от времени года), экономической, социальной, политической и т.д. обстановки в городе состав Цк, может меняться.

Глобальным (для всего множества / в целом) возмущением, соответствующим ^-фактору в данный момент времени, будет бинарное отношение дк =и({г}х?*,)-

Множество <2к =^к\дк с1хУк лЛ'к есть множество всех возможных

глобальных возмущений, соответствующих данному ^-фактору.

Для описания информационного взаимодействия элементов системы I вводится понятие «^-факторной информационной структурой города» будет бинарное отношение /4"' о ^ между элементами множества I в данный момент времени (при данных & и На карте города это отношение может быть изображено в виде ориентированного графа, вершинами которого являются исходные «квадраты», а дугами — элементы из множества о цк. Такая карта сразу определит зонирование городской территории по ^-фактору на данный момент времени. Если изменится либо либо ¿д (либо вместе), то изменится и информационная структура. Если следить за изменениями ^-фактора с помощью предлагаемого метода и с течением времени наносить на карту города вновь получаемые ^-факторные информационные структуры, то можно будет проследить динамику образования ^-критических зон, ^-устойчивых зон, зон безразличия и т.п. исследование такой динамики необходимо для принятия правильных градостроительных решений.

Множество всех возможных ^-факторных информационных структур города определяется в виде:

л» = К|йЛХЗ?*ХЛ 6 А?* е & лгк =/;' одк)\.

Таким образом, после введения понятия информационных структур появляются основания описывать градостроительные ситуации с точки зрения информационных взаимосвязей между элементами градостроительной системы.

В третьей главе рассматривается построение моделей, анализ динамики развития градостроительных ситуаций и определение методов управления ситуациями. Термин «ситуационное моделирование» был определен в работах Д.А Поспелова, В.Н. Пушкина, В.Ф. Яковлева и др. Применение методов ситуационного моделирования для описания состояния городских территорий было отражено в работах В.И. Ресина и Ю.С. Попкова.

В данной работе понятия ситуационного моделирования были определены с использованием аппарата теории отношений и системного анализа. «Ситуацией» в городе, отражающей сочетание условий и обстоятельств, создающих определенную ^-факторную обстановку, названо бинарное отношение /к о/-' одк с1хУк. Это определение базируется на том,

что ситуация однозначно представляет соответствующую ей

информационную структуру ° , глобальное ^-состояние города в данный момент /1(1) и, как глобальная характеристика, однозначно представляет мгновенную «локальную ситуацию» /¿"Л"'0?*0 для любого ieI, являющуюся элементом множества

А, = {^(ЗЛХЗ^ХЛ 6 ^ л е & л ок = о /;> о Чк о д„)}.

Множество всех ^-факторных ситуаций или пространство ^-ситуаций для города в целом определится в виде:

= Ы(ЗЛ)(Э?,)(Л е^л^ей = /к с/;1 „,,)}.

Рассмотрение динамики развития градостроительной системы подразумевает возможность отслеживания изменений, происходящих в системе с течением времени. Однако ограничиваться только анализом динамики происходящих изменений представляется недостаточным для получения полной картины, характеризующей ситуацию в городе, необходимо разработать принципы принятия решений по изменению ситуации. Существует два подхода к решению данной проблемы: локальный и глобальный. В случае локального подхода необходимо учитывать по крайней мере два атрибута: множество XI с Хи целевых (приемлемых) значений ^-фактора и «решающее правило» или функцию локального перехода уь с Аь хХь в виде некоторой функции со значением в множестве Хь. Решение есть новое локальное к-

состояние «квадрата» /е/, которое приведет к изменению конфигурации и ситуации в целом.

Глобальный подход требует определения «глобального решения», соответствующего ситуации ¡к по ^-фактору. В отличие от локального подхода функция ик :А1( определена глобально (для города в целом) и существует

только в данный момент времени (в тот момент, когда возникла ситуация йь^ь и, следовательно, «входное слово»

Множество всех возможных глобальных решений в данной ситуации определится теперь в виде:

и„ = К|(3ЛХЛ

а множество вообще всех глобальных решений по ^-фактору имеет вид:

Таким образом, если в городе возникла ^-ситуация вь то /к=ик "б*1 есть та конфигурация из которая возникнет к следующему моменту после принятия решения щеП^, если в новый момент времени будет определено глобальное возмущения то образуется новая ситуация появится новое входное слово, и нужно будет принимать новое глобальное решение, т.е. процесс повторится. «Количество» возможных решений Щ такое же, что и «количество» конфигураций в множестве В частности, это означает, что из данной ситуации с помощью решений в принципе могут

быть достигнуты любые конфигурации /к^Р^ и, следовательно, любые глобальные состояния города по ^-фактору.

Проблема управления градостроительными ситуациями и прогнозирования развития ситуаций в данной работе понимается как возможность анализа последовательности принятых решений.

В качестве инструмента управления ситуациями вводятся понятия стратегии решений и стратегии возмущений. Стратегия решений - любая функция а: IIк, ставящая в соответствие каждой ситуации единственное решение Щ=а.($1¡) из множества Стратегия возмущений -любая функция Р'.8к -» • Если функции а и /? выбраны и зафиксированы, то по ним однозначно определяется функция определяющая

совместное действие стратегий: если ТО 3^к) = (а(зк),р(зк)), где

Стратегии и порождают совершенно определенные

последовательности:

ситуаций в^о,/!^ глобальных решений в глобальных возмущений в

Эти последовательности определяют последовательность глобальных состояний города по ^-фактору: вмОО^и^иХДу'^мХ-О»—» порожденную последовательностью выбранных решений.

Четвертая глава посвящена определению системы показателей для оценки городских территорий и разработке методов ситуационной оценки.

Необходимость создания системы показателей оценки диктуется неспособностью существующих методов оценки территорий города учитывать взаимосвязи между отдельными рассматриваемыми участками. Предлагаемая в данной работе система показателей включает в себя четыре уровня (подсистемы): градостроительный, инженерный, социально-экономический и экологический. Каждый уровень представляет собой подсистему системы оценки территории города, между уровнями существуют информационные взаимосвязи. В свою очередь, уровни делятся на подуровни (подсистемы более низкого ранга), которые состоят из элементов - собственно показателей, по которым производится оценка.

Показатели, характеризующие состояние территорий города, сводятся в базу данных, которая дает возможность оперировать достаточно большим объемом информации при решении задачи оценки территории. Все это делает необходимым использование в рамках данной проблемы средств автоматизации проектирования, предлагающих широкий набор аппаратных и программных средств обработки данных.

Результаты данной работы были внедрены в организации ООО «АНИР-90», осуществляющей проектную деятельность в Московской области.

Разработанный метод ситуационной оценки градостроительных территорий был использован при решении задачи оценки одного из районов г. Королева Московской области. В рамках этой задачи также было необходимо обосновать выбор одного проекта из предложенных для реализации на территории данного района. Один из проектов предполагал возведение торгово-развлекательного комплекса общей площадью 2000 м2 (застройщик - ООО «Славяне»). По другому представленному проекту предполагалось возведение в рассматриваемом районе здания учебного комплекса, работающего по программе «школа - ВУЗ» совместно с одним из основных высших учебных заведений города - Королевским Институтом Управления, Экономики и Социологии (КИУЭС). В рамках проекта предполагалось также произвести реконструкцию сетей теплоснабжения в рамках данного района Проект был представлен НП «Мособлстройкомплекс».

Для решения данной задачи было предложено использовать сформированные методические принципы, изложенные в данной диссертационной работе, и произвести сравнение проектных решений, опираясь на метод ситуационной оценки градостроительных территорий. В частности, была произведена оценка территории рассматриваемого района «без объекта», т.е. опираясь на имевшиеся характеристики района. Для отражения информационного взаимодействия с соседними районами были учтены основные связи между районами. Вся проанализированная информация в виде условных обозначений была нанесена на карту города. Таким образом, на картографическую основу была наложена градостроительная ситуация, возникшая в данном районе в рассматриваемый период времени.

Для оценки состояния рассматриваемого района использовалась система показателей, предложенная автором в данной работе.

Для оценки проектных решений, предлагаемых к реализации в рассматриваемом районе, применялись методы оценки инвестиционных предложений, используемые при проведении инвестиционных конкурсов и подрядных торгов.

Показатели, используемые при оценке территорий города, являются не только разнотипными и разноразмерными, что обусловлено использованием в процессе оценки системы показателей, состоящей из нескольких различных по составу подсистем. Кроме количественных показателей используются также и качественные, для определения характеристик, которые не могут быть измерены в каких-либо единицах. К этой группе относятся и показатели, принимающие логические значения "да", "нет". Обработку такого рода разнотипных и разноразмерных показателей целесообразно осуществлять при помощи аппарата балльной оценки.

При выборе варианта проектного решения тот или иной показатель может играть большую или меньшую роль. Для отражения относительной значимости показателя вводится понятие веса (весомости) показателя, который устанавливается в соответствии с особенностями конкретной задачи. При

решении задачи выбора проектного решения при назначении весов использовалась информация о состоянии рассматриваемого района города, таким образом, веса показателям определялись на основании произведенной ранее ситуационной оценки данной территории. Результаты сравнения предложений представлены в табл. 1 и на рис. 2.

Табл. 1. Итоговый рейтинг вариантов проектных решений

Наименование критерия Рейтинг участников

Вариант 2 Вариант 1

1 Градостроительная подсистема 168 162

2 Инженерная подсистема 228 218

3 Социально-экономическая подсистема 313 322

4 Экологическая подсистема 162 158

ИТОГО 871 860

Итоговый рейтинг участников (метод оценки - Балльный) Сравнение вариантов проектных

решений

ЕЭ Подведение итогов конкурса (итого!, балл

Рис. 2. Итоговый рейтинг вариантов проектных решений

В результате проведенного анализа из двух предложенных вариантов проектных решений было выбрано предложение НП «Мособлстройкомплекс» (возведение здания учебного комплекса). Данное предложение в большей мере соответствует приоритетному направлению развития г. Королев как наукограда и способствует улучшению социальной инфраструктуры города в целом и рассматриваемому району города в частности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ существующих методик оценки городских территорий выявил недостаточное развитие приемов всесторонней оценки территорий, которые должны включать кроме экономических характеристик также инженерные, градостроительные, социальные, экологические и др.

2. Существующая тенденция рассмотрения городских территорий как обособленных объектов не может полностью характеризовать реальное состояние территорий как подсистем градостроительной системы. Для более полной оценки состояния территорий города необходимо учитывать как многообразие переменных связей, возникающих между ними как элементами одной системы, так и влияние внешней среды, выражающееся в изменении показателей, характеризующих территорию города. В качестве математического аппарата, позволяющего описывать состояния градостроительных систем, взаимосвязи между ними и динамику их развития, был выбран язык теории систем и теории отношений. В рамках данного подхода строится модельный мир, в котором существует город, описываются состояния градостроительных систем.

3. Большинство существующих методик оценки предполагает статическую оценку территорий без учета фактора возможного изменения состояния территории во времени. В данной работе разработаны модели ситуаций в градостроительных системах, проанализирована динамика их развития. Для разработки методов и способов управления развитием процессов, происходящих в градостроительных системах, было определено понятие градостроительной ситуации. Под «ситуацией» в данном случае понимается сочетание условий, создающих в данный момент времени определенную обстановку в городе по какому-либо фактору, характеризующему городскую территорию. Введение данного понятия позволяет индивидуализировать информационное пространство для каждого элемента в отдельности. Анализ динамики развития градостроительных ситуаций выявил возможность разработки методов управления ситуациями в условиях переменных информационных связей.

4. В результате анализа динамики развития градостроительных ситуаций были выявлены два подхода к управлению развитием ситуаций. При принятии решений возможны как локальный, так и глобальный подходы к управлению ситуациями. Локальный подход подразумевает рассмотрение каждого элемента градостроительной системы в отдельности, однако в этом случае есть опасность принятия такого решения, которое негативно отразится на других элементах системы. Поэтому более целесообразным представляется глобальный подход, который подразумевает учет информационных взаимосвязей между элементами градостроительной системы.

5. Определение показателей оценки городских территорий целесообразно производить с использованием системного подхода, что дает возможность рассматривать характеристики территории города не как произвольно составленный набор, составленный по смысловой принадлежности показателей, а как систему, обладающую определенной структурой и взаимосвязями между структурными компонентами. В систему показателей, используемых при оценке городских территорий, включены следующие подсистемы: градостроительная, инженерная, социально-экономическая и экологическая. Каждая подсистема содержит показатели, непосредственно характеризующие городскую территорию.

6. Результаты данной работы были апробированы в организации ООО «АНИР-90», осуществляющей проектную деятельность в Московской области. Разработанный метод ситуационной оценки градостроительных территорий был использован при решении задачи оценки одного из районов г. Королева Московской области. В рамках этой задачи также было необходимо обосновать выбор одного проекта из предложенных для реализации на территории данного района.

7. Ситуационная оценка территории производилась с использованием предложенной в данной работе системы показателей. Результаты оценки состояния рассматриваемого района были наложены на картографическую основу (по аналогии с кадастром). Это позволило получить карту района, характеризующую состояние территории в каждый момент времени. Для оценки проектных решений, предлагаемых к реализации в рассматриваемом районе, применялись методы, основанные на бальной оценке. Использование подобных методов было продиктовано необходимостью обрабатывать большое количество разнородных показателей, использованных при оценке городских территорий. Применение бального метода к задаче определения наиболее приемлемого проектного решения позволило, используя показатели, характеризующие территорию города, выбрать в рамках рассматриваемого района города то проектное решение, которое наиболее целесообразно воплощать в данном районе с учетом планов развития города Королев в целом и конкретного района в частности. На основании произведенной ситуационной оценки района города были определены веса для показателей, характеризующих район. Конкретное численное значение каждого веса определялось путем привлечения команды экспертов на основе анализа сложившейся в районе ситуации по результатам оценки и планов развития города в целом и данного района в частности.

8. Решение задачи обоснования приоритета одного варианта проектного решения перед другим показало правомерность использования аппарата ситуационного анализа при назначении весомостей, характеризующих показатели каждого из рассматриваемых вариантов. Проверка исходной

гипотезы подтвердила целесообразность использования метода ситуационной оценки градостроительных ситуаций в среде САПР для решения задач, связанных с оценкой городских территорий и выбором проектных решений для реализации.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гинзбург А.В., Волков А.А., Баранова О.М. Автоматизация материально-технического обеспечения строительства: Учеб. пособие. - М.: МГСУ, 2000.-27 с.: ил.

2. Баранова О.М. Автоматизация проектирования ОТН реконструкции строительных объектов // Материалы III науч.-практ. конф. "Строительство - формирование среды жизнедеятельности". - М.: МГСУ, 2000. - Ч. 4. - с. 33-35.

3. Баранова О.М. Применение методов имитационного моделирования при реконструкции жилых зданий // Материалы IV науч.-практ. конф. "Строительство - формирование среды жизнедеятельности". - М.: МГСУ, 2001.-с. 206-207.

4. Баранова О.М. Применение теории надежности при автоматизированном проектировании реконструкции жилых зданий // Тез. докладов Междунар. науч.-практ. конф."Строительство в XXI веке. Проблемы и перспективы", Секция "Информационные технологии и современная нормативно-законодательная база в строительстве". - М.: МГСУ, 2001. -с. 49-50.

5. Баранова О.М. Автоматизация проектов комплексной реконструкции жилых микрорайонов // Тез. докладов городской науч.-практ. конф. "Современные технологии в строительстве. Образование, наука, практика", Секция "Информационные технологии в строительстве". - М.: МГСУ, 2001.-с. 65-66.

6. Баранова О.М. Автоматизация оценки городских территорий // Материалы Всерос. науч.-техн. конф. "Актуальные вопросы строительства. Вторые Соломатовские чтения". — Саранск: МГУ им. Н.П. Огарева, 2003. - с. 455-456.

7. Баранова О.М. Методы и средства автоматизации оценки городских территорий // Материалы IV междунар. науч.-практ. конф. "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах". - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), - 2003. - Ч. 3.-с. 14-15.

КОПИ-ЦЕНТР св. 77:07:10429 Тираж ЮОэкз.

тел. 185-79-54

г. Москва м. Бабушкинская ул. Енисейская 36 комната №1 (Экспериментально-производственный комбинат)

120 Т42

508