trukhachev_iun_obshchaia_teoriia_gradostroitelnykh_sistem

Системный анализ в градостроительном исследовании

Градостроительные системы могут быть классифицированы по следующим признакам:

-природа элементов;

-роль человека в создании системы;

-степень участия людей в реализации управляющих воздействий;

-степень взаимодействия с внешней средой;

-уровень сложности;

-характер взаимосвязей между элементами системы;

-степень организованности;

-степень управляемости;

-уровень централизации;

-целеполагание;

-вид отображаемого объекта;

-реакция на возбуждающее воздействие.

Градостроительные системы по природе своих элементов есть реальные (физические) системы и представляют объекты, состоящие из материальных элементов. Элементы в градостроительной системе могут быть: механические, энергетические, биологические, природные, социальные, экономические, пространственные, культурные и др.

В отношении роли человека в создании системы градостроительные системы относятся к искусственным системам.

По степени участия людей в реализации управляющих воздействий на градостроительные системы они относятся к человеко-машин- ным и организационным системам. Человеко-машинные системы предполагают, что деятельность человека сопряжена с техническими устройствами, прич¸м окончательное решение принимает человек, а средства автоматизации лишь помогают ему в обоснованности правильности этого решения. К организационным системам относятся социальные подсистемы – группы, коллективы людей, городское сообщество.

По характеру взаимодействия с внешней средой градостроительные системы – открытые системы. Они обмениваются со средой массой, энергией, информацией.

По степени сложности градостроительные системы относятся к очень сложным системам, с долгосрочными научно-техническими, со- циально-экономическими, пространственно-экологическими проблемами.

По характеру взаимосвязей между элементами градостроительные системы относятся к вероятностным системам, которые имеют неопредел¸нный характер развития; для них невозможно сделать точного детального предсказания, и любое предсказание относительно поведе-

61

Системный анализ в градостроительном исследовании

ния такой системы не может выйти из логических рамок вероятностных категорий, при помощи которых это поведение описывается.

По степени организованности градостроительные системы относятся к плохо организованным системам и характеризуются некоторым набором макропараметров и закономерностями, которые выявляются не на основе исследования всего объекта, а пут¸м изучения определ¸н- ной, достаточно представительной выборки элементов и компонентов, характеризующих данный объект или процесс. Полученные таким образом характеристики и закономерности распространяются на всю систему в целом.

По степени управляемости градостроительные системы относятся к управляемым, вместе с тем имеют элементы самоорганизующейся системы.

Âзависимости от уровня централизации градостроительные системы на уровне города относятся к централизованным системам. Данная градостроительная система имеет элемент (подсистему), играющий главную, доминирующую роль в е¸ функционировании.

Âзависимости от целеполагания градостроительные системы относятся к целеустремл¸нным системам, где цели формируются внутри системы.

По виду отображаемого объекта градостроительная система – социально-экономическая, пространственно-экологическая система.

Таким образом, мы видим, что, являясь сверхсложными, открытыми, нелинейными системами, градостроительные системы в той или иной степени обладают всеми свойствами систем подобного рода, и наша задача – развивать теорию градостроительных систем и апробировать е¸ на практике.

62

РАЗДЕЛ IV

Градостроительные системы, методика создания имитационных моделей, системы управления

Глава 6. Генеральный план города как модель социально-экономической, простраственно-экологическойсистемы

6.1.Методыформализованногопредставления градостроительныхсистем

Мы уже говорили о том, что градостроительные системы имеют в своей основе как рациональные, так и иррациональные методы познания. Это связано с симбиозом инженерных решений, примененяющих точные науки, таких, как система инженерного обеспечения, транспортная схема, инженерная геология и многое другое, что подда¸тся математическим методам анализа, с экспертными оценками, интуитивными, в том числе связанными с категорией градостроительного искусства. Задача исследователя заключается в том, чтобы математические методы (формализованное представление) были деликатно включены в общую технологическую цепочку с неформальными методами анализа и оценки принимаемых решений.

Формализация представления градостроительной системы – это, прежде всего, создание языка исследователя для определения состояния системы, прогнозирования е¸ дальнейшего поведения и перевод конкретных программ и мероприятий управленческого характера на язык экономических категорий.

При составлении алгоритмов программисты требуют от постановщика задач корректное задание с определ¸нными математическими выражениями. Попытка «строгой» математической постановки градостроительных задач обречена на неудачу. При комплексном рассмотрении соблюдение ряда условий, выбор рациональных путей и средств использования могут гарантировать получение высокой отдачи от математических методов, компьютерной вычислительной техники, применяемых в градостроительных системах.

Необходимо взять за основу принципы модельных разработок,

63

Градостроительные системы

согласно которым градостроительная постановка задач первична, а математическая модель производна, вторична и должна разрабатываться под реальные градостроительные задачи.

Основным условием эффективного использования математических методов, реализуемых с помощью персональных компьютеров, является формирование диалоговых систем решения. Требуется проблем- но-ориентированное программное математическое обеспечение в виде универсальных математических алгоритмов решения широкого класса градостроительных задач с индивидуальной настройкой на индивидуальную задачу. Переход к модульной схеме позволит избежать огромных затрат ресурсов и времени на разработку алгоритмов решения динамично растущего массива градостроительных задач [9].

Иными словами, чем ниже уровень решаемых задач в системе, тем больше они поддаются формализованному представлению с помощью математических программ. При синтезе разнородных задач подсистем и элементов в большей степени отда¸тся предпочтение методам экспертных оценок.

Экспертные системы – сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях, тиражирующие этот эмпирический опыт для консультирования менее квалифицированных пользователей.

Экспертные системы – наиболее подходящий аппарат анализа и синтеза для решения градостроительных задач с помощью ПЭВМ – применяются для решения сложных задач, где основная сложность решения связана с использованием слабоформализованных знаний специ- алистов-практиков и где логическая (или смысловая) обработка информации превалирует над вычислительной. Например, понимание естественного языка, поддержка принятия решения в сложных ситуациях, постановка диагноза, анализ визуальной информации, принятие управленческих решений.

Типы задач, решаемые экспертными системами, можно классифицировать следующим образом:

-Интерпретация данных. Это одна из традиционных задач для экспертных систем. Под интерпретацией понимается процесс определения смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и корректными. Обычно предусматривается многовариантный анализ данных.

-Диагностика. Под диагностикой понимается процесс соотнесения объекта с некоторым классом объектов (моделью) или анализ отклонений показателей объекта от показателей модели объекта. Такая

64

Градостроительные системы

трактовка позволяет с единых теоретических позиций рассматривать различные по своей природе подсистемы городской системы [9].

Создание банка данных для диагностики является основой для работы экспертных систем. В современных документах планирования территории (генеральном плане города) методы представления градостроительных систем могут быть:

-вербальными;

-графическими, с помощью ГИС систем;

-математическими.

Так, например, система кодирования элементов градостроительной системы может выглядеть следующим образом:

00.00.00

Подсистема.Компонент.Элемент

Кодировка первого уровня декомпозиции градостроительной системы

01.Социальная подсистема

02.Экономическая подсистема

03.Пространственная подсистема

04.Экологическая подсистема

Кодировка второго уровня декомпозиции градостроительной системы

Социальная подсистема

01.01. Население 01.02. Социальные институты

01.03. Городское сообщество 01.04. Социальные нормативы 01.05. Социальные блага 01.06. Городская культура 01.07. Синергия

Экономическая подсистема

02.01. Производство 02.02. Распределение

65

Градостроительные системы

02.03. Обмен 02.04. Потребление

02.05. Экономические блага 02.06. Участники 02.07. Ресурсы

Пространственная подсистема

03.01. Планировочный каркас 03.02. Транспортная система 03.03. Функциональные зоны 03.04. Зоны ограничений 03.05. Резервные территории

Экологическая подсистема

04.01. Воздух 04.02. Вода 04.03. Почва 04.04. Флора

04.05. Инженерная геология

6.2.Методпостроениядеревасвязей

Дерево взаимосвязей – неориентированный граф, вершины которого интерпретируются как элементы дерева, а р¸бра (линии, соединяющие вершины графа) – как связи между ними. Под элементами понимаются такие компоненты дерева взаимосвязей, как цели, подцели, мероприятия, ресурсы и т.д. Элементы дерева взаимосвязей могут входить в состав более чем одного элемента более высокого уровня, т.е. не выполняется одно из свойств дерева, согласно которому число р¸- бер дерева на единицу меньше числа вершин.

Дерево взаимосвязей является статической моделью, в то время как реальные процессы в градостроительных системах носят динами- ческий характер (прежде всего это относится к социально-экономичес- ким подсистемам). Необходимо внесение корректировок в ранее построенное для определ¸нного временного интервала дерево «цели-сред- ства» в соответствии с постановкой новых целей и изменением условий их реализации. Частота таких корректировок должна обеспечивать выявление и своевременное включение в дерево новых целей и путей их

66

Градостроительные системы

достижения, вытекающих из динамики процессов, происходящих в пространстве градостроительных систем.

В деревьях взаимосвязей элементы более высоких уровней являются целями, а элементы более низких уровней – средствами их достижения, и такая закономерность сохраняется для всех уровней [9].

6.3.Экспресс-анализсостояниясистемы

Анализ свойств градостроительных систем городов в сложившейся ситуации показывает нам характеристику города на уровне эксп- ресс-анализа. Результатом экспресс-анализа сегодняшнего состояния города является его тестирование с определением одного из тр¸х уровней – благополучного, среднего и неблагополучного.

С этой целью готовятся тесты по четыр¸м подсистемам города. Для каждого города в соответствующем регионе качественная и коли- чественная оценки будут разными. Методом тестирования и экспертных оценок определяется состояние системы.

Âзависимости от характеристики экспресс-анализа города принимаются приоритеты по целедостижению системы в целом и каждой из подсистем. Разработка методики проведения экспресс-анализа современного состояния системы имеет фундаментальное значение для определения дальнейшей разработки генплана.

Âзависимости от результатов экспресс-анализа сегодняшнего состояния градостроительной системы выбирается методика по приоритетам целей системы, подсистем и элементов пути и средств достижения этих целей с уч¸том имеющихся и привлеч¸нных ресурсов.

Так, для системы неблагополучного (стагнирующего) состояния приоритетным будет сохранение систем жизнеобеспечения города, разработка комплекса мероприятий по выходу из кризиса. Важным моментом будет определение приоритетных направлений ресурсного обеспечения в те подсистемы, которые по своим параметрам и динамике движения близки к развалу. Переориентация экономики города, определение «точек роста» с использованием внешних инвестиций, составление бизнес-планов, обновление основных фондов перспективных предприятий, создание программ по малому бизнесу и ряд других мероприятий по созданию бездефицитного бюджета города становятся главными задачами при разработке генерального плана города.

Âслучае среднего состояния системы (система находится в режиме функционирования) меняется направленность целей и их приоритетов. Повышение заработной платы на рынке труда, выход на новые инноваци-

67

Градостроительные системы

онные технологии, более полное использование ресурсов (экономгеографических, социально-политических, трудовых), корректировка структуры производства, ориентированного на конечный продукт, отслеживание баланса ввоза-вывоза продукции и другие мероприятия позволят системе перейти из режима функционирования в режим развития.

Удерживание лидирующего положения благополучного города связано с быстро меняющейся конъюнктурой рынка, поиском новых резервов, использованием возможностей обновления основных фондов предприятий, вложением инвестиций в подсистемы города с целью их дальнейшего развития.

На этом этапе очень важно провести точный анализ сложившейся ситуации и сформировать коллектив местных аналитиков для дальнейшей работы совместно с методическим центром по разработке и сопровождению имитационной модели градостроительной системы – генерального плана города.

6.4.Методологиясозданияимитационноймодели градостроительнойсистемы–генеральногопланагорода

В соответствии со ст. 2 п. 2 Градостроительного кодекса Российской Федерации, одним из основных принципов законодательства о градостроительной деятельности является: «обеспечение сбалансированного уч¸та экологических, экономических, социальных и иных факторов при осуществлении градостроительной деятельности».

Главным документом территориального планирования поселения (города) был и оста¸тся генеральный план города. Структура этого документа по Градостроительному кодексу включает в себя основной материал в виде карт-схем и текстового материала в составе:

-анализ состояния соответствующей территории, проблем и направлений е¸ комплексного развития;

-обоснование вариантов решения задач территориального планирования;

-перечень мероприятий по территориальному планированию;

-обоснование предложений по территориальному планированию, этапы их реализации;

-перечень основных факторов риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Таким образом, мы видим, что Градостроительный кодекс в целом, его основные положения по территориальному планированию, развитию и Общая теория градостроительных систем не противоречат друг

68

Градостроительные системы

другу. Задача состоит в создании методики разработки генеральных планов в новых условиях с позиции Общей теории градостроительных систем.

В нашем представлении основным документом, олицетворяющим собой некую модель развития города, как и раньше, оста¸тся Генеральный план города. Существенное его отличием от генерального плана предыдущего периода заключается в том, что предметом рассмотрения является город – градостроительная система, самостоятельный хозяйствующий субъект национальной системы расселения.

На основе логики построения предмета рассмотрения, формируется структура генерального плана города. Используются те же элементы декомпозиции первого, второго и последующих уровней, те же принципы системного анализа, определения целей, путей их достижения, выявление ресурсного обеспечения, использование методик Общей теории систем для определения путей оптимального развития. Существенным отличием нового поколения генерального плана является возможность сопровождения его реализации, мгновенной остановки, «фотографии», проведения экспресс-анализа его основных параметров, корректировки целей и ресурсов, целевых программ подсистем и элементов.

Структура генерального плана города, как градостроительной системы, выглядит следующим образом:

1.Исторический аспект формирования градостроительной системы.

2.Анализ современного дезагрегированного состояния градостроительной системы:

-социальная подсистема;

-экономическая подсистема;

-пространственная подсистема;

-экологическая подсистема.

3.Диагноз современного состояния системы, с определением характеристик.

4.Цели, средства, пути достижения целей, ресурсы.

5.Прогноз развития системы.

6.Имитационные модели градостроительной системы, подсистем.

7.Формирование программ первого этапа реализации.

8.Информационная система генерального плана.

9.Градостроительное право (Градостроительный Устав, Правила землепользования и застройки города).

10.Мониторинг реализации генерального плана.

Для того, чтобы понять, как формировалась градостроительная система данного города, нам необходимо провести исторический ана-

69

Градостроительные системы

лиз системы и е¸ подсистем. Важным является определение целеполагающих моментов на каждом временном этапе развития.

Наиболее интересен последний отрезок времени реализации предыдущего генерального плана. Параметры системы на этом отрезке являются стартовыми для нового этапа, можно проследить динамику в сопоставимых единицах. В информационном отношении для того, чтобы привести к единой системе данные, необходимо собрать и проанализировать материал, которого зачастую нет. Это реальные трудности начала реализации программы «Городская статистика». Без системы сбора информации о параметрах системы невозможно говорить о дальнейшей работе над генеральным планом и его мониторинге.

Методика создания имитационной модели генерального плана города – это программа планомерно направленных действий исследователя. В качестве примера возьм¸м градостроительные проблемы миллионного города при разработке генерального плана города на новой основе.

Этапы создания имитационной модели генерального плана города

Этап 1. Анализ проблемы

Исходные положения:

-существующая градостроительная система;

-изменение ситуации во внешней среде и внутри системы, смена политической и экономической формации.

Необходима разработка генерального плана города (генераль-

ного плана развития системы на 20 лет) на основе системного анализа, с приоритетом социально-направленной экономики. Перспектива – 20 лет.

Развитие проблемы в прошлом и будущем.

-система существует с XVIII в.;

-последний генеральный план разработан в 1971 г., окончание его действия – 2000 г.

Необходима разработка генерального плана города как градостроительной системы, в соответствии с общей теорией систем.

Внешние связи проблемы – изменение политической и экономи- ческой ситуации в стране, государственная необходимость создать генеральный план города на новой методической основе, адаптированный к новым социально-экономическим отношениям.

70