Файл: Муниципальное управление (Половинкин).pdf

Рис. 11.2. 

Принцип  управляемости  позволяет  отнести  к  этому  же  классу 

входных  переменных  также  воздействия  со  стороны  внешней  среды,  

окружающей  городскую  систему.  К  таким  воздействиям  могут  быть 

отнесены 

природно-экологические, 

материально-технические, 

демографические  и  другие,  связанные  с  городом  потому,  что  он  –  часть 

системы более высокого уровня: региональной, социально-экономической, 

экологической. 

Все остальные факторы, характеризующие город, относятся к классу 

выходных  переменных.  Таким  образом,  городская  система  (рис.  10.2) 

осуществляет  преобразование  двух  типов  входных  процессов  –  программ 

развития 

V

c

(t,  x) 

и  воздействий  внешней  среды 

V

d

(t,  x)  – 

в  выходной 

процесс 

E(t, x).

Эти процессы являются функциями времени 

t



Т 

и пространственной 

переменной 

х 



  -X",  где 

Т  – 

интервал  времени,  на  котором 

рассматривается  динамика  городской  системы,  и 

X  – 

городское 

пространство (территория). 

Показатели 

состояния 

Воздействия 

внешней среды 

Размытая 

граница 

Городская 

система 

Синтез 

программ 

развития 

Программа 

развития 

Выход  

Е (t,x) 

Вход  

V

c

 (t, x

) 

УЖ                                       
УБ                                      
УЭ 

Следует  отметить,  что  между  V

c

, 

Va

и 

Е 

существуют  определенные 

обратные  связи,  т.  е.  нельзя  считать  входные  процессы  независимыми  от 

выходного процесса. Однако эти зависимости имеют различную природу. 

Входной процесс 

V

c

(t, x) 

связан с 

E(t, x) 

в том смысле, что при разработке 

планов  и  программ  развития  городской  системы  учитывается  выходной 

процесс,  так  как  цели  и  критерии  развития  формулируются  обычно 

относительно выходного процесса. Можно сказать, что связь между 

E(t, x) 

и 

V

c

(t,  x) 

вычислительная;  она  создается  исследователем  для  достижения 

определенных  целей  развития  городской  системы.  В  этом  смысле  она 

искусственна.  Структура  этой  связи  показана  на  рис.  11.  пунктирными 

линиями. 

Другой  входной  процесс 

Vd(t,  x), 

имитирующий  воздействие 

внешней среды, связан с 

E(t,x) 

через так называемую «размытую границу» 

(рис.  3.2,  пунктирный  прямоугольник).  Ранее  уже  отмечалось,  что 

взаимодействие  города  и  внешней  среды  носит  весьма  своеобразный 

характер. Оно состоит в том, что внешняя среда, воздействуя на городскую 

систему,  сама  испытывает  на  себе  влияние  городской  системы. 

Пространственная  среда  этого  взаимодействия  как  бы  не  имеет  четких 

границ.  Характерен  в  этом  отношении  пример  контактов  Московской 

области  (внешней  среды)  с  Москвой  (внутренней  системой)  через 

Лесопарковый  защитный  пояс  (ЛПЗП)  –  территорию  областную,  но 

функционально московскую. 

Входные  и  выходные  процессы  представляют  собой  совокупность 

функций,  с  помощью  которых  описывается  изменение  во  времени  и 

пространстве,  локализация  отдельных  компонентов  планов  развития  или 

действий  внешней  среды,  а  моделирование  города  представляет  собой 

воспроизведение  теми  или  иными  средствами  отдельных  особенностей 

городских систем. 

Поскольку  речь  пойдет  о  математическом  моделировании,  то  это 

означает, что цель такого моделирования состоит в описании формальных 

особенностей городских систем. 

Городская система – это система стохастическо-детерминированного 

типа.  Следствие  такой  смешанной  природы  городской  системы  – 

выделение  в  ее  внутренней  структуре  двух  уровней  –  макроуровня  и 

микроуровня, которые различаются не только по характеру процессов, но 

и по степени детализации их элементарных составляющих. Микроуровень 

оперирует  с  большим  количеством  малых  элементов,  тогда  как  на 

макроуровне 

образуется 

сравнительно 

небольшое 

количество 

агрегированных  показателей  их  поведения.  Например,  элементом 

микроуровня может быть городской житель, а «элементом» макроуровня – 

распределение жителей по городскому пространству. Такая двухуровневая 

внутренняя  структура  городской  системы  приводит  к  тому,  что  любые 

внешние  воздействия  могут  быть  реализованы  тоже  в  двух  уровнях.  Эту 

ситуацию иллюстрирует рисунок11.1. 

Рис. 11.1. 

D 

S 

A 

E(t,x) 

V

c

(t,x) 

V

d

(t,x) 

Макроуровень 

Микроуровень 

Микроуровень  городской  системы  содержит  большое  количество 

элементов, которые имеют недетерминированный тип поведения. Модель 

динамики  микроуровня  описывается  блоком 

S. 

Многочисленные  акты 

взаимодействия  элементов  за  счет  эффектов  перемешивания  формируют 

осредненные  показатели  коллективного  поведения  микроуровня.  Эта 

операция  совершается  в  блоке 

А. 

Показатели  коллективного  поведения 

имеют  вполне  детерминированный  характер.  На  макроуровне  системы 

происходит их преобразование в показатели состояния городской системы 

в блоке 

D. 

11.1.2. Структурный анализ городских систем и показатели состояния 

городской территории 

Формирование  структуры  модели  начинается,  как  правило,  с 

декомпозиции  исследуемой  системы  на  подсистемы.  Этот  этап  является 

неформальным  в  том  смысле,  что  его  реализация  базируется 

исключительно  на  информации  о 

конкретной 

системе.  Здесь  следует 

руководствоваться  некоторыми  весьма  общими  принципами.  Одним  из 

таковых  может  быть  принцип  функциональной  однородности  объектов, 

которые объединяются в подсистемы. 

Уровень  детализации  при  этом  определяется  набором  функций 

городских объектов, которые считаются существенными при исследовании 

города.  Обратимся  к  макроуровню  городской  системы  и  покажем 

конкретный пример формирования подсистем. 

На  городской  территории  находятся  различные  по  своему 

функциональному  назначению  объекты.  Группировку  их  в  подсистемы 

можно  осуществить,  опираясь  на  различные  классификационные 

(функциональные) принципы. Традиционным для городских исследований 

является принцип «труд – селитьба –коммуникационная среда». Применяя 

его, получаем четыре основные городские подсистемы: градообразующую 

базу,  жилой  фонд,  обслуживание,  коммуникационную  инфраструктуру. 

Они  объединяют  все  материальные  объекты,  расположенные  на 

территории  города.  Кроме  того,  самостоятельную  подсистему  образует 

население. 

Каждую  из перечисленных  подсистем можно  еще  декомпозировать. 

В  частности,  «градообразующая  база»  содержит  предприятия  различных 

отраслей,  форм  собственности,  объемов  производства  и  т.  д.  Если, 

например,  применить  отраслевой  показатель,  то  следует  рассматривать  в 

качестве  подсистемы  строительное  производство,  автомобильную 

промышленность и т.д. 

Функциональный  принцип,  который  привел  к  появлению 

перечисленных выше подсистем, не является единственным. Все, как уже 

отмечалось, зависит от цели моделирования. Так, например, при изучении 

проблемы занятости городского населения рассматриваются три городские 

подсистемы:  строительное  производство,  строительные  рабочие  и 

управляющие.  Если  сравнить  этот  набор  подсистем  с  предыдущим,  то 

видно,  что  строительное  производство  есть  часть  подсистемы 

«градообразующая база», а строительные рабочие и управляющие – часть 

подсистемы «население». 

Таким  образом,  в  результате  декомпозиции  исследуемого  объекта 

образуются однородные в функциональном смысле подсистемы 

D

i

, i = 1,..., 

q

(рис.  11.2).  Поведение  каждой  из  них  характеризуется  выходным 

процессом 

E

i

(t,  x), 

аизменение  его  достигается  за  счет  воздействия  со 

стороны других подсистем 

)

x

,

t

(

V

i

j

, 

внешней среды 

)

x

,

t

(

V

i

d

 и 

управления 

)

x

,

t

(

V

i

c

. 

Соединение  подсистем  образует  структуру 

G

модели  исследуемого 

объекта.  Формальным  образом  структуры  может  служить  граф.  Пример 

графа,  характеризующего  структуру  некоторой  модели,  показан  на  рис. 

11.3. Данная модель содержит четыре подсистемы, соединенные в кольцо с 

одной поперечной связью.