Агент-ориентированная модель социально-экономического развития мегаполисов
жүктеу/скачать 394.7 Kb.
|
1 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Фаттахов Марат Рафаэльевич Агент-ориентированная модель социально-экономического развития мегаполисов (на примере г. Москвы)
4 3 2  
5  
1  
6 Рисунок 3 – Интерфейс АОМ развития городов в среде AnyLogic Комплексная агент-ориентированная модель развития г. Москвы была построена в масштабе 1:1000. Это означает, что все параметры модели, такие как численность населения, число предприятий и организаций, осуществляющих на территории города свою хозяйственную деятельность, пропускная способность дорог общего пользования, жилой фонд каждого района, а также и другие параметры были поделены на 1000. Данный масштаб позволяет с запасом проводить ретроспективные исследования на CABMUD и оптимальным образом использовать ресурсы современных компьютеров. В процессе оценки качества и прогностических характеристик Комплексной агент-ориентированной модели развития города Москвы нами использовался весь накопленный мировой опыт исследований в данной области. При этом акцент был сделан на: оценку прогностических характеристик модели посредством ретроспективного прогноза, проведение анализа чувствительности и построение набора траекторий для оценки влияния стохастических составляющих модели. Для сопоставления результатов работы модели с фактическими данными с использованием статистических методов были выбраны следующие основные социально-экономические показатели:
В разделе 3.1.3 дается подробное описание, объясняется природа ошибок прогноза для каждого из 9 социально-экономических показателей. Проведенный в процессе оценки качества Комплексной агент-ориентированной модели развития г. Москвы анализ чувствительности показал высокую степень устойчивости модели к изменению ее параметров. При этом наибольшее влияние на результат моделирования оказывает изменение параметров перехода состояний агентов-людей модели. Таблица 1 – Характеристики прогностической пригодности АОМ развития г. Москвы 
Для оценки влияния стохастической составляющей на результаты работы CABMUD нами был проведен многократный вычислительный эксперимент с использованием идентичных начальных параметров модели и построен набор траекторий по 9 основным показателям описанным выше. Так, стандартное отклонение вариантов расчета (разброса траекторий) при 5-летнем горизонте планирования по всем показателям не превысило 1,5%. Проведенный анализ прогностических характеристик Комплексной агент-ориентированной модели развития г. Москвы, а также анализ чувствительности параметров модели позволяет судить о высоком качестве, точности и надежности предложенного инструментария (построенной модели). Подбор вероятностных распределений используемых в CABMUD параметров позволил сохранить баланс между «свободой действия» модели и точностью прогнозируемых показателей. Для обеспечения устойчивого развития и функционирования городской среды на основе Комплексной агент-ориентированной модели развития города Москвы был построен среднесрочный и долгосрочный прогноз по 9 основным социально-экономическим показателям развития столицы на период до 2025 года (см. Таблицу 2). Таблица 2 – Прогноз основных социально-экономических показателей развития г. Москвы на 2015, 2020 и 2025 год 
На рисунке 4 представлена дифференциация и динамика изменения среднедушевого денежного дохода населения по административным округам г. Москвы, полученная с использованием АОМ развития г. Москвы (за 2009, 2015 и 2025 года по отношению к 2002 году).    
2002 2009 2015 2025 Рисунок 4 – Дифференциация административных округов г. Москвы по среднедушевому денежному доходу населения Так, наибольшее значение данного показателя наблюдается в Юго-Западном и Центральном административных округах, при этом их отрыв по отношению к другим АО будет сглаживаться с течением времени. В Восточном АО и Юго-Восточном АО наблюдается постепенная «деградация» среднедушевого денежного дохода жителей и как следствие уменьшение темпов роста уровня жизни населения в данных округах. Вместе с тем наблюдается выравнивание уровня жизни жителей Западного и Северо-Западного АО. Проведенные расчеты основных социально-экономических показателей развития г. Москвы на период до 2025 года позволяют судить о высоком потенциале мегаполиса и о его дальнейшем устойчивом развитии. Однако эти результаты не отражают всех проблем ограничивающих развитие города, снижающих качество и комфортность жизни москвичей. В разделе 3.2.2 работы представлены сценарии решения, пожалуй, наиболее актуальной проблемы современной Москвы затрагивающей большинство жителей столицы и области – проблемы пробок. Наряду с расширением дорожной сети и развитием общественного транспорта в качестве оперативных мер снижения уровня загруженности дорог общего пользования рядом чиновников регионального уровня и экспертов НИИ Транспорта и дорожного хозяйства высказывались предложения о повышении стоимости бензина на заправках столицы. Так, по расчетам НИИ ТДХ г. Москвы для решения проблем пробок в столице цену литра бензина надо было повысить на 6 рублей. С использованием Комплексной агент-ориентированной модели развития г. Москвы были проведены сценарные расчеты, и дана оценка эффективности предлагаемых демотивационных мер. Первый сценарий предусматривает однократное повышение цен на бензин. В качестве целевого значения снижения загруженности дорожной сети города нами был выбран уровень в 5 баллов. Как показали расчеты повышение стоимости литра бензина марки АИ-92 на 8 рублей, или в среднем на 35% от базового уровня начала 2011 года, позволяет существенно снизить загруженность дорог и среднее время затрачиваемое жителями Москвы на дорогу от дома до работы и обратно. Однако единовременный рост цены литра бензина вызовет серьезный скачок недовольства среди жителей города. Особенно остро изменения коснутся слоев населения с низким уровнем дохода. Так, число недовольных москвичей может вырасти с 14% до 50%, что свидетельствует о назревающем в обществе социальном взрыве. Только по истечению 1,5 лет ситуация в обществе нормализуется и придет в первоначальное состояние. Расчеты модели показали, что около 3% жителей г. Москвы почти полностью нечувствительны к увеличению стоимости бензина даже при росте цены более чем на 50%. Стоит также отметить, что при росте цен на горючее и последующем массовом отказе от пользования личными транспортными средствами, люди вынуждены использовать альтернативные виды транспорта – общественный транспорт и, в первую очередь, метро. При этом сценарии нагрузка на метрополитен возрастает на 14-16%. Данный рост является весьма критичным для московской подземки и так работающей на пределе своей пропускной способности. Альтернативный сценарий повышения цен предусматривал плавное – трехкратное повышение стоимости литра бензина по 2,67 рублей в течение 2-х лет. Расчеты показали, что эффективность от поэтапного изменения цены ниже по сравнению с первым экспериментом. Так, данные меры позволяют снизить загруженность дорожной сети города в среднем до 6-7 баллов. Повышение цен в несколько этапов позволит избежать социальной напряженности. Еще одним положительным фактором плавного повышения стоимости бензина является отсутствие резко возросшей нагрузки на линии общественного транспорта (метрополитена). В качестве другой оперативной меры снижения уровня загруженности дорог г. Москвы, традиционно вызывающей большие споры, выступает введение платы за парковку в центре города. Оценка мер по повторному введению платы за парковку в г. Москве в пределах Садового кольца с использованием Комплексной агент-ориентированной модели развития городов позволила установить, что уже при введении тарифа равного 100 руб. за час стоянки автомобиля можно существенно уменьшить загруженность дорог города (Рисунок 5). Оценка экономической эффективности предложенных мер позволяет судить о высокой степени прибыльности ведения платы за парковку в центре Москвы для бюджета города. Так, стоимость одного автоматического кассового аппарата, установленного на 100 метров дороги (30 машино-мест), в среднем составляет 500 тыс. рублей. Расчеты модели показали, что при 90% загруженности парковочных мест в рабочие дни в среднем по 9 часов, при тарифе равном 100 рублей в час, затраты на оборудование парковочной системы окупятся уже за первый месяц эксплуатации объекта. 
Рисунок 5 – Зависимость загруженности дорог г. Москвы от стоимости часа парковки Решение проблем высокой загруженности дорожной сети мегаполиса демотивационными мерами не лучший способ, так как они ограничивают права и свободы жителей Москвы и Московской области, пользующихся личными транспортными средствами. Правительству Москвы необходимо развивать общественный транспорт, как в количественном, так и в качественном отношении для того, чтобы жители мегаполиса сами сделали выбор в пользу скоростного, высококомфортного общественного транспорта. III. Основные выводы и результаты работы В ходе проведенного исследования автором были получены следующие основные результаты: 1. Проведенный анализ существующих методов проектирования и моделирования городов показал, что агент-ориентированный подход является наиболее универсальным средством моделирования социально-экономического развития городов, позволяющим учитывать индивидуальное поведение жителей города, предсказывать неожиданное поведение городской системы в результате взаимодействия жителей города на микроуровне, а также поддерживать визуализационные и интерактивные аспекты работы и включать элементы других моделей, например, гравитационной. 2. Разработана Комплексная агент-ориентированная модель развития г. Москвы, состоящая из более 17 тыс. строк программного кода на языке Java, реализованная на базе современного специализированного программного продукта AnyLogic и геоинформационной системы, построенной в ходе исследования. CABMUD позволяет разрабатывать долгосрочный прогноз и сценарии социально-экономического развития города с учетом уровня комфортности проживания людей, а также получить количественную оценку результатов управленческих решений. 3. Проведенный анализ чувствительности, оценка влияния стохастической составляющей на результаты моделирования, а также оценка прогностических характеристик Комплексной агент-ориентированной модели г. Москвы позволили судить о высоком качестве, точности и надежности предложенного инструментария. Наряду с высокими характеристиками качества сохранена гибкость и «самостоятельность» модели: неоднородность и разнообразие агентов, непредсказуемость поведения агентов и среды модели, их взаимодействия. 4. Проведенный анализ основных направлений долгосрочного социально-экономического развития г. Москвы на период до 2025 года, позволил с учетом объективных ограничений и при условии сохранения территории столицы в текущих границах прогнозировать условия, при которых обеспечивается достижение высоких стандартов уровня и качества жизни москвичей, устойчивое и сбалансированное функционирование социальных и экономических элементов мегаполиса. 5. Проведенные сценарные расчеты позволили оценить направления развития города и результаты принимаемых управленческих решений (в том числе и непопулярных) с точки зрения влияния на качество и комфортность жизни москвичей и на их настроение. Так, сценарные расчеты предлагаемых оперативных мер по снижению уровня загруженности дорог общего пользования посредством повышения стоимости бензина на автозаправочных станциях столицы показали, что резкое однократное повышение цен на 8 рублей (или в среднем на 35%) позволит существенно снизить загруженность дорог (с 8 до 5 баллов) и среднее время затрачиваемое жителями Москвы на дорогу. Однако единовременный рост цены на бензин вызовет серьезный скачок недовольства среди жителей города. Особенно остро изменения коснутся слоев населения с низким уровнем дохода. Плавное повышение цен на бензин позволит избежать нарастающей социальной напряженности, однако и эффект от этих мер будет ниже, чем при первом сценарии – с 8 баллов загруженность дорог сократится только до 6-7 баллов. 6. Оценка мер по введению платы за парковку в центре г. Москвы с использованием Комплексной агент-ориентированной модели развития городов позволила установить высокую экономическую эффективность предложенных мер для бюджета города. При этом введение тарифа за стоянку автомобиля на уровне 800-1000 рублей в сутки может существенно уменьшить загруженность дорог города (с 8 до 5 баллов). 7. Оценка уровня сегрегация жителей мегаполиса по доходам позволяет судить о выравнивании уровня жизни всех москвичей вне зависимости от места их проживания. Если в 2002 году значение самого высокого показателя среднедушевого денежного дохода (в ЦАО) превышало значение самого низкого (в СЗАО) в 2 раза, то в 2009 году отношение доходов жителей ЮЗАО (максимальный уровень) к доходам жителей ВАО (минимальный уровень) снизилось до 1,56 раз. Исходя из прогноза на период до 2025, десегрегационные процессы в обществе сохранятся, а уровень дифференциации не превысит 1,25-1,3 раза. Благодаря своей интерактивной составляющей и гибкой форме, разработанный универсальный инструментарий – Комплексная агент-ориентированная модель развития городов может быть легко адаптирована для решения самого широкого круга задач, стоящих перед учеными и чиновниками всех уровней власти. Проведенные расчеты должны учитываться в качестве условия устойчивого функционирования социально-экономической системы г. Москвы, что позволит обеспечить решение как сложившихся, так и новых, только возникающих, проблем современного мегаполиса. Комплексная агент-ориентированная модель развития городов стала полноценным элементом системы управления городской средой и применяется в деятельности Учреждения Российской академии наук Института экономики РАН и Министерства экономики Республики Татарстан как инструмент планирования и поддержки принятия решений на среднесрочный и долгосрочный период. Дальнейшее развитие применения Комплексной агент-ориентированной модели г. Москвы возможно за счет рассмотрения г. Москвы и Московской области как единого социально-экономического, производственно-технологического и транспортно–логистического центра. Экономика и социальная сфера, трудовые ресурсы и занятость населения, транспортные сети, территориальное размещение жилых и промышленных объектов города и области настолько переплетены и взаимосвязаны, взаимозависимы, что без их совместного, интегрированного, согласованного функционирования невозможно эффективное развитие региона и решение возникших проблем, преодоление пространственных, ресурсных, жилищных, дорожно-транспортных ограничений. Наряду с этим планируется также и горизонтальное развитие CABMUD, т.е. увеличение числа агентов модели и перевода ее на суперкомпьютер, что позволит моделировать города и целые регионы в натуральном масштабе. IV. Основные публикации по теме диссертации Монографии: 1. Фаттахов М.Р. Города в пространственно организованной экономике и моделирование их устойчивого развития // Коллективная монография – Экономическое пространство: теория и реалии. М.: «Экономика», 2011. 374 с. С. 159–191. Статьи, опубликованные в журналах, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных научных результатов диссертации: 1. Леонов В.Ю., Медницкий В.Г., Медницкий Ю.В., Фаттахов М.Р. Использование декомпозиции при выявлении условий экономических кризисов // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. М.: «Наука», 2010, №3. С. 67–77. 2. Медницкий В.Г., Медницкий Ю.В., Фаттахов М.Р. Об экономических кризисах производственных систем // Экономика и математические методы. М.: «Наука», 2011, Том 47, №1. С 115–127. Статьи, опубликованные в иных научных изданиях: 1. Фаттахов М.Р., Бахтизин А.Р. Агент-ориентированная модель устойчивого развития городов // Искусственный Интеллект: философия, методология, инновации. М.: «Радио и Связь», 2010, Часть 1. С. 162–164 Фаттахов Марат Рафаэльевич Агент-ориентированная модель социально-экономического развития мегаполисов (на примере г. Москвы) Специальность: 08.00.13 – «Математические и инструментальные методы экономики»
диссертации на соискание учёной степени кандидата экономических наук
жүктеу/скачать 394.7 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||
1 2