Прогнозування стану житлового фонду міста (на прикладі м. Тернополя)

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКА АКАДЕМІЯ НАРОДНОГО ГОСПОДАРСТВА

ІНСТИТУТ КОМП'ЮТЕРНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Дипломна робота

«Прогнозування стану житлового фонду міста (на прикладі м. Тернополя)»

зі спеціальності «Економічна кібернетика»

Тернопіль. 2004 р.

АНОТАЦІЯ

Тема дипломної роботи: “Прогнозування стану житлового фонду міста (на прикладі м. Тернополя)”.

Виконавець: студентка групи ЕК - 51 Сусол О. Я.

Керівник дипломної роботи: к. т. н., доцент Струбицький П. Р.

Дипломну роботу виконано на прикладі Тернопільської міської ради.

Результати першого розділу дипломної роботи: здійснено дослідження предметної області, вибрано задачу, обґрунтовано її актуальність та визначено шляхи розв'язку.

Результати другого розділу дипломної роботи: розроблено концепції побудови системи підтримки прийняття рішень в житлово-комунальному господарстві та вибрано середовище моделювання.

Результати третього розділу дипломної роботи: розроблено імітаційну модель житлово-комунального господарства та проведено обчислювальний експеримент на цій моделі.

Дипломна робота викладена на 111 сторінках, містить 4 таблиці, 14 ілюстрацій і 15 додатків.

ANNOTATION

Theme of diploma work: “Prognostication of the state of housing fund of city (on the example of Ternopil)”.

Performer: student of the ECs-51 group Susol О. Y.

Leader of diploma work: candidate of engineering sciences, associate professor Strubitskiy P. R.

Diploma work is executed on the example of Ternopil city advice.

Results of the first section of diploma work: research of subject domain is carried out, chosen a task, grounded its actuality and the ways of decision are certain.

Results of the second section of diploma work: conceptions of construction of the system of support of acceptance of decisions are developed in the housing-communal economy and chosen the environment of design.

Results of the third section of diploma work: the simulation model of housing-communal economy is developed and conducted the calculable experiment on this model.

Diploma work contains 111 pages and contains 4 tables, 14 illustrations, 15 additions.

ВСТУП

Сьогодні місто стало основним місцем проживання людей. В Україні в містах проживає приблизно 70% населення країни. Місто відноситься до складних слабоструктурованих соціально-економічних систем з безліччю прямих і зворотних зв'язків, що мають нелінійний характер. Поводження такої системи є важкопередбачуваним і не завжди погоджується з життєвим досвідом та інтуїцією. Основна цільова задача місцевого управління -- визначення таких пропорцій суспільного відтворення, що у максимальному степені сприяють задоволенню потреб населення в місті і підвищенню його життєвого рівня.

Одним з головних показників рівня життя міського населення є забезпеченість населення житлом. Житловий фонд став головним суспільним багатством міст. Тому питання розвитку житлового фонду міста є дуже актуальним і займає центральне місце в даній роботі.

На сьогоднішній день актуальною стає задача реформування житлово-комунальної сфери міста. У програмі реформи потрібно передбачити комплекс заходів, спрямованих на реструктуризацію відносин учасників взаємодії у житлово-комунальному господарстві. Необхідно розробити модельний комплекс цієї галузі, який був би корисний при аналізі наслідків програм реформування житлово-комунального господарства та дозволив заздалегідь прогнозувати наслідки прийнятих рішень.

Для розробки програми розвитку житлового фонду міста та житлово-комунального господарства вцілому і прийняття обґрунтованих рішень необхідно забезпечити інформаційно-аналітичну підтримку місцевих органів влади, створюючи проблемно-орієнтовані системи підтримки прийняття рішень із застосуванням новітніх інформаційних технологій, методів комп'ютерного моделювання та інтелектуального аналізу даних. Це дозволить проводити комплексний аналіз міської системи з урахуванням безлічі факторів та елементів невизначеності, прогнозувати майбутній стан системи, що в остаточному підсумку дозволяє приймати обґрунтовані рішення органам міського управління.

В даній роботі розроблено імітаційну модель житлово-комунального господарства, яка дозволяє визначати стан житлового фонду міста, залежно від прийнятих місцевим самоврядуванням рішень, з урахуванням впливу різних факторів, таких як фінансові відносини, реальні демографічні і міграційні процеси, еволюція житлового фонду. Модель дає змогу прогнозувати стан житлового фонду на короткострокову та довгострокову перспективи та відповідно планувати діяльність житлового господарства, бюджетного процесу та діяльності будівельних організацій.

1. СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИЙ РОЗВИТОК МІСТА ТЕРНОПОЛЯ І

ЗАДАЧА РЕФОРМУВАННЯ ЙОГО ЖИТЛОВО-КОМУНАЛЬНОЇ

СФЕРИ

1.1 Узагальнена концепція соціально-економічного розвитку міської

системи

Місто в широкому значенні може бути визначене як місце компактного проживання людей, що задовільняє потреби людини у забезпеченні життєдіяльності, безпеки, комунікації та розвитку особистості на основі спільності культурних, соціальних, національних та інших інтересів 18. Міста виникли завдяки тому, що концентрація різних ресурсів в одному місці дозволяє домогтися більш ефективних результатів і забезпечити життєдіяльність багатьох людей.

У місті Тернополі зараз проживає 237,8 тис.населення. Проте спостерігається тенденція до зменшення чисельності населення внаслідок природного та міграційного скорочення. Протягом року обсяг природного скорочення населення збільшився внаслідок зростання смертності та зниження народжуваності, а міграційне скорочення населення збільшилося 19.

У всіх сферах господарського комплексу Тернополя зайнято 196 тис.чол., з них 60% у галузях матеріального виробництва та соціально-культурного обслуговування населення. Промисловими підприємствами за 2003р. вироблено продукції і надано послуг на суму 1126,8 млн.грн., що на 34,6% більше, ніж за попередній рік. Протягом року галузь забезпечувала високі темпи розвитку [19]. Нарощування обсягів виробництва було характерним для основних видів промислової діяльності. Майже 90% всього промислового виробництва зосереджено на підприємствах обробної промисловості, де приріст продукції проти 2003р. становить 35,9%.

За умов зростання інвестицій, спрямованих у капітальне будівництво, у 2003р. будівельними підприємствами усіх форм власності укладено контрактів підряду на суму 182 млн.грн. Пожвавленню будівельної діяльності сприяло покращення ситуації з оплатою виконаних робіт. Та незважаючи на це, стан житлового фонду міста істотно не покращився через недостатній рівень ремонту.

Місто провадить активну зовнішньо-економічну діяльність. Оборот зовнішньої торгівлі товарами протягом року збільшився на 31,6%. При цьому обсяги експорту зросли на 22,6%, а імпорту - на 44,3%.

У Тернополі функціонують потужні інтелектуальні центри (Тернопільська академія народного господарства, ряд наукових та навчальних інститутів), створений вагомий підприємницький ресурс 26. Проте Тернопіль не реалізовує повною мірою свій виробничий, інтелектуальний та бізнесовий потенціал. Це в першу чергу відображається на добробуті жителів міста. Адже дослідження соціально-економічного становища міста показує, що найбільшим тягарем є житлово-комунальне господарство. Найбільш гостро відчуваються проблеми з житловим фондом.Тому зараз важливим постає питання реформування комунальної сфери та житлового фонду міста, прогнозування його розвитку на короткострокову та довгострокову перспективи. Це дасть змогу органам управління виробляти ефективну політику у сфері розвитку житлового фонду міста та покращення його стану. А також у програмі реформи необхідно передбачити комплекс заходів, спрямованих на реструктуризацію відносин учасників взаємодії у житлово-комунальному господарстві.

Управління містом здійснюється місцевими органами влади, Тернопільською міською радою. Принципи її діяльності закріплені у Конституції України та законах „Про місцеве самоврядування”.

Перерозподіл функцій у територіальному управлінні, невизначеність технології їхнього виконання породжують неузгодженість процесів , які відбуваються в місті, а в результаті - прийняття неефективних управлінських рішень [5].Тому сьогодні особливо гостро постає питання комплексного розгляду процесів соціально-економічного розвитку та управління ними. Фахівцям адміністрації міської ради необхідно використовувати комплексний підхід при управлінні життєдіяльністю міста як єдиною відкритою системою з внутрішніми і зовнішніми складними взаємозв'язками. Отже, необхідно забезпечити комплексну інформаційно-аналітичну підтримку цим фахівцям, що дозволить підвищити ефективність прийнятих рішень.

У структурі управління містом можна виділити три рівні управління: верхній, середній та нижній [18]. На верхньому рівні вирішуються задачі комплексного управління і координації соціального-економічного розвитку. На даному рівні здійснюється макромоделювання соціально-економічного розвитку

На середньому рівні управління здійснюється прийняття основної маси конкретних управлінських рішень. На даному рівні приймаються рішення, які стосуються визначених сфер людського життя.

На нижньому рівні упраління здійснюється компетентне ведення первинної інформації про ресурси і явища на території міста та її актуалізації. На даному рівні звичайно зважуються облікові задачі і виконуються функції контролю, формується статистична звітність для верхніх рівнів управління.

Останнім часом зростає аналітична складова за підтримкою прийняття рішень органами місцевого управління. Це зумовлено складністю процесу управління міською системою. Прийняття управлінських рішень заснованих лише на досвіді та інтуїції керівників може спричинити серйозні несприятливі наслідки [2]. Тому процес прийняття рішень повинен бути максимально підтриманий інформаційно-аналітичними системами і технологіями, що дозволить підвищити якість і обґрунтованість прийнятих рішень.

У даній дипломній роботі розроблена модель, що входить у систему підтримки прийняття рішень для використання на середньому і верхньому рівнях управління. Розроблена модель повинна бути корисна для оперативного управління, при виробленні житлової політики на території міста на основі застосування комплексного системного підходу та новітніх інформаційних технологій

1.2 Соціальна інфраструктура як об'єкт управління

Соціальна інфраструктура -- це сукупність галузей і видів діяльності, що сприяють комплексному відтворенню людини в процесі реалізації її особистих та суспільних потреб за допомогою надання різного роду послуг [15].

Соціальна інфраструктура розглядає три функціонально-цільові блоки [21]:

суспільно-політична та інтелектуально-культурна діяльність;

відновлення і збереження фізичного здоров'я;

комунально-побутове обслуговування.

Розвиток галузей соціальної інфраструктури враховує основні задачі соціальної політики, спрямованої на поліпшення якості життя населення, підвищення рівня його добробуту і довголіття, формування і відтворення здорового, творчо активного покоління. Це насамперед вирішення житлової проблеми, ліквідація комунального заселення, задоволення зростаючих потреб населення в якісному житлі, підвищення рівня і якості розвитку соціальної інфраструктури, поліпшення екологічних умов життя і праці тощо.

Житлове господарство -- одна з найважливіших галузей соціально-побутової інфраструктури [20]. Зростання народного добробуту тісно пов'язане з поліпшенням житлових умов. Житловий фонд став головним суспільним багатством міст, питома вага його в загальному об'ємі основних фондів, підвідомчих органам міському самоврядуванню становить 70-80%. За формою власності весь житловий фонд поділяється на муніципальний і немуніципальний. Крім цього є розподіл житлового фонду на новий, нормальний і зношений. Він проводиться для обліку еволюції житлового фонду. Кожна одиниця житлового фонду проходить всі три стадії свого існування при природному ході подій.

Управління соціальною інфраструктурою міста здійснює Департамент житлово-комунального господарства, екології і транспорту. Основними його завданнями є [13]:

- у галузі житлово-комунального господарства:

1) здійснення управління об'єктами житлово-комунального господарства, що перебувають у комунальній власності;

2) організація утримання та експлуатації житлового фонду, об'єктів комунального і шляхового господарства міста;

3) організація виконання нормативних та інших актів органів та посадових осіб місцевого самоврядування, вищестоячих органів державної влади;

4) організація благоустрою міста;

5) укладення договорів з підприємствами та організаціями, незалежно від форм власності, на виконання робіт по утриманню житлових будинків та прибудинкових територій, по капітальному та поточному ремонтах житлового фонду, ремонту і будівництву об'єктів благоустрою;

6) здійснення контролю за будівництвом об'єктів житлово-комунального господарства, по яких департамент виступає замовником;

7) контроль за ефективністю використання бюджетних коштів, виділених на ремонт житлового фонду, об'єктів благоустрою та інженерних мереж;

8) забезпечення обліку житлового фонду, контроль його використання;

- у галузі екологічної безпеки та благоустрою:

1) організація контролю за дотриманням суб'єктами господарювання законодавства в галузі охорони навколишнього природного середовища;

2) реалізація рішень міської ради з питань охорони довкілля;

3) контроль за збором, переробкою, утилізацією і захороненням виробничих, побутових відходів;

4) контроль за цільовим використанням коштів міського фонду охорони навколишнього природного середовища;

5) погодження місця складування, переробки та зберігання відходів.

- у галузі транспорту:

1) організація перевезення населення міста маршрутними автобусами, тролейбусами, забезпечення диспетчерського управління ними;

2) затвердження маршрутів і графіків руху міського пасажирського транспорту незалежно від форм власності;

3) сприяння в утриманні у належному стані вулиць міста, по яких проходять маршрути міського пасажирського транспорту, забезпечення їх засобами регулювання дорожнього руху, належного освітлення;

4) здійснення контролю за діяльністю підприємств і організацій транспорту і зв'язку, незалежно від форм власності;

5) здійснення заходів щодо обслуговування засобами транспорту і зв'язку;

Специфіка фінансування об'єктів соціальної інфраструктури полягає в її диференціації на два типи [12]:

- галузі, що працюють і розвиваються за рахунок власних ресурсів і орієнтовані на госпрозрахунок і одержання прибутку як основної мети своєї діяльності;

- галузі, що здійснюють свою діяльність за рахунок централізованих, територіальних і колективних суспільних фондів споживання. Ці галузі повністю або частково орієнтовані на бюджетні засоби.

Самофінансування соціального обслуговування населення останнім часом придбало широкі масштаби і дозволяє зробити висновок про те, що попит на соціально-побутове обслуговування незадоволений. Це викликано скороченням розмірів пільгового обслуговування населення при одночасному зниженні витрат держави на утримання об'єктів соціальної інфраструктури.

Формою використання фінансових ресурсів бюджету установами й організаціями соціальної сфери є надання їм бюджетних субсидій для відшкодування ними відсутніх доходів для зведення балансу доходів і витрат. На сьогоднішній день бюджет не здатний повністю взяти на себе витрати на утримання соціальної сфери. З іншого боку, держава зобов'язана захищати інтереси населення і забезпечувати йому одержання соціальних послуг, а тому цілком перейти на самофінансування об'єкти соціальної інфраструктури не можуть. Тому доцільним представляється співіснування декількох форм фінансування.

Таким чином, при розробці модельного комплексу необхідно обов'язково врахувати джерела фінансування соціальної інфраструктури вцілому та житлового фонду зокрема.

Велике значення для функціонування галузі має ситема державних соціальних стандартів, що служить нормативною базою та інструментом для розрахунку бюджетної потреби й оцінки фактичного виконання бюджетів різних рівнів. Соціальний стандарт - сукупність соціальних потреб населення, а також потреб на утримання установ несоціальної сфери, які фінансуються з місцевого бюджету, що виражається в соціальних нормах і нормативах [25]. Одне з основних призначень соціальних стандартів і норм - використання як нормативну базу для розрахунку бюджетної потреби на планований рік. У житловому господарстві ці нормативи використовуються для оцінки забезпеченості населення житлом та визначення потреби у будівництві житла.

Житлово-комунальне господарство займає одне з найважливіших місць у соціальній інфраструктурі, а житлові умови є важливою складовою рівня життя населення. Тому вкрай актуальною стає інформаційно-аналітична підтримка місцевих органів влади при прийнятті управлінських рішень в області житлово-комунального господарства, прогнозуванні стану житлового фонду міста на коротку та довгу перспективи. Основною метою дипломної роботи є розробка імітаційної моделі житлово- комунального господарства, яка входить в систему прогнозування стану житлового фонду міста. Це дасть змогу прогнозувати стан житлового фонду у майбутньому залежно від різних стратегій реформування галузі та прийнятих рішень, а також оцінювати наслідки реалізації управлінських рішень у житловому фонді для забезпечення росту рівня життя населення.

Таким чином, в даній дипломній роботі вирішуються наступні задачі:

комплексний аналіз житлово-комунального господарства;

розробка загальної концепції побудови системи підтримки прийняття рішень у галузі житлового господарства;

розробка імітаційної моделі, яка б давала змогу прогнозувати стан житлового фонду міста на коротку та довгу перспективи з врахуванням прийнятих рішень;

випробування моделі на обчислювальному експерименті.

1.3 Аналіз житлово-комунальної сфери як об'єкту прогнозування

Прогнозування основних показників стану житлового фонду міста вимагає насамперед комплексного аналізу всієї галузі житлово-комунального господарства. Отримані внаслідок цього дані стають основою для прогнозування стану галузі у майбутньому.

На сьогоднішній день у місті експлуатується 1153 житлових будинки комунальної власності та житлово-будівельних кооперативів, 99 будинків підприємств і відомств та понад 4-х тисячі приватних будинковолодінь. Роботи по утриманню та обслуговуванню житлових будинків та прибудинкових територій комунальної власності та житлово-будівельних кооперативів виконують 16 підприємств [19].

По підсумках минулого року з 16-ти підприємств залучених у сферу обслуговування житлового фонду 8 підприємств є прибутковими ( "Дружба сервіс житло -1", "Дім житло 6", "Фаворит-1", "Благоустрій", "Світанок", ЖЕК-13-ЖБК, "СОВР" та "Вікторія - М" прибуток - 241,6 тис.грн.) і 8 збитковими ("Східний масив", "Залізничник", "Новий Світ", ТОВ "Мрія", "Житловик", "Сонячне", "Комфорт", "Люкс" сума збитків - 230 тис.грн.) 19.

Протягом 2003 р. був ріст кредиторської заборгованості. Це обумовлено невідповідністю тарифів на обслуговування житла, що не забезпечують собівартість утримання житла на сьогоднішній день. Дебіторська заборгованість по підприємствах, що обслуговують житловий фонд зменшилася. Цьому сприяло проведення роботи у відповідності до Закону України “Про реструктуризацію заборгованості з квартирної плати, плати за житлово-комунальні послуги, спожиті газ та електроенергію”. Додатково, на виконання робіт по благоустрою прибудинкових територій та ремонту житлових будинків протягом 2003 року, залучено спонсорські внески підприємств та організацій. Але найбільш надійним постачальником грошей у дану сферу продовжує залишатися населення, хоча понад 40% громадян числяться в боржниках.

Усі проблеми житлово-комунального господарства можна структурувати по трьох основних аспектах 12:

державний аспект - збитковість функціонування галузі для держави, необхідність здійснення значних дотацій з державного і місцевого бюджетів;

соціальний аспект - ріст тарифів без обліку динаміки доходів населення і як наслідок зниження життєвого рівня населення і ріст неплатежів, зношеність житлового фонду й інфраструктури житлово-комунального господарства, низький рівень забезпеченості населення житлом та доступності придбання житла;

галузевий аспект - неефективність функціонування самої галузі, завищені тарифи на житло та комунальні послуги, аварійність житлового фонду і комунальної інфраструктури.

Таким чином, на перший план виходить проблема реформування житлово-комунального господарства. Реформа повинна включати не тільки зміну тарифної політики для населення, але і зміну відносин між учасниками взаємодії у галузі житлово-комунального господарства [7].

Проаналізувавши стан житлово-комунальної сфери міста постає необхідність прогнозування основних показників, які характеризують розвиток галузі (насамперед, житлового фонду). Дані, отримані внаслідок прогнозу, дають можливість скоординувати діяльність органів управління в напрямку покращення функціонування житлового господарства. Розроблена модель дозволяє не лише прогнозувати стан житлового фонду міста, але і перевіряє наслідки конкретного прийнятого рішення не на жителях міста, а на імітаційній моделі.

У діяльності Департаменту управління житлово - комунальним господарством прогнозуванню стану житлового фонду приділяється велика увага. Адже за результатами прогнозу стану житлового фонду відповідні керівні органи планують розмір витрат на цю сферу на певний період. Крім цього, на основі результату цієї задачі управління знає, яку тарифну політику потрібно проводити, щоб покращити стан житлового господарства та планує інші дії, які спр'ямовані на нормальний розвиток міста та покращення життєдіяльності його населення.

При розв'язуванні задачі прогнозування стану житлового фонду міста даний відділ співпрацює з відділом управління економікою та підприємництвом, головним економістом, економістом та головним інженером. Від економіста надходить інформація про населення (кількість, приріст населення) та розміри витрат на ремонт зношеного та будівництво нового житла. Виділення коштів на капітальний ремонт і реконструкцію житлового фонду дозволяє продовжити термін використання житлового фонду і перетворити об'єкти зношеного житлового фонду в достатньо придатне для життя.

Від відділу управління економікою та підприємництвом поступають дані про житло (норми і площа житла), про будівельні та ремонтні підприємства (кількість та потужність цих підприємств). Головний інженер подає накази про введення житла в експлуатацію, на основі яких видно термін експлуатації житла. На основі цих наказів та нормативів оцінки зносу ЖФ здійснюється визначення степеня зносу житла, а та також прогноз стану житла по степені зносу .Використовуючи інформацію про кількість та приріст населення, норми і площу наявного житла проводиться оцінка забезпеченості населення житом. На останньому етапі розраховується розмір прогнозованих витрат на житловий фонд. В результаті розв'язання задачі отримується інформація про забезпеченість населення житлом, прогноз потреб у будівництві житла, прогноз стану ЖФ по степені зносу, прогноз витрат на будівництво і ремонт житла.

Таким чином, на основі цих даних побудовано DFD прогнозування стану житлового фонду (дивись додаток А) . Однак що даний процес прогнозування потребує удосконалення. Проводити прогнозування забезпеченості населення доцільно з урахуванням індексу доступності придбання житла; враховуючи рівень доходу населення, необхідно виділяти категорії населення (бідні, середній клас, багаті); відповідно до значення доступності придбання житла виділяти категорії житла (просте та елітне житло). Усі розрахунки та прогнози доцільно проводити по категоріях. Це дасть можливість детальніше врахувати особливості функціонування житлового господарства. Покращена DFD прогнозування стану житлового фонду міста наведена у додатку Б.

У даній моделі виділено три рівні: новий, нормальний і зношений житловий фонд. Новий житловий фонд утворюється в результаті будівництва. Динамічний процес зносу переводить його в категорію нормальний і зношений. Стан зношеного житлового фонду зменшується в результаті зносу. Зношений житловий фонд може стати нормальним, якщо для нього зробити капітальний ремонт. Крім того, елітне житло згодом переходить у просте. Цей перехід відбувається в результаті зносу.

Частина річного доходу родини (разом з урахуванням субсидій для бідних родин) направляється на нагромадження на житло. Виходячи із середньої вартості квартири відповідної категорії можна визначити число років, необхідних для придбання квартири. Відношення цього числа років і нормативу дозволяє одержати індекс доступності придбання житла, що потім використовується для оцінки забезпеченості населення якісним і доступним житлом.

1.4 Аналіз робіт у галузі моделювання соціально-економічних систем

У 70-х роках Дж. Форрестер побудував динамічну модель типового американського міста, орієнтовану на аналіз еволюції урбанізованої території.У своїй моделі він виділив такі підсистеми: населення, житловий фонд, підприємства. Кожна підсистема була розглянута з погляду еволюції. Населення було поділено на три класи: «Нецілком зайняті», «Зайняті» і «Менеджери-професіонали». Житловий фонд був поділений на «Дешевий житловий фонд», «Доходний житловий фонд» і «Дуже доходний житловий фонд». Підприємства були поділені на «Нові підприємства», «Працюючі підприємства», «Збанкрутілі підприємства». До зовнішнього середовища міста відносяться: інші міста, сільська місцевість, примістя. Якщо це місто здається більш привабливим у порівнянні з колишнім місцем проживання людей, то вони мігрують у місто, якщо ні- то з міста [22].

Важливим моментом, що заслуговує пильної уваги, є твердження Дж. Форрестера й інших дослідників про те, що природа комплексних систем контрінтуїтивна. З цієї причини в даній ситуації при прийнятті рішень необхідно використовувати алгоритми, а не покладатися на інтуїтивні судження.

Форрестер побудував складну динамічну модель з безліччю прямих і зворотних зв'язків між підсистемами, на якій з'явилася можливість прогнозувати розвиток міста й аналізувати вплив різних програм міської адміністрації. На побудованій моделі він проаналізував наступні розповсюджені програми відродження міста [22]:

Програму професійного навчання (зайнятих, нецілком зайнятих);

Програму будівництва житлового фонду (наддоходного, доходного, дешевого);

Програму будівництва нових підприємств;

Програму зносу підприємств, що прийшли в занепад;

Програму субсидіювання витрат на душу населення;

Результати моделювання показали неефективність деяких програм відродження в довгостроковій перспективі, наприклад програми будівництва дешевого житла чи програми субсидіювання міста з зовнішнього середовища без структурної перебудови економіки міста.

Основним обмеженням на будівництво житлового фонду чи підприємств у Форрестера виступає вільна для забудови земля. Це дійсно дуже важливий фактор, однак у більшій мірі обмеженням є недолік коштів та інші фактори. Також він не виділяв підприємства сфери обслуговування, хоча ця сфера значно відрізняється від сфери матеріального виробництва і будівництва. Підприємства сфери обслуговування в основному орієнтовані на забезпечення потреб населення й інших підприємств.

Особлива відсутність фінансових відносин у моделі, не дозволяють застосувати її без змін для досягнення поставлених у дипломній роботі задач. Але деякі ідеї Форрестера заслуговують на пильну увагу, наприклад деталізація житлового фонду з метою простежити його динаміку.

Заслуговує на увагу вітчизняна система підтримки прийняття рішень, розроблена компанією «Прогноз», яка має одноіменну назву. Відмінною рисою розроблювальних компанією систем підтримки прийняття рішень є застосування комплексу динамічних моделей фінансово-матеріальних потоків економічного об'єкта, на основі яких реалізуються імітаційні, оптимізаційні та цільові алгоритми управління, реалізований в оригінальному програмному продукті «Прогноз». Аналітичний комплекс «Прогноз» являє собою пакет програм, спеціалізованих для вирішення задач загального аналізу, моделювання, прогнозування і планування.

Для прийняття обґрунтованих управлінських рішень органами влади важливі аналіз, моделювання і прогнозування динаміки макроекономічних і територіальних показників. Ефективну інформаційно-аналітичну підтримку прийняття управлінських рішень здатні забезпечити системи автоматизації аналітичної та прогнозної діяльності, які здійснюють процеси збору, збереження й обробки територіальної інформації. Концепція комплексу заснована на технології інтегрованих сховищ даних, заглибленій аналітичній обробці накопиченої інформації методами підтримки прийняття рішень (OLAP-технології), комплексних динамічних імітаційних і оптимізаційних моделях. В інтегрованому сховищі даних інформаційно-аналітичних систем інформація регулярно поповнюється в результаті добору необхідних даних з різних джерел інформації.

Перелік задач, розв'язуваних з використанням комплексу наступний [27]:

аналіз і моніторинг процесів, що є предметом контролю органів влади;

моделювання і варіантне прогнозування на основі комплексу імітаційних моделей стану і взаємозв'язків функціональних і соціально-економічних показників;

оцінка ефективності прийнятих рішень;

комплексний аналіз сформованої соціально-економічної ситуації;

моделювання параметрів соціально-економічного і фінансового розвитку досліджуваного об'єкта;

формування сценаріїв управлінських рішень по перспективному соціально-економічному розвитку;

виконання різноманітних прогнозних розрахунків на основі комплексу динамічних моделей;

Аналітична база даних у складі комплексу призначена для збереження ієрархічно структурованої багатомірної динамічної інформації. Комплекс орієнтований на багатомірне представлення даних. Необхідність у постійному "підживленні" інформацією з різних гетерогенних джерел даних зумовила наявність у рамках комплексу інструментарію гнучкого настроювання на зовнішні інформаційні масиви.

Інтерфейс блоку моделювання надає користувачу набір візуальних і програмних засобів для побудови моделей бізнесів-процесів. Графічні засоби і макромова комплексу мають достатню гнучкість і в той же час доступні користувачу - непрограмісту. Крім того, мова має стандартний набір керуючих конструкцій, містить спеціальні набори математичних функцій, функцій обробки файлів, статистичних обчислень і обробки матриць з урахуванням ієрархічної структури інформації з аналітичної бази. Комплексний підхід до побудови моделей бізнесів-процесів припускає сполучення імітаційних, цільових, оптимізаційних і статистичних методів моделювання і прогнозування [27].

У комплексі є можливість виконання різноманітних сценарних і цільових розрахунків на основі імітаційних, оптимізаційних і цільових моделей, дозволяється знаходити різні варіанти фінансових стратегій, порівнювати між собою потенційні результати їхньої реалізації.

Конструктор звітів комплексу виконаний у формі електронної таблиці, що дозволяє користувачу досить легко створювати аналітичні і нормативні звіти довільної форми. Конструктор має підтримку багатомірного представлення даних і спеціальні функції, що забезпечують його тісну інтеграцію з іншими компонентами Комплексу. Поряд з табличним і графічним представленням, дані і результати розрахунків можуть бути відображені на електронних картах територій, що в ряді випадків значно спрощує їхній візуальний аналіз [27]. Спеціальний формат збереження картографічної інформації забезпечує компактність і швидке відображення..

Таким чином, після аналізу системи «Прогноз» можна зробити висновок про те, що дана розробка не дозволяє вирішити поставлені в дипломній роботі задачі, оскільки в системі «Прогноз» передбачено усього лише кілька показників по житлово-комунальній сфері: забезпеченість населення житлом, загальна площа житлового фонду, середній ступінь зносу й ін. Очевидно, розгляд житлово-комунальної сфери на такому рівні не дозволяє досягти поставлених у даній дипломній роботі задач. Однак багато ідей, реалізовані в системі «Прогноз» заслуговують на пильну увагу, зокрема аналітична база даних як інформаційна основа для імітаційних моделей.

Уваги заслуговує і теоретична модель просторової організації міста А. Високовського. Пропонована модель просторової організації міста призначена для ідентифікації основних елементів просторової системи, їхньої оцінки і прогнозування інерційного розвитку. З її допомогою в кожному конкретному місті виявляється унікальна існуюча фізична структура і соціально-територіальна організація населення. У цьому випадку дана модель є якісною, хоча для її побудови використовуються математичні методи просторової статистики. Модель заснована на структурних закономірностях, що відбиває зв'язки між елементами міста. Вона відтворює тільки універсальні, стійкі зв'язки між елементами міста, що не залежать від специфіки його, клімату, демографічних та інших особливостей [8]

Модель служить для оцінки існуючого стану і прогнозування розвитку міста "у першому наближенні", необхідному для вибору стратегії проектних чи управлінських рішень, інтенсифікації і розвитку елементів міста [8]. Вона передбачає районування території, що виробляється з метою управління функціонуванням і розвитком міста. З його допомогою на території виділяються локальні нерівномірності - концентрації об'єктів обслуговування, офісів і іншої активності, взаємозалежні основним чином від територіями, де розміщені житло, чи виробництво.

Комунікативно-суспільна система будується за схемою деревоподібного графа, формується концентрованим розміщенням об'єктів публічного використання і характеризується високою інтенсивністю використання території. Головне ядро комунікативно-суспільної системи - ділянка найвищої концентрації об'єктів обслуговування, щільності забудови, розмаїтості наданих послуг. У роботі досліджується функціонально-просторовий розвиток міста. Важливим методологічним аспектом процедури є поступова заміна "керування" функціонально-просторовим розвитком на "регулювання".

Таким чином, найбільш корисними для нас розробками є модель Форрестера і аналітичний комплекс “Прогноз”. При розробці імітаційної моделі доцільно використати деякі ідеї Форрестера та методи системної динаміки комплексу “Прогноз”, які складатимуть ядро моделі в напрямку прогнозування майбутнього стану житлового фонду міста.

комунальний господарство імітаційний модель

2. РОЗРОБКА КОНЦЕПЦІЇ ПОБУДОВИ СИСТЕМИ ПІДТРИМКИ

ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ У ЖИТЛОВО-КОМУНАЛЬНІЙ СФЕРІ

2.1 Сучасні технології побудови систем підтримки прийняття рішень

Система підтримки прийняття рішень (СППР) -- це діалогова автоматизована система, та, що використовує правила прийняття рішень і відповідні моделі з базами даних, а також інтерактивний комп'ютерний процес моделювання [9]. Основу СППР складає комплекс взаємопов'язаних моделей з відповідною інформаційною підтримкою дослідження, експертні і інтелектуальні системи, що включає досвід рішення задач управління і що забезпечує участь колективу експертів в процесі вироблення раціональних рішень [16].

Нижче, на рисунку 2.1 приведена архітектурно-технологічна схема системи підтримки прийняття рішень [4]:

Рисунок 2.1- Архітектурно-технологічна схема СППР

Для того щоб існуючі сховища даних сприяли прийняттю управлінських рішень, інформація повинна бути представлена аналітику в потрібній формі, тобто він повинний мати розвиті інструменти доступу до даних сховища і їхньої обробки. Автором концепції сховищ даних є Б. Інмон. В основі концепції сховищ даних лежать дві основні ідеї [17]:

інтеграція раніше роз'єднаних деталізованих даних у єдиному сховищі даних, їхнє узгодження і можлива агрегація;

поділ наборів даних використовуваних для операційної обробки і наборів даних використовуваних для вирішення задач аналізу.

Концепція вітрин даних була запропонована ще в 1991р. Вітрини даних - безліч тематичних баз даних, утримуючих інформацію, що відноситься до окремих аспектів діяльності організації [3].Вона має ряд переваг:

аналітики бачать і працюють тільки з тими даними, що їм реально потрібні;

цільова база даних вітрини даних, максимально наближена до кінцевого користувача.

для реалізації вітрин даних не вимагаються високо могутня обчислювальна техніка.

Але, концепція вітрин даних має і дуже серйозні недоліки. Власне кажучи, тут передбачається реалізація територіально розподіленої інформаційної системи з мало контрольованою надмірністю, але, не пропонується способів, як забезпечити цілісність і несуперечність збережених у ній даних. Тому виникла ідея з'єднати дві концепції - сховища даних і вітрини даних і використовувати сховище даних у якості єдиного інтегрованого джерела даних для вітрин даних.

В основі концепції OLAP лежить принцип багатомірного представлення даних. Багатомірне концептуальне представлення являє собою множинну перспективу, що складається з декількох незалежних вимірів, уздовж яких можуть бути проаналізовані визначені сукупності даних [23]. Одночасний аналіз по декількох вимірах визначається як багатовимірний аналіз. Кожен вимір включає напрямки консолідації даних, що складаються із серії послідовних рівнів узагальнення, де кожен вищестоящий рівень відповідає більшого ступеня агрегації даних по відповідному вимірі.

Ціль Data Mining складається у виявленні схованих правил і закономірностей у наборах даних. Сучасні технології Data Mining перевіряють інформацію з метою автоматичного пошуку шаблонів, характерних для яких-небудь фрагментів неоднорідних багатомірних даних. На відміну від оперативної аналітичної обробки даних у Data Mining тягар формулювання гіпотез і виявлення незвичайних шаблонів перекладено з людини на комп'ютер [14].

Ідея систем міркувань на основі аналогічних випадків на перший погляд проста. Для того щоб зробити прогноз на майбутнє чи вибрати правильне рішення, ці системи знаходять у минулому близькі аналоги наявної ситуації і вибирають ту ж відповідь, що була для них правильною. Ці системи показують дуже гарні результати в найрізноманітніших задачах [14]. Головним їхнім мінусом вважають те, що вони взагалі не створюють яких-небудь моделей чи правил, що узагальнюють попередній досвід, -- у виборі рішення вони ґрунтуються на всьому масиві доступних історичних даних.

Алгоритми обмеженого перебору минулого запропоновані для пошуку логічних закономірностей у даних. З тих пір вони продемонстрували свою ефективність при вирішенні безлічі задач із всіляких областей.

Отже, новими комп'ютерними технологіями, що здійснюють інтелектуальний аналіз даних є експертні й інтелектуальні системи, бази знань, бази даних [3]. Вони дозволяють створювати нові знання, виявляючи сховані закономірності, прогнозуючи майбутнє стан систем. Ефективним методом моделювання розвитку житлово-комунального господарства є метод імітаційного моделювання, що дозволяє досліджувати галузі за допомогою системного підходу. Це дає можливість на моделі пробувати різні стратегії розвитку галузі, врахувати вплив багатьох факторів, у тому числі з елементами невизначеності.

Таким чином, технології Data Mining дозволяють в автоматичному та напівавтоматичному режимі відшукувати сховані залежності і взаємозв'язки у величезних масивах інформації.Технології OLAP тісно зв'язані з технологіями побудови Data Warehouse і методами інтелектуальної обробки - Data Mining. Тому найкращим варіантом є комплексний підхід до їхнього впровадження.

2.2 Загальні принципи побудови системи підтримки прийняття рішень

у житлово-комунальній сфері

Проектована система прогнозування стану житлового фонду та комунальної сфери призначена для інформаційної, методичної та інструментальної підтримки процесів підготовки і прийняття управлінських рішень на рівні місцевих органів влади у житлово-комунальній сфері.

Для досягнення цієї мети в рамках роботи вирішуються наступні задачі:

формування і ведення аналітичної бази даних соціально-економічних показників галузі;

комплексний аналіз сформованої соціально-економічної ситуації в житлово-комунальному господарстві;

динамічне моделювання соціально-економічних і фінансових процесів у галузі;

планування бюджетних витрат у частині житлового фонду;

виконання різноманітних прогнозних розрахунків розвитку житлового фонду міста на основі комплексу динамічних моделей;

У відповідності з поставленою метою і тематикою роботи виділяються слідуючі підсистеми:

бюджет;

підприємства;

житловий фонд;

населення

До бюджету здійснюються податкові і неподаткові надходження від населення, підприємств і житлового фонду. Бюджетні кошти використовуються на соціальне забезпечення населення, на утримання і розвиток житлового фонду, на створення міського замовлення будівельним підприємствам. Населення проживає в житловому фонді, створює попит на послуги будівельних підприємств, купуючи у власність об'єкти житлового фонду Підприємства роблять послуги населенню, будуючи новий житловий фонд, обслуговуючи населення і житловий фонд.

При аналізі предметної області були виділені наступні чинники, які необхідно врахувати при моделюванні:

витрати місцевого бюджету на житловий фонд (витрати на утримання, капремонт і будівництво житла);

еволюція житлового фонду (будівництво нових будинків, знос житлового фонду, знос старих будов);

населення (міграція, народжуваність і смертність населення);

економічна активність будівельних і обслуговуючих підприємств;

Для обліку цих чинників при моделюванні необхідно деталізувати деякі підсистеми, як показано на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Деталізація підсистем

До будівельних підприємств відносяться будівельні організації і їх постачальники матеріалів і техніки. Інші підприємства розглядаються як обслуговуючі підприємства, які забезпечують роботу будівельних підприємств і обслуговують населення, що проживає на території міста (комунальне господарство, сфера послуг).

Розподіл житлового фонду на муніципальний і немуніципальний здійснюється за формою власності. Розподіл житлового фонду на новий, нормальний і зношений проводиться для обліку еволюції житлового фонду. Кожна одиниця житлового фонду проходить всі три стадії свого існування при природному ході подій. Ремонт одиниці житлового фонду може сповільнити процес її старіння, а капітальний ремонт здатний перетворити зношений житловий фонд в нормальний, цілком придатний для житла.

В аналітичній базі даних системи розробляються звітні форми експрес-перегляду й аналізу інформації в різних розрізах, аналітичні форми для агрегування, ранжування, кластеризації та інших видів обробки інформації.Також є блок звітних форм, орієнтованих на моніторинг виконання місцевого бюджету та інших показників. Звіти представляються в табличному і графічному виді.

Система включає підсистему короткострокового прогнозування стану житлового фонду призначену для щомісячного прогнозування основних показників розвитку житлово-комунальної сфери вцілому і житлового фонду зокрема та оцінки на їхній основі річних прогнозів. Підсистема щомісячного прогнозування дозволяє оперативно оцінити динаміку зміни аналізованих показників протягом року й у випадку різких відхилень від планованого курсу вчасно прийняти відповідні рішення [6].

Система включає підсистему середньострокового і довгострокового прогнозування. Розрахунок різноманітних середньострокових і довгострокових прогнозів розвитку ґрунтується на комплексній динамічній імітаційній моделі житлово-комунальної сфери. При формуванні моделі всі основні процеси у даній сфері відбиваються у взаємозв'язку за допомогою різницевих, балансових і статистичних рівнянь.

Вартісні показники представлені в поточних і порівняльних цінах. Сукупність макроекономічних параметрів і керуючих впливів регіонального рівня формує цільові альтернативи та настанови розвитку галузі. На основі комплексу сценаріїв модель виконує варіантні цільові та імітаційні прогнозні розрахунки розвитку житлового фонду.

Програмні засоби дозволяють довільно визначати інтервал прогнозування, формувати сценарії варіантів прогнозів, переглядати і візуально порівнювати результати розрахунку варіантів прогнозів [10]. Результати представляються у формі різноманітних табличних, графічних і картографічних звітів.

Система є відкритою, з можливістю подальшого розширення функцій в необхідному напрямку в режимі нарощування її ресурсів, тобто без перепроектування [10]. Система може бути виконана на основі аналітичного комплексу "Прогноз", у середовищі "сервер-клієнт-сервер" з використанням будь-якого SQL-сумісного СУБД (Oracle, Informix, MS-SQL Server і ін.).

Таким чином, загальна схема проходження інформації виглядає у такий спосіб: різні управління і відділи місцевих органів влади надають необхідну від них інформацію у потрібному обсязі.

З різних гетерогенних джерел даних інформація збирається й агрегується в сховище даних, що включає наступні вітрини даних: Бюджет, Населення, Житлово-комунальне господарство і Підприємства. Кожна вітрина даних надає інформацію з визначеної сфери:

Вітрина даних «Населення» надає інформацію по наступних показниках: чисельність населення, темпи народжуваності і смертності, середній розмір родини, чисельність населення з деталізацією по класі, прогноз динаміки доходів населення на родину та ін.

Вітрина даних «Житлово-комунальне господарство» надає інформацію по наступних показниках: площа житлового фонду з деталізацією по ступені зносу і категорії, прогноз необхідних витрат на утримання, капремонт і будівництво 1 кв. м., середня ринкова ціна 1 кв. м житла різної категорії, середня площа квартири, кількість одиниць устаткування інфраструктури, їх потужність, потреба в ресурсі на душу населення у рік, витрати на житлове господарство, тарифи на житло для населення, фактичний рівень неплатежів, фактична забезпеченість населення житлом.

Вітрина даних «Підприємства» надає інформацію по наступних показниках: кількість будівельних підприємств, потужність будівельних підприємств.

Вітрина даних “Бюджет” надає інформацію по наступних показниках: розмір бюджету, прогноз надходжень у місцевий бюджет , прогноз бюджетних витрат на житлово-комунальну сферу в цілому та на житловий фонд зокрема.

Потім ці дані використовуються для формування різних звітів чи надходять на вхід аналітичних засобів: OLAP, Data Mining і динамічних імітаційних моделей. З аналітичними засобами працюють звичайно експерти й аналітики, що потім дають рекомендації особам, що приймають рішення. Таким чином, стає зрозуміло, що проектована модель може бути реалізована з використанням методу комп'ютерного моделювання на основі методів системної динаміки. Розроблювана модель житлово-комунального господарства може бути інтегрована з іншими моделями і підсистемами модельного комплексу, що у сукупності будуть складати комплексну імітаційну модель міста.

2.3 Комп'ютерне моделювання соціально-економічних систем

Методологічною основою моделювання розвитку житлового фонду є системний аналіз, центральною процедурою якого є побудова узагальненої моделі об'єкта, що відбиває найважливіші фактори і взаємозв'язки реальної системи [1]. На практиці це зв'язано зі створенням комплексу моделей з розвинутими динамічними та інформаційними зв'язками між моделями всіх рівнів.

Досліджувана соціально-економічна система має складну внутрішню структуру, у складі якої можуть бути виділені підсистеми: населення, бюджет, житловий фонд, підприємства. Модель характеризується активністю окремих її підсистем, взаємодією елементів у рамках якої розглядається з урахуванням характеру впливів зовнішнього середовища на внутрішню структуру.

Житлово-комунальне господарство, як об'єкт моделювання характеризується:

слабістю теоретичних знань, відсутністю теорії його розвитку;

якісним характером знань про систему та великою часткою експертних знань при описі і структуризації об'єкта моделювання;

високим рівнем невизначеності вихідної інформації.

Розрізняють внутрішню і зовнішню невизначеність. Внутрішня невизначеність - це сукупність тих факторів, що не контролюються особою, що приймає рішення цілком, але він може робити на них вплив. Зовнішня невизначеність визначається характером взаємодії з зовнішнім середовищем - це ті фактори, що знаходяться під слабким контролем особи, яка приймає рішення ( демографічна ситуація і т.п.);

ця галузь являє собою складну динамічну систему;

Тому як метод моделювання розвитку житлового фонду міста доцільно вибрати метод комп'ютерного моделювання, оскільки він дозволяє адекватно відбити структуру розглянутої складної динамічної системи, врахувати в моделі фактори невизначеності. Метод комп'ютерного моделювання забезпечує інтераактивний процес розробки моделі, що характеризується поступовим поглибленням знань про систему за участю експертів та фахівців предметної області.

Комп'ютерне моделювання - це метод вирішення задачі чи аналізу синтезу складної системи на основі використання її комп'ютерної моделі. Суть комп'ютерного моделювання укладена в одержанні кількісних і якісних результатів на основі наявної моделі [10]. Під комп'ютерною моделлю розуміють умовний образ об'єкта чи деякої системи, описаний за допомогою взаємозалежних комп'ютерних таблиць, блок-схем, діаграм, графіків, які відображають структуру і взаємозв'язки між елементами об'єкта.

Комп'ютерне моделювання має ряд переваг у порівнянні з традиційними методами прогнозування (експоненціальним згладжуванням та ін.). Зокрема, воно дає можливість враховувати велику кількість змінних, передбачувати розвиток нелінійних процесів, дозволяє не тільки одержати прогноз, але і визначити, які керуючі впливи приведуть до найбільш сприятливого розвитку подій [10]. Якісні висновки, зроблені за результатами комп'ютерного моделювання, дозволяють знайти такі властивості складної системи, як її структуру, динаміку розвитку, стійкість, цілісність та інше. Кількісні висновки в основному носять характер прогнозу майбутніх чи пояснення минулих значень змінних, що характеризують систему.

Сьогодні тенденцією є взаємопроникнення усіх видів моделювання, симбіоз різних інформаційних технологій в області моделювання, особливо для складних додатків і комплексних проектів по моделюванню. Так, наприклад, імітаційне моделювання містить у собі концептуальне моделювання (на ранніх етапах формування імітаційної моделі), логіко-математичне моделювання - для цілей опису окремих підсистем моделі, а також у процедурах обробки й аналізу результатів обчислювального експерименту і прийняття рішень; технологія проведення, планування обчислювального експерименту з відповідними математичними методами.