Сценарное прогнозирование устойчивого развития урбанизированных территорий

УДК 504.062.2

СЦЕНАРНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

© Е.А. Мусихина1, Е.В. Хохрин2

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Особое внимание уделено необходимости комплексного подхода к проектированию городской среды с учетом культурных особенностей, целостности городской среды и ландшафта. Обосновано применение методов мягкого моделирования к решению синергетического пути развития урбанизированных территорий на основе трех правил соответствия. Ил. 1. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: устойчивое развитие; системный анализ; моделирование; ландшафт; синергетический подход.

SCENARIO FORECASTING OF URBAN LAND SUSTAINABLE DEVELOPMENT E.A. Musikhina, E.V.Khokhrin

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074

The article focuses on the need for the integrated approach to designing urban environment considering cultural features as well as integrity of urban environment and landscape. It justifies the application of soft modeling methods to solving the synergetic way of urban land development based on three correspondence rules. 1 figure. 7 sources.

Key words: sustainable development; system analysis; modeling; landscape; synergetic approach.

Социально-экономическое развитие городов является важной стратегической составляющей муниципального управления наряду с административно-правовым регулированием и бюджетной политикой. Основными функциями социально-экономического развития являются прогнозирование и анализ комплексного развития города, формирование сводного плана развития с составлением долгосрочного и краткосрочного планов развития территорий. Выработка стратегии социально-экономического развития, принятие решений на уровне муниципального управления предполагают информационно-аналитическую поддержку в виде информационной системы принятия решений, центральной составляющей которой является системное моделирование городских территорий.

Анализ и моделирование городских систем необходимо выполнять с учетом характерных особенностей поселений. Методологической основой моделирования социально-экономического развития городов служит системный анализ, центральным моментом которого является построение единой модели развития территорий, отражающей важнейшие факторы и взаимосвязи реальной системы.

Предварительный системный анализ предмета исследования - это, по сути, моделирование исследовательской проблемы. Модель, безусловно, не является точной копией реальности, а лишь представляет собой упрощенный ее вариант, согласованный с задачами исследователя. Она должна быть адекватной,

работоспособной, т.е. давать удовлетворительные ответы на поставленные вопросы. В противном случае она должна уточняться либо заменяться новой моделью. Следует помнить, что рецептов построения хорошей модели не существует, поскольку моделирование как метод исследования всегда имеет альтернативу, а сам процесс моделирования - скорее искусство, чем наука.

Необходимо помнить, что в отличие от множества, система не является простым набором независимых элементов и предполагает взаимодействие ее составных частей, причем система как целое обладает свойствами, отсутствующими у ее составных частей. Чем выше организованность системы, тем легче ее отличить от множества. Ключевую роль в исследовании систем играет понятие структуры, тесно связанное с упорядоченностью отношений, связывающих элементы системы. Проблема структуризации - главная отличительная способность системных исследований. Элементы системы в свою очередь могут рассматриваться как подсистемы более низкого уровня. Наличие структуры позволяет существенно сократить громадное число возможных комбинаций элементарных отношений.

Специфика социальных и биологических систем выдвигает на первый план проблему тождественности - осталась ли изменившаяся во времени система той же или это уже другая система. Следовательно, ключевым понятием в теории живых систем является ор-

1Мусихина Елена Алексеевна, кандидат технических наук, профессор кафедры архитектурного проектирования, тел.: 89149057099, e-mail: elena.science@ya.ru

Musikhina Elena, Candidate of technical sciences, Professor of the Department of Architectural Design, tel.: 89149057099, e-mail: elena.science@ya.ru

2Хохрин Евгений Викторович, доцент, заведующий кафедрой архитектурного проектирования, e-mail: hohrin@gmail.com Khokhrin Evgeny, Associate Professor, Head of the Department of Architectural Design, e-mail: hohrin@gmail.com

ганизация. Системы одного типа имеют одинаковую организацию. Структура в социальной системе - это правила, ресурсы, наборы отношений трансформации. Сложные системы со временем эволюционируют и часто на их поведение влияют случайные факторы.

Из традиционно применяемых методологий системного анализа при исследовании сложных самоорганизующихся систем: унитаризма, плюрализма и принуждения - единственно подходящей является относящаяся к направлению плюрализма методология мягких систем Чекленда (1972). В методологии мягких систем (далее - ММС) предполагается рассматривать систему не как часть реального мира, а как системно-организованный процесс его изучения[1, 2].

Все этапы ММС являются частью одного целого -процесса принятия решений - и осуществляются по следующей схеме:

Реальность - Когнитивная модель (формируемый некий мысленный образ объекта) - Содержательная модель (описательная, объяснительная и прогностическая модели) - Концептуальная модель (логико-семантическая, структурно-функциональная и причинно-следственная модели) - Формальная модель (математическая или компьютерная).

Построение содержательной модели позволяет получить новую информацию о поведении системы, выявить взаимосвязи и закономерности и является, по сути, постановкой задачи. Концептуальная модель -достижение определенного уровня абстрагирования на переходе от описательной к формальной модели, базируется на теоретических концепциях и конструктивных элементах данной предметной области знания.

Построение модели - лишь первая часть процесса моделирования, вторая - изучение модели (оперирование, экспериментирование). Модель - инструмент, предназначенный для упорядочения и структурирования опытных данных, и строится для решения конкретных задач. От модели не требуется истинности, но она должна быть адекватной и работоспособной. Культура моделирования требует, чтобы для каждой модели был указан перечень условий, при которых данная модель верна.

На практике подразумевается создание комплекса моделей с ярко выраженными динамическими и информационными связями между моделями всех уровней. При этом необходимо помнить, что город как объект моделирования характеризуется:

• слабостью теоретических знаний (отсутствием единой теории развития города);

• качественными характеристиками знаний о системе (задачи управления являются слабоструктурированными);

• высоким уровнем неопределенности исходной информации.

С целью создания комфортной, эстетически организованной среды обитания необходимо разрешить определенные проблемы организации и функционирования городских поселений. Самыми существенными проблемами всех урбанизированных поселений являются транспортная и общемировая экологиче-

ская. Предлагаемые пути решения экологической проблемы обычно основаны на урбоэкологическом анализе территорий путем решения следующих задач:

• создание ландшафтно-рекреационных пространств;

• повышение экологического комфорта;

• благоустройство и озеленение естественно-нарушенных ландшафтов.

Однако не всегда выполнение вышеперечисленных мер приводит к желаемому результату, да и наличие самого урбоэкологического анализа не подкрепляется законодательно-правовой базой и поэтому является необязательным. Выявлением, оценкой, типологией, картографированием и прогнозированием экологических проблем и ситуаций, появившихся в результате взаимодействия общества с окружающей природной средой, занимается школа экодиагностики территорий, которая возникла в 80-е годы XX века как направление эколого-географических исследований современных ландшафтов. Несомненно, для изучения возникновения и распространения экологических проблем и ситуаций необходим специальный научный подход. Таким подходом может стать пространственный (географический) анализ экологических ситуаций - география экологических ситуаций [3].

Отсутствие единой технологии комплексной оценки экологической емкости территорий приводит к возникновению целого ряда геоэкологических проблем, которые повсеместно проявляются на урбанизированных территориях. В процессе длительного формирования городских поселений природная среда претерпевает постоянные изменения под воздействием антропогенных факторов, основными из которых являются:

• строительство различных инженерных объектов, влекущее за собой нарушение естественных грунтовых и гидрогеологических условий;

• прокладка подземных коммуникаций;

• строительство и эксплуатация водохранилищ;

• высокая плотность и этажность застройки жилых микрорайонов.

Происходящие на начальных этапах в основном сельскохозяйственные освоения территорий приводят к изменениям структуры грунтов и водного баланса территорий, к ослаблению закрепленности почв, что уже чревато овражной эрозией. С расширением площади антропогенного воздействия нарушается естественный дренаж территорий. При перемещении больших объемов грунта и их уплотнении проявляются оседания и деформации поверхности с образованием провалов, трещин и воронок. При прокладке коммуникаций возникают условия для развития про-садочных и суффозионных процессов. При строительстве линейных сооружений (автомобильных и железных дорог) происходит изменение структуры водосборных бассейнов. При строительстве водохранилищ гидрогеологическая среда претерпевает коренные изменения: обводнение горных пород бывшей зоны аэрации, формирование новых и увеличение мощности существующих водоносных горизонтов, развитие подпора, приводящее к развитию обходной фильтра-

ции, что в свою очередь вызывает повышение уровня воды и подтопление территории застроек.

Следовательно, урбанизированная система, являясь длительно существующей, должна проектироваться и развиваться на основе комплексного моделирования ее развития, с учетом реальной экологической емкости территории. Такой комплексный подход необходим для гармоничного развития территорий без деградации природных систем любого уровня.

С целью исключения противоречия между краткосрочным и долговременным планированием развития урбанизированных территорий проектирование городских застроек должно осуществляться в соответствии с тремя базовыми принципами:

1. Сохранять культурные особенности и ценности

- традиционные приемы архитектуры и дизайна должны развиваться, а не замещаться новыми и чуждыми для населения, неслучайно за рубежом давно и прочно вошел в моду этнический стиль, в том числе традиционный русский.

2. Соблюдать целостность городской среды - при возведении новых застроек необходимо учитывать стиль уже существующих.

3. Учитывать ландшафтные особенности территории - соблюдение этого принципа очень удобно демонстрировать на примере традиционных древнекитайских застроек, гармонично вписывающихся в окружающую природную среду.

Неукоснительное соблюдение трех базовых принципов позволит создавать комфортное жизненное пространство для городского населения.

Теория развития города как концептуальное абстрактное средство, основной целью которого является объяснение процессов и явлений, должна базироваться на трех концептуальных правилах соответствия моделей, элементов и их отношений [4]:

• способ организации городских поселений должен соответствовать способу описания;

• инструмент моделирования должен основываться на теоретической концепции;

• теория должна соответствовать действительности.

В качестве метода моделирования городских территорий целесообразно использовать модель системной динамики, поскольку она позволяет моделировать динамические процессы на высоком уровне, оперируя представлениями о функционировании динамической системы, как совокупности денежных, продукционных, людских и других потоков. Следовательно, должны выполняться следующие три характерных типа соответствия: 1) динамического равновесия развития городских поселений с элементами самоорганизации

- и содержательной модели; 2) эколого-экономической модели, основанной на пространственно-временном методе, - и концепции «устойчивого развития»; 3) прогнозирования развития на основе сценарного моделирования - с условием соответствия целей краткосрочного и долговременного планирования [2, 4].

Синергетический подход к управлению урбанизированными территориями хорошо согласуется с методами организационного развития, разработанными

современным западным менеджментом для управления сложными изменениями [5, 6]. Главные характеристики такого подхода следующие:

1. Рассчитан на длительный срок, не концентрирует внимание на частных вопросах и не предполагает быстрое получение результатов, поскольку является скорее базовой концепцией, чем набором точных рекомендаций.

2. Использует результаты наук о поведении человека.

3. Приоритетом является не цель, а процесс, поскольку только в итоге правильно организованного процесса возможен положительный результат, причем цель изменений может со временем варьироваться.

4. Предполагает участие помощника, организующего, координирующего и контролирующего процесс изменений.

5. Привлекает к участию в процессе тех, кого данные изменения затрагивают.

Модели управления должны обладать некоторыми отличительными способностями, в частности - переходом от:

• жестких структур - к изменяющимся,

• единственного способа организации - к разным,

• иерархии - к сети,

• централизованного контроля - к полуавтономным структурам,

• директивного стиля - к советам и рекомендациям,

• линейного порядка - к функционированию на грани хаоса,

• менеджмента изменений - к изменяющейся организации,

• повышения квалификации сотрудников - к обучающейся организации,

• отношений конкуренции или кооперации - к их комбинации,

• максимальной выгоды - к социально обоснованной,

• попытки достичь цели - к эволюции будущего,

• безразличия - к коэволюции с социальной и природной средой,

• экономической компетенции - к эволюционной.

Иными словами, синергетический подход к управлению формулируется так: существует много путей развития системы, но необходимо выйти на желаемый аттрактор. Требуется инициировать, выводить социальные системы на собственные механизмы развития, заменяя стратегическое управление миссией.

Управлять - значит, переводить систему из одного состояния в другое, отвечающее целям управления. Задача государственного управления в ситуации неопределенности - попытаться сохранить стабильность системы с одновременным развертыванием поиска новых альтернатив (стимулирование активности новых социальных сил на перспективные нормы и принципы организации, на ценности, обеспечивающие обществу развитие). В частности, предлагается схема процесса организационного развития жилищного строительства, изображенная на рисунке.

Схема процесса организационного развития жилищного строительства

Недостаток инструментов анализа урбанизированных территорий приводит к возникновению целого ряда геоэкологических проблем. Необходимо более глубокое понимание соотношения между экономическим ростом, реальным благосостоянием (не с увеличением деловой активности) и неэкономическими, нематериальными ценностями, являющимися неотъемлемыми элементами удовлетворения потребностей человека. Новый экономический фонд совместно со Стокгольмским экологическим институтом предлагает использовать модифицированный индекс устойчивого экономического благосостояния (Index of Sustainable Economic Welfare - ISEW), введенный в свое время Клиффордом У. Коббом как показатель процветания нации. Растущее расхождение между объемом экономической деятельности и реальным богатством имеет, скорее, не количественный, а качественный аспект. Ухудшение состояния окружающей среды зачастую ведет к увеличению валового национального продукта (ВНП), но снижает ISEW [4]. Индекс рассчитывается следующим образом:

ISEW = частное потребление + общественные нестраховые расходы - частные страховые расходы + накопление капитала + услуги отечественной рабочей силы - стоимость ухудшения окружающей среды - обесценивание природного капитала

Вследствие неадекватности оценки реального богатства происходит постоянное эволюционирование способов оценки. Примером служит индикатор реального прогресса - Genuine Progress Indicator, разработанный и апробированный в США, а также в Финляндии и рассчитываемый следующим образом:

GPI = A + B - C - D +1,

где A - взвешенное по доходу частное потребление; B - стоимость нерыночных услуг, улучшающих благосостояние; C - частная страховочная стоимость природного ухудшения; D - стоимость ухудшения природы и природных ресурсов; I - увеличение акционерного капитала и баланс международной торговли.

Более подробно («+» означает, что фактор положительно влияет на GPI, «-» - отрицательно):

+ частное потребление, взвешенное по индексу распределения доходов;

+ ценность домоводства и родительства; + ценность высшего образования; + ценность работы волонтером; + обслуживание в сфере потребительских товаров длительного пользования (мебель, бытовая техника); + обслуживание автострад и улиц;

- стоимость преступности;

- уменьшение времени досуга;

- стоимость безработицы;

- стоимость товаров длительного пользования;

- стоимость проезда из пригорода в город;

- стоимость снижения бытового загрязнения;

- стоимость автомобильных несчастных случаев;

- стоимость загрязнения воды;

- стоимость загрязнения воздуха;

- стоимость шумового загрязнения;

- потеря заболоченных территорий;

- потеря сельскохозяйственных территорий;

-/+ потеря лесных зон и ущерб от строительства дорог;

- истощение невозобновляемых энергоресурсов;

- ущерб от выброса углекислого газа;

- стоимость истощения озонового слоя; +/- чистые капитальные инвестиции; +/- чистые иностранные займы;

= GPI.

Экономисты, экологи, просто граждане критикуют ВНП прежде всего за то, что он не учитывает деградацию природной среды и ресурсов. В качестве альтернативы и были предложены ISEW и GPI, причем их апробация вполне успешна в том смысле, что ненадежность ВНП стала очевидной: как и предполагалось, не всегда рост ВНП и его альтернативы совпадали. Тем не менее, ни один из существующих подходов к подсчету так называемого зеленого национального продукта (Green National Product) не является завершенным, охватывающим все аспекты благосостояния страны. Кроме того, сама их формула, содержащая лишь математические операции сложения и вычитания, также является сомнительной, поскольку

отнюдь не все части, составляющие благосостояние, можно оценить в денежном эквиваленте.

Как бы реально или футуристически ни выглядели проекты городов будущего, очевидна тенденция к использованию возобновляемых источников энергии, а также к созданию относительно комфортного жизненного пространства для населения. Тем не менее, ни

один архитектор или даже группа архитекторов, ни один чиновник или административный аппарат не имеют права решать за нас, в каком городе мы хотели бы жить. В этом смысле предложенная схема (см. рисунок) и изложенные выше типы соответствия должны быть основой для принятия управленческих решений, касающихся развития городов.

1. Арнольд В.И. «Жесткие» и «мягкие» математические модели // Математическое моделирование социальных процессов. М.: МГУ, 1998. С.29-51.

2. Винер Н. Кибернетика: или управление и связь в животном и машине. М., 1983.

3. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие. Москва-Смоленск: Маджента, 2003. 384 с.

4. Мусихина Е.А., Хохрин Е.В., Сунатори О.М. Развитие урбанизированных территорий: сценарное моделирование.

ский список

Издательство LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH&Co, Германия, 2012. 95 с.

5. Новая постиндустриальная волна на Западе. Антология / под ред. В.Л. Иноземцева. М.: Academia, 1999. 640 с.

6. Пугачева Е.Г., Соловьенко К.Н. Самоорганизация социально-экономических систем. Иркутск: Изд-во БГУЭП, 2003. 172 с.

7. Томсон Р., Бэтслеер Д., Стенли М. Стратегии управления сложным изменением. Кембридж: Берлингтон Пресс Лтд., 1994. 352 с.