Введение к работе
В диссертации изложены основные научные результаты, полученные и опубликованные в течение 1973-1995 гг., образующие новое перспективное направление автоматизации проектирования и управления городскими структурами, ориентированное на системное, комплексное решение вопросов развития городов и регионов на основных этапах территориально-экономического планирования, градостроительного проектирования и управления. Выполнены анализ н теоретическое обобщение исследований и разработок. важной научной и народнохозяйственной проблемы повышения эффективности управления процессами развития городских структур за счет создания математических моделей, систем и, сетей, использования современных информационных технологий. Разработаны методики анализа состояния автоматизации городских структур, позволяющие осуществлять развитие территорий и городов на качественно новом, научно обоснованном уровне. Приведены итоги практического внедрения полученных научных положений и результатов.
Актуальность проблемы. В эпоху жестко-плановой экономики (до 1990 года) проблема научно-информационного обеспечения управленческих решений на уровне областей, краев и городов сводилась в основном к обработке статистических данных по отработанному годами перечню планово-экономических задач; проекты районной планировки выполнялись в центре в отрыве от региональных проблем и интересов на основе одного-дзух субъективных вариантов экстенсивного развития городов и регионов. При этом механизм отчетности и планирования "экстраполяцией от достигнутого уровня" позволял формировать укрупненные показатели экономического и социального развития без серьезного научного анализа и изучения прогнозных гипотез. Аналогичным образом осуществлялось проектирование генеральных планов городов и проектов развития районов в сложившихся регионах. Только незначительная часть работ по вновь развиваемым отраслям и осваиваемым территориям нуждалась в более детальной аналитической проработке и технико-экономическом обосновании.
Изменение политических механизмов в Российской Федераций, ] связанное со значительный переносом управленческих функций на ' местное самоуправление, а также сосредоточение вопросов регулирования и принятие управленческих решений во всех сферах жизнедеятельности на администрациях областей, городов к районов существенно расширило сферы их компетенции. Увеличились объем и сложность решаемых проблем, особенно экономического и социального характера. В то же время происходит стихийный процесс компьютеризации рыночной экономики. Из-под государственной опеки вышли целые сферы упра вления (приватизация и акционирование госпредприятий, банков и др.).
Возникли нозые рыночные инфраструктуры (инвестиционные фонды, биржи, акционерные общества, страховые, клиринговые, консалтинговые, лизинговые и аудиторские службы). Появилась необходимость решения на региональном уровне целого ряда задач управления, которые раньше решались на государственном уровне, в том числе задач межрегионального и внешнеэкономического характера. Изменился также способ реализации традиционных для дореформенной экономики функций управления. Прямой контроль и директирование заменяются косвенным *\ регулированием экономическими процессами.
^ Это привело к значительному возрастанию объема аналитических задач, качественному усложнению функций управления, особенно на региональном и муниципальном уровнях, а также соответствующему изменению традиционных процессов градостроительного проектирования и строительства.
Кроме того, недостаточная информированность органов управления на уровне городов, областей, регионов и в итоге страны в целом, а также слабая обратная связь между этими органами н управляемой средой еще более усилили инфляционно-стагнационные процессы, поразившие экономику, финансовую систему, промышленность и другие сферы жизнедеятельности. К сожалению, многие принимаемые сегодня экономические, политические и социальные акции не обеспечиваются адекватными системами поддержки решении и анализа стратегической информации. Одна из основных причин этого - отсутствие моделирования развиваемых на марще рыночных процессов и низкая информационная обеспеченность . территориального, , экономического и социального планирования и управления.
Требуется осуществление качественного скачка в информационной сфере все^ властных /структур снизу до верху, особенно на городском и региональном уровнях, где сегодня сосредоточена первооснова формируемого нового уклада экономики и хозяйствования.
Безотлагательное повышение эффективности управления и принятия решений за счет скоординированного развития интеллектуальных информационный технологий, сетей и систем, охватывающих территориально-экономическое планирование, управление и градостроительное проектирование, может стать одним из средств выхода из сложившегося положения. '
К сожалению, опыт создания указанных систем не нашел надлежащего научного обобщения. Недостаточно развиты научные основы их анализа, проектирования и эксплуатации, возможности формирования общих подходов' к построению теоретических основ автоматизации проектирования и управления городскими структурами.
В этих условиях тема диссертационного исследования, связанного с теорией и практикой развития интеллектуальных информационных технологий и систем в территориально-экономическом планировании,
градостроительном проектировании и управлении развитием городов и регионов, становится весьма актуальной как в теоретическом, так и в \ практическом аспекте.
ч-'" Связь темы диссертации с государственными п региональными научными программам». Работа выполнялась в связи с программами НИР Минприбора СССР на 1S86-1989 гг. тема "Разработка системы автоматизированного проектирования и развития региона" (САПР-Регион), программами научных исследований и разработок Челябинского облисполкома, администраций Челябинской области и г. Челябинска, концепциями и программами системной информатизации Уральского региона, Челябинской области и г.Челябинска. .
Целью диссертационной работы язляется разработка теории и
практическая реализация автоматизированного проектирования и упра
вления городов и регионов, позволяющих на основе интеллектуальных
информационных технологий, сетей и систем формировать в современных
условиях научно обоснованные стратегии развития городских структур,
совершенствовать процессы автоматизации территориального
планирования, управления к градостроительного проектирования.
Поставленная цель определила следующие основные задачи исследования:
проанализировать состояние и проблемы информатизации городских структур, процессов проектирования и создания САПР городов и регионов, систем автоматизированного управлення, а также использование электронного картографирования в городских инфраструктурах;
. - сформулировать теоретические концептуальные принципы создания информационных технологий и систем в проектировании и управлении городов и регионов, выявить информационные взаимосвязи задач планирования, проектирования и управления городскими структурами;
разработать постановку задачи формирования информационно-вычислительной системы территориального планирования, муниципального управления и хозяйства; выработать основные требования к вычислительному комплексу, техническим средствам и проблемно-ориентированным геоинформационным оболочкам;
создать модель комплексной '- автоматизации проектирования и развития городов и регионов, сформировать унифицированные требования к системам автоматизированного проектирования городских структур, видам обеспечения и др.;
разработать постановку задачи и на основе экспериментальных исследований сформировать модель оптимального развития улично-дорожной сети города во взаимосвязи с управлением движения и реконструкцией улично-дорожной сети; *
-оценить значимость, эффективность и интеллектуальность-использования информационных технологий и автоматизированных систем
проектирования и управления в развитии городов и регионов, осуществить экспериментальную реализацию и практическое внедрение положений и разработок диссертационного исследования.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе проблем и задач использовались методы математического моделирования, информационной и дискретной математики, математической теории топологии, теории вероятностей и математической статистики, исследования операций. Экспериментальные исследования включают натурные наблюдения и результаты моделирования на ЭВМ.
Научная значимость работы состоит в создании нового, комплексного подхода к проблеме автоматизации проектирования и управления городскими структурами, основанного на учете информационных взаимосвязей задач территориально-производственного, социально-экономического планирования, управления и градостроительного проектирования городов и регионов с помощью разработанных в диссертации методик и рекомендаций.
В диссертации впервые формализована оценка эффективности автоматизированных систем проектирования и управления городскими структурами как интеллектуальных систем на основе топологического анализа в многомерных пространствах.
Научная новизна диссертации обусловлена:
-
Разработкой типологии, теоретического базиса и концептуальных принципов создания . информационных, технологий и систем в проектировании и управлении городов и регионов.
-
Исследованием не рассматриваемых ранее аспектов проблемы взаимосвязи планировочных характеристик городов и регионов с показателями эффективности территориально-экономического планирования и управления. - .
-
Созданием методики проектирования систем информационной подготовки управленческих решений территориально-производственного и социально-экономического развития городов и регионов.
-
Разработкой унифицированных проектных решений автоматизированного проектирования городских структур.
-
Формированием метода развития улично-дорожной сети и управления движением транспорта на основе оригинальной модели организаций движения и анализа мероприятий по развитию планировочной структуры города.
-
Получением методики и научно экономически обоснованных рекомендаций по выбору информационных вычислительных и графических систем для различных условий и характеристик городских структур.
Обоснованность я достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются результатами использования разработанного б диссертации комплексного подхода автоматизации проектирования и управления городскими структурами, предложенных
автором методики информационной подготовки управленческих решений территориально-экономического развития городов и регионов, моделей и алгоритмов автоматизированного, проектирования городских структур, организации движения транспорта на улично-дорожной сети города в научных исследованиях, опытно-конструкторских работах и проектах систем автоматизированного проектирования, планирования и управления.
Практическое значение работы заключается в возможности повышения качества аналитической проработки проектов системной информатизации городов и регионов, информационно-вычислительных сетей и систем автоматизации проектирования и управления городских структур, базирующихся на комплексном подходе к развитию и оценке их эффективности и интеллектуальности.
Использование разработанных в диссертации моделей, алгоритмов и программ позволит сократить затраты времени проектировщиков и повысить эффективность проектных решений по развитию и реконструкции городских структур, автоматизировать наиболее трудоемкие процедуры анализа и подготовки управленческих решений по вопросам территориально-производственного и социально-экономического планирования и управления, осуществлять обоснованный выбор систем, сетей и программных комплексов в инфраструктурах городов и регионов.
Формируемые в процессе внедрения систем автоматизированного проектирования к управления городскими структурами банки данных территорий, предприятий и организаций, госимущества и частной недвижимости, жилищного фонда, сооружений, коммуникаций и др. могут использоваться как властными органами в целях оперативного управления и решения иных -аналитических задач, так и различными рыночными структурами и населением в самом широком аспекте при обеспечении санкционированного доступа к хранимой информации.
Реализация результатов работы. Научные результаты работы и практические рекомендации внедрены в нескольких десятках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, информационно-вычислительных сетях и системах администраций Челябинской области, г.Челябинска и районов, главном управлении по архитектуре и градостроительству, Челябинской областной государственной автомобильной инспекции, ГАИ г.Челябинска, санитарных эпидемиологических станциях Челябинской области и г.Челябннска, УВД г.Челябинска, областном - управлении "Челяброспечать", Челябинском областном онкологическом диспансере, управлении капитального строительства г.Челябинска, проектных институтах "Челябинскгражданпроект", "Гипро-коммундортранс" {г.Москва) и др., ВУЗах (Челябинском государственном техническом университете, Челябинском институте культуры), строительных главках (Главюжуралстрой, Главмелиоводстрой (г.Москва), Главсред-уралстрой, Главоренбургстрой), трестах и объединениях (Челябинск-гражданстрой, Востокметаллургстрой, Челябтракторстрой. Челябэнерго-
строй, Киевгорстрой-5, Кургангражданстрой, Кургакжилстрой, Кургантяж-строй, Орскжилстрой, Свердловскгражданстрой, Свердлозскжилстрой. Пинскстрой, Апатитстрой, Минскгражданстрой и т. д.), войсковых частях, предприятиях (ЧТЗ, ЧМЗАП, АМЗ и др.), организациях (Челябавтодор, Агропромдорстрой и т. д.), учреждениях (Челябинское областное агентство "Интурист", АО "Наука, техника и маркетинг в строительстве", АОЗТ "СИА" ЮУБК и др.).
Выводы и положения диссертации- использованы при разработке концепций, программ и проектов системной информатизации Уральского региона, Челябинской области и г.Челябинска.
Результаты диссертационной работы используются также в научных исследованиях и учебном процессе в Челябинском государственном техническом университете,; Челябинском научно-производственном объединении "Южуралскстема".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и получили одобрение на научно-технических конференциях Челябинского политехнического института (І974, 1975, 1976, 1977, 1979, 1982/1987. 1992), Ленинградского инженерно-строительного института ^1977), Московского инженерно-строительного института (197S, 1984), зональных семинарах Тород-транспорт-человек" (Челябинск» 1978, 1980, 1986). всесоюзных научно-технических конференциях (Москва, 1980, 1989). республиканской научно-технической конференции (Вильнюс 1980), научно-техническом семинаре "Теория и практика интегрированных САПР" (Челябинск, 1988), 17-м международном;, симпозиуме "Логическое управление и интеллектуальные информационные технологии и стратегии" (Варна, 1994), первой', региональной ...конференции "Интеллектуальные информационные технологии и стратегии в.системной информатизации Уральского региона";(Челябинск, 1994), международном конгрессе PTS-95 "Информационные процессы, технологии, системы, коммуникации и сети" (Москва, 1995), международных научных симпозиумах (Токио, 1995; Лондон. 1995;.Иокогама, 1995).
Публикации. . Осношше положения, выводы и практические результаты диссертации отражены в 40 научных работах, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, содержащего основные научные выводы и практические результаты работы, списка литературы и приложений.
