Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Анализ и математические принципы исследования системы управления жилищно-коммунальным хозяйством 11
1.1. Основные этапы развития системы жилищно-коммунального хозяйства в России: краткая историческая справка 11
1.2. Социально-экономический анализ состояния ЖКХ г. Ижевска в переходный к рыночным отношениям период 13
1.3. Моделирование операций по схеме марковских случайных процессов 26
v 1.4. Марковский процесс. Уравнения Колмогорова для вероятностей состояний 28
1.5. Поток заявок. Интенсивность потока заявок 32
1.6. Задачи теории массового обслуживания 38
1.6.1. Классификация СМО и их основные характеристики 3 8
1.6.2. Одноканальная СМО с ожиданием 41
1.6.3. Многоканальная СМО с ожиданием 44
1.7. Метод динамики средних 49
1.8. Постановка цели и задач исследований 54
Глава 2. Описание исследуемой системы 55
2.1. Некоторые аспекты разработки математической модели жизнеспособной организации 55
2.2. Оценка надежности элементов системы 61
2.3. Методология статистической обработки данных по отказам трубопроводов и их оборудования 64
2.4. Полученные результаты и выводы 71
Глава 3. Математическая модель системы жилого фонда: анализ результатов
Вероятностная модель отказов и восстановления оборудования
3.2. Расчет интенсивностей потоков X и ц по видам инженерного оборудования
3.3. Описание математической модели системы методом динамики средних
3.4. Исследование закономерности интенсивности отказов 3.5. Модель системы с учетом износа
3.6. Полученные результаты и выводы
Глава 4. Применение математической модели в решении вопросов экономики ЖКХ
4.1. Расчет характеристик эффективности работы СМО. Исследование функции средних затрат
4.2. Математическая модель распределения средств на осуществление капитального ремонта
4.3. Полученные результаты и выводы
Заключение
Литература
Приложения
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Научные работы в области экономической теории в последние несколько лет чаще всего освещают проблемы либерализации ценообразования, приватизации, стабилизации кредитно-финансовой системы, структурной перестройки, социальной политики. Реформа жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) представляется многим частной задачей местных властей, не имеющей отношения к вопросам макроэкономики. Однако сейчас совершенно очевидно, что жилищно-коммунальное хозяйство -отрасль, способная ощутимо влиять на результаты функционирования всего народного хозяйства, на успешность экономических преобразований.
Концепция реформы жилищно-коммунального хозяйства одобрена Указом Президента РФ в 1997 г. Актуальность реформы продиктована высоким уровнем бюджетных дотаций, направляемых на жилищно-коммунальное хозяйство, а также масштабами отрасли. Жилищно-коммунальное хозяйство — это треть основных фондов страны, более 40% потребляемых энергоресурсов, около четырех миллионов работников. Дотации на содержание жилищно-коммунального хозяйства составляют около 4% ВВП России. Реформа ЖКХ должна изменить не только механизм финансирования жилищно-коммунального хозяйства, но и решить серьезную макроэкономическую задачу повышения эффективности экономики страны.
Решение задач, обозначенных Концепцией реформы, осложнено тем, что формирование системы жилищно-коммунального хозяйства, как отдельного сектора городского народно-хозяйственного комплекса, осуществлялось в период функционирования планово-директивной системы хозяйствования и централизованного распределения финансовых ресурсов. Созданная в социалистический период система жилищно-коммунального хозяйства рассматривала распределение экономических благ между людьми и организациями как однородные процессы. Практически все города либо строились, либо, если были построены до того, превращались в спальные цеха при заводах. Тот же город
Ижевск, являющийся столицей Удмуртской Республики - это огромные спальные цеха при объединениях Ижмаш, Механический завод, Буммаш, Ижсталь.
Предназначение жилищно-коммунального хозяйства состояло, таким образом, в том, чтобы обеспечить максимальную концентрацию трудовых ресурсов вблизи промышленных узлов. Конечно, предпочтение при инженерно-техническом воплощении этого замысла отдавалось максимально дешевым проектам, поскольку обеспечить жильем необходимо было огромное количество рабочей силы, перемещаемой из деревни в город. Отсюда - остаточный принцип финансирования жилищного строительства, однотипность многоэтажной жилой застройки, неэкологичность жилья.
Производные элементы городского хозяйства (устройство производственного комплекса жилищно-коммунального хозяйства, принципы планирования обслуживания и ремонта инженерной инфраструктуры, качество содержания жилья) — также были реализованы в соответствии с этим назначением города.
В 1990 году у Муниципалитета было около 3 млн.м2, а у крупных промышленных предприятий - 6 млн.м2. Таким образом, одной из задач промышленных предприятий было поддержание жилищного фонда на минимально пригодном уровне. В то время ни о каких инвестиционных вложениях в ЖКХ никто не задумывался, так как ведомственные обслуживающие организации, находящиеся за территорией завода, имели минимальный уровень обеспечения производственными фондами и техникой, и в случае крупных капитальных работ или аварийной ситуации активно использовали производственные мощности заводов. Однако после озвучивания процесса передачи ведомственного жилого фонда на баланс муниципалитета промышленные предприятия практически прекратили вкладывать финансовые ресурсы в свой жилой фонд, таким образом усугубив ситуацию, когда темпы износа основных фондов превосходят темпы обновления, ведь за последние 10 лет износ основных фондов коммунальных предприятий возрос в 1,7 раза (износ основных фондов жилищно коммунального хозяйства составляет 50-60%, при этом по ряду наиболее существенных направлений достигает 70-85%). Аварийность при сохранении таких темпов будет стремительно возрастать.
Причина такого состояния жилищного фонда заключается в отсутствии финансовых ресурсов для проведения капитальных работ. А так как бюджет фактически финансировал до 2000 года в среднем менее 30% от общего объема выполненных работ по капитальному ремонту, то такое положение дел и привело к проблемам в ЖКХ города. На сегодняшний день муниципалитет принял на свое обслуживание от промышленных предприятий практически все жилье, которое, в свою очередь, находится на грани аварийной ситуации.
Общая площадь ветхого жилого фонда увеличилась с 8 тыс. кв. м. в начале 90-х годов до 65 тыс. кв. м. на начало 2001 г. Попытки решить проблемы ветшания жилья за счет бюджетного финансирования бесперспективны — это понятно уже и официальным лицам. По оценке специалистов, сумма «утра-ченного амортизационного фонда» для 11,5 млн. м жилищного фонда Ижевска составляет 1,5 млрд. руб. При сегодняшних темпах бюджетных инвестиций, на восстановление жилищного фонда потребуется 15-20 лет. А к этому времени в категорию ветхого можно будет отнести треть всего жилищного фонда города. Поэтому, в данной ситуации, перед работниками жилищно-коммунального хозяйства стоит задача не только проанализировать состояние жилого фонда на сегодняшний день, но и составить прогноз данного состояния в динамике, а так же в свете недофинансирования ЖКХ возникает проблема определения приоритетности при выборе объектов в процессе планирования капитального ремонта, так как около 80% жилого фонда города требуют капитального ремонта, а есть и такие дома, которые дешевле снести и на их месте построить новые.
Учитывая сказанное, важное значение имеют разработка и использование математических моделей экономического состояния системы жилищного фонда г. Ижевска, что и определяет актуальность темы исследования.
Объектом исследования являются вероятностные (стохастические) процессы, протекающие внутри системы обслуживания жилого фонда столицы Удмуртской Республики г. Ижевска.
Предметом исследования являются экономико-математические модели, характеризующие состояние системы городского жилищного фонда,
Цель работы - проведение комплексных научно-обоснованных исследований, направленных на создание математических и инструментальных средств для моделирования и прогнозирования экономического состояния системы городского жилого фонда, что внесет существенный вклад в решение задачи оптимизации управления ресурсами в сфере ЖКХ.
Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:
- изучить текущую ситуацию, сложившуюся в ЖКХ г. Ижевска, а также проанализировать причины, которые повлияли на кризисное положение данной отрасли;
- проанализировать систему жилого фонда с точки зрения ее надежности и эффективности обслуживания;
- разработать математическую модель системы массового обслуживания жилого фонда и на ее основе проанализировать эффективность работы данной системы;
- вывести функцию зависимости интенсивности отказов системы жилого фонда от износа различных видов инженерного оборудования;
- разработать математическую модель, описывающую состояние системы жилого фонда в любой момент времени, с помощью которой можно осуществить процесс оптимизации планирования капитального ремонта городского жилого фонда.
Теоретической и методологической основой исследования являются труды многих известных отечественных и зарубежных ученых. Широкую известность получили работы Л.В. Канторовича, Т. Кумпаса, А.Дж. Вильсона, К.
Шеннона, М. Алле, Х.Н. Гизатуллина, Ю.Н. Черемных, В.Н. Лившица, В.В. Ивантера, В.Л. Макарова, Д.С. Львова, Л.И. Абалкина, А.И. Татаркина и некоторых других.
В диссертации применяются следующие методы исследования: аппарат исследования операций, теория марковских процессов, теория систем массового обслуживания, теория вероятностей и математическая статистика, компьютерное моделирование и методы оптимизации.
Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена эмпирическими данными, использованием критерия Пирсона проверки гипотез, а так же большим объемом экспериментального материала и адекватностью полученных результатов.
Научная новизна диссертации заключается в следующих положениях, выносимых на защиту:
- обоснована целесообразность осуществления математического моделирования экономического состояния системы городского жилого фонда на основе метода динамики средних;
- разработана пятиуровневая модель организации, обслуживающей жилой фонд города;
- построена математическая модель системы жилого фонда на основе классификации и оценки надежности с учетом износа по видам инженерного оборудования;
- предложена методика определения приоритетности в планировании и прогнозировании работ по капитальному ремонту жилого фонда на основе оптимизационной модели распределения ресурсов в сфере ЖКХ.
Практическое значение и реализация результатов исследования. Практическая значимость заключается в разработке положений и рекомендаций как методического, так и практического характера, направленных на выявление резервов и повышение эффективности функционирования системы городского жилого фонда. Практическое значение диссертации состоит также в том,
что данные в ней теоретико-методологические и методические решения могут быть использованы для создания и разработки учебных материалов, необходи- у мых в процессе подготовки специалистов экономического профиля.
Материалы диссертационного исследования могут быть использованы в процессе обучения студентов специальности 0618 «Математические методы в экономике» по дисциплинам «Теория оптимального управления», «Микроэкономическая статистика» и др.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования обсуждались и получили одобрение на 32-ой Научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 2000); 3-ей Международной конференции ИжГТУ(Ижевск, 2001); The 5th International congress on mathematical modelling (Dubna, 2002); X Международной научно-технической конференции «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании» (Пенза, 2002).
Публикации. Результаты работы отражены в 8 научных трудах: 3 стать- 1 ях в научно-теоретических журналах, 2 депонированных рукописях (объемом
38 и 31 страниц), 2 публикаций в трудах международных конференций и 1 те-зисе доклада на научно-технической конференции.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертация содержит введение, четыре главы, заключение изложенные на 142 с. машинописного текста. В работу включены 45 рис., 38 табл., список литературы из 108 наименований и пять приложений.
Решению поставленных задач подчинена логика исследования и структу- ра работы.
Во введении, наряду с обоснованием актуальности темы диссертации, определяются предмет и объект исследования, цель и задачи работы, дается ха ,# рактеристика научной новизны и практической значимости диссертационной работы, раскрывается методология и методика проведенного научного исследования.
В первой главе проведен краткий анализ социально-экономического состояния жилищно-коммунального хозяйства г. Ижевска. Описано возникновение жилищно-коммунального хозяйства как такового. Сформулированы основные проблемы данной отрасли и причины их возникновения. Описаны основные понятия и принципы исследования операций. Здесь же рассматриваются методы и закономерности, с помощью которых осуществлялось исследование и описание системы жилого фонда. Так же в данной главе определены принципы построения математической модели системы массового обслуживания.
Во второй главе охарактеризованы качественные свойства, которыми обладает изучаемая система жилого фонда, а также методы, с помощью которых изучаются и математически описываются данные свойства.
Процесс разработки математической модели системы жилого фонда описан в третьей главе, а так же с помощью описанных во второй главе методов произведены расчеты основных показателей системы исследуемого участка жилого фонда, а также приведен анализ результатов.
В четвертой главе описано применение разработанных математических моделей в решении проблем жилищно-коммунального хозяйства, в том числе проведен анализ эффективности работы организации, обслуживающей исследуемый жилой фонд, и решена задача планирования работ капитального характера не на основе принципу очередности (как это делается в настоящее время), а на основе принципа оптимальности.
