Содержание к диссертации
Введение
1. Вопросы моделирования устойчивого развития . 10
1.1. Объект и предмет исследования 10
1.2. Обзор литературы по математическим методам и моделям энергетики и устойчивого развития 12
1.2.1. Понятие устойчивого развития и некоторые подходы к решению задачи его обеспечения 12
1.2.2. Обзор концепций моделирования управления топливно-энергетическим комплексом страны. 16
1.2.3. Модели межотраслевого баланса 43
1.2.4. Формальный учет критериальной неопределенности для обеспечения устойчивости 59
1.2.5. Выводы по результатам обзора литературы 68
1.3. Обоснование выбора математических моделей и методов решения задачи устойчивого развития 70
1.3.1. Энергетический аспект устойчивого развития 70
1.3.2. Постановка задачи влияния энергетических факторов на устойчивое развитие 73
1.3.3. Характеристика применяемых моделей, методов и их место в иерархии моделей управления ТЭК. 74
2. Построение модели энергетических факторов устойчивого развития для системы регионов 80
2.1. Система показателей экономического состояния регионов 80
2.2. Построение модели 81
2.2.1. Исходные положения для построения модели 81
2.2.2. Блок межотраслевого материально-энергетического баланса региона 86
2.2.3. Блок межотраслевого баланса полных финансовых затрат региона 90
2.2.4. Блок межотраслевого баланса полных энергетических затрат региона 91
2.2.5. Блок межрегионального материально-энергетического баланса отрасли 94
2.2.6. Использование структуры модели для нахождения области устойчивости системы регионов 97
3. Исследование модели энергетических факторов устойчивого развития 98
3.1. Подход к исследованию модели 98
3.2. Задача поиска устойчивых решений 100
3.2.1. Преобразование модели к унифицированной 100
3.2.2. Постановка задачи поиска устойчивых решений 106
3.3. Методика поиска равновесного решения в модели энергетических факторов устойчивого развития 112
3.3.1. Определение коэффициентов межотраслевого и межрегионального балансов, обеспечивающих устойчивость 112
3.3.2. Оптимальная корректировка баланса с помощью метода поиска равновесных решений по разработанной модели 115
3.3.3. Определение допустимых областей переменных. 123
3.3.4. Связь целей и функций-индикаторов субъектов при определении устойчивых решений 127
3.3.5. Особенности методики поиска равновесных решений по разработанной модели 128
3.3.6. Срок и объекты применения алгоритма поиска устойчивых решений с учетом рыночных аспектов и эффективности отраслей 132
4. Апробация модели энергетических факторов устойчивого развития для территориального объекта -части сибирского федерального округа 136
4.1. Описание объекта как совокупности регионов и их отраслей 136
4.2. Анализ результатов расчетного примера 147
4.2.1. Межотраслевые и межрегиональные связи 147
4.2.2. Учет влияния прочих отраслей и регионов 152
4.2.3. Устойчивые решения и сравнение их с фактическими данными 153
4.2.4. Практические рекомендации по результатам расчетов применительно к территориальному объекту . 166
4.2.5. Соответствие результатов работы алгоритма целям исследования с учетом влияния способа агрегирования на расчеты. 167
4.3. Энергетические аспекты применения разработанных модели и алгоритма 170
4.3.1. Особенности использования модели в энергетике 170
4.3.2. Возможности модели для анализа и планирования в энергетике 172
4.3.3. Значение модели как основы всестороннего отображения энергетических процессов 174
Заключение 175
Литература 179
Приложения.. 189
- Обзор литературы по математическим методам и моделям энергетики и устойчивого развития
- Блок межотраслевого материально-энергетического баланса региона
- Методика поиска равновесного решения в модели энергетических факторов устойчивого развития
- Практические рекомендации по результатам расчетов применительно к территориальному объекту
Введение к работе
Актуальность темы. Согласно концепции устойчивого развития, разработанной Римским клубом, для страны или региона в длительной перспективе должно быть обеспечено воспроизводство трех основных видов ресурсов — природных, индустриальных и людских. Особенности многих, регионов страны - энергоемкая промышленность, транспортные и бытовые издержки, обусловленные расстояниями и климатом - делают важнейшим условием воспроизводства индустриальных и людских ресурсов обеспечение положительного топливно-энергетического баланса. В условиях рыночной экономики регион должен зарабатывать достаточные средства на приобретение топливно-энергетических ресурсов. Однако переходный характер экономики страны и неотлаженность экономических механизмов фактически привели к нарушению указанных условий в ряде регионов Сибири и Дальнего Востока. Дефицитность региональных экономик, обусловленная указанными причинами, должна быть уменьшена органами государственного и регионального управления путем реализации перераспределительных процессов.
Исследованная нами литература по моделям управления топливно-энергетическим комплексом (ТЭК) не отражает в постановках задач учета новых реалий, прежде всего его децентрализации и неопределенности, проистекающей вследствие независимости субъектов рыночных отношений в рамках ТЭК. В литературе отсутствуют требования соблюдения, наряду с финансовым, также энергетического баланса, обеспечивающего физические условия существования регионов в суровых климатических условиях.
В связи с этим возникает актуальная проблема определения условий сбалансированности материально-энергетических балансов самостоятельно хозяйствующих регионов, обеспечивающих их устойчивое существование и развитие на длительный период и призванных служить ориентирами для государственного и регионального управления.
Цель и задачи работы. Цель выполнения диссертационного исследования состоит в математическом моделировании влияния энергетических факторов на устойчивое развитие регионов для определения его энергетических условий и необходимых для этого управляющих воздействий. Для этого решаются следующие задачи:
Построение межрегиональной межотраслевой модели энергетических факторов устойчивого развития для системы регионов (территориального объекта).
Разработка методов исследования модели для поиска значений параметров управления для системы регионов, обеспечивающих ее устойчивое функционирование и развитие.
Проведение экспериментальных расчетов для иллюстрации работоспособности и практической значимости разработанных методов.
Объектом исследования является совокупность регионов,
рассматриваемая как сложная социально-экономическая и
народнохозяйственная система.
Предмет исследования — условия устойчивого развития системы регионов.
Методы исследований. Методологическую основу диссертационной работы образуют системный подход, концепция устойчивого развития, методы моделирования и анализа межотраслевых балансов территорий, а также балансов межрегиональных связей, методы управления ТЭК, теория игр, модели совместного функционирования, современные методы создания программных систем.
Методам моделирования межотраслевых и межрегиональных балансов посвящены труды А.Г.Аганбегяна, А.ГХранберга, В.В.Кулешова, В.В.Леонтьева, В.Л.Макарова, В.И.Суслова, СА.Суспицына и др.
Методы системного подхода в энергетике разработаны в трудах Л.С.Беляева, Н.И.Воропая, А.А.Макарова, Л.А.Мелентьева, Б.Г.Санеева, В.И.Зоркальцева, Н.И.Суслова и других авторов.
6 Научная новизна.
Научная новизна работы состоит в следующем.
Построена межотраслевая межрегиональная модель энергетических факторов устойчивого развития, полученная модификацией модели межотраслевого баланса Леонтьева. Модель содержит однородные блоки, что отражает аналогичность природы описываемых потоков - материальных, финансовых и энергетических, и имеет для каждого блока однородные условия устойчивости, формализующие принципы устойчивого развития, принятые «Римским клубом». Наряду с балансом денежных затрат применен дополняющий его баланс полных энергетических затрат.
Для нахождения наборов значений переменных модели, соответствующих состоянию устойчивости - устойчивых решений -разработан итерационный алгоритм поиска равновесных решений, отвечающих условиям устойчивости, с использованием функций-индикаторов для взаимозависимых систем совместного функционирования, чьи субъекты представлены отраслями и региональными структурами. Алгоритм является пошаговым и каждый шаг состоит из этапов, однородных по форме и содержанию.
Определены условия существования устойчивых решений, что было произведено на основе анализа матриц коэффициентов межотраслевого и межрегионального энергетического и других обменов (матриц технологических коэффициентов, коэффициентов обеспечения ввоза, распределения вывоза, распределения импорта), а также матриц коэффициентов региональных госзакупок и федеральных поставок.
Предложен метод нахождения допустимых областей для значений параметров системы регионов в виде теоретико-множественных пересечений областей, в частности финансовых и энергетических.
Разработана технология использования методики поиска устойчивых решений и трактовки ее результатов не директивного, а индикативного характера, что соответствует рыночной идеологии.
Основные положения, выносимые на защиту, заключаются в следующем.
1. Применение для моделирования влияния энергетических факторов
на устойчивое развитие регионов баланса полных энергетических затрат,
дополняющего и детализирующего материально-энергетический баланс, а
также баланс полных финансовых затрат, и позволяющего прямо, а не
косвенно получить информацию об условиях воспроизводства, жизненно
важных энергетических характеристик регионов.
2. Содержание и структура модели энергетических факторов
устойчивого развития.
Развитие математических методов нахождения условий устойчивого развития.
Методы поиска наборов значений переменных, соответствующих устойчивым состояниям.
Программное обеспечение.
Результаты (выявленные закономерности).
Практическая ценность. Основные результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы экономическими управлениями регионов, координирующими советами региональных объединений, например Ассоциации «Сибирское Соглашение», управляющими органами федеральных округов и ведомствами правительства РФ для выработки индикативных планов развития, направленных на установление оптимальной структуры производства и распределения продукции ТЭК и энергоемких отраслей, межрегиональных отношений с рядом вьщеленных регионов и внешнеэкономической деятельности, обеспечивающей устойчивое развитие. Также возможно индикативное планирование ряда характеристик, соответствующих данной структуре — объема выпуска, ввоза, вывоза, импорта продукции ТЭК и ряда других отраслей региона, а также дисбалансов различных ресурсов на внутри- и межрегиональном уровне.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии. ИСТ-2000» (Новосибирск, 2000 г.), на конференции молодых ученых «Региональная экономика России» (Москва, 2000 г.), на международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии: достижения, проблемы, перспективы: Междунар. форум» (Новосибирск, 2003), научных семинарах, проводимых на кафедре систем управления и экономики энергетики Новосибирского государственного технического университета.
Результаты работы использовались при выполнении работ по проекту «Разработка экономико-экономического инструментария для управления ресурсами региона с целью обеспечения его устойчивого развития и энергетической безопасности» программы Минобразования РФ «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала».
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 работах общим объемом 3,5 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем 232 страницы. Основной текст диссертации изложен на 188 страницах, включает 10 рисунков, 45 таблиц. Список литературы содержит 85 наименований.
В первой главе сформулированы основные принципы устойчивого развития регионов и выявлены проблемы и задачи, которые приоритетно должны решаться в настоящее время.. Тем самым определяются объект исследования и содержательная постановка решаемой задачи. Далее следует обзор научной литературы по данной проблематике с целью выбора математического инструментария, подходящего для решения поставленных задач. Затем на базе сформулированной содержательной постановки задач и освоения методов математического моделирования аналогичных задач фиксируется предмет исследования, то есть производится обоснование
выбора конкретных математических методов и моделей решения задачи определения влияния энергетических факторов устойчивого развития системы регионов.
Во второй главе предлагается модель энергетических факторов устойчивого развития для системы регионов. Вначале формулируется система показателей и индикаторов социально-экономического состояния регионов, используемая в моделях. Затем приводится общая структура модели, описываются ее основные блоки и используемые соотношения. Это - модель межрегиональных и межотраслевых энергетических связей системы регионов, цель которой — определение критических значений основных параметров системы, при которых она оказывается под угрозой (определение границ устойчивости развития), а также множества вариантов наборов решений, обеспечивающих попадание системы в область устойчивости.
Третья глава посвящена разработке методов нахождения условий устойчивого развития и наборов значений переменных модели, соответствующих состоянию устойчивости для сформулированной во второй главе модели энергетических факторов устойчивого развития системы регионов.
В четвертой главе приведено описание расчетного примера, демонстрирующего применение теоретической модели и методов ее решения к конкретному территориально-отраслевому объекту — определенному набору регионов Сибири. Также приведены результаты расчетного примера, иллюстрирующего возможности разработанных модели и методов, и анализ данных результатов.
В Заключении излагаются основные результаты диссертационной работы.
Обзор литературы по математическим методам и моделям энергетики и устойчивого развития
Концепция устойчивого развития, сформулированная Римским Клубом и окончательно оформившаяся после двух конференций ООН по устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро (1992 г.) и в Киото (1997 г.), состоит в обеспечении для любой страны или региона на долгосрочный период воспроизводства природных, индустриальных и людских ресурсов.
Принципы, определяющие понятие «устойчивое развитие» есть [1]: признание приоритета социальных факторов; признание неразрывности процессов развития и сохранения природы; признание интересов будущих поколений людей; обеспечение социальной справедливости внутри и между странами; признание ответственности стран за развитие и охрану природы.
Участники «Римского клуба» [2] определяли устойчивое развитие как достижение макропараметрами стран определенного уровня и стабилизации на нем в течение длительного времени. То есть, для населения обеспечивается определенный уровень потребления, не увеличивающийся со временем в целях сохранения запасов ресурсов. Выполненные «Римским клубом» расчеты показали, что устойчивое развитие обеспечивается балансами рождаемости и смертности — воспроизводством человеческих ресурсов, инвестиций капитала и его амортизацией — воспроизводством индустриальных ресурсов, а также внедрением технического прогресса для экономного использования сырья — воспроизводством природных ресурсов.
В [3] приводится модель, описывающая мировую систему и ряд возможностей ее поведения. Структура системы основана на пяти уровнях: население; капиталовложения; природные ресурсы; часть фондов, вкладываемых с сельское хозяйство; загрязнение.
Каждый из этих уровней является основой переменной в подсистемах мировой модели. В каждой подсистеме используются петли обратных связей, одни из которых обеспечивают рост, а другие являются «петлями отрицательных обратных связей», обеспечивающие стремление к равновесию. Модель отражает экспоненциальный рост характеристик системы и его последствия, а также возможность его стабилизации на определенном уровне, препятствующего процессам роста.
Особое значение имеет для моделирование устойчивого развития исчерпаемость энергоресурсов и возможность их замещения [4]. В силу роста запасов энергоресурсов в мире, опережающего рост потребления возникла иллюзия неограниченности ресурсов. Такая ситуация не может продолжаться долго, что вызвало к жизни работы Римского клуба по устойчивому развитию, касавшихся воспроизводства природных, в основном энергетических ресурсов для достижения устойчивого развития.
Общая постановка задачи экономического роста при истощающихся ресурсах выглядит следующим образом. Рассматривается ряд моментов времени. Предполагается, что за этот период объем потребления некоторого истощающего ресурса не должен превысить определенного уровня. Требуется наилучшим образом распределить потребление между этими моментами времени. Эта постановка задачи иллюстрирует принцип равновесия поколений. Согласно ему, ни одно поколение не должно жить за счет других поколений: предыдущих или последующих.
В [5] поднимаются проблемы, с которыми столкнется мир в двадцать первом веке. Сделаны выводы, что основные проблемы, мешающие устойчивому развитию, будут связаны со странами третьего мира. Для преодоления их отставания предлагается: ограничить численность населения стран третьего мира; установить новый мировой экономический порядок; устранить все формы неравноправия народов мира; утвердить систему общественных отношений, позволяющую решить глобальные проблемы.
В [6] рассматриваются различия мировых «Севера» и «Юга», касающиеся характеристик их развития. Цель устойчивого развития формулировалась как достижение благосостояния для всех граждан мира. Основа предложений по достижению этой цели составляют рекомендации по сбалансированности потребления ресурсов - странами «Юга» должно потребляться больше ресурсов, а странами «Севера» соответственно меньше.
Наиболее общий метод постановки проблем долгосрочной хозяйственной политики равновесного и устойчивого развития в [7] заключается в максимизации общего благосостояния в течение длительного времени. Уровень благосостояния зависит от ряда экономических переменных. Среди них выделяется потребление; но на уровень благосостояния также влияют распределение фондов потребления по районам и группам населения и переменные, подобные занятости и др. Данная проблема достаточно сложна, и нуждается в упрощении.
Один из методов упрощения проблемы заключается в расчленения ее на последовательно решаемые шаги. Сначала формулируется макроэкономическая задача, рассматривающая специфические трудности распределения во времени; затем находится решение самой проблемы. То есть, задача планирования рассматривается как ряд последовательных стадий, относящихся к распределению инвестиций между отраслями за год.
Исходя из принципов общей теории систем, согласно которым их свойства рассматриваются с точки зрения «входа», «структуры» и «выхода» («поведения»), классификация различных видов устойчивости может быть проведена следующим образом.
Ресурсная устойчивость (по входу) — воспроизводство расходуемых ресурсов системы на уровне, достаточном для ее функционирования в нормальном (штатном) режиме. Ресурсную устойчивость можно подразделить, в свою очередь, на: статическую ресурсную устойчивость - наличие в системе запаса ресурсов, достаточного для ее функционирования в нормальном режиме; динамическую ресурсную устойчивость — наличие входного потока ресурсов, обеспечивающих: неубывание выше указанного запаса (в противном случае рано или поздно нарушится статическая ресурсная устойчивость).
Блок межотраслевого материально-энергетического баланса региона
Для определения объема закупок продукции отрасли для нужд региона используется один и тот же коэффициент Ьц для региональной и внерегиональной продукции, то есть продукции, произведенной в регионе, не отдается предпочтения.
Величина отраслевых запасов г,- формируется из двух компонент - г,- и Sj . Компонента г,- определяет объем поставок отраслям, которые не отражены в модели. Эта компонента отрицательна и уменьшает правую часть блока межотраслевого материально-энергетического баланса. Компонента Si есть величина начальных отраслевых запасов. Она, в свою очередь, может быть разделена на две составляющие. Рассмотрим их для электроэнергетики.
Электроэнергия не является складируемой, однако роль начальных отраслевых запасов могут играть резервные генерирующие мощности, которыми располагает отрасль. Зная их установленную мощность, а также среднее число часов использования максимумов нагрузки в течение срока планирования, можно определить первую составляющую компоненты начальных отраслевых запасов — составляющую генерирующих мощностей. Вторая составляющая определяется как число часов использования максимумов нагрузки, связанное с погрешностью их поиска для определения первой. Эта составляющая — составляющая погрешности расчетов — может быть как положительной, так и отрицательной.
В модели реализован принцип аналогичности представления отраслевых запасов в энергетике их представлению во всех остальных отраслях. Отличие состоит в том, что аналогом резервных генерирующих мощностей являются неиспользуемые производственные мощности предприятий отраслей. Для использования этих мощностей производится оценка общей продолжительности их использования для удовлетворения повышенного спроса, в результате чего получается первая составляющая компоненты начальных отраслевых запасов — составляющая неиспользуемых мощностей. Оставшейся составляющей является объем запасов готовой продукции предприятий отраслей — составляющая готовой продукции.
Обе составляющие компоненты начальных отраслевых запасов в электроэнергетике и остальных отраслях подобны. Они обуславливаются одинаковыми вероятностными и, статистическими характеристиками, вызванными вероятностью изменения спроса на продукцию отраслей..
Отметим, что в электроэнергетике составляющая погрешности расчетов очевидно незначительна по-сравнению с составляющей генерирующих мощностей. В неэнергетических отраслях по-сравнению с составляющей неиспользуемых мощностей соответственно составляющая готовой продукции незначительна. Это происходит вследствие того, что этот показатель должен подчиняться принципам логистики, согласно которым держать большие запасы готовой продукции на складах нерационально.
Исходя из выше изложенного, можно сделать следующие выводы: - природа компонент начальных отраслевых запасов для электроэнергетики и всех остальных отраслей аналогична; — в компонентах начальных отраслевых запасов в производстве как энергии, так и неэнергетических товаров составляющие, связанные с генерирующими и производственными мощностями, превалируют, определяя тем самым сущность данной компоненты отраслевых запасов.
Суммируя приведенные выводы, заключаем, что характер отраслевых запасов, свойственный электроэнергетике и определяемый главным образом через резервные мощности, можно обобщить также и на структуру отраслевых запасов всех остальных отраслей. Таким образом, процессы производства и распределения продукции неэнергетических отраслей, зависящие от отраслевых запасов, в определенной мере уподобляются соответствующим процессам в отрасли электроэнергетики.
Имеется еще одно свойство, заключающееся в конструктивных особенностях блока межотраслевого материально-энергетического баланса. Они состоят в наличии в уравнениях блока элементов, которые, будучи применимы для описания процессов любой отрасли, наиболее адекватны для отражения выпуска и потребления в отраслях ТЭК, и в частности, в электроэнергетической отрасли. К этим элементам относятся переменные ввоза и вывоза, а также коэффициенты обеспечения вывоза. Все эти характеристики отражают процессы ввоза-вывоза продукции для удовлетворения отраслей и домашних хозяйств региона (ввоз, коэффициенты обеспечения вывоза) и других регионов (вывоз). Хотя региональный обмен продукции так или иначе свойственен всем отраслям, в наибольшей степени он используется в отраслях ТЭК, в силу неравномерности распределения источников и потребителей ТЭР. Поэтому в уравнениях блока этот процесс детально отражается, в частности путем введения матрицы коэффициентов обеспечения вывоза. При этом, такое описание действий отраслей по ввозу-вывозу применимо и к моделированию подобной деятельности остальных отраслей. Все эти свойства данного блока модели — специфическое представление запасов и процессов ввоза-вывоза, наряду с составом отраслей, определяемым тесной связью между электроэнергетикой и остальными отраслями, определили его характер как блока межотраслевого материально-энергетического баланса.
Методика поиска равновесного решения в модели энергетических факторов устойчивого развития
Значения коэффициентов функций (3.18) и (3.19), обеспечивающих устойчивость, должны соответствовать условиям, налагаемым на частные производные функций-индикаторов щ и щ для сходимости процессов поиска равновесных точек. Эти условия были определены в главе 1. Выберем условие для сходимости и конкретизируем его для этих функций. Проведем анализ сходимости для щ (3.18), то есть для комбинированной переменной (JC/, х,- ) на первом и втором этапах. Сходимость на первом этапе обеспечивается применением функций (3.20). В качестве условия, обеспечивающего возможность поиска, принимается При этом выбор данного условия сходимости продиктован тем, что межотраслевые коэффициенты в одном столбце при использовании их в системе уравнений межотраслевого баланса (блока межотраслевого материально-энергетического баланса нашей модели) а , зг/ — , пг умножаются на одну и ту же переменную — х» что делает доминирование в данном случае более наглядным в смысле единства масштаба. Для первого этапа, учитывая вид целевых показателей отраслей (3.20), введем коэффициенты 2у по следующей формуле Учитывая вид функции-индикатора (3.24), имеем условие (3.26) в виде поскольку цели /-ых субъектов у І = const, то откуда, используя (3.20), получаем
Поскольку аи есть положительные коэффициенты, то далее имеем: Умножая последнее неравенство на - 1 и перейдем к Яу- по формуле (3.27): Условие (3.26), при котором процессы поиска равновесных точек в модели совместного функционирования Малишевского сходятся, будем в дальнейшем называть условием диагонального доминирования для матриц частных производных функций-индикаторов элементов данной модели. Это условие соответствует диагональному доминированию по столбцам матриц частных производных. В нашей работе диагональное доминирование по столбцам матриц межотраслевых коэффициентов будут условием существования устойчивых решений, и на практике имеет смысл уменьшения зависимости каждого субъекта от поставок из других субъектов - диагональное доминирование по столбцам. Преобразуем данное условие, ослабив ограничение в неравенстве (3.30) путем замены строгого неравенства на нестрогое, и поставив в правой части некоторую достаточно малую величину є/ 0. Находя решение этой задачи с правой частью є/, отличной от нуля, получаем решение, удовлетворяющее (3.30). Сформулируем задачу обеспечения условия диагонального доминирования (3.26), которая для каждого / будет иметь следующий вид: где ар и Qji — границы доверительных интервалов для коэффициентов ду,- . В случае несовместности задачи мы изменяем первоначальные L R ограничения кц и кц на кц. Таким образом, решение данной задачи позволяет формировать диапазон значений кц. В результате этой процедуры получаются матрица технологических коэффициентов А ={а }п_ п и диагональная матрица Н ={кі/}ПуП. Итоговой же является диагонально доминированная матрица А =[А -Н ]={ау ) удовлетворяющая условиям:
Существует много методов оптимального выбора уменьшения диагональных и внедиагональных элементов матрицы А0, но в силу качественного характера моделируемых процессов, а также возможности наличия достаточно узких доверительных интервалов, эти методы в данной работе не используются. Для функций (3.21), то есть для второго этапа поиска равновесной точки в области определения комбинированных переменных (х,-, х,-), процедура обеспечения устойчивости совпадает, с тем отличием, что в качестве частных производных выступают элементы матрицы г Далее проведем анализ сходимости для щ (3.19), то есть для комбинированной переменной (z , zjt) на третьем и четвертом этапах. Рассмотрим обеспечение- сходимости" на третьем этапе. Это означает использование функций вида (3.22). Условие сходимости для данного случая аналогично первому и второму этапам, с теми особенностями, которые обуславливаются структурой матрицы Q = [Q —Н ] = {дм }п,п и ее отличием от матриц А = {ау }п,пи G = {gjj }п,п Сами значения коэффициентов q \ могут быть как положительными, так и отрицательными, поскольку они являются коэффициентами межрегиональных поставок, исключающих встречные перевозки. Поэтому коэффициенты qki, в отличие от aij , определяются следующим образом:
Значения коэффициентов ды могут быть как больше, так и меньше нуля, поэтому, после раскрытия условия (3.26), в отличие от первого этапа, выражение, аналогичное (3.28), принимает для третьего этапа вид
Практические рекомендации по результатам расчетов применительно к территориальному объекту
При определении границ общей финансово-энергетической области на весь период долговременного планирования используется пересечение финансово-энергетических областей устойчивости для всех периодов краткосрочного планирования, составляющих время долгосрочного. Увеличение длительности долгосрочного планирования или уменьшение включаемых в него периодов краткосрочного планирования, а также совмещение этих процессов, уменьшают общую финансово-энергетическую область и теоретически сводится в точку либо в точку с небольшой окрестностью. В этом случае обеспечение устойчивости в части воспроизводства индустриальных и природных ресурсов - соответственно путем попадания невязок баланса полных финансовых и энергетических затрат отраслей — может свестись к задаче оптимизации и эффективности использования финансовых и энергетических потоков для каждой отрасли.
Что касается оптимальности и эффективности всей системы в течении долгосрочного планирования, то она означает финансовую и энергетическую оптимальность и эффективность каждого регионов, входящего в систему, что в свою очередь, означает коллективную финансовую и энергетическую оптимальность и эффективность отраслями региона. Это может достигается одновременным достижением этого состояния всеми отраслями уже указывавшимся выше способом. При этом достаточным критерием этой оптимальности и эффективности может служить равенство суммы текущих значений невязок балансов полных финансовых и энергетических затрат отраслей сумме оптимальных значений Однако, возможна ситуация, когда не все отрасли могут достичь максимального и эффективного значения своих невязок. Тогда другие отрасли, заведомо превышающие оптимальные и эффективные значения их невязок, могут, путем перераспределения своих финансовых и энергетических ресурсов, обеспечить выполнение ранее приведенного критерия коллективной оптимальности и эффективности отраслей региона, который, в отличие от предыдущего случая, становится необходимым критерием.
Объекты применения предлагаемой методики могут быть весьма различными. Классификация этих объектов, в смысле применимости к ним разработанного алгоритма, исходит из характера их как некоторого набора регионов, частным случаем которого является объект, включающий в себя все регионы той или иной страны. Такие территориальные объекты различаются наличием различных ресурсов, благодаря которым за счет энергетических факторов обеспечивается выполнение условий устойчивости для данных объектов. По этому признаку территориальные объекты могут быть разделены на системы регионов, имеющие: как энергетические, так и материальные ресурсы; только энергетические ресурсы; только материальные ресурсы; недостаток ресурсов обоих видов.
Территориальные объекты, имеющие ресурсы обоих типов, обеспечивают их воспроизводство естественным образом, путем межрегионального обмена, при условии финансовой и энергетической эффективности этих процессов. Это наиболее общий случай, который наиболее подробно рассматривается в работе.
К объектам, в которых отсутствуют ресурсы одного из типов, относятся территории преимущественно промышленной или сырьевой направленности, если же отсутствуют ресурсы обоих типов, это означает, что в данной территории есть ресурсы, которые лишь частично удовлетворяют его собственные потребности, но воспроизводство главных материальных энергетических ресурсов обеспечивается с большим трудом. Для всех этих объектов разработанная методика предусматривает удовлетворение потребности в тех или иных ресурсах за счет импорта, который, в более широком смысле, может рассматриваться как некоторый внешний источник ресурсов, включающий в себя как поставки по импорту, так и поставки из других, не включенных в объект регионов. При этом по-прежнему должно выполняться требование финансовой и энергетической эффективности, что налагает ограничения на значения характеристик системы регионов, обеспечивающей устойчивость для нее. Однако в случае отсутствия достаточного объема материальных и энергетических ресурсов, достаточно сложно удовлетворять требованиям финансовой и энергетической эффективности, что с формальной точки зрения означает, что при ограничениях на характеристики системы, следующих из этих требований, получить устойчивые решения невозможно. В рамках предлагаемой методологии, преодолеть эту ситуацию можно, изменив ряд как изменяемых отраслевых параметров, так и параметров, являвшихся постоянными. В качестве примера первых можно привести коэффициенты налоговых отчислений и экономии электроэнергии, а вторых - объемы финансовых ресурсов и энергетических резервов. На практике это означает, что модель предусматривает необходимое для достижения устойчивости изменение налоговой и энергосберегающей политики, а также изменение изначального объема соответствующих ресурсов, как за счет внутренних возможностей отраслей, так и благодаря внешнему вмешательству — региональных или федеральных властей.
Разработанные модель и методы поиска устойчивых решений на ее основе учитывают рыночные аспекты отражением независимости отраслей и региональных структур как субъектов рынка в достижении ими своих целей, а также их финансовой и энергетической эффективности.
Для сибирских регионов основным условием воспроизводства индустриальных и людских ресурсов является обеспечение положительного баланса одного из важнейших видов природных ресурсов — топливно-энергетических, что связано с наличием энергоемкой промышленности, а также транспортными и бытовыми издержками, обусловленными большими расстояниями и суровым климатом. В то же время Сибирь обладает гигантскими энергетическими ресурсами, которые многократно превышают ее собственные потребности.
Поэтому парадоксальными представляются острые проблемы энергообеспечения Сибири в условиях крупномасштабного экспорта энергоресурсов и электроэнергии в другие регионы России, а также государства. Указанные проблемы обусловлены неравномерностью территориального распределения источников и потребителей энергоресурсов в Сибири, нерациональной структурой потоков энергетических ресурсов и их большими потерями.
В последние годы они усугубились в результате частичного распада ТЭК как единой системы - ослабли рычаги государственного регулирования, усилились конфликты производителей и потребителей продукции ТЭК: экономические условия не позволяют потребителям расплачиваться за энергоресурсы по ценам, обеспечивающим воспроизводство ТЭК.
