Содержание к диссертации
Введение
1. Определение условий и обоснование критерия, характеризующего целесообразность создания платных автомобильных дорог 8
1.1. Анализ условий функционирования платных автомобильных дорог в мировой практике
1.2. Определение основных условий создания платных автомобильных дорог в России 22
1.3. Обоснование критерия целесообразности создания платных автомобильных дорог в России и форм их организации 37
2. Исследование совокупного влияния параметров, определяющих коммерческую эффективность эксплуатации платной автомобильной дороги
2.1. Обоснование параметров, определяющих целесообразность создания платной автомобильной дороги 51
2.2. Построение модели, определяющей совокупное влияние параметров на эффективность эксплуатации платного дорожного объекта
2.3. Разработка методики исследования взаимозависимостей между параметрами, влияющими на эффективность эксплуатации платной автомобильной дороги 94
3. Разработка модели, определяющей критические значения тарифа за проезд по платной автомобильной дороге 117
3.1. Анализ риска и надежности реализации проекта по созданию платной автомобильной дороги 117
3.2. Разработка методики расчета максимально допустимых значений тарифа за проезд и его среднеквадратических отклонений при заданном уровне риска
4. Экспериментальные расчеты, подтверждающие выбранный критерий при обосновании создания платной автомобильной дороги 137
4.1. Определение области допустимых значений установленных параметров при прогнозировании объема реализации платных услуг
4.2. Оценка точности прогнозных показателей объема платных услуг ..
Основные выводы по диссертации 167
Литература 169
Приложение 1 180
Приложение 2
- Определение основных условий создания платных автомобильных дорог в России
- Построение модели, определяющей совокупное влияние параметров на эффективность эксплуатации платного дорожного объекта
- Разработка методики расчета максимально допустимых значений тарифа за проезд и его среднеквадратических отклонений при заданном уровне риска
- Оценка точности прогнозных показателей объема платных услуг
Введение к работе
Текущая ситуация в дорожной отрасли в Российской федерации свидетельствует о необходимости разработки условий для создания сети платных автомобильных дорог. Согласно [70], создание сети платных автомобильных дорог считается одной из важнейших задач развития дорожного хозяйства.
Дорожная сеть страны в настоящее время не в полной мере соответствует политическим, социальным, экономическим потребностям общества. По оценкам специалистов для удовлетворения социально-экономических потребностей страны протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием, способная обеспечить надежную связь промышленных, сельскохозяйственных, культурных центров и населенных пунктов должна составлять 1500 - 1700 тысяч километров. По экспертной оценке из-за несоответствия технического состояния существующей сети дорог интенсивности движения и осевым нагрузкам современных транспортных средств ежегодные потери народного хозяйства составляют более 12 млрд. рублей [21].
Возможности дорожных фондов перестали соответствовать потребностям отрасли в финансировании. Существующие источники финансирования не в состоянии обеспечить финансирование дорожных работ в необходимых объемах. Альтернативным источником может стать создание платных автомобильных дорог за счет частных инвесторов или с передачей в концессию государственных.
Решение проблемы организации платного проезда на вновь вводимых
автомобильных дорогах и повышения эффективности эксплуатации
существующих обусловливает необходимость разработки основ
прогнозирования условий, определяющих целесообразность
функционирования дорожного объекта на платной основе.
5 Цель данной диссертационной работы - обоснование параметров,
влияющих на эффективность функционирования платной автомобильной
дороги, и разработка методики определения их взаимного влияния на основе
разработанных моделей, адаптированных к конкретным условиям
функционирования объекта.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
определить организационно-технические условия создания платных дорожных объектов и обосновать критерий, определяющий целесообразность их создания;
обосновать параметры, влияющие на коммерческую эффективность эксплуатации платных автомобильных дорог; разработать модель, учитывающую совокупное влияние параметров на эффективность эксплуатации платной автодороги;
разработать методику расчета максимально допустимых значений тарифа за проезд и его среднеквадратических отклонений с учетом фактора риска;
установить адекватность моделей и методик реальным условиям эксплуатации платных дорожных объектов.
Научная новизна работы заключается в разработке новых научных положений о совокупном влиянии обоснованных параметров на эффективность функционирования платного дорожного объекта:
разработана модель, учитывающая совокупное влияние параметров, определяющих коммерческую эффективность эксплуатации платной автодороги;
разработана методика определения наибольшего значения объема реализации платных услуг при оптимальных значениях параметров, влияющих на коммерческую эффективность платного дорожного объекта;
- разработана модель по определению критических величин тарифа за проезд
по платной автомобильной дороге с учетом риска.
Практическая значимость работы состоит в возможности целенаправленного воздействия на повышение коммерческой эффективности эксплуатации платных автомобильных дорог и прогнозировании ее при проектировании платных дорожных объектов.
Строение диссертации. Работа состоит из четырех глав. Первая глава посвящена обоснованию условий и определению предпосылок создания платных автомобильных дорог в России. В ней определен критерий, определяющий эффективность создания платных дорожных объектов. На основе анализа условий функционирования платных автомобильных дорог в мировой практике, состояния автомобильных дорог общего пользования России, рассмотрены альтернативные источники финансирования. Во второй главе научно обоснованы параметры, имеющие основополагающее влияние на результат эксплуатации платного дорожного объекта. Установлена зависимость объема реализации платных услуг при эксплуатации платного дорожного объекта от уровня интенсивности движения, размера платы за проезд и числа транспортных средств, пользующихся правом льготного проезда. Выявлены зависимости интенсивности движения и числа льготников от времени года (в течение срока эксплуатации объекта) и зависимости средней стоимости проезда по платному дорожному объекту одного автомобиля от числа льготников в одном временном периоде. Здесь же разработана методика определения оптимальных величин параметров платной автомобильной дороги при максимально возможном уровне эффективности ее эксплуатации на основе градиентного метода. В третьей главе разработана модель по определению оптимальных параметров эффективности функционирования платного дорожного объекта с учетом теории риска и предложена методика по установлению максимально допустимого значения тарифа за проезд и его среднеквадратические отклонения для заданного уровня риска. Четвертая глава посвящена экспериментальному подтверждению разработанных методик и моделей,
7 установленных зависимостей и адекватности реальным процессам
эксплуатации платных дорожных объектов.
Достоверность научных положений и полученных результатов подтверждается использованием методологической базы исследований, основанной на фундаментальных и достоверно изученных положениях, а также проверкой адекватности расчетных и экспериментальных данных.
На защиту диссертации выносятся:
1. Модель, учитывающая совокупное влияние параметров, определяющих
целесообразность создания платного дорожного объекта, на коммерческую
эффективность эксплуатации платной автодороги.
Методика определения наибольшего значения объема реализации платных услуг при оптимальных значениях параметров, влияющих на коммерческую эффективность платного дорожного объекта.
Методика расчета максимально допустимых значений тарифа за проезд и его среднеквадратических отклонений с учетом фактора риска.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Всероссийской научно-практической конференции в Сочи в 2000 г.; на ежегодной научно-технической конференции в МАДИ в 2000 г.; на Международной научно-технической конференции в ВолгГАСА. «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» в 2003 г.; ежегодных научных конференциях ВолгГАСА в 1998 - 2003 гг.
Настоящая диссертационная работа выполнена в Волгоградской государственной архитектурно - строительной академии под руководством профессора, д. т. н., В. С. Боровика.
Определение основных условий создания платных автомобильных дорог в России
В настоящее время в России отсутствует проработанная специальная нормативно-правовая база создания платных автомобильных дорог. Существующее законодательство, связанное с проблемами создания и функционирования платных автодорог противоречиво и требует существенных изменений [20, 25,26, 28, 52, 65].
В результате происходящих в экономике России инфляционных процессов и стагнации производства, ныне действующие источники формирования доходов Федерального дорожного фонда РФ и территориальных дорожных фондов субъектов РФ в дальнейшем не смогут обеспечить поступление финансовых ресурсов в размерах, позволяющих осуществить финансирование ускоренного развития сети автомобильных дорог [35]. Одной из причин также является отсутствие прямой экономической заинтересованности сельскохозяйственных, промышленных и автотранспортных предприятий в увеличении ставок целевых дорожных налогов и уровня их собираемости, поскольку расходование средств на строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог осуществляется опосредованно, то есть не зависит от суммы целевых дорожных налогов, уплаченных конкретными налогоплательщиками [63]. Поэтому, основной проблемой, требующей неотлагательного решения, является стабильное и достаточное финансирование дорожных работ. Комплекс вопросов о внебюджетных источниках финансирования дорожных работ сводится к проблеме платных автомобильных дорог и дорожных концессий.
Современное состояние экономики проблема обеспечения пользователей автомобильных дорог необходимым уровнем и приведение в соответствие с современными требованиями автомобильного транспорта является одной из актуальных проблем в России. В тоже время, решение указанной проблемы осложняется ситуацией, вызванной тяжелым экономическим положением в стране. Объемы финансирования нового строительства в России за последние годы существенно снижены [20, 21, 64, 65], капиталовложения, вкладываемые в ремонт и реконструкцию существующей сети автодорог недостаточны. Эти негативные факторы в свою очередь вызывают быстрое снижение транспортно-эксплуатационных качеств дорог.
Ускоренное развитие сети дорог в Российской Федерации, реконструкция наиболее загруженных магистралей, своевременное проведение ремонтных работ и благоустройство дорог являются первоочередными задачами Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта России.
В течение 1991-2001 гг. появилось значительное количество транспортных связей регионов между собой, а также с зарубежными странами и портами, которые не требуют заезда в Москву и другие крупные административные центры. В выполнении больших задач по развитию промышленности и сельского хозяйства значительную роль играет автотранспорт, который должен полностью обеспечивать потребности народного хозяйства в перевозках при минимальных затратах. Но преимущества автомобильного транспорта могут быть использованы только при разветвленной сети благоустроенных автомобильных дорог. На автомобильном транспорте диспропорция между ростом объема перевозок и протяженностью сети благоустроенных дорог столь велика, что для ее преодоления необходимо резко повысить темпы дорожного строительства [25]. По оценкам специалистов для удовлетворения социально-экономических потребностей страны протяженность автомобильных дорог с твердым покрытием, способная обеспечить надежную связь промышленных, сельскохозяйственных, культурных центров и населенных пунктов должна составлять 1500 - 1700 тысяч километров [20].
По степени развития автомобильных дорог Россия отстает от развитых стран на 45 - 50 лет, крайне низким является уровень их технического состояния. Средняя скорость движения по автомобильным дорогам, равная 40 км. / час (вдвое ниже, чем в европейских странах), что увеличивает стоимости грузоперевозок на 30 - 50%. Удельный вес транспортных затрат в себестоимости продукции достигает 50% и делает ее неконкурентоспособной на мировом и российском рынках [20, 21, 44].
Статистика дорожно-транспортных происшествий (ДТП) показывает, что проблема обеспечения безопасности дорожного движения является одной из острейших социально-экономических проблем. Общие цифры, характеризующие уровень ДТП в России, остаются весьма высокими, что наносит огромный ущерб социально-экономической жизни нашей страны. Ежегодно погибают свыше 20 тысяч и получают ранения более 9 тысяч человек в ДТП, которым сопутствовали неудовлетворительные дорожные условия [45].
Более четверти от общей протяженности федеральных автодорог, в первую очередь на подходах к крупным городам, работает в режиме перегрузки, около половины из них требуют усиления дорожной одежды для пропуска современных большегрузных транспортных средств [20]. Интенсивность движения на выходящих из Москвы радиальных дорогах составляет от 30 до 70 тысяч автомобилей в сутки, у других крупнейших городов с населением более 1 млн. жителей - от 20 до 40 тыс. автомобилей в сутки. По мере удаления от региональных центров интенсивность движения автомобилей снижается до 1 - 4 тыс. автомобилей в сутки.
Построение модели, определяющей совокупное влияние параметров на эффективность эксплуатации платного дорожного объекта
Необходимо разработать такой механизм управления и учета всех факторов, влияющих на успешное строительство и эксплуатацию платной автодороги, который обеспечивал бы функционирование всего инвестиционного проекта по возведению платной дороги, как естественного процесса дорожно-строительного производства и эксплуатации, способствующего постоянному и эффективному развитию сети платных дорог.
Мы определили, что три параметра являются основополагающими при определении целесообразности создания платного объекта: тариф за проезд, интенсивность движения транспортных средств и число транспортных средств, пользующихся правом бесплатного проезда. Необходимо определить влияние каждого из них в отдельности на уровень выручки от реализации платных услуг, поскольку именно этот показатель является определяющим при расчете срока окупаемости платного объекта.
Выбор в качестве результирующего показателя выручки от реализации за проезд по платному объекту обуславливается доминирующей долей основного вида услуг - проезд за определенную плату по дорожному сооружению. При моделировании эксплуатации платного объекта нами не учитывается доход от коммерческого использования придорожной полосы отвода, хотя по данным ряда исследователей в период эксплуатации платного сооружения доля выручки от коммерческого использования придорожной полосы составляет до 30 - 40% от основного вида деятельности.
Решение проблемы организации платного проезда на вновь вводимых автомобильных дорогах и повышения эффективности эксплуатации существующих обусловливает необходимость разработки основ прогнозирования условий, определяющих целесообразность функционирования дорожного объекта на платной основе. Математическая статистика позволяет решать многие задачи линейного программирования. Выявляя главные факторы, под влиянием которых складываются характеристики анализируемых объектов, и, выражая их действие на результат, она дает возможность построить экономико-математические модели в виде системы уравнений, или неравенств [23].
Изменение уровней параметров имеет различное влияние на результат эксплуатации участка автомобильной дороги на платной основе, то есть на объем оказанных услуг (выручку от реализации). При исследовании взаимосвязей между результативным показателем и выявленными параметрами необходимо учитывать то, что их зависимость вызвана взаимосвязанным влиянием одних явлений на другие, и тем, что отдельное явление развивается под действием многих явлений. Поэтому основными методами для оценки взаимосвязей и зависимостей являются регрессионный и корреляционный анализы и статистические уравнения зависимостей [36-37, 85].
Регрессионный анализ, характеризующий количественную связь факторных и результативных признаков, может установить, насколько изменится результативный признак при изменении факторных признаков на единицу, если уровни всех других факторов принять неизменными [10, 32, 46]. Но для проведения успешной управленческо - производственной деятельности более необходимым является ответ на вопрос, при каких уровнях факторных признаков будет достигнут оптимальный, нормативный или прогнозный уровень результативных показателей. Цель факторного анализа заключается не только в установлении корреляционных связей отдельных факторов, но и в определении путей воздействия для получения максимального экономического эффекта [32]. Критерием правильного применения регрессионного и корреляционного анализа при изучении взаимосвязей между выявленными факторами является наличие нормального распределения совокупности, которое наблюдается только в том случае, если на эту взаимосвязь действует множество случайных, независимых или же слабо зависимых факторов и отсутствуют факторы, играющие в общем итоге преобладающую роль [37].
В качестве одного из возможных путей оценки влияния принятых нами основных факторов на эффективность эксплуатации платной автомобильной дороги предлагается создание многомерной модели для определения степени влияния каждого фактора. Представление эксплуатации платного дорожного сооружения в виде процесса преобразования многих факторов в результирующий показатель — выручку от реализации платных услуг — позволяет говорить о наличии агрегированной экономической технологии, что обусловливает выбор экономико - математической модели производственной деятельности - в данном случае, оказания услуг по проезду через платный объект, - в виде мультипликативной функции типа Кобба - Дугласа [46, 75, 81], аргументами которой являются темпы изменения факторов, определяющих целесообразность создания платного объекта, а результирующим показателем - темп изменения выручки от реализации. Преимуществом функции типа Кобба -Дугласа является возможность оценить влияние на результаты эксплуатации платного объекта большинства параметров и определить роль каждого из них в экономическом росте.
Модель должна базироваться на надежном статистическом материале и определять статистические веса участия отдельных факторов в совокупности их влияния, либо иметь возможность выделять случайные события в поправочный коэффициент. Очень важно, чтобы большие значения одних факторов на исследуемом участке платной автомобильной дороги не были компенсированы за счет малых значений по другим показателям.
Сущность параметра ai вытекает из структуры математического выражения статистической модели, ai - показатель степени влияния определенного параметра, который учитывает его влияние на вероятность снижения результата (в данном случае - выручки за реализацию платной услуги проезда) по причине несоответствия какого-либо другого параметра. Интерпретация С0 состоит в степени соответствия построенной модели реальным условиям. Было - бы логично предположить, что параметр Со включает все те параметры, которые не нашли своего отражения в модели, либо не имеют отношения к рассматриваемым условиям проезда по платному участку автомобильной дороги. Можно предположить, что этот коэффициент учитывает в себе влияние случайных факторов и влияние неучтенных постоянных факторов.
Разработка методики расчета максимально допустимых значений тарифа за проезд и его среднеквадратических отклонений при заданном уровне риска
Грубые ошибки, допущенные при назначении платы за проезд обычно приводят к снижению интенсивности движения по объекту и снижению объема реализации платных услуг. Необходимо при определении уровня тарифа за проезд произвести тщательный анализ ее возможных уровней и рассчитать по представленной нами модели возможный экономический эффект при заданных значениях интенсивности движения и числа транспортных средств, пользующихся правом бесплатного проезда. В настоящее время разработаны [17] два основных метода расчета платы за проезд: 1. расчет по методу, основанному на учете выгод пользователей платного дорожного объекта; 2. расчет по методу, основанному на учете плановых затрат и нормативной (разрешенной) прибыли. Плата за проезд назначается исходя из результатов расчетов по этим методам. Наименьшее значение принимается к утверждению при эксплуатации платного дорожного объекта. Учет влияния фактора риска на эффективность эксплуатации платных дорожных объектов в указанных нормативных документах не рассмотрен.
Мы согласны с исследованиями ряда авторов [28 - 30] свидетельствующими о том, что излишняя дифференциация тарифов усложняет работу операторов по сбору платы за проезд. И манипулируя уровнем тарифов, можно осуществлять регулирование интенсивности движения транспортных потоков по платному и альтернативному дорожным объектам. Но в то же время, предложенная авторами модель, на наш взгляд не в полной мере характеризует процесс определения платы за проезд, поскольку не учитывает фактор риска отказа группой потенциальных пользователей платного дорожного объекта от предоставляемой услуги из-за завышенного уровня платы за проезд.
Учитывая, что снижение интенсивности движения оказывает существенное влияние на объем реализации платных услуг, необходимо решить проблему о допусках, которые обеспечат требуемый уровень загруженности платной автомобильной дороги. Этот уровень можно характеризовать допустимой величиной вероятности снижения объемов оказанных услуг - риском. Обоснование допустимой величины риска при проектировании геометрических или конструктивных элементов на автомобильных дорогах, находящихся в эксплуатации, произведено в работе Мохнева В.А. [45]. Установлено, что в качестве допустимого (приемлемого) риска на участке существующих дорог с очень низкими транспортно-эксплуатационными показателями рекомендуется г = 0,001 который соответствует среднему риску (50% - ой обеспеченности), допускаемому водителями. На остальных участках дорог допустимую величину риска необходимо принимать 0,0001. Поскольку платные автомобильные дороги по своим эксплуатационно-техническим показателям должны соответствовать высокому уровню, то риск не должен превышать 0,0001. Величина же риска, допустимая для коммерческой эффективности любого проекта по созданию платной автомобильной дороги, будет зависеть от инвестора данного проекта, от его целей и задач. Этот вопрос рассматривался нами в предыдущем параграфе.
Выгоды и затраты в процессе реализации проекта подвержены влиянию многих факторов или переменных проекта. Например, затраты на строительство дороги могут изменяться под воздействием погодных условий, роста стоимости дорожно-строительных материалов, строительной техники и т.д., а выгоды в процессе эксплуатации дороги могут сократиться с уменьшением спроса на транспортные услуги.
Загруженность любой платной автомобильной дороги зависит от уровня интенсивности. На величину интенсивности движения оказывает влияние установленный уровень платы за проезд. В связи с этим возникает задача определения такого уровня платы за проезд по дорожному объекту, при котором эксплуатация платного дорожного объекта будет давать наибольший эффект - объем реализации платных услуг будет максимально возможным.
Предлагаемый нами метод анализа рисков представляет собой имитационную модель, общий вывод которой для технического и 0 экономического риска описан в работах [74]. Методику, разработанная Столяровым В.В., по нашему мнению, можно применить для оценки влияния фактически установленных параметров при эксплуатации платного дорожного объекта на эффективность его эксплуатации следующим образом. При установлении размера тарифа за проезд существует вероятность достижения им определенного уровня - того уровня, риск отказа пользователей при котором от платной автомобильной дороги составит выше т 50%. Необходимо определить этот уровень тарифа за проезд для обеспечения возникновения минимального риска отказа пользователей от платных услуг.
Оценка точности прогнозных показателей объема платных услуг
При прогнозировании значений параметров платного участка автомобильной дороги М-4 «Дон» в обход с. Хлевного на 2002 г., мы исходим из того, что не имеем статистических данных за период 2002 г.
Поскольку рекомендуется отыскание наибольшего значения объема реализации платных услуг начинать с минимально возможного значения, необходимо задаться областью допустимых значений всех параметров, влияющих на эффективность эксплуатации платного объекта - тарифа за проезд, интенсивности движения, числа транспортных средств, пользующихся правом бесплатного проезда.
Для расширения возможностей повышения эффективности эксплуатации платной автомобильной дороги, мы приводим значения фактической интенсивности к приведенной для упрощения прогноза ее роста или снижения (в зависимости от полученных данных) в будущем отчетном периоде (табл. 29,30).
Область допустимых значений определена нами исходя из статистических данных по эксплуатации данного участка в течение 1999 -2001 гг. и представлена в таблице (Таблицы 31, 32).
Мы рассматривали несколько вариантов прогноза годового показателя объема реализации платных услуг на 2002 г. в зависимости от выбора области допустимых значений и вида функции, используемой для прогноза, предложенной методики (параграф 2.3) мы, производим ряд дополнительных расчетов по граничным вариантам значений параметров, особенно если они имеют незначительную разницу и изменяем шаг расчета в этих точках. Это связано с высокой чувствительностью используемой модели при определении максимального значения результирующего показателя на малейшие изменения параметров, влияющих на него.
По методике ускоренного градиентного подъема были определены девять вариантов возможных значений интенсивности движения, тарифа за проезд и числа транспортных средств, пользующихся правом льготного проезда. Каждое полученное значение является оптимальным для получения наибольшего объема реализации платных услуг в своем варианте - исходя из: 1. Заданной области значений (таблица 31 - 32) . 2. Выбранной начальной точки координат, обычно в этой точке все показатели имеют минимально возможные значения, поскольку выбирается точка с минимальным значением результирующего показателя, а именно, объема реализации платных услуг. 3. Принятого при проведении расчетов шага итераций. Подобные изменения шага оказываются весьма полезными при проведении нашего прогноза на 2002 г., поскольку полученные нами результирующие значения имеют различные отклонения от фактического объема платных услуг. Например, несмотря на использование одной области допустимых значений (средние 01), мы, задаваясь разной величиной интенсивности и тарифа за проезд, получаем в зависимости от шага итераций различные значения результирующего показателя. 4. Динамики изменения данных показателей в течение 1999 - 2001 гг. При прогнозе выручки на будущий отчетный период, на наш взгляд, недостаточно иметь только статистический материал для задания области допустимых значений. Нами рекомендуется исходя из анализа полученных результатов прогнозных значений и фактически сложившихся величин (таблицы 19 - 28), обязательное проведение анализа динамики параметров дорожного объекта, чтобы впоследствии ориентироваться не только на фактическую область допустимых значений, но и иметь возможность произвести прогноз снижения или повышения величин параметров, входящих в нее.
Например, определяя значение интенсивности, уже определив уровень тарифа по градиентному методу, мы в результате ориентируемся на область допустимых значений, чтобы завершить поиск требуемой величины. Однако, зная динамику приведенной интенсивности за исследуемый период (таблицы 29 - 30), мы можем не останавливаться на минимальном, среднем или максимальном значении из принятой нами области допустимых значений, а прогнозировать рост данного параметра.
