Соціо-еколого-економічна модель розвитку старопромислового регіону з використанням уточненої моделі-прототипу

Размещено на http://allbest.ru

2

Інститут проблем природокористування та екології НАН України

УДК 577.47:551.14 (477)

Соціо-еколого-економічна модель розвитку старопромислового регіону з використанням уточненої моделі-прототипу

В.О. Долодаренко, С.З.Поліщук,

А.І. Рябко, Н.А. Чорнобровкіна

Створені до цього часу моделі еколого-економічних систем засновані на різноманітних системно-методологічних підходах. Один з них полягає у тому, що по різним інформаційним джерелам, висвітлюючим досвід розробки й використання економічних, соціальних, екологічних та еколого-економічних моделей, можна вибрати найбільш придатну модель-прототип, що розглядається як перше наближення до кінцевої моделі.

Цю модель після її освоєння і з'ясування можливих недоліків можна розвивати та уточнювати. При такому підході для моделі першого наближення відпадає необхідність отримання надто великого переліку достатньо точних даних, що є найбільш трудомісткою і важкою для виконання справою та гальмує отримання реальних результатів [1].

При цьому на перших етапах відпадає також необхідність достатньо докладного опису регіону, що моделюється. Можна обмежитися лише основними особливостями, необхідними для експериментальної перевірки і освоєння математичної моделі-прототипу.

На підставі аналізу літературних джерел [1-3] і проведених в ІППЕ НАН України досліджень загальна структура соціально-еколого-економічної моделі, розробленої до стану на сьогодні, містить модель-прототип Байкальського регіону [1].

У моделі-прототипі регіон, що розглядається, поділяється на деяку кількість осередків (районів), кожний з яких описується набором показників стану економіки і природного середовища. Показники стану окремих районів зв'язані між собою потоками продуктів і ресурсів та мають спільну транспортну мережу. Модель окремого району складається з рівняння динамічного галузевого балансу [1,3]

, (1 )

в якому виділені витрати на відновлення ресурсів;

Рівняння динаміки природних ресурсів

, ( 2 )

та додаткових обмежень

,

.

Тут: v(t) - вектор випуску (виробництва) продукції по галузях у момент t;

V (t) - вектор потужностей галузей виробництва;

z (t) - інтенсивність відновлення ресурсів, тобто швидкість зміни показників природного середовища під дією поточних відновних заходів;

Z (t) - вектор потужностей відновних галузей, тобто гранично можливих інтенсивностей відновлення ресурсів;

- вектор швидкості зміни потужностей V (t) і Z (t);

p (t) - вектор кінцевого невиробничого споживання;

R (t) - вектор показників стану природного середовища;

R - вектор показників непорушеного стану природного середовища;

А - матриця коефіцієнтів прямих витрат у виробничому споживанні, елемент якої показує кількість продукту i-й галузі, що витрачається на випуск одиниці продукції j-ї галузі ();

В - матриця коефіцієнтів фондоутворюючих витрат, у якій елемент показує кількість продукту i-ї галузі, що витрачається на одиничне прирощення потужності j-ї галузі;

- матриця з елементами - витратами продукції галузі i при одиничній інтенсивності відновлення ресурсу j;

- матриця з елементами - витратами продукції галузі i при одиничному прирості потужності відновлення ресурсу j;

Q - матриця взаємовпливу показників природного середовища;

C - матриця питомих ресурсних витрат на випуск продукції, в якій елемент показує зміну показника Ri при одиничному випуску продукції галузі j;

D - матриця питомих ресурсних витрат на розвиток потужностей, в якій елемент показує зміну показника Ri при одиничній зміні потужності галузі j;

F - матриця, елементи якої показують зміну ресурсу i зумовлену одиничним невиробничим споживанням продукту галузі j;

- матриця з елементами - зміною показника Ri при одиничному збільшенні потужності відновлення ресурсу j;

I - діагональна матриця з елементами =1, якщо відновлення ресурсу i призводить до збільшення показника Ri, у противному випадку =-1;

- вектор, елементи якого показують зміну показника Ri під впливом одиниці населення району;

N (t) - населення району в момент t;

- допустимі верхня і нижня границі зміни показників природного середовища;

- потоки продуктів в даний район та з нього;

- потоки природних ресурсів в даний район і з нього.

Показниками стану природного середовища можуть виступати як объємні (запаси лісу, мінеральних ресурсів), так і якісні (концентрації домішок у воді і повітрі, бонітет грунту) характеристики природного середовища.

Елементи моделі Fp та N враховують вплив на природне середовище невиробничого кінцевого споживання, віднесеного відповідно у цілому на функціонування суспільства та на одного індивіда у зв'язку з конкретно індивідуальним впливом, наприклад, у формі забруднення атмосфери особистим легковим автотранспортом, виникненням лісних пожеж (з вини населення), комунально-побутовим забрудненням води та ін.

Діагональні елементи матриці Q дають коефіцієнти природного відновлення i-го ресурсу в припущені, що припинена дія антропогенних факторів. Наприклад, це може бути константа швидкості відновлення (для домішок розпаду).

З рівняння видно, що ця швидкість приймається пропорційно ступеню відхилення показника природного середовища від нормального природного стану. Позадіагональні елементи відображають взаємовплив ресурсів, тобто величину зміни швидкості самовідновлення i-го показника під впливом одиничного відхилення j-го від нормального природного стану.

Вектор z входить і до рівнянь, що описують економіку, і до ресурсної частини. У правій частині розглядуваного рівняння (1) він виражає швидкість зміни характеристик ресурсів під впливом спеціальних відновних заходів, тоді як член описує природну компоненту руху параметрів ресурсу до непорушеного стану.

При розгляді взаємозв'язку районів регіону відповідні показники будемо позначати індексом i, що вказує номер району,. До наведених вище співвідношень додамо обмеження на трудові ресурси

Тут - вектори витрат трудових ресурсів на одиницю випуску й відновлення ресурсу, приросту основних потужностей і потужностей відновлення відповідно;

- частка трудових ресурсів у загальній чисельності населення.

Для тих ресурсів, що можуть мігрувати з одного осередка до іншого, вектор и представимо у вигляді

де L - множина номерів районів, сусідніх з i-м;

- коефіцієнт, що характеризує притік та відтік ресурсів.

У вибраній еколого-економічній моделі першого наближення основним параметром, що характеризує економіку, є виробництво продукції по галузям i в момент часу t для кожного з виділених районів регіону. Екологія характеризується показниками стану природного середовища.

Різні сценарії розвитку регіону визначаються заданням у залежності від часу, швидкостей зміни потужностей галузей виробництва та потужностей відновних ресурсів , інтенсивностей відновлення ресурсів та кінцевого невиробничого споживання, а також потоків продуктів та в даний i-й район і з нього. Задаючи різні сценарії розвитку регіону та вирішуючи отримані системи рівнянь, ми одержимо зміну в часі основних еколого-економічних параметрів.

Так як формування частини сценаріїв розвитку регіону здійснюється виходячи з отриманих прибутків галузей, прибутку регіону у цілому (місцевий бюджет) та можливих дотацій з національного бюджету, то екологічний блок моделі прототипу був доповнений відповідними залежностями, наведеними нижче (j - номер галузі, де i - номер модельного району).

Дkj= (1-),

NДkj =nrkj Дkj,

ДДkj= Дkj-N Дkj,

ДД =ДДkj,

Ф1=кdf ДДi,

,

,

NB=nt NДТ,

МВ=NДТ - NB,

Ф2=ккf МВ,

Ф=Ф1+Ф2+Ф3,

де Ф3 - дотації з національного бюджету;

Дkj - прибуток галузі у районі;

NДkj - сума податків з підприємств;

nrkj - задана норма оподаткування прибутку галузі;

ДДkj - сума прибутків, що залишається в розпорядженні підприємств галузі;

ДД - сума прибутків усіх підприємств у регіоні;

nt - задана усереднена по регіону норма відрахувань у національний бюджет;

Ф2 - обсяг коштів, що спрямовують з місцевого бюджету на формування сценаріїв еколого-економічного розвитку регіону;

ккf - заданий коєфіціент розподілу місцевого бюджету;

Ф - сумарний обсяг коштів, що виділяються на формування сценаріїв економічного розвитку регіону;

Ф1 - обсяг коштів, що спрямовують з фонду галузей на формування сценаріїв еколого-економічного розвитку регіону;

кdf - заданий (усереднений) коєфіціент розподілу прибутку, що залишається у розпорядженні підприємств галузі;

YR - обсяг регіонального національного доходу;

NLT - загальна сума податків по регіону;

NB - платежі регіону у національний бюджет;

MB - обсяг місцевого бюджету.

Було визнано доцільним запровадити підсистему, що зв'язує розглянуте з розвитком регіону на період фінансування ,що прогнозується спеціальними функціями у моделі прототипі , Z,.

На підставі тих коштів, що визначаються даними об'ємів випуску продукції за попередній рік і формуються сценарії еколого-економічного розвитку регіону на поточний рік.

У зв'язку з наявністю у старопромисловому регіоні великих об'ємів відходів галузей народного господарства, і особливо гірничорудної галузі, які являють собою, з одного боку, певну цінність як ресурси, а з іншого боку є джерелами забруднення навколишнього середовища, вважалося доцільним ввести у комплексну модель додатковий блок - визначення показників щодо переробки відходів [2]. Структурно він пов'язаний з економічним блоком, діалоговою системою формування сценаріїв та системою відображення інформації.

Старопромисловий регіон відрізняється високим рівнем антропогенного впливу на навколишнє середовище і, у кінцевому рахунку, на людину, що призводить до погіршення здоров'я населення та негативних змін на генному рівні, виділяючи такі регіони у райони екологічного лиха.

Щоб відбити цю особливість, уявляється доцільним доповнити модель-прототип двома новими показниками соціального блоку: показником стану здоров'я населення та показником негативних змін на генному рівні - геном [2]. Вони виділені у окремі підсистеми. З метою підсилення соціального блоку була введена демографічна підсистема, що базується на матеріалах [3]. З допомогою математичної моделі цієї підсистеми визначалася чисельність населення, її віковий та статевий склад, що виявився достатнім для задач комплексної моделі.

Визначалися також залежності маси викидів (скидів) речовин, що забруднюють, від об'ємів випуску продукції агрегованих галузей у вигляді лінійних функцій багатьох перемінних - об'ємів випуску продукції по агрегованим галузям [2]. Вважалося, що останні підсистеми будуть більш повно зувати стан вищенаведених середовищ, ніж це відображувалося в екологічному блоку. По суті це була спроба до моделі верхнього рівня додати елементи моделі більш низького рівня. Модель-прототип була реалізована на ПЕОМ, освоєна і за її допомогою проведені експериментальні розрахунки, що підтвердили її дієздатність Для забезпечення сервісу відображення вихідної інформації розроблена відповідна підсистема, що дозволить відображати результати у вигляді таблиць, графіків, карт. Для визначення похибок вихідної інформації запроваджена також підсистема точності показників.

У результаті таких доповнень структура комплексної соціально-еколого - економічної моделі змінилась і стала включати наступні взаємопов'язані частини:

підсистема формування вхідних даних (банк даних);

діалогова система формування сценаріїв розвитку регіону;

система визначення економічних показників (економічний блок);

система визначення показників по переробці відходів;

підсистема формування викидів (скидів) речовин що забруднюють по значенням економічних показників;

блок демографічної підсистеми;

система визначення екологічних показників;

підсистема визначення показників забруднення атмосферного повітря, поверхневих водотоків, грунтів та підземних вод;

підсистема визначення точності эколого-економічних показників;

підсистема визначення показників здоров'я населення;

підсистема визначення геному;

підсистема визначення критеріїв;

підсистема зберігання варіантів результатів моделювання (банк даних результатів моделювання);

підсистема відображення вихідної інформації.

Для оцінки результатів попередніх досліджень були введені, як вже відзначалося вище, частинні та узагальнений критерії. Останній являє собою лінійну функцію від трьох окремих критеріїв - соціального, економічного, екологічного. При цьому сума коєфіціентів лінійної залежності (вагових множників) приймалася рівною одиниці, що дозволяло експертно керувати значенням (вагою) окремих критеріїв. ???????? ???????? ???????????? ?? ??????? ???????? ?????????? ?????????, ??????????? ? ?????????? ??????????. ??? ????? ????????? ??????????? ? ??????????? ?? ??????????? ?????. програмний байкальській екологічний

Більш докладно результати чисельних досліджень з використанням розробленого моделюючого комплексу викладені в звітах ІППЕ НАН України.

Бібліографічні посилання

1. Взаимодействие природы и хозяйства Байкальского региона /Айламазян А.К., Гурман В.И., Дроздовский В.Е. и др.- Новосибирск: Наука, 1981. - 128 c.

2. Методические подходы к выбору стратегии устойчивого развития территории. /Шапарь А.Г., Полищук С.З., Антонов В.В. и др. -Днепропетровск: ИППЭ НАНУ, 1996, -Т.1, -162 с., -Т.2, -170 с.

3. Матросов В.М., Головченко В.Б., Носков С.И. Моделирование и прогнозирование показателей социально-экономического развития области. - Новосибирск: Наука, 1991. - 143 с.

Анотація

УДК 577.47:551.14 (477)

Соціо-еколого-економічна модель розвитку старопромислового регіону з використанням уточненої моделі-прототипу. В.О. Долодаренко, С.З.Поліщук, А.І.Рябко, Н.А. Чорнобровкіна. Інститут проблем природокористування та екології НАН України

У статті розглядається модель соціально-еколого-економічної системи регіону з великим техногенним навантаженням, яка побудована з використанням моделі - прототипу.

Наведені доповнення, розширення та уточнення блоків моделі. Зображена структура та схема функціонування програмної діалогової системи, що грунтується на створеній моделі.

Аннотация

В статье рассматривается модель социально-эколого-экономической системы региона с большой техногенной нагрузкой, построенная с использованием модели прототипа.

Приведены дополнения, расширения и уточнения блоков модели. Отображена структура и схема функционирования програмной диалоговой системы, базирующейся на созданной модели

Annotation

Social - ecological-economic model of development of old-industrial region with use specified model - prototype. V.О.Dolodarenko, S.Z. Polistchuc, A.I.Ryabko, N.A.Chоrnobrovkina. Institute of Problems on Nature Management and Ecology of National Academy of Sciences Ukraine

The article represents the model social-ecological-economic system of region with large technogeneous loading created with model of the prototype using. The additions, expansionі and adjustmentі of model structure are given. The structure and circuit of functioning of program interactive system based on the given model is described.

Размещено на Allbest.ru