Моделювання регіональних систем розселення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук

міністерство освіти і науки України

МІЖНАРОДНИЙ НАУКОВО-НАВЧАЛЬНИЙ ЦЕНТР

ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ

УДК 519.86 + 332.1

МОДЕЛЮВАННЯ РЕГІОНАЛЬНИХ СИСТЕМ РОЗСЕЛЕННЯ

08.03.02 - економіко-математичне моделювання

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата економічних наук

КУЛИК Алла Василівна

Київ - 2002

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій і систем НАН України та Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівниккандидат технічних наук, член-кореспондент АТН України Гриценко Володимир Ілліч, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та Міністерства освіти і науки України, директор

Офіційні опоненти:доктор економічних наук, Данилишин Богдан Михайлович, Рада по вивченню продуктивних сил України НАН України, заступник голови; кандидат економічних наук, старший науковий співробітник Кочура Світлана Никифорівна, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України, старший науковий співробітник відділу соціально-економічних систем та інформаційних технологій

Провiдна установа:Інститут регіональних досліджень НАН України, м. Львів моделювання регіональний розселення інформаційний

Захист відбудеться 14/11/ 2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.171.02 у Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій і систем НАН України та Міністерства освіти і науки України за адресою: 03680 МСП Київ 187, проспект академіка Глушкова, 40.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Кібернетичного центру НАН України, 03680 МСП Київ 187, проспект академіка Глушкова, 40.

Автореферат розiсланий 11.10.2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої pади В.А.Ревін

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Необхідною умовою становлення і розвитку соціально орієнтованої економіки, забезпечення стабільності в Україні є підвищення ефективності регіонального керування, перехід від економічних механізмів до суспільних, які передбачають системне дослідження проблем і задач регіонального розвитку, а також методів їх вирішення. За таких умов важливого значення набувають комплексні економіко-математичні дослідження систем розселення, які б на основі всебічного аналізу стану справ, дозволили розробити науково обґрунтовані підходи прийняття та реалізації оперативних і стратегічних рішень щодо збалансованого розвитку всіх компонентів життєвого середовища, формування такого середовища існування, яке б повністю відповідало різноманітним, постійно зростаючим потребам і уявленням людей, забезпечувало належні умови та якість життя.

Над проблемами економіко-математичного дослідження та моделювання систем розселення працювали: С.М.Гусейн-Заде, В.А.Шупер, Ю.Р.Архіпов, А.М.Трофімов, Т.І.Заславська, М.І.Блажко, С.В.Григор'єв, Ф.М.Лістенгурт (Росія); С.Ниммик, В.Мурель, А.Марксоо (Естонія) та інші. В Україні дослідження розселення здійснювали: Н.Ф.Тимчук, В.А.Кирсанов, Д.Ф.Крисанов, Г.С.Фтомов, Л.О.Шепотько, А.І.Доценко та інші. Сучасні положення і тенденції у сфері моделювання систем розселення регулярно розглядаються на засіданнях Європейської Економічної Комісії та конференціях Генеральної Асамблеї ООН по населених пунктах.

Більшість розробок, представлених у науковій літературі, ґрунтуються на класичних економіко-математичних методах, залишаються актуальними і можуть успішно розвиватись та використовуватись. Разом із тим, залишається не розробленим комплексний підхід у моделюванні систем розселення. Більшість розробок направлені на моделювання окремих сторін систем розселення з використанням окремих економіко-математичних методів. Відсутня концепція, яка б цілісно представляла сукупність проблем та задач, що необхідно вирішити в процесі моделювання, а також підходів і методів їх реалізації. Відсутні також розробки, направлені на вирішення складних завдань, що ґрунтуються на реалізації багатьох підходів, використанні та поєднанні різних економіко-математичних методів. Крім цього, всі відомі розробки побудовані відповідно до існуючих у той час технічних можливостей практичної реалізації. Розвиток сучасних інформаційних технологій створює реальні можливості розширення роками надбаного досвіду моделювання систем розселення, ставить нові вимоги щодо виходу на більш високий рівень охоплення, комплексності та достовірності з використанням нових підходів та технологій моделювання.

Найбільш загальною задачею комплексного моделювання регіональних систем розселення є розробка методів і моделей комплексного аналізу структури регіональної розселенської ситуації, та на їх основі кількісний і якісний аналіз стану розселенських об'єктів, виявлення й оцінка їх типів, характеру регіональних проблем із метою подальшого дослідження і моделювання. Особливо актуальним дослідження структури регіональної розселенської ситуації є для країн із високою неоднорідністю територіальних умов і факторів соціально-економічного розвитку та різноманітністю регіональних об'єктів за рівнем розвитку, диференціація яких призводить до нерівномірності розвитку життєвого середовища і якості життя населення, напруженості регіональної ситуації.

Проблемам комплексного дослідження та моделювання структури розселенської ситуації присвячені роботи Т.І.Заславської, І.І.Біленької, І.Б.Мучника, В.І.Федосєєва, М.І.Блажко, С.В.Григор'єва, Я.І.Заботіна (Росія), В.В.Загороднього (Україна). Представлені в науковій літературі розробки пов'язані переважно з побудовою інтегральних оцінок рівнів розвитку розселенських об'єктів та їх типологією і не забезпечують достатньої комплексності представлення структури розселенської ситуації, інформативності та прозорості інтерпретації результатів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалась згідно плану науково-дослідної роботи Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій і систем НАН та Міністерства освіти і науки України “Дослідження і розробка принципів побудови комунікаційних даних та інформаційно-аналітичного забезпечення рішень в складних динамічних системах” (номер державної реєстрації - 1099U002286).

Мета і задачі дослідження. Метою даної дисертаційної роботи є розробка теоретико-методологічних, методичних та прикладних аспектів комплексного моделювання регіональних систем розселення, зокрема, структури регіональної розселенської ситуації. Для досягнення мети дослідження поставлені та розв'язані такі завдання:

аналіз і систематизація досвіду використання економіко-математичних методів дослідження та моделювання населених пунктів і систем розселення;

формування на засадах теорії систем та системного аналізу цілісної, об'єктивної теоретичної концепції регіональних систем розселення та розробка і обґрунтування мети, основних задач, принципів, підходів та методів їх комплексного моделювання;

розробка загальної теоретичної концепції комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації;

визначення прикладних аспектів інформаційно-статистичного забезпечення комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації та створення бази даних для реалізації розроблених в роботі методів і моделей;

розробка та обґрунтування основних етапів і методів попереднього статистичного аналізу та формування вхідної інформаційної бази;

розробка та синтез комплексу економіко-математичних методів та алгоритмів комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації за багаторівневою структурою ознак, які б дозволяли здійснити багатогранний кількісний і якісний аналіз рівнів, якості та пропорцій регіонального розселенського розвитку;

побудова комплексу моделей структури регіональної розселенської ситуації в Україні та на їх основі кількісний і якісний аналіз рівнів територіального розселенського розвитку, якості регіональної розселенської ситуації та територіальних пропорцій.

Об'єктом дослідження даної дисертаційної роботи є регіональні системи розселення.

Предметом дослідження даної дисертаційної роботи є комплексне моделювання структури регіональної розселенської ситуації.

Методи дослідження. Теоретико-методологічною базою комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації є загальна теорія систем і системного аналізу, теорія й методологія економіко-математичного дослідження і моделювання регіональних суспільних об'єктів і систем, досвід використання економіко-математичних методів для дослідження та моделювання населених пунктів і систем розселення, теорія та методологія статистики. Розроблений в даній дисертаційній роботі підхід комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації ґрунтується на методах синтетичних індексів, факторного, кластерного та кореляційно-регресійного аналізу, а також методах оцінки статистичних властивостей. Інформаційною базою дослідження є дані офіційної статистики Держкомстату України та аналітичні розрахунки автора.

Наукова новизна отриманих результатів даного дисертаційного дослідження полягає в наступному:

уперше здійснено достатньо детальну систематизацію представлених у науковій літературі підходів і методів економіко-математичного дослідження та моделювання систем розселення;

відповідно до теорії систем та системного аналізу удосконалено теоретичну концепцію регіональних систем розселення;

уперше визначено й описано зміст регіональної розселенської ситуації та основні її структурні прояви (рівень, якість і пропорції), сформульовано поняття якості регіональної розселенської ситуації у широкому розумінні;

уперше системно визначені і теоретично обґрунтовані мета, основні задачі, підходи і методи комплексного моделювання регіональних систем розселення;

уперше розроблено комплексний підхід моделювання структури регіональної ситуації, який ґрунтується на розмежуванні задач із урахуванням її основних проявів, включає статичну та динамічну компоненти і побудований на поєднанні методів оцінки статистичних властивостей, одномірного статистичного аналізу, синтетичних індексів, факторного, кластерного та кореляційно-регресійного аналізу;

удосконалено методичні аспекти передмодельних досліджень структури регіональних ситуацій: визначені структура, задачі, умови і принципи інформаційно-статистичного забезпечення; представлені основні етапи і задачі попереднього статистичного аналізу відповідно до специфіки регіональних статистичних даних, проблем та задач регіонального порівняльного аналізу, розроблено алгоритм одномірного регіонального статистичного аналізу; розроблені методики вибору ознак-репрезентантів на основі матриці кореляції та виявлення і нормалізації аномальних значень, що ґрунтується на візуальному аналізі і апроксимації ранжованих даних;

набули подальшого розвитку методи синтетичних індексів: на їх основі вперше розроблені методи й алгоритми моделювання рівнів територіального розвитку за абсолютними і відносними показниками, якості регіональної ситуації (безпосередньої якості, якості динаміки, комплексної якості) і територіальних пропорцій, які забезпечують комплексність представлення регіональної ситуації, визначеність отриманих результатів і прозорість їх інтерпретації;

дістали подальшого розвитку прикладні аспекти: побудови факторних моделей - розроблена концепція побудови та інтерпретації факторних моделей структури регіональної ситуації, що ґрунтується на синтезі методів синтетичних індексів, кластерного і факторного аналізу та на її основі принципово новий підхід агрегатного факторного аналізу; моделювання взаємозв'язків регіональних систем, які характеризуються великою кількістю сильно взаємопов'язаних ознак - розроблено підхід кореляційно-регресійного аналізу синтетичних показників, отриманих у результаті агрегатного факторного аналізу.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретична цінність дисертації полягає в поглибленні знань щодо комплексного економіко-математичного моделювання структури регіональної розселенської ситуації та регіональної ситуації в цілому. Наукові висновки та результати дослідження дозволяють здійснити багатогранний кількісний і якісний аналіз сучасного рівня розвитку, якості та пропорцій розселенських об'єктів за багаторівневою структурою ознак, а також оцінити їх динаміку. Розроблені в дисертаційній роботі методи та алгоритми комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації можуть бути використані для дослідження розселенської ситуації систем розселення різного рівня, а також регіональної ситуації в цілому та її складових. Вони дозволять вийти на якісно новий рівень інформаційно-аналітичного забезпечення прийняття та реалізації оперативних і стратегічних рішень щодо комплексного розвитку регіональних розселенських ситуацій та регіональних ситуацій в цілому на всіх рівнях регіонального керування та можуть бути використані в науковій і практичній роботі науково-дослідними установами, в установах та організаціях регіонального і муніципального управління, Міністерствами та відомствами, що займаються питаннями моделювання соціально-економічного розвитку. Розроблені методи комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації відкриті для подальшого поглиблення та розширення можливостей.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційного дослідження доповідалися, обговорювалися та отримали схвалення на: Першій міжнародній конференції “Наука і освіта”, м. Київ, 1998 р.; Міжнародній науково-практичній конференції “Регіональна політика України: наукові основи, методи, механізми”, м. Львів, 1998 р.; Другій міжнародній конференції “Наука і освіта”, м. Київ, 1999 р.; Третій міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми впровадження інформаційних технологій в економіці”, м. Ірпінь, 2002 р.; Республіканській міжвузівській науково-практичній конференції “Кібернетика в сучасних економічних процесах”, м. Київ, 2002 р.

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 7 наукових праць, загальним обсягом 2,1 друк. арк., з них: 3 - у наукових фахових виданнях; 4 - у матеріалах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Робота представлена в двох книгах. Вона складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел, представлених в книзі 1, та додатків, представлених в книзі 2. Повний обсяг роботи - 385 сторінок. Основний зміст викладено на 180 сторінках. Він включає 3 рисунки і одну таблицю. Список використаних джерел становить 158 найменувань і займає 15 сторінок. Вісім додатків включають 68 таблиць та 47 рисунків і займають 190 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Перший розділ “Загальні теоретико-методологічні засади економіко-математичного моделювання регіональних систем розселення” присвячено визначенню загальних теоретичних та методичних засад моделювання регіональних систем розселення.

Здійснено аналіз і систематизацію представлених у науковій літературі підходів і методів економіко-математичного моделювання систем розселення. Виділено та описано п'ять основних підходів моделювання систем розселення: моделювання ієрархії населених пунктів; просторової взаємодії населених пунктів і систем розселення; структури населених пунктів і систем розселення за рівнем розвитку; динаміки систем розселення та її чинників; оптимізація та прогнозування систем розселення.

Розроблено теоретичну концепцію регіональних систем розселення: розкрито об'єктивну системну сутність розселення; визначено регіональну систему розселення як цілісну систему із специфічними особливостями; сформульоване поняття структури регіональної системи розселення, виділені та описані компонентна і функціонально-територіальна структури; визначено загальну логіку діяльності регіональних систем розселення, особливості їх функціонування й розвитку; розкрито зміст та здійснено систематизацію функцій, зв'язків і процесів систем розселення; визначені основні типи логічних законів та закономірностей розселення.

Регіональні системи розселення визначаються як специфічні форми територіальної організації суспільства, органiчні цiлiсності, що сформувались і розвиваються у процесi життєдiяльностi людей на певнiй територiї як необхiдний напрямок розвитку природи й суспільства, пов'язаний iз проявом та ускладненням системних якостей між людьми та навколишнім середовищем і формами територіальної організації суспільства, та виражаються в генетичнiй єдностi, специфiчнiй будовi, способi функцiонування і розвитку та пiдпорядковуються специфiчним законам.

Регіональна розселенська ситуація визначається як зумовлений внутрішньою діяльністю та навколишнім середовищем якісно визначений стан систем розселення їх елементів та підсистем в даний період часу. Її структура виражається у внутрішньорегіональних відмінностях часткових розселенських ситуацій. Виділяються три основні прояви структури регіональної розселенської ситуації: рівень - потенціал, масштаб, позиція або ранг розселенських об'єктів, у сукупній реалізації досліджуваних властивостей системи; якість - рівень об'єктів, оцінений з точки зору найкращого за даних умов; пропорції - відповідність (невідповідність) між фактичними явищами (функціональні пропорції) та частковими ситуаціями (територіальні пропорції).

Сформульовано поняття якості розселенської ситуації у широкому розумінні, визначені та узгоджені поняття стійкості, стабільності, динамічної рівноваги та напруженості регіональної розселенської ситуації.

Комплексно представлені основні принципи та задачі комплексного моделювання регіональних систем розселення.

Методологічною основою комплексного моделювання регіональних систем розселення визначено системний підхід. В його межах пропонується реалізувати дві групи підходів: ідеологічні, які визначають загальні ідеологічні умови моделювання (соціальний, екологічний); методологічні, які визначають загальну методологію моделювання: підходи, що визначають загальні методологічні умови моделювання (дескриптивний, прогнозний, нормативний); підходи, що випливають із основних проявів регіональних систем розселення (структурний, функціональний, відтворювальний, генетичний); територіальний.

Вирішення завдань та реалізація підходів комплексного моделювання регіональних систем розселення забезпечується використанням і поєднанням елементів різних економіко-математичних методів і сучасних інформаційних технологій та реалізується шляхом побудови узгодженої сукупності моделей кожна з яких описує ту чи іншу сторону системи на своїй, відповідній мові.

У другому розділі “Загальна концепція та передумови комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації” визначені та теоретично обґрунтовані зміст, задачі і методи комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації, розроблені методичні аспекти передмодельних досліджень.

Комплексне моделювання структури регіональної розселенської ситуації визначається як багатогранний, достовірний опис структури сукупності властивостей регіональних систем розселення відповідно до прийнятого рівня деталізації функціонально-територіальної структури.

Основними задачами комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації визначено: кількісна і якісна оцінка структури регіональної розселенської ситуації та її динаміки; визначення загальної тенденції динаміки територіальних відмінностей; розробка моделей залежності динаміки від початкового рівня; моделювання територіальної диференціації та вирівнювання залежно від впливу різних факторів.

Розроблена концепція комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації забезпечує багатогранність змістовно-теоретичного представлення сукупності явищ та процесів, яка реалізується шляхом урахування доступних для вивчення ознак регіональної розселенської ситуації та розмежуванням задач відповідно до основних проявів її структури на задачі моделювання рівнів територіального розселенського розвитку, якості регіональної розселенської ситуації та територіальних пропорцій. Адекватність і повнота формалізації та відображення основних проявів структури регіональної розселенської ситуації в кількісних характеристиках математичних моделей забезпечується шляхом послідовної реалізації ряду задач, виділених відповідно до характеру та рівня пізнання структури регіональної розселенської ситуації, з використанням і поєднанням різних економіко-математичних методів. Визначені основні передумови та обґрунтована практична доцільність використання для цілей моделювання структури регіональної розселенської ситуації методів оцінки статистичних властивостей, синтетичних індексів, факторного, кластерного і кореляційно-регресійного аналізу.

Визначено та описано три основні етапи передмодельних досліджень: формування первинної інформаційної бази, попередній статистичний аналіз; формування вхідної інформаційної бази.

Пропонується підхід щодо формування первинної інформаційної бази моделювання структури регіональної розселенської ситуації, який ґрунтується на особливостях регіональної статистичної інформації, сучасних наукових принципах формування інформації й направлений на забезпечення повноти та адекватності представлення основних властивостей регіональних систем розселення відповідно до характеру їх проявів і способів врахування.

Системно визначені основні аспекти та ознаки регіональної розселенської ситуації, а також спосіб їх статистичного відображення.

Первинною інформаційною базою комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації є сукупність реалізацій ознак, виражених абсолютними і відносними показниками, які характеризують сім основних аспектів регіональної розселенської ситуації: ознаки території; населені пункти; населення; економічну ситуацію; соціальне обслуговування населення; природне та організаційно-управлінське середовище.

Визначено й описано зміст та особливості розрахунку основних типів відносних показників регіональної розселенської ситуації: показники простої, складної та балансової структур; показники порівняння структур; показники інтенсивності та порівняння; показники динаміки.

Задачі та методи попереднього статистичного аналізу визначаються відповідно до специфіки регіональних статистичних даних, проблем і задач порівняльного регіонального аналізу. Він визначається як комплекс загального статистичного аналізу системи індивідуальних показників розселенських об'єктів, що включає чотири основні етапи: критична оцінка даних - визначення їх повноти, якості та достовірності, мінімізація помилок, різного роду неточностей, невизначеностей; загальний одномірний статистичний аналіз - узагальнений та порівняльний кількісний і якісний аналіз індивідуальних показників; статистичний аналіз взаємозв'язків між показниками в межах основних аспектів; спеціальний статистичний аналіз - виявлення специфічних статистичних властивостей окремих показників.

Вхідна інформаційна база формується згідно визначених умов статистичної інформативності: відсутність функціонально взаємопов'язаних показників, показників із дуже низькою варіацією, а також таких, що характеризують однотипні явища і мають невисоку змістовну значимість. Остання забезпечується шляхом вибору ознак-репрезентант.

Розроблена методика вибору ознак-репрезентант безпосередньо на матриці кореляцій. Вона більш проста й інформативна порівняно з існуючими методиками. На основі матриці кореляцій, попередньо виділеної групи взаємопов'язаних ознак, розраховуються показники:

де m - кількість ознак групи; - коефіцієнт кореляції ознаки j з іншими j' ознаками групи, який характеризує, рівень пояснення дисперсії ознак j' ознакою j. Ознака із найбільшим значенням Rj є репрезентантом групи. Вона найбільш взаємозв'язана із іншими ознаками групи і найбільш інформативна.

Розроблено алгоритм виявлення та нормалізації аномальних значень. Він ґрунтується на візуальному аналізі графічного зображення ранжованого ряду значень показників з метою виявлення відносної відповідності (невідповідності) крайніх значень загальній тенденції. Якщо значення визнане аномальним, аналізуються чинники, що її зумовили. Якщо вони є особливими, то такі значення вимагають нормалізації. Пропонуємо здійснювати її шляхом апроксимації ряду при виключенні аномальних значень. Нормалізоване значення розраховується як прогнозне.

На основі даних офіційної статистики Держкомстату України створена первинна база даних комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації України за період з 1996 по 2000 рік. Вона включає 494 показники, з яких 227 - абсолютні та 267 - відносні. В результаті попереднього статистичного аналізу та реалізації умов і процедур забезпечення статистичної інформативності сформована вхідна база даних комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації України, яка включає 210 абсолютних та 265 відносних показників.

У третьому розділі “Комплексне моделювання структури регіональної розселенської ситуації методами синтетичних індексів” розглядаються методичні аспекти комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації на основі методів синтетичних індексів.

Здійснено аналіз представлених в науковій літературі методів синтетичних індексів. На його основі виділено й описано основні процедури побудови синтетичних індексів: поділ ознак на стимулянти та дестимулянти й визначення умов їх включення в розрахунок синтетичного показника; стандартизація даних; зважування ознак; розрахунок узагальнюючих величин. Визначено способи їх реалізації. Вони визначаються залежно від змісту та статистичної природи показників, характеру досліджуваних явищ і мети дослідження. Доведено, що більшість методів синтетичних індексів: не враховують багатогранності проявів відмінностей регіональних об'єктів в тому числі динамічного, що зумовлює якісну невизначеність результатів; ґрунтуються на складних багаторівневих математичних операціях, які знижують інформативність результатів та ускладнюють їх інтерпретацію; не включають схеми змістовної інтерпретації отриманих результатів і сценарію дослідження, що суттєво ускладнює практичне використання даних методів.

На основі методів синтетичних індексів розроблені методи і алгоритми моделювання рівнів територіального розселенського розвитку та якості регіональної розселенської ситуації. Вони включають сукупність операцій щодо розрахунку та статистичного аналізу трьох рівнів індексів: індексів реалізацій ознак; синтетичних індексів основних аспектів; синтетичних індексів регіональної розселенської ситуації. Статистичний аналіз індексів полягає у виявленні рівня їх неоднорідності, характеру розподілу між об'єктами, виділенні груп об'єктів з відносно однорідними значеннями індексів та встановленні їх типів, а також структури та характеру взаємозв'язків між індексами одного рівня та синтетичних індексів і вихідних величин. Динаміка індексів виражається у формі показників темпів приросту. Їх інтерпретація включає вирішення такого ж кола задач, що і при статистичному аналізі відповідних статичних індексів. Специфічною задачею є визначення сили взаємозв'язку між темпами приросту та відповідними індексами в досліджуваний та взятий за базу порівняння інтервали часу, що визначає залежність їх динаміки від їх масштабів.

Моделювання рівнів територіального розселенського розвитку методами синтетичних індексів полягає у визначенні потенціалу, масштабу, позиції розселенських об'єктів в сумарному абсолютному обсязі та сукупному відносному рівні реалізацій властивостей. Відповідно розрізняються методи за абсолютними і відносними показниками.

Рівні реалізацій ознак визначаються:

, ,

де - індекс рівня j-го абсолютного показника () k-го основного аспекту () і-го розселенського об'єкта () в інтервал часу t (); - значення j-го абсолютного показника; - індекс рівня j-го відносного показника () k-го аспекту і-го об'єкта в інтервал часу t; - значення j-го відносного показника; - значення j-го відносного показника, розраховане для системи. Індекси та можуть бути виражені як у формі коефіцієнів, так і відсотків. Вони змінюються від 0 до 1 (або від 0 до 100%) і мають пряму змістовну інтерпретацію - більшим значенням відповідає більший рівень і навпаки.

Регіональна розселенська ситуація представляється ознаками-стимулянтами, які зумовлюють позитивний вплив на діяльність системи та дестимулянтами - з протилежним змістом. Включення їх в процес моделювання передбачає приведення до одного змісту і здійснюється шляхом перетворення ознак-дестимулянт у стимулянти:

, ,

де , - індекси рівнів j-их абсолютних і відносних показників, приведених до змісту стимулянт; , - індекси рівнів j-их абсолютних та відносних показників множин і ознак-дестимулянт, де m(J2(a,k)), m(J2(r,k)) - кількість ознак-дестимулянт, виражених, відповідно, абсолютними і відносними показниками.

Рівні територіального розвитку основних аспектів розраховуються:

,

де , - синтетичні індекси рівнів територіального розвитку k-го основного аспекту і-го об'єкта, відповідно, за абсолютними і відносними показниками. Вони характеризують середній вклад об'єктів у загальну сукупність реалізацій ознак k-го аспекту. Найбільший рівень територіального розвитку основних аспектів мають об'єкти, які характеризуються найбільшими значеннями , , і навпаки.

Рівні територіального розселенського розвитку визначаються:

, ,

де , - синтетичні індекси рівнів територіального розселенського розвитку і-го об'єкта за абсолютними і відносними показниками; К - кількість основних аспектів регіональної розселенської ситуації.

Моделювання якості регіональної розселенської ситуації здійснюється за відносними показниками і полягає у визначенні потенціалу, масштабу об'єктів у порівнянні із найкращим. Найкращий рівень визначається як еталонний: для ознак-стимулянт - найбільший, для дестимулянт - найменший, за умови нормалізації аномальних значень. В процесі моделювання реалізуються три задачі: моделювання безпосередньої якості, якості динаміки та комплексної якості.

Моделювання безпосередньої якості направлене на виявлення досягнутого рівня якості регіональної розселенської ситуації та її динаміки.

Формуються вектори еталонних значень реалізацій ознак:

,

в яких , якщо та , якщо ,

де - еталонне значення j-го показника; - значення j-го показника.

Безпосередня якість реалізацій ознак визначається:

, якщо та , якщо ,

де - індекс безпосередньої якості j-го показника.

Якість регіональної розселенської ситуації визначається якістю реалізацій ознак та їх вагою. Ваги встановлюються на підставі експертних оцінок порівняльної важливості ознак в аспекті та аспектів в розселенській ситуації. Формуються вектори вагових значень реалізацій ознак k-их основних аспектів, де - вага j-ої ознаки в k-му аспекті, та вагових значень k-их основних аспектів, де - вага k-го аспекту в розселенській ситуації.

Синтетичні індекси якості основних аспектів () та регіональної розселенської ситуації () визначаємо:

, .

Більшим значенням і відповідає вища якість і навпаки.

Моделювання якості динаміки полягає, передусім, в оцінці якості динаміки реалізацій ознак шляхом розрахунку й оцінки відносних показників динаміки, найбільш доцільними з яких є коефіцієнти росту. Якщо за основу моделювання якості динаміки приймаються базові показники динаміки, воно здійснюється аналогічно до методики моделювання безпосередньої якості за виключенням етапів дослідження її динаміки, якщо ланцюгові - вирішується задача комплексної оцінки якості динаміки кожної реалізації ознак за досліджуваний період.

В процесі статистичного аналізу індексів якості динаміки крім загальних задач визначається сила й характер їх взаємозв'язку із відповідними індексами безпосередньої якості, що характеризує залежність якості динаміки від масштабів безпосередньої якості.

Моделювання комплексної якості включає поєднання статичної та динамічної компонент якості, яке реалізується шляхом розрахунку індексів комплексної якості реалізацій ознак ():

,

де - індекс безпосередньої якості j-го показника; - індекс якості динаміки j-го показника за період часу Т:

, якщо , , якщо ,

де - коефіцієнт росту j-го показника за період часу Т; - еталонне значення коефіцієнту росту j-го показника за період часу Т:

, якщо та , якщо .

Синтетичні індекси комплексної якості основних аспектів та регіональної розселенської ситуації визначаються аналогічно до відповідних індексів безпосередньої якості.

В процесі статистичного аналізу індексів комплексної якості крім загальних задач визначається сила та характер взаємозв'язку з відповідними індексами безпосередньої якості та якості динаміки, що характеризує її залежність від масштабів безпосередньої якості та якості динаміки.

Метою моделювання територіальних пропорцій є виділення груп об'єктів із відносно однорідними пропорціями основних аспектів та ознак регіональної розселенської ситуації, а також визначення їх типів. Виділяється частковий і синтетичний підходи моделювання територіальних пропорцій. Перший ґрунтується на дослідженні структури рівнів або якості реалізацій ознак регіональної розселенської ситуації, другий - основних аспектів.

Виділення груп об'єктів, що мають близькі структури реалізацій ознак (аспектів), пропорції яких мало відрізняються один від одного, здійснюється шляхом порівняння структур регіональних об'єктів або векторів індексів пропорцій реалізацій ознак (аспектів) на основі методів багатовимірного групування (класифікації) об'єктів. Індекси пропорцій реалізацій ознак () і основних аспектів () розраховуються:

, ,

де - індекси j-го показника; - синтетичні індекси k-го основного аспекту. Індекси пропорцій можуть бути виражені як у формі коефіцієнтів, так і відсотків. Вони змінюються від 0 до 1 (або від 0 до 100%).

Аналіз територіальних пропорцій пов'язаний із інтерпретацією результатів кластерного аналізу. Методи кластеризації не дають достатньо достовірного способу оцінки адекватності отриманих класифікацій. Результати кластеризації залежать від вибраного методу і ця залежність тим більша, чим менш явне розбиття сукупності на групи. Тому, результати групування завжди дискусійні. Для забезпечення достовірності групування, виявлення стабільної структури об'єктів та усунення впливу метода аналізу на результат, пропонуємо методику інтерпретації результатів кластерного аналізу, що ґрунтуються на порівнянні кластерних рішень, здійснених різними методами з використанням різних метрик, шляхом співставлення діаграм кластеризації та графіків значень індексів пропорцій.

Розроблені методи і алгоритми моделювання структури регіональної розселенської ситуації прості в реалізації, забезпечують якісну визначеність результатів і прозору інтерпретацію та високу інформативність. Вони забезпечують поєднання експрес-аналізу - проведення детального аналізу структури реалізацій ознак та основних аспектів з точки зору розподілу між об'єктами, а також об'єктів - з точки зору структури реалізацій ознак (аспектів) та порівняльного аналізу - визначення структури реалізацій ознак (аспектів) порівняно з іншими і об'єктів з точки зору інших.

На основі розроблених методів та алгоритмів здійснено комплексне моделювання рівнів територіального розселенського розвитку та якості регіональної розселенської ситуації обласних систем розселення України за 1996-2000 роки, яке реалізувалось засобами Microsoft Excel, а також територіальних пропорцій за 2000 рік з використанням засобів кластерного аналізу Статистичного пакету SPSS 10.0 for WINDOWS.

У четвертому розділі “Факторний аналіз та моделювання взаємозв'язків структури регіональної розселенської ситуації” розглянуті прикладні аспекти факторного та кореляційно-регресійного аналізу структури регіональної ситуації, розроблена концепція побудови та інтерпретації факторних моделей, що ґрунтується на синтезі методів синтетичних індексів, кластерного і факторного аналізу та на її основі принципово новий підхід агрегатного факторного аналізу, розроблений підхід кореляційно-регресійного аналізу багаточисельної сукупності ознак із невизначеною структурою взаємозв'язків, системно представлені основні етапи та процедури побудови і інтерпретації кореляційно-регресійних моделей структури регіональної розселенської ситуації.

Для розкриття аналітичних можливостей факторного аналізу, як засобу моделювання структури регіональної ситуації, методом головних компонент на основі інструменту “Факторний аналіз” Статистичного пакета SPSS 10.0 for WINDOWS побудовано загальні факторні моделі рівнів територіального розселенського розвитку та якості регіональної розселенської ситуації в Україні за 2000 рік. Незважаючи на математичну точність, доведені неоднозначність та складна інтерпретація факторних рішень для складних за структурою взаємозв'язків та багаточисельних сукупностей показників, що ускладнює використання факторного аналізу для прикладних регіональних досліджень. Доведено, що в класичному варіанті його не вдається використовувати в подальших прикладних регіональних дослідженнях.

З метою підвищення інформативності факторного аналізу та забезпечення можливості використання його результатів в подальших регіональних дослідженнях розроблено концепцію побудови та інтерпретації факторних моделей структури регіональної ситуації, що ґрунтується на синтезі методів синтетичних індексів, кластерного і факторного аналізу. На її основі побудований принципово новий підхід агрегатного факторного аналізу, якому піддаються індекси реалізацій ознак. Методами кластерного аналізу ознак вони розбиваються на відносно однорідні групи, які мають спільну внутрішню властивість, та окремі ознаки, які мало взаємозв'язані між собою та іншими ознаками. Для виділених груп методами факторного аналізу будуються загальні фактори. Таким чином забезпечується змістовна визначеність та висока інформативність отриманих факторів.

З використанням інструментів “Кластерний аналіз” і “Факторний аналіз” Статистичного пакета SPSS 10.0 for WINDOWS побудовані агрегатні факторні моделі рівнів територіального розселенського розвитку і якості регіональної розселенської ситуації в Україні за 2000 рік. Отримані агрегатні фактори мають високі навантаження при всіх ознаках і дуже високий рівень пояснення варіації вхідних показників, тобто легко інтерпретуються і мають високу інформативність. Здійснено порівняння загальної та агрегатної факторних моделей регіональної розселенської ситуації в Україні. Доведено недоцільність використання загальних факторних моделей для виділення стабільних внутрішніх властивостей досліджуваної системи.

У результаті агрегатного факторного аналізу багаточисельної сукупності показників із невизначеною структурою взаємозв'язків отримуємо показники, які з високим рівнем достовірності описують чітко визначені, суттєві, достатньо сталі явища. Кореляційно-регресійний аналіз взаємозв'язків між ними дозволяє комплексно представити та аналітично описати характер суттєвих, сталих взаємозв'язків сукупності досліджуваних явищ.

З метою аналізу і моделювання взаємозв'язків структури регіональної ситуації пропонується використовувати кроковий регресійний метод з подальшим уточненням його результатів методом гребневої регресії, що дозволяє визначати найбільш суттєві взаємозв'язки між агрегатами та отримати найбільш достовірні моделі за умови мультиколінеарності вхідних показників. Для деталізації виявлених суттєвих взаємозв'язків пропонується використовувати парні регресійні моделі.

Розроблена методика моделювання взаємозв'язків структури регіональної розселенської ситуації, яка полягає у послідовному моделюванні впливу факторних агрегатів певних проявів структури розселенської ситуації на залежні і включає чітко визначену сукупність процедур, що визначаються з позицій реалізації з використанням Статистичних пакетів SPSS 10.0 і STATGRAPHICS Plus 3.0 for WINDOWS. На її основі побудовані кореляційно-регресійні моделі окремих взаємозв'язків основних проявів регіональної розселенської ситуації в Україні за 2000 рік.

ВИСНОВКИ

У науковій практиці склався вагомий позитивний досвід економіко-математичного моделювання систем розселення. Разом із тим, залишається нерозробленим комплексний підхід у моделюванні систем розселення. На сучасному етапі основні зусилля потрібно зосередити на формуванні цілісної концепції комплексного моделювання, яка б відповідала об'єктивній сутності систем розселення, принципам дослідження системних об'єктів і системного аналізу, вимогам і можливостям сучасних інформаційних технологій, була направлена на вирішення складних взаємопов'язаних різноякісних завдань, реалізацію багатьох підходів, використання й поєднання різних економіко-математичних методів. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення задачі комплексного моделювання регіональних систем розселення. В результаті даного дисертаційного дослідження одержані наступні результати:

1.Відповідно до теорії систем та системного аналізу удосконалено теоретичну концепцію регіональних систем розселення.

2.Визначено і описано зміст регіональної розселенської ситуації та основні її структурні прояви (рівень, якість і пропорції), сформульовано поняття якості регіональної ситуації в широкому розумінні.

3.Визначено та теоретично обґрунтовано мету, основні задачі, принципи, підходи і методи комплексного моделювання регіональних систем розселення.

4.Розроблено комплексний підхід моделювання структури регіональної ситуації (на прикладі розселенської), який ґрунтується на розмежуванні задач із урахуванням її основних проявів (рівня, якості та пропорцій), включає статичну та динамічну компоненту і побудований на поєднанні методів оцінки статистичних властивостей, одномірного статистичного аналізу, синтетичних індексів, факторного, кластерного та кореляційно-регресійного аналізу.

5.Розроблені методичні аспекти передмодельних досліджень структури регіональної розселенської ситуації:

визначені структура, основні задачі, умови і принципи інформаційно-статистичного забезпечення, що ґрунтуються на особливостях регіональної статистичної інформації, сучасних наукових принципах формування статистичної інформації; визначена загальна структура ознак і показників регіональної розселенської ситуації;

визначені задачі і методи попереднього статистичного аналізу структури регіональної ситуації, розроблений алгоритм загального одномірного регіонального статистичного аналізу, який включає комплекс загального та порівняльного аналізу індивідуальних проявів ознак розселенських об'єктів і може бути реалізований на різних етапах комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації;

визначено загальні умови і принципи та побудований алгоритм формування вхідної інформаційної бази, в тому числі: розроблена методика вибору ознак-репрезентантів на основі матриці кореляції, яка є більш простою та інформативною серед існуючих методик; побудований алгоритм виявлення і нормалізації аномальних значень, що ґрунтується на візуальному аналізі й апроксимації ранжованих даних.

6.Здійснено аналіз представлених в науковій літературі методів синтетичних індексів. Більшість з них не враховують багатогранності проявів регіональної ситуації в тому числі динамічного, що зумовлює якісну невизначеність результатів; ґрунтуються на складних багаторівневих математичних операціях, які знижують інформативність отриманих результатів і ускладнюють їх інтерпретацію; не включають схеми змістовної інтерпретації результатів і сценарію дослідження, що суттєво ускладнює прикладне використання даних методів.

7.На основі методів синтетичних індексів, розроблені методи та алгоритми комплексного моделювання структури регіональної розселенської ситуації (рівнів територіального розселенського розвитку об'єктів за абсолютними і відносними показниками, якості регіональної розселенської ситуації (безпосередньої якості, якості динаміки і комплексної якості) та територіальних пропорцій), які дозволяють виявити й оцінити основні прояви структури регіональної розселенської ситуації за багаторівневою структурою ознак, тим самим забезпечуючи комплексність їх представлення, визначеність отриманих результатів і прозорість їх інтерпретації.

8.Визначені загальні прикладні аспекти й умови багатовимірного групування регіональних об'єктів. Розроблені принципи, задачі та послідовність інтерпретації результатів кластерного аналізу.

9.Розроблена концепція побудови та інтерпретації факторних моделей структури регіональної ситуації, що ґрунтується на синтезі методів синтетичних індексів, кластерного і факторного аналізу. На її основі розроблений принципово новий підхід агрегатного факторного аналізу, який забезпечує змістовну визначеність та високу інформативність отриманих факторів і можливість їх використання в подальших дослідженнях.

10. Розроблений підхід кореляційно-регресійного аналізу багаточисельної сукупності ознак із невизначеною структурою взаємозв'язків, який ґрунтується на поєднанні методів агрегатного факторного і кореляційно-регресійного аналізу, що дозволяє комплексно представити й аналітично описати характер суттєвих, сталих взаємозв'язків сукупності досліджуваних явищ. Представлені основні етапи і процедури побудови та інтерпретації кореляційно-регресійних моделей структури регіональної розселенської ситуації.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

а) у наукових фахових виданнях:

1.Бодасюк А.В. Сільське господарство і сільське розселення // Українське село: вихід із кризи: Зб. наук. пр. /АН України Ін-т економіки; Редкол.: Л.О.Шепотько (відпов.ред.) та ін. - К.: 1994. - С. 119-123.

2.Кулик А.В. Проблемы имитационного моделирования территориальных систем расселения // Исследование динамики социально-экономических систем: Сб. науч. тр. / НАН Украины. Ин-т кибернетики им. В.М.Глушкова, Научный совет НАН Украины по пробл. “Кибернетика”; Редкол.: Костина Н.И. (отв. ред.) и др. - К.: 1995. - С. 52-58.

3.Кулик А.В. Моделювання якості регіональних систем розселення // Регіональна економіка. -1999. - №3(13). - С. 81-89.

б) у матеріалах конференцій:

4.Кулик А.В. Моделювання регіональних систем розселення в системі формування регіональної соціально-економічної політики. Основні методологічні завдання // Регіональна політика України: наукові основи, методи, механізми / Зб. наук. пр. за матеріалами доповідей міжнародної науково-практичної конференції, м.Львів, 21-23 травня 1998 р. /В трьох частинах/ НАН України Ін-т регіональних досліджень. Частина 1. Редкол.: відповідальний редактор М.І.Долішній. - Львів: 1998. - С. 178-184.

5.Кулик А.В. Методичні аспекти створення інформаційної системи населених пунктів // Матеріали першої міжнародної конференції “Наука і освіта ?98”, Дніпропетровськ-Одеса-Кривий-Ріг-Київ-Харків-Дніпродзержинськ, 23-30 квітня 1998 р. Том 17. Економіка. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1998. - С. 737.

6.Кулик А.В. Концепція комплексного економіко-математичного моделювання регіональних соціально-економічних систем // Матеріали другої міжнародної конференції “Наука і освіта ?99”, м.Київ, 27 січня 1999 р. Економіка. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 1999. - С. 49-52.

7.Кулик А.В. Концепція комплексного моделювання структури регіональної ситуації // Кібернетика в сучасних економічних процесах / Зб. текстів виступів на республіканській міжвузівській науково-практичній конференції, м. Київ, 8 травня 2002 р. - К.: ІСОА, 2002. -С.102-104.

АНОТАЦІЯ

Кулик А.В. Моделювання регіональних систем розселення. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.03.02 - економіко-математичне моделювання. - Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та Міністерства освіти і науки України, Київ, 2002.

В дисертаційній роботі розглядаються теоретико-методологічні, методичні та прикладні аспекти комплексного моделювання регіональних систем розселення, зокрема регіональної розселенської ситуації.

Розроблена концепція комплексного моделювання регіональних систем розселення. В межах даної концепції пропонується комплексний підхід моделювання структури регіональної розселенської ситуації, який ґрунтується на розмежуванні задач із урахуванням її основних проявів, відповідно до якого виділяються задачі комплексного моделювання рівнів територіального розселенського розвитку, якості регіональної розселенської ситуації та територіальних пропорцій. Він включає статичну та динамічну компоненти і побудований на поєднанні методів оцінки статистичних властивостей, одномірного статистичного аналізу, синтетичних індексів, факторного, кластерного та кореляційно-регресійного аналізу. Розроблено комплекс моделей структури регіональної розселенської ситуації в Україні.

Ключові слова: регіональні системи розселення, структура регіональної розселенської ситуації, комплексне економіко-математичне моделювання, рівень територіального розселенського розвитку, якість регіональної розселенської ситуації, територіальні пропорції, синтетичні індекси, факторний аналіз, кластерний аналіз, агрегатний факторний аналіз, кореляційно-регресійний аналіз.

АННОТАЦИЯ

Кулик А.В. Моделирование региональных систем расселения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук по специальности 08.03.02 - экономико-математическое моделирование. - Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН Украины и Министерства образования и науки Украины, Киев, 2002.

В диссертационной работе рассматриваются теоретико-методологические, методические и практические вопросы комплексного моделирования региональных систем расселения, в частности региональной расселенческой ситуации.

Выполнены анализ и систематизация представленных в научной литературе подходов и методов экономико-математического исследования и моделирования систем расселения. Согласно теории систем и системного анализа усовершенствована теоретическая концепция региональных систем расселения. Определено содержание региональной расселенческой ситуации и основные проявления ее структуры (уровень, качество, пропорции), сформулировано понятие качества региональной расселенческой ситуации в широком понимании. Системно определены и теоретически обоснованы цель, основные задачи, подходы и методы комплексного моделирования региональных систем расселения.

...