КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Київський національний університет
будівництва і архітектури
Левченко Олексій Вікторович
УДК 72.01;711.00,1-3
МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ОПТИМІЗАЦІЇ ФУНКЦІОНАЛЬНО-ТЕРИТОРІАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО АДМІНІСТРАТИВНОГО РАЙОНУ
18.00.01 — "Теорія архітектури, реставрація пам’яток архітектури"
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата архітектури
Київ-2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі архітектурної кваліметрії Київського національного університету будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник:
доктор архітектури, професор Лаврик Геннадій Іванович,
Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри архітектурної кваліметрії
Офіційні опоненти:
доктор архітектури, професор Фільваров Генріх Йосипович,
Інститут урбаністики, директор
кандидат архітектури, доцент Шулик Василь Васильович,
Полтавський національний технічний університет ім. Ю.Кондратюка, доцент кафедри дизайну архітектурного середовища
Захист відбудеться 10 квітня 2008 року о 13-00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.056.02 при Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою:
03680, м.Київ-37, Повітрофлотський просп., 31, ауд. 466
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою:
03680, м.Київ-37, Повітрофлотський просп., 31
Автореферат розісланий 7 березня 2008 року
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради В.В. Товбич
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми дослідження. Проблема застосування програмно-цільових методів до оптимізації життєвого середовища людини (незалежно від рівня його функціонально-просторової ієрархії) на сьогодні залишається найактуальнішою. Насамперед це стосується проектних аспектів архітектурно-планувальної та функціонально-територіальної організації адміністративних районів, зокрема зі сільськогосподарською спеціалізацією виробництва. Сучасні містобудівні та архітектурні дослідження з системного підходу засвідчують, що прийняття рішень здійснюється за ієрархією рівня системи, а сам рівень архітектурно-планувальної організації території, або районного планування, стає стратегічним для функціонування демоекосистеми в цілому (мезотериторіальний рівень): некоректність, допущена тут при переході з рівня на рівень, призведе до значних матеріальних, енергетичних та соціально-економічних втрат. У свою чергу, функціонально-просторова складність архітектурно-містобудівного вирішення і динамічність поведінки територіальних систем типу “населення=середовище” зумовлює необхідність появи оперативних підходів до вирішення проблеми раціонального використання земельних і трудових ресурсів в сучасних умовах господарювання. Одним із шляхів досягнення цього є використання новітніх інформаційних технологій в архітектурі, зокрема розробка відповідного методичного та програмного забезпечення.
Аналіз і узагальнення попереднього досвіду в галузі архітектурно-теоретичних досліджень та науково-проектних розробок схем планування на регіональному та місцевому рівнях дає підставу стверджувати, що на цей час існують суттєві розбіжності як у тлумаченні сутності об’єкта районного планування, так і у визначенні методів його дослідження та проектування. Комплексний підхід до вивчення районно-планувальних об’єктів визначається можливістю максимального врахування компонентів об’єкта (найважливіших і вирішальних з точки зору дослідника/архітектора-містобудівника/проектувальника), так і найбільшу кількість залучених критеріїв, на яких будується висновок. Однак з огляду на те, що районно-планувальні об’єкти є самодостатніми, на відповідному ієрархічному рівні, системами – сукупності невід’ємно взаємопов’язаних складових, що потребують цілісного розгляду – системна концепція, у свою чергу, ставить ще одну важливу та нетрадиційну для архітектурної методології умову: необхідність визначення загальносистемного, так званого “генерального” критерію оптимальності.
Проблема оптимізації на стадії планувальної організації території району має значний період свого становлення і розвитку. За цей час, в питаннях про оптимум планувальної структури, відокремились самостійні методологічні “підпроблеми”:
1) визначення об’єкта і предмета планувальної організації території району;
2) визначення і обґрунтування методологічних підстав прийняття рішень;
3) реалізація методів визначення оптимальності розміщення в умовах обмежень з точки зору терміну одержання результату, точності та стабільності показників (критеріїв) ефективності.
Над визначенням об’єкта, предмета і метода у територіальному плануванні та розробкою архітектурно-теоретичних засад проектування працювали українські і російські науковці: Л.М.Авдотьїн, Ю.М.Білоконь, Ю.П.Бочаров, А.Е.Гутнов, В.М.Гусаков, В.Г.Давидович, М.М.Дьомін, Г.А.Заблоцький, Г.І.Лаврик, В.Ф.Макухін, Т.Ф.Панченко, І.М.Смоляр, В.О.Тімохін, М.Ф.Тимчук, Г.Й.Фільваров, І.О.Фомін, О.Я.Хорхот та ін.
Важливе значення для осмислення поставленої у дисертації проблеми мають роботи з функціонально-планувальних аспектів розселення та районного планування Д.І.Богорада, М.Г.Бархіна, А.Е.Гутнова, В.В.Владімірова, І.А.Іодо, Н.І.Наймарка, В.І.Нудельмана, Є.Н.Перцика, Б.С.Хорєва, В.В.Шулика та ін.
Системному підходу і моделюванню в галузі містобудівництва та, зокрема, упорядковуванню територій присвячені також наукові розробки В.Л.Глазичева, А.В.Кочеткова, А.П.Осітнянка, А.М.Рудницького, С.К.Саркісова, Д.Н.Яблонського, Л.А.Яковлєва і ін.
У руслі дисертаційної теми актуальні праці таких закордонних дослідників: J.Izard, А.Льош, А.Вебер, В.Леонтьєв, Р.Мерфі, Дж.Форрестер, П.Мерлен, N.Smelser, R.F.Dyer, E.A.Forman, S.D.Brunn, K.A.Mingst, F.W.Riggs, J.R.Prescott, E.G.Dunn, G.Therborn та ін.
Сьогодні вважається, що усі складні ієрархічні, за своєю будовою, містобудівельні районно-планувальні об’єкти “полікритеріальні”, тобто кожна з їх невзаємозамінних складових функціонально-просторової структури може оцінюватись за своїм особистим критерієм ефективності. Великий об’єм інформації на “вході” комплексних методів, складність її переробки, полікритеріальність та відсутність кількісного відображення (неформалізованість) деяких з їх важливих показників суттєво ускладнюють, а інколи унеможливлюють досягнення оптимуму. Об’єктивно виникає ситуація несумірності та незіставності об’єктів, що порівнюються, а це провокує виникнення суб’єктивного остаточного висновку. Таким чином, спостерігаємо фактичну відсутність загальновизнаного підходу до оперативного і надійного визначення оптимального або ефективного варіанту архітектурного вирішення планувальної структури об’єкта, в частині визначення заходів реалізації державної політики та врахування державних інтересів розвитку території.
Вищевикладене приводить до висновку, що вирішення сучасних задач на оптимум в галузі архітектурно-містобудівельного варіантного проектування, ускладнюється розбіжністю уявлень про об’єкт районного планування, який має системну сутність, недосконалістю та недостатністю методичної бази прийняття рішення, інформаційних продуктів, які б оперативно відображали сутність процесу оптимізації в галузі розселення і територіального планування у цілому.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрям дисертаційного дослідження є безпосередньо пов’язаним з реалізацією принципів, що сформульовані в “Концепції сталого розвитку населених пунктів України” (Постанова Верховної Ради України від 24 грудня 1999 р. №1359-ХІУ), законами “Про планування і забудову територій” (Закон України від 20 квітня 2000р. №1699-ІІІ), “Про Генеральну схему планування території України” (Закон України від 7 лютого 2002р. №3059-ІІІ), “Про державне прогнозування та розроблення програм економічного і соціального розвитку України” (Закон України від 23 березня 2000р. №1602), “Про пріоритетні напрями інноваційної діяльності в Україні” (Закон України від 16 січня 2003р. №433-IV). Результати дисертаційного дослідження були використані: управлінням містобудування та архітектури Харківської обласної державної адміністрації (реєстраційний номер 01-20/2139), управлінням містобудування та архітектури Луганської обласної державної адміністрації (реєстраційний номер 64/8-255) в рамках виконання постанови кабінету міністрів України від 29 серпня 2002р. № 1291 “Про забезпечення реалізації Закону України “Про Генеральну схему планування території України”; в навчальному процесі кафедри інформаційних технологій в архітектурі на рівні перевірки методологічної гіпотези та тестування розробленого інформаційно-програмного продукту в факультативній формі у 2004-2007рр. при вивченні дисципліни “Інформатика” та “Учбовий практикум з комп’ютерної техніки” для студентів 2-3 курсів спеціальності 8.120101 “Архітектура будівель і споруд” та кафедри архітектурної кваліметрії при проведенні практичних занять з дисциплін “Основи системного аналізу” для студентів 5-го курсу та “Методи оцінки і вибору проектних рішень в архітектурі” для студентів 6-го курсу у 2003-2006рр. спеціальності 8.120101 “Архітектура будівель і споруд” Київського національного університету будівництва і архітектури.
Мета дослідження. Обґрунтування і розробка оперативної методики пошуку оптимальних варіантів функціонально-планувальних рішень містобудівельних об’єктів регіонального рівня територіального планування на засадах загальної теорії систем (ЗТС). Реалізація системної моделі об’єкта, що досліджується, у вигляді інформаційно-інтегральної моделі адміністративного району сільськогосподарської орієнтації виробництва.
Завдання дослідження:
1) збір, аналіз та узагальнення сучасних уявлень про об’єкт і предмет дослідження;
2) формування онтологічної (сутнісної), з точки зору архітектурної методології, моделі об’єкта районного планування та розробка функціональних моделей об’єктів регіонального рівня;
3) формування оптимізаційної моделі за вимогами дослідження, варіантного проектування та вимог інваріантності методичного підходу;
4) розробка і обґрунтування алгоритмів вирішення пошукових, проектних та управлінських задач на оптимізаційних моделях з використанням сучасних інформаційних технологій, розробка програмного продукту на основі запропонованої моделі та алгоритму її реалізації;
5) експериментальна перевірка оптимізаційної моделі об’єкта, реалізованої через інформаційно-програмний продукт.
Об’єкт дослідження – сільськогосподарський адміністративний район, його планувальна організація як функціонально- і територіально-цілісна складова (підсистема) системи “населення середовище”.
Предмет дослідження – методи пошуку оптимальних варіантів функціонально-планувальної структури систем рівня “адміністративний район”.
Методи дисертаційного дослідження ґрунтуються на методологічних принципах загальної теорії систем, а також на порівнювальному аналізі зіставлюваних експериментальних варіантів об’єкта, який досліджується. Дослідження спирається на позитивний досвід теоретичних розробок в галузі архітектури, містобудівництва, районного планування (проектів та схем районного планування), виконаних у свій час провідними науково-дослідними і проектними інститутами, а також враховує дані практики їх проектування і втілення органами управління. До інформаційної бази роботи частково залучені матеріали державної і відомчої статистичної звітності натурних обстежень та спостережень, прогнозні розробки.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Визначено і упорядковано перелік факторів та умов, які забезпечують стан системної самодостатності і цілісності об’єктів містобудування і архітектури у районному плануванні (субрегіональному рівні), а також функціональні і структурні ознаки, що визначають їх системну сутність.
2. Обумовлено, що самодостатність та цілісність об’єкта, сільськогосподарський адміністративний район, складається з необхідної і достатньої множини системоутворюючих компонентів, функціонування яких є єдиним, загальним для них кількісним критерієм оптимальності.
3. Запропоновано онтологічну, функціонально-логічну та математичну модель району, як методичного інструменту цілеспрямованого пошуку оптимальних рішень у процесі наукових досліджень, виявлення архітектурної типології, варіантного проектування, експертизи та управління розвитком цієї системи.
4. Визначено алгоритм та створені рекомендацій вирішення дослідницьких, проектних та управлінських задач з застосуванням програмного продукту з оптимізації розміщення об’єктів рівня сільськогосподарського адміністративного району.
5. Розроблено і протестоване програмне забезпечення, що відображає ефективне, з точки зору об’єктивності, достатньої надійності та оперативності, оптимального вирішення задач у процесі наукових та проектних розробок досліджуваного об’єкта.
Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані в дисертації моделі та методи їх реалізації придатні для використання у процесі наукових досліджень, варіантного містобудівельного та архітектурного проектування, моніторингу поведінки систем у процесі їх експлуатації, а також у експертизі науково-проектної документації, розробці науково- та проектно-методичного забезпечення. Методологічні надбання запропонованої методики використані управлінням містобудування та архітектури Харківської обласної державної адміністрації у питаннях з розробки генеральних планів населених місць сільськогосподарських адміністративних районів Харківської області (реєстраційний номер 01-20/2139), управлінням містобудування та архітектури Луганської обласної державної адміністрації під час розгляду і аналізу питань з територіального розміщення продуктивних сил (виробництво, розселення та ін.) Перевальського району Луганської області (реєстраційний номер 64/8-255).
Особистий внесок здобувача у працях, опублікованих разом з співавторами: у статті “Формалізована схема математичного моделювання геоінформаційних систем рівня районного планування на базі системного методу” (співавтор Лаврик Г.І.) – визначені вимоги до методів оперативного варіантного проектування та математична модель перевірки оптимальності проектного рішення за принципом мінімізації економічної відстані при розміщенні господарських об’єктів.
Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційного дослідження були представлені і одержали позитивну оцінку на наукових конференціях і семінарах, зокрема на: IV міжнародній науковій конференції молодих вчених “Соціальні напрямки розвитку архітектури та будівництва”, КиївЗНДІЕП, 2005; на IV міжнародній науковій Кримській конференції, м.Алушта, 2007; на 14, 15 науково-практичних конференціях Донбаського державного технічного університету (ДонДТУ), м.Алчевськ, 2005, 2006; на 65, 66, 67, 68 науково-практичних конференціях КНУБА, м.Київ, 2004, 2005, 2006 та 2007.
Публікації. Основні висновки та наукові рекомендації дисертаційного дослідження викладені у 7 наукових публікаціях: 7 – у фахових збірниках наукових праць, затверджених ВАК України (одна з них – у співавторстві).
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота, загальним об’ємом 215 сторінок, складається з термінологічного словника, вступу, трьох розділів, висновків до кожного з розділів, загальних висновків, викладених на 148 сторінках, 50 рисунків, 7 таблиць, що розкривають хід роботи, 5 додатків, списку використаних джерел з 209 найменувань (19с.).
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ
У вступі обґрунтована актуальність теми, визначені мета, об’єкт, предмет, методи та задачі дослідження, розкриваються наукова новизна, теоретична і практична цінність роботи, особистий внесок, наводяться дані щодо апробації основних результатів, структури та обсягу дисертації.
У першому розділі “Місце і значення районного планування у формуванні і розвитку виробничих сил” було висвітлено стан вивченості розв’язання проблем оптимізації у галузі районного планування, проведені узагальнення і аналіз існуючих методів оцінки (оптимізації) рішень у процесі дослідження і варіантного проектування об’єктів районного планування та на базі висвітлених теоретичних розробок в галузі проектування регіональної структури розселення, виробництва і обслуговування, сформульовані основні вимоги до методів оцінки територіальних об’єктів.
Хоча на сьогодні використовується багато методик у архітектурних дослідженнях з питань районного планування, а саме: історичного аналізу, емпіричного і теоретичного узагальнень інформації (індикаційний, оціночний, аналоговий, класифікаційний), математичної статистики (кореляційний, факторний і регресійний аналіз), математичного моделювання (експертної оцінки, анкетування, балансовий, комплексний та системний підхід), актуальним залишається питання співвідносності показників щодо якості варіантів планувальної структури. Районне планування постає різновидом проектних робіт, де основною метою є найбільш раціональне і взаємопов’язане розміщення на конкретній (адміністративно чи економічно цілісній) території виробництва та соціальної інфраструктури (розселення, культурно-побутового обслуговування…) на підставі всебічної оцінки можливостей цієї території (природно-географічних, економічних, інженерно-технічних та екологічних чинників і умов). Довідник проектувальника в галузі містобудування (1978р.) зазначає, що: “Проекты районной планировки охватывают часть территории области, края, автономной республики, союзной республики (не имеющей областного деления), включающую один или группу административных районов и обладающую общностью хозяйственных связей и единством проблем планировочной организации территории.” А вже український довідник (2001р.) не містить поняття про районне планування, натомість визначає рівні об’єктів планувальної організації території та дає наступне визначення: “Планувальна організація території (процес і результат) – це раціональне просторове поєднання функціонально-територіальних елементів (виробництва, розселення, природокористування), які об’єднуються структурами управління з метою створення і підтримання повноцінного середовища проживання людини”. При цьому для зазначених територіальних об’єктів пропонується застосовувати терміни “регіональний рівень” та “субрегіональний рівень”. До головних задач районногорегіонального) планування відноситься раціональна територіально-господарська організація, функціональне зонування та формування архітектурно-планувальної структури, що забезпечує оптимальні умови для розвитку промислового та сільськогосподарського виробництва, розселення, містобудування, збереження і покращення природного середовища за умови ефективного використання природних, економічних і трудових ресурсів. Разом з тим, у працях Г.І.Лаврика зауважено, що “…успешное прогнозирование в области районной планировки возможно лишь на основе разработки и применения математических моделей, описывающих объекты с точностью до изоморфизма (С-изоморфизма – системного изоморфизма)”. Проектування та управління, як реалізація волі проектувальника, здатне відтворити задум близько до оптимуму включно тільки у тому випадку, коли критерій якості (цільова функція) демоекосистеми формулюється людиною > населенням > “ланкою-мотиватором” цієї системи.
З огляду на викладене, узагальненими завданнями для виконання робіт з районного проектування постають:
1) функціонально-планувальне зонування території району, аналіз та складання кадастру землекористування;
2) розрахунок перспективної чисельності населення на проектний період (періоди);
3) розрахунок соціальної інфраструктури, – якісного і кількісного складу послуг і обслуговування у культурно-побутовій сфері забезпеченості населення;
4) варіантне розміщення на території району об’єктів виробничого призначення (промисловість, сільське господарство);
5) розрахунок потрібних територіальних ресурсів, енергоресурсів, водоспоживання і водовідведення, транспортних і інженерних комунікацій, розробка заходів з охорони довкілля, виділення санітарно-захисних зон, парків, зон туризму і відпочинку.
Системна модель територіальної структури відрізняється більшою гнучкістю і еластичністю по відношенню до реалій сучасного проектування. Районне планування, як різновид архітектурного проектування, що вивчає тимчасові і просторові вимірювання побудоване на системних концепціях продуктивніше при вивченні субдержавної (регіональною, субрегіональною) динаміки та модернізації, оскільки не вимагає розглядати виробництва, комунікацію, рекреацію, розселення як однорідне єдине ціле (моноліт), таке, що функціонує по одних і тих же механізмах в будь-якій точці свого простору і часової протяжності. Навпаки, вона дозволяє розглядати процеси як реальні, живі, неоднорідні, такі, що варіативно (у тому числі і в просторовому плані) реагують на вимоги життєдіяльності системи. Динаміка зміни нормованих показників носить при цьому дискретний характер в оптимізаційних моделях.
У другому розділі “Системний підхід і аналіз в дослідженнях і проектуванні районно-планувальних об’єктів” викладено структуру об’єктів районного планування відповідно до системної ієрархічної вертикалі адміністративного підпорядкування та масштабу проектних матеріалів. На цій базі подані визначення об’єкту і предмету районного планування з позиції загальної теорії систем (як метрологічні ознаки об’єкта районного планування в межах цілісної одиниці, з притаманною функціональною структурою та системною самодостатністю).
Так поняття “район” в класичному архітектурно-містобудівельному сприйнятті районного планування це територія, виділена по сукупності взаємозв’язаних ознак або явищ; таксономічна одиниця в системі територіального устрою держави, адміністративно-територіальна одиниця. Адміністративний район входить до складу області, республіки, автономної області або округу. За системним підходом до визначення об’єкту автор використовує англомовний термін “регіон”. Він пізніше проник в нашу мову, але виявився більш гнучким. Пропонується використовувати термін “регіон” та термін “район” як синоніми, але тільки термін “район” – там, де він укорінився для позначення певних типів регіонів, наприклад: міський район, економічний район. У загальному сенсі, регіон – це певна територія, що відрізняється від інших територій за рядом ознак та обумовлена деякою цілісністю, взаємозв’язаною складових її елементів. Конкретизація і змістовна інтерпретація терміну поняття здійснюється при виділенні певних типів регіонів. Найбільш використовуване визначення: регіон – це частина території, що володіє спільністю природних, соціально-економічних, національно-культурних і інших умов (тобто цілісна за системними ознаками самодостатності). Таким чином, регіон як господарська підсистема складніша, ніж галузь, зазвичай об’єднуюча сукупність підприємств і виробництв, однорідних в технологічному відношенні.
Термін “регіон” може вживатися в наступних значеннях:
1. Адміністративно-територіальна одиниця унітарної держави або федерації (муніципальне утворення або суб’єкт федерації).
2. Економічно-географічний район, що включає сукупність адміністративно-територіальних одиниць (місто, селище, село).
3. Територіальна одиниця національного соціально-економічного простору, що характеризується наявністю певного явища або сукупністю явищ.
Таким чином, межі регіону далеко не завжди співпадають з існуючими адміністративно-територіальними межами. Наприклад, в документах Європейського Союзу регіон визначається, як територіальна спільність, де є спадкоємність, чиє населення розділяє певні загальні цінності, прагне зберегти і розвинути свою самобутність в цілях стимулювання культурного, економічного і соціального прогресу.
Велика кількість підходів до визначення регіону, породило і надзвичайну різноманітність класифікацій. Серед них можна виділити 4 основних групи класифікацій:
1. Прості регіони, що виділяються по одиничних ознаках. У регіональній економіці такими ознаками найчастіше виступають: об’єм валового регіонального продукту, темпи економічного зростання, тип територіальної структури господарства (поляризований або гомогенний), коефіцієнт щільності населення, характер господарської спеціалізації регіону.
2. Складні регіони, що виділяються на основі сукупності ознак. Наприклад, на основі двох інтегральних показників: інвестиційного потенціалу і інвестиційного ризику.
3. Класифікація на основі виділення ключових проблем регіонального розвитку. Тут, можна виділити такі типи регіонів, як: депресивні регіони - що демонстрували у минулому відносно високі темпи розвитку; стагнуючі регіони - що відрізняються украй низькими або нульовими темпами розвитку; піонерні регіони - регіони нового освоєння; програмні (планові) регіони - регіони, на які розповсюджуються цільові програми соціально-економічного розвитку і контури яких не співпадають з існуючими межами територіального районування.
4. З погляду можливостей регіону здійснювати самостійну економічну політику. Зокрема, виділяються “планувальні” регіони, що мають єдині органи господарського управління, і “планові” регіони, позбавлені подібних органів.
Відповідно до попередніх визначень, регіональна або субрегіональна структура “адміністративний район” – це насичена територія, що вміщає безліч об’єктів і зв’язків між ними: населені пункти, промислові підприємства, освоєні господарські і рекреаційні площі, транспортні і інженерні мережі. Кожен регіон (адміністративний район) має свій внутрішній простір і зв’язки із зовнішнім простором. Основними характеристиками такого об’єднання є: щільність (чисельність населення, об’єм валового регіонального продукту, природні ресурси, основний капітал і т.д. на одиницю площі), розміщення (показники рівномірності, диференціація, концентрації, розподіли населення і економічної діяльності, зокрема існування господарський освоєних і неосвоєних територій), зв’язаність (інтенсивність економічних зв’язків між частинами і елементами простору, умови мобільності товарів, послуг, капіталу і людей, визначувані розвитком транспортних і комунікаційних мереж).
Для функціонування такого простору важливе значення має відстані між його елементами. Економічна відстань, на відміну від фізичної, що вимірюється кілометрами, милями тощо, характеризується перш за все транспортними витратами. Тому економічна відстань між одними і тими ж географічними точками виявляється неоднаковою для різних переміщуваних товарів, послуг, груп мігрантів. Планувальна структура при економічному розташування об’єктів адміністративного району є найважливішим завданням архітекторів-містобудівників, економістів, органів управління територіальними об’єктами.
Форми розселення адміністративного району підрозділяються на міські і сільські. Населені пункти розрізняються за чисельністю населення. В Україні чисельність населення міста повинна бути не менше 10 тис.чол., а інших міських утворень (селищ міського типу – не менше 5 тис.чол.). Типологія сільських поселень більшою мірою, ніж міські, відображають природні, історичні, національно-культурні особливості населення. Для історичного ядра України характерний сільський тип розселення, що склався при громадській формі землекористування.
Розглянувши районне планування з позиції загальної теорії систем як регіональну економіко-планувальну структуру розселення і розміщення виробництва, визначено, що адміністративний район як система є регіоном з самодостатнім функціонуванням, який має всі визначальні системні ознаки: виробництво, рекреацію, сельбище, комунікацію. А планувальна структура об’єктів на території адміністративного району безпосередньо пов’язана з економічною ефективністю господарювання на цій території.
Проаналізувавши визначення понять про об’єкт дослідження, запропоновано узагальнений висновок, що районне планування – це вид системної проектної діяльності, синтез територіально-планувальних аспектів галузей господарської діяльності на значних за площею територіях. У районному плануванні порушуються наступні завдання: аналіз проблем, які характерні даній території; розробка альтернатив і варіантів її розвитку та планувальної організації; пошуку шляхів реалізації проектних пропозицій; організація та здійснення моніторингу змін в економічній, соціальній і екологічній сферах.
Районне планування в системі містобудівного проектування і прогнозування умовно поділяється на три ієрархічні рівні (Рис.1):
1. Верхній рівень (макротериторіальний) – роботи по регіональному розселенню. Це генеральна схема розселення на території держави (глобальний рівень), області або групи областей (регіональні схеми розселення).
2. Середній рівень (мезотериторіальний) – субрегіональні або внутрішньообласні райони (зона районного планування), виступає сполучною ланкою між генеральною схемою розселення і генпланами міст, між народногосподарським плануванням і містобудівним проектуванням.
3. Нижній рівень (мікротериторіальний або локальний) – проектні роботи, генеральні плани міст чи населених місць, житлових (планувальних) районів, детальні плани центрів міст, промислових зон і інших функціонально-планувальних частин міст, а також проекти забудови житлових мікрорайонів і містобудівних комплексів.
Як підсумок, надається висновок: система науково-проектних робіт в районному плануванні є ієрархічно організованою сукупністю, що охоплює широкий спектр територіальних об’єктів (від житлового мікрорайону до країни у цілому) і визначає послідовність розробки (зверху-вниз) всіх її елементів. Окрім “вертикальних зв’язків” всі види науково-проектних робіт районного планування мають “горизонтальні зв’язки” з відповідними за масштабами робіт в інших сферах (галузеві схеми промисловості, землеустрою, меліорації, лісового господарства і ін.)
Концепції кількісних методів, найбільш повно розроблені відомими вченими в галузі містобудування та архітектури М.М. Дьоміним і Г.І. Лавриком, надали значний поштовх для впровадження системного мислення в питаннях сприйняття сутності районного планування. Завдяки їх працям з проблем оптимізації структури розміщення об’єктів районного планування на сьогодні стало можливим відтворити геоінформаційну систему адміністративного району в формальній та математичній формі з використанням інформаційних технологій в архітектурній діяльності. Сучасні економічні умови сільського господарства потребують насамперед якісної та кількісної оцінки вірогідних варіантів розміщення виробничої та соціальної структури районного планування сільськогосподарських територій, що і знайшло відображення у дослідженні. На підставі дослідження адміністративного району сільськогосподарської орієнтації виробництва (об’єкту дослідження) побудовано онтологічну і функціональну моделі району як екологічної системи типу “людинасередовище”. Оцінка території з погляду програмних цілей розвитку суспільства та відповідних їм нормативів (соціальних, виробничих, містобудівних, екологічних та ін.), а також з боку відношення у системі типу “людинасередовище”, дозволяє виявити об’єктивні закономірності просторової взаємодії різних сфер життєдіяльності суспільства у процесі регіонального планування та моделювання планувальної організації території. Системні (кількісно-орієнтовані) методи дослідження і проектування об’єктів районного планування мають ряд істотних відмінностей від методів, заснованих на інших методологічних концепціях.
Найбільш важливими та істотними вимогами до методів оцінки якості архітектурно-планувальних рішень стали:
1) охоплення тільки істотних сторін та тих, що визначають повноту й ефективність прийнятого рішення щодо об’єкта, який проектується;
2) кількісна визначеність усіх функціональних компонентів об’єкта, що й створюють систему і визначають ефективність рішення, якісний аналіз повинен займати відповідне місце в загальному процесі проектування – при формулюванні проблеми, цільової функції, при формуванні й обліку зовнішніх факторів, а також при аналізі остаточних результатів;
3) наявність єдиного “генерального” критерію оптимальності рішення, правомірного для усього заданого періоду часу. Застосування сукупності критеріїв без наявності генерального критерію не гарантує одержання правильних висновків;
4) математична універсальність використання для дослідження і проектування систем різної складності, різного рівня ієрархії і призначення;
5) забезпеченість належної оперативності проведення аналізу або оцінки, тобто забезпечення обробки вхідної інформації та одержання результатів за заданий проміжок часу.
Для розробки методу виявлення оптимального варіанту планувального рішення обрано загальносистемний принцип “найменшої дії” (Пьєра Мопертьюі) або відомий в архітектурі як “принцип компактності”.
За допомогою розробленого методу вирішуються завдання як на рівні схем районного планування (технічно-економічного обґрунтування), так і проектів районного планування. Залежно від ієрархічного рівня об’єкту мінятиметься не принципова (методологічна) структура методу, а кількісні і якісні характеристики змінних і обмежень до них, тобто у своїй формальній частині метод інваріантний відносно рівня цілісності об’єктів районного планування. Метод може застосовуватися для вирішення ряду задач, що відрізняються характером початкових даних і кінцевого результату:
1) проектних – що полягають у виборі найбільш ефективного варіанту розселення і народногосподарського комплексу даного району на заданий період (початкові дані і обмеження варіюються в межах поставленої задачі, а результат – є набір проектних варіантів розміщення об’єктів господарювання з критеріями ефективності відносно розміщення);
2) дослідницьких – що полягають у пошуках об’єктивних тенденцій, закономірностей зміни стану окремих змінних елементів, системи в цілому при тій або іншій зміні початкових даних, обмежень, початкових даних і обмежень одночасно;
3) прогнозних – що є по суті складовою частиною (або різновидом) завдань наукових досліджень та архітектурно-містобудівного проектування. Одним із специфічних результатів вирішення прогнозних завдань є визначення допустимих по дальності термінів прогнозування тих або інших об’єктів залежно від їх функції, складності і динамічності.
У третьому розділі “Принципи оптимізації функціональної і територіальної структури систем рівня сільськогосподарського адміністративного району” проведено аналіз впровадження проектів та схем районного планування, можливість внесення змін та дій, що можуть корегувати етапи виконання проектів та уточнення деяких висновків, здатність перегляду оптимального розміщення об’єктів господарювання. Особливістю завдань розміщення в районному плануванні є розгляд форм, що виникають при господарському аграрному землекористуванні, точніше, зв’язки між формами планування і місцевістю (площами та ресурсами цієї території), за системним підходом питання планування розглянуто зупиняючись більше на трактуванні якості розміщення. Характер землекористування при цьому може бути розділений на дві чіткі категорії: продуктивне землекористування, тобто поля як роздроблена аграрна структура або як система земельних ділянок в найвужчому сенсі; непродуктивне землекористування, в яке входять дороги як структури, що пов’язують більш-менш сконцентровані місця поточного випуску кінцевої продукції (франко-склад). Ці категорії землекористування далекі від того, щоб бути незалежними один від одного. З іншого боку виконання робіт з районного планування на черговий рік, а також в рамках стратегічного плану на довгостроковий період можна представити як комплекс програм регіонального рівня. При цьому серед всіх варіантів виділяється один (або декілька) пріоритетних за напрямом розміщення відповідно до розробленої і прийнятої стратегії розвитку регіону. Після досягнення поставлених цілей в даному напрямі, пріоритети стратегічного плану змінюються і починає реалізовуватися інший напрям, який в цьому періоді також є пріоритетним. Проект районного планування ділиться на дві частини – одна з них (виконавчий бюджет проекту) є статичною і може змінюватися залежно від прибуткової частини втілення проектних рішень. Інша ж частина є динамічною і змінюється відповідно до стратегічного плану регіону, що у свою чергу є ліквідним показником оптимального розміщення. Таким чином, забезпечується динамічний зв’язок стратегічного планування регіонального розвитку, вирішення крупних регіональних завдань навіть на загальному державному рівніРис.2).
Оптимізація функціонально-територіальної структури районів сільськогосподарської орієнтації охоплює все: від недиференційованих зв’язків територій сельбищ з аграрною структурою і до зв’язків з транспортними шляхами, до погодженості зв’язків між виробничими масивами і місцевістю або структурою земельних ділянок. При вивченні джерел з проектної документації була виявлена і вивчена типологія цільових програм. За ознакою цілей розробки регіональні програми класифіковані на 4 типи: інтегруюча, така, що має мету оцінити сумарний внесок різних сторін в процес розвитку регіону; інвестиційна, призначена для обґрунтування необхідності інвестицій в об’єкт управління (регіон); системна програма, призначена для щоденного керівництва в процесі ухвалення управлінських рішень на рівні регіону; іміджеві програми, призначені для створення певного іміджу території та визначення нового напрямку розвитку або спеціалізації. Розгляд даної класифікації веде до того, що перелік напрямів цільових програм необхідно співвідносити з довгостроковими стратегічними пріоритетами регіону.
Базуючись на висновках про необхідні якості методу оптимізації розміщення та перевірки оптимальності варіанта проектного рішення за критерієм компактності розміщення, викладено алгоритм та структуру методу оптимізації функціонально-територіальної структури сільськогосподарського адміністративного району як складову процесу варіантного проектування об’єктів районного плануванняРис.3).
Принцип оптимізації функціональної і територіальної структури, систем рівня сільськогосподарський адміністративний район, за критерієм компактності планувальної структуриРис.4), надає можливість вивільнення території за умови підвищення щільності площин господарських об’єктів та мінімізації економічної відстані між сировиною, виробництвом, трудовими ресурсами та споживачем.
ВИСНОВКИ
1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення в сфері архітектури та містобудування, яке полягає у новому вирішенні наукової проблеми, що відображається в методичному підході до питань оптимізації функціонально-територіальної структури адміністративного району на рівні розробки проектної документації в районному плануванні на прикладі адміністративних районів сільськогосподарської спеціалізації господарської діяльності.
2. Подальший розвиток та впровадження запропонованої методики надає можливість підвищення системності у архітектурно-містобудівному проектуванні, набутті генерального критерію ефективності для усіх завдань з розміщення та перетворення її на систему ухвалення рішень, що постійно діє.
3. Методика надає можливість визначення перспектив економічного розвитку починаючи з досконального вивчення тенденцій архітектурно-планувальної та функціональної структур, що формують характер економіки регіону.
4. Виділені методологічні рекомендації в напрямку керівництва по проведенню аналізу і плануванню розвитку адміністративного району, які описують чотири основні кроки (стадії):
4.1. Визначення стану місцевої економіки на основі вивчення відповідних індикаторів (показників).
4.2. Використання аналітичних методів (підходів) для вимірювання функціонування галузей промисловості. Виділено два підходи: коефіцієнт локалізації і аналіз структурних зрушень. Аналіз коефіцієнтів локалізації (ступінь рентабельності підприємств) ідентифікує галузі промисловості, району, що є спеціалізацією цієї території. Аналіз структурних зрушень показує розвиток виробництва в динаміці.
4.3. Доповнення аналітичних методів інформацією, отриманою в ході обговорень з керуючим апаратом територіального об’єднання.
4.4. Розробка галузевих стратегій на основі інформації, отриманої в ході проведення аналізу конкурентоспроможності та пошуки найкращого розміщення.
5. Дослідження показало, що соціально-економічне районування дозволяє привести до об’єктивності ГІС територіальну диференціацію природно-господарських процесів і перевести їх в організаційну сферу. Головними і достатніми ознаками соціально-економічного районування за системним підходом є антропогенне навантаження, спеціалізація регіонів і тип господарського освоєння, які репрезентативно відображають природно-ресурсні, демоекосистемні чинники об’єднань територіальних громад в економічні зони.
6. Розроблена і викладена оригінальна трирівнева методика розробки і моніторингу виконання схем та проектів районного планування, оптимізація розміщення об’єктів господарювання за чинником компактності та мінімізації поточних комунікаційних витрат, проведена шляхом ітераційного перебору варіантів розміщення з використанням системного підходу (ареалів тяжіння місць прикладання праці, ресурсної бази та розміщення франко-склад готової продукції), економічної оцінки і функціонального аналізу, що дозволяє найповніше виявити соціально-господарську диференціацію території регіону.
7. Запропонована динамічна модель соціально-економічного районування: оптимального розміщення виробництва залежно від ресурсних потенціалів, розселення населення району та споживачів є системним блоком регіональної політики, що формує ГІС, інтегруючим інформаційне поле регіону у сфері природокористування в інформаційно-картографічній формі, таким, що дозволяє оперативно відображати природно-господарські процеси і використовувати ці відомості у вирішенні управлінських завдань на різних ієрархічних рівнях системи адміністративного устрою країни спрямованих на формування повноцінного життєвого середовища та досягнення його естетичної виразності.
8. Проаналізовані тенденції останнього десятиріччя в переході до все більшої кількості сільських поселень під впливом скорочення населення до групи малих (до 200 жителів) – їх частка перевищила 37,2% та загострення соціально-економічних, демографічних та функціонально-планувальних проблем саме у цій групі поселень.
9. Як показує аналіз соціально-економічного та демографічного стану сільських поселень, формування концентрованої та дисперсної мереж сільського розселення в першу чергу актуальне для аграрних та аграрно-промислових областей з складною демографічною ситуацією.
10. Результати аналізу дозволяють стверджувати, що в методології районного планування використовуються чотири основні підходи до їх розробки: адміністративний, ресурсний, комплексний (розкладений за рівнями) і системний підхід. Для забезпечення якості розробки програм розвитку адміністративних районів доцільно користуватися поєднанням всіх вищезазначених підходів, використовуючи як основний системний підхід і доповнюючи його іншими (ресурсним, адміністративним, за рівнями).
ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Левченко О.В. Системний підхід до проектування геоінформаційних систем на базі інформаційних технологій в архітектурі. // Науково-технічний збірник: Містобудування та територіальне планування. — Випуск 20. — К.: КНУБА, 2005. — С.199-207.
2. Лаврик Г.І., Левченко О.В. Формалізована схема математичного моделювання геоінформаційних систем рівня районного планування на базі системного методу // Науково-технічний збірник: Містобудування та територіальне планування. — Випуск 21. — К.: КНУБА, 2005. — С.174-183.
3. Левченко О.В. Комплексна і системна концепції побудови методів дослідження та проектування об'єктів районного планування // Перспективні напрямки проектування житлових та громадських будівель. Спеціальний випуск: Соціальні напрямки розвитку архітектури та будівництва. Зб. наук. праць. — К.: КиївЗНДІЕП, 2005. — С.153-157.
4. Левченко О.В. Системний метод проектування житлових утворень з використанням сучасних інформаційних технологій // Региональные проблемы архитектуры и градостроительства. Выпуск 7-8: Состояния и перспективы развития. Сборник научных трудов. — Одесса: Астропринт, 2005. — С.263-266.
5. Левченко О.В. Об’єкт і предмет в районному плануванні // Сучасні проблеми архітектури та містобудування: Наук.-техн. збірник.— Випуск 15.— К.: КНУБА, 2006.— С.111-115.
6. Левченко О.В Особливості застосування математичних оптимізаційних моделей у системному містобудівельному проектуванні об’єктів районного планування // Новини науки Придніпров’я: Науково-практичний журнал. Серія: Архітектура та містобудування. — №7-8.— Дніпропетровськ, 2006.— С.27-31.
7. Левченко А.В. Региональная экономика в контексте планирования архитектурных территориальных объектов // Прикладна геометрія та інженерна графіка: Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 78.— К.: КНУБА, 2007.— С.310-321.
АНОТАЦІЯ
Левченко О.В. Методичні основи оптимізації функціонально-територіальної структури сільськогосподарського адміністративного району. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.01 – Теорія архітектури, реставрація пам’яток архітектури. – Київський національний університет будівництва і архітектури. Київ, 2008.
Дисертація присвячена питанням, пов’язаним із створенням ефективних методів дослідження і оптимізації об’єктів планувальної структури районного (регіонального) планування. Предмет районного планування трактується не як функціональна зона виробництва, а як демоекосистема – система взаємозв’язку і взаємодії населення і місця його існування. Виходячи з системної природи об’єктів районного планування, висловлюється загальний принцип самодостатності демоекосистеми адміністративного району, який є основою розробки логічної і математичної моделі. Приведені деякі приклади застосування загальнометодологічних рекомендацій при розробці конкретних програм вибору оптимального рішення розміщення функціонально-територіальної структури та подальшого моніторингу і оцінки якості розміщення об’єктів районного планування при варіантному проектуванні і прогнозуванні системи адміністративного району.
Ключові слова: район, регіон, система, демоекосистема, районне планування.
АННОТАЦИЯ
Левченко А.В. Методические основы оптимизации функционально территориальной структуры сельскохозяйственного административного района. – Рукопись. Диссертация на получение научной степени кандидата архитектуры по специальности 18.00.01 – Теория архитектуры, реставрация памятников архитектуры. – Киевский национальный университет строительства и архитектуры. Киев, 2008.
Диссертация посвящена вопросам, связанным с созданием эффективных методов исследования и оптимизации объектов планировочной структуры районного (регионального) планирования. Предмет районного планирования трактуется не как функциональная зона производства, а как демоэкосистема – система взаимосвязи и взаимодействия населения и места его существования. Исходя из системной природы объектов районного планирования, высказывается общий принцип самодостаточности демоэкосистеми административного района, который является основой разработки логической и математической модели. Современные экономические условия сельского хозяйства требуют, прежде всего, качественной оценки достоверных вариантов размещения производственной и социальной структуры районного планирования сельскохозяйственных территорий, что и нашло отображение в этом исследовании.
Основой для разработки целевой функции оптимизации размещения объектов районного планирования (территориального планирования) является общесистемный принцип “наименьшего действия”, предложенный Пьером Мопертьюи и сформулированный им в таком коротком виде, – количество действия, необходимое для того, чтобы сделать некоторые изменения в природе, является наименьшим
