3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПМК LANDUSE В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА ГОРОДА


3.1. Дискретное представление картографических данных. Нумерация функций

Дискретизация картографических материалов осуществляется с помощью гридовой сетки, заключенной в прямоугольник, покрывающий территорию города. Этот прямоугольник называется полигоном. Обозначим длину стороны ячейки s, а число отрезков длины s, укладывающихся в каждой из сторон прямоугольника по горизонтали и по вертикали - m1 и m2 соответственно. Общее число ячеек равно: m = m1 х m2. Все ячейки полигона нумеруются программными средствами в естественном порядке: слева направо и сверху вниз. В качестве евклидовых расстояний между ячейками (расстояний «по воздуху») принимаются расстояния между их центрами.

Числа m1 и m2 называются размерами полигона. Зная размеры и шаг ячейки полигона, можно вычислять в автомате координаты любой ячейки как функции ее номера. Также в автомате вычисляются евклидовы расстояния между ячейками и расстояния по реальной транспортной сети с учетом реальных условий транспортных сообщений.

Все картографические материалы преобразуются в дискретную, гридовую форму.

При дискретизации плана существующего функционального использования территории возникает специфическая проблема, связанная с модельным представлением функциональных объектов, территория которых относительно мала (существенно меньше площади ячейки), но имеющих общегородское значение с точки зрения трудовых и культурно-бытовых связей. Такие объекты моделируются как точечные объекты и называются фокусами. Примеры: проходные заводов, вузы, крупные объекты торговли, культуры и администрации и др.

Встречаются также точечные объекты иного рода - групповые точечные центры притяжения, одинаковые в функциональном отношении и имеющие локальное значение. Такие объекты называются локусами. Обычно выделяют следующие группы локусов: ярмарки, рынки, торговые центры. Локусы, входящие в группу, разделяют территорию на ареалы влияния, формируемые с точки зрения населения по принципу наилучшей доступности.

Фокусы рассматриваются как точечные функции. Локусы рассматриваются как групповые точечные функции.


3.2. Оценка городских территорий в затратной и рентной форме

Затратная оценка территории представляет собой матрицу ||d|| с числом строк, равных числу территориальных элементов (ячеек полигона) и числом столбцов, равным числу базовых функций. Произвольный элемент матрицы представляет собой совокупные предстоящие затраты и потери, связанные с предположительным использованием данного элемента территории под данную базовую функцию, и включает локализационную, коммуникационную и буферную компоненты. Расчет этих компонент осуществляется с помощью специального математико-модельного и программного обеспечения, входящего в состав ПМК LandUse. Произвольная i-я строка матрицы ||d|| представляет собой оценку i-й ячейки территории с точки зрения различных базовых функций. Произвольный k-й вектор-столбец матрицы ||d|| представляет собой оценку всей территории города с точки зрения k-й базовой функции. Эта оценка может быть представлена не только в числовой, но и в картографической форме, что и делается автоматически после расчета матрицы. На карте наглядно представляется рельеф затратной оценки территории города. Затратная оценка представляется совокупностью карт, каждая из которых дает оценку территории города с точки зрения соответствующей базовой функции.

Рассчитанная матрица ||d|| затратной оценки территории используется для формирования матрицы рентной оценки территории (матрицы оценки территории в рентной форме).

Как отмечалось выше, рельеф стоимости городских земель обратен рельефу затратной оценки территории. В самом деле, с точки зрения использования территории под конкретную базовую функцию, наибольшей стоимостью и ценностью обладает тот элемент территории, который требует наименьших предстоящих затрат и потерь, и наоборот, наименьшей стоимостью и ценностью обладает тот элемент территории, который требует наибольших предстоящих затрат и потерь, так что минимумы рельефа затрат отражаются в максимумы рельефа ренты и наоборот, поднятия рельефа затрат - в понижения рельефа ренты и наоборот, хребты рельефа затрат - в долины рельефа ренты и наоборот и т.д. Поскольку стоимость земли представляет собой не что иное как капитализированную ренту, оценка в рентной форме - это то же самое, что оценка стоимости земли. Рентная терминология имеет лишь то преимущество, что она имеет инструментальный, конструктивный смысл.

На рис. 7 представлены вычислительные аспекты формирования матрицы затратной оценки территории.

 


ЗАТРАТНАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ

Стоимостная оценка территории представляется матрицей с числом m строк, равным числу элементов территории, числом n столбцов, равным числу n базовых функций. Элемент dik матрицы затратной оценки территории представляет собой величину предстоящих совокупных затрат и потерь, связанных с предположительным использованием i-го элемента территории под k-ю базовую функцию.

i-я строка матрицы представляет собой оценку i-го элемента территории под различные базовые функции.

k-й столбец матрицы представляет собой оценку всей территории сточки зрения k-й базовой функции.

 

Размеры матрицы велики. Число элементов m территории измеряется тысячами, число базовых функций n - десятками. В расчетах по г. Тольятти m=8568, n=45, так что общее число элементов матрицы равно 385 560.

 

 

 

1

 

2

 

...

 

k

 

...

 

na

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

dik

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

Связевая оценка территории: элементарные компоненты

Комплексная оценка территории

Пусть i–я ячейка территории оценивается под k–ю базовую функцию. Для расчета связевой компоненты оценки рассматриваются элементарные компоненты связи i–й ячейки со всеми остальными ячейками полигона. Элементарная компонента связи i–й ячейки с j–й ячейкой определяется выражением

αijkl = pkl rij + qkl / rij.

где pklинтенсивность коммуникационных связей между k–й и l–й функциями; rij - расстояние по реальной транспортной сети от i–й до l–й ячейки; qkl - интенсивность буферных связей между k–й и l–й функциями; rij - евклидово расстояние от i –й до l–й ячейки

Комплексная затратная оценка территории включает локализационную и связевую компоненты.

dik = cik + aik ,                                                     k =  1, 2, ..., na,

где na - число базовых функций; dik - комплексная оценка i-й ячейки территории в предположении ее использования под k-ю функцию; cik, aik – локализационная и связевая компоненты оценки.

Матрица комплексной затратной оценки территории представляет собой сумму матриц локализационной и связевой оценки:

||d|| = ||c|| + ||a||

 

 

Каждый столбец матрицы ||d|| - это затратная оценка территории для конкретной функции, которая представляется в виде карты.

  Рис. 7. Методика ПМК LandUse.

Вычисление матрицы затратной оценки территории


Указанная связь затратной оценки с рентной оценкой лежит в основе преобразования первой во вторую. Это не значит, однако, что проблема решается простым «переворотом» рельефа затратной оценки. При таком преобразовании получается первичный рельеф, геометрически правильный, подобный искомому рельефу, но не идентичный ему, поскольку требует еще масштабирования к реальным ценам. Еще одно преобразование связано с нормированием оценки - переходом от оценки ячейки территории к оценке 1 м2 земли. Наконец, требуется еще преобразование, отражающее престиж и репутацию городских районов - фактор, не учитываемый по принципиальным соображениям в затратной градостроительной оценке.

Таким образом, преобразование строится в несколько шагов.

Первым шагом является преобразование оценки из затратной в первичную рентную форму. Оно осуществляется по столбцам. В k-м столбце матрицы ||d|| отыскивается максимальный элемент (соответствующий наихудшей ячейке)


dmaxk = max dik,  i =1,m 
(4)

и первичная рентная оценка dik i-й ячейки, в предположении использования ее под k-ю функцию, определяется как разность между затратной оценкой наихудшей из ячеек и затратной оценкой i-й ячейки, т.е.
dik = dmaxk - dik.
(5)

Такое определение dik соответствует пониманию рентной оценки как величины выигрыша (потенциального дохода через снижение издержек), получаемого при размещении функции k в i-й ячейке по сравнению с ее размещением в ячейке с наибольшими затратами и потерями. Первичная рентная оценка наихудшей ячейки равна нулю.

Как и матрица ||d|| комплексной градостроительной оценки в затратной форме, матрица ||d|| первичной рентной оценки может быть представлена в виде совокупности карт (по числу столбцов матрицы). Каждый столбец матрицы ||d|| представляет собой первичную рентную оценку территории с точки зрения определенной функции, и значения его элементов можно отобразить в интервальном виде на карту, которая затем может быть графически представлена в любом желательном виде.

Матрица ||d|| отражает относительные оценки, связанные с местоположением элементов территории в городе. Дальнейшие ее преобразования в направлении формирования оценки стоимости земли состоят в следующем:

§         масштабирование матрицы, состоящее в линейном отображении каждого ее вектор-столбца на интервал между минимальным и максимальным значением рентной оценки, где минимальное значение соответствует общегородской ренте (ренте городской черты), определяемой на основе вложений города в сетевые инфраструктурные подсистемы - транспортную и инженерную (сумма предшествующих вложений в инфраструктуры относится равномерно на всю территорию города и на базовые функции пропорционально их участию в потреблении благ, доставляемых транспортной и инженерной инфраструктурами), а максимальное значение определяется с использованием данных статистики продаж и аренды, а также аналогов. Подбор граничных значений оценки для базовых функций можно рассматривать как калибровку матрицы оценки территории;

§         территориальная дифференциация столбцов матрицы с учетом фактора престижа-репутации районов города с точки зрения различных функций;

§         отображение рентных оценок гридового представления ситуации на реальную конфигурацию кварталов.

Различные виды оценки территории, формируемые в виде матриц, могут, во-первых, непосредственно отображаться на кварталы (поквартальное представление), во-вторых, преобразовываться в генерализованное представление с помощью интервальной шкалы, позволяющей получить наглядное представление рельефа оценки по каждому вектор-столбцу (схема территориально-экономического зонирования территории). Первое представление используется для целей налогообложения и установления ставок арендных платежей, а также для информационной поддержки инвестиционных проектов, купли/продажи земельных участков и т.п., а второе - для принятия крупномасштабных решений городского развития, где необходима оценка общей ситуации.

На рис. 8 представлены вычислительные аспекты формирования матрицы рентной оценки территории.

 

РЕНТНАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ

Методический подход

Формульные преобразования

Матрица ||d|| затратной оценки территории используется для формирования матрицы рентной оценки территории (матрицы оценки территории в рентной форме). Рельеф стоимости городских земель обратен рельефу затратной оценки территории: минимумы рельефа затрат отражаются в максимумы рельефа ренты и наоборот, поднятия рельефа затрат - в понижения рельефа ренты и наоборот, хребты рельефа затрат - в долины рельефа ренты и наоборот и т.д.

 

Стоимость земли - это не что иное как капитализированная рента, так что оценка в рентной форме - это то же самое, что оценка стоимости земли. Указанная связь затратной оценки с рентной оценкой лежит в основе преобразования первой во вторую. Это не значит, однако, что проблема решается простым «переворотом» рельефа затратной оценки. При таком преобразовании получается первичный рельеф, геометрически правильный, подобный искомому рельефу, но не идентичный ему, поскольку требует еще масштабирования к реальным ценам. Наконец, требуется еще преобразование, отражающее престиж и репутацию городских районов - фактор, не учитываемый по принципиальным соображениям в затратной градостроительной оценке.

Матрица ||d|| затратной оценки территории используется для формирования матрицы ||d|| рентной оценки территории. Преобразование затратной оценки в рентную строится в несколько шагов. Оно осуществляется по столбцам.

§           Первым шагом является преобразование оценки из затратной в первичную рентную форму. В k-м столбце матрицы ||d|| отыскивается максимальный элемент (соответствующий наихудшей ячейке)

dmaxk = max dik,                          i =  1, 2, ..., m

и первичная рентная оценка dik i-й ячейки, в предположении использования ее под k-ю функцию, определяется как разность между затратной оценкой наихудшей из ячеек и затратной оценкой i-й ячейки, т.е.

dik = dmaxk - dik .

Такое определение dik соответствует пониманию рентной оценки как величины выигрыша, получаемого при размещении функции k в i-й ячейке по сравнению с ее размещением в наихудшей ячейке.

§         масштабирование матрицы, состоящее в линейном отображении каждого ее столбца на интервал между граничными значениями, где минимальное значение соответствует общегородской ренте, определяемой на основе предшествующих вложений города в транспортную и инженерную инфраструктуру, а максимальное значение определяется с использованием данных статистики продаж и аренды, а также аналогов;

§         территориальная дифференциация столбцов матрицы с учетом фактора престижа районов города с точки зрения различных функций.

В результате всех этих преобразований получается матрица рентной оценки территории, или матрица стоимости городских земель.

 

Каждый столбец матрицы ||d|| представляет собой рентную оценку территории с точки зрения соответствующей функции, которая автоматически представляется в виде карты. Для этого вводится какую-либо шкала, например, 48-интервальная, и значения элементов столбца отображаются в интервальном виде на карту, которая затем красится. Таким образом, вся матрица представляется в виде совокупности карт, число которых равно числу базовых функций.


Рис. 8. Методика ПМК LandUse.

Вычисление матрицы рентной оценки территории

(матрицы стоимости городских земель)


3.3. Функционально-градостроительная оценка стоимости городских земель:
отличия от кадастровой оценки земель
Оценка стоимости городских земель в методике ПМК LandUse существенно отличается от кадастровой оценки земель. Отличия представлены в таблице 2.

Таблица 2. Сравнительные характеристики

функционально-градостроительной и кадастровой оценки стоимости городских земель

№№

пп

Основания отличий

Кадастровая оценка земель

Методика ПМК LandUse

   1        

Цели оценки

Налогообложение

a)   Принятие проектных решений в градостроительстве

b)   Управление развитием городов

c)   Развитие бизнеса

d)   Развитие инвестиционных процессов

e)   Создание рынка земли

f)    Информирование населения

   2        

Используемая методика и ее характеристики

Методика Госземкадастра, включающая два подхода:

a)       Рыночный подход

b)       Экспертный подход балльного типа

Методика ПМК LandUse, основанная на математическом моделировании процессов жизнедеятельности города, формирующих стоимость земель

   3        

Реальные возможности использования методики в российских условиях

Методика Госземкадастра именуется «рыночной», но реально в российских условиях рыночный подход может применяться лишь в исключительных случаях. Экспертный подход, возвращающий к оценке «на глазок», включен вынужденно, но используется на практике в подавляющем большинстве городов и для подавляющего большинства базовых функций.

Методика ПМК LandUse может использоваться для всех городов и для всех базовых функций без исключения

   4        

Тип необходимых данных

Данные рыночных продаж недвижимости: жилья, офисов, объектов торговли.

 

Характеристики территории и функционально-планировочной ситуации. Для целей калибровки модели используются только верхние и нижние значения данных продаж и аналоги.

   5        

Представительность используемых данных

Пригодные для использования данные продаж крайне ограниченны по количеству и неравномерно распределены по территории города, в то время как результаты их анализа используются для оценки всей территории города

Данные по всей территории и функционально-планировочной ситуации всегда имеются в каждом городе и естественным образом используются для оценки всей территории города.

   6        

Отношение методики оценки к объекту оценки (городским землям)

Опосредованное отношение: стоимость земли определяется как разность между стоимостью объекта недвижимости и стоимостью зданий («метод остатка для земли»).

Стоимость земли определяется непосредственно

   7        

Отношение данных оценки к объекту оценки (городским землям)

Используются данные по всем городским зданиям и сооружениям, в том числе по жилым зданиям, такие как число подъездов, квартирный состав, наличие лифтов, наличие балконов, материал стен и т.д., т.е данные, не имеющие никакого отношения к стоимости земли

Используются данные по факторам, определяющим стоимость земли: физическая география, инженерная геология, экология, инженерная обеспеченность территории, транспортная доступность и др.

   8        

Города и функции, для которых может осуществляться оценка

a)       Рыночный подход - в небольшом числе (10-15) крупнейших городов и только для некоторых функций - жилья, офисов, объектов торговли - (в зависимости от наличия публикуемых данных). для всех остальных функций - только экспертный подход.

b)       Для всех остальных городов (более 1000) для всех функций только экспертный подход, равноценный оценке «на глазок»

 

Методика ПМК LandUse может использоваться для всех городов и для всех базовых функций без исключения

   9        

Временной период

Настоящая и прошлая ситуация

Настоящая и будущая функционально-планировочная ситуация

10        

Возможность использования результатов оценки для целей градостроительного проектирования и управления развитием городов

Невозможно

Возможно. Более того, эта возможность создает базу технико-экономического обоснования проектных и управленческих решений по территориальному развитию городов.

 

Дополним таблицу кратким комментарием.

Отличия начинаются с целей оценки. Кадастровая оценка предназначена для целей налогообложения. Отсюда следует, что она обязана исходить из существующей городской ситуации и использовать соответствующие данные. В отличие от этого, функционально-градостроительная оценка осуществляется для целей градостроительства, управления развитием городов, бизнеса и др., т.е для целей, требующих учета перспективной городской ситуации.

Кадастровая оценка в методике Госземкадастра заявляет о себе как о «рыночной» оценке и ориентируется на использование данных продаж недвижимости, как это делается в США и некоторых других странах с развитой рыночной экономикой. Однако, в современных российских условиях наличие необходимых данных - явление исключительное, имеющее место лишь в очень небольшом числе городов и лишь в отношении продажи жилья и аренды офисов и торговли. Более того, в публикуемых бюллетенях фигурируют как правило не цены состоявшихся продаж, а лишь цены предложения, что вообще ставит под сомнение рыночный характер методики. Во всех остальных городах (их более тысячи) и для всех остальных функций (их несколько десятков) эта методика вынуждена предлагать экспертный подход, т.е., по существу, оценку «на глазок». Называть такого рода оценку «рыночной» значит подменять понятия. В отличие от этого, методика ПМК LandUse ориентируется на математическое моделирование процессов жизнедеятельности города, формирующих стоимость земель, последовательно реализована и обеспечивает объективность и обоснованность результатов оценки.

«Рыночная» оценка является косвенной. Земля не оценивается непосредственно: вместо этого используются данные продаж объектов недвижимости и оцениваются здания и сооружения. При этом а)достоверность данных о ценах продаж невелика (настоящие цены как правило остаются неизвестны), а подбор аналогов сопряжен с упрощениями, ведущими к ошибкам в оценке; б)используются данные БТИ, в которых для жилья фигурируют многочисленные характеристики, не имеющие отношения к стоимости земли. В отличие от этого, в методике ПМК LandUse осуществляется непосредственная оценка городских земель.

Результаты «рыночной» оценки заведомо неприменимы для целей принятия проектных решений в градостроительстве, управления развитием городов, развития бизнеса, развития инвестиционных процессов и создания рынка земли, поскольку методика использует данные состоявшихся продаж (и то лишь теоретически), т.е. ориентирована на текущий момент и прошлое и принципиально не может работать с перспективной городской ситуацией. В отличие от этого, методика ПМК LandUse, опирающаяся на данные о территории и функционально-планировочной ситуации, позволяет осуществлять оценку земель в любой ситуации - прошлой, настоящей и перспективной.


3.4. Функциональное зонирование территории

В связи с задачей оценки плана функционального зонирования вводится понятие активных функций и активных территорий.

Активные функции - это те функции, которые подлежат размещению в любом допустимом плане ФЗ при разработке генерального плана города. Активные территории - территории, предназначенные для размещения активных функций в любых вариантах плана ФЗ. Пассивные территории - территории, сохраняющие свое функциональное использование в любых вариантах плана. Сюда относится обычно большая часть городских территорий - районы многоквартирной жилой застройки, территории промпредприятий, лесные и парковые массивы и т.д.

Не всякий план ФЗ подлежит оценке для сопоставления с другими планами. Допустимым планом называется такой план, в котором соблюдены ограничения, связанные с условиями баланса по объемам активных функций. Произвольный допустимый план обозначается X.

Структура целевой функции для произвольного плана проиллюстрирована на рис. 9.

 


СТРУКТУРА ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ

Допустимым планом называется такой план функционального зонирования территории (ФЗ), в котором соблюдены ограничения, связанные с условиями баланса по объемам активных функций. Произвольный допустимый план обозначается X.

Активные функции - это те функции, которые подлежат размещению в любом допустимом плане ФЗ при разработке генплана. Они размещаются на активных территориях Остальные территории - пассивные.

 

Целевая функция и ее компоненты

Комментарий

Целевая функция для произвольного плана Х в обобщенном виде:
f(X)  =  c + p1 + p2 + q1 +q2 + t

Все компоненты целевой функции, как и сама функция, имеют экономический смысл предстоящих затрат и потерь, связанных с предположительной реализацией плана Х .

Локализационная компонента с включает локализационные затраты и потери (удорожания строительных затрат, риски, ущербы), соответствующие данному плану.

Отражает взаимодействия активных функций с территорией. В процессе оптимизации плана она стимулирует размещение активных функций на территориях, удобных для освоения.

Связевые компоненты p1, p2, q1, q2 отражают затраты и потери связевого характера. Компоненты p1 и p2 - связи притяжения (положительные), компоненты q1 и q2 - связи отталкивания (отрицательные) между функциями.

Отражают взаимодействия активных функций с видами существующего функционального использования территории и друг с другом. Под их совместным влиянием формируются оптимальные конфигурации функциональных зон - композиция плана ФЗ.

Компоненты p1 и p2 соответствуют коммуникационным связям активных функций: p1 - связи с пассивными функциями (с существующим городом), p2 - связи друг с другом.

В процессе оптимизации плана стимулируют пространственное сближение функций, компактность плана ФЗ. Наиболее сильно сближаются те функции, между которыми существуют наиболее интенсивные коммуникационные связи (например, многоэтажное жилье и торговые центры).

Компоненты q1 и q2 соответствуют буферным связям функции друг с другом, стимулирующим их пространственное удаление, причем компонента q1 отражает связи активных функций с пассивными, а q2 - связи активных функций друг с другом.

В процессе оптимизации плана стимулируют взаимное пространственное удаление функций, которым противопоказана пространственная близость. Наиболее сильно взаимно удаляются те функции, между которыми существуют наиболее интенсивные буферные связи (например, здравоохранение и химическая промышленность).

Пороговая компонента t включает затраты порогового характера, т.е. единовременные затраты значительного объема, необходимые для занятия хотя бы малой части некоторой территории под ту или иную активную функцию.

Пример: использование под жилье или промышленность хотя бы одной ячейки территории аэродрома связано с необходимостью единовременных затрат на его вынос. В процессе оптимизации пороговые территории занимаются активными функциями лишь в том случае, если это оправдано с точки зрения локализационных и связевых затрат и потерь.


Рис. 9. Структура целевой функции

Целевая функция для произвольного плана Х в обобщенном виде может быть представлена так:


f(X)  =  c + p1 + p2 + q1 +q2 + t  
(6)

Все компоненты целевой функции, как и сама функция, имеют экономический смысл предстоящих затрат и потерь, связанных с предположительной реализацией плана Х .

Локализационная компонента с включает локализационные затраты и потери, соответствующие данному плану. В процессе оптимизации плана она стимулирует размещение активных функций на территориях, удобных для освоения. Для ее вычисления используется ранее сформированная матрица ||c|| (см. выше разд. 3.3).

Связевые компоненты p1, p2, q1, q2 отражают затраты и потери связевого характера. Компоненты p1 и p2 соответствуют коммуникационным  связям функций друг с другом, стимулирующим их пространственное сближение, причем компонента p1 отражает связи активных функций с пассивными (с существующим городом), а p2 - связи активных функций друг с другом. Компоненты q1 и q2 соответствуют буферным связям функции друг с другом, стимулирующим их пространственное удаление, причем компонента q1 отражает связи активных функций с пассивными, а q2 - связи активных функций друг с другом. Формулы для расчета элементарных компонент рассмотрены выше, в разд. 3.4.

Пороговая компонента t включает затраты порогового характера, т. е. единовременные затраты значительного объема, необходимые для занятия хотя бы малой части некоторой территории под ту или иную активную функцию. Например, использование под жилье или промышленность хотя бы одной ячейки территории аэродрома связано с необходимостью единовременных затрат на его вынос.

Значения целевой функции используются для сравнения между собой вариантов плана ФЗ. Из двух планов Х1 и Х2 лучше тот, которому соответствует меньшее значение целевой функции, а оптимальным планом называется такой план, которому соответствует наименьшее значение целевой функции среди всех потенциально существующих планов.

Поиск наилучшего плана ФЗ не обязательно должен ограничиваться вариантами, подготовленными проектировщиком. Для поиска наилучшего решения на всем множестве допустимых планов, т.е. оптимального плана, используется процедура оптимизации, реализуемая методом парных обменов.

Выражение (6) для целевой функции можно представить в другом виде, в котором непосредственно проявляется связь задачи функционального зонирования территории с задачей комплексной градостроительной оценки территории. Сгруппировав компоненты целевой функции


f(X)  =  (c + p1 + q1) + (p2 +q2) + t    
(7)
и введя обозначения
d = c + p1 + q1   
(8)
a = p2 + q2
(9)
получаем выражение для целевой функции в виде
f(X) = d + a + t  
(10)

Здесь компонента d включает локализационные затраты и затраты на связи активных функций с пассивными функциями. Она представляет собой сумму такого рода затрат по всем ячейкам, занятым активными функциями в плане X , а величины этих затрат по ячейкам извлекаются из матрицы ||d|| комплексной оценки территории (см. раздел 3.5). Компонента a включает затраты на связи активных функций друг с другом.

Компонента d целевой функции называется линейной компонентой, поскольку является линейной функцией, а компонента a - квадратичной компонентой, поскольку является квадратичной функцией от независимых переменных[1].

Линейная компонента d отражает связи активных функций с территорией (локализационные затраты) и с существующим городом (линейные связевые затраты). В процессе оптимизации под ее влиянием активные функции находят наилучшее компромиссное положение по отношению к территории с ее рельефом, инженерной геологией и экологией и к существующему городу с его местами приложения труда, объектами культбыта, рекреациями и т.д.

Квадратичная компонента a отражает связи активных функций друг с другом. Под ее влиянием формируется компактная конфигурация активных функций с учетом требований буферизации тех пар, которые в этом нуждаются.

Под влиянием пороговой компоненты t используются возможности территориального развития с использованием территорий, освоение которых требует затрат на пороговые мероприятия, если это оказывается выгодным.

Совместное действие всех компонент целевой функции в процессе оптимизации ведет к нахождению оптимального плана - компромисса, наиболее выгодного с точки зрения величины целевой функции и обеспечивающего равновесное состояние системы, баланс интересов активных функций - участников борьбы за территорию, заявивших ранее свои претензии в матрице оценки стоимости городских земель.

Следует отметить важность оптимизации функционального зонирования с точки зрения народно-хозяйственной эффективности. Как показывает многолетняя практика применения методики, выигрыш, достигаемый реализацией оптимального плана в сравнении с традиционным проектным вариантом и связанный с предотвращенными затратами и потерями, составляет обычно 10-30%, а в абсолютном выражении измеряется десятками и сотнями миллионов долларов.

В процессе разработки генплана города задача ФЗ может и должна решаться неоднократно, в разном контексте. Она решается во взаимодействии с проектированием других проектных подсистем - улично-дорожной сети и транспорта, инженерных сетей, системы КБО. Это взаимодействие носит итерационный, циклический характер, обеспечивающий взаимную увязку проектных решений по подсистемам.


3.5. Предплановая и постплановая оценка территории

Оценка стоимости городских территорий в предплановой (предпроектной) ситуации дает важную информацию, учитываемую при разработке и оценке проектных вариантов функционального зонирования. Предположительная реализация конкретного варианта функционального зонирования влечет за собой изменение стоимости городских земель, причем, не только на территориях, на которых размещаются активные функции, но и на всех городских территориях, и требуется оценка территории в новой ситуации. Сказанное относится как к затратной, так и к рентной оценке.

Таким образом, комплексная оценка территории производится дважды: в предпроектной и в перспективной ситуации. В первом случае она называется предплановой, во втором - постплановой оценкой. Расчет постплановой оценки территории является частью работ по оценке последствий тех или иных проектных решений.


3.6. Ареалы влияния центров

Локальные функциональные центры, или локусы - это групповые точечные центры притяжения, одинаковые в функциональном отношении и имеющие локальное значение. Обычно выделяют следующие группы локусов: ярмарки, рынки, торговые центры. Локусы, входящие в группу, разделяют территорию на ареалы влияния, формируемые с точки зрения населения по принципу наилучшей доступности.

Проектировщикам-градостроителям, муниципальным работникам и предпринимателям, которым принадлежат локальные центры, важно знать, каким образом делится территория на ареалы их влияния в существующей и в перспективной функционально-планировочной ситуации, с тем чтобы правильно строить стратегию развития своего бизнеса и предвидеть возможные действия своих конкурентов. Например, открытие новой станции метрополитена вблизи от локального функционального центра может расширить ареал его влияния, а это должно побудить владельца расширить размеры своего бизнеса. С этим придется считаться и его ближайшим конкурентам, которым, скорее всего, придется сократить свой бизнес.

Точно так же, проектировщику, анализирующему перспективные проектные решения, или инвестору, намеревающемуся вложить средства в строительство нового локального функционального центра, например, вещевого рынка, необходимо найти для него наиболее подходящее место с учетом последствий этого шага с точки зрения формирования своего ареала влияния за счет перераспределения ареалов влияния существующих центров.

В ПМК LandUse имеются средства для определения ареалов влияния локусов различных функциональных групп. Математическая модель формирования ареалов влияния локусов встроена в модель расчета коммуникационных компонент комплексной оценки территории, и карты ареалов локусов являются одним из результатов расчета оценки. При расчетах оценки территории для существующего положения рассчитываются ареалы существующих локусов. При разработке инвестиционного проекта строительства нового локального центра расчет ведется в режиме вычислительного эксперимента, с апробацией различных мест возможного размещения нового центра для выбора наилучшего места размещения.


3.7. Технико-экономические обоснования проектных вариантов территориального развития города

Как уже отмечалось, стоимость земли является интегратором всех свойств территории и функционально-планировочной структуры в их взаимодействиях с городскими функциями. Это обстоятельство может использоваться для проведения вычислительного эксперимента, связанного с оценкой последствий тех или иных проектных решений.

Пример 1. Для решения или смягчения экологических проблем, создаваемых во многих городах вредными производствами, необходимы дорогостоящие мероприятия (установка фильтров и дымоуловителей, изменение технологии и др.), которые требуют обоснований. В этих обоснованиях сопоставляется ситуация сегодняшнего дня с перспективной ситуацией. В сегодняшней ситуации вредные выбросы наносят ущерб реципиентам (массивам жилья, объектам здравоохранения и спорта и др.), который отражается на стоимости земель (в сторону их понижения) и на проектируемом плане функционального зонирования: давление буферных факторов вынуждает функции-реципиенты размещаться подальше от источника вредностей. В перспективной ситуации вредные выбросы либо исчезают совсем, либо существенно снижаются, что в свою очередь отражается на стоимости земель (в сторону их повышения) и на проектируемом плане функционального зонирования: давление буферных факторов исчезает или снижается, что позволяет сформировать более рациональный план ФЗ. Во втором случае указанные мероприятия считаются уже осуществленными, и проектная ситуация моделируется с учетом их благоприятных последствий. Решение о проведении указанных мероприятий должно приниматься с учетом необходимых затрат и получаемого эффекта.

Пример 2. В генплане г. Тольятти одной из важнейших задач являлось решение вопроса о целесообразности строительства дороги через центральный лесной массив, отделяющий Автозаводской район от Центрального района. С одной стороны, наличие дороги существенно улучшает условия транспортной доступности в городе, разгружает основной транспортный узел на стыке районов к северу от лесного массива и решает проблемы безопасности и надежности с точки зрения ГО и ЧС. С другой стороны, строительство дороги стоит значительных средств, в особенности в варианте эстакады (по существу, моста), обеспечивающем экологическую безопасность центрального лесного массива. Сравнение требующихся затрат и получаемого социально-экономического эффекта в виде роста стоимости городских земель, показало народно-хозяйственную эффективность строительства дороги. Принятое проектное решение послужило основой разрабатывавшихся вариантов территориального развития города и включено в окончательное проектное решение.


[1]  Линейный характер компоненты d и квадратичный характер компонент p2 и q2 следует из полного формульного представления целевой функции. Задача ФЗ, представленная в развернутом виде с бинарными независимыми переменными, близка по постановке к известной квадратичной задаче о назначениях, см. А.А.Корбут, Ю.Ю.Финкельштейн. Дискретное программирование. - «Наука», М., 1969.

Назад             К содержанию        Вперед

На главную