30 Дек

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИ РЕШЕНИИ ВОПРОСОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА МУНИЦИПАЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Концепции современного градостроительства основываются не только на архитектурных разработках, выполненных с учётом самых последних достижений этой древнейшей области человеческого творчества, они базируются также  на всемогуществе инженерных технологий и современных средствах компьютерной техники и тех разработок, которые необходимо применять в деле развития и совершенствования городских территорий. В настоящее время всё больше современных компьютерных технологий используется в вопросах рациональной организации пространства на территориях отдельных  муниципальных образований и городов в целом.

Сегодня проектировщики, занимающиеся вопросами дальнейшего развития городского хозяйства, его инфраструктуры, реконструкцией имеющихся жилых и производственных фондов, обязаны учитывать множество различных направлений, условий, особенностей. Как правило, они сводятся в  системы с огромным количеством параметров, обработка которых немыслима без использования современных компьютерных технологий.

Особую роль в развитии существующих городских территорий следует уделить вопросам всестороннего системного анализа  объектов, находящихся на участках городских муниципальных образований. В свою очередь, этот анализ должен проводиться в целом ряде направлений, каждое из которых в определённой степени должно оказать влияние на последующее развитие рассматриваемой территории. Нельзя отрицать анализ исторического развития городского участка, который предполагается так или иначе видоизменить, оснастить новыми объектами или реконструировать имеющиеся. Культурные и исторические объекты рассматриваемой территории, появившиеся в разные годы в силу определённых событий, которые со временем превратились в неотъемлемую часть городского ландшафта, должны обязательно учитываться при планировании новых и реконструкции существующих объектов.

Другим направлением системного анализа должно быть всестороннее исследование вопросов взаимодействия отдельных функциональных элементов составляющих городского участка или округа с целью их совместного влияния на жизнедеятельность жителей города на условия оптимального использования их по своим функциональным назначениям. Здесь приходится принимать во внимание массу параметров, регламентированных различными градостроительными правилами и требованиями.

Важной составляющей частью исследований, предшествующих проектным разработкам, является учет санитарных норм и ограничений, связанных с ними. Тесно связаны с этим направлением и вопросы экологического характера.

К числу предварительных исследований, предшествующих началу проектных работ, необходимо добавить вопросы оптимизации административного управления рассматриваемого городского участка. Одновременно нужно учитывать возможное влияние планируемых изменений в одном муниципальном образовании на аналогичные соседние образования.

При изучении информационных процессов, реализуемых при решении задач размещения объектов на муниципальной территории, объединяющих коммунальные системы, демографические и экономические факторы, архитектурные нормы и нормативную составляющую, был сделан вывод о том, что всю совокупность задач, решаемых на разных этапах принятия решений, нужно рассматривать с позиций теории сложных систем [1, 2, 3]. Такие системы состоят из отдельных подсистем, каждая из которых решает свою собственную задачу управления. При выборе любого закона управления решаются три основные задачи: получение информации об управляемом объекте, преобразование ее с целью синтеза закона управления и выдача ее на объект, при этом каждая из подсистем обладает правом принятия решения. Следует отметить, что разбиение сложной системы принятия решений на подсистемы обуславливается большой размерностью таких систем и вытекающими из этого трудностями, связанными со сбором и обработкой информации об их состоянии при выборе управляющих воздействий. Необходимость построения системы управления сложным объектом по иерархическому принципу всегда требует проведения дополнительных исследований, так как для некоторых систем она нецелесообразна, а для других без введения такой структуры система управления не может функционировать.

Использование теории сложных систем наиболее оправданно для систем управления со следующими характерными признаками [2]:

— решение каждой из подсистем, кроме подсистем первого уровня, двух задач по своим локальным критериям оптимальности: задачи самоуправления и задачи координации подчиненными ей подсистемами нижнего уровня;

— наличие приоритета в принятии решения между подсистемами, входящими в состав сложной системы;

— осуществление связи подсистем нижнего уровня с подсистемами верхних по отношению к ним уровней путем передачи предварительно обобщенной информации;

— осуществление связи подсистем верхних уровней с подчиненными им подсистемами нижнего уровня через управляющие воздействия, выдаваемые подсистемами верхних уровней;

— расположение подсистем с явно выраженными локальными свойствами по уровням иерархии в соответствии с приоритетом принимаемых ими решений, причем подсистемы одного уровня по отношению друг к другу обладают одинаковым приоритетом в выборе решений;

— осуществление связи между подсистемами одного уровня как непосредственно через выходные переменные, описывающие их состояние, так и через управляющие воздействия, вырабатываемые при решении задачи координации в подсистеме верхнего уровня.

В большинстве случаев для иерархических систем каждая из подсистем, входящих в ее состав, имеет свои критерии оптимальности. Если даже вся иерархическая система в целом функционирует для достижения какой-либо одной цели, отдельные подсистемы могут не достигать оптимальных значений своих локальных критериев. Это означает, что локальные цели подсистем вовсе не обязательно должны быть согласованы с целью всей системы.

При построении системы поддержки принятия решений при размещении объектов на муниципальной территории применение иерархической структуры обосновано тем, что:

— во-первых, иерархическая структура допускает описание подсистем с учетом различных аспектов: физических, химических, экономических и т.п., то есть допускает их описание на различных уровнях абстракции;

 — во-вторых, достаточно сложные системы, состоящие из объектов различной природы, не смогут функционировать без разделения функций принятия решений, то есть без введения иерархической структуры [2].

Весь комплекс задач решаемых при выборе места застройки образует многоуровневую структуру, состоящую из последовательности подсистем, объединенных информационными потоками (рис. 1). Результатом решения всего комплекса задач является коэффициент эффективности застройки для конкретной территории.

Рисунок 1. Общая структурная схема задач, решаемых при размещении нового объекта на территории муниципального образования

Для принятия оптимальных решений рассматриваемых задач необходимо создание единого банка пространственных данных для объектов территории муниципального образования. С целью реализации поставленной задачи предлагается использовать  информационные системы обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД). Такие системы нашли в последние годы применение в управленческих и административных организациях некоторых городов России. Они представляют собой систематизированный в соответствии с кадастровым делением территорий Российской Федерации свод документов и сведений, отвечающих определённым статьям  Градостроительного кодекса РФ, а также иных документов, материалов, карт, схем и чертежей, содержащих информацию о развитии территорий. Использование ИСОГД позволяет обеспечить информационную поддержку множества разнообразных процессов жизнеобеспечения и развития города. В такую комплексную  систему входят несколько классов программного обеспечения, среди них: геоинформационная система (ГИС), система электронного документооборота (СЭД), система управления базами данных (СУБД), система управления электронными административными регламентами (ЭАР), система классификации и кодирования информации [4].  В частности ГИС позволяют представить территорию муниципального образования представить в виде совокупности тематических слоев, упорядоченно представляющих практически всю информацию, связанную с множеством разнообразных объектов и процессов жизнеобеспечения и его развития (рис. 2).

Для разработки модели знаний об объектах городской застройки на примере трубопроводной системы предложена информационная модель, которая включает совокупность знаний об объекте, представленная в виде графовой структуры фреймов и включающей сведения составе, свойствах системы и ее элементах, а также способах задания значений этих свойств.

Рисунок 2. Схема представления данных об объектах территории муниципального образования в виде совокупности тематических слоев

Схема представления данных об объекте , приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема представления знаний об объекте городской застройки

,

где:  — множество фреймов, описывающих структурный состав сложного объекта;  — множество фреймов, описывающих свойства, характерные для всего объекта;  — множество способов задания свойств объекта;  — множество моделей, позволяющих определить значения свойств, характерных для всего объекта.

Такой подход позволяет специалисту систематизировать всю информацию о реальном объекте, упорядочить её хранение на электронных носителях и обеспечить их дальнейшую эффективную обработку.

Список литературы:

  1. Месарович, М. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. – 344 с.
  2. Михалевич, В.С. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М.: Наука, 1982. — 286 с.
  3. Цвиркун, А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1982. — 200 с.
  4. Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности. URL: http://ru.wikipedia.org/Информационные системы обеспечения…_(дата обращения: 09.11.2015)
    ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИ РЕШЕНИИ ВОПРОСОВ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА МУНИЦИПАЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ
    В статье рассматривается теория сложных систем, как способ решения задач по размещению объектов на территории городской застройки. Разбиение сложной системы принятия решений на подсистемы обуславливается большой размерностью таких систем и вытекающими из этого трудностями, связанными со сбором и обработкой информации об их состоянии при выборе управляющих воздействий. Это обуславливает необходимость разработки банка данных на базе информационных систем обеспечения градостроительной деятельности и создание информационной модели объекта с применением графовой структуры фреймов.
    Written by: Горелов Иван Александрович, Немтинов Владимир Алексеевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 01/04/2017
    Edition: euroasia-science.ru_29-30.12.2015_12(21)
    Available in: Ebook