Методы моделирования в теории пространственной экономики
Методы моделирования в теории пространственной экономики
Аннотация
Код статьи
S207751800007833-5-1
DOI
10.18254/S207751800007833-5
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Гумерова Гузель Тагировна 
Аффилиация: Башкирский государственный университет
Адрес: Российская Федерация, Уфа
Аннотация

Проводится обзор различных методов моделирования, разработанных в теории пространственной экономики применительно к основному исследованию автора, лежащему в области оптимального размещения системообразующих университетов (федеральных университетов (ФУ) и национальных исследовательских университетов (НИУ)) по территории страны. Задача, которая поставлена в исследовании автора и изложенная в других, упоминаемых здесь ее работах – достичь экономическую оптимальность размещения университетов в пространственном разрезе, где критерием оптимальности является максимизация системообразующего эффекта всех университетов, описываемого, в свою очередь, функцией, при ограниченном бюджете на их финансирование.

Ключевые слова
агент-ориентированное моделирование, пространственная экономика, федеральный университет, национальный исследовательский университет, региональная экономика
Источник финансирования
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-46-020762а.
Классификатор
Получено
07.12.2019
Дата публикации
19.12.2019
Кол-во символов
10573
Всего подписок
17
Всего просмотров
301
Оценка читателей
0.0 (0 голосов)
Цитировать Скачать pdf

Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

1

Как отмечал в своих работах один из классиков теории пространственной экономики А. Леш, даже для индивида очень важно эффективно использовать свою жизнь, а это зависит от правильного места проживания и работы, и от других факторов, конечно. Но не только для индивидов это важно, отмечал Леш, - правильный выбор места в пространстве страны очень важен для работы промышленных и других предприятий, что в свою очередь связано с формированием городов и транспортных систем [9].

2

Еще до А. Леша первые модели размещения производительных сил были разработаны А. Смитом (1723-1790) и Д. Рикардо (1772-1823). Эти классики экономической теории исходили из того, что каждая страна должна специализироваться на производстве того набора товаров и услуг, где она обладают преимуществом перед многими другими странами, хотя и не перед всеми [3].

3 Рассмотрим подробнее некоторые из ранних моделей, ставших частью теории пространственной экономики. Среди них особое место занимает модель немецкого экономиста И. Тюнена (1783-1850), в которой государство было представлено в несколько упрощенном виде, как и положено в моделировании путем пренебрежения второстепенными факторами. В его случае государство представлялось как экономически изолированная от остального мира и замкнутая в себе система. Тем самым, оно было единственным рынком сбыта своей же сельскохозяйственной продукции. Кроме того, было сделано вполне правдоподобное предположение, что цена продукта в любой точке пространства этого виртуального государства отличается от его цены в городе только на величину транспортных затрат. Таким образом, в виртуальной модели Тюнена, решающим задачу размещения производительных сил фактором был только один - расстояние от места производства сельскохозяйственного продукта до города, где он потреблялся, а комбинации различных факторов на формирование цен и доходов, которые рассматриваются в современных моделях, в его модели считались пренебрежимо малыми. Тюнен, на основе своего анализа реальных производственных систем, счел возможным в модели считать, что различные виды сельскохозяйственной деятельности размещаются вокруг городов в форме семи поясов. При этом, каждому поясу соответствует один вид деятельности. А сами пояса разделяются идеальными концентрическими окружностями (рис.1), что, конечно, не в полной мере соответствовало действительности.
4

Рисунок 1. Графическая идеализация размещения концентрических поясов видов сельского хозяйства по И. Тюнену [11].

5 В классификации Тюнена в первом поясе размещалось приусадебное и пригородное хозяйство, а также фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием овощей и фруктов, во втором поясе – лесное хозяйство, производящее лес для строительства и дрова, в третьем – шестипольное интенсивное плодосеменное хозяйство, в четвертом – выгонное семипольное хозяйство, где скотоводство сочеталось с растениеводством; в пятом – трехпольное хозяйство, специализирующееся на производстве зерна, в шестом поясе – только скотоводство, включая овцеводство; в седьмом поясе – собирательство естественных продуктов, произрастающих в лесах, а также охота. Основными факторами, определяющими такое размещение поясов, были транспортные расходы и стоимость продукта на единицу площади.
6

В своих трудах И.Тюнен считал, что земля - это имущество неистребляемое и неподвижное. Неподвижность состоит в постоянном возвышении ее ценности. Неистребляемость земли заключается в ее постоянном участии в производстве, не смотря на понижение ее ценности или дохода. Капитал это имущество способное к перемещению с одного места на другое, истребляемое. Он разграничил значение капитала и земли, процентов и поземельного дохода (рента) [12]. Он называл земельной рентой доход, который получался путем вычитания от общего дохода имения процентов на стоимость строений (всех ценных предметов в имении, отделимых от земли и которые относятся только к земле) [11].

7

В. Лаунхардт (1832-1918) дополняет модель И. Тюнена источниками сырья и энергоресурсов. В статье «Практика эффективного размещения предприятий» предложил модель «локационного треугольника» [16]. При размещении промышленности место производства и место добычи сырья находятся в различных пунктах. Решающим фактором являются транспортные издержки.

8

Рисунок 2. «Локационный треугольник» Лаунхардта.

9

Решение данной задачи заключается в нахождении точки равновесия сил, которая является искомой для трех связанных нитей (сторон треугольников), проходящих через вершины локационного треугольника. К концам вершин треугольников подвешены грузы [2].

10 А. Вебер (1868-1958) дополнил теорию И. Тюнена и В. Лаунхардта тем, что предложил минимизировать общие издержки производства. Вебер различает природные ресурсы на локализованные (ископаемые топливо, руды) и распространенные (вода, песок). Ввел понятие изодопан, что означает линии одинаковых транспортных издержек на единицу продукции.
11

Рисунок 3. Модель А. Вебера [2].

12 где Р – транспортный минимум, L1 и L2 – рабочие пункты, изодопаны - А1,А2,А3,А4 [6].
13 А. Шеффле (1831-1903) предложил гравитационную модель. Он считал, что промышленность и предприятия развиваются в основном в городах с большей плотностью населения. Притяжение двух городов зависит от населения в них и расстояния между ними.
14 Iij=Pi*PjDij2
15 Где Iij - притяжение двух городских центров i j;
16 Pi,Pj- н аселение городов i j;
17 Dij - расстояние между городами [17].
18

Одним из первых ученых, который выявил закономерность размещения городов был П. П. Семенов-Тян-Шанский (1827-1914). В своей работе «Город и деревня в Европейской России» он рассуждает о возникновении городов. И приходит к тому, что в России только два признака различает город от деревни. Это людность города, процент населения, не занимающегося сельскими промыслами вообще, в связи с его торгово-промышленными оборотами, исчисленный на одного его жителя [10].

19

Вальтер Кристаллер (1893-1969) в работе «Центральные места Южной Германии» разработал теорию центральных мест. Это модель оптимального размещения городов, которая улучшит административно-территориальное деление Германии [14].

20

Согласно В. Кристаллеру, территория где есть рыночные условия в течение некоторого времени представляет собой правильный шестиугольник, затем вся территория покрывается шестиугольниками, стоящими тесно друг к другу. Благодаря этому расстояние между центром и местом сбыта продукции становится минимальным [2].

21

Рисунок 4. Модель В. Кристаллера.

22

Центры, где наибольшая плотность населения предоставляют больший набор услуг и товаров, чем центры, где численность населения меньше. Кристаллер выделял различные иерархии поселений, например это город — поселок — деревня (трехступенчатая), город — поселок — поселение — деревня (четырехступенчатая). Чем меньше ступеней в иерархии, тем обслуживание товарами и услугами в данной территории происходит меньшим количеством центров. Более высший порядок иерархии ведет к созданию транспортных путей и административного контроля между поселениями [2].

23 А. Леш (1906-1945) в работе «Пространственная организация хозяйства» изложил все известные теории размещения производства, расширил теорию центральных мест В. Кристаллера и разработал теорию организации экономического пространства. Он исходил из равномерного и одинакового в количестве распределения сырья по предполагаемой территории.
24

Рисунок 5 Определение размеров рыночной зоны данного продукта в зависимости от расстояния

25

Где линия d - кривая индивидуального спроса на товар. OP - цена на предприятии, который находится в пункте P, PQ - количество товара. Чем дальше находится предприятие, тем выше цена товара, исходя из транспортных издержек, что влияет на сокращение спроса [8].

26

Рисунок 6. Построение конуса спроса.

27

Далее в точке F, где транспортные затраты достигнут PF, товар не удастся продать. Значит PF – это предельный радиус сбыта товара. Весь сбыт товара в данном районе будет равен объему конуса, который получится в результате вращения треугольника PQF вокруг оси PQ. Однако его объем должен быть умножен на константу, определяемую плотностью населения. Так определяется общий спрос на товар по заводской цене OP [8]. Теория организации экономического пространства А. Леша строится на понятии конуса спроса – зависимость расстояния места потребления от места производства. Преобразует рыночную зону в маленький шестиугольник.

28

Рисунок 7. Преобразование рыночной зоны из большого круга в маленький шестиугольник.

29

Учитывая различные методы моделирования в теории пространственной экономики, мы создали свою модель, основанную на теории В. Кристаллера и А. Леша, для оптимального размещения вузов, с применением агент-ориентированного моделирования [1]. В модели [4] агенты-университеты искали оптимальное место размещение, в котором они максимизировали системообразующий эффект. Территория в нашей модели это все населенные пункты Российской Федерации.

30 При расчете системообразующей функции мы исходили из того, что она должна убывать по мере убывания от университетов. Например, если мы возьмем два различных города от некоторой точки (центра) с разными расстояниями от центра, но с одинаковым количеством населения, то эффект города, который будет находиться дальше от центра (точки) будет меньше эффекта города, который ближе к центру. Исходя из того, что расстояние от точки (центра) до городов будет обратно пропорционально эффекту. Чем больше расстояние, тем меньше эффект. Соответственно, чем меньше расстояние, тем выше эффект. А плотность населения прямо пропорционально эффекту, т.е. чем больше население, тем выше эффект. Значит, нам нужна нелинейная функция, снижающая по мере роста расстояния (рис. 8).
31

Рисунок 8. Функция снижения интенсивности системообразующей функции.

32 Разработанная методология была реализована в программе Netlogo 6.0 с помощью встроенного расширения GIS. Данное расширение имеет базу данных (data), где представлены данные и координаты стран и городов всего мира. Мы дополнили базу данных недостающими городами, районами, поселениями Российской Федерации. Получилась вот такая картина:
33

Рисунок 9. Интерфейс программы модели с муниципальными районами и городами всей России.

34 Данная модель может решать не только вопросы оптимального размещения системообразующих вузов по территории страны, но и вопросы оптимального распределения бюджетного финансирования высшего образования, где критерий оптимальности – максимизация влияния университетов на инновационное развитие страны, а ограничения – минимальный размер вузов, при которых они могут выполнять эту функцию.

Библиография

1. Бахтизин А. Р. Агент-ориентированные модели экономики. // М.: Экономика. 2008.

2. Гранберг А.Г. Основы региональной экономики: Учебник для вузов. – 3-е издание. // М.:ГУВШЭ, 2003.

3. Давид Рикардо. "Начала политической экономии и налогового обложения" // URL: http://www.ek-lit.org/ricsod.htm

4. Зулькарнай И. У. Мультиагентный подход к разработке региональной политики по размещению учреждений высшего образования по территории страны // Искусственные общества. 2017. Т. 12. №3–4. URL: https://artsoc.jes.su/s207751800000111-1-1/

5. Зулькарнай И.У. Гумерова Г.Т. Метод компьютерного расчета оптимального размещения системообразующих вузов по территории страны // Доклады Башкирского университета. 2018. Том 3. № 6.

6. Ислакаева Г. Р. Совершенствование государственной региональной политики в сфере высшего профессионального образования // Дискуссия. 2012. №10 (28).

7. Ислакаева Г. Р., Соколов Д. Н. Применение агент-ориентированного подхода для моделирования трудовой мотивации на основе концепции экономики счастья // Искусственные общества. 2016. Т. 11. №1–4. URL: https://artsoc.jes.su/s207751800000011-1-1/

8. Леш А. Пространственная организация хозяйства под ред.А.Гранберга // М.:Наука.2007.-663 с

9. Рамазанов Р. Р. Агентное моделирование формирования населенных пунктов // Вестник УГНТУ. Наука, образование, экономика. Серия: Экономика. 2016. №3 (17).

10. Семенов Тян-Шанский В.П. Город и деревня в Европейской России. // Записки императорского Русского географического общества по отделению статистики; Т. 10, вып.2. СПб. под ред. В.О.Струве, 1910. 212 с. URL: http://elib.shpl.ru/nodes/11183#mode/inspect/page/5/zoom/4

11. Тюнен И.Г. «Изолированное государство» под редакцией А.А.Рыбникова // Издательство «Экономическая жизнь», Москва, 1926 г.

12. Тюнен И.Г. Уединённое государство в отношении к общественной экономии. // Карлсруэ: Б. Гаспер, 1857 URL: https://dlib.rsl.ru/viewer/01003564025#?page=2

13. Шеффле А. Квинтэссенция социализма (Die Quintessenz des Sozialismus). Перевод с последнего (13-го) немецкого издания Филипова Ю.Д. // СПб., 1906. 59 с. URL: https://dlib.rsl.ru/viewer/01003740316#?page=1

14. Christaller W. Central places in Southern translated by C.W. Baskin. // NY: Englewood Cliffs, 1967 URL: https://ru.scribd.com/document/345530376/CHRISTALLER-Central-Places-in-Southern-Germany-1966

15. Islakaeva G.R., Zulkarnay I.U.Cognitive-informational technology of the agent-oriented modeling of the optimal provision of educational services on the territory of the state // В сборнике: CEUR Workshop Proceedings 2. Сер. "Selected Papers of the 2nd International Scientific Conference "Convergent Cognitive Information Technologies", Convergent 2017" 2017.

16. Launhardt W.Theorie der Kommerziellen Trassierung der Verkehrswege. Zeitschrift des Hannoverschen Architekten- und Ingenieurvereins. Hannover, v.18, 1872 URL: https://books.google.ru/books?id=NstBAQAAIAAJ&pg=PA515&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false

17. Ramazanov R.R., Zulkarnay I.U. Multiagent modeling in the decision of cognitive tasks understanding the processes of centralization and decentralization of governance // В сборнике: CEUR Workshop Proceedings 2. Сер. "Selected Papers of the 2nd International Scientific Conference "Convergent Cognitive Information Technologies", Convergent 2017" 2017. С. 310-317.