|
|
Рівень життя населення міста в кожен момент часу t визначається значеннями деякого показника Q. Цей рівень формується економічною політикою держави, а його конкретна реалізація для населення міста відбувається через різні підсистеми, що утворюють систему задоволення потреб населення. Будемо припускати, що існує деяка узагальнена кількісна оцінка рівня життя населення міста Q(t) [49]. Тоді формалізована ціль міста полягає в максимізації задоволення потреб населення, тобто представляється у вигляді:  .
Кількісне значення показника Q(t) визначається ресурсами споживання R , якими забезпечено місто для задоволення потреб населення. Вони являють собою набір різноякісних ресурсів. Припустимо, що ресурси R допускають узагальнену кількісну оцінку R, наприклад, у грошовому вираженні, тоді кількісна оцінка рівня життя населення матиме вигляд:  .
Для економічних систем характерно дискретне управління з деякою періодичністю .jpg) , яка дорівнює плановому періоду, де  - початок і кінець інтервалу планування [48]. У цьому випадку одна з цілей міста - максимізація задовольнення потреб населення  в даний плановий період, тобто:  .
Як показано в [57], одним із двох взаємозалежних шляхів досягнення мети міста є ефективне використання обмежених ресурсів споживання, які має місто.
При цьому розв ’язується дві задачі - оптимальний розподіл ресурсів між підсистемами міста й організація функціонування кожної підсистеми таким чином, щоб максимізувати ефективність досягнення глобальної мети міста. Принципи розв’язання першої задачі подані в [48, 57].
У даній роботі розглядаються принципи і методологія ефективного управління підсистемою задоволення запитів населення міста, зокрема , однієї з її підсистем підсистемою СЗПБ міста при її зміні в просторі. Показник безпечного проживання є складовою рівня життя населення  і забезпечується раціональним проектуванням протипожежного захисту міста, одним з напрямків якого є визначення мінімальнї нормованої кількості пожежних депо (ПД) та їхнього раціонального місця розташування при дотриманні обмеження на витрати R .
Таким чином, метою СЗПБ міста є визначення такої кількості N ПД і параметрів їхнього розміщення  , при яких
 (3.1)
де W - область припустимих розв’язків задачі, що описує обмеження задачі.
Розглянемо задачу (3.1) більш детально. Необхідно спроектувати систему протипожежного захисту території нового району міста, тобто визначити таке  при відомих обмеженнях по елементах вектора ресурсів R, що забезпечить максимально безпечне проживання громадян і виконання ряду інших обмежень, що виникають при обліку впливу зовнішнього середовища. Як відзначалося вище, зовнішнім середовищем стосовно СЗПБ міста є чисельність і щільність населення, площа території міста, його загальний економічний потенціал, характер міської забудови з погляду ступеня вогнестійкості будинків, ступінь благоустрою міста (водопостачання, опалення, дороги та ін.), загальне число об'єктів різного господарства, наявність об'єктів підвищеної небезпеки, кліматичні умови. Дослідження параметрів зовнішнього середовища необхідно, тому що вони визначають ті закономірності, на основі яких можна конструювати математичні моделі, причому ці параметри є вихідними обмеженнями для цих моделей.
Містобудівне проектування характеризується низкою особливостей: необхідністю приймати рішення в умовах неповної ресурсозабезпеченості, концентрувати зусилля і засоби на найбільш головних напрямках, сполучати досягнення стратегічних цілей із задоволенням першочергових потреб. Потрібно безупинно порівнювати фактори, які іноді важко порівняти, з традиційно “гуманітарною” орієнтацією на рівень життя населення. Ця підсистема формує ряд своїх обмежень, які треба враховувати при розв ’язанні задачі (3.1).
Для розв ’язку задачі (3.1) необхідно здійснити її декомпозицію, розробити математичні моделі задач, які виникають, дослідити їхні особливості, розробити методи й алгоритми їхнього розв’язанні, програмне забезпечення для реалізації на ЕОМ.
Необхідність декомпозиції вихідної глобальної задачі (3.1) обумовлена її великою розмірністю і складністю. В основу декомпозиції, як і в задачі управління житловим будівництвом [48, 58], покладено годинний інтервал реалізації і функціональні особливості задачі. У зв'язку з цим стосовно до задачі проектування СЗПБ району розглядаються три етапи її розв ’язку: довгострокове, середньострокове і поточне планування. Для визначення функціонального змісту задач варто конкретизувати обмеження і перемінні функції мети (3.1), тобто показники безпечного проживання населення і ресурси, які використовуються підсистемою.
Годинний інтервал реалізації розбиває задачу на ряд підзадач .
Довгострокове планування ( 20-30 років ) спрямовано на розробку генерального плану міста. На цьому етапі розглядаються перспективи розвитку житлового господарства, з метою виявлення динаміки зміни числа вимог з точки зору поліпшення житлових умов, забезпечення безпеки основних видів життєдіяльності людини. Планування здійснюється з обліком необхідних матеріальних та індустріальних ресурсів і у взаємозв'язку з іншими підсистемами. На цьому етапі розробляються і досліджуються моделі для аналізу генеральних тенденцій розвитку системи житлової забудови міста: зміни чисельності населення, розвитку житлового фонду міста, зміни площі вільної і вивільненої території, придатної для житлового будівництва, зміни транспортної мережі міста і сфери обслуговування населення, зміни числа пожежних депо, що забезпечують захист передбачуваних районів житлового будівництва. Для цього етапу характерні наступні особливості: комплексність, яка обумовлена принциповою необхідністю глибоко враховувати взаємозв'язки підсистем міста як цілого, висока невизначеність вихідних даних для моделювання системи, що аналізується.
Тому на даному етапі планування необхідні моделі для аналізу генеральних тенденцій розвитку системи на рівні узагальнених агрегірованих показників при різних вихідних припущеннях. Таким чином, потрібна модель, що дозволяє одержувати відповіді на питання типу: “Що буде, якщо?” і “Що необхідно зробити, щоб?” [59].
У [48] описана імітаційна модель довгострокового розвитку житлової забудови. Ця модель дає можливість одержати такі характеристики, як динаміка зміни черги на поліпшення житлових умов, середня забезпеченість населення житловою площею, структура житлового фонду за різними категоріями населення, вільна територія для житлового будівництва і т.д., у залежності від вкладених у систему ресурсів і прийнятих рішень. Описана модель системи житлової забудови є зовнішнім середовищем до СЗПБ міста і його районів, і з урахуванням динаміки зміни вільної території в даній роботі розробляється модель СЗПБ, що забезпечує захист кожної території, що вводиться під забудову.
Модель зміни кількості пожежних депо в t-році можна задати у виді цілої частини від ділення вільної площі, що вводиться під забудову, на нормовану площу, яка контролюється одним пожежним депо [60]:
 , (3.2),
де n - число пожежних депо; S- площа, що вводиться під забудову в t-році;  - нормована площа, контрольована одним пожежним депо;  - найменше ціле, більше чи рівне числу  .
Найбільш характерний недолік сучасних містобудівних генеральних планів полягає в тому, що вони не повною мірою враховують динаміку міських процесів. Навіть тоді, коли виявляється вірним вихідний прогноз збільшення розмірів міста у процесі еволюційного ускладнення внутрішньої структури об'єкта, генплан нерідко виявляє свою неспроможність. Порушуються запроектовані планувальні і функціональні зв'язки, не вдається досягти організаційної єдності старого і нового, композиційно-художньої цілісності міського простору і т.інш.
Невизначеність довгострокового планування зменшується за мірою скорочення інтервалу планування й уточнення вихідних даних. Розглянемо етап середньострокового планування (до 5 років). На даному етапі в рамках обмежень, що випливають з генерального плану, уточнюються і конкретизуються перераховані фактори. На цьому рівні однією з задач є вибір території для конкретних мікрорайонів. І для конкретної території вирішується задача визначення кількості пожежних депо й їхніх типів, що цілком захищають нову територію з обліком вже існуючих депо.
Представимо місто разом із проектованим районом у виді обмеженої області довільної форми. Пожежне депо представимо у виді об'єкту захисту кругової зони, радіус якої нормується і залежить від типу зони захисту. Необхідно визначити мінімальну кількість - n пожежних депо, - які забезпечать нормований захист території, їхні типи, параметри розміщення  депо в проектованому районі, які б разом із зонами захисту існуючих пожежних депо цілком покривали би місто (розглянуту область довільної форми).
Практика проектування цього етапу така, що проект формується як деяка ідеальна картина майбутнього, що фіксує досягнення заздалегідь запрограмованих цілей за допомогою системи контрольних показників - нормативів (щільності, витрат часу, забезпеченості житлом, обслуговуванням, радіуса кругової зони захисту і т. інш.). Проекти, що складені за таким зразком, є найчастіше статистичним описом розглянутого етапу. Їх вихідні соціально-економічні і містобудівні передумови відбивають бажані цілі, зафіксовані в нормативних показниках, як правило, більшою мірою, ніж наявні можливості. Вони часто ігнорують природні процеси розвитку міст, а заодно і сховані в них протиріччя, що вимагають негайного розв ’язку (і не перестають існувати тільки з тієї причини, що вони не цілком відповідають бажанням планувальника). Більше того, ці норми і рекомендації використовують допущення про рівномірну небезпеку зони захисту, а не з огляду на просторову нерівномірність забудови.
Подальше уточнення планів та їхня конкретизація здійснюється на етапі поточного планування. На цьому етапі здійснюється проектування конкретної забудови житлових районів і формування комплексних планувальних і проектних рішень. Задача раціонального, з погляду підвищення протипожежного захисту міста (населення), розміщення пожежних депо розв’язується на стадії проектування району забудови, коли, в основному, визначені архітектурне і планувальне рішення.
Нехай визначені архітектурне і планувальне рішення нового району (створений план його забудови). На території проектованого району можуть бути природні і штучні перешкоди - ріки, парки, залізні й автомобільні дороги, інженерні мережі (газові, тепломережі, водяники, каналізація й інш.) Нехай вони разом з об'єктами забудови утворюють області заборони для розміщення пожежних депо. Пожежне депо задано набором типових проектів (на 2,3,4,6,8 пожежних автомобілів, рис.1-10 додатка), що відрізняються своїми метричними характеристиками. Виникає визначення типів і конкретних місць розташування пожежних депо в проектованому районі, що дозволяють скоротити час прибуття оперативних відділень до можливих осередків пожежі.
Час руху пожежних підрозділів від пожежних депо до можливих осередків пожеж залежить від багатьох факторів. Основний з них - відстань від депо до можливого осередка. На час прибуття впливає також швидкість руху, що залежить від цілого ряду факторів, таких як складність маршруту (вид покриття дороги, її ширина, кількість смуг руху, кількість і тип перехресть (регульовані, нерегульовані), наявність ділянок з однобічним рухом, середня інтенсивність потоку руху, наявність системи “Зелена хвиля” і т.п.). У розглянутій задачі наявні обмеження геометричного характеру: умови неперетинання території пожежних депо з перерахованими вище областями заборони з урахуванням протипожежних мінімально-припустимих відстаней, що задаються між ними, й умов їхнього розміщення в проектованому районі. Для будинків категорії А,Б (таблиця 1, 2 додатка) повинні бути витримані додатково ще і нормовані максимальні відстані. У районі може існувати різна щільність забудови. Різниця в щільності забудови враховується заданням різних максимально-припустимих відстаней до районів з різною щільністю. При цьому райони з максимальною щільністю повинні мати менші значення максимально-припустимих відстаней, ніж райони з малою щільністю.
Таким чином, виникає наступна задача.
Необхідно визначити таке місце розташування пожежних депо й їхні типи в проектованому районі, за яких час прибуття оперативних відділень від депо до можливих осередків пожежі буде мінімальним , і при цьому будуть ураховані всі зазначені вище обмеження.
|
|
|