Оптимизация размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда"

На правах рукописи

ДУРМАНОМ, 1ЛЛДИМИРОНИЛ

ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЩКПИЯ 11Р0И;)!ЮДСТШ:НН01'1 Г>Л')Ы (ТРОИТКЛЬСТПЛ Г УЧКГОМ ОХРАНЫ И РАЦИОНАЛЬНОГО

испольюнания )1:м1:лы101()Ф()11дл

Спеииалыничь 08.00.05 - Экономика и управление народным Х01ЯЙСШ0М

АНТОР1:Ф1.РЛТ диссертации на снискание ученой ск'пени кандидата -жомомичсских наук

С'анкм-Пстербург

1997

I'aöoia выполнена на кафедре Тсхиолоши, органишции и экономики i идрок'мшческот с i рот c.h.l i i.;i ('aiiKi-I leicpöypi скот теуларетвенного клничеекчн о ymiiicpciiici»

Научным р\комолиic.ii.: доыор жономичсских наук, npc>(|icccop,

члеп-корр. MAIDIi Воробьев Ь В.

Официальные опионешы: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор жономических наук,

а

профессор Долгов U.M.;

кандидат жономических наук, профессор Косолапой Л А

Иелушая орпнннаини АО "Леш идронроскт"

Зашша COCIOH1CH "6" "ЦЮНИ 1997 i. в 'iчасов па шеелакии диссертационном) сонет Д 063 ЧХ К) в C'aiiKi-lleiepGypiCKOM loeyyuipeiвенном ючпическом Niuiiiepcnieie но алрес\. 195251, i l'aiiKi-lleiepóypi, Поли-1ечническам ул.. л 29, 3 учеГшми корнчс, аул 11(1

С .uiccepiamieii можно ошакомшьем в фундамешалыюй библтиеке yinutcpcmeia

Aitiopcijicpai ра <ослан " '50 " СШре-МЯ 1997 i

Ученый секретарь днесеришионною совета кандидат экономических наук, профессор

Лопатин М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Сооружение энергетических объектов связано с выполнением значительных подготовительных работ: необходимо построить производственную базу, подъездные автомобильные и железные дороги, линии электропередачи * и . связи, а также поселок строителей. Значительное влияние на эффективность гидроэнергетического строительства, как показывает анализ организации строительных площадок различных гидроузлов, оказывают такие технико-экономические показатели, как: размер ее территории, решение внутрипостроечной транспортной схемы, размещение отдельных объектов и комплекса сооружений в целом, с учетом их технологических связей.

Для гидроэлектростанций, сооружаемых в условиях слабопересеченного рельефа или близкого к равнинному, практически вся территория района строительства является пригодной для размещения объектов и характеризуется многовариантностью решений по выбору местоположения площадок.

Территория строительных плошадок крупных гидроузлов достигает значительных размеров. Поэтому одним из важнейших показателей экономической эффективности строительства ГЭС является рациональное использование земельного фонда. В существующей практике гидростроительства при проектировании размещения площадок под производственную базу принимают во внимание только земли основного целевого назначения (сельскохозяйственные угодья; земли, занятые лесами первой группы; места залегания больших запасов полезных ископаемых). При лом не учитывается . качество почв и природная ценность растительности на неокультуренных землях (в неосвоенных районах практически нет никаких ограничений на застройку). В результате это приводит к нарушению сложившегося экологического равновесия (к потере ценных природных ресурсов и ухудшению их качества) особенно при

перспективе использования объектов производственной базы в качестве предприятий строительной индустрии.

" Выбор местоположения площадок под производственно-техническую базу (ПТБ) осуществляется на основании вариантного проектирования, которое не позволяет определять экономически обоснованный оптимальный вариант размещения. Применение оптимального проектирования в данной , задаче позволт повысить экономическую эффективность строительства ГЭС за счет снижения затрат: на отчуждение земельного фонда, инженерную » подготовку территории площадки, строительство инженерных коммуникаций, а также на внутриностроечные перевозки.

1'а ¡работка методики оптимального проектирования размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда с применением ЭВМ является актуальной зада. чей, имеющей большой научный и практический интерес.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методики оптимизации размещения производственной базы строительства с учеюм охраны и ' рационального использования земельного фонда. Достижение поставленной пели связано с решением следующих задач:

• исследование факторов, влияющих на выбор местоположения прои ¡водст венной базы строительст ва;

Г

• проведение, анализа существующих подходов и методов по размещению строительных площадок;.

• раэрабоша методологических и методических положений по ошимизаиии размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационально! о использования земельного фонда;

• разработка модели, ашоригмов и программ, реализующих методику;

• апробация созданной методики на примере Гилюйского гидроузла, и|юек1ир\емою в АО "Леш и.тропроем", и анализ полученных на ЭВМ результант.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования диссертационной работы является производственная база строительства ГЭС. Предметом исследования являются методические положения по оптимизации размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационального использования'земельного фонда.

Теоретической и методологической основой диссертации служат труды отечественных и зарубежных экономистов, математиков и энергетиков. Для проведения исследования использовались проектные материалы и

л

методические рекомендации института АО "Ленгидропроект", документы нормативно-законодательной базы РФ. При выполнении работы применялись методы сравнительного экономического анализа, математического описания поверхности' земли, методы экспертных опенок и нелинейного программирования для экономических задач, а также экономико-математические модели. Расчёты проводились- с использованием персональных ЭВМ.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

• установлены и сформулированы основные методологические и методические положения по оценке и учету экономических, социальных и экологических факторов, определяющих выбор размещения строительных, площадок:

• впервые разработана научно обоснованная методика оптимизации размещения производственных баз строительства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда; ..

• установлены объективно обусловленные ограничения по изъятию земельного фонда как с экономической, так и с социально-экологической точки зрении;

• предложено использование цифровой модели рельефа (ЦМР) в задаче размещения объектов строительства;

• рафаботаны экономико-математическая модель и алгоритм,,

*

о 4

обеспечивающие отчуждение под орошедьство наименее ценных земель;

• сосчанлдна программа расчств на )ИМ с использованием ЦМР, реализующая предложенную методику, н позволяющая ввести в проектную пракшку а в юма i и зированные системы проектирования (САШ') промсфойбаз.

Основные результаты, выносимые на защиту:

• обоснование формализации объекта исследования - производственной oaiu сфоигельства Г'ЭС в соответствии с выбранным критерием » оптимальности;

• экономико-математическая модель и методика оптимизации размещения проитодсгвенной базы сгротельства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда;

• обоснование экономической эффективности применения методики на примере Гилюйскою гидроузла.

. Практическая значимость работ. Прсдлшаемая методика может быть использована в проектных ор1анизаниях при разработке 1енеральных планов арошельава различных энергетических объектов и обеспечит размещение промсфойбазы на землях с наименьшем природной ценностью. Применение пакет прикладных нршрамм, paipaooiannoio в соозвегствии с методикой, обеснечщ экономический эффект or снижения трудозатрат по сравнению с сущесшуюиш.ми практическими подходами к определению варианта размещения проиluo.'tciвенной базы строзпедьета.

11>б.111кацпн и апробация рабой.!. По 1еме дисеер1ании. опубликовано 4 печапзые рабош. Сделан доклад на Международной научно-технической конференции '"Современные проблемы нетрадиционной энер1етики" (Clio, I9l)4) по земе "Учет социально-эколо| ических факторов при экономическом обосновании объектов нетрадиционной энергетики". Основные положения, изложенные в дззесерзационной рабеие, доложены и обсуждены на заседаниях кафедр ." l e\iii\ioi ни, орзанизации и экономики

гидротехнического строительства" и "Экономика и менеджмент в энергетике и природопользовании" СПбГТУ. Результаты исследований используются в работе по Госбюджетным темам: "Народы России: возрождение и развитие" в рамках СПбГТУ И "Строительство и архитектура".

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 82 наименований и приложения. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включает 18 табл. и 6 рис. . ',

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цели и задачи исследования, изложены элементы научной новиз-иы и практическая значимость работы, выделены основные положения, выносимые на защиту.

В 1 главе дан обзор существующих теоретических и практических подходов и методов по размещению производственной базы строительства энергетических объектов, выя^ены особенности выбора местоположения производственной базы гидротехнического строительства, отмечены необходимость и задачи учета оценки отчуждения земельного фонда.

На основании проведенного анализа отечественных и зарубежных исследований установлено, что при выборе местоположения строительной п:юишлки энергетических объектов необходимо учитывать не только экономические, но также социальные и экологические факторы. При этом предлагается ограничивать их количество путем исключения факторов одинаковых для всех вариантов альтернативных площадок.

Существующие теоретические и' практические подходы и методы по размещению площадок под энергетические объекты основаны на вариантное проектировании. При этрм выбор варианта по заданному критерию осуществляется из множества реализуемых вариантов.

I) настоящее время применяются два основных вила показателей

6 • V

экономической эффективности капиталовложений - чистый дисконтированный доход и внутренняя норма доходности. Критерий минимума приведенных затрат используется для оценки только .таких вариантов, которые обеспечивают одинаковый производственный эффект.

Анализ литературы по гидротехническому строительству позволил выявить факторы, влияющие на выбор местоположения промстройбазы: природно-климатические условия, технологические связи производственной базы с основными сооружениями гидроузла, а также между отдельными V предприятиями и объектами; транспортные условия; условия >нср| »снабжения; очередность строительства и его перспективы; выполнение социально-экологических требований.

В современной литературе большое значение отводится вопросам жоиомической оценки изымаемых земель. При этом многие авторы публикаций не согласны с тем, что денежную оценку могут иметь только вокультуренные земли, а девственные луга, леса, водопады и др. не должны иметь оценки. Учет ценности территорий на стадии проектных работ при ' обосновании вариантов размещения площадки под П'ГБ будет способствовать сохранению ценных в природном отношении земель и в конечном счете обеспечит определение оптимального варианта'с позиций ишерееов народного хозяйства в целом.

И главе 2 на основе анализа существующих подходов и методов, практического опыта по выбору варианта размещения строительных площадок объектов энергетики, а также требований к местоположению нром июлеI венных ба» гидротехнического строительства представлена новая методика оптимизации размещения производственной базы строительства.

Состав предприятий и хозяйств ПТБ, объемы производимой продукции. а 1акже сроки ее выпуска не зависят от варианта размещения площадок. . Полому выбор наилучшего местоположения производственной базы осуществляется по критерию минимальных дисконтированных затрат в ценах на

текущий момент с учетом соответствующих индексов увеличения цен. При этом показатель экономической эффективности учитывает те затраты, связанные с реализацией проекта, которые выходят за пределы прямых финансовых интересов участников инвестиционного проекта. Соизмерение разновременных затрат (по календарному плану строительства) осуществляется , путем4дисконтирования их к ценности в начальном периоде с использованием нормы дисконта, равной приемлемой для инвестора норме дохода на капитал. '

Местоположение промстройбазы требует учета самых разнообразных факторов, обусловленных экономическими, социальными (Т природными условиями района строительства гидроузла. Анализ существующих практических и теоретических подходов и методов по выбору местоположения объектов и сооружений' ПТБ позволил выделить следующие основные виды затрат на: 1) отчуждение земельного участка (83); 2) планировочные работы при инженерной подготовке территории (Япл); 3) транспортные и инженерные коммуникации (во).

Для учета важности каждой категории затрат используются весовые коэффициенты, выступающие в роли корректирующих сомножителей. При этом коэффициенты веса получены методом составления матриц. Целевая функция (ЦФ) в математической постановке задачи оптимизации размещения площадок под.ПТБ имеет вид:

ЦФ= 0,56-81(Х|,у|) +0,1 +0,33-80(Х|, у| )-> тт1 (1)

Согласно заданному критерию,' выбор оптимального варианта размещения производственной базы строительства будет осуществляться при наименьшей стоимости отчуждения земли, что соответствует ее наименьшей ценности.

Предложенная методика предусматривает, что искомые переменные -координаты площадки должны быть в пределах заданной территории • причиной для ее размещения, которая задистся в виде координат условной .

координатой системы. В этом случае ограничения (ОГР) можно записать в виде системы линейно независимых неравенств:

у - kjx < bj,( j= I, N!) у-kjx> bj,(j= Nj, N2),j

где Ni и Nj - количество неравенств ОГР.

Граничными условиями (ГРУ)' являются предельно допустимые значения искомых координат положения площадки с вершинами А, В, С и Д (*а, Уа! *в, Ув! хс. Ус! *д, Уд)- В разработанной экономико-математической ' модели ГРУ представлены в виде двусторонних неравенств:

a2~yLzC2' (3)

¡=l,n,

где «i и i'i - соответственно наименьшее и наибольшее значения координш но оси X, Uj и с2 - аналогично по оси Y; п - количество координат приемлемой территории.

Практика строительства гидротехнических сооружений показывает, что наилучшим размещением необходимых подсобно-вспомогательных предпри-я1ии и сооружений являйся проектирование их на одной площадке. Исходя из 'мого, па первом этапе решения поставленной задачи все объекты ПТБ компонуются на одной площадке. Для уточнения оптимального положения нрочоройбазы на последующих этапах рассматриваемся возможность раз-метения М П> на нескольких площадках. Значения ЦФ оптимального размещения промсТройбазы, полученные в результате каждого этапа, сравниваются и выбирается вариант, соответствующий наименьшему значению ЦФ.

Экономическая оценка отчуждении территории осуществляется согласно существующим нормативным документам; которые разработаны в соответствии с земельным кодексом РСФСР и устанавливают порядок возмещения убытков п но i ерь пользователям земли, причиняемых изъятием

или временным занятием земельных участков, ограничением их прав или ухудшением качества земель.

Исходными .данными для вычисления затрат, связанных с

*

отчуждением, являются координаты участков земли различной ценности (по плану землепользователей) и удельные показатели стоимости ее изъятия: норматив 'освоения новых земель целевого назначения взамен изымаемых (у!); компенсация выбытия основных фондов и обьектов инженерной инфраструктуры, потери производства на землях целевого назначения (у2); ущерб ог изъятия или ухудшения качества земель, ценных в природном и социально-экономическом отношении (уЗ). В случае приобретения земельного участка в собственность к затратам по отчуждению добавляется ежегодный земельный налог (у4). По полученным значениям площадей (Г|)Ч-ых участков различной ценности, попадающих в зону отчуждения, и удельной стоимости их изъятия рассчитывается общая стоимость отведения земельных

фондов (8,)с учетом дисконтирования за расчетный период (Т): •

Т \11

1=1 ¡=1

|;де М1 - количество участков; а( - коэффициент дисконтирования. 1:слн данный участок земли строительная организация берет в аренду, то за пользование землей взимается арендная плата (у5), исчисляемая в процентах к нормативу стоимости освоения новых земель, и стоимость изъятия земельного фонда будет определятся как: Т М1

= Е £|»-<У21.+ У31 +У5|)|-а,. (5)

«=1 1=1

Стоимость инженерном нодготоикн территории плопь.дкн

определяется дли каждого варианта размещения 11Т1» в «висимосги от вида строительной гечникн; группы ■ руша Но трудности ра ¡работки и мощности

его слоя; с учетом следующих положений: I) проектные планировочные плоскости площадок приняты без уклонов; 2) соотношение между объемами грунта выемок и насыпи соответствует 0,75 - 0,8 (к объему выемок, определи «пых вертикальной планировкой, добавляются объемы остаточного грунта от котлованов фундаментов, траншей коммуникаций и др.).

Обшая стоимость планировочных работ определяется по формуле: Т М2 МЗ

8„л=1 I (6)

1=1 Г=1

- ' - I.

где V,, и Ув - объемы земляных работ насыпи и' выемки грунта по

площадке соответственно; Р„ и Рв • укрупненные показатели стоимости земельных'работ по насыпи и выемке грунта соответственно; М2 -количество г-х участков с одинаковым геологическим строением; МЗ -количество .¡-ой группы грунта. >

> Для . определения объемов земляных работ методикой предусматривается использование цифровой модели рельефа местности. ЦМР представляет собой ■ аналитическую модель реальной поверхности земли,*создаваемую по совокупности характерных •дечек рельефа путем аппроксимации.

$а граты, свшанные с ориентацией площадки под ПТБ, в

разработанной модели определяются с учетом: 1) социально-экологических требований к размещению предприятий и хозяйств ПТБ; 2) удобства связей с объектами -существующей инфраструктуры; 3) технологических связей предприятий ПТБ с основными объектами гидроузла.

Затраты, на транспортные и инженерные коммуникации с учетом их весовых коэффициентов (ав(<) выражаются следующей зависимостью: Т \14

С»1 к"1

где Хк и Ьк - соответственно укрупненный показатель стоимости

строительства и протяженность к-ой инженерной коммуникации; М4 -

' * •

количество инженерных коммуникаций.

Для определения значений коэффициентов веса методикой предусматривается проведение опроса методом интервью специалистов-гидротехников с достаточным опытом работы по разработке стройгенпланов. Группе экспертов предлагается высказать свои суждения о приоритетности факторов, влияющих на компоновку промстройбазы, методом парных сравнений. При этом важность факторов определяется с учетом социально-экологических требований и транспортных расходов. В экономико-математическую модель включаются только те социально-экологические ограничения, выполнение которых необходимо при выборе местоположения МТБ. Для определения количественной групповой оценки предлагается использовать правило большинства с последующим применением метода расстановки приоритетов.

Связи ориентации площадки промстройбазы определяются на основании имеющихся на стройгенплане- местоположений основных сооружений гидроузла, карьеров местных строительных материалов, а также существующих линий электро- и теплоснабжения, автомобильных и железных дорог. Исходной информацией каждой из инженерных коммуникаций для экономико-математической модели являются координаты двух ючек, одна из которых - центр площадки, а вторая 01 носится к объекту или сооружению, с которым устанавливается связь. Например, технологическая связь бетонного хозяйства с местом бетонных сооружений (см. рис. I).

Представленная в работе экономико-математическая модель 01 носится ' ■ к задачам нелинейного программирования. Математические отношения модели сложны и не позволяют получить производные в виде аналитических фхнкнии Не и л ш с ним. для решения поставленной задачи целесообразно

Рис. 1. Совмещенный план размещения площадки под ПТБ и границ участков земельного фонда. 1- створ гидроузла; 2- железнодорожный узел; 3- карьеры местных строительных материалов; 4- границы участков земельного фонда различной ценности; 5- граница водоохранной зоны; 6 - контуры проектируемого водохранилища.

воспользоваться методами поиска, в которых направление минимизации полностью" определяется на основании последовательных вычислений целевой функции. Для нахождения оптимальных значений координат площадок промиройбазы применяется метод случайного поиска, который основан на использовании случайных выборок с уменьшением интервала иском!,IX величин (11х.11у) на величину г. (0<е<1). Для получения выборок, С1 руппированных в серии, используются случайные числа (г), равномерно распределенные в интервале (-0.5 ; 0.5). Наилучшая точка (центр площадки) (*''ц> У4«) в каждой серии становится начальной точкой следующей серии, ючки которой выбираются из интервала меньшей величины. Количество ((ых серий (О) и р-ых точек (К) задается таким образом, чтобы общие затраты времени можно было считать приемлемыми. Алгоритм решения представлен в виде обобщенной блок-схемы, (рис.2) и является основой для составления программы на 'ММ. Таким образом, выбор оптимального варианта размещения площадки под производственную базу осуществляется при минимальном значении целевой функции.

1}-главе 3 проведена апробация методики оптимизации размещения произволегвенной базы строительства на примере Гилюйского гидроузла (мощностью 462, 6 Мвт), проектируемого в-Ленгидропроекзе. Приемлемая территория нод НТВ (с учетом природпо- водоохранной зоны), расположенная на правом берегу реки Гилюй, характеризуется многовариантностью решений по размещению. Согласно плану землепользователей Зейского района (из материалов по предварительному согласованию изымаемых земель),тер-рзгтория района основных рабся Гилюйской Г")С ошосигся к лесному фонду лесхозов.

Анализ сравнения полученных результатов расчета позволил сделать-нывод о юм. чзо наилучшим вариантом, созласно выбранному крнтерзно, являет 1-1 вариант размещения произволе) пенной базы на двух

Рис. 2. Обобщенная блок-схема оптимизации размещения промстройбазы с учетом охраны и рационального использования земельного фонда.

плошадках, который рассматривался на II этапе решения задачи/Площадки, <

соответствующие оптимальному варианту, расположены на почвах с наиг

меньшей природной ценностью и с самыми низкими значениями бонитетов

насаждений коренных пород. Результаты, полученные с помощью Программы

/

на ЭВМ, сопоставимы со стройгеннлпном Ленгидропроекта, что подтвержда-\ ет адекватность экономико-математической модели объекту исследования.

Компоновка отдельных хозяйств и предприятий промстройбазы на предлагаемых площадках производится в соответствии с требованиями технологических связей и социально-экологическими ограничениями.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты проведенных исследований:

I. Проведен анализ существующих теоретических и практических подходов и методов по выбору варианта'размещения строительных площадок энергетических объектов.

. 2. Проанализированы факторы, влияющие на местоположение производственной базы строительства ГЭС, и существующие методы оценки отчуждения земельного фонда.

3. Установлены основные виды затрат, связанные с размещением площадок, а также объективно обусловленные ограничения по изъятию земельного фонда как с экономической, так и с социально-экологической точки зрения.

4. Предложена методика оптимизации размещения производственной базы строительства с учетом охраны и рационального использования земельного фонда.

« ' •

I 5. Разработана экономико-математическая модель, алгоритм и программа, пошоляющие определить оптимальное размещение площадки под ИТ1» (с использованием 11МР), в соотвситвии с действ\юшей нормативно-закоиодате.тыюй бамй но оценке шьяшя земельных ресурсов.

6. Произведена апробация разработанной методики на примере гидроузла, проектируемого в АО "Ленгидропроект".

7. Анализ полученных результатов расчета на ЭВМ показал экономический эффект от снижения затрат, связанных с размещением площадок под МТБ. ,

8. Применение данной методики в проектной практике обеспечит сни-. жспие трудозатрат и существенно повысит технико-экономическое обоснование принимаемых решений. »

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях.

1. Учет социально-экологических факторов при экономическом обосновании объектов нетрадиционной энергетики. / Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Современные проблемы нстраднннонной энергетики". - СПб, 1994. - с. .145 - 148. (в соавторстве).

2. Оптимизация календарных планов по стоимости строительства. / Тезисы докладов • Российской научно-технической . конференции '"Инновационные наукоемкие технолог ии для России". - СПб, 1995. - с. 116. (в соанюрспзс).

3. К вопросу об экономическом обосновании инвестиций в лесохимический комплекс с учетом социально-экологических факторов в у словиях рыночных отношений. Лесной журнал. - № 3, 1996. - с. 117 - 121. (в соашоране).

4! Учет экологических, социальных и экономических факторов при формировании peí иональной инвестиционной программы. / Те'зисы докладов Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие icmiiuoi ни для России" -СИб,1995 - с. 112. (в соавторстве).