Модели эффективного размещения объектов обращения с отходами в регионе тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Модели эффективного размещения объектов обращения с отходами в регионе"

На правах рукописи

Великанова Татьяна Валерьевна

Модели эффективного размещения объектов обращения с отходами в регионе (на примере Самарской области)

08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

II АПР 2015

005567553

Оренбург 2015

005567553

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель - Ладошкин Альберт Иванович,

доктор экономических наук, профессор, профессор кафедры «Экономика промышленности» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Официальные оппоненты: Гераськин Михаил Иванович,

доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой математических методов в экономике ФГАОУ ВО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)»

Виноградова Екатерина Юрьевна,

доктор экономических наук, доцент, доцент кафедры статистики, эконометрики и информатики, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

Ведущая организация — ФГАОУ ВО «Нижегородский государственный

университет им. Н.И. Лобачевского», г. Нижний Новгород

Защита состоится 14 мая 2015 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.181.08, созданного на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет», по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, д. 13, ауд. 170215.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» (ОГУ) www.osu.doc/3464/asp/54.

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ru и на официальном сайте ОГУ www.osu.doc/3464/asp/54.

Автореферат разослан апреля 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Е.М. Крипак

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Полномасштабная модернизация промышленности, повышение эффективности развития и обеспечение ее конкурентоспособности являются актуальными задачами российской экономики, поставленными в Концепции долгосрочного социально-экономического развития России до 2020 года. Немаловажным следствием развития промышленности и увеличения уровня потребления благ и услуг являются рост объемов образования отходов и риск снижения экологической безопасности экономики.

Ликвидация накопленных загрязнений, стимулирование вторичной переработки, организация сортировки, строительство новых объектов утилизации отходов, управление размещением этих объектов создают основу для экологически безопасной и комфортной обстановки в местах проживания населения и для повышения экономической привлекательности и улучшения инвестиционного климата России. Однако ограниченность финансовых ресурсов, инвестируемых в строительство объектов захоронения и утилизации отходов, обусловливает необходимость более тщательного подхода к рациональному использованию средств, направляемых на указанные цели.

В то время как важность решения экологических задач в обществе возрастает, подходы к размещению объектов обращения с отходами (далее - ООсО) в большинстве случаев остаются недостаточно обоснованными или решаются на уровне упрощенных транспортных задач (автор определяет термин «объекты обращения с отходами» как объекты, на которых осуществляются накопление, временное хранение, сортировка, обезвреживание, переработка, сжигание, захоронение или иные действия, производимые с отходами). Одной из причин этой ситуации является отсутствие научно обоснованной методики размещения ООсО.

Исследования показали, что решить проблему оптимального размещения ООсО можно с применением экономико-математических моделей.

Степень разработанности научной проблемы. Основы региональной экономики и актуальные вопросы, связанные с изучением региона как экономического пространства, нашли отражение в работах ведущих российских учёных

В.И. Бутова, А .Г. Гранберга, А.И. Гаврилова, Ю.А. Гаджиева, С.Ю. Глазьева, Г .В. Гутмана, В.И. Ввдяпина, Н.И. Лариной, Г.Г. Фетисова, И.Н. Шапкина и других.

Проблемы моделирования развития производственных систем и комплексов, вопросы теории и практики планирования их размещения исследовались Л.В. Канторовичем, А.Б. Горстко, Д.М. Казакевичем, ВЛ. Бочаровым и другими. Вопросы применения экономико-математических моделей и компьютерных технологий при решении экологических задач рассмотрены в работах отечественных и зарубежных авторов А.Н. Байдакова, ВЛ. Бочарова, A.B. Гладилина, В.Я. Ги-русова, К.Г. Гофмана, A.A. Горелова, В.И. Гурмана, А.Г. Реннера, П.М. Нестерова, П.Г. Олдака, Е.В. Рюминой, Н.П. Тихомирова, С.Г. Тяглова, Н.Ф. Реймера, Л.Клейн, Д. Форрестера и других.

Однако, несмотря на значительное количество исследований, посвященных проблемам регионального развития и размещения предприятий в регионе, вопросы экономико-математического моделирования размещения предприятий в разрезе ООсО еще в полной мере не изучены.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей эффективного размещения ООсО в регионе, учитывающих транспортные и эксплуатационные затраты объектов.

В соответствии с данной целью в исследовании были поставлены следующие задачи:

- изучить фактическое состояние природоохранной деятельности в регионе в целом и размещения ООсО;

- осуществить постановку задачи по эффективному размещению ООсО в регионе с учетом транспортных и эксплуатационных затрат;

- разработать экономико-математическую модель эффективного размещения ООсО;

- исследовать и дать рекомендации по учету фактора доступности месторасположения при выборе месторасположения ООсО;

- разработать рекомендации по информационному обеспечению моделирования

размещения ООсО.

Объектом исследования является региональная система обращения с отходами.

Предметом исследования являются модели эффективного размещения объектов обращения с отходами в регионе.

Теоретическую и методологическую основу диссертационного исследования составляют фундаментальные и прикладные разработки отечественных и зарубежных ученых в области региональной экономики и регионального прогнозирования и развития, экономико-математического моделирования, методах принятия управленческих решений. Для решения сформулированных в работе задач использована совокупность общенаучных и частных методов научного познания: системный подход, методы экономико-статистического анализа, экспертных оценок, логического и сравнительного анализа и содержательной экономической интерпретации полученных результатов.

Информационная база исследования формировалась на основе федеральных законов, постановлений и указов Правительства РФ, законодательных и нормативных актов субъектов Российской Федерации, данных Федеральной службы государственной статистики и ее территориальных органов, статистических и финансово-экономических изданий России; трудов российских и зарубежных ученых, а также собственных исследований и расчетов автора, полученных в результате оказания консалтинговых услуг предприятиям.

Область исследования. Исследование выполнено в рамках п. 1.4 «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений» и п. 2.4 «Разработка систем поддержки принятия решений для обоснования общегосударственных программ в областях: социальной; финансовой; экологической политики» специальности 08.00.13 - Математические и ин-

струментальные методы экономики Паспортов специальностей ВАК (экономические науки).

Вклад автора в проведенное исследование. В представленной диссертации автор внес определенный вклад в постановку задач исследования и в разработку научно-практических рекомендаций. Фамилии соавторов, принимавших участие в отдельных направлениях исследования, указаны в списке основных публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично.

Научная новизна результатов исследования заключается в разработке моделей размещения объектов обращения с отходами, способствующих повышению обоснованности принятия решений о размещении таких объектов.

К числу основных результатов, определяющих новизну диссертационного исследования, относятся следующие:

- Обоснована зависимость себестоимости захоронения и утилизации отходов как от транспортного фактора (удаленности источников отходов от объектов обращения с отходами), так и от мощности объектов (объема производства или оказываемых услуг).

- Предложен алгоритм учета фактора доступности объектов, отражающего различные социально-экономические и экологические характеристики районов, развитость социальной инфраструктуры, наличие экономических ресурсов.

- Построен комплекс математических моделей рационального размещения объектов обращения с отходами в регионе, позволяющий снизить интегральные (не только транспортные, но и эксплуатационные) затраты объектов, которые являются экономической основой формирования тарифов на вывоз и захоронение бытовых отходов.

- Разработана система информационного обеспечения решения задачи и проведен сравнительный анализ вариантов размещения, что позволяет экономически обосновывать решения по инвестированию в строительство объектов в рамках региональной политики в области обращения с отходами на каждый временной отрезок.

Теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования. Представленные в диссертации теоретические выводы, методические рекомендации и практические предложения направлены на совершенствование методов размещения ООсО на основе использования математических методов и моделей с учетом фактора доступности и могут быть использованы при принятии решения о размещении производственных мощностей по захоронению и утилизации отходов.

Практическая значимость результатов исследования заключается в совершенствовании моделей размещения ООсО в регионе при разработке региональных стратегий развития. Результаты исследований автора будут учтены органами управления Самарской области при разработке целевых программ в сфере природоохранной деятельности.

Апробация результатов исследования. Реализация основных теоретических и методических положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, была осуществлена в ходе научно-практических исследований и работ, выполненных в 2008-2014 гг. Основные положения диссертации докладывались автором на научно-практических конференциях в г. Новосибирск (2008, 2010 гг.), г. Тамбов (2013 г.), г. Пенза (2013 г.), г. Грозный (2013 г.), г. Самара (2011-2012, 2014 гг.).

Материалы диссертации используются в учебном процессе по курсам «Методы исследования и моделирования экономики», «Оптимизация управленческих решений», «Экономико-математическое моделирование», «Региональная экономика», «Менеджмент» в Самарском государственном техническом университете. Результаты исследования приняты в Министерство лесного хозяйства, охраны окружающей среды и природопользования Самарской области, ООО «Научно-производственный центр «Самара», Научно-аналитический центр «Промышленная экология».

По теме диссертации автором опубликовано 15 работ авторским объемом 5,2 печ. л.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 154 страницах текста, состоит из введения, трех глав, заключения, приложения и библиографического списка из 142 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе «Организация размещения объектов обращения с отходами» исследованы состояние природоохранной деятельности в России и Самарской области и теоретические подходы к процессу принятия решений в сфере оптимального размещения предприятий. Рассмотрены система регионального управления обращением с отходами и проблемы планирования размещения ООсО в рамках задач стратегического развития предприятий промышленности переработки отходов согласно Стратегии-2020. Показано, что объем образования отходов в Самарской области в период с 1994 по 2012 г. увеличился на 829% (на 8 709 тыс. т), и в то же время существует дефицит ООсО. Выявлено, что при принятии решения о размещении ООсО в регионе отсутствует научно обоснованная методика, позволяющая учесть как текущие, так и транспортные затраты, вследствие чего происходит выбор не всегда эффективного месторасположения. Представлен обзор существующих моделей размещения производства.

Во второй главе «Модели эффективного размещения объектов обращения с отходами» предлагаемые математические модели размещения предприятий адаптированы для отрасли обращения с отходами, предложена разработанная автором система математических моделей, учитывающая различные локальные социально-экономические ограничения в регионах. Автор акцентирует внимание на бытовых отходах, но предлагаемый подход с небольшими дополнениями может быть использован и для промышленных отходов.

Разработана методика учета фактора доступности в математических моделях на предприятиях промышленности переработки отходов. Предложенная система экономико-математических моделей размещения ООсО связывает мощности планируемых объектов с местами их расположения и позволяет найти оптимальные перевозки промышленных и бытовых отходов, сырья, готовой продукции между объектами всех этапов обращения с отходами.

В третьей главе «Апробация результатов исследования и рекомендации по их практическому использованию» рассмотрены вопросы информационного обеспечения модели эффективного размещения ООсО в регионе, проведена оценка экономической эффективности оптимизации размещения предприятий отрасли обращения с отходами на примере Самарской области. Выполнен численный расчет, приведено распределение ООсО в регионе и обоснован выбор их мощностей с точки зрения минимума суммарных эксплуатационных и транспортных затрат. Сформулированная методика размещения апробирована на примере Самарской области, рассчитана экономическая эффективность применения предлагаемых автором экономико-математических моделей.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Обоснована зависимость себестоимости захоронения и утилизации отходов как от транспортного фактора (удаленности источников отходов от объектов обращения с отходами), так и от мощности объектов (объема производства или оказываемых услуг).

Обращение с отходами является частью социальной инфраструктуры региона. К важнейшим требованиям социальной инфраструктуры как территориальной подсистемы относят абсолютную комплексность и системность, то есть предполагается, что все элементы инфраструктуры должны развиваться одновременно, а их развитие должно быть взаимно согласовано, что обусловливает необходимость стратегического планирования размещения ее элементов.

Согласно плану развития и Областной целевой программе «Совершенствование системы обращения с отходами производства и потребления и формирование кластера использования вторичных ресурсов на территории Самарской области на 2010 - 2012 годы и на период до 2020 года», на территории Самарской области планируется строительство и реконструкция 23 полигонов. В настоящее время сфера обращения с отходами представлена тремя специализированными предприятиями, занимающимися переработкой ТБО, и сетью из 21 полигона бытовых и промышленных отходов, а также многочисленными несанкционированными объектами размещения отходов. Выявлено, что суммарные затраты объектов зависят

как от величины транспортных, так и от эксплуатационных расходов (см. рисунок 1).

Затраты

эксплуатационные, тыс. р

"•"Затраты транспортные, тыс. р

—^—Сз-ммарные затраты, тыс. р

4 5 7 10 14 18 23 Количество объектов

Рисунок 1 - Зависимость транспортных и эксплуатационных затрат от количества ООсО

В существующей методике при определении месторасположения полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) учитывается только транспортный фактор, при этом будущие эксплуатационные затраты не принимаются в расчет. Для определения оптимального месторасположения и мощностей ООсО предлагается использовать математические модели, созданные на основе производственно-транспортных моделей, рассматриваемых ранее только в контексте промышленных предприятий и комплексов. Это позволит одновременно учесть и эксплуатационные, и транспортные затраты при определении размещения ООсО, в отличие от традиционно используемых методов, основанных только на минимизации расстояния перевозок.

2. Предложен алгоритм учета фактора доступности объектов, отражающего различные социально-экономические и экологические характеристики районов, развитость социальной инфраструктуры, наличие экономических ресурсов.

При планировании размещения ООсО необходимо учитывать социально-экономическую составляющую, отражающую развитость инфраструктуры райо-

1 ООО ООО 900 ООО 800 000 1 700 ООО 600 000 500 000 400 000 300 000 200 000 100 000

на, экологическую ситуацию, привлекательность районов для частных инвесторов, доступность ресурсов и другие факторы. Предлагаемый автором подход к оценке доступности потенциального месторасположения ООсО основан на экспертных оценках. Автор делит все факторы на четыре группы, выделяя следующие составляющие: ресурсную, характеризующую наличие критически важных ресурсов в планируемом месте расположения производства, экономическую, определяющую экономическую целесообразность организации производства на основе прогнозов сбыта и поставок сырья, организационную, описывающую наличие организационных возможностей для успешной реализации проекта, и инвестиционную, отвечающую за наличие необходимых финансовых ресурсов (см. рисунок 2).

Экологическая составляющая

-Т-Г-

1- Фактор

^- доступности

О

Ресурсная составляющая

ч__/

Рисунок 2 - Составляющие фактора доступности

Автором предлагается раздельно оценивать значимость каждой группы составляющих для частных инвесторов (бизнеса) и для государства, так как при инвестировании в строительство объектов захоронения и утилизации отходов государством и бизнесом преследуются различные цели. Инвесторы действуют с позиции максимизации прибыли и минимизации затрат, государство же имеет долгосрочные приоритеты развития, к числу которых относится в том числе и решение экологических проблем.

Для учета факторов доступности при оптимизации размещения производства на основе экономико-математических методов автор предлагает ввести в математическую модель задачи фактор доступности. Для этого в работе с помощью ме-

Экономическая составляющая

1

Организационная составляющая

тода Дельфи определены весовые коэффициенты каждой группы составляющих.

Фактор доступности для размещения предприятия можно рассчитать по формуле

и V

= (1) 11 = 1 Г=1

где I - индекс рассматриваемого месторасположения объекта в варианте развития г,

и - номер составляющей (£/=4),

- оценка V фактора для объекта, расположенного в пункте г = 0,1,2),

циУ - весовой коэффициент V фактора в составляющей и,

- дополнительный весовой коэффициент составляющей зависящий от стороны, проводящей оценку доступности (государство или частные инвесторы).

Экспертно значение фактора доступности месторасположения ООсО должно быть больше 0,7. То есть в математическую модель задачи вводится следующее ограничение:

Щ > 0,7. (2)

Рекомендуется исключить из дальнейшего рассмотрения варианты объектов, в которых значение фактора доступности не превышает допустимого.

Таким образом, предлагаемый подход позволит учесть социально-экономическую доступность планируемых к расположению ООсО районов.

3. Построен комплекс математических моделей рационального размещения объектов обращения с отходами в регионе, позволяющий снизить интегральные (не только транспортные, но и эксплуатационные) затраты объектов, которые являются экономической основой формирования тарифов на вывоз и захоронение бытовых отходов.

На основании проведенных исследований автором было установлено, что основная цель эффективного размещения ООсО состоит в том, чтобы снизить текущие и транспортные затраты, избежать недозагрузки их мощностей на уровне предприятия, а на уровне региона - обеспечить всю его территорию сетью ООсО. На рисунке 3 представлена условная схема размещения и взаимодействия ООсО на территории региона.

--связи пунктов размещения

предприятий и источников сырья;

--- границы муниципальных

районов; © - пункты образования отходов;

ф - перегрузочно-сортировочные

пункты; ^ - заводы по переработке; ц - потребители продукции; О - полигоны и мусоросжигательные заводы

Рисунок 3 - Схема размещения ООсО на территории региона

Сформулируем задачу размещения ООсО в регионе. Предположим, что в регионе имеется совокупность организаций, выполняющих различные виды деятельности, в результате которых образуются отходы определенного количества и класса опасности. Известны многовариантные технологии по утилизации, обезвреживанию, уничтожению и захоронению данных отходов, которые могут быть реализованы на существующих или вновь построенных ООсО. Требуется найти такое решение по месторасположению и мощности данных объектов (вариантов развития), при котором суммарные затраты на их текущую деятельность и транспортные перевозки отходов и производимой из них продукции будут минимальными при заданных целевых установках и ограничениях.

Введем следующие обозначения:

х\, яг„, Хр - количество единиц продукции, которое может соответственно производиться (утилизироваться) по г вариантам развития на перегрузочно-сортировочной станции в пункте на мусоросжигательном заводе в пункте к, на полигоне в пункте I и на мусороперерабатывающем заводе в пункте т.

с|, с\, с[, с„ - эксплуатационные затраты соответственно у, к, I, т объектов в г варианте развития на единицу продукции.

, ¿1, — варианты развития перегрузочно-сортировочной станции в пункте у, варианты развития мусоросжигательного завода в пункте к, варианты развития полигона в пункте /, варианты развития мусороперерабатывающего завода в пункте т. В задачу могут включаться как планируемые к строительству ООсО, так и уже существующие (в одном варианте - без изменения мощности, и в нескольких вариантах - если планируется их реконструкция).

У)кб> У)1ы> У]тц> Утп<р ~ объемы поставок соответственно отходов д, отходов для сжигания 8, неперерабатываемых отходов со, вторсырья ц, готовой продукции <р и из пунктов образования отходов / в пункты сортировки}, оттуда в пункты сжигания к, захоронения /, переработки т, а затем в пункты потребления п.

Б]гп1л 5тп9-транспортные расходы на перевозку соответственно отходов 1?, неперерабатываемых отходов б, со, вторсырья ¡1, готовой продукции <р из пунктов образования отходов / в пункты сортировки у, оттуда в пункты сжигания к, или захоронения /, или переработки т, затем из пунктов переработки т в пункты потребления п.

Ар - ассимиляционный потенциал территории.

Я£>£, ЕО{, £■£)£,- эколого-экономический ущерб, причиняемый окружающей среде при сжигании, захоронении, переработке отходов. То есть необходимо найти х[, х[, х[, уцхз, утп<р, уПш, у}к5, при которых достигается ми-

нимум функции Ь:

] I 1 1 к к

/ к

к

¡=1 ¿=1

;=1

] ь ь I р

] = 1 1=1 1=1 £=1р=1 М М N

]=1 1=1

1=1

£=1 р=1

при ограничениях:

Z>M ; (4)

1=1

i 1 J l

Z xjzj = ^ yjkS + Л yjico + Z У/mfi ; (5)

y=i y=i y=i y=i

У ; У к y L J M

ZZ^-ZZ^+ZZ^+ZZ^«: (6)

j=l i=l y=l fc=l ; = 1 1=1 У=1Ш=1

ZZ^Î/^ (7)

i=ij=i ;=l

Ум M

Z Z^= Z ^ 'y=(8)

;=lm=l m=l

M M N

Z tt= Z Zymn<p ;

m=l m=m=i

ЯУ Qk H M

Z < î. z -Zz,r - ** Zzîi -zï> zl'zL z™=t0,1}; (10)

r=l q = l h=l

KLM

Z xrkEDrkzrk + Z x{ED[z[ + Z xrmEDrmzrm < Ар, (11)

fc=l ¡=1 m=l

*ï, ХТ1,Ущ,У]т11, Утп<р> У)1ш,У}к8 ^ 0. (12)

где = Tj, M = ÏTW, <P = 1Ф- w = Tj2.

В задаче учтены следующие ограничения: все отходы должны быть вывезены из пунктов образования отходов (4); весь объем отходов и вторсырья, образовавшийся на мусороперегрузочных станциях, перевозится на мусоросжигательные заводы, полигоны и мусороперерабатывающие заводы (5); объем отходов, образованных в пунктах i, не меньше, чем объем отходов и вторсырья, перевозимых на мусоросжигательные заводы и, мусороперерабатывающие заводы к и полигоны р (6); вся масса образовавшихся отходов поступает на перегрузочно-сортировочные станции (7); все вторичные ресурсы с каждой перегрузочно-сортировочной станции доставляются на переработку (8); все продукты переработки доставляются

потребителям (9); в каждом пункте предполагаемого размещения может быть простроен объект только одной мощности (10); эколого-экономический ущерб от загрязнения должен находиться в границах ассимиляционного потенциала территории Ар (11); все искомые переменные неотрицательны (12); фактор риска больше порогового значения (2).

В зависимости от уровня организации (степени развитости отрасли) системы обращения с отходами в регионе схема движения сырья и состав стадий обращения с отходами могут существенно различаться. Для учета различных особенностей регионов на основе обобщенной модели (2-12) предложен комплекс различных математических моделей размещения ООсО:

1) Задача размещения объектов одного типа (полигонов) на территории региона может быть записана в виде целевой функции

У У /

1=X +X X ^ т1п< (13)

1=1 ¡=1 ¡=1

ния и развития предприятий;

Уц — объемы поставок отходов из пунктов образования в пункты захоронения;

при соответствующих ограничениях (4), (10-12) и (14):

У У

7=1 ]=1

2) Задача размещения полигонов и мусороперегрузочных станций. Требуется найти у1р

он Х1, Хр, минимизирующие функцию II 1 1 I I

1 = ХХ Уц{> + X + XX $'1ш У'1ш + Xт1п (15)

1=1 ¡=1 1=1 1=11=1 1=1

при соответствующих ограничениях (2), (4), (7), (10-12) и (16), (17):

11 1

ХХ^Х^- (16)

У = 1 1=1 1=г

17

] I I

;'=1 ¿=1 ;=1

3) Задача размещения с заранее определенными пунктами размещения ООсО. В задачу (например, в трехэтапную) добавляются дополнительные ограничения: в итоговый план должны быть включены объекты г по варианту I:

= 1,1 = = (18) 1 ь

;=11=1

4) Задача с существующими объектами заранее определенной мощности. В задачу (например, в трехэтапную) добавляется ограничение

= 1- (20) где Г— индексы существующих полигонов, Ге Ь.

1 ь

(21)

¡=1 1=1

При этом в задачу включается единственный существующий вариант объекта, то есть соответствующие /? = 1.

5) Задача с фиксированной величиной инвестиций. В задачу (2-12) добавляется ограничение вида

У М £ К

^ \rnrz] + £ шум* + £ \т{г\ + £ < шутах, (22)

у = 1 771 = 1 1 = 1 к = 1

где 1МУтах — предельная сумма инвестиций;

— стоимость строительства соответствующих

объектов.

6) Задача с заданными затратами на организацию производства.

Пусть с^ — эксплуатационно-транспортные расходы на переработку и транспортировку отходов с / предприятия к_/' потребителю продукции по г варианту, [[ — затраты на организацию производства в пункте / по г варианту. Необходимо найти такие х^, чтобы достигался минимум функции Ь

18

/ / i

L = X X Xi> Ci> + X ^ m'n' (23)

i=l j=l i=1

при соответствующих ограничениях: (2), (4), (10), и (24):

f[ > 0, c¡j > 0, р> 0, (24)

где р — максимально возможное число предприятий.

7) Трехэтапная производственно-транспортная задача, учитывающая затраты на организацию производства.

Пусть с[т — эксплуатационно-транспортные расходы на доставку отходов (сырья) от объекта размещения отходов (поставщика сырья) т до предприятия, размещенного в муниципальном районе i по г варианту;

Ь'т — объем имеющихся у поставщика отходов.

Необходимо найти пункты размещения i заводов по переработке ТБО, чтобы достигался минимум функции L\

i 1 i 1м

L = X X ХЧ Ci¡ + X ^ Z'r+ X X Xim °im mÍn' (25)

t=l 1=1 i=1 1=1 m=l

при соответствующих ограничениях: (2), (8), (22) и (24-27):

/

JV^P; (26)

¡=i м

2 хш = b'm. (27)

Ш=1

4. Разработана система информационного обеспечения решения задачи и проведен сравнительный анализ вариантов размещения, что позволяет экономически обосновывать решения по инвестированию в строительство объектов в рамках региональной политики в области обращения с отходами на каждый временной отрезок.

Для информационного обеспечения решения задачи размещения был разработан алгоритм оптимизации определения месторасположения сети ООсО на осно-

вании экономико-математических моделей, отражающий специфику принятия решения по размещению природоохранных объектов (см. рисунок 4).

Ограничения и целевая функция, данные по эксплуатационным и транспортным затратам, оценка рисков. Законодательство: санитарно-гигиенические, экологические, строительные ограничения, целевые программы

Пункты размещения, мощность объектов, план перевозок

Анализ решения на выполнимость и соответствие неформализуемым критериям. Согласование с

Начало

Создание математической модели

Конец

Рисунок 4 — Схема алгоритма информационного обмена при решении задачи размещения ООсО

Предложена структура информации, необходимой для численного расчета предлагаемых методов размещения ООсО, разделенная по источникам данных , (см. рисунок 5) и отражающая необходимые для принятия управленческих реше-I ний сведения.

На основе двухэтапной модели оптимизации размещения объектов обращения с отходами по алгоритму, разработанному Д.М. Казакевичем, был выполнен численный расчет задачи для Самарской области - выбраны места расположения и мощности полигонов (см. табл. 1).

Рисунок 5 - Потребность в информации при принятии решения по размещению ООсО

к

Таблица 1 - Итоговые показатели вариантов размещения ООсО

Показатель Базовый вариант Предлагаемый вариант

Количество полигонов 23 4

Стоимость перевозок 28 813 тыс. р 264 851 тыс. р

Эксплуатационные затраты 528 488 тыс. р 164 344 тыс. р.

Суммарные затраты 557 301 тыс. р 429 195 тыс. р

Капиталовложения 1 764 977 тыс. р 1 145 413 тыс. р

В полученном оптимальном плане стоимость перевозок хотя и выше, но суммарные эксплуатационные и транспортные затраты по базовому варианту на 29,8% ниже аналогичного показателя по базовому варианту (предусмотренному Областной целевой программой), что подтверждает экономическую эффективность предлагаемых моделей.

Улучшение состояния окружающей среды становится не только стратегическим направлением обеспечения экологической устойчивости, но и необходимым условием нормальной жизнедеятельности населения, повышения экономической привлекательности и привлечения инвесторов в регион. Расчет и размещение ООсО по предлагаемым моделям способствует положительному социально-экономическому эффекту за счет развития социальной инфраструктуры региона в сфере обращения с отходами, которое влияет на экологическую, экономическую и инвестиционную благополучность региона.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современное состояние окружающей природной среды в сфере бытовых отходов характеризуется растущими объемами отходов и нехваткой специализированных объектов для их размещения, что в сочетании с нарастанием общих экологических проблем определяет задачу обеспечения экономической и экологической эффективности обращения с отходами. Решение данной проблемы может заключаться в совершенствовании подходов к эффективному размещению ООсО в регионе. В соответствии с этим в диссертации:

1. Рассмотрены основы принятия решений по размещению ООсО. Установлена зависимость суммарных затрат объектов не только от масштабов производства, но и от транспортного фактора. Выявлена целесообразность использования математического аппарата производственно-транспортных задач при принятии решений о размещении ООсО в регионе.

2. Разработаны рекомендации по учету фактора доступности при моделировании размещения ООсО, позволяющие получить численную оценку доступности и учесть ее в модели в качестве ограничения.

3. Предложена общая модель эффективного размещения ООсО, которая включает ограничения, в т.ч. экономические и экологические, и критерий оптимальности, который обеспечивает минимальные суммарные эксплуатационные и транспортные затраты объектов. Разработаны частные модели по эффективному выбору месторасположения ООсО в регионе, позволяющие увязать размеры предприятий, их географическое расположение и социально-экономические ограничения, которые могут возникать в различных регионах.

4. Предложен алгоритм информационного обмена при подготовке данных для принятия решения по размещению ООсО. Рассмотрена структура необходимой информации и подобран алгоритм численного расчета, что позволяет применять предлагаемые модели при выборе месторасположения ООсО.

Результаты диссертационного исследования могут получить развитие по следующим основным направлениям: совершенствование теории и методологии размещения ООсО в регионе; повышение экономической эффективности деятельности организаций, осуществляющих обращение с отходами, за счет оптимизации текущих и транспортных затрат; разработка и реализация региональной стратегии размещения объектов обращения с бытовыми и промышленными отходами.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Великанова, Т.В. Использование оптимизационных методов при планировании размещения производства /Т.В. Великанова, А.И. Ладошкин // Вестник Самарского муниципального института управления. Теоретический и научно-методический журнал, 2013. №2(25). - С. 66-73. (0,5/0,25 печ. л.)

2. Великанова, Т.В. Учет рисков при моделировании размещения объектов природоохранной деятельности в регионе / Т.В. Великанова // Вестник Самарского государственного экономического ун-та, 2014. - №2 (112). -С. 110-118. (0,5 печ. л.)

3. Великанова, Т.В. Методы и модели размещения объектов обращения с отходами в регионе / Т.В.Великанова Н Фундаментальные исследования-2013. - №11 (6). - С. 1289-1293. (0,5 печ. л.)

4. Великанова, Т.В. Информационная составляющая в решении задач оптимального размещения объектов обращения с отходами / Т.В. Великанова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. -№ 4. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/118-14163 - Загл. с экрана. - С. 1-8.(0,5 печ. л.)

Общие публикации:

5. Великанова, Т.В. О некоторых аспектах экономической целесообразности производства биотоплива / Т.В. Великанова // Актуальные вопросы экономических наук: сборник материалов I Всероссийской научно-практической конференции / Под общей ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: ЦРНС - Изд-во СИБПРИНТ, - 2008. - С. 261-265. (0,4 печ. л.)

6. Великанова, Т.В. Применение экспертных оценок при оценке природных ресурсов / Т.В .Великанова, О.В. Морозова // Проблемы современной экономики: сб. материалов П Международной научно-практической конференции / Под общей ред. Ж.А. Мингалёвой, С.С. Чернова. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, - 2010. -Ч. 1,- С. 295-298. (0,4/0,2 печ. л.)

7. Великанова, Т.В. О некоторых предложениях по повышению экономической целесообразности эксплуатации объектов обращения с отходами в Самарской области / Т.В. Великанова // Вклад молодой науки в национальную экономику России: материалы Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых- Самара: Самарский государственный технический университет, - 2012. -Ч. 2 - С. 228-231. (0,3 печ. л.)

8. Великанова, Т.В. Оптимизационные методы размещения производства / Т.В. Великанова // Вклад молодой науки в национальную экономику России: материалы Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых. - Самара: Самарский государственный технический университет, - 2012. - Ч. 2,- С. 68-71. (0,3 печ. л.)

9. Великанова, Т.В. Системный подход к развитию социальной инфраструктуры региона / Т.В. Великанова, А.И. Ладошкин // Кримський економ1чний

вюник: Науковий журнал. - УкраУна, TOB «Видавничий Д1М «Гельветика», -2013. -№ 2(03). - Ч. 1. - С. 64-66. (0,5/0,25 печ. л.)

10. Великанова, Т.В. Проблемы рационального размещения производства / Т.В. Великанова, М.Ю. Стягова // Актуальные научные вопросы и современные образовательные технологии: сб. науч. трудов по материалам Международной научно-практической конференции- Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», - 2013. -Ч. 1. - С. 38-39. (0,2/0,1 печ. л.)

11. Великанова, Т.В. Экономические проблемы обращения с отходами (на примере Самарской области) / Великанова Т.В. // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Экономические науки». -Самара: Изд-во СамГТУ, - 2013. - №2 (8). - С. 158-164. (0,5 печ. л.)

12. Великанова, Т.В. Применение логистического подхода для совершенствования природоохранной деятельности / Т.В. Великанова // Экономика природопользования и природоохраны: сб. статей XVI Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, -2013. - С. 6-8. (0,2 печ. л.)

13. Великанова, Т.В. Модели эффективного размещения объектов обращения с отходами в регионе / Т.В. Великанова // Молодежь, наука, инновации. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции.- Грозный: ГГНТУ, - 2013. - Т. 2. - С. 85-89. (0,4 печ. л.)

14. Великанова, Т.В. Механизм экономического стимулирования рационального обращения с отходами / Т.В.Великанова // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Экономические науки». -Самара: Изд-во СамГТУ, - 2014. -№1 (11).-С. 115-121.(0,4 печ. л.)

15. Великанова, Т.В. Особенности принятия решения при размещении объектов обращения с отходами в регионе / Т.В. Великанова // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Экономические науки». - Самара: Изд-во СамГТУ, - 2014. - №2 (12). - С. 139-144. (0,4 печ. л.)

Подписано в печать 12.03.2015 г. Формат 60х84'/!6, бумага офсетная, гарнитура «Тайме». Усл. печ. листов 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 48.

Участок оперативной полиграфии ОГУ 460018, г. Оренбург, пр-т Победы 13, Оренбургский государственный университет