4. Модели транспорта и связи. Модели Коля, Айзарда, Бекмана

Важным фактором развития транспортно-коммуникационного комплекса территории (рассматриваемого как совокупность всех отраслей транспорта и связи рассматриваемой территории) является ого пространственная организация (взаимоположение инфраструктурных элементов в геопространстве). Поскольку нитраты на создание путей перемещения постоянно возрастают, важно определить критерии развития сети, причем выбор критерия полностью определяет конфигурацию сети. Поскольку в реальной жизни необходимо учитывать также объем перемещений, т.е. различие между населенными пунктами по грузо- и пассажирообразующей базе, созданы две группы моделей, учитывающих данный фактор.

Первая группа моделей рассматривает ситуацию большого города и пригородной зоны. Вторая группа - ситуацию с равномерным размещением населенных пунктов одного ранга.

В теме 5 уже рассмотрены модели первой группы известные как модели Иоганна Коля и Уолтера Айзарда.

Ко второй группе моделей, рассматривающей транспортные сети в районах с равномерным расселением (сельская местность) относится модель немецкого математика Мартина Бекмана.

Главным условием при подобном моделировании является обеспечение транспортных связей всех населенных пунктов территории при минимизации затрат на создание сети перемещений и времени на перемещения. Мартин Бекман показал, что проблема решается созданием сотовой транспортной системы, в которой каждый населенный пункт расположен в углах шестиугольников и соединен с тремя ближайшими населенными пунктами. В этом случае, соединение всех населенных пунктов между собой достигается с затратами в половину меньшими, чем при других способах организации транспортной сети .

Знание отраслевой и пространственной структур транспортных (коммуникационных) сетей позволяет решать две группы прикладных проблем:

1) использования сетей для транспортировки грузов;

2) строительства новых участков сети (развития сети).

5. Логистика и развитие инфраструктуры

Ежедневно каждому из нас приходится решать вопрос использования транспортных средств для перемещений к местам учебы, работы, отдыха и т.д. При этом мы стремимся минимизировать затраты и время на перемещение. В случае ограниченных транспортных возможностей – вариантов транспортной задачи не много и выбор проводится достаточно просто. В том случае, когда существует множество вариантов, а вес перемещаемых грузов составляет тысячи и миллионы тонн, правильное решение транспортной задачи позволяет экономить колоссальные средства. Так, снижение затрат на транспортировку российской нефти лишь на один доллар на каждую тонну повышает доход экспортеров на 100 млн. долларов в год, что достаточно для строительства нефтяного терминала средней мощности или 150-200 новых нефтяных скважин.

Расчет маршрута транспортировки должен учитывать транспортные тарифы, таможенные пошлины, транзитные платежи, изменения качества нефти в результате смешивания по пути следования, потери по пути транспортировки, возможные простои и расценки за перевалку грузов, политический риск при использовании маршрутов, проходящих по политически нестабильным территориям и многие другие факторы. Поэтому в последнее десятилетие получила развитие такая сфера деятельности как логистика, которая обеспечивает расчет и выбор транспортных схем, минимизирующий время, затраты на перемещение и риски.

Крупные фирмы создают специальные отделы логистики или пользуются услугами специализированных фирм, обеспечивающих перевозки, охрану и страхование грузов, слежение за грузами и регулярное информирование об их местонахождении.

Вторая прикладная задача заключается в создании новой инфраструктуры. Капиталоемкость данных проектов оценивается миллионами и миллиардами долларов, а последствия строительства иногда определяют социально-экономические перспективы развития целых стран. Так, строительство газопровода Ямал Западная Европа оценивалось в 20-30 млрд. долл., а газопровод Туркменистан-Китай-Япония оценивается в 9-10 млрд. долл. Поскольку проекты требуют привлечения значительных финансовых ресурсов, новых технологий строительства и оказывают влияние на положение страны в мировой экономической системе, в принятии решений участвуют директора крупнейших фирм, банков и главы государств.

Процесс принятия решений иногда оказывается настолько противоречивым, что приводит к межгосударственным конфликтам, правительственным кризисам, покушениям и отставкам. История с транспортировкой каспийской нефти (из Азербайджана, Казахстана и Туркмении) очень показательна в этом смысле.

Если отвлечься от реального процесса принятия решений, в котором экономика и математика не всегда играют первую роль, то в идеализированном варианте обоснование развития инфраструктуры будет включать следующие этапы.

Первый этап – топологический – изучается связность транспортной системы. Известно, что транспортная сеть развивается по принципу максимизации транспортной доступности всех населенных пунктов территории. Поэтому, если известно начальное состояние транспортной сети (рис. 34а), то конечное состояние будет выглядеть следующим образом (рис. 34а).

Последовательность переходов из (а) в (б) может быть рассчитана с использованием теории графов, позволяющей минимизировать среднюю длину пути и увеличить связность графа.

Второй этап – физический - каждому узлу или звену графа придаются дополнительные количественные характеристики (длина, пропускная способность, грузо- или пассажирообразующая база). Расчет транспортных потоков между узлами можно осуществить по формуле

mn

F = k ——,

D

где F - объем грузопотока,

m - грузообразующая база в пункте М,

n - грузообразующая база в пункте N,

D - расстояние между пунктами М и N,

k - коэффициент, учитывающий транспортные особенности территории.

Данная формула частично воспроизводит формулу силы гравитационного притяжения Ньютона, однако коэффициент k и показатель степени для D могут подбираться опытным путем.

Третий этап – экономический - экономические расчеты носят весьма приблизительный характер и должны рассматриваться с учетом множества факторов (применительно к каждому конкретному инвестиционному проекту). Приблизительность расчетов объясняется тем, что большинство транспортных проектов относятся к долгосрочным. Они имеют не столько краткосрочный экономический, сколько системный социально-политический и экономический эффект.

Несмотря на оценки скептиков, реализация самых капиталоемких проектов в конечном счете всегда оправдывала затраты и обеспечивала развитие прилегающих территорий. Поэтому инфраструктуру следует рассматривать как один из наиболее динамичных и перспективных секторов хозяйства. Этот же вывод касается и специализированных отраслей знания и учебных дисциплин (логистика, экономика инфраструктуры, география инфраструктуры и др.).