Модели самоорганизации, функционирования и развития урбанизированных территорий

Модели самоорганизации территориальных систем расселения.

Функциональные зоны влияния производства товаров и услуг.
(Модель Тюнена. Однофакторные и многофакторные  зоны Теория центральных мест и родственные ей теории. Закон Ципфа для распределения городов по численности.)

  1. В настоящее время имеет хождение значительное  число математических моделей, при помощи которых предпринимаются по­пытки адекватного описания простран­ственной организации расселения и человеческой деятельности. Мы рассмотрим некоторые наиболее общие идеи, положенные в основу этих моделей.

При производстве товаров и услуг, потребляемых вне урбанизированной территории, полезно эту территорию рассматривать как точечный объект. Поэтому  мы будем говорить здесь для простоты не об урбанизированной территории, а  о городе и его внешней среде. В данной главе для нас будет важно различать зоны внешней среды ближайшие к городу и удаленные  от него. Эта удаленность определяет особенности классификации городов по функции производства товаров и услуг, потребляемых вне города. В современном мире каждый город обычно выполняет две внешние функции:

— Он является специализированным центром в системе межрегионального разделения труда и эта функция называется базовой или градообразующей функцией, с помощью которой город обеспечивает приток средств из сколь угодно далекой внешней среды в обмен на уходящий в этот внешний мир приозведенные в городе товары и услуги. Причем в условиях глобализации потребление в каком-то месте товаров и услуг данного города не предполагает товарного обмена. Город может не получать из точки потребления его продукции ничего, Но город может потреблять сам товары и услуги из многих других мест, в которых его товар не используется. Как специализированный центр город рассматривается сточки зрения выполнения им своих градообразующих функций (см. параграфы №№ 1.1 и 1.2. №.2.2.1.).
— Одновременно город является “центральным местом”, принимающим на переработку и потребляющий продукцию ближайших окрестностей и обеспечивающий ближайшие окрестности своими товарами и услугами. Таким образом, город как центральное место — более локальное понятие. Это ядро более обширной по сравнению с ним территории, с которой он непосредственно взаимодействует и на которую он воздействует. Эта территория — зона его влияния, интенсивного обмена. Если для выявления этой зоны используется один признак, то она называется однофакторной зоной обслуживания, если много,  многофакторной зоной влияния.
Зоны обслуживания можно рассматривать и не для города, а для какого либо центра товаров и услуг в пределах более или менее однородно заселенной территории внутри города. Зная зоны обслуживания или влияния такого центра, можно более обоснованно подойти к вопросу выбора места создания нового центра с идентичными функциями с учетом более равномерного распределения точек предложения товара или производства услуги, обеспечивая таким образом приближение к потребителю, который без нового центра тратил бы больше времени на посещение одного из прежних. Поэтому полезно ознакомиться с достижениями региональной экономической географии, разработавшей вопросы экономики с учетом пространственных закономерностей расселения и размещения центров производства товаров и услуг, с учетом транспортных затрат потребителей и производителей, с учетом психологических особенностей поведения потребителя при выборе маршрутов многоцелевых поездок.
В XIX в. произошло несколько важнейших событий, когда сделали ряд ценных открытий в области экономической географии. (Эти открытия сделали практики и наукой долгое время не признавались.)

Самоорганизованные зоны

В результате были зафиксированы следующие самоорганизованные зоны (в порядке удаления от города):

а) высокопроизводительное «вольное» пригородное хозяйство, производящее молочную продукцию, овощи, садовые культуры.
б) промышленное лесопроизводство
в) зерновое хозяйство
г) выгонное хозяйство
д) трехпольное земледелие
е) пастбищное скотоводство
ж) охота и промыслы.
Читатель может попытаться самостоятельно объяснить этот порядок следования, опираясь на представления об отсутствии хододильного дела во времена Тюнена. Для нас важно то, что эта система самоорганизовалась.
Тюнен отдавал себе отчет в том, что использование дешевого транспорта — реки изменяет кольцевую структуры зон. Они втягиваются вдоль реки, пропорционально времени и обратно пропорционально стоимости доставки.
В наше время, как свидетельствует А.Г.Гранберг [А.Г.Гранберг. Основы региональной экономики: Учебник для вузов. – М.: ГУ ВШЭ, 2000. – 495с.] кольца Тюнена можно увидеть на Кубе. Это размещение плантаций на равнине вокруг населенных пунктов — мест проживания сельскохозяйственных рабочих и переработки продукции.
Нахождение расстояния, отделяющего зоны размещения тех или иных видов сельскохозяйственной деятельности от центра сбыта, осуществляется по простым формулам.
Пусть имеются две сельскохозяйственные культуры, доходности которых на единицу продукции составляют М1 и М2. Объемы их производства: V1 и V2. Транспортный тариф (на 1 тонну) равен t. Тогда расстояние R от центра, разграничивающее посевы двух культур, находится из уравнения безразличия (равенства разностей между доходом и транспортными затратами):
V1 М1  – R T V1 = V2  М2 – R T V2,             (2.1.1)

откуда

V1 M1 — V2 M2
R= ——————————    (2.1.2)
T (V1 –V2)

 

Поскольку речь идет о самоорганизующейся системе то, выявленные принципы и пространственные количественные закономерности поведения субъектов экономических отношений важны для того, чтобы самоорганизация деятельности на территории шла не на ощупь, а с учетом знания этих закономерностей.
Многие из ныне известных закономерностей сложны и без привлечения специалистов по региональной экономике с ними административному работнику не совладать. Но мы познакомим лишь с тем, что можно применять оперативно, в качестве экспресс-методов анализа и управления развитием территории.

Однофакторные и многофакторные зоны.
Техасский экономист Рейли в 1933 году [ Р.Мерфи . Американский город. Сокращенной перевод с английского В.Ковалевского. Москва. 1972. Изд-во “Прогресс. 320 с.] сформулировал “закон тяготения розничной торговли”. В своей простейшей форме этот закон утверждает, что в нормальных условиях объем покупок “В” в двух более крупных городах – “А” и “В”, произведенных жителями менее крупного города “С”, расположенного на автостраде между ними определяется по формуле:
ВА= РА/(DA )2                    (2.1.3)
BB= РB/(DB )2                     (2.1.4)
DA + DВ =RАB                   (2.1.5)

Где RАB — расстояние между городами А и В по автостраде;
РА, РB – население городов А и В;
DA и DВ — расстояние до городов А и В от города С по той же автостраде.
Из этих формул можно найти “точу безразличия” — точку, находясь в которой жители города С в равной степени пользуются розниной торговлей обоих городов, в которой преобладание одного города сменяется преобладанием другого. Так как точка  C*, в которой Ba = Bb, находится на главной дороге, соединяющей соседние города A и B. Поскольку величины РА, РB , RАB известны, а DB , например, можно исключить, путем замены DA =RАB — DВ , используя (1.5) и приравнивая правые части (1.3) и (1.4) получаем уравнение для определения DA    ( а вслед за ним и DВ, так как DВ =RАD – DA)
DA = RАB / (1+ Sqrt( РB/ РА))                (2.1.6 )
(Здесь Sqrt(х) квадратный корень из подкоренного выражения.)

Принцип рациональности поведения населения

Здесь используется принцип рациональности поведения населения: за товаром или услугой едут туда, где ближе.
РА и РВ можно рассматривать не как численность населения городов А и В, а как потенциал  привлекательности по конкретной услуге городов А и В.
Численность населения была взята как показатель привлекательности РА и РВ потому, что там, где больше людей, там, очевидно, и  больше услуг. Но потенциал не обязательно выражать через численность населения. В ряде случаев ее можно выразить точнее через площадь торговых помещений, совокупную длину прилавка или число лечащих врачей в городе, в зависимости от вида услуги, за которой едет в город покупатель.
Расстояние между городами DА и DВ можно заменить временем транспортной доступности TА и TВ, особенно, если покупатель пользуется общественным транспортом, а транспортная связь от города С до городов А и В обладает разными скоростными характеристиками и периодичностью. Тогда,
x= TАB /(1+sqrt(Sb/Sa))                        (2.1.7)
x — время на поездку из точки C в город A          ,
TАB — время на поездку между городами A и B,
Sa — площадь торговых помещений в городе A,
Sb — площадь торговых помещений в городе B.

Зона влияния города.
Зоны влияния города называется территория, на которой наблюдается  — устойчивое сочетание зон интенсивного обслуживания различных видов. Эти зоны удобно выделять по адресам подписчиков печатных изданий данного города, по интенсивности автобусного сообщения, по опросам автомобилистов, приехавших за покупками в розничной торговле  города. При сборе информации следует учитывать, что однофакторные зоны обслуживания могут изменяться во времени, а вместе с ними и зоны влияния. Замечено, что близость к крупному городу сужает зоны влияния меньших городов.
В.А.Шупер [Пивоваров] предложил определять зону влияния города как транспортную доступность, исходя из формулы связи населения города (H) и  радиуса зоны влияния  ( R ) :
4 R3=H               (2.1.8.)

Примеры соотношения населения и радиуса влияния даны в Таблице.

H, тыс. жит. 4 30 100 250 500 900 1400 4000 11000
R, км. 10 20 30 40 50 60 70 100 140

Ясно, что нет такого отдельно взятого показателя (или сочетания двух-трех показателей), который бы выполнял роль абсолютного критерия для выделения зон влияния. Но используя местные данные, можно всегда найти практический путь выявления границы влияния между двумя соседними урбанизированными территориями. Изучения зон влияния имеет практическое значение не только для торговых организаций, но и для администрации городов для прогонза изменения зон рыночной конкуренции при планировании развития городов с учетом соседних производителей и потребителей услуг.
***
Радиусы влияния в связи с транспортной доступностью помогают  объяснить  многие феномены  развития русских городов.  Так, Золотое кольцо городов вокруг Москвы  составляют в основном древние города, в прошлом  столицы княжеств, удаленные от Москвы на  расстояние не менее двух конных переходов московской дружины. Только на этом удалении в случае выхода московской дружины в поход против соседнего княжества оно успевало узнать об угрозе и подготовиться к обороне.  Не менее древние города, расположенные ближе к Москве, не смогли расти и развиваться как раз по этой причине.
В еще более раннее (раннефеодальное) время князья, если они не могли переломить родоплеменную знать, цепляющуюся за свою власть,  применяли типовой прием  быстрого становления своего города, получивший название «переноса».  Они выбирали на расстоянии около 12 километров вниз или вверх по течению реки от  родо-племенного стойбища более удобное место на холме, омываемом с одной стороны рекой, а с другой – притоком или на перекрестке водных путей.  Они брали под защиту купцов и ремесленников, поселявшихся в посаде у кремля. В результате влияние старейшин  до него не докатывалось, а  10-15 километров  по реке было расстоянием, при котором в те времена можно было пройти засветло по воде из стойбища в этот протогород и обратно и еще оставалось время, чтобы произвести на новом торжище  продажи и покупки. Поэтому в течение жизни одного поколения молодежь перебиралась в княжеский город, а стойбище хирело (стагнировало), теряло свое значение и в конце концов исчезало, в вместе с этим  уходила к князю от родовой знати  власть над окружающими землями. Практически бескровно. Таково, например,,  происхождение  раннефеодальных городов Смоленска, Ростова Великого, Ярослвля [Дубов И.В. Города, величеством сияющие. Издательство Ленинградского университета, 1985. 183 с.].

Теория центральных мест.

В. Кристаллер в книге «Центральные места в Южной Германии» (1933) пред­ложил гипотезу, которая вначале не привлекла внимания. Лишь в 50-х гг., после второй мировой войны, идеи Кристаллера стали известны научному миру и были высоко оценены. Эти идеи получи­ли широкое распространение под назва­нием «теория центральных мест». О значении ее для послевоенного развития науки крупный американский географ В. Бунге (1967) писал: «Не будь теории центральных мест, исчезла бы возмож­ность с уверенностью говорить о сущес­твовании теоретической географии как уже сложившейся самостоятельной ветви науки». Идеи кристаллеровской теории в той или иной форме нашли широкое применение в многочисленных разработ­ках по формированию расселения и се­тей обслуживания.

(Математические модели городов и систем расселения активно разрабатывались в последние десятилетия и освещаются в ряде специальных работ. Систематический анализ разработанных моделей дан в ряде обобщающих публикаций, в частности: [Мерлен П. Город. — Хаггет П. ])
При разработке своей теории центральных мест В.Кристаллер ввел несколько допущений -постулатов:
1. Постулат изотропности географического пространства:
— пространство является одинаково проницаемым для транспорта по всем направлениям,
— пространство является однородным с точки зрения плотности сельского населения, природных условий, распределения всевозможных ресурсов.
2. Постулат о бесконечности географического пространства:
— любая рассматриваемая точка сколь угодно далека от границы. (Теория не описывает краевые эффекты, возникающие у границы суши или государства.)
3. Постулат максимальной компактности круговых зон влияния: сеть правильных шестиугольников — наиболее близкая системе перекрывающихся круговых зон — допускает плотнейшую упаковку на плоскости.
4. Постулат об оптимизации. Каждая услуга имеет свой оптимальный уровень интеграции. Рыночные центральные места, например, расположены в узлах гексагональной решетки ( в вершинах правильных шестиугольников).
5. Постулат о рациональном поведении потребителя: все товары и услуги приобретаются в ближайшем из всех центральных мест, в которых они могут быть встречены.
6. Постулат постоянства доли центрального места в населении обслуживаемой им зоныдля всех уровней иерархии.

Исходя из этих вообще говоря жестких идеализированных допу­щений об изотропной поверхности, т.е. однородности территории, равномернос­ти размещения на ней ресурсов, одина­ковой плотности и покупательной способности населения, а также равно­ценности транспортных условий, Кристаллер предположил, что населенные пункты на такой территории должны располагаться с определенной закономерностью, упоря­дочивающей размещение товаров и услуг. Причем товары и услуги первой необходимости (требуемые ежедневно) должны предоставляться в каждом населенном пункте  (центральном месте первого порядка), в который любой житель близ­лежащей округи должен иметь возмож­ность достичь пешком за 1 час.

То-есть радиус этой территории, подчиненной центральному месту первого порядка в те времена был немного большим трех километров. Таким образом, за счет разделения труда урбанизированная территория (город, поселок)  обеспечивает товарами и услугами прилегающие аграрные территории, является для них «центральным местом». Производящая (аграрная) территория снабжает продуктами город («центральное место»). Далеко возить продукты значит сильно увеличивать в структуре их цены транспортные расходы.
По мере движения по иерархичес­кой лестнице вверх набор услуг увеличи­вается. Товары и услуги, требуемые раз в несколько дней,  должны предоставляться в несколько более крупном поселении, которое может за счет большей численности «выделить» часть  активного населения на производство более редко востребуемых товаров и услуг. Город, у которого указанные товары и услуги главные в ВВП, является «центральным местом второго порядка. Третья по убыванию частоты группа потребностей должна удовлетворяться в еще более крупных поселениях – городах – «центральных местах третьего порядка». По разным функциям город имеет разные пределы влияния как «центральное место». Сложность состава услуг определяет порядок  или ранг  центрального места.

Кристаллер ввел также понятия «порог населения» — минимальная численность населения, необходимая для выполнения конкретной центральной функции, и «радиус сбыта товара» — размеры зоны влияния «центрального места», из которой люди появляются  в нем для приобретения товаров и услуг.

Иерархия центральных  мест

Чтобы удовлетворить вышеуказанным требованиям, по мнению В.Кристаллера, необходимо раз­мещение одного пункта  более высокого порядка в центре, а соподчиненных ему пунктов — в углах правильной шестиугольной решетки. Каждый такой шестиугольник с семью населенными пун­ктами (считая и центральный)  входил вместе с соседними примыкающими шестиугольниками  в более обширную зону, притом главный город центрального шестиугольника является центральным местом для всей зоны. Центральное место любого порядка в этом случае имеет одинаковое число зависимых от него центральных мест более низкого порядка.
В. Кристаллер выделил применительно к условиям Южной Германии семь уров­ней иерархии (центр земли, округа, рай­она, общины, город в пределах общины, поселок или село с административными службами, торговый центр) с примерны­ми параметрами ( Таблица 2.1).
Таблица 2.1 Иерархия центральных  мест

Ранг  централь-ного места в иерархии Численность населения централь-
ного места
(по В. Крис-таллеру) [Перцик]
Население центра из работы Проста [Мерлен] Расстояния между централь-ными местами одного ранга, км Зона обслуж-ивания, км2 Число централь-ных мест данного ранга Индексы центров

7

500 000

300000

186

35 000

1

1

6

100 000

190000

108

11 650

2

2-3

5

30 000

27000

62

3 880

6

4-9

4

10 000

9000

36

1 243

18

10-27

3

4 000

3500

21

414

54

28-81

2

2 000

1500

12

140

162

82-243

1

1 000

800

7

47

486

244-729

В этой теории, как сказал Шупер [Шупер] первичность географического пространства по отношению к протекающему в нем процессу самоорганизации определяет потенциальные формы, возникающие в результате развития этого процесса.  Финальная симметрия гексагональной решетки центральных мест – «это форма стабилизации системы расселения». «Любая деятельность людей дифференцирует пространство, даже совершенно однородное. При этом существует конечное число способов устойчивой пространственной организации различных территориальных систем. Один из этих способов описывается теорией центральных мест.

Теория утверждает. что на однородной бесконечной равнине города образуют многоуровенную иерархическую систему, представляющую собой сопряжение гексагональных решеток. такая пространственная структура выводится из чисто геометрических постулатов относительно оптимальной конфигурации рыночных зон в одном варианте и кратчайших расстояний в сообщениях между центральными местами в другом. Города рассматриваются в теории в качестве центральных мест потому, что они обслуживают не только свое население, но и население своей зоны, тем более обширной, чем выше их уровень иерархии. Но из теории выводятся предсказания относительно расстояний между центральными местами и соотношений размеров центральных мест смежных уровней иерархии. В зрелых системах эти предсказания выполняются с высокой степенью точности».

Однако, существуют ограничения применимости теории. Во-первых,  вместо безконечного однородного пространства приходится говорить о локальной однородности и не учитывать «краевых эффектов», связанных с непреодолимыми для расселения преградами. Территория никогда не может быть абсолютно однородной (хотя сеть расселения Южной Германии, возможно, больше других приближается к идеализи­рованной сети, отвечавшей поискам Кристаллера). Всегда различаются разме­щение ресурсов, транспортные условия, влияние портов, воздействие дальних свя­зей на развитие агломераций и т.п. Даже допущение о радиусе доступности ни­жнего пункта иерархии теряет смысл, поскольку для того, чтобы достичь его, теперь пользуются автомобилем или ав­тобусом. Изменился набор услуг, предос­тавляемых центральным пунктом.

Не выдерживает критики трактовка В. Кристаллером понятия рационального поведения потребителя. Дело в том, что потребитель предпочитает совершить одну многоцелевую поездку  пусть даже не в ближайшее центральное место вместо множества посещений более близко расположенных, но находящихся на разных  направлениях пунктах.

Магазины и предприятия

Многоцелевые выходы в магазины и предприятия сферы бытового обслуживания приводят к совокупной экономии свободного времени по сравнению с многоразовыми выходами за каждой отдельной услугой. Этот многоцелевой выход для большинства горожан сегодня остается пешеходным или с использованием своего транспортного средства. Но маршрут может определяться многими факторами, такими как максимальное получение конкретных видов товаров и услуг в одном пункте маршрута, покупка наиболее тяжелой части товаров вблизи от дома в последнюю очередь, покупка дефицита в первую очередь, откладывание посещения пункта длительного обслуживания ( парикмахерская, например, ) на отдельный выход из дома с минимальной по весу загрузкой на обратном пути попутными товарами и услугами.

Если это поездка к месту работы и обратно и особенно с использованием общественного транспорта, то население экономя силы и времени на передвижения, составляет свой маршрут из нескольких звеньев, каждое из которых кончается в точке попутной цели или в точке множественного выбора.
[Якшин А.М. Говоренкова Т.М., Каган М.И., Меркулова З.Е., Стрельников А.И. графоаналитический метод в градостроительных исследованиях и проектировании. М.: Стройиздат.1979. 203 с.]

Теория дает функциональную зависимость между пространственной структурой системы центральных мест и распределением населения по уровням их иерархии. Однако, в окрестностях крупных городов, эта зависимость всегда нарушается.   «В случае Подмосковья — необычайно сильно сгущение городов вблизи главного центра и выпадения городов, которые должны образовывать второй уровень иерархии»[Шупер].

Очевидно также главное, что не функции обслуживания, а производственные фун­кции определяют размещение населен­ных мест. Тем не менее идея кристалле-ровской «решетки» о закономерной, иерархически построенной структуре се­тей обслуживания и расселения оказала глубокое влияние на анализ и отчасти проектирование пространственной орга­низации расселения и обслуживания.

Немецкий ученый А. Лёш, хорошо знавший работы Кристаллера и пропа­гандировавший их, использовав идею гексагональной решетки взаимосвязанных населенных мест, придал ей больше гиб­кости и достоверности, увеличив набор рассматриваемых видов обслуживания и предполагая, что каждый из них может иметь собственную гексагональную сис­тему, накладывающуюся на остальные. При этом выявляются сектора с большим и меньшим числом населенных мест, а вся более сложная и дифференцирован­ная, чем у Кристаллера, сеть расселения названа Лёшем «экономическим ландшафтом».

Многочисленные публикации были посвящены также анализу агломерационных эффектов, составляющих одну из специфических черт города. У. Изард, [Перцик, Пивоваров] (У.Айзард (W.Izard) [Гранберг] американский географ и один из основателей Ассоциации региональной науки, ситезировал и  модифицировал пространственные схемы В. Кристаллера и А. Лёша исходя из влияния городских агломераций. Но, тем не менее,  все последующие многочисленные по­пытки создать теоретические модели, адекватно описывающие реальное рас­пределение населенных мест и центров обслуживания в регионах и городах, в основном исходили из идеи, положенной в основу схемы В. Кристаллера.

В работах Улина, Гувера и Айзарда, в которых приводится следующая классификация агломерационных эффектов, получившая в настоящее время широкое распространение в западной литературе по простран­ственной экономике:
а) «экономия масштаба», связанная с расширением производственной деятель­ности фирмы;
б) «локализационная экономия»- (результат территориальной близости пред­приятий, выпускающих одинаковую продукцию);
в) «урбанизационная экономия» (следствие территориальной концентрации раз­нородных объектов).

Закон Ципфа. 

Наряду со схемами пространственного распределения   урбанизированных центров, были открыты и статистические закономерности в иерархии населенных мест. В 1813 году Ф. Ауэрбах опубликовал  найденный им закон ( см., например [Шупер]):
RN = R0 / N                     (2.1.9.)
Размер города RN  равен отношению размера наибольшего города R0  к рангу города. N. Рангом здесь назвается порядковый номер города в последовательности городов некоторой страны, региона или мира, выстроенных в порядке убывания размера. Каждому городу одинакового размера при этом приписывается новый номер, например, в алфавитном порядке.
Затем этот закон был переоткрыт Ципфом в 1949 году в более общем виде:
RN = R0  N-A                    (2.1.10.)
Это статистический закон, выполняющийся для достаточно развитой “целостной” системы поселений. Он справедлив для разных способов оценки размера поселения и через площадь, и через численность населения.  Можно сказать, что точность соблюдения закона характеризует гармоничность, “целостность” системы поселений.  Если рассматривать логарифмы от обеих частей равенства (1.5.1), то мы получим линейное соотношение (уравнение прямой линии):
Y= — A*X + B;                      (2.1.11.)
где  Y=log (RN ) , B  =  log (R0 ),  X= log ( N); А =1.    (2.1.12.)

В принципе коэффи­циент (показатель степени) А, зависит от местных условий.
Правило Ципфа выведено эмпиричес­ки и часто отвечает не совокупности всех городов государств, а лишь его части или нескольких государств вместе. Было вы­сказано соображение, что закон Ципфа описывает распределение населенных мест не государств, а систем расселения. Ч. Гаррис в книге о городах СССР (Har­ris, 1970) попытался исходя из закона Ципфа провести районирование СССР по системам расселения (которые оказались близки экономическим районам СССР, но не всегда совпадали с ними).
Перцик [Перцик]отмечает, что правило Ципфа следует рассматривать как гипотезу, требующую в каждом слу­чае конкретного анализа, хотя заключен­ный в ней эвристический потенциал, по-видимому, еще не исчерпан и даль­нейшее развитие и применение этой ги­потезы может дать важные результаты.

Шупер [Шупер] же отмечал, что города на графике «ранг- размер» с осями в логарифмическом масштабе должны лежать на прямой линии, а в соответствии с теорией центральных мест – на ступенчатой ломаной линии.  Из этого Шупер делает вывод, что подобно тому, как вещества переходят из аморфного состояния в кристаллическое, системы расселения также переходят в течение столетий из квазиаморфного состояния в квазикристаллическое (кристаллеровское). Для первого состояния характерно следование правилу Ципфа, а для второго – теории центральных мест. Подавляющее большинство систем расселения находится как бы «по пути» сначала к системе Ципфа – приобретение свойства целостности, а затем  к кристаллеровскому распределению – формирование четкой иерархии.

Мы же считаем закон Ципфа более объективным и в этом плане более ценным для анализа систем расселения.  Если посмотреть , как на практике  определяются параметры  закона Ципфа для других явлений, связанных с человеческой деятельностью и отражающего статистическое распределение изучаемой характеристики, то   станет видно, что в подавляющем болшинстве случаев мы будем иметь эмпирическое распределение в виде «ступенчатой  ломаной».  Если, например, закон строится для частотного словаря, то очень быстро вместо однократного появления какой-то частоты для определенного слова мы будем иметь для подавляющего большинства слов все более удлинняющиеся последовательности  с одной и той же частотой. В этом плане кристаллеровские последовательности ничем не отличаются от  частотных списков слов в языке или художественном шедевре — произведении, обладающем свойством «цельности», или в частотном списке аккордов хотя бы и малого, но выдающегося музыкального произведения.

На рисунках  2.1a, 2.1b  показаны графики распределения  численности населения в криссталлеровских поселениях по данным двух источников.  Им соответствуют законы Ципфа с близкими параметрами и с высокой степенью согласованности теоретического (Ципф) и «эмпирического» распределения (Кристаллер).  Выходит, что распределение Ципфа хорошо описывает закономерности как конечного (идеального, недостижимого в принципе) этапа развития системы  расселений, так и текущего этапа, если эта система самоорганизована, а не волюнтаристской или умозрительной.

Рис 2.1a и 2.1b. Пояснения в тексте.

Модели внутригородского расселения.

Помимо неоднородности расселения на больших пространствах хорошо изучена и систематизирована [Хаггет, Лаппо и др.] пространственная неравномерность внутри города. В этой ситуации самоорганизация и управленческие «политичекие»  решения чаще вступают в противоречие.
Территориальное развитие городов имеет несколько узнаваемых схем. Хаггет, например,  [Хаггет] показывает обощенные примеры прообразов схем развития современного «западного» города: концентрической (Е. Барджес), секторной (X. Хойт),  и  многоядерной (Ч. Гаррис, Э. Ульман).  По Берджесу, город можно представить в виде совокупности концен­трических зон вокруг городского центра, каждая из которых несет определенную функциональную нагрузку. В радиальной модели Хойта монофункциональные зоны имеют вид секторов. Харрис и Аллман рассмотрели случай, когда в городе сформи­ровалось сразу несколько центров активности.

Эти схемы выявлены не на основе плотности расселения, а по  распределению цен на землю в го­родах. В этих схемах описывалась территориальная структура городов и выделялись типы го­родских районов (деловые, жилые, про­мышленные) разного уровня в зависи­мости от конкретных условий. Из этих моделей наиболее универсальный, обобщенный характер имеет концентричес­кая модель, а остальные (их число можно было бы увеличить) следует рассматри­вать как ее конкретизации. Дифференциация территории города на структурные зоны, обладающие раз­ной ценностью и характеризующиеся разными типологическими особенностя­ми, — свойство всех городов мира.
Схема определяется длительностью периода интенсивного развития, возрастом города,  непрерывностью (или неравномерностью) развития во времени. (Есть интересное замечание по поводу того, что столицы растут всегда. Но оно неверно даже по отношению к Риму.)  Секторное развитие связано сегодня как правило с предложениями архитекторов для молодых городов, многоядерное — для  старых, протяженных или вобравших в себя  соседние элементы агломерации.  Концентрическая система  соответствует старому городу, прошедшему неоднократную структурную перестройку, но остающемуся каждый раз региональной столицей.

  1. Для нашей страны после строительства на пустом месте Санкт-Петербурга стала характерной открытая планировка с наращиванием по мере надобности новые многолучевые (обычно восьми-лучевые, вблизи реки пяти-лучевые) центры, с какой-либо доминантой – ориентиром, Эти становятся новыми «антиядрами» в многоядерной схеме городского развития.

Перцик [Перцик стр 312] отметчает разнообразие концепций разви­тия планировочной структуры больших городов и городских агломераций, разра­ботанных в нашей стране и за рубежом.

Важнейшие из них следующие:
1. Поясное зонирование — создание вокруг города зеленого пояса, ограничи­вающего возрастание городской застрой­ки. За пределами зеленого пояса проек­тируется кольцо городов-спутников с собственной градообразующей базой. Эта концепция последовательно сформулиро­вана в районной планировке Большого Лондона, а затем повторена в ряде круп­ных проектов, разработанных для Токио, Парижа и др.
2. Секторное развитие — расширение города вдоль сходящихся к нему радиаль­ных направлений, как это предусматри­валось в «пальцеобразное плане» Большого Копенгагена, либо развитие вдоль этих направлений цепочек городов-спутников, как это намечалось в «плане 2000 г.» Большого Вашингтона, первона­чальной схеме планировки Большого Гам­бурга, При этом в секторах между ради­альными направлениями застройки сох­раняются зеленые клинья.
3. Параллельный город — создание большого города рядом с основным для воссоздания в параллельном городе таких же условий «общественной среды»; впер­вые предложена в одном из проектов Парижской агломерации, в котором предлагалось создать «параллельный Па­риж» с населением 2 млн. человек; про­ект вызвал серию подражаний — проек­ты «параллельных» Лиона, Марселя, То­кио и др.
4. Направленное развитие вдоль од­ной или нескольких специально избран­ных осей. Наиболее четко эта концепция сформулирована в упоминавшемся про­екте развития Парижского района, в котором предусматривалось развитие Парижской агломерации вдоль «нацио­нальной оси» Франции — р. Сена.

Анализ различных планировочных стратегий показывает, что концепция развития вдоль главной оси в сочетании с секторным развитием получила особен­но широкое применение: в проектах раз­вития агломераций Парижа (ось вдоль р. Сены), Лондона (семь «коридоров роста» с подчеркнутым значением на­правлений в сторону Ла-Манша, в том числе в связи со строительством тоннеля под проливом), Копенгагена (юго-запад­ное направление), Варшавы (развитие по оси р. Вислы в сторону Модлина), Гамбурга (развитие вдоль р. Эльбы), Ханоя (вдоль р. Хонгха), Стокгольма (западное направление). В тех случаях, когда природные условия и начертание транспортной сети (Будапешт) или от­сутствие ясно выраженной оси (Вашин­гтон) не оправдывают применения этой концепции, преобладающее значение приобретает вариант секторного разви­тия.

  1. В нашей стране концепция развития вдоль избранных осей получила признание в некоторых разработках по Москве (южное, юго-восточное, северо-западное направления), Петербургу (южное, юго-западное, северо-западное направления), Н. Новгороду (оси вдоль рек Оки и Волги), Новосибирску (широтное и Обское направления) и др. Однако следует учи­тывать большое разнообразие географи­ческих и планировочных условий круп­нейших агломераций и не стремиться к шаблонному использованию той или иной концепции: стандартной схемы, пригодной для применения в любых ус­ловиях, не существует.

Гутнов [ Гутнов] по поводу систематизации Хаггета дал развернутый анализ. Он различает модели (схемы) социально-экономической структуры городов модели функционально-пространственной организации:

  1. «Концентрическая, секторная и многоцентровая модели представляют по сути дела последовательные приближения к описанию городской реальности, которые формировались по мере того, как эта реальность эволюционировала, все более усложняясь.

Содержание теории “волн городского роста” [теория длинных волн] не исчерпывается описанием действия механизмов рыночной экономики — оно отражает общий характер распространения городских процессов в ходе территориального расширения города. Эти процессы связаны с поддержанием определенного соответствия между достаточно высокой транспортной доступностью и степенью освоенности территории; они формируют динамическую картину пространственного распределения плотности населения.

  1. Эволюция городского централитета связана с действием двух противоположных факторов или сил городского развития — центробежной и центростремительной. Первая стремится переместить активность из центра на периферию, вторая — удержать некоторые виды активности в центре и привлечь туда новые. Этим и определяется, с одной стороны, формирование многоядерной системы городского центра, с другой стороны, — устойчивое доминирование центрального делового района.

Имеются многочисленные модели, целью которых является выявление коли­чественных показателей пространствен­ной неравномерности распределения населения, цен на землю и т.д. Одна из наиболее известных моделей описывает  плотность населения в горо­де  экспоненциально убывающей с удалением от центра города:
Р(r) = С  e –a r  (2.1.13)
где г — расстояние от точки  терри­тории города до его центра; С и а — постоянные, особенные для каждого го­рода.
Однако неоднородность функционального использования земель, транспорт­ных условий приводит к отклонениям распреде­ления плотности населения от этой модели. Если в качестве меры расстояния использовать не геометрическое расстоя­ние до центра, а время его достижения, то она будет лучше соответствовать на­чальному распределению плотности насе­ления в городе и учитывать более сосредоточенное расселение вдоль ради­альных магистралей.  В западный городах в центре города распределение населения в ночное время  часто имеет «воронку» — место  расположения деловой, биржево-банковской зоны – «сити».
Такое «ночное» распределение может описываться функцией
Р(r) = С r 2  e – a r  (2.1.14)
Это распределение не выполняется для Москвы, в которой по мере расползания наблюдается повышение этажности массовой жилищной застройки к периферии с понижением плотности в срединной части (в 5-7 километрах от центра города).

Выводы

1. Построения Тюнена, Кристаллера, Леша, Ципфа позволили рас­крыть фундаментальные закономерности расселения. Причем географам и экономистам  казалось,  что вот-вот будут созда­ны модели и программы, использование которых в компьютерах позволит полу­чить чудодейственные результаты, обес­печивающие точное прогнозирование и целенаправленное развитие городов. Наше минимальное знание элементов системного анализа позволяет заключить, что объяснить результаты развития с помощью найденных закономерностей будет легче, но дать точное предсказание на длительный срок, тем более в условиях переходного периода невозможно. И не пока невозножно, а в принципе.
Однако выявленные закономерности (в частности, законы самоорганизации) полезны. Регулирова­ние расселения возможно лишь при про­ведении целеустремленной политики формирования систем расселения на основе учета этих закономерностей, которые создают как бы систему запретов, очерчивающих неочевидную , но принципиальную невозможность процессов самоорганизации  по  некоторым вариантам. Трудно написать точный сценарий того, что будет. Но часто можно предсказать, чего не может быть, опираясь на выявленные закономерности.

2. Шупер отмечает, что в системах расселения при наличии необходимых условий должно устанавливаться состояние устойчивого равновесия, что зрелые системы городского расселения имеют весьма устойчивую пространственную структуру и их развитие протекает в направлении повышения устойчивости, что Кристаллер- его теория показывает завершающую стадию развития общества.  Мы не заглядываем так далеко, но думаем, что для каждого технологического уклада каждая функция производства товаров и услуг стремится выйти на оптимальный уровень интегрированности социальной или территориальной группы. (Автором этого утверждения может быть академик Чаянов, но соответствующей ссылки найти не удалось.) Рассмотренные пространственные модели производства,торговли  и услуг подтверждают это утверждение.Однако, со сменой технологического уклада или внешней среды для исследуемой территории положение может дестабилизироваться.

3. Междисциплинарный характер проблем развития урбанизированной территории требует знакомства с моделями развития расселения в  теоретической экономической географии. Модели Тюнена, Леша, Кристаллера могут быть использованы не только для межпоселенческого уровня производства товаров и оказания услуг, или уровня городской агломерации,  но также и для размещения предприятий торговли и услуг внутри города в пределах территории однородной структуры.

4. Модели, соответствующие теории Кристаллера в принципе недостижимы, поэтому мы не вникали в ее геометрические тонкости. Но даже в городской среде  в пределах реальной пешеходной доступности  важно учитывать скорректированные постулаты теории Кристаллера:  локальная изометричность вдали от границ нарушения однородности среды и сочетание принципа рационального поведения потребителя с поправкой на стремление к комплексности его поездок (выходов из дома).

  1. Помимо влияния изменения технологического уклада, стагнация возможна и по причине ухудшения среды обитания. Когда техногенная и антропогенная нагрузка на городскую среду превосходит некоторый порог, торможение развития может начать развиваться как снежный ком. Ухудшение среды обитания вызывает материальные потери и далее по цепочке: сокращении доходов, увеличение потерь рабочего времени и расходов на лечение, снижение возможных ассигнований на охрану окружающей среды и далее новое ухучшение среды обитания.

Итак, мы видим, что городским властям никак нельзя игнорировать законы самоорганизации расселения, но, кроме того, они должны помнить и о специфических особенностях развития территориальной экологической системы. Отрицательные последствия могут проявиться не сразу, например, в жизни следующих поколений, но с еще большим размахом, чем если бы они были бы замечены на ранней стадии. Например, расползание Москвы по принципу масляного пятна до размеров 40 км. в диаметре уже не за горами. Однако, сохранение легких Москвы в лесопарковом защитном поясе уже под вопросом, и хотя, общеизвестным является факт, что пятно сплошной застройки такого диаметра практически не продувается до высоты 12 км., мы все еще видим, как усилиями и Москвы и Московской области наш мегаполис приближается к экологической катастрофе.

Модели функционирования и развития города. (Свойства городских систем. Модели городских систем.)

Классификация городов по выполняемым ими функциям и видам деятельности. Базовые функции города.

Как указывалось в параграфе № 1.1. , функции, выполняемые городами можно разделить на градообразующую и градоподдерживающую.
Коротко остановимся сначала на градоподдерживающей функции, которая важна сама по себе, но не является главной движущей силой в развитии города. Однако  рассмотрение ее здесь необходимо, так ка определить  градообразующую  и градоподдерживающую функции порознь невозможно. Все, что не является градоподдерживающей функцией  является градообразующей (на ней город зарабатывает) или градоразрушающей – градообразующей со знаком минус (на ней город разоряется, экспортируя больше ценностей, чем ввозится и чем необходимо обеспечения хотя бы для простого  воспроизводства благ.

Упрощенно это выглядит так , как будто все, что произведено и потреблено в самом городе определяет его градоподдерживающую функцию. На самом деле эта функция распространяется на несколько более широкую область, ближайшую к данному городу. Это та область,  для которой город является центральным местом в смысле теории Кристаллера и модели Тюнена.

В профессиональном составе населения в с небольшими оговорками градоподдерживающими являются, например,    профессии  уборщиков  улиц, работников коммунальных служб, специалистов по обустройству города.

Существует от 20 до 90 специальностей, являющихся градообразующими.
Кроме этого город зарабатывает за счет «экспорта на месте» — продажа товаров и услуг приезжим. Это может быть  туристическое и гостиничное  обслуживание или  вывоз товаров, купленных гостями города в розничной торговле.

Существует формула, позволяющая определить объем предоставляемых услуг:
V = Vi +Ve     (2.2.1)
где V — это объем предоставляемых услуг, Vi  и Ve  соответственно градоподдерживающие (идекс i – внутренный рынок) и градообразующие (идекс e – внешний рынок) услуги и товары.
Как указывалось в параграфе № 1.1  отношение:
Ve / Vi >1 или , что то же Ve / V > 0.5  (2.2.2)

показывает, является ли услуга V – градообразующей.
Возвращаясь к градообразующим специальностям, отметить некоторые из таких специальностей. Например, — оптовая торговля; — тяжелая промышленность; —  промышленность высоких технологий (наукоемкое производство); — инфраструктура бизнеса. На сегодня две последние функции являются главными градообразующими функциями  постиндустриального мира.

Помимо указанных названий иногда используют термины базовой Ve и небазовой Vi функции.  Другие термины: экспортные внешние, первичные, активные  функции, основополагающие виды деятельности — для Ve  и обслуживающие , вспомогательные, пассивные, вторичные, внутренние функции  -для Vi — употреблять не будем.
Если имеются трудности в оценке объема предоставляемых товаров и услуг, то при выявлении базовых функций города  в качестве величин Ve и Vi можно рассматривать совокупную рабочую силу  проофессий, считающихся базовыми и небазовыми.
Так поступил, например, Д.Гаррис [Мэрфи],  предложив классификацию американских городов на основе следующих критериев:

Центры обрабатывающей промышленности (М1)  Более 74% общей занятости в этой отрасли, а также в оптовой и розничной торговли.
Центры обрабатывающей промышленности (М)  Более 60% общей занятости в этой отрасли, а также в оптовой и розничной торговли.
Центры розничной торговли (R)  Более 50% общей занятости приходится на розничную торговлю.
Диверсифицированные города (D)  На обрабатывающую промышленность приходится менее 60% общей занятости, менее 20% на оптовую торговлю, менее 50 на розничную торговлю.
Центры оптовой торговли (W)  Более 20% общей занятости приходится на оптовую торговлю.
Коммуникационные центры (T)  Более 11% общей занятости приходится на транспорт.
Центры горнодобывающей промышленности (S)
 более 15% общей занятости приходится на добычу полезных ископаемых.
Университетские города (E)
 Более 25% общей занятости составляют студенты и сотрудники ВУЗов.
Курортные города и города с преобладанием лиц, удалившихся от дел (X)
 Единого критерия нет.

Необходимо сделать еще одно  предупреждение, что  существует также термин градостроительная функция. Этот термин относится к узкой профессиональной сфере строительства , иногда  соответствует понятию «городское развитие». Хотя  по сути это частный вид  градоподдреживающей функции, но в  результате выполнения этой функции в городе возникают в числе других  объекты, выполняющие уже гралообразующие функции.  Например, город может «экспортировать» образцы своей градоустроительной ладшафтно-архитектурной деятельности, ради которой могут совершать дальние целевые поездки  (Дисней-лэнды, музеи, спортивные комплексы для международных соревнований).

  1. Помимо функций, градообразующими, часто называют инвестиции, приводящие к созданию и развитию этих функций. Однако, с экономической точки зрения некоторые инвестиции могут играть роль насосов, с помощью которых инвесторами отсасывается с территории стоимость, вновь созданная людьми, обслуживающими инвестиции. Часть этой стоимости используется для того, чтобы кормить этих людей. Другая часть рассматривается и расходуется по усмотрению инвестора. В том случае, если вновь созданная стоимость  реинвестируется в том же регионе, то такие инвестиции полезны.
  2. При обслуживании инвестиций должна быть высокая производительность труда, только в  этом случае это выгодно для города, поощрять такие инвестиции.  Если же инвестиции приводят к технологическим процессам, характеризуемыми низкой производительностью труда, малой наукоемкостью, должны негативно сказаться на экономике.
  3. Существуют такие особые виды инвестиций — инновационные проекты, которые могут быть невыгодны сами по себе, но они могут открывать путь для других аналогичных проектов, для выполнения которых раньше не было возможности. В результате такого инновационного проекта реинвестируется не вновь созданный капитал, а новые умения (информационное содержание данного проекта).

Таким образом, базовая функция, или совокупность их отражает ключевые экономические позиции города классификация городов  ведется  в первую очередь с учетом  этого.

Классификации и типологии городов.

В научной литературе можно найти многочислен­ные опыты типологии (кластеризации, таксономии) и классификации городов по их функциям, размерам, эко­номико-географическому положению и другим признакам и их сочетаниям. (См. например [Лаппо, Мерлен, Гранберг, Мерфи, Пивоваров ].) Классификации и типологии необходимы для углубленного анализа существенных особенностей данного города или данной системы городов с целью определения наиболее эффективной стра­тегии их развития. Этот анализ, таким образом, имеет как теоретическое, так и конструктивное значение.

Под классификацией обычно понимают выделение городов и их систем по одному или нескольким признакам, характеризующим их с одной или нескольких сторон.  При этом, если разбиение на классы производится по некоторым граничным значениям, то отнесения города, имеющего характеристики, близкие к промежуточным границам, к тому или иному из смежных классов несколько условно.   Типология — более высокий уровень обобще­ния, позволяющий более четко разбить города по типам (кластерам) дать комплексную, синтетическую характеристику городов, выделив главные факторы их различий.  В «пространстве» этих факторов  города одного типа расположены между собой существенно ближе, чем расстояния между «центрами группирования» городов одного типа. На основе основе выделения главных, «проблемных» для городов факторов можно типизировать стратегии развития городов и  наметить наиболее обоснованную стратегию для конкретного города.

Самой простой была классификация городов по числен­ности населения. Она имеет широкое применение. От величины города зависят многие его признаки — темпы роста, некоторые элементы демографической и функциональной структуры и характер планировки. При разработке типологии городов численность населения города учитывается как неотъемлемый признак.
В зависимости от численности населе­ния в официальных статистических ис­точниках и градостроительной практике среди  тысячи с небольшим  городов России выделяются  малые, средние, крупные, крупнейшие  города и города-миллионеры.  При этом  границы между классами городов  — предмет соглашения и частично  – законодательства. В других странах  часто рассматривается  классификация не городов, а урбанизированных территорий.

Перцик [Перцик] рассматривает пять различных принципов типологизации:
1. Типология городов по их экономи­ко-географическому положению поз­воляет определить общие черты их эко­номической структуры и направления дальнейшего развития исходя из потен­циальных возможностей, которые ха­рактерны для района или какой-то его фокусной точки. В зависимости от экономико — геогра­фического положения могут быть выделе­ны различные типы городов, например:
а) города, расположенные в узлах пересечения транспортных путей, — Новосибирск, Красноярск, Нижний Нов­город;
б) города, расположенные в крупных горнодобывающих районах, — Кемеро­во, Новокузнецк, Железногорск, Губкин;
в) города, расположенные в районах крупной обрабатывающей промышлен­ности, — Ярославль, Иванове, Серпухов;
г) города, расположенные в районах интенсивного сельского хозяйства, — Краснодар, Ставрополь, Барнаул.

2. Типология горо­дов по народнохозяйственным функциям выявляет их наиболее важные особен­ности и являются во многих случаях син­тетическими.
На основании функциональной клас­сификации города делятся на:
1) многофункциональные, сочетаю­щие административно-политические, куль­турные и экономические функции. К числу таких городов принадлежат столи­цы республик в составе Российской Феде­рации, все краевые и областные центры и многие крупные города страны, в кото­рых каждая из перечисленных функций имеет градообразующее значение. Города этого типа являются важными регионообразующими центрами, осуществляют широкие и разнообразные связи, отлича­ются сложной территориальной органи­зацией;
2) города с резко выраженным пре­обладанием промышленных и транспор­тных функций межрайонного значения. По характеру преобладающих функций все города этого типа схематично можно разделить на промышленные, транспорт­ные, промышленно-транспортные. Типы промышленных городов очень разнооб­разны. Наибольшее распространение имеют города, в которых объединяются различные отрасли промышленности, образующие иногда законченные произ­водственные циклы, а иногда слабо свя­занные друг с другом. Они возникают главным образом в развитых индустри­альных районах с многоотраслевой струк­турой промышленности, растут очень быстро и отличаются сложной террито­риальной структурой.

Многие промыш­ленные города имеют узкую производ­ственную специализацию, например города-центры: металлургической про­мышленности, машиностроения, хими­ческой индустрии, лесной и лесоперерабатывающей промышленности. Количест­во типов специализированных городов очень велико;
3) города с преобладанием других функций (кроме промышленных и тран­спортных) — главным образом неболь­шие поселения городского типа, выпол­няющие функции «местных центров», — административные организационные центры низовых районов;
4) города-курорты с их специфичес­кими особенностями;
5) научные и научно-эксперименталь­ные центры общероссийского значения.
3. Типология городов по степени их участия в территориальном разделении общественного труда. Степень участия городов в разделении труда очень различ­на. Она зависит от величины города и характера его функций. Место городов в системе общественного разделения труда обусловлено характером связей, которые они поддерживают. Одни из них обслу­живают небольшие территории и явля­ются местными центрами, другие — крупный район и участвуют в межрайон­ном разделении труда, значение третьих выходит за рамки страны, так как они обслуживают международные экономические, политические и культурные связи. Характер этих связей в каждом из этих типов городов отличается разнообразием по масштабам.
4. Типология городов по генетическим признакам народнохозяйственных функций. Генетический тип современного города включает в себя признаки, отражающие происхождение и эволюцию народнохозяйственных функций, планировочной структуры и форм расселения.
5.  Типология городов по типам перспективного развития разрабатывается на основе основных факторов роста городов, позволяя комплексно оценить условия и перспективы развития городов на некоторой (вообще говоря обширной) территории.
Перцик [Перцик] приводит пример комплексных типологий городов, нацеленных на обоснование стратегии их развития.  Среди них он выделяет 7 типов с различными перспективами развития:

  1. Города – лидеры с большим производственным и социально культурным потенциалом, развитие которых целесообразно в качестве центров агломераций. (Примеры – Кемерово, Омск, Иркутск)
  2. Города, имеющие благоприятные планировочные условия для размещения крупных промышленных комплексов. (Примеры – Тобольск, Абакан, Находка)
  3. Формирующиеся или перспективные межрайонные центры в системе межселенного обслуживания, не имеющие благоприятных градостроительных условий, нуждающиеся в укреплении экономической базы. (Примеры – Горно-Алтайск, Бодайбо, Анадырь.)
  4. Города,  не имеющие благоприятных градостроительных предпосылок для развития новых промышленных производств (возможно размещение отдельных некрупных предприятий)  или небольших групп промышленных предприятий. (Примеры – Таштагол, Дивногорск, Певек.)
  5. Города, имеющие планировочные условия, допускающие размещение одиночных крупных промышленных предприятий.  (Примеры – Бердск, Нерчинск, Биробиджан.)
  6. Города – центры горно-добывающей промышленности. (Примеры – Сургут, Норильск, Нерюнгри.)
  7. Города – закрытые территориальные образования (ЗАТО) с особыми условиями конверсии и развития научно-производственных комплексов. (Примеры – Северск (Томск –7), Железногорск (Красноярск –26), Зеленогорск (Красноярск 45).)

Конечно, времена меняются, директивного народнохозяйственного планирования  в прежних масштабах нет, но для ориентирования в методах типизации эти примеры показательны.

Специализация различных секторов экономики в оказании городских услуг

(в зависимости от способа оплаты и возможностей выбора у потребителя).
В условиях экономики, имеющей элементы рынка, в развитие территории города должны привлекаться не только ресурсы городского и государственного бюджета, но и различные ресурсы частного коммерческого и негосударственного некоммерческого сектора экономики.  При этом под развитием территории понимается не только капитальное строительство, но и всякая деятельность, приводящая, например:

  1. к созданию новых рабочих мест с минимальными первоначальными инвестициями на уровне оборотного капитала;
  2. к повышению личной безопасности и комфортности городской среды, включая уровень взаимного доверия, культуры общения;
  3. к созданию единого информационного пространства города
  4. к повышению рейтинга города, улучшению его имиджа для внешних инвесторов.

Для разграничения зон предпочтительного использования одного из трех секторов экономики (первого – государственно – муниципального, второго – частного или третьего – некоммерческого негосударственного сектора)  и выработки парадигмы социального партнерства в процессе развития городской территории (в указанном смысле) продуктивно совместное использование двух индикаторов для классификации оказываемых услуг, предложенных  Савасом [Claire L, E.S.Savas] и использованных им в целях, далеких от нашего рассмортрения.
Первый индикатор определяет возможность для потребителя осуществлять выбор качества и количества потребления предоставляемой услуги. Этот индикатор — критерий управляемости услуги со стороны потребителя. На порядковой шкале этот критерий располагается между двумя крайними позициями: одна крайность — строго индивидуальный выбор количества и качества получаемой конкретным потребителем услуги, другая крайность — принудительно унифицированное потребление услуги, предоставляемой населению города (рисунок N 2.2.).
Вторым критерием, важным с точки зрения городского управления является возможность получения услуги населения без соответствующей оплаты. Этот критерий характеризует как степень контролируемости потребления со стороны коммунальных служб, возможность успеха попытки несанкционированного доступа пользователя к услуге, так и степень освобождения индивидуального потребителя (объекта социального попечительства) от оплаты при предоставлении услуги.

Крайними случаями здесь будет полная недоступность услуги без адекватной оплаты и полная доступность ее без оплаты.
Взаиморасположение конкретных услуг в пространстве двух индикаторов отмечено знаком  +  .

С помощью вышеописанных двух критериев – индикаторов  можно типизировать все виды услуг и разработать концепцию их модернизации в зависимости от современного и желаемого положения каждой услуги на указанных порядковых шкалах. Ясно, что в случае значительной удаленности реального и желаемого положения услуги в пространстве этих индикаторов может оказаться необходимым проведение таких мер, что услуга будет перемещаться в этом пространстве не скачком из реального состояния в желаемое, а по траектории с несколькими промежуточными точками. То есть, каждое очередное действие властей должно либо увеличивать степень дифференцированности потребления, (например, установка программируемых терморегуляторов у каждого теплонагревательного устройства), либо уменьшать возможность бесплатного доступа услуги (например, установка счетчиков потребления тепла в каждой квартире).

Индивидуализация потребления

В настоящее время услуги, для которых возможна полная индивидуализация потребления при недоступности ее без оплаты, чаще всего могут уйти из числа услуг, оказываемых населению города государственным сектором экономики. Они могут быть предоставлены любой организации на чисто коммерческих условиях. Это будет происходить всегда, если норма прибыли окажется достаточно большой. Такого рода услуги лежат в левом нижнем углу пространства услуг, изображенных на рисунке № 2.2. Однако, полного вымывания услуг, находящихся в этой области пространства и сферы внимания городского управления, не произойдет. Для коммерческих частных структур важным является длительность отрезка времени, за которое происходит окупаемость инвестиций. С увеличением этого отрезка предприниматель теряет интерес к инвестированию производства данного вида услуги. Для городской общины в целом длительность периода окупаемости инвестиций в данный вид услуги реально может быть значительно большей. Выходом здесь является разгрузка предпринимателей от воспроизводства средств произодства услуги, централизованное финансирование воспроизводства и передача созданной, таким образом, муниципальной собственности в трастовое управление на коммерческой основе.

Услуги, которые имеют индивидуальный характер, но не могут быть оплачены большинством граждан в силу высокой себестоимости, могут быть оказаны за счет благотворительности, за счет системы страхования, в том числе и государственного. Это услуги трудно планируемые. Потребность в них возникает иногда посреди бюджетного года, когда государство уже не в силах предусмотреть на оказание их необходимых средств. Иногда государство еще не прониклось необходимостью такого вида услуг для населения. С другой стороны в США, например,  многие услуги, такого рода как образование и медицинское обслуживание оказывается хоть и на государственные или муниципальные средства, но силами организаций третьего сектора. Там посчитали, что это выгоднее прямого участия государства в этой сфере. Между тем услугу получают одни, а оплачивают в значительной степени другие граждане.  Ясно, что эта зона третьего сектора может и должна расширяться в наших условиях. Без активного участия государства в этом процессе перехода услуг в руки третьего сектора прогресс будет медленным.
Построив парадигму управления и развития для каждой области на рисунке № 2.2. пространства городских услуг, управленец получает совокупную комплексную парадигму взаимодействия всех трех секторов экономики в вопросе гармоничного развития соответствующей урбанизированной территории.

Из этой диаграммы следует, что только государственный (муниципальный) сектор способен интегрировать средства на долговременные инвестиции в развитие городской инфраструктуры, поскольку эти инвестиции не могут принести быстрого возврата средств.  Более того, для большей части таких инвестиций возможен только опосредованный возврат средств в городской бюджет. Поэтому «муниципальный  социализм» ёсохранит свои позиции в многоукладной экономике, но его эффективность должна  повыситься за счет сосуществования и даже партнерства с двумя другими секторами экономики, которые могут взять на себя те моменты развития территории, которые менее эффективно выполняет госсектор. Прежде всего речь идет о создании высокооплачиваемых рабочих мест в частном секторе и повышении эффективности развития культуры, здоровья, образования и социального обслуживания силами третьего сектора на государственные и муниципальные средства. Положительные примеры такого взаимодействия и партнерства за рубежом описаны в параграфе № 3.4.3.

Статические и динамические модели функционирования и развития города

Потребность практического управления городом потребовало более интенсивного использования математических методов моделиро­вания.
Первые модели были разработаны в конце 50-х — начале 60-х годов и касались лишь некоторых аспектов городского развития. В первую очередь в поле зрения ученых попали такие объекты, как население и территория, которые представляют наиболее очевидные и относительно несложные для моделирования подсистемы го­рода. Однако попытки применить эти модели показали их непригодность для целей прогнозирования и анализа различных вариантов городской политики. Стало ясно, что город — очень сложная система, состоящая из тесно связанных элементов, и поэтому получить удовлетворительные результаты можно только на пути созда­ния модели, реализующей системный подход к изучению данного объекта. Наиболь­ший интерес в этом отношении представляют статическая модель Лоури [Мерлен,Щукин] и модель городской динамики Форрестера [Форрестер, Щукин, Ореховский].

Модель Лоури

Модель Лоури с момента ее опубликования в 1964 г. сразу привлекла внимание специалистов простотой и в то же время достаточной полнотой описания города как целостного объекта. В ней рассматриваются четыре основных структурных эле­мента городской системы: земля, занятость в основном секторе городского хозяйства, занятость в секторе услуг и население. Под основным сектором понимается совокуп­ность предприятий, размещение которых в городе не зависит от поведения других элементов системы, так что территориальное распределение занятости в этом сек­торе считается экзогенной величиной. Все остальные предприятия относятся к сек­тору услуг.

Логика модели проста. На вход поступают данные: об общей территории города, наличии свободных территорий; территории, отведенной под предприятия основно­го сектора; территориальном распределении занятости в этом секторе; характеристиках развития транспортной сети. Затем определяется пространственная структура расселения. Это в свою очередь влияет на размещение внутри города предприятий сектора услуг. Последнее приводит к изменению пространственной структуры общей занятости, что делает необходимым снова провести весь цикл расчетов. Вычисления по  модели Лоури заканчиваются, когда на двух соседних итерациях пространственная структура за­нятости остается неизменной и при этом не нарушаются ограничения по использо­ванию городских территорий. Сходимость процедуры не гарантирована.
В силу довольно высоких требований к уровню детализа­ции исходной информации модель предназначена, главным образом, для кратко­срочного и среднесрочного прогнозирования городского развития.

Несмотря на ряд положительных черт, к числу которых надо отнести простоту и достаточную полноту рассмотрения города как системы, модель Лоури обладает свойствами, которые могут проявятся в будущем в качестве недостатков [Щукин]. В первую очередь необхо­димо отметить необходимость проверки для современной  многоукладной экономики гипотезы о гравитационной зависимости потоков между зонами занятости и проживания. Современное развитие транспорта и экологические характеристики «традиционного» города как точечного образования привели к тому, что расстояние до места работы перестает быть единственным главным фак­тором в процессах расселения. Основной детерминантой в них становится «качество» физической и социальной среды в местах проживания, что и послужило толчком (наряду с экономическими причинами) к территориальной экспансии городов и образованию обширных пригородных зон городских агломераций.

Модель Форрестера

Значительно сильнее, как показывают специальные исследования, «дей­ствие» пространства проявляется в подсистеме «население — сектор услуг», и именно здесь оказывается возможным применить гравитационные модели.

Первостепенное значение в этой связи приобретает оценка долговременных по­следствий реализации различных программ управления. Для этих целей и была раз­работана модель Форрестера.

Ключевыми понятиями модели являются «цепь обратной связи», «уровень» и «темп». Сущность цепи обратной связи состоит в циклическом взаимодействии между ее элементами, которое в данном случае осуществляется между уровнем, яв­ляющимся переменной интегрального типа, и темпом — переменной приростного типа. Поэтому все соотношения модели разбиваются на уравнения двух видов: уровня и темпа. Первые соответствуют направленности от темпа к уровню, вторые — от уровня к темпу.
Основные подсистемы модели — деловая сфера, жилой фонд и население. Именно их взаимодействие, по Форрестеру, и определяет процесс развития города. Надо отметить, что значения темпов каждой подсистемы зависят от состояния всей системы в целом. Так, например, приток в город не полностью занятых зависит от следующих факторов: социальная мобильность не полностью занятых, наличие в городе свободного жилого фонда для этой категории, размер социальных расходов на душу населения, число мест работы в городе для не полностью занятых, наличие программы строительства дешевого жилого фонда.

В своей модели Форрестер попытался отразить наиболее общие материально-вещественные и организационно-административные характеристики современных ка­питалистических городов. Поэтому она представляет скорее «метод анализа», нежели модель конкретного города. Это обстоятельство дает возможность автору в рамках принятых им допущений выявить определенные достаточно типич­ные долговременные ответные реакции городских систем на различные управляющие воздействия и на этой основе разработать программы управления для достижения тех или иных целей. Характерно, что для моделирования городской системы не обя­зательно наличие исчерпывающей информации о ней, так как ее поведение нечув­ствительно к изменению многих параметров даже на несколько порядков.

Модель Форрестера может служить инструментом анализа только города с многоукладной экономикой.  Она не применима к урбанизированным территориям, развивающимся в иных социально-экономических условиях. Поэтому эту модель  долгое время у нас критиковали только за то, что в условиях «развитого социализма» она не имела практического значения. Несмотря на некоторую общность ми­ровых процессов урбанизации, необоснованным является утверждение автора, что «характер и жизненный цикл городов во многом одинаков независимо от эпохи и общества, в которых эти города существуют».  Модели Форрестера построены на знании временных рядов – многолетних наблюдений комплекса показателей. Изучение этих рядов позволило ему найти количественные параметры связей между различными показателями развития города (американского города 1930-60-х годов).  Мы живем в переходной системе, в условиях отсутствия либо таких показателей , либо доступа к ним.  Поэтому модель  имеют условный  характер. Тем не менее на этой модели хорошо идет процесс осознания  всеобщей взаимосвязи всех параметров  городского развития.
В подсистеме «Население» структурной схемы модели Форрестера можно видеть  категорию не полностью занятых. (См. схему.)

Наличие категории не полностью занятых, распределение жи­лого фонда на основе процесса фильтрации, т. е. заселение жилища все более бед­ными слоями населения по мере его устаревания, стихийность городского развития -все эти элементы модели присущи только капиталистическим городам. У нас все еще выбор места проживания определяется наличием доступного жилья, а не места работы, но ситуация постепенно меняется.

Социальное содержание модели проявляется также в характере взаимодействия моделируемого объекта и внешней среды. Так, с позиций улучшения экономического «здоровья» города одной из наиболее эффективных считается программа, обеспечи­вающая интенсивный отток из города не полностью занятых с одновременным сокра­щением притока в него лиц этой категории, что по существу означает простое пе­ремещение проблемы занятости во внешнюю среду.
Существенный недостаток модели Форрестера — жесткая фиксация размера го­родской территории, что весьма сильно искажает реальную картину развития совре­менных городов и не позволяет проследить процесс развертывания агломерационной формы расселения.

Стратегическая деловая игра SimCity, как  модель управления развитием города

Хорошо знакомая широкому кругу людей стратегическая деловая игра СимСити зарекомендовала себя как хорошая и точная экономическая модель, в которой строительство города является непросто времяпрепровождением, а своего рода тренажером для отработки управленческих решений с последующим их применением на любом реальном городе. В основу игры положена модель Форрестера.

Зонирование города, то есть выделение определенного количества земель под коммерческие, индустриальные или жилые зоны, должно быть системным. Общая сумма всех площадей отведенных под коммерцию и индустрию должна быть равной всей площади жилых зон. Это обуславливается тем, что, например нехватка зон под застройку жильем непременно скажется на увеличении нехватки работоспособной части населения и наоборот, если в структуре города окажется явный избыток жилья, то сразу же вырастает незанятость населения. Жители просто будут уезжать в другие города, где такой проблемы нет, либо количество горожан, тех, что уже имеют работу будет неизменным и далее.

В 1991 году Ореховским П.А. вместе с небольшой группой сотрудников была построена имитационная модель для “советского города”, представляющая значительно упрощенную версию модели города Форрестера, но учитывающая отмеченные выше особенности административного механизма распределения ресурсов (См. Кошелев К.Б., Макеева Н.Г., Ореховский П.А.

Имитационная модель развития города. – Деп. в ИНИОН АН СССР, М., №46932 от 14.08.92.). При этом типичной ситуацией советского города в отличие от капиталистического был перекос в развитии производственной инфраструктуры над социальной. В наших городах наблюдался избыток рабочих мест и нехватка жилья, в западных — наоборот. Общесистемные механизмы возникновения экономического неравновесия проявлялись, таким образом, через городскую безработицу в капиталистическом городе и через дефицит жилья и услуг соцкультбыта — в городе социалистическом.

Модель предусматривала возможности перехода к “капиталистическому городу”: при условии строительства (покупки, аренды) жилья за счет средств горожан происходил переход от одного типа неравновесия к другому. В этом случае (отметим, даже без изменения других институциональных механизмов) темпы строительства новых единиц жилья начинали существенно опережать темпы создания новых высокодоходных рабочих мест. Возникала безработица (в модели предполагалось, что свободное жилье будет заселяться людьми и при отсутствии работы).

Как следствие выяснилось, что ключевым параметром, отличающим “социалистический” город от “капиталистического”, является наличие класса домовладельцев. Существование последних возможно только в том случае, если жилье становится выгодным строить и сдавать в аренду. В свою очередь, это требует изменения не только стоимостных пропорций, но принятия некоторых институциональных мер. В частности, статья действующей сегодня Конституции Российской Федерации, которая гарантирует гражданам право на жилье, предполагает сохранение бюрократического механизма распределения этого блага. Тем самым сохраняется механизм прописки (регистрации) граждан, постановки их на очередь на жилье, и т.д. Поскольку же это — один из ключевых моментов в механизме эволюции города, приходится констатировать, что сегодняшнее положение носит переходный характер. Длительное сохранение этой ситуации, как будет показано далее, способствует упадку российских городов.

Важно отметить, что неравномерность в темпах прироста различных городских подсистем, выделенная Форрестером в качестве главной причины, обуславливающей переход к стагнации и упадку города, сохраняет свое значение и для “социалистических” городов. Сохраняет свое значение и вывод о необходимости целенаправленного вмешательства управляющего органа в процессы городского развития.

Критика Ореховским модели Форрестера заслуживает внимания, так как социалистического понимания развития городов у нас еще предостаточно.  К недостаткам модели, по его мнению, относятся:

  1. Допущение о том, что городская инфраструктура (строительство жилья, организации розничной торговли и сферы услуг, коммунальное хозяйство, транспорт и т.д.) характеризуется относительно более высокой и стабильной рентабельностью, чем градообразующие предприятия. Это приводило к тому, что при снижении доходности последних снижались соответственно доходы жителей города, что вызывало нехватку “производного спроса” на услуги городской инфраструктуры и последующую стагнацию города;
  2. Город развивается на ограниченной территории. При этом с неизбежностью осуществляется (по мере старения) переход высокорентабельных рабочих мест на градообразующих предприятиях, приносящих высокие доходы, в разряд убыточных. Таким образом, с неизбежностью осуществляется накопление убыточных производственных рабочих мест на городских землях. Это, в свою очередь, обуславливает снижение доходности городских земель.
  3. Содержание жилого фонда является рентабельным для домовладельцев, в качестве которых выступают как частные лица, так и муниципалитет. Арендная плата (рента), как и коммунальные услуги, выплачивается из доходов наемных работников и предпринимателей (владельцев предприятий). Таким образом, в модели Форрестера присутствует механизм приобретения жилья за счет собственных доходов горожан, но не строительства жилья за счет централизованных инвестиций или средств предприятий и его последующего административного распределения, что было характерным для советской системы.
  4. Создание новых рабочих мест в городе происходит спонтанно, за счет частных инвестиций. Мотивы производственного инвестирования постепенно ослабляются в связи с нехваткой свободных земель, высокими налогами, снижающимся объемом потребительского спроса со стороны наемных работников, занятых неполный рабочий день или переходящих в число полностью безработных. Последний процесс, в свою очередь, обуславливается старением основных производственных фондов.

Спецификой модели Форрестера, отражающей реальные процессы, является то, что основные городские подсистемы имеют различную динамику (различные темпы прироста). Так, процессы строительства и старения жилья не совпадают с темпами прироста и изменением демографической структуры городского населения (включая как естественный, так и механический прирост), указанные темпы прироста не совпадают с динамикой создания и выбытия рабочих мест в городских предприятиях. Собственно, различная динамика городских подсистем при отсутствии целенаправленного вмешательства со стороны муниципалитета неизбежно приводит город к упадку.

Имитационная модель

Имитационная модель позволила также рассмотреть различные рецепты оздоровления города и их последствия.

Так, в частности, строительство дешевого муниципального жилья, как оказалось, имеет негативные долгосрочные последствия: город превращается в своеобразную “ловушку для безработных”: люди, имеющие относительно комфортабельное недорогое жилье, но при этом лишь частично занятые, не хотят переезжать из города в поисках новой работы. Аналогично практически не приводит к улучшению ситуации и реализация программы переподготовки рабочей силы и повышения квалификации — это лишь усиливает миграционные процессы. С другой стороны, к существенным улучшениям приводят меры по сносу городских трущоб, стимулированию строительства нового комфортабельного частного жилья, ликвидации убыточных предприятий (и передачи городских земель, находившихся под убыточными рабочими местами, для организации новых производств). Практически никаких последствий в долгосрочной перспективе не приносят административные новации в управлении городом, и т.д.

Принципы оздоровления урбанизированной территории, выявленные в результате применения имитационной модели Форрестера, уже в 70-е годы получили широкое распространение в западной практике государственного и муниципального управления. Следует также отметить, что модель Форрестера имитировала процесс эволюции “абстрактного города, погруженного в окружающего среду”. Целью моделирования было получение результатов, обладающих высокой степенью общности, что позволяет их распространить на большинство городов, развивающихся в рамках институциональных условий капиталистической системы. Однако имитация развития конкретного города на основе такой математической модели, в общем, не имеет смысла: принципиальные моменты механизма городского развития известны, а учесть местные особенности при данном способе имитации не представляется возможным.

  1. В то же время развитие советских городов происходило в условиях системы административного распределения ресурсов и не укладывалось в рамки вышеуказанных гипотез. Так, в “социалистическом городе”:
  2. Создание большинства рабочих мест происходило за счет централизованных инвестиций, которые выделялись предприятиям, расположенным в городе, в процессе бюрократического распределения. Причинно-следственная связь между производственными инвестициями и доходами частных лиц и предприятий отсутствовала.
  3. Аналогично – за счет централизованных инвестиций – строилось и большинство жилого фонда города. Даже если у предприятий имелись свободные финансовые средства для строительства жилья для своих работников, началу этого процесса предшествовала процедура согласования финансового плана с вышестоящей организацией. Без одобрения главка (комитета, министерства) предприятие не могло направить свои средства на строительство жилья. Единственным существенным исключением из сферы бюрократического механизма было строительство так называемого “кооперативного жилья”. В этом случае, действительно, имелась связь между доходами горожан и строительством жилья, однако доля кооперативного жилья в жилом фонде “социалистических городов” была относительно невелика.
  4. Содержание жилого фонда было убыточным для балансодержателей — будь-то для предприятий, будь-то для муниципалитета (городского исполнительного комитета Совета народных депутатов). При этом, поскольку в деятельности коммунальных организаций применялось перекрестное субсидирование, фактически и коммунальные услуги для населения оказывались убыточными. Убыточен был и городской транспорт, функционирование бань, спортивных сооружений и т.д. Таким образом, развитие городской инфраструктуры характеризовалось более низкой нормой рентабельности (или вообще было убыточным) по сравнению с деятельностью градообразующих предприятий.

Моделирование процессов, происходивших в “социалистическом городе”, осуществлялось многими советскими экономистами. Однако на математических моделях “проигрывались” те или иные частные стороны развития урбанизированной территории — процессы миграции, старения и аварий на инженерных сетях, оптимизации городской транспортной сети и режима движения городского общественного транспорта и т.д. Моделей, которые бы описывали эволюцию города в системе административного распределения ресурсов в целом, в той или иной степени аналогичных модели Форрестера, отечественными исследователями не строилось. Это имело под собой объективные причины: город в советской экономической теории рассматривался не как самостоятельная организационная система, имеющая собственные тенденции развития, но как некая экономическая точка, функционирование которой полностью предопределяется решениями тех или иных органов управления. В последнем случае, естественно, говорить о собственных, присущих городу закономерностях эволюции, не приходилось.

Остается добавить, что в Финляндии, по свидетельству А.И. Стрельникова модели типа форрестеровских развиваются с привлечением конкретных условий городов этой страны.

Выводы

Разумеется, в сегодняшнем виде  описанная модель не может непосредственно использоваться для выработки практических управленческих решений для российских городов, но они могут использоваться на знаковом уровне для  выявления  неочевидных последствий управленческих решений в сходных ситуациях. Относительно выбранной территории, рассмотренная модель может использоваться оценки последствий управленческих решений на знаковом уровне, то есть на уровне отслеживании тенденций изменения городской среды.
Модель Форрестера в  игре SimCity дополнена учетом  локального взаимовлияния различных факторов, то есть жители в игре принимают решения с учетом  взаиморасположения  различных функциональных зон.
Опыт автора показывает, что применение игры SimCity хорошо дополняется  известными математическими методами  направленного  поиска оптимальных решений, что  имеет  большое значение, так как на большей городской системе глобальные последствия частных правленческих решений становятся еще менее очевидными, и простой пошаговый перебор – неэффективен.  Игра может эффективно использоваться в качестве тренажера для руководителей среднего звена, особенно на этапе вхождения в должность.