Градостроительство

Теоретическая модель «умного» градостроительства как киберфизического комплекса

УДК: 711
DOI: 10.47055/19904126_2023_4(84)_12

Аннотация

Введение

Работа посвящена поискам решений реализации задач по внедрению прогрессивных «умных», или информационно-коммуникационных, технологий в процесс современного стратегического градостроительного планирования регионов и макрорегионов в рамках приоритетного направления Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации – переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта. Данное исследование напрямую связано с разделами 2.1.2. Градостроительство, 1.1.3. Математическое моделирование и 1.1.5. Искусственный интеллект Перечня приоритетных направлений развития фундаментальных научных исследований в России на долгосрочный период до 2030 года (распоряжение Правительства РФ № 3684-р от 31.12.2020); с рядом приоритетных направлений развития фундаментальных научных исследований РААСН и Минстроя России (в том числе №1-5,7,12); с реализацией Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 года (Указ Президента РФ № 490 от 10.10.2019).

В рамках представленного исследования предложена теоретическая модель «умного» градостроительства, которая включает систему закономерностей и принципов стратегического пространственного планирования с соответствующим набором прогрессивных информационных платформ, технологий, программ и методов. Данная модель интегрирует структуру закономерностей и группы принципов современного градостроительного планирования региона (макрорегиона), а также универсальные и специализированные информационные платформы с соответствующими программами и методами планирования, «цифровыми близнецами» и технологиями автоматизации процессов моделирования.

Теоретическая модель «умного» градостроительства. Авт. В.Ю. Спиридонов

Методика настоящего исследования базируется на применении, во-первых, общих методов эмпирического познания в рамках подготовки документов территориального планирования и аналитических моделей стратегического пространственного развития регионов и макрорегионов с применением современных информационных технологий, а также административно-управленческой деятельности с учетом внедрения ГИС-систем и «умных» технологий; во-вторых, методов теоретического познания с последовательным использованием принципов и методов анализа и обобщения теоретических концепций, практических примеров мирового и отечественного опыта внедрения прогрессивных технологий стратегического пространственного и территориального планирования и цифровизации в сфере градостроительства. Используются отдельные принципы и приемы системного анализа в рамках критического обзора нормативно-правовых документов внедрения «умных» технологий и специализаций в городскую и региональную систему, а также отечественных и общемировых нормативов и критериев оценки по направлениям: «умный» город, «умный» регион, индикаторы устойчивого развития, индекс качества городской и региональной среды.

Степень изученности вопроса раскрывается в ранее опубликованных статьях, посвященных вопросам внедрения «умных» технологий и цифровизации в градостроительное планирование, подготовленных в рамках научно-исследовательской работы «Научные основы «умного градостроительства» (на примере Уральского региона и его городов)» (Колясников В.А., Спиридонов В.Ю., номера государственного учета в ЕГИСУ НИОКТР 121111500185-2, 222022100154-9, 223020202004-9).

Практическая значимость настоящего исследования заключается в возможности применения его положений в подготовке нормативных требований к современному пространственному и территориальному планированию регионов и макрорегионов, агломерационных форм расселения, внедрению соответствующих цифровых технологий, программ и методов в градостроительное планирование, в учебный процесс.

Основы развития стратегического градостроительного планирования в «умном» градостроительстве

Академик РААСН И.М. Смоляр в 2001 г. представил градостроительное планирование как систему: Прогнозирование – Программирование – Проектирование. Современное стратегическое планирование, к которому относится градостроительное планирование административно-территориальных образований, согласно Федеральному закону «О стратегическом планировании в Российской Федерации» от 28.06.2014 № 172-ФЗ, основано на процессах: целеполагание, прогнозирование, планирование, программирование, управление (в том числе мониторинг и контроль) реализацией развития. В настоящей работе предлагается определить методологию современного стратегического градостроительного планирования региона (макрорегиона) как систему закономерностей, принципов и методов целеполагания, прогнозирования, программирования, проектирования, реализации решений на долгосрочную, среднесрочную перспективу и расчетный срок с применением понятийного аппарата, соответствующего градостроительной деятельности.

Целеполагание в стратегическом градостроительном планировании региона (макрорегиона) связано с определением видения, миссии, целей, приоритетных задачи направлений пространственного развития данной территории. При этом документами установления видения, миссии, целей, приоритетных задач и направлений могут выступать стратегические градостроительные «мастер-планы». Прогнозирование определяется разработкой научно обоснованных вариантов (сценариев) градостроительного развития территории в рамках целеполагания. Оно включает комплексную оценку территории (например, методами SWOT и STEP-анализа), прогнозы научно-технологического и социально-экономического развития, бюджетный прогноз. Стратегическое градостроительное программирование характеризуется разработкой программ, направленных на достижение целей и приоритетов пространственного развития территорий. Данный этап планирования может включать такие документы, как концептуальные пространственные модели, технико-экономическое обоснование решений. Базовое комплексное проектирование направлено на разработку проектов достижения поставленных целей и приоритетов. Оно определяется стратегиями пространственного развития и документами территориального планирования. Планирование реализации решений основано на разработке регламентов, планов и мониторинга реализации базовых комплексных проектов, на установлении критериев оценки реализации, а также на внедрении приоритетных стартапных проектов (инновационных моделей «запуска» основных направлений реализации решений).

В настоящем исследовании предлагается подход, учитывающий диалектические противоречия в пространственном развитии объекта урбанизации. Этот подход связан с установлением принципов диалектического единства в целеполагании, прогнозировании, программировании, проектировании, реализации решений: единство в целеобразовании и структурировании целей; единство условий управляемого развития и саморазвития, специализации и кооперации; оптимизации и гармонизации, правовых и социальных норм; единство оптимизации и гармонизации в формообразовании и построении процессов в рамках проектирования; единство контролируемости и управления реализацией. Эти группы принципов раскрываются в структуре принципов баланса противоречий в планировании и развитии пространственного объекта как сложной градостроительной системы, обладающей стохастичностью и недетерминированным поведением.

Единство в целеобразовании характеризуется зависимостью целей от стадии планирования и цикла (или фазы) развития пространственной системы, что выражается в принципе обеспечения баланса стадийности и непрерывности (или равномерности) в рамках установления задач и приоритетов планирования. Также единство в целеобразовании связано с зависимостью целей от стадии познания самого объекта планирования (учет исторического контекста развития градостроительной системы) [1] и от временной перспективы планирования, определяющих содержание принципа обеспечения баланса реалистичности и идеализированности. Наконец следует отметить необходимость учета интересов настоящего и будущих поколений, понимания возможного ущерба и условий его восполнения, что может отражаться в принципе баланса устойчивости (настоящее – будущее) в целеобразовании.

Единство в структурировании целей определяется управляющим воздействием целей вышележащих по иерархическому уровню на цели нижележащих, а также самодетерминацией объекта планирования [2]. Это отражается в принципе баланса внешней и внутренней мотивации в структурировании целей. Второй принцип данной группы –принцип баланса универсальности и индивидуальности в структурировании целей. Он связан с необходимостью применения соответствующих форм (структур) представления целей, например в виде древа целей. Еще один принцип данной группы – сбалансированность и доминация целей. Он определяет важность установления перспективных и приоритетных целей.

Принципы стратегического градостроительного прогнозирования объединяются в группы диалектического единства условий управляемого развития и саморазвития, единства условий специализации и кооперации.

Принципами единства условий управляемого развития и саморазвития пространственной системы являются: баланс управления и самоорганизации, баланс экономики и экологии, баланс новаторства и традиций. Первый принцип раскрывается в поиске вариантности, альтернативности и вероятностности при прогнозировании развития объекта градостроительного планирования [3]. Второй принцип характеризуется обеспечением экологической и технологической безопасности, ресурсосбережения, воспроизводства экологической среды в рамках прогнозного моделирования развития системы. Третий принцип определяется преемственностью развития градостроительного объекта, где регион (макрорегион) выступает объектом развития ценных традиций градостроительной культуры [4].

Единство условий специализации и кооперации раскрывается в принципах баланса глобальных и региональных интересов, баланса коммуникативной интегральности и отчуждения, баланса партнерства и конкуренции. Принцип баланса глобальных и региональных интересов определяет необходимость учета требований осуществления международных обязательств (имплантация международного права) на внутригосударственном, в том числе на региональном и местном уровнях, при сохранении внутренних региональных потребностей и приоритетов [5]. Принцип баланса коммуникативной интегральности и отчуждения связан с учетом многообразия противоречивых взаимозависимостей в системе мировых урбанистических и инфраструктурно-коммуникационных процессов, а также с вопросами обеспечения национальной безопасности градостроительными средствами. Последний принцип данной группы характеризуется необходимостью установления различных взаимосвязей и соответствующих зон совместных интересов, видов возможных конкуренций в рамках использования той или иной стороной-пионером ресурса как инициативного преимущества его развития [6].

Группы принципов стратегического градостроительного программирования развития региона (макрорегиона) включают принципы диалектического единства оптимизации и гармонизации, а также единства правовых и социальных норм.

Единство оптимизации и гармонизации в программировании раскрывается, во-первых, в балансе уникальности и универсальности, во-вторых, в балансе рационального и иррационального, в-третьих, в балансе природной и искусственной среды. Эта группа принципов направлена соответственно на эффективное использование научных, материальных и инвестиционных ресурсов, связанных с развитием уникальных особенностей объекта планирования как его конкурентных преимуществ [6]; на нормативную оптимизацию и композиционную гармонизацию объекта планирования как произведения градостроительного искусства [7]; на достижение композиционного единства природной и антропогенной (архитектурно-пространственной) среды.

Группа единства правовых и социальных норм включает принципы баланса иерархичности и равнозначности, институциональности и частных интересов, инклюзивности и эксклюзивности. Она выражается в потребности учета: вышележащих управляющих воздействий и внутренних факторов на объект планирования; сложившихся пространственных институций как процессов социального закрепления за отдельными территориями (локусами) с их субъектами и объектами определенных функций, развития пространственных институций с их социальными нормами, правилами и ограничениями [8]; обеспечения равных социальных, правовых и иных условий при разных социально-экономических возможностях и приоритетности интересов местных жителей [9].

Базовое комплексное проектирование раскрывается в обеспечении диалектического единства оптимизации и гармонизации в формообразовании объекта планирования и построении устойчивости системы.

Единство оптимизации и гармонизации в формообразовании определяется принципами баланса структуризации и деструктуризации, открытости и замкнутости, разнообразия и однородности. Первый связан с необходимостью зонирования территории региона (макрорегиона) как объекта планирования, образованием структур и каркасов его пространственного развития, их целостностью и фрагментацией (прерывностью); второй – с обеспечением гибкости градостроительной системы путем открытости или замкнутости ее структур и каркасов; третий – с обоснованным использованием типологии и разнообразия как необходимого условия эффективного развития пространственного объекта.

Единство оптимизации и гармонизации в построении устойчивости системы раскрывается в принципах баланса динамичности и статичности, доступности и автономности (барьерности), притяжения и отторжения (оттягивания) активностей региона (макрорегиона) как градостроительной системы. Эти принципы определяют: необходимость адаптации и трансформации градостроительной системы как ее реакции на внешние возмущающие воздействия и внутренние процессы; обеспечение дифференцированности и относительной независимости различных элементов такой системы, связанных с ее пространственными активностями; сохранение целостности пространственного объекта в условиях внешней и внутренней конкуренции.

В состав групп принципов планирования реализации входят принципы диалектического единства в контролируемости и в управлении реализацией.

Единство в контролируемости управления реализацией раскрывается в принципах баланса нормирования и персонализации, регламентации и девиации, диагностики и корреляции. Первый принцип связан с обеспечением измеряемости и эффективности проектируемого состояния архитектурно-планировочной среды региона (макрорегиона) на основе ее соответствия требованиям нормативной документации, с установлением ключевых показателей эффективности объекта планирования. Второй принцип раскрывается в формировании правил использования территорий пространственной системы на основе документов ее градостроительного, историко-культурного, природоохранного, экологического и иного зонирования. Третий характеризуется необходимостью мониторинга (статистики) реализации проектных решений, анализом и оценкой эффективности полученных результатов, а также корректировкой проектных предложений вплоть до пересмотра задач планирования.

На достижение единства в управлении реализацией направлены принципы баланса: стратегического и тактического управления; технического, социального и естественного управления; материальных и нематериальных активностей. Эта группа принципов определяет обеспечение взаимосвязанности стратегий пространственного развития, документов градостроительного планирования и соответствующих программ и проектов реализации; гибкость в управлении, учет активностей (участия) государства, жителей, бизнеса, научных и общественных институтов в реализации; формирование комфортной, безопасной и благоустроенной среды жизнедеятельности; обеспечение маржинальности (прибыльности или доходности) с учетом развития духовно-культурных благ.

Основы градостроительного планирования на базе сильного искусственного градостроительного интеллекта

Сильный искусственный градостроительный интеллект (СИГИ) профессор В.А. Колясников рассматривает как систему технологических решений, обеспечивающих единство функционально-утилитарной и художественно-эстетической организации градостроительных объектов с использованием киберфизического комплекса, основными компонентами которого являются универсальные и специализированные информационные платформы с соответствующими программами и методами планирования – «цифровыми двойниками» и технологиями автоматизации процессов моделирования.

Информационными платформами в соответствии с системой закономерностей, принципов и методов прогрессивного стратегического градостроительного планирования (целеполагания, прогнозирования, программирования, проектирования, реализации решений) в рамках СИГИ соответственно рассматриваются: эвристическая, имитационная, программная, проектная информационные градостроительные платформы, градостроительная информационная платформа автомониторинга реализации.

В рамках обеспечения внедрения закономерностей и принципов «умного» целеполагания наиболее активной выступает эвристическая градостроительная платформа, направленная на «умное» эволюционное моделирование поведения пространственной системы на базе «цифрового двойника» и внедрение научных и технологических знаний о национальной (общемировой) системе расселения и трансграничных (трансконтинентальных) коммуникационных и интеграционных процессах и связях. При этом единство в целеобразовании обеспечивается посредством применения информационных технологий, программ и методов эволюционного моделирования (Дж. Холланд, 1975) объекта планирования: генетическое и эвристическое программирование (использование алгоритмов) путем случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров; эволюционное стратегическое программирование или моделирование путем изменения числовых значений положительных мутаций; программирование экспрессии генов. Обеспечению единства в структурировании целей могут способствовать информационные технологии, программы и методы применения гибридного дискретно-событийного (в цикле дискретных временных шагов) и непрерывного моделирования (Дж. Гордон, 1961) поведения региона (макрорегиона) в виртуальной модели мировой (и национальной) градостроительной системы.

Вопросы эволюционного моделирования в последние годы рассматривают такие отечественные исследователи, как В.Т. Матчин [10], В.В. Гудилов [11, 12], В.В. Курейчик, О.В. Смирнова (Эволюционное моделирование при принятии решений), А.А. Мусаев [13], М.Н. Хохлова. Изучением особенностей гибридного дискретно-событийного моделирования занимаются В.М. Шпаков [14, 15], Е.Ю. Парийская [16], А.А. Воробьев, М.П. Филяев, А.С. Якшин [17] и другие исследователи.

Имитационная градостроительная платформа выступает наиболее активной для решения задач в рамках группы закономерностей и принципов «умного» прогнозирования. Данная платформа связана, во-первых, с «умным» прогностическим (в том числе историко-прогнозным) моделированием поведения пространственной системы на базе «цифрового двойника», во-вторых, с внедрением научных и технологических знаний о вероятностном моделировании пространственной системы. В рамках данной теоретической модели группа принципов единства условий управляемого развития и саморазвития обеспечивается путем применения программных пакетов компьютерного имитационного прогнозирования с использованием вероятностных методов (Г.И. Пятецкий-Шапиро, 1989), в том числе стохастичного моделирования развития системы с недетерминированным вероятностным поведением, мультиметодного моделирования, моделирования методами Монте-Карло с использованием группы численных методов для изучения случайных процессов и применением генератора случайных величин, например, алгоритмов – нейронные сети, стохастическая оптимизация, генетические алгоритмы (С. Улам и Дж. Фон Нейман, 1940-е); методика Data Mining (добыча данных, интеллектуальный анализ данных, глубинный анализ данных). Единство условий специализации и кооперации основано на применении информационных технологий, программ и методов, разработанных в области прогнозирования производительности (Дж. Б. Кларк, теория предельной производительности) с учетом факторов производительности, предельной полезности, длительности циклов, пропускной способности при средних и пиковых нагрузках, иных факторов. Также к данной группе следует отнести программный анализ дерева отказов (FTA, Х.А. Уотсон, 1962), направленный на выявление нежелательного состояния системы: логика, ведущая к главному событию (нежелательному состоянию); соответствие (входной) системы требованиям безопасности и надежности; приоритеты участников, ведущих к главному событию (нежелательному состоянию); списки критических событий; минимизация и оптимизация ресурсов.

Имитационное моделирование (симуляция) для прогнозирования поведения сложных систем сегодня активно изучается такими отечественными исследователями, как М.С. Эльберг, Н.С. Цыганков [18], А.Р. Горбунов, Н.Н. Лычкина [19], Б.И. Клебанов, Е.П. Дегтярев, А.В. Немтинов, И.М. Москалев, Н.А. Бегунов [20]; А.Ф. Тараскин, Н.Н. Паньгина, А.А. Паньгин, И.С. Крысанов (Статистическое моделирование с применением метода Монте-Карло). Вероятностные стохастичные модели рассматриваются такими учеными, как А.А. Мусаев, А.В. Макшанов [21], Ю.Д. Кононов, В.Н. Тыртышный, Д.Ю. Кононов [22], А.Г. Плавник, А.Н. Сидоров [23]. Аналитику на базе дерева отказов сегодня изучают А.В. Антонов, Е.Ю. Галивец, В.А. Чепурко, А.Н. Черняев [24], А.Ф. Берман, Н.Ю. Павлов, О.А. Николайчук [25].

Наиболее активной для группы закономерностей и принципов «умного» программирования следует отметить программную информационную градостроительную платформу, которая направлена на «умное» программное моделирование поведения пространственной системы на базе «цифрового двойника» и «умную» интеграцию успешных практик пространственного программирования. Здесь моделирование в целях обеспечения единства оптимизации и гармонизации в программировании может обеспечиваться за счет применения компьютерных стимуляторов и имитационных моделей, направленных на компьютерные эксперименты для выявления возможных эффектов от эволюционных условий и способов действий, прежде всего, композиционного развития и оптимизации планировочной системы, а также альтернативных условий и способов действий, в том числе с учетом применения методов информационного анализа степени реализации ранее утвержденных документов развития системы и методов цифрового измерения развития композиции планировочной системы. Применение компьютерных стимуляторов призвано внедрить успешные практики моделирования, градостроительных стилистических приемов, композиционной упорядоченности и образной идентичности объекта планирования.

При этом критериями оценки гармонизации пространственной среды могут рассматриваться: степень развития градостроительных традиций, сохранность историко-культурного наследия и культурное разнообразие, самобытность и уникальность, сохранность уникальной экосистемы территории, уровень трансформации социокультурного каркаса. Наиболее существенными объектами композиционного моделирования являются: зоны и территории с повышенными архитектурно-художественными требованиями, объекты имиджевой составляющей, архитектурно-градостроительные ансамбли, силуэт застройки, системы открытых пространств и общественных мест, инновационные территории, центральные и периферийные районы, морфология градостроительного объекта, панорамы и перспективы восприятия городской и межселенной среды. Критерии оптимизации могут быть заложены в региональные нормативы градостроительного проектирования. Моделирование оптимального состояния территории систем расселения распространяется на системы населенных мест, в том числе городские агломерации и их группы, производственные и природно-рекреационные пространственные комплексы, транспортный и инженерный каркасы, инновационные, социальные, рекреационно-туристические, историко-культурные и природоохранные инфраструктуры, сельскохозяйственные комплексы, территории индивидуального жилищного строительства, включая территории дачного и малоэтажного жилья, садов и огородов [26].

В целях реализации принципов группы единства правовых и социальных норм могут применяться площадки информационного анализа, внедрения инициатив и потребностей жителей, образовательных, научных и бизнес-сообществ, общественных организаций (например, анализ восприятия уровня комфортности среды жизнедеятельности на основе «шкалы эмоционального восприятия территорий» с учетом «агрегированной эмоциональной оценки жителей»), а также внедряться механизмы организации архитектурно-градостроительных профессиональных советов с использованием цифровых технологий, общественных советов обсуждения инициатив по градостроительному развитию объекта планирования на базе информационных площадок [27].

Инструментарием группы закономерностей и принципов «умного» проектирования может выступать проектная информационная градостроительная платформа с функциями «умного» проектного моделирования поведения пространственной системы на базе «цифрового двойника» и «умной» интеграции успешных практик пространственного проектирования. При этом в рамках обеспечения реализации единства оптимизации и гармонизации в формообразовании выступает цифровое 2D и 3D-моделирование градостроительной системы, использование технологий виртуальной, дополненной и смешанной реальности (AR/VR/MR) [28]. Единство оптимизации и гармонизации в построении устойчивости системы может быть обеспечено за счет внедрения таких информационных технологий, программ и методов, как компьютерное моделирование и информационные симуляторы (2D и 3D-моделирование на стадии проектирования объекта планирования или его процессов) с применением цифровых технологий погружения человека в виртуальный мир и добавления цифровых объектов к реальному миру [29].

В целях внедрения информационных технологий, программ и методов в процесс «умной» реализации следует использовать градостроительную информационную платформу автомониторинга реализации. Ее основными функциями выступают «умная» диагностика реализации решений пространственного развития и «умный» контроль реализации решений пространственного развития. В рамках этой информационной модели единство в контролируемости решений обеспечивается путем интеграции цифровых критериев и индикаторов (индексов качества, показателей оценки фактического состояния) оценки реализации по направлениям IQ регионов: «умная» среда (природные ресурсы), «умный» образ жизни (качество жизни), «умные» люди (социальный и человеческий капитал), «умная» экономика (конкурентоспособность), «умная» мобильность (транспорт и ИКТ), «умное» управление. Возможная теоретико-диагностическая структура критериев оценки территориального и пространственного развития регионов представлена в табл. 1–3. Их построение основано на анализе критериев оценки состояния пространственной среды по направлениям: «умный» город и «умный» регион (отечественный и мировой опыт), индикаторы устойчивого развития (отечественный и мировой опыт), индекс качества городской и региональной среды (табл. 4).

Таблица 1
Индикаторы территориального развития регионов (В.Ю. Спиридонов)

Таблица 2
Индикаторы пространственного развития регионов (В.Ю. Спиридонов)

Таблица 3
Коэффициенты индексов регионов (В.Ю. Спиридонов)

Таблица 4
Анализ критериев оценки состояния пространственной среды городов и регионов

Информационными технологиями, программами и методами группы принципов единства в управлении реализацией могут рассматриваться: межведомственный обмен пространственными данными; электронное предоставление пространственных данных (метаданных) и материалов, а также сведений, подлежащих предоставлению в рамках оказания услуг населению; цифровой институт. Элементами такого цифрового института выступают: центры компетенций, проектно-аналитические центры и лаборатории информационных технологий по типу «Smart Lab»; единые реестры информационно-аналитических систем управления территориями; информационно-аналитические системы мониторинга и ситуационные центры; информационные аналитические комплексы анализа социальных электронных площадок по типу «Активный горожанин», «Активный гражданин» и «Добродел», площадок диалога и обращений власти к гражданам; интерактивный цифровой идентификатор пользователя-близнеца для жителей соответствующего региона.

Заключение

1. Современные прогрессивные информационные технологии, программы и методы, нормативно-правовые требования к стратегическому планированию объектов градостроительной пространственной организации, накопленная научная и проектная база территориального планирования диктуют и позволяют сегодня сформировать новое направление в отечественном градостроительстве – стратегическое пространственное планирование административно-территориальных единиц с их системами населенных мест, в том числе городскими агломерациями и их группами, производственными и природно-рекреационными пространственными комплексами, транспортным и инженерным каркасами, инновационными, социальными, рекреационно-туристическими, историко-культурными и природоохранными инфраструктурами, сельскохозяйственными комплексами, территориями индивидуального жилищного строительства, включая территории дачного и малоэтажного жилья, садов и огородов.

2. Методологической базой стратегического пространственного планирования должны стать соответствующий терминологический аппарат, система закономерностей, принципов, методов и технологий в рамках системы «целеполагание – прогнозирование – программирование – проектирование – реализация» с установлением конкретных задокументированных результатов каждого этапа планирования.

3. Организация стратегического пространственного планирования (фрагментарно или полностью) должна поддерживаться системой технологических решений, обеспечивающих единство функционально-утилитарной и художественно-эстетической организации градостроительных объектов с использованием киберфизического комплекса, основными компонентами которого являются универсальные и специализированные информационные платформы с соответствующими программами и методами планирования, связанными с целеполаганием, прогнозированием, программированием, проектированием и реализацией, с «цифровыми близнецами» и технологиями автоматизации процессов моделирования.

4. Система закономерностей и принципов стратегического пространственного планирования должна строиться с учетом устранения диалектических противоречий и угроз в развитии пространственного объекта урбанизации как сложной градостроительной системы, характеризующейся стохастичностью и недетерминированным поведением. Этот подход связан с установлением групп принципов диалектического единства в целях обеспечения их развития в рамках эволюционного и имитационного моделирования с использованием прогнозных и вероятностных информационных технологий, программ и методов.

5. Перспективы исследования связаны с разработкой и утверждением диагностической структуры критериев оценки как территориального, так и пространственного развития регионов, оценки качества состояния их пространственной среды.

Библиография

1. Колясников, В.А. Предпосылки формирования генетической памяти в искусственном градостроительном интеллекте / В.А. Колясников // Диалоги о защите культурных ценностей: мат-лы II Междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург: УрГАХУ. – 2022. – С. 140–143.

2. Колясников, В.А. «Протогены» памяти искусственного градостроительного интеллекта / В.А. Колясников // Архитектура, градостроительство и дизайн. – 2023. – № 2(36). – С. 10–16.

3. Спиридонов, В.Ю., Колясников, В.А. Архитектурно-планировочное развитие систем расселения / В.Ю. Спиридонов, В.А. Колясников // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2013. – №2. – С. 21–26.

4. Колясников В.А. Новаторство и традиции в современном градостроительстве / В.А. Колясников // Наука ЮУрГУ. Секции технических наук: мат-лы 74-й науч. конф. – 2022. – С. 48–52.

5. Баков, А.А., Керимов, А.А. Регионы как эффективный участник международных отношений: условия формирования новой практики в международной деятельности / А.А. Баков, А.А. Керимов // Социально-политические науки. – 2018. – №4. – С. 42–46

6. Колясников, В.А., Спиридонов, В.Ю. Современная теория и практика градостроительства: пространственное развитие расселения / В.А. Колясников, В.Ю. Спиридонов. – Екатеринбург: УрГАХУ. – 2016. – 194 с. ISBN: 978-5-7408-0180-3

7. Потаев, Г.А. Градостроительное искусство: традиции и инновации / Г.А. Потаев. – Минск: БНТУ, 2016. – 220 с. – ISBN 978-985-550-887-9

8. Фролов, Д.П. Имеют ли институты значение для пространственной экономики? / Д.П. Фролов // Пространственная Экономика. – 2015. – №1. – С. 14–37.

9. Левина, В. Согласование интересов в бюджетной политике субъектов Российской Федерации / В. Левина // Федерализм. – 2019. – №1. – С. 100–117.

10. Матчин, В.Т. Применение эволюционного моделирования для регенерации программного обеспечения / В.Т. Матчин // Образовательные ресурсы и технологии. – 2019. – № 4 (29). DOI 10.21777/2500-2112-2019-4-42-52

11. Гудилов, В.В. Реконфигурируемые векторные эволюционные процессоры / В.В. Гудилов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – С. 213–220.

12. Гудилов, В.В. Динамическое эволюционное моделирование / В.В. Гудилов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – С. 198–205.

13. Мусаев, А.А. Эволюционное моделирование в задаче оптимизации управляющей стратегии / А.А. Мусаев // Научный вестник НГТУ. – Т. 56. – № 3. – 2014. – С. 132–142.

14. Шпаков, В.М. Транзитивная модель процессов и её использование для имитационного моделирования динамических систем / В.М. Шпаков // Сб. докл. конф. ИММОД-2005. – 2005. – С. 288–292.

15. Шпаков, В.М. О реализации физического подхода к имитационному моделированию динамических систем / В.М. Шпаков // Труды СПИИРАН. – 2011. – Вып. – № 4 (19). – С. 268–287.

16. Парийская, Е.Ю. Сравнительный анализ математических моделей и подходов к моделированию и анализу непрерывно-дискретных систем / Е.Ю. Парийская // Дифференциальные уравнения и процессы управления. – 1997. – № 1. – С. 91–120.

17. Воробьев, А.А. Дискретно-событийное имитационное моделирование процессов материально-технического обеспечения войск (сил) / А.А. Воробьев, М.П. Филяев, А.С.Якшин // Наука и военная безопасность. – 2019. – № 1 (16). – С. 76–82.

18. Эльберг, М.С., Цыганков, Н.С. Имитационное моделирование / М.С. Эльберг, Н.С. Цыганков. – Красноярск: СФУ. – 2017. – 128 с. ISBN 978-5-7638-3648-6

19. Горбунов, А.Р., Лычкина, Н.Н. Парадигмы имитационного моделирования: новое в решении задач стратегического управления (объединенная логика имитационного моделирования) / А.Р. Горбунов, Н.Н. Лычкина// Бизнес-информатика. – 2007. – № 2 (2). – С. 60–66.

20. Клебанов, Б.И. Форсайтные исследования с применением мультиагентного имитационного моделирования / Б.И. Клебанов, Е.П. Дегтярев, А.В. Немтинов, И.М. Москалев, Н.А. Бегунов // Сб. науч. тр. SWORLD. – 2012. – Т.9. – № 3. – С. 3–7.

21. Мусаев, А.А, Макшанов, А.В. Стохастическое моделирование / А.А. Мусаев, А.В. Макшанов. – СПб.: Лань. – 2022. – 140 с. ISBN 978-5-8114-8462-1

22. Кононов, Ю.Д.,Использование стохастического моделирования при выборе вариантов энергоснабжения регионов с учетом инвестиционных рисков / Ю.Д. Кононов, В.Н. Тыртышный, Д.Ю. Кононов / Information and mathematical technologies in science and management. – 2018. – № 2 (10). – С. 80–87.

23. Плавник, А.Г., Сидоров, А.Н. Возможности стохастического моделирования в рамках вариационно-сеточного метода геокартирования / А.Г. Плавник, А.Н. Сидоров // Вестн. ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2020. – Т. 6. – № 3 (23). – С. 110–130. DOI: 10.21684/2411-7978-2020-6-3-110-130

24. Антонов, А.В. Анализ дерева отказов в среде программирования R. Учет отказов по общей причине / А.В. Антонов, Е.Ю. Галивец, В.А. Чепурко, А.Н. Черняев / Надежность. – 2018. – Т. 18. – № 3. DOI: 10.21683/1729-2646-2018-18-3-3-9

25. Берман, А.Ф. Метод синтеза и анализа деревьев отказов на основе понятий механизма и кинетики событий // А.Ф. Берман, Н.Ю. Павлов, О.А. Николайчук / Проблемы анализа риска. – 2018. – Т.15. – № 3. – С. 62–77.

26. Груздев, В.М. Основы градостроительства и планировка населенных мест / В.М. Груздев. – Н. Новгород: ННГАСУ. – 2017. – 105 с. ISBN 978-5-528-00247-7

27. Спиридонов, В.Ю. «Умное градостроительство»: современные технологии обеспечения устойчивого развития территорий / В.Ю. Спиридонов //Архитектон: известия вузов. – 2022. – № 3 (79). DOI: 10.47055/1990-4126-2022-3(79)-6

28. Спиридонов, В.Ю. Градостроительная информационная платформа: прогрессивные методы планирования и управления устойчивым развитием территорий / В.Ю. Спиридонов // Архитектон: известия вузов. – 2022. – № 4 (80). DOI: 10.47055/1990-4126-2022-4(80)-21

29. Спиридонов, В.Ю. «Цифровой двойник» города как механизм планирования и управления развития Челябинска / В.Ю. Спиридонов // Архитектура, градостроительство и дизайн. – 2019. – № 4(22). – С.21-28.

30. Иванова, А.С. Феномен виртуальной реальности в архитектурной среде / А.С. Иванова // Архитектура и дизайн. – 2018. – № 1. DOI: 10.7256/2585-7789.2018.1.27749

Ссылка для цитирования статьи

Спиридонов, В.Ю. Теоретическая модель «умного» градостроительства как киберфизического комплекса /В.Ю. Спиридонов //Архитектон: известия вузов. – 2023. – №4(84). – URL: http://archvuz.ru/2023_4/12/  – doi: 10.47055/19904126_2023_4(84)_12

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons "Attrubution-ShareALike" ("Атрибуция - на тех же условиях"). 4.0 Всемирная