Экономико-математическая модель механизма оценки и выбора вариантов тарифов за проезд по платным автомобильным дорогам (стр. 1 )

На правах рукописи

ШЕВЦОВ АНДРЕЙ ИГОРЕВИЧ

ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА ОЦЕНКИ И ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ТАРИФОВ ЗА ПРОЕЗД ПО ПЛАТНЫМ АВТОМОБИЛЬНЫМ ДОРОГАМ

Специальность:

08.00.13 – «Математические и инструментальные методы экономики»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата экономических наук

Москва – 2012

Работа выполнена на кафедре информационной безопасности федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный индустриальный университет» (ФГБОУ ВПО «МГИУ»)

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент,

профессор кафедры информационной безопасности ФГБОУ ВПО «МГИУ»

Официальные оппоненты: ,

доктор технических наук, профессор кафедры экономики и менеджмента

в промышленности НИЯУ «МИФИ»

кандидат экономических наук

кандидат экономических наук,

руководитель управления

Ведущая организация ВИНИТИ РАН отдел транспорта

Защита состоится «24» мая 2012 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д212.129.02 в ФГБОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет» , комн. 1804.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «МГИУ».

Электронная копия автореферата размещена на сайте ФГБОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет»: http://live.msiu.ru/science/abstract.php и на сайте ВАК: http://vak. *****/ru/dissertation/

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан «18» апреля 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.129.02

кандидат экономических наук, доцент

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Строительство платных автомобильных дорог в настоящее время является важным направлением инвестиционной политики России, одной из целей которой является привлечение капитальных вложений отечественных и зарубежных инвесторов в развитие дорожной инфраструктуры, что должно привести к разгрузке наиболее загруженных транспортных магистралей, снижению аварийности, уменьшению времени в пути, что, в свою очередь, окажет позитивное влияние на экономическое развитие прилегающих к платным дорогам населенных пунктов. В наиболее развитых в автомобильном отношении странах (США, Западная Европа, Австралия и др.) институт платных дорог действует давно и успешно.

Однако автоматический перенос этого опыта зарубежных стран в реалии России будет некорректным по целому ряду причин, главными из которых являются приведенные ниже. Во-первых, в разных странах применяются различные подходы к назначению платы за проезд, учитывающих конкретную специфику данной страны (и даже отдельных её регионов). Во-вторых, в результате многолетнего существования института платных дорог произошла своеобразная саморегуляция (типа явочного порядка) перераспределения транспортных потоков (ТП) в зависимости от платы за проезд. Обе указанные причины в неявном виде учитывают отношение пользователей платной дороги к её потребительским качествам в сравнении с потребительскими качествами альтернативных маршрутов.

Очевидно, что предпочтения отечественных пользователей платных дорог будут отличаться от зарубежных. В связи с вышесказанным, при широком введении института платных дорог в России для его менеджмента возникла насущная необходимость в разработке подходов к назначению платы за проезд, основанных на предпочтениях отечественного потенциального пользователя платных дорог с максимальным учетом потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог. Решение данной актуальной задачи положено в основу проведенного исследования.

Степень разработанности проблемы. Важные теоретико-методологические аспекты моделирования некоторых потребительских качеств автомобильных дорог России и их учета при экономических обоснованиях нового строительства и реконструкции автомобильных дорог отражены в работах отечественных ученых: , , и др. За рубежом аналогичными разработками занимались Хиггие, Пьер Вискерс, Мацунобу Масаёси, Дж., Д` Смит. Н., и др.

Отечественные разработки в основном относились к различной степени достоверности оценкам нормативным показателям функционирования автомобильных дорог по пропуску одиночных автомобилей и транспортных потоков, которые не предназначались для рядового пользователя дороги и часто не воспринимались им как потребительские качества. Экономические аспекты обоснования нового строительства и/или реконструкции дорог учитывали небольшое число потребительских качеств дороги в сильно упрощенном и усредненном виде. Поэтому наработки указанных и других отечественных авторов для оценки и выбора вариантов тарификации платных дорог на основе их потребительских качеств требуют их дальнейшего совершенствования и развития.

Автоматический перенос результатов многочисленных зарубежных исследователей по данному направлению в условия России представляется некорректным из-за социально-экономических и ментальных различий. Об этом в частности свидетельствует тот факт, что даже для стран ЕС плата за проезд и способ оплаты по схожим дорогам сильно отличается от страны к стране.

Обзор научных публикаций по данной проблематике, представленных в

специальной литературе, научных изданиях, периодической печати позволил

выявить наличие ряда выше отмеченных дискуссионных вопросов, обусловивших необходимость разработки экономико-математической модели оценки и выбора тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам России.

Объектом исследования являются платные автомобильные дороги

России.

Предметом исследования является процесс принятия управленческих решений по выбору вариантов назначения тарифов за проезд по платным автомобильным дорогам России.

Целью диссертационного исследования является разработка экономико-математической модели механизма оценки и выбора вариантов тарифов за проезд по платным автомобильным дорогам России, основанного на сравнительном анализе потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог.

Цель диссертационной работы предопределила постановку и решение следующих задач:

- выявить основные используемые критерии (потребительских качеств автомобильных дорог) для решения экономических задач при выборе вариантов назначения тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам России;

- адаптировать методы компьютерной имитации транспортных потоков к оценке потребительских качеств автомобильных дорог;

- разработать методы выявления предпочтений пользователя о маршруте движения на основе сравнительного анализа потребительских качеств альтернативных маршрутов;

- разработать базы данных о функционировании платных и альтернативных ей дорог и предпочтениях потенциальных пользователей;

- разработать инструментальные средства, реализующие программно основные положения предлагаемого подхода;

- разработать методику создания системы компьютерной поддержки принятия решений по выбору вариантов назначения платы за проезд;

- усовершенствовать существующую методику прогнозирования интенсивности и состава движения в части повышения точности, скорости и качества принятых решений на основе применения модернизированных инструментальных средств.

Соответствие паспорту специальностей. Диссертационное исследование соответствует следующему пункту паспорта специальности ВАК 08.00.13. – «Математические и инструментальные методы экономики»:

- п. 1.4. Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений;

- п. 2.6. Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии.

Теоретико-методологической основой исследования выступают фундаментальные положения экономической науки, исследования отечественных и зарубежных авторов в области методов тарификации проезда по платным дорогам, имитационного моделирования транспортных потоков, систем поддержки принятия решений. В качестве основных методов, использовавшихся для решения поставленных в диссертации задач, необходимо выделить системный подход, методы сбора, обработки и представления данных о функционировании платной автомобильной дороги, методы имитационного моделирования работы автомобильных дорог по пропуску транспортных потоков, методы компьютерной визуализации данных и проведения многовариантных расчетов на основе баз данных, новые подходы к анкетированию и выявлению предпочтений пользователей.

В процессе данного научного исследования были изучены различные материалы теоретического и методологического характера, использованы нормативные документы и публикации по проблематике исследования в экономических изданиях.

Информационной базой исследования, обеспечивающей репрезентативность первичных данных и достоверность, являются законодательные и нормативные акты федеральных и региональных органов государственной власти, данные национальных статистических служб зарубежных государств, определяющие условия деятельности платных автомобильных дорог в России, работы ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области принятия решений в условиях многокритериальности, монографии и публикации в периодической печати, материалы конференций, а также материалы электронных ресурсов сети INTERNET.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующих результатах, формирующих приращение научного знания:

- предложен новый набор потребительских качеств автомобильных дорог, учитывающих тип автомобильного транспортного средства (АТС) по классификации ЕС (средняя скорость движения, затраты времени, расход топлива, уровни безопасности и удобства движения) и шкалы их измерения; при этом уровень безопасности движения определяется по числу и степени опасности конфликтных ситуаций, возникающих в процессе движения для каждого типа АТС, а уровень удобства движения – по характеристикам режима движения (число торможений и ускорений, обгонов и смен полос движения, переключений коробки передач и т. д.); оценки потребительских качеств предлагается получать на основе имитационного моделирования работы автомобильных дорог по пропуску транспортных потоков;

- разработаны новое содержание и вид анкет для потенциальных пользователей платных автомобильных дорог с учетом результатов имитационных экспериментов по оценкам потребительских качеств альтернативных маршрутов, которые позволяют пользователю в четком и понятном ему виде оценить преимущества и недостатки альтернативных маршрутов и выявить свое предпочтение; разработаны модели и методика выявления предпочтений пользователей на основе результатов анкетирования;

- предложены математические модели, основанные на предпочтениях потенциальных пользователей, позволяющие оценивать зависимость влияния платы за проезд на интенсивность и состав транспортного потока на платной дороге, определяющие потенциальный доход;

- разработана информационная система для оценки и выбора решений о назначении величины тарифа за проезд, включающая в себя соответствующую базу данных о предпочтениях пользователей дорог, с применением системы управления базами данных Interbase; информационная система позволяет определить возможность окупаемости проекта в заданные сроки, предлагает различные варианты тарифа за проезд с учетом социально-экономического состояния региона проложения платной дороги, включая минимальный тариф и обеспечивающий максимальный доход.

Наиболее существенные результаты, полученные лично автором и выносимые на защиту:

- методика выявления предпочтений потенциальных пользователей платных дорог на основе анкетирования с учетом результатов имитационных экспериментов по оценкам потребительских качеств альтернативных маршрутов, включающая в себя базу данных по оценкам потребительских качеств платного и альтернативных ему маршрутов (заполненную по результатам имитационных экспериментов с моделями транспортных потоков во всем заданном диапазоне интенсивности и состава движения), определение содержания анкет с данными о сравнительных значениях потребительских качеств платного и альтернативного маршрутов для выявления предпочтений пользователей, создание базы данных о предпочтениях пользователей, методы сбора и обработки информации;

- экономико-математическая модель механизма оценки и выбора вариантов тарифа за проезд по платной автомобильной дороге, включающая в себя алгоритмы расчета влияния величины тарифа за проезд на интенсивность и состав движения по платной автомобильной дороге, учитывающие оценки потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог и предпочтения потенциальных пользователей, информация о которых хранится в вышеуказанных базах данных; предоставляет алгоритм расчета значений потребительских качеств и интенсивности и состава движения для любого значения тарифа за проезд, включая минимальный тариф и приносящий максимальную прибыль; позволяет определить оценку значения тарифа за проезд, обеспечивающего окупаемость проекта в заданные сроки, или невозможность окупаемости;

- инструментальные средства, в основу которых положена экономико-математическая модель механизма оценки и выбора вариантов тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам России, позволяющие их менеджменту визуально, количественно и качественно оценивать результат, оказываемый на состав транспортного потока и потребительские качества самой дороги;

- базы данных предпочтений пользователей дорог, многомерной матрицы результатов компьютерного эксперимента и системы управления ими, позволяющие хранить, обрабатывать и осуществлять быстрый поиск данных, необходимый лицам, принимающим решение о назначении тарифа за проезд.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость исследования определяется глубиной проработанности поставленных задач, заключается в обосновании и разработке методик и моделей для оценки и выбора тарифов за проезд по платным автомобильным дорогам России.

Практическая значимость результатов исследования состоит в их направленности на решение конкретных задач по оценке влияния платы за проезд на экономическую эффективность функционирования платной дороги в России. Разработанная в ходе исследования система инструментальных средств и методика её применения использованы в работах, проводимых » и . Применение указанной системы позволило повысить точность, скорость и качество принятых решений, что подтверждается справками о внедрении.

Апробация результатов исследования.

Основные положения, выводы, предложения и рекомендации диссертационного исследования опубликованы в 13 научных работах общим объемом 7,8 п. л. (в том числе без соавторов — 4,2 п. л.).

Основные результаты и положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на международной и российских научных конференциях в г. Москве.

Результаты выполненного исследования используются на практике, имеется авторское свидетельство об отраслевой регистрации разработки программного комплекса, отвечающего требованиям новизны и приоритетности: «ПРИОРИТЕТ».

Проведенные исследования позволили подготовить и внести ряд предложений по совершенствованию существующих методик тарификации проезда по платным дорогам.

Структура и объем диссертации. Цели и задачи исследования предопределили структуру диссертации, которая состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 114 наименований (включая справочники INTERNET), изложена на 147 машинописных страницах, содержит 17 рисунков и 4 таблицы.

В соответствии с целью и задачами исследования работа построена следующим образом:

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационного исследования, определены цель, задачи, приведена теоретическая и методологическая основа, информационная база исследования, отмечается научная новизна работы и положения, выносимые на защиту, а также практическая ценность работы, приводятся сведения об апробации полученных результатов.

В Главе 1 «Развитие платных дорог за рубежом и в России» анализируются существующие подходы к созданию государственно-частного партнерства и инвестированию в платные автомобильные дороги, методы назначения платы за проезд за рубежом и в России. На конкретных примерах рассматривается мировой и отечественный опыт выбора тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам. Приводится обзор развития и текущего положения в сфере платных дорог, в том числе основанных на государственно-частном партнерстве. Рассматриваются различные методы и модели для оценки потребительских качеств автомобильных дорог.

В Главе 2 «Теоретические основы назначения платы за проезд на основе оценки потребительских качеств дорог и изучения предпочтений потребителей» предлагается новая методика выявления предпочтений потенциальных пользователей платных дорог на основе анкетирования с учетом результатов имитационных экспериментов по оценкам потребительских качеств альтернативных маршрутов, рассматриваются методы имитационного моделирования транспортных потоков и оценки потребительских качеств автомобильных дорог, анализируется методика тарификации проезда по платным автомобильным дорогам России. Показан процесс формирования предлагаемой базы данных многомерной матрицы сравнительных характеристик платной дороги и альтернативных ей дорог. Описываются основные этапы методики тарификации проезда, целью которых является нахождение функции перераспределения потоков, зависящей от потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог и предпочтений пользователей.

В Главе 3 «Разработка инструментальных средств и методики их применения для назначения тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам России» описываются инструментальные средства, в основу которых положена экономико-математическая модель механизма оценки и выбора вариантов тарифа за проезд по платным автомобильным дорогам России, позволяющие их менеджменту визуально, количественно и качественно оценивать результат, оказываемый на состав транспортного потока и потребительские качества самой дороги. Предлагается и обосновывается целесообразность использования данного диссертационного исследования в качестве фундамента для системы поддержки принятия решения по назначению тарифа за проезд по платным дорогам в России. Описывается методика практического использования разработанных в рамках данной диссертационной работы системы инструментальных средств для сбора и обработки исходных данных, проведения анкетирования и анализа полученных результатов.

В Заключении изложены основные выводы и практические предложения, выработанные автором в ходе работы над диссертационной работой.

II. ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Обоснована возможность и перспективность разработки нового подхода к оценке и выбору вариантов тарифа за проезд на платных автомобильных дорогах России на основе методов имитационного моделирования транспортных потоков.

Институт платных дорог в течение многих лет успешно функционирует в большинстве развитых стран. В настоящее время имеются все предпосылки внедрения платных дорог и в Российской Федерации. Однако, существующие подходы к назначению платы за проезд обладают рядом недостатков, главными из которых являются следующие:

- недостаточный учет или игнорирование потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог;

- упор на специфику социально-экономического развития и традиции, включая политические, районов проложения платной дороги, что затрудняет выработку единого научного подхода к назначению платы за проезд;

- отсутствие достаточного обоснования подходов к выявлению сравнительных потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог на основании учета мнений потенциальных пользователей платной дороги.

- отсутствие обоснованных подходов к оценке выбора вариантов тарифа за проезд на платных автомобильных дорогах России.

В странах, где институт платных автомобильных дорог работает в течение десятков лет, вышеуказанные недостатки в основном преодолены за счет саморегуляции (типа явочного порядка) перераспределения транспортных потоков в зависимости от тарифов за проезд. Данная саморегуляция в неявном виде учитывает специфику социально-экономической ситуации соответствующих стран. Именно поэтому автоматический перенос опыта зарубежных стран в реалии России не представляется корректным.

Если имеется достоверная информация о потребительских качествах альтернативных маршрутов, то в принципе такого рода информацию после соответствующей обработки можно предоставить потенциальному потребителю для выявления его предпочтений по выбору маршрута движения. Обработав достаточного объема массивы предпочтений различных пользователей, можно получить оценку распределения предпочтений всех пользователей данных альтернативных маршрутов.

На основании такого распределения появляется реальная возможность управлять платной автомобильной дорогой как экономической системой, путем назначения тарифа за проезд. Описанную выше информацию о потребительских качествах автомобильных дорог, можно получить на основании имитационных моделей сложной системы «водитель—автомобиль—дорога—окружающая среда» (ВАДС).

Вышеуказанные процедуры определяют возможность и перспективность нового подхода к оценке и выбору вариантов тарифа за проезд на платных автомобильных дорогах России.

2. Формализован процесс оценки и выбора вариантов тарифа за проезд на платных автомобильных дорогах России на основе методов имитационного моделирования транспортных потоков. Предложены основные этапы методики оценки и выбора платы за проезд, целью которых является нахождение функции перераспределения потоков, зависящей от потребительских качеств платной и альтернативных ей дорог и предпочтений пользователей.

Цель методики оценки и выбора вариантов тарифа за проезд на платных автомобильных дорогах заключается в определении функции перераспределения потоков (конкретный вид которой является результатом работы имитационного комплекса программ), зависящей от платы за проезд; данная функция в конечном счете определяет выбор лицами, принимающими решение, конкретного значения тарифа за проезд.