Моделирование устойчивого развития территории на основе концепции умного города

Введение

Разбалансированность экономического развития, неравенство в социальной сфере и увеличивающаяся деградация окружающей среды все чаще ставят вопросы о новых принципах развития современных социо-эколого-экономических систем. Одним из таких подходов является концепция устойчивого развития [1].

Несмотря на значительные усилия, которые прилагают в современном обществе для достижения прогресса в направлении устойчивого развития, в настоящее время успехи не столь велики. При этом стоит отметить, что достижение локальных успехов при решении тех или иных проблем зачастую приводит к возникновению других проблем. Значительное число стран предпринимают усилия для решения проблем в сфере устойчивого развития преимущественно создав комплексные национальные стратегии с сопутствующими наборами проектов. Практика показывает, что успешные кейсы имеют общие характеристики. Такие инициативы устанавливают приоритеты и определяют долгосрочное видение целей и задач устойчивого развития, основываются на участии заинтересованных сторон, способствуют координации интересов при планировании конкретных проектов, демонстрируют национальную приверженность идеям устойчивого развития. Напротив, менее успешные инициативы в области устойчивого развития отличаются отсутствием системности в реализации, носят разовый характер, осуществляются исключительно сверху-вниз. Кроме того, ряд примеров свидетельствует о том, что кардинальная смена приоритетов в области устойчивого развития, отказ от уже достигнутых договоренностей и определенных результатов существенным образом снижает вероятность достижения целей устойчивого развития, приводит к нерациональному использованию ограниченных ресурсов [2].

Инструментарий достижения целей устойчивого развития территории объединяет стремления и возможности управленческих структур, гражданского общества и частного сектора. Основная идея реализации инициатив в сфере устойчивого развития территории заключается в сосредоточении внимания на том, что реально достижимо исходя из имеющихся ограничений ресурсного характера. Система мониторинга устойчивости развития территории является ключевым элементом успешной реализации инициатив в этом направлении. Мониторинг должен охватывать процессы (такие как качество и охват участия и информационные системы), результаты и изменение трендов развития.

Несмотря на значительные успехи отдельных субъектов в области достижения целей устойчивого развития, эта задача остается актуальной для исследования в обозримом будущем. Одним из перспективных подходов решения проблемы устойчивого развития территории, с нашей точки зрения, является подход, основывающийся на использовании передовых инноваций в сфере цифровых технологий в различных аспектах развития территории. В рамках развития городской среды такой подход получил название «умный город», при этом он все чаще используется для развития социально-экономических систем более высокого уровня, в частности регионов. Исходя из этого, целью настоящего исследования является разработка модели устойчивого развития территории на основе концепции умного города.

Концепция умного города как основа устойчивого развития территории

Современные тенденции в области социально-экономических процессов, связанные с глобализацией, усиливающимися вызовами и угрозами социально-экономического характера, усилением техногенного воздействия на окружающую среду и исчерпанием ограниченных природных ресурсов заставляют по-новому взглянуть на принципиальные основы существования общества. В этой связи термин «устойчивость» все чаще используется в качестве основы для объединения интересов по достижению экономического роста с целями сохранения природной составляющей и обеспечения социо-эколого-экономического баланса территории. Идеи устойчивого развития все чаще применяется в тех областях знаний, которые используют системный подход в решении общественных проблем, в том числе применяют его в вопросах территориального развития [3-5].

В качестве основного определения устойчивого развития в современной литературе используется определение, согласно которому под устойчивым понимается развитие, удовлетворяющее потребности настоящего поколения и не ставящее под угрозу возможности будущих поколений удовлетворять свои потребности. Устойчивое развитие исходит из трех принципиальных взаимосвязанных между собой измерений, характеризующих экономический рост, социальную справедливость и защиту окружающей среды [6].

В настоящее время вопросы достижения целей устойчивого развития в рамках развития той или иной территории занимают ключевое место среди исследователей. Среди основных условий для достижения целей устойчивого развития можно отметить следующие [7]:

- борьба с причинами деградации окружающей среды, социальными вызовами, экономическими кризисами, а не с их последствиями;

- формирование и развитие новых моделей социально-экономической политики, уход от тупиковых моделей постоянного расширения производства и потребления;

- решение демографических проблем;

- использование в хозяйственной деятельности технологий чистого производства с получением минимального негативного воздействия на окружающую среду и сокращением использования различных ресурсов;

- использование системного подхода, осознание связей между природной средой, экономикой и социумом;

- использование системы оценки рисков при принятии решений в экологической, экономической, социальной сфере;

- развитие экологической культуры населения, формирование ответственного поведения в экологической сфере;

Среди основных средств реализации инициатив устойчивого развития территории можно отметить следующие инструменты. Во-первых, это организация мероприятий по продвижению идей устойчивого развития, позволяющие реализовать принципы сбалансированного сосуществования природной среды, экономики и общества. Во-вторых, это инструменты стратегического планирования, позволяющие выработать общие подходы к решению проблем устойчивого развития на уровне территории. В-третьих, инструментарий достижения целей устойчивого развития. В-четвертых, это принципы и стандарты, которые должны быть приняты заинтересованными сторонами для реализации инициатив устойчивого развития. В-пятых, это реализация пилотных проектов, способствующие вовлечению широкого круга лиц в решение проблем устойчивого развития и их обучению. Наконец, необходимым условием успешной реализации инициатив в сфере сбалансированного экологического, экономического, социального развития является создание структуры управления этим процессом, формирование системы норм и правил реализации инициатив по устойчивому развитию, институционализация деятельности по достижению целей устойчивого развития. Такая управляющая структура выступает координатором механизмов реализации инициатив в сфере устойчивого развития, а также реализует полномочия по управлению процессами и ресурсами, необходимыми для достижения целей устойчивого развития.

Достижение целей устойчивого развития требует глубоких структурных изменений и новых методов работы в общественной жизни. В рамках экономической трансформации важным является содействие справедливому распределению доходов, реформирование налогово-бюджетной политики, снижение экономического неравенства среди населения. Реализация инициатив устойчивого развития требует институциональных преобразований, формирования формальных институтов поддержки устойчивого развития, а также создания неформальных принципов развития общества с учетом балансировки интересов в экологической, социальной, экономической сфере.

Все чаще идеи устойчивого развития используются для развития конкретных социально-экономических систем, территориальных комплексов, крупных агломераций. Действительно, в рамках исследования функционирования экономики именно агломерации, крупные города играют все более важную роль, выступая местами создания экономических благ, точками притяжения всех видов ресурсов, центрами инновационной активности. Все чаще в научной литературе отмечается тот факт, что именно города в ближайшей перспективе будут играть ключевую роль в развитии экономики стран, конкурировать за ресурсы, определять векторы социального и культурного развития. С другой стороны, современные города в полной мере испытывают на себе проблемы социального, экономического, экологического характера, тормозящие их развитие. В этой связи идеи устойчивого развития все чаще рассматриваются в качестве ориентира для осуществления преобразований в городах [8,9]. Для эффективного достижения целей устойчивого развития необходимо оценить ситуацию в экономической, социальной и экологической сфере города, его ресурсный потенциал, выявлять сильные и слабые стороны развития территории, позволяющие принимать эффективные управленческие решения [10].

Результативным инструментом принятия решений в сфере устойчивого развития городских территорий является практики вовлечения местного населения в процессы управления развитием территории на основе идей сбалансированности и устойчивости. Общественное участие как инструмент поддержки принятия обоснованных решений обладает рядом преимуществ. Во-первых, это предупредительный характер, т.е. вместо того, чтобы бороться с последствиями, общественное участие обращается к первопричине, изменяя механизмы принятия решений. Во-вторых, общественное участие носит сквозной, единый характер для совершенно разных областей и проблем, то есть механизмы общественного участия, приёмы и закономерности будут примерно одинаковы. В-третьих, общественное участие, развиваясь в одной области, задаёт цели, которые могут быть достигнуты в других областях [11]. Использование инструмента общественной вовлеченности позволяет создать обратную связь, позволяющую оперативно реагировать и оценивать изменения в развитии городской среды, вызванные теми или иными управленческими решениями.

Современные подходы в управлении городами акцентируют свое внимание на измерении результатов, оценке эффективности системы принятия решений. Таким образом особую значимость в управлении городом приобретают методы количественной оценки результатов: как через оценку эффективности путем сопоставления результатов и затрат, так и результативности, определяемой в ходе сопоставления фактического результата с планируемым [12, 13].

Современные проблемы городских территорий заставляют искать новые идеи для устойчивого развития территорий. Одной из наиболее эффективных концепций в условиях формирования цифрового общества является концепция умного города [14]. Умные города представляют собой ответ на вызовы современности, являясь симбиозом физического и социального пространства города с новыми интеллектуальными технологиями [15]. В целом можно сделать вывод, что модель умного города отражает идеи концепции устойчивого развития, при этом цифровые технологии являются инструментом для достижения целей сбалансированного развития [16]. Концепция устойчивого развития и модель умного города представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Концепция устойчивого развития и концепция умного города

*составлено автором

Современные решения в области развития городской среды, основанные на интенсивном использовании технологий, содействуют повышению производительности и эффективности городского управления. Таким образом, интеграция технологических новаций одновременно с учетом социальных особенностей способствует повышению качества жизни граждан и формированию новых условия для городского развития [17, 18].

Среди основных целей устойчивого развития умных городов можно отметить следующие: повышение качества жизни его граждан; обеспечение экономического роста с лучшими возможностями трудоустройства; повышение благосостояния граждан путем обеспечения доступа к социальным и общественным услугам; внедрение экологически ответственного и устойчивого подхода к развитию; обеспечение эффективного предоставления основных услуг и инфраструктуры, таких как общественный транспорт, водоснабжение и водоотведение, телекоммуникации и другие коммунальные услуги; способность решать проблемы изменения климата и окружающей среды; обеспечить эффективный механизм регулирования и местного управления, обеспечивающий справедливую политику [19].

В целом можно выделить несколько этапов формирования модели устойчивого развития городской территории на основе модели умного города. Во-первых, это анализ существующего опыта развития городов в реализации идей устойчивого развития. Во-вторых, совершенствование существующих инструментов реализации идей устойчивого развития. В-третьих, это информирование о результатах трансформации городской среды в рамках концепции умного города, обмен опытом, вовлечение граждан в процессы реализации идей устойчивого развития на основе одели умного города. В-четвертых, реализация изменений, чтобы обеспечить непрерывность процесса трансформации, стимулируя процесс изменений посредством создания новой серии мероприятий по изменению, направленных на реализацию долгосрочной цели формирования устойчивого развития городской среды на основе модели умного города [20].

Ключевую роль в развитии современных агломераций играют органы местного самоуправления. Среди изменений, вызванных процессами глобализации, все чаще прослеживается тенденция по усилению влияния местного самоуправления. Из вышесказанного очевидно, что структурам местного самоуправления необходимы различные ресурсы, чтобы они могли выполнять задачи по повышению качества жизни местного населения [21].

Процедура исследования

В качестве объекта исследования в настоящей статье рассмотрели современную концепцию устойчивого развития территории и модель умного города, использование которой в реальной практике способствует достижению целей устойчивого развития городской среды. Предмет настоящего исследования – экономические отношения, формирующиеся в различных направлениях хозяйственного применения цифровых технологий в рамках достижения целей устойчивого развития современных городов. Анализируемые данные – научные исследования, отраженные в периодической печати, статистические материалы социально-экономического развития крупных городов РФ (Екатеринбург, Пермь, Челябинск, Тюмень), а также авторские результаты в рамках исследования процессов устойчивого развития современных городов в рамках реализации идей по цифровизации городской среды. Методы исследования - системный логический анализ предыдущих публикаций по тематике устойчивого развития территорий на основе модели умного города, а также математические методы обработки статистических данных. При расчете индексов устойчивого развития крупных городов показатели нормировались, т.е. переводились в значения от 0 до 1. Формула расчета индекса устойчивого развития города: где

I – индекс устойчивого развития города;

– i-ый показатель устойчивого развития;

n – число показателей устойчивого развития.

В целом отметим, что аналогичные методики оценки устойчивого развития территорий приняты как на международном, так и на национальном уровнях.

Результаты исследования

Анализ подходов к моделированию устойчивого развития территорий на основе имплементации идей умного города формирует понимание общих принципов, этапов в области построения модели устойчивого развития территории на основе концепции умного города (рис. 2).

Рис. 2. Концептуальная модель устойчивого развития территории на основе модели умного города

* составлено автором

Данная модель в общих чертах отражает мнение исследователей о процессе устойчивого развития территории на основе идей умного города. Отличительной чертой представленной модели является то, что она объединяет основные аспекты устойчивого развития территории в рамках идей умного города. Как видно из представленной модели, в ее основе лежит целеполагание развития территории в контексте устойчивости и сбалансированности интересов различных заинтересованных сторон. Действительно, хотя общая идей устойчивого развития исходит из того, что необходимо учитывать и согласовывать интересы в экономической, экологической, социальной плоскостях, те или иные территории отличаются соотношением уровней развития в этих направлениях. Другими словами, можно сказать, что в отдельных территориях преобладают проблемы экологического или социального характера, а где-то достаточно остро проявляются проблемы экономического характера. Таким образом, при моделировании устойчивого развития конкретной территории важно учитывать проблемы развития данной территории, и, соответственно, исходя из выявленных проблем формировать целеполагание для их решения.

Важным этапом моделирования развития территории в условиях цифровизации является формирование и исследование цифровой инфраструктуры [22]. Цифровые технологии в последнее время начинают играть все более важную роль в территориальном развитии, формируют конкурентные преимущества, создают условия для повышения устойчивости и сбалансированности территориального развития. Использование таких технологий позволяет повысить качество принимаемых решений, выявить и проанализировать закономерности, не поддающиеся исследованиям без применения инноваций в цифровой сфере.

При реализации инициатив устойчивого развития на основе модели умного города важным становится повышение экологического, экономического, социального потенциала территории, создания новых инструментов для территориального развития. Среди основных факторов, способствующих развитию потенциала территории, с нашей точки зрения, можно выделить следующие факторы. Во-первых, это инфраструктура. Формирование достаточной инфраструктуры, создание единой экосистемы умного города, позволяющей обмениваться данными, координировать усилия участников, анализировать данные и принимать на этой основе эффективные решения позволяет перевести значительную часть социально-экономических активностей в цифровой формат, что снижает издержки взаимодействий и повышает эффективность функционирования объектов умного города. Во-вторых, это развитая система планирования, позволяющая определить и сформулировать основные цели, задачи, планируемые результаты системы устойчивого развития территории. В-третьих, это кооперативные связи и сетевые структуры, включающие представителей инновационных компаний, органов управления, научного сообщества, местного населения, объединяющих идеи развития территории на основе устойчивого развития. В-четвертых, это управление. Система управления современными городами требует серьезной перестройки и реорганизации, чтобы удовлетворять целям устойчивого развития. Основная проблема, связанная с управлением современными городами, заключается в том, что местные власти не имеют достаточных ресурсов для реализации проектов, которые направлены на повышение качества местного населения. В значительной степени такие ресурсы привлекаются благодаря реализации региональных и федеральных проектов. Между тем именно обеспеченность ресурсами, возможность реализовывать проекты на местном уровне является важным фактором повышения потенциала территории и качества жизни местного населения. Кроме того, значительная часть проектов федерального или регионального уровня являются достаточно ограниченными по времени, что затрудняет планирование развития городской территории в долгосрочной перспективе из-за неопределенности в ресурсном обеспечении такого планирования. Еще одной проблемой управления современными городами является несогласованность целей развития, а также стремление добиться краткосрочных результатов, не ставя приоритетов по достижению более существенных, но долгосрочных целей. При этом достижение краткосрочных целей, как правило, связано с реализацией проектов в экономической сфере. Для этого привлекаются крупные инвесторы, финансово-промышленные группы, основной целью которых является извлечение прибыли, а не достижение целей устойчивого территориального развития. Практика показывает, что при реализации краткосрочных проектов, рассчитанных на извлечение прибыли, зачастую нарушаются сбалансированность долгосрочного развития. В-пятых, важным является развитие человеческого капитала как важнейшего фактора для преобразований в обществе и перехода на траекторию устойчивого развития. В-шестых, это информационная база, связанная с формированием набора актуальной информации о экономических, социальных, экологических процессов на определенной территории.

В рамках настоящего исследования был проведен анализ показателей устойчивого развития на примере крупных городов РФ (Екатеринбург, Пермь, Тюмень, Челябинск), построен индекс устойчивого развития данных городов по данным 2017-2019 гг. (рис. 3).

Рис. 3. Индекс устойчивого развития крупных городов РФ, 2017-2019 гг.

* составлено автором

В рамках исследования проанализировано 48 показателя трех направлений устойчивого развития (экономика, экология, социальная сфера) Екатеринбурга, Перми, Челябинска, Тюмени. В целом можно отметить, что используемые показатели характеризуют уровень устойчивого развития муниципальных образований и соответствуют международным индикаторам, использующимся при оценке степени устойчивого развития той или иной территории. Результаты исследования показывают, что наибольшую степень устойчивости в своем развитии достиг Екатеринбург. На втором месте по уровню устойчивого развития находится Челябинск, третье и четвертое место, соответственно, занимают Пермь и Тюмень. Для более детального анализа рассмотрим отдельные компоненты устойчивого развития данных городов.

Рис. 4. Компоненты устойчивого развития крупных

городов РФ

* составлено автором

Что касается экономического развития рассматриваемых городов, то лидером в этом направлении является Екатеринбург (рис. 4.). Он лидирует по таким показателям, как объем платных услуг населению предоставленных в рассматриваемом периоде, инвестиции в основной капитал, осуществляемые организациями, находящимися на территории муниципального образования, доходы местного бюджета, фактически исполненные, оборот розничной торговли, величина налога на доходы физических лиц. Что касается остальных рассматриваемых городов, то они характеризуются схожими показателями экономического развития.

В рамках рассмотрения экологической компоненты устойчивого развития крупных городов можно сделать вывод, что Екатеринбург отстает от таких городов как Пермь и Челябинск, но опережает Тюмень. Екатеринбург лидирует по такому показателю, как текущие (эксплуатационные) затраты на охрану окружающей среды, включая оплату услуг природоохранного назначения. При этом наблюдается существенное отставание по таким показателям, как уловлено и обезврежено загрязняющих веществ в процентах от общего количества загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, а также количество объектов, имеющих стационарные источники загрязнения. Кроме того, Екатеринбург существенным образом отстает от других городов в таком показателе, как вывоз твердых коммунальных отходов на объекты, используемые для обработки отходов.

В рамках исследования социальной компоненты устойчивого развития рассматриваемых городов можно сделать вывод, что в данном направлении Екатеринбург также опережает такие города как Пермь, Челябинск, Тюмень. Екатеринбург опережает рассматриваемые города по числу спортивных сооружений, количеству лечебно-профилактических организаций, по количеству дошкольных образовательных организаций, по количеству прибывших человек, по потреблению отдельных видов коммунальных ресурсов на душу населения. При этом стоит отметить, что Екатеринбург существенным образом отстает от других городов по такому важнейшему показателю, как общий коэффициент смертности.

Практика показывает, что моделирование устойчивого развития территории на основе идей умного города требует совершенствования инструментария оценки устойчивого развития городской среды. В этой связи важным является разработка адекватной системы показателей устойчивости развития городской среды. Такая система должна включать основные индикаторы, характеризующие уровень развития территории в контексте экологического, экономического, социального развития. При этом отметим, что достаточно сложно разработать универсальную систему показателей, характеризующую уровень устойчивого развития различных территорий. Это объясняется, во-первых, тем, что различные города имеют разные цели и приоритеты для устойчивого развития, а, во-вторых, тем, что обладают разными характеристиками, что делает их трудно сравнимыми в перспективе. Таким образом, вероятней всего, в рамках развития конкретного города необходимо создавать собственную систему показателей устойчивого развития, отражающие основные цели данной территории. Кроме того, в рамках моделирования устойчивого развития городской территории необходимо создавать и совершенствовать методологию оценки устойчивого развития, направленную на выявление закономерностей социально-экономического и экологического характера. В рамках устойчивого развития городской среды на основе идей умного города важным является оценка влияния реализации проектов по цифровизации городской среды на устойчивое развитие территории. Такой анализ позволяет выявить наиболее перспективные проекты, позволяющие существенным образом повысить устойчивость развития городской среды.

Обсуждение результатов

Идеи устойчивого развития на основе модели умного города все чаще становятся доминирующими в рамках трансформации современных городов. Такие тенденции наблюдаются и в России, где модель умного города активно внедряется в столице, крупных и малых городах. При этом стоит отметить, что различные города имеют различные характеристики, приоритеты развития и текущие результаты, исходя из которых необходимо развиваться тому или иному городу. Наш анализ показал, что крупные города имеют разные показатели устойчивости, исходя из чего можно предложить определенные решения по цифровизации городской среды, которые поспособствуют достижению целей устойчивого развития (таблица 1).

Таблица 1. Приоритеты развития умного города при реализации целей устойчивого развития

В целом необходимо отметить, что модель умного города представляется перспективным решением и для развития крупных промышленных городов России, таких как Екатеринбург, Челябинск, Пермь, Тюмень. Потенциал развития этих городов на основе идей умного города связан с рядом обстоятельств. Во-первых, города такого типа обладают значительным инновационным потенциалом, поскольку являются центрами образовательной деятельности. Во-вторых, здесь сосредоточен значительный экономический потенциал, такие города являются центрами притяжения разнообразных ресурсов. В-третьих, такие города обладают значительным промышленным потенциалом, местом создания инновационных продуктов. При этом, несмотря на развитость таких городов, они также все чаще сталкиваются с проблемами разнообразного характера в экологической, социально-экономической сферах, в вопросах транспортной инфраструктуры, жилищно-коммунального хозяйства.

Выводы

В современных условиях развития социально-экономических систем разного уровня становится очевидным, что без нахождения компромисса в социальной, экономической, экологической сферах развитие таких систем невозможно. Таким образом, необходимо реализовывать идеи устойчивого развития, основой которого могут стать инновации в сфере цифровых технологий.

В настоящем исследовании, выполненном с целью моделирования устойчивого развития городской среды на основе идей умного города, получены следующие результаты.

Во-первых, показано, что концепция устойчивого развития является приоритетом для большинства современных социально-экономических систем разного уровня, в том числе крупных городов.

Во-вторых, обосновано, что перспективным инструментом для практической реализации идей устойчивого развития городской среды является модель умного города, основой которой выступают современные цифровые технологии.

В-третьих, разработана авторская модель устойчивого развития городской среды на основе концепции умного города.

В-четвертых, проанализирован уровень устойчивого развития крупных городов РФ (Екатеринбург, Челябинск, Тюмень, Пермь) на основе данных официальной статистики, разработан ряд рекомендаций для повышения устойчивости данных городов на основе модели умного города.

Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в развитии идей устойчивого развития территорий на основе модели умного города. Практическая значимость исследования заключается в формировании возможных будущих исследований разумного хозяйствования в условиях цифрового общества.