Авторы
Машунин Юрий Константинович
доктор экономических наук, профессор кафедры "Государственного и муниципального управления"
Дальневосточный федеральный университет
Mashunin@mail.ru
Машунин Иван Александрович
ассистент кафедры "Экономика и управление на предприятии"
Дальневосточный федеральный университет
Mashunin@mail.ru
Аннотация
Актуальность работы обусловлена созданием качественной системы организации управления и прогнозирования социально-экономического развития региона (субъекта РФ). Рассмотрены существующие проблемы и проведен анализ организации управления экономикой регионом в современных условиях. Сформирована математическая модель развития экономики региона в виде векторной задачи математического программирования. Модель построена на основе межотраслевого баланса и учитывает инвестиционные вложения в каждую отрасль экономики региона.
Методы решения векторной задачи основаны на нормализации критериев и принципа максимина (гарантированного результата). Практическая реализация модели показана на статистических данных отдельного региона (Приморского края). В результате решения мы сформировали прогноз по основным показателям развития экономики региона на год, а также в динамике (на несколько лет). Направлениями дальнейших исследований авторы видят в разработке более совершенного программного обеспечения и его использования в практике прогнозирования каждого субъекта РФ.
Ключевые слова
Организация управления, Моделирование, Прогнозирование, Экономика региона, Векторная оптимизация.
Рекомендуемая ссылка
Authors
Mashunin Yury Konstantinovich
professor of the Department "State and municipal management"
Far Eastern Federal University
Mashunin@mail.ru
Mashunin Ivan Aleksandrovich
assistant of chair "Economics and management at enterprise"
Far Eastern Federal University
Mashunin@mail.ru
Abstract
Relevance of work is caused by creation of qualitative system of the organization of management and forecasting of social and economic development of the region (territorial subject of the Russian Federation). The existing problems are considered and the analysis of the organization of management of economy by the region in modern conditions is carried out. The mathematical model of develop-ment of economy of the region in the form of a vector problem of mathematical programming is created. The model is constructed on the basis of interindustry balance and considers investment investments in each branch of economy of the region. Methods of the solution of a vector task are based on normalization of criteria and the principle a maximine (the guaranteed result). Practical realization of model is shown on statistical data of the certain region (Primorsky Krai). As a result of the decision we have compiled a forecast on the main indicators of economic development of the region for a year, and also in dynamics (for several years).
The directions of further researches authors see in development of more perfect software and its use in practice of forecasting of each territorial subject of the Russian Federation.
Keywords
The organization of management, Modeling, Forecasting, Economics of the region, Vector optimization
Suggested Citation
В настоящее время в системе государственного и регионального управления основополагающими стали краткосрочные прогнозы. Это связано с возможностями прогнозирования в условиях нестабильной переходной экономики, при которых приемлемая точность прогнозов не обеспечивается. Эффективным инструментарием вариантного прогнозирования в данных условиях может быть информационное (статистическое) и математическое моделирование экономических систем, которое широко использовалось в работах зарубежных [18, 19,20], русских авторов [2, 3, 4, 13, 14,17]. Именно это направление рассматривается в данной работе, которая является дальнейшим развитием исследований авторов [5 — 10].
Целью данной работы является анализ организации управления экономикой регионом в современных условиях. Формирование математической модели развития экономики региона в виде векторной задачи и разработка на ее основе методологии моделирования, прогноза развития экономики региона на несколько лет с учетом инвестиционных процессов для последующего формирования бюджета региона.
Для реализации поставленной цели в работе рассмотрена схема организации управления экономики региона и представлена методология моделирования и прогноза развития экономики региона на несколько лет, которая включает:
Задача векторной оптимизации (модель экономики региона) решается в динамике на несколько периодов планирования, в итоге получаем макроэкономические показатели: прогноз валового объем продукции по отраслям региона (млн. руб.); прогноз прироста конечного спроса за счет инвестиций по отраслям; прогноз конечного спроса по отраслям; прогноз совокупного конечного спроса по отраслям региона; промежуточное потребление; инвестиции в прирост конечного спроса; ресурсы региона, промежуточные затраты, валовую добавленную стоимость, а также показатели второго уровня.
При практической реализации требования к функциям и структуре программного обеспечения могут быть сформулированы и согласованы с заказчиком при постановке задачи. Основным плановым документом социально-экономического развития региона является бюджет. Таким образом, результаты моделирования являются входной информацией для подсистемы – «Доходная часть бюджета региона» с формированием соответствующей документации.
Исследование организации управления экономикой региона и межотраслевых связей, проведенное с позиций системного подхода и теории управления [7], показало, что управление регионом осуществляется на двух уровнях экономики (управление предприятием, отраслью) и третий уровень — бюджетная сфера [6, 11], что и представлено на рис. 1.
Рис. 1. Схема организации управления регионом
На уровне экономики региона управление реализуется рынком. Это связано с тем, что план производства того или иного товара определяется самим производителем (фирмой) и соответственно они же управляют объемами производства этого товара, с учетом возможного спроса, конкурируя между собой (внутриотраслевая конкуренция). Субъектом управления является руководство фирмой. Государство не оказывает влияние на номенклатуру и объемы выпускаемой продукции, т. е. со стороны государства осуществляется децентрализованное управление фирмой. В индивидуальности все фирмы образуют 1 уровень управления региона. Объединение предприятий, выпускающих однородную продукцию, представляет отрасль. Субъектом управления отрасли является соответствующий департамент (управление) в администрации региона. Множество подобных отраслей в совокупности создают межотраслевую конкуренцию и образуют 2 уровень управления региона. Все предприятия (фирмы) и отрасли в совокупности образуют контур рыночного управления экономикой региона, что показано в нижнем блоке схемы организации управления регионом рис. 1. Объединение всех отраслей производства и реализации продукции представляет экономику региона, управления которой, как и экономикой отдельной фирмы децентрализовано. Но децентрализация не является полной, так как государство формирует налоговую политику, тем самым, определяя линию поведения каждой фирмы. Таким образом, в основе управления номенклатурой и объемами производства всех товаров, циркулирующих в регионе, а также стремлением производителей получить, как можно высокую прибыль от реализации этих объемов товара лежит механизм рыночной конкуренции (т. е. то, что называют «невидимой рукою» Адама Смита).
На уровне бюджета осуществляется управление социально-экономическим развитием региона, в рамках которого, в соответствии с теорией управления [7], регион разделен на два крупных блока: объект (природная среда, население, экономика региона) и субъект управления (решающий задачи планирования и контроля). Оба эти блока представлены на рис. 1. В общем, то считается, что такое управление и есть управление экономикой региона, хотя это есть лишь управление только бюджетной составляющей. Действительно, статистические данные, представленные в табл. 1 (блок «Статистика») основными экономическими показателями за 2011, показывают, что в динамике объем валового регионального продукта (546552) более чем в пять раз превышает доходы бюджета (109762).
Эти два уровня экономики и бюджета региона взаимосвязаны:
Построение модели развития экономики региона представим в виде векторной задачи линейного программирования. Для построения модели используем агрегированную модель экономики региона («отрасли — регион»), являющейся дальнейшим развитием модели, представленной в [6, 7, 10].
Введем понятие вектора переменных (управляющих переменных), критериев и ограничений, накладываемых на развитие экономики региона.
Вектор переменных. В его качестве примем:
X(t)={xj(t), j=} – вектор-столбец, каждая компонента которого определяет валовой объем выпуска продукции j-го вида деятельности в t-ом периоде (t∈Т), показан на рис. 1, где n – множество видов деятельности на уровне разделов и подразделов, в соответствии с ОКВЭД [13], т.е. — это агрегированные виды деятельности, которые примерно соответствуют отраслям в старом понимании этого слова, Т – плановый период.
Y(t)={yj(t), j=} – вектор-столбец, каждая компонента которого определяет конечное использование (конечный спрос) продукции j-го вида деятельности отрасли. Каждая компонента yj(t) является составной частью вектора xj(t). Для любой отрасли конечное использование yj(t) определяется суммой конечного потребления yjпот(t), накопления yjнак(t) и чистого экспорта yjэ(t):
yj(t) = yjпот(t)+yjнак(t) + yjэ(t) , j=.
I(t)={Ij(t), j=} – вектор-столбец, компонента которого определяет валовой объем инвестиций, вкладываемых в увеличение производственных мощностей.
В совокупности они определяют вектор переменных: X(t) ={X(t), I(t), Y(t)},
размерностью 3*n, который требуется определить на планируемый период.
Критерии. Цель развития региона определяется постоянным увеличением благосостояния каждого жителя региона, которое зависит от роста объема выпуска продукции каждого вида экономической деятельности (отрасли) и соответствующей заработной платой с одной стороны, и налоговых отчислений в бюджет государства с другой. Поэтому в качестве критерия примем максимум конечного использования (спроса) каждого вида продукции:
max Y(t) = {max yj(t), j =}.
Для оценки региона в целом учитываются агрегированные показатели:
Xval(t)= — валовой (совокупный) региональный продукт, представляющий сумму валовых выпусков продукции; Yval(t)=
— валовое конечное использование, представляющее сумму валового конечного использования выпусков продукции всех видов экономической деятельности.
В совокупности они представляет векторный критерий оптимизации:
Opt F(X,Y)= {max Y(t), max Xval(t), max Yval(t)}. (1)
Заметим, что векторная задача позволяет использовать и другие критерии отдельно или, добавляя их к векторному критерию, представленному в (1).
Ограничения. В модели экономики региона предусматривается три вида ограничений: балансовые, ресурсные и мощности.
Валовой объем выпуска производящей отрасли равен сумме стоимостей продукции произведенной этой отраслью и переданной во все отрасли:
Xi(t) =aijXj(t) + yi(t), i=
, (2)
где Xi – валовой выпуск продукции i-ой отрасли, aijXj(t) — промежуточное потребление, aij – коэффициенты прямых затрат, полученных от i-го вида деятельности, на производство единицы продукции j-го вида деятельности.
Уравнения (2) называются балансами «выпуска».
Валовой объем выпуска потребляющей отрасли равен сумме материальных затрат на продукцию производимую в других отраслях и денежный доход от производства продукции:
Xj(t) =aij′ Xj(t)+zj(t), j=
, (3)
где zj(t) – денежный доход от производства продукции j-ой отрасли, включающей в себя заработанную плату z1(t), налоги z2(t), амортизацию z3(t), прибыль z4(t) и пр., т. е. zj(t)=z1j(t)+z2j(t)+z3j(t)+z4j(t), j= — валовая добавленная стоимость j-го вида деятельности. Уравнения (3) — балансы «затрат».
В матричном виде эти ограничения примут вид:
X(t) = AX(t) + Y(t), X(t)=A′ X(t) + Z(t), (4)
где A = {aij, i,j=} – матрица прямых затрат.
В целом ограничения примут вид: RX(t) ≤ b(t0) + ∆b(t0 + ∆t), (5)
где b(t0) = {bi, i=} – объемы i-го ресурса, имеющегося в распоряжении региона на начальный период планирования t0∈T; ∆b(t0+∆t) = b(t0+∆t)-b(t0) – вектор приращений ресурсов, (t0+∆t), ∆t=0, 1, 2,…,Т.
xj(t0) ≥ xj(t) ≥ xj(t0+∆t), j=, (6)
где xj(t0) – объемы производства (объемы выполненных работ) j-го вида деятельности в t0 (базовом); xj(t0+∆t) – максимальные объемы производства, которые j-й вид может достичь на планируемый период времени (t0+∆t)∈T.
Региональная экономика направлена на повышения жизненного уровня населения региона — на увеличение продукции конечного использования (спроса – КС) всех видов деятельности региона, с учетом их воспроизводства на каждый период планирования. Эта целенаправленность можно выразить векторным критерием (1) при ограничениях по валовому объему выпуска производящей отрасли – межотраслевой баланс (2), по ресурсам (5) и мощностям (6), в совокупности они представляют векторную задачу линейного программирования:
Opt F(X, I, Y)={Y(t) = { max yo(t), o=}, (7)
max Yval(t)= yv(t), max Xval(t)=
xv(t)}, (8)
при ограничениях (I—A)X(t)-VI(t) ³ Y(t), (9)
X(t)=(1-kизн)X(t0) + φI(t), (10)
RX(t) ≤ b(t0) + ∆b(t+∆t), (11)
Tzmin≤RtrudX(t)≤Tzmax, (11’)
X(t0) ≤ X(t) ≤ X(t0+∆t), X(t0+∆t)=kX*X(t0),
I(t0) ≤ I(t) ≤ I(t0+∆t), I(t0+∆t)=kinv*I(t0),
Y(t0) ≤ Y(t) ≤ Y(t0+∆t), Y(t0+∆t)=kY*Y(t0), t0+∆t= t0, t0+1, …, t0 +T, (12)
где X(t)={X(t)={x(t), j=}, I(t)={I(t), j=
}, Y(t)={y(t), j=
}} — вектор неизвестных, X(t) — валовые выпуски, I(t) — инвестиции для всех отраслей (видов деятельности) и Y(t) — конечное использование региона на t∈ T;
F(X, I, Y) – векторный критерий (7), имеющий множество K=n+2 критериев, Y(t) критериев максимизации КС, критерия суммарного конечного спроса и валового выпуска регионального продукта в (8) соответственно;
(9) — межотраслевые балансовые ограничения с учетом инвестиций;
(10) – блок воспроизводства выпуска продукции с учетом инвестиций;
(11) – ограничения по ресурсам, в т. ч. трудовые ресурсы (11’);
(12)- ограничения по производственным мощностям, инвестициям и КС. Задача (7)-(12) представляет векторную задачу линейного программирования являющейся математической моделью развития экономики региона на дискретный (планируемый) период ∆t=0, 1, …, T , с учетом воспроизводства ресурсов (в рамках инвестиционного процесса) в каждом периоде ∆t∈T.
Для решения задачи (7)-(12) используется алгоритм, основанный на нормализации критериев и принципе гарантированного результата.
Задача (7)-(12) решается в динамике с периодом один год, ∆t=0, 1, …, T.
В результате решения получим: точку оптимума:
Xo(t)={Xo(t)={xv0(t), v=}, Io(t)={Iv0(t), v=
}, Yo(t)={yv0(t), v=
}}, где
Полученная точка оптимума {Xo(t), Io(t), Yo(t)} дает возможность определить основные технико-экономические показатели региона, включенные в план, и соответствующие межотраслевые затраты: Xo(t)=aovxo(t), ∀o∈ O.
Практическая реализация задачи (7)-(12) распадается на два этапа:
Механизм государственного регулирования экономики региона с использованием модели включает семь блоков: 1) анализ отчетных (статистических) данных за год и построение на их основе межотраслевого баланса;
2) постановка задачи: формируется цель экономического развития и расчет коэффициентов динамической модели экономики региона;
3) построение математической модели развития экономики региона в виде векторной задачи и формирование численной модели экономики региона;
4) процесс моделирования, в результате которого получим объемы валовых выпусков, конечного использования продукции отраслей региона на год;
5) формирование на годовой период показателей развития экономики региона, которые в совокупности представляют финансовый план региона;
6) прогнозирование развития экономики региона в динамике — на трех летний финансовый план региона, в т. ч. налоговые отчисления, определяющие доходную часть бюджета региона одно — трех летний период;
7) принятие управленческого решения окончательного по развитию экономики региона — административное воздействие (регулирование).
Анализ статистических данных, представленных основными экономическими показателями в табл. 1 в соответствии [11], характеризуют экономику региона в целом.
Таблица 1 — Объем и динамика валового регионального продукта
Источник: графы «Статистика» [11]; графы «Моделирование» — расчетные.
Базой для модельных построений использованы статистические данные: «Счет производства по видам экономической деятельности» Приморского края за 2013 [11], представленные в табл. 2.
Экономические показатели: ресурсы (Валовой выпуск) региона, промежуточное потребление, валовой региональный продукт (ВРП) по состоянию на 2013 год разбиты на пятнадцать отраслей [11] в соответствии с ОКВЭД [13].
Показатели табл. 2 перенесены в межотраслевой баланс табл. 4: ресурсы (валовой выпуск) Приморского края: {Xj(t), j=}, n=15 – представлены в 23 графе и 21 строке межотраслевого баланса; промежуточное потребление
, где AiX агрегированное промежуточное потребление i=
отрасли, 16 строка табл. 4; валовую добавленную стоимость: Z(t) – 20-я строка.
Таблица 2 — Счет производства по видам экономической деятельности в 2013 году
(в текущих основных ценах; млн.рублей)
Источник: [11]
Расчет величин промежуточного потребления по всем видам экономической деятельности xij(t) , i=, j=
произведен на основе процентной структуры межотраслевого баланса по РФ[1] по каждому виду экономической деятельности, которые представлены в табл. 3. Данные табл. 3 рекомендуется использовать только при первоначальной настройке программного обеспечения.
Таблица 3 — Структура промежуточного потребления межотраслевого баланса на 2003 г.
В дальнейшем, при реальных расчетах структура межотраслевого баланса по каждому региону может быть рассчитана на основе статистических данных, которые, согласно Распоряжению Правительства РФ [12] … о разработке базовых таблиц «затраты — выпуск» за 2011 год и последующие годы, и должны быть опубликованы на сайтах региона.
В 16 строке МОБ представлена сумма xij(t)’, j= — Итого промежуточное потребление. В 16 графе МОБ представлена сумма xij(t), i=
— Итого промежуточный выпуск. Аналогично выполним расчет:
Конечное потребление домашних хозяйств; Конечное потребление на коллективные услуги; Конечное потребление на индивидуальные услуги; Валовое накопление основного капитала; Изменение запасов материальных средств; графа 22 — Итого конечный спрос;
Таблица 4 — Межотраслевой баланс экономики региона (Приморского края за 2013 год), млн. руб.
Для построения численной динамической модели экономики региона (7)-(12) на основе модели матрицы межотраслевого баланса табл. 4, представленной в системе Matlab матрицей: Balans=, выполним расчет коэффициентов динамической модели, которые разделены на три блока:
Блок 1. Проверка исходных данных включает следующие расчеты:
Итого промежуточной выпуск (сумма столбцов 1-15) – результат выдается в виде вектора-столбца (идентификатор AX), он должен совпадать с16-м столбцом;
Итого конечный спрос (сумма столбцов 17-21) – (идентификатор Y), он должен совпадать с 22 столбцом Y(t)={Yij(t), i=, j=22};
Итого промежуточное потребление (сумма по столбцам 1-15) – (идентификатор PromP_AX), он должен совпадать с 16 строкой;
Итого Валовой объем Х (сумма столбцов 16+22) – (идентификатор AX_Y), он должен совпадать с 23 столбцом;
Итого валовая добавленная стоимость (Сумма ВДС по строкам с 1 по 15 столбец) – (идентификатор SumZ2), он должен совпадать с 20 строкой Z(t)=, Z(t)= z17j(t)+z18j(t)+z19j(t);
Итого Затраты Х’ (сумма строк 17+20) – (идентификатор VsegoResurs), он должен совпадать с 21 строкой.
Блок 2. Расчет коэффициентов Межотраслевого Баланса
Коэффициенты прямых затрат получены путем деления матрицы промежуточного потребления Аish на вектор-столбец валовых выпусков:
A=, где aij=
≥ 0, i=
, j=
. (13)
Проверка на «продуктивность» выполняется путем суммирования коэффициентов прямых затрат. Получим вектор – строку А_PP, коэффициенты которой должны быть меньше единицы. Например, для 2013 года
%A_PP={0.4509 0.4825 0.5983 0.7330 0.6842 0.5786 0.3525 0.4029 0.4321 0.5306 0.2869 0.3127 0.2557 0.3055 0.3689}.
Матрица коэффициентов конечного использования:
Y= , где yij =
≥ 0, i=
, j=
. (14)
Матрица коэффициентов ВДС — получена путем деления матрицы Z (стоки 17-18 Баланса 2013 года Приморского края табл. 1) делим на вектор-столбец валовых выпусков (столбец 23):
Z=, где zij=
≥ 0, i=
, j=
. (15)
Коэффициенты полных затрат представлены матрицей В, B=(I—A)^-1.
Блок ресурсов модели (7)-(12) включает ограничения трудовые затраты.
Коэффициенты трудовых затрат: t={, j=
} (16)
получены делением трудовых затрат по каждой отрасли на вектор-столбец валовых выпусков соответственно, например, для 2013 года: t =[1.7480 0.6778 0.8649 0.5903 0.4849 0.7445 1.1085 1.7390 0.5265 3.0534 0.7296 0.9269 2.7740 1.4984 2.5410], количество чел./1млн. продукции отрасли.
Блок мощностей включает ограничения по объемам произведенной продукции (отчет) за текущий (to) и плановый период (to+∆t):
Xiot(to) ≤ Хi ≤ Xiplan(to+∆t), i=, Xplan(to+∆t)=Xot(to)+10%Xot(to) (17)
где Xot(to)={44050 47210 13870 193130 70120 80600 166890 14380 208930 4590 83600 78760 29920 440500 15350}′ — 23 графа табл. 4.
Эти данные используются для построения модели и последующих расчетов.
Блок 3. Построение коэффициентов инвестиций в модели региона.
Инвестиции I(t)={Iv(t), v=}, вкладываемые в экономику региона по каждой отрасли, рассчитываются на основе данных о производственных фондах региона, полученных на стадии проектирования строительства.
Φо(t)={Φvo(t)=Φvp(t), v=
, p∈ Po}, ∀o∈O. (18)
где Φvo(t), o= — вектор – столбец объемов ОФ, который сформировал v-й вид деятельности в общем объеме ОФ o-й отрасли как суммы p∈Po предприятий. Отсюда можем подсчитать общую сумму ОФ отрасли:
Φ∑o(t)=Φvo(t), на ее основе, определить долю всех видов деятельности от величины суммы ОФ, которые в совокупности представляют вектор-столбец:
δо(t)={δvo(t)=Φvp(t)/Φ∑o(t)}T, o∈Vo, где
=1, ∀o∈Vo, (19)
В целом по всем видам деятельности {δvo(t), v=, o=
}, представляет матрицу норм воспроизводства всех видов деятельности: Vδ=
.
В нашем примере с численной моделью с пятнадцатью отраслями матрица Vδ= построена исходя из предположения, что затраты на воспроизводственные фонды будут пропорциональны промежуточным затратам, представленных в матрице A=
. В итоге, после нормирования, матрица коэффициентов (норм) воспроизводства продукции по O=15 отраслям примет вид: V=
,
Выполним проверку в системе Matlab: Vinv=[(V*0.1*Y)’; 0.1*Y ‘ ] .
В результате решения получим: Vinv=[1965 500 318 8964 586 3868 13093 120 15282 53 4396 5387 1359 1422; 1965 500 318 8964 586 3868 13093 120 15282 53 4396 5387 1359 1422], т.е. полученная сумма объемов продукции конечного спроса (конечного использования) за счет инвестиций по всем отраслям равна 0.1*Y и может использоваться в прогнозе на последующие периоды.
Объем инвестиций Ij, j= направлен на восстановление изношенных фондов и создания новых. Объем инвестиций Ij лежит в пределах от минимального восстановления изношенных основных фондов: Ijmin до величины инвестиций Ijmax= Ijmin +Ijinv, выделенных фирмами, регионом и государством:
Ijmin ≤ Ij ≤ Ijmax, j=, где Ijmin зависит от величины износа основных фонтов и определяется: Ijmin= KiznXot/KiFondov, KiFondov – коэффициент использования основных фондов;
Ijmax= Ijmin +Ijinv, Ijinv= Ijinv.f.+Ijinv.reg.+Ijinv.gos.: Ijinv — величина инвестиций выделенных фирмами Ijinv.f, регионом Ijinv.reg, государством Ijinv.gos. Объем выделенных инвестиций по каждой отрасли обозначим: I(t0+∆t)=[I1, I2, … , I15].
Коэффициент «фондоотдачи» — равен отношению валового объема j-го вида продукции к объему основных фондов KiFondov = Xjval(t0)/Φj(t0), j=.
Математическая модель развития экономики региона представлена в виде векторной задачи (7)-(12). Используя рассчитанные коэффициенты, математическая модель экономики региона (7)-(12) преобразуется в численную модель.
Численная модель региональной экономики включает построение критериев (7)-(8) и ограничений (9)-(12).
Векторный критерий F(X, Ŷ, Ȳ) представлен множеством K=n+2 критериев. Он состоит из Y(t)={Ŷ +Ȳ} – n критериев максимизации конечного спроса всех видов экономической деятельности (отраслей) региона, а также критериев суммарного конечного спроса Yval(t)= и валового выпуска регионального продукта Xval(t)=
в (8). Ограничения представлены балансовыми уравнениями, ограничениями по трудовым ресурсам, производственным мощностям.
Балансовые уравнения задачи (9) включают три блока:
Блок ресурсных затрат определяется только трудовыми ресурсами (11′), коэффициенты которых t, j= рассчитаны в (16).
Производственные мощности определяются валовыми объемами производства (12): Xiot(to) ≤ Хi ≤ Xiplan(to+∆t), i=, где Xot(to) — 23 графа табл. 6.5; Xplan(to+∆t)=Xot(to)+10%Xot(to). % Xplan(to+∆t)=48460 51930 15260 212450 77130 88660 183570 15810 229820 5040 91960 86630 32910 48450 16880.
Объемы конечного использования 2013 по каждой отрасли представлены в 22 графе: Y(t)= Yot.
Y(t)={Ŷ +Ȳ}, YinvOt ≤Ŷ≤YinvMax, YbMin ≤Ȳ≤Ybmax,
где YinvOt=0.1*Y(t), YinvMax=1.1*YinvOt; YbMin,=0.9*Yot, YbMinYbmax,=1.1*YbMin,
Ограничения по трудовым ресурсам региона определяются нижним пределом Tzmin = SummaTz = 985000, представленной в 22 строке баланса, и верхнему пределу, который определяется увеличением трудовых ресурсов на 5%, Tzmax=1.05*Tzmin=1034250.
В итоге, с учетом целенаправленности региона, представим практическую (численную) модель экономики региона (Приморского края) в виде векторной задачи линейного программирования во фрагментарном виде:
Opt F(X, Ŷ, Ȳ)={max Y(t0+∆t)=
{ max ŷ1(t0+∆t) + ȳ1(t0+∆t),…, max ŷ15(t0+∆t) + ȳ15(t0+∆t)},
max X val(t0+∆t)≡ xj(t0+∆t), max Yval(t0+∆t)≡ ȳj(t0+∆t)}, (20)
-0.8537х1+0.0738х2+0.0310х3+…+0.0354х14+0.0153х15 —
—0.0928ŷ1-0.0501ŷ2-…- 0.0224ŷ14 -0.0034ŷ15 — ȳ1 ≤ 0; (21)
0.0380х1 -0.8180х2+0.0002х3+ …+0.0021х14+0.0050х15 —
—0.0028ŷ1-0.0143ŷ2— … — 0.0002ŷ14-0.0001ŷ15 — ȳ2≤0; (22)
…
0.0221х1+0.0187х2+0.0310х3+…-0.9709х14+0.0254х15 —
—0.0065ŷ1-0.0059ŷ2-…-0.0086 ŷ14-0.0026 ŷ15 —ȳ14≤0; (34)
0.0011х1+0.0069х2+0.0210х3+…+0.0142х14-0.9669х15 —
—0.0001ŷ1-0.0009ŷ2-…-0.0018ŷ14-0.0014 ŷ15 —ȳ15≤0; (35)
985000≤1.7480x1+0. 6778x2+…+1.4984x14+2.5410x15 0…0 ≤1034250, (36)
44050≤x1≤48460, 47210≤x2≤51930,.., 440500≤x14≤48450, 15350≤x15≤16880, (37)
1960≤ŷ1≤ 2160, 500≤ŷ2≤ 550, 320≤ŷ3≤ 350,…,1420≤ŷ14≤1560, 250≤ŷ15≤270, (38)
17680≤ȳ1≤ 19450, 4500≤ȳ2≤ 4950, …,1280≤ȳ14≤14080, 2250≤ȳ15≤2470, (39)
X(t0+∆t)=KX*X(t0), Ŷ(t0+∆t)=Kinv*Ŷ(t0), Ȳ(t0+∆t)=KY* Ȳ(t0),
t0+∆t= t0, t0+1, …, t0+T, (40)
где векторный критерий (20) F(X, Ŷ, Ȳ) включает 17 критериев: 15 – отраслевых и два системных, характеризующий регион в целом;
ограничения МОБ (21)-(35) содержат 15 неравенств, в которых вектор переменных X(t)={X(t)={xj(t), j=}, Ŷ(t)={ŷj(t), j=
}, Ȳ(t)={ȳj(t), j=
}} имеет размерность равную 45;
ограничения МОБ (21)-(35) включает три блока: валовых объемов отраслей X(t), построенных на основе матрицы IА; блок конечного спроса Ŷ(t), полученный за счет инвестиций, построенных с помощью матрицы V, и блок объемов конечного спроса (использования) отраслей Ȳ(t), т. е. размерность матрицы МОБ 15*45; ограничения соответствуют (13);
неравенства (36) определяют два ограничения по трудовым ресурсам региона по нижнему и верхнему пределу, используя коэффициенты tjз, j=;
(37)-(40) — ограничения по мощностям представляют X(t0)≤X(t)≤X(t0+∆t), X(t0) — отчетные данные за 2013 год, X(t0+∆t) – предполагаемые мощности; ограничения по конечному спросу с учетом инвестиций Ŷ(t0)≤Ŷ(t)≤Ŷ(t0+∆t)и без них Ȳ(t0)≤Ȳ(t)≤Ȳ(t0+∆t) на последующие на периоды (t0+∆t)∈T — на 2014 … и последующие годы;
(40) – равенства, которые определяют коэффициенты воспроизводства: по мощностям X(t0+∆t)=KX*X(t0), инвестициям Ŷ(t0+∆t)=Kinv*Ŷ(t0) и конечному спросу Ȳ(t0+∆t)=KY*Ȳ(t0).Задача (20)-(40) решается в динамике с периодом планирования (∆t) правило, на один год ∆t=0, 1, 2, …, T.
Таким образом, модель экономики региона, представленная векторной задачи линейного программирования учитывает межотраслевой баланс, основные ограничения и динамику развития региона.
Процесс моделирования, в результате которого получим объемы валовых выпусков и конечное использование продукции отраслей региона включает в себя многократное решение векторной задачи линейного программирования (30)-(40). Для решения задачи (30)-(40) используется алгоритм, основанный на нормализации критериев и принципе гарантированного результата [25, 38], который представлен как последовательность шагов.
Шаг 0. Формирование исходных данных векторной задачи линейного программирования (20)-(40) в системе Matlab.
Формирование вектора критериев включает в себя исходные данные:
f = [0 0 … 0 0 -1 0 … 0 0 -1 0 … 0 0; % max (ŷ1 + ȳ1)
0 0 … 0 0 0 -1 … 0 0 0 -1 … 0 0; % max (ŷ2 + ȳ2)
…
0 0 … 0 0 0 0 … -1 0 0 0 … -1 0; % max (ŷ14 + ȳ14)
0 0 … 0 0 0 0 … 0 -1 0 0 … 0 -1; % max (ŷ15 + ȳ15)
-1 -1 … -1 -1 0 0 … 0 0 0 0 … 0 0; % max X val
0 0 … 0 0 0 0 … 0 0 —1 -1 … -1 -1]; % max Yval
Формирование ограничений: матрицы межотраслевого баланса и трудовых ресурсов приобретают в системе Matlab следующий вид:
Вектор ограничений: b=[0 0 … 0 0 -Tzmin Tzmax], где сумма трудовых затрат Tzmin=SummaTz=985000, Tzmax=1.1*Tzmin=1083500; Aeq=[]; beq=[];
ограничения на нижние и верхние валовые объемы регионального продукта, конечного спроса за счет инвестиций и конечного спроса по отраслям
X ={Xot(to) ≤ Х ≤ Xplan(to+∆t), YinvOt ≤Ŷ≤YinvMax, YbMin ≤Ȳ≤Ybmax}:
нижняя граница bl =[Xot YinvOt Yot]=[ Xot=44050 47210 13870…440500 15350 YinvOt =1960 500 320 …1420 250 Yot =17680 4500 2860 … 1280 2250];
верхняя граница ub=[Xbmax YinvMax Ybmax] =[ Xbmax =48460 51930 15260… 48450 16880 YinvMax= 2160 550 …270 19450 Ybmax=4950 3150…14080 2470].
Шаг 1. disp(‘Шаг 1. Решение по каждому критерию – наилучшее’)
Решение по первому критерию:
[x1,f1]=linprog(f(1,:),a,b,Aeq,beq,lb,ub)
где (…) – входные данные, представленные на шаге 0; [x1,f1] – выходные данные (результат решения), x1 — вектор оптимальных значений переменных по первому критерию, f1 – величина целевой функции в этой точке.
В результате решения по первому критерию получим:
x1=X1*= {X, Ŷ, Ȳ}, в т. ч. X=X1Max={x1=46910 x2=48780 x3=14720 x4=196430 x5=72390 x6=82630 x7=16900 x8=15420 x9=211710 x10=4920 x11=8560 x12=80530 x13=31330 x14=45680 x15=16440}- валовые объемы отраслей;
Ŷ =I1Max={x16=2160 x17=530 x18=340 x19=9140 x20=620 x21=4030 x22=13430 x23=130 x24=15570 x25=50 x26=4580 x27=5610 x28=1420 x29=1480 x30=260}- объемы конечного спроса отраслей за счет инвестиций;
Ȳ =Y1Max={x31=19450 x32=4680 x33=2960 x34=81050 x35=5440 x36=35180 x37=118370 x38=1110 x39=138090 x40=490 x41=40030 x42=48980 x43=12620 x44=13170 x55=2320}- объемы конечного спроса отраслей;
f1=f1*= 21610 — объем продаж полученный первым подразделением от реализации X1*— объемов продукции. Объем продаж f1* = 21610 рассчитан из предположения, что первой отрасли отданы все глобальные ресурсы.
Аналогично получены результаты по остальным критериям: fk , k=. Числовые значения результатов решения по критериям fk*, k=
представлены на третьем шаге. Экономический смысл первого шага заключается в том, что каждой отрасли последовательно предоставляются все ресурсы и все мощности региона. Данные решения отображают значения конечного спроса, полученные путем вложения всех имеющихся средств у региона в развитие одной отрасли. В дальнейшем эти максимальные показатели развития каждой отрасли fk*, k=
используем как цели развития этих отраслей при их совместной оптимизации.
Шаг 2. disp(‘Шаг 2. Решение по каждому критерию – наихудшее (антиоптимум) ‘)
Для этого каждый критерий умножается на минус единицу. Обращение к функции linprog(…) выглядит следующим образом:
[x1min,f1min]=linprog(-1* f (1,:),a,b,Aeq,beq,lb,ub)
В результате решения получили: x1min=X10={X,Ŷ,Ȳ} (верхний индекс «ноль»),
X=x1Min={x1=45400 x2=48720 x3=14720 x4=196260 x5=72190 x6=82440 x7=168950 x8=15440 x9=211680 x10=4940 x11=85470 x12=80420 x13=31330 x14=45630 x15=16470};
Ŷ= I1Min={x16=1960 x17=530 x18=340 x19=9150 x20=620 x21=4030 x22=13430 x23=130 x24=15560 x25=50 x26=4580 x27=5600 x28=1420 x29=1480 x30=270}
Ȳ=Y1Min={x31=17680 x32=4680 x33=2960 x34=81060 x35=5430 x36=35150 x37=11835 x38=1090 x39=138010 x40=490 x41=39960 x42=48940 x43=12630 x44=13180 x55=2310};
f1min =f10= 19646 — объем продаж полученный первым подразделением от реализации X10— объемов продукции. Определяем отклонение наилучшего и наихудшего решения d1=f1*—f10, d1=-f1-f1min = 21610- 19646 = 1964.6.
Аналогично получены результаты по остальным критериям: dk ={-fk — fmink}, k=, K=17.
Шаг 3. Системный анализ результатов решения.
Для этого в точках оптимума x1=x1*, …, x17=x17* определим значение, как критериев F={fk(xk*(t)), k=} в натуральных единицах, так и в относительных в виде относительных оценок L={λk(xk*(t)), k=
} по каждому критерию.
λk(xk*(t))=, k=
, где fk*— наилучшее решение, полученное на первом шаге, и fk0— наихудшее, полученное на втором шаге решения задачи.
Шаг 4. Построение λ – задачи — (Числовая модель экономики региона — Приморского края). Введем коэффициенты, определяющие развитие экономики региона: объемов валового регионального продукта KX=1; инвестиций Kinv=1; конечного спроса KY=1; Xmax = [KX*X Kinv*Yinv KY*Ymax] . Определим нижнюю и верхнюю границу переменных bl=Xmin; bu=Xmax.
В итоге λ – задача примет вид:
λo=max λ, (41)
при ограничениях λ–((ŷ1+ȳ1)-f1min)/d1≤0, λ–((ŷ2+ȳ2)-f2min)/d2≤0, … , (42)
λ–((ŷ16+ȳ16)-f16min)/d16≤0, λ–((ŷ17+ȳ17)-f17min)/d17≤0, (43)
и ограничениях (21)-(40), t0+∆t= t0, t0+1, …, t0+T. (64)
Коэффициент λ – это максимальная относительная оценка или гарантированный уровень. λ показывает, до какого уровня подняты все критерии, измеренные в относительных единицах, т. е. λo ≤ λk (Xo(t)), k=.
Решение λ –задачи. Для решения λ – задачи (41)-(64) в системе Matlab формируются исходные данные: критерий L (41); ограничения, представлены матрицей A0 и вектором b0 (42)-(64):
b0=[-f1min/d1 —f2min/d2 …-f16min/d16 —f17min/d17 -Tzmin Tzmax].
Формируется нижняя — Xmin и верхняя — Xmax границы на переменные:
Xmin = [Kmin*Xot YinvOt 0.9*Yot] ; bl0 = [0.0 Xmin];
Xmax = [KX*Xbmax Kinv*YinvMax KY*0.95*Ybmax] ; bu0 = [1.0 Xmax].
Исходные данные (в Matlab) λ-задачи (41)-(64) используются:
Представленный метод, реализованный в виде программного обеспечения, и технология прогнозирования на одно — трех летний период представляет «Методологию моделирования и прогнозирования развития экономики региона».
Прогноз и формирование показателей развития экономики региона, в совокупности представляющие финансовый план региона, в т. ч. налоговые отчисления в доходную часть бюджета региона осуществляется путем многократного решения λ –задачи (41)-(64) в системе Matlab на планируемый период времени.
Решение λ –задачи (41)-(64) – планирование на 1 год.
В результате решения λ – задачи получили точку оптимума:
Точка оптимума X0 показывает: X0(1)= L0= λo — максимальную относительную оценку, X0(2:16) — валовой региональный продукт по каждой отрасли, X0(17:31)= YinvMax — конечный спрос, полученный за счет инвестиций, вложенных в экономику региона, и X0(32:46)= YinvMax — конечное использование (спрос) , который представляет объем продукции соответствующей отрасли, полученный за счет основных фондов. Выполним проверку:
подсчитаем в точке X0 каждый критерий в натуральных единицах YinX0=[F(1,:)*X0(2:46) … F(17,:)*X0(2:46)]. YinX0 =[ -20700 -5300 -3300 -94400 -6200 -40700 -137800 -1300 -160900 -600 -46300 -56700 -14300 -15000 -2600 -1150800 -546300];
соответствующие относительные оценки λk(Xo)=(fk(Xo)- fk0)/(fk*— fk0), k= – в результате решения получили: λk(Xo)= [0.5259 0.5259 0.5259 … 0.5259 0.8224 0.8493]; в том числе доля прироста за счет накопленных основных фондов составляет: λk(Ȳo)= [0 .4710 0 .4710 … 0 .4710], а доля прироста конечного спроса за счет инвестиций равна:
λk(Ŷo)= λk(Xo)-λk(Ȳo)=[0.0549 0.0549 … 0. 0549].
Результат говорит о том, что в оптимальной точке Xo темп роста каждой отрасли достигает не менее λo=0.5259 от своей установленной величины.
Используя полученные данные, рассчитаем основные экономические показатели развития региона на первый год планирования.
1) Оптимальные показатели (точка оптимума), которые включают:
Валовой объем производства (ресурсы); Конечный спрос, полученный за счет инвестиций; Конечный спрос, полученный за счет основных фондов по всем отраслям на 1 год планирования — представлены в табл. 5.
Таблица 5 — Оптимальные показатели развития региона по всем отраслям
2) Суммарные показатели региона:
3) Инвестиции в денежных единицах вкладываемые в каждую отрасль Inv2014= [X0(17:31)/KiFond]’=[5272 1342 853 21869 1571 10379 31941 323 37281 142 11797 14455 3646 3817 670], где iFond=SummaBal/SumOsnFond — коэффициент использования основных фондов, предполагая, что объем инвестиций полностью перейдет на стоимость основных фондов. При практических расчетах необходимы дополнительные исследования по оценке коэффициента использования основных фондов KiFond для каждой отрасли.
4) Затраты ресурсов при таком выпуске отраслей Rtrud=-A0(31,:)*X0= 1034250– количество человек необходимых для реализации взятых обязательств регионе; dr1=b0(31)-Rtrud= 42859 – отклонения ресурсов от планируемого роста; dr2=b0(32)-Rtrud = 0, т. е.трудовые ресурсы региона используются полностью – они сдерживают дальнейший рост экономических показателей региона. (Аналогично можно рассчитывать и другие виды дефицитных ресурсов в регионе).
5) Темп роста каждой отрасли: в системе Matlab определяется вектором:
Rost_Vid = [-YinX0(1)/f1min; …- YinX0(15)/f15min] =[1.0526 … 1.0526]; аналогично вычисляется темп роста по экономике региона в целом: YinX0(16)/f16min= 1.0524 и темп роста по конечному спросу за счет основных фондов sum(YinX0(17))/f17min]=1.0529.
6) Заработная плата труда в регионе, рассчитывается, используя коэффициенты матрицы валовой добавленной стоимости Z табл.6.2: Trud_Zp=[X0(2)*Zvds(1,1) … X0(16)*Zvds(1,15)] %Trud_Zp =[272.5 … 3780].
7) Налоговые отчисления по каждой отрасли: NalogX0 =[24660 21990 …30460 9640] (в т. ч. на федеральный, региональный и муниципальный уровни), — эти налоговые отчисления характеризуют налоговые поступления в доходную часть бюджета, являются началом для расчета бюджета региона;
8) Валовая прибыль экономики и валовой смешанный доход
Valsmeshdoh=[X0(2)*Zvds(3,1) … X0(16)*Zvds(3,15)]= [405 …147].
9) Валовая добавленная стоимость (ВДС) по каждой отрасли ValDobStoim=[X0(2)*Zvds(4,1) …. X0(16)*Zvds(4,15)]= [25340 … 10160]. Сумма валовых добавленных стоимостей отраслей региона определяет макроэкономический показатель – валовой региональный продукт (ВPП):
SumValDobStoim=sum(ValDobStoim) = 604580.
10) Промежуточное потребление по видам экономической деятельности Prom_Potrebl_VID=[A_PP.*X0(2:16)’] =[20810 23940 …. 14110 5940].
11) Финансовые потоки региона (Промежуточное потребление + Валовая добавленная стоимость):
FinansPotok=[Prom_Potrebl_VID+ValDobStoim]=[46150 49610 … 16100].
Суммарный финансовый поток регги она определяется следующим образом:
SummaFinansPotok =sum(FinansPotok) = 1150800.
Таким образом, представили основные экономические и макроэкономические показатели развития региона на годовой период.
Аналогично выполняются расчеты (прогноз) развития экономики региона 2-й и 3-й год на период планирования и оформляются в виде таблицы.
Заключение
В целом результаты моделирования служат основой для различного вида финансовых задач и прежде всего для формирования бюджета региона.
Таким образом, математическая модель формирования развития региональной экономики дает возможность подсчитать основные экономические и макроэкономические показатели — валовые объемы и оптимальный темп роста экономики региона с учетом: во-первых, межотраслевого баланса, во-вторых, инвестиций вкладываемых в каждую отрасль региона, в-третьих, с учетом ресурсных возможностей региона и его производственных мощностей. Построенная модель и результаты моделирования могут служить основой для разработки экономической политики региона, определяя линию поведения каждой отрасли (т.е. всех предприятий соответствующей отрасли) в совокупности. Авторы готовы участвовать в расчетах по прогнозированию развития других регионов.
Список литературы
References
__________
[1] В 2003 году был проведен анализ статистических данных по РФ в системе национальных счетов в разрезе основных видов экономической деятельности. Результаты этого анализа были опубликованы в виде таблиц «Затраты — выпуск», где рассмотрена структура взаимосвязи агрегированных видов экономической деятельности {xi(t)-yi(t)}, i= (по строкам) по каждому виду экономической деятельности xij(t), j=
(по столбцам) в процентном отношении [16]. Данную структуру используем при построении модели межотраслевого баланса экономики Приморского края.
Государственное и муниципальное управление, Региональное развитие