22
UNIWERSYTET ŁÓDZKI WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA AUTOREFERAT ROZPRAWY DOKTORSKIEJ mgr inż. Ireneusz Jakuszewicz Prognozowanie przestrzennego obciążenia mocą elektryczną jako element zarządzania terenami zurbanizowanymi promotor prof. zw. dr hab. Joanicjusz Nazarko Łódź 2003

I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

UNIWERSYTET ŁÓDZKI

WYDZIAŁ ZARZĄDZANIA

AUTOREFERAT ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

mgr inż. Ireneusz Jakuszewicz

Prognozowanie przestrzennego obciążenia

mocą elektryczną jako element zarządzania

terenami zurbanizowanymi

promotor prof. zw. dr hab. Joanicjusz Nazarko

Łódź 2003

Page 2: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

1

PROGNOZOWANIE PRZESTRZENNEGO OBCIĄŻENIA

MOCĄ ELEKTRYCZNĄ

JAKO ELEMENT ZARZĄDZANIA TERENAMI ZURBANIZOWANYMI

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie ..................................................................................................................... 2

2. Cel i zakres pracy ................................................................................................................ 3

3. Teza pracy ........................................................................................................................... 4

4. Model przestrzennego prognozowania obciążenia mocą elektryczną ................................. 4

5. Rozmyty model matematyczny wyznaczania przyszłego stanu zagospodarowania przestrzennego terenów miejskich ...................................................................................... 8

6. Weryfikacja modelu przestrzennego prognozowania obciążenia mocą elektryczną ........ 11

7. Zasadnicze rezultaty prac badawczych ................................................................................................ 19

8. Wnioski ............................................................................................................................. 20

9. Literatura ........................................................................................................................... 22

SŁOWA KLUCZOWE: prognozowanie przestrzennego obciążenia mocą elektryczną,

zarządzanie rozwojem infrastruktury technicznej, planowanie,

zbiory rozmyte, wnioskowanie rozmyte.

Page 3: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

2

1. WPROWADZENIE

Wdrożenie, dobrze spełniającego się w obecnych realiach, sposobu zarządzania jest

bardzo skomplikowane w przypadku tak złożonej struktury organizacyjnej, jaką jest miasto.

W jej obrębie niezwykle szybko i intensywnie zachodzą procesy gospodarcze, przestrzenne

i polityczne przy jednocześnie szybko postępującej globalizacji jego otoczenia1.

Skuteczne zarządzanie rozwojem miasta wymaga zasadniczo: planowania

jego rozwoju gospodarczego oraz planowania przestrzennego. Wymienione powyżej dwa

typy planowania są wiodące w zarządzaniu rozwojem miast. Zawierają one w sobie wszystkie

plany sektorowe i zarazem stanowią dla nich warunki brzegowe2.

Jednym z sektorowych planów, stanowiącym integralną część kompleksowego planu

rozwoju miasta, jest koncepcja rozbudowy lokalnego systemu elektroenergetycznego.

Obowiązek sporządzania planów jego rozwoju, w myśl ustawy Prawo energetyczne3,

spoczywa na urzędach gmin oraz pośrednio na przedsiębiorstwach sieciowych. Do zadań

własnych każdej gminy należy planowanie i organizacja zaopatrzenia w energię elektryczną.

Są one zobowiązane opracować projekty rozwoju systemu dystrybucji energii, w których

powinny znaleźć się oceny istniejącego i przewidywanego zapotrzebowania na energię.

Z drugiej strony, przywołana ustawa zobowiązuje przedsiębiorstwa elektroenergetyczne

do realizacji finansowania, budowy i rozbudowy sieci, które są przewidywane w miejscowym

planie zagospodarowania przestrzennego. Opracowanie rzetelnego planu rozwoju sieci jest,

więc z jednej strony obowiązkiem gminy, z drugiej zaś leży w interesie gospodarczym

przedsiębiorstwa sieciowego.

Opracowanie racjonalnego, poprawnego merytorycznie i ekonomicznie planu

rozbudowy miejskich sieci elektroenergetycznych wymaga znajomości prognozy wielkości

i geograficznego rozmieszczenia zapotrzebowania na moc elektryczną.

Rzetelnie opracowany, mający oparcie na prawdopodobnej prognozie przyszłego

popytu na energię elektryczną, plan rozwoju sieci elektroenergetycznych jest narzędziem

pozwalającym na przeprowadzanie inwestycji związanych z rozbudową i modernizacją sieci

w sposób przemyślany i zorganizowany, pozwalający na rozsądne lokowanie kapitału.

Biorąc pod uwagę dużą wagę, jaką odgrywa planowanie rozbudowy sieci

elektroenergetycznych w zarządzaniu rozwojem miasta, oraz fakt, iż brak jest metody

prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną, która byłaby możliwa

do zastosowania w warunkach krajowych, problematyka ta stanowi niezwykle interesujący

obszar naukowo-badawczy.

1 T. Markowski, Zarządzanie rozwojem miast. PWN, Warszawa 1999, s. 9. 2 Tamże, s. 150. 3 Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne. Dz.U. z 1997 r. Nr 54, poz. 348.

Page 4: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

3

2. CEL I ZAKRES PRACY

Zasadniczym celem pracy jest opracowanie metody prognozowania przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną dla zarządzania terenami zurbanizowanymi, przy zastosowaniu

teorii zbiorów rozmytych.

Współczesne polskie miasta podlegają ciągłym, złożonym i dynamicznym

przekształceniom przestrzennym. Przemianom tym towarzyszy zmiana przestrzennego

zapotrzebowania na moc elektryczną. Określenie kierunku zmian przestrzennego popytu

stanowi podstawę efektywnego zarządzania rozwojem sieci elektroenergetycznych. Praktyka

zawodowa autora potwierdza, iż właśnie w przypadku terenów miejskich, najbardziej

odczuwalny jest brak możliwej do praktycznego, powszechnego wykorzystania metody

prognozowania przestrzennego popytu na moc elektryczną.

Zakres badawczy pracy obejmuje opracowanie podstaw teoretycznych, modelu

matematycznego i algorytmów umożliwiających rozwiązanie problemu prognozowania

przestrzennego obciążenia mocą elektryczną. Ważną część procesu badawczego stanowi

analiza danych historycznych dotyczących rozwoju obciążeń miejskich sieci

elektroenergetycznych oraz badanie kształtu małoobszarowych charakterystyk obciążenia

przestrzennego mocą elektryczną. Istotną część opracowania stanowi określenie preferencji

lokalizacyjnych mieszkańców miast. W celu ich opisu konieczne było przeprowadzenie

m.in. badań w zakresie wyznaczenia preferencji dotyczących zasiedlania terenów miejskich

o określonych lokalizacjach oraz rangi poszczególnych walorów lokalizacyjnych terenu

w procesie wyboru optymalnego miejsca do zasiedlenia.

Przy opracowywaniu metody autor wykorzystał nowoczesne narzędzia analizy, jakimi

są teoria zbiorów rozmytych i logika rozmyta. Pozwoliło to na użycie w procesie

przewidywania kierunków zmian przestrzennego zagospodarowania terenu subiektywnej,

niepewnej i niepełnej informacji występującej w formie sformułowań lingwistycznych.

Przeprowadzona praca badawcza oraz opracowane w jej efekcie programy

komputerowe pozwalają, w mniemaniu autora, na sporządzanie prognozy przestrzennego

zapotrzebowania na moc dla różnych scenariuszy przyszłości. Prognoza taka może zostać

wyznaczona np. dla dwóch różnych wariantów rozwoju aglomeracji miejskiej: zgodnego

z ustaleniami zawartymi w studium przestrzennego zagospodarowania badanego miasta

oraz wariantu wynikającego z opracowanego rozmytego modelu przestrzennego rozwoju

miasta.

Page 5: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

4

3. TEZA PRACY

Na podstawie przeprowadzonych badań studialnych sformułowano następującą tezę

pracy:

Możliwe jest opracowanie metody, przy zastosowaniu wnioskowania rozmytego,

pozwalającej na wyznaczenie, z dostatecznie dużą wiarygodnością, prognozy przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną dla wspomagania zarządzania terenami zurbanizowanymi.

W celu udowodnienia tezy zaprojektowano i zrealizowano logiczny ciąg

następujących zadań badawczych:

analiza rozwoju infrastruktury technicznej w procesie przestrzennego rozwoju miasta;

analiza danych historycznych dotyczących obciążenia miejskich systemów

elektroenergetycznych;

przeprowadzenie badań sondażowych dotyczących preferencji ludności miejskiej

co do walorów lokalizacyjnych terenów zurbanizowanych;

opracowanie modelu matematycznego przestrzennego prognozowania obciążenia mocą

elektryczną dla zarządzania terenami zurbanizowanymi;

opracowanie algorytmów, przy zastosowaniu teorii zbiorów rozmytych, umożliwiających

rozwiązanie problemu prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną

dla wspomagania zarządzania terenami zurbanizowanymi;

opracowanie programów komputerowych realizujących powyższe algorytmy;

wykonanie przykładu prognozy przestrzennego zapotrzebowania na moc.

Przeprowadzenie powyższych działań pozwoliło, zdaniem autora, udowodnić

postawioną w pracy tezę, a dodatkowym potwierdzeniem jej słuszności jest praktyczna

realizacja prognozy przestrzennego popytu na moc elektryczną.

4. MODEL PRZESTRZENNEGO PROGNOZOWANIA OBCIĄŻENIA MOCĄ ELEKTRYCZNĄ

Prognoza przestrzennego obciążenia mocą ma za zadanie przedstawienie wielkości

i geograficznej lokalizacji obciążenia wybranego obszaru w funkcji czasu,

w długoterminowym horyzoncie. Z punktu widzenia odbiorców, jakimi są komórki

planistyczne urzędów gmin i elektroenergetycznych przedsiębiorstw sieciowych, prognoza

musi dostarczać najbardziej prawdopodobnej informacji na temat przyszłości, na podstawie

dostępnego zbioru danych wejściowych.

Zamierzeniem autora było opracowanie metody, której wdrożenie do praktycznej

realizacji nie wymagałoby ponoszenia dużych nakładów na zgromadzenie i przygotowanie

informacji wejściowej oraz posiadania specjalistycznego oprogramowania i profesjonalnego

sprzętu obliczeniowego.

Page 6: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

5

Opracowany w rozprawie algorytm obliczeniowy składa się z czterech podstawowych

etapów: przygotowania informacji wejściowej, analizy informacji wejściowej, wyznaczenia

prognozy zagospodarowania przestrzennego oraz wyznaczenia prognozy przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną. Poniżej przedstawiono ich szczegółowy opis.

Etap I – przygotowanie informacji wejściowej

Podstawową kwestię przy opracowywaniu metody prognozowania przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną jest odpowiedni dobór informacji wejściowej jak i założeń

upraszczających. Postawienie zbyt wysokich wymagań w tej kwestii mogłoby znacznie

ograniczyć możliwość zastosowania opracowywanej metody w praktyce.

Po rozpoznaniu dostępnej informacji, autor zaproponował przyjęcie następujących

danych wejściowych:

rysunek planu analizowanego terenu z naniesioną siatką ulic, cieków wodnych i linii

kolejowych;

rysunek planu analizowanego terenu zawierający lokalizację poszczególnych elementów

miejskiej sieci elektroenergetycznej średniego napięcia, z uwzględnieniem wszystkich

istniejących stacji transformatorowych;

rysunek planu analizowanego terenu zawierający opis bieżącego stan zagospodarowania

przestrzennego terenu wraz z naniesioną siatką ulic, cieków wodnych i linii kolejowych;

rysunek planu zawierający opis przyszłego stanu zagospodarowania przestrzennego

badanego terenu, stanowiący załącznik do jego studium zagospodarowania

przestrzennego;

historyczne i bieżące dane dotyczące mocy transformatorów SN/nN zainstalowanych

w sieci rozdzielczej obejmującej badany teren.

Przed przystąpieniem do realizacji prognozy przestrzennego obciążenia mocą terenów

miejskich konieczne jest przetworzenie zgromadzonej informacji wejściowej do postaci

cyfrowej, tak by mogła ona zostać wykorzystana przy obliczeniach komputerowych.

Przygotowanie informacji wejściowej polega głównie na digitalizacji rysunków planów.

Opracowania wymagają również bazy danych zawierające informacje o obecnych

i historycznych mocach miejskich stacji transformatorowych.

Następnie, cyfrowe mapy badanego terenu poddawane są podziałowi na małe

kwadratowe obszary, których wielkość arbitralnie ustala prognosta. W celu łatwej

identyfikacji lokalizacji każdego małego obszaru, plan terenu umieszcza się w płaskim

układzie współrzędnych, którego osie przecinają się w punkcie przyjętym jako centrum

miasta. Pozwala to na jednoznaczne, proste określenie lokalizacji każdego pola poprzez

podanie odpowiadających mu odpowiednich współrzędnych x i y.

Informacja wejściowa przetworzona do postaci cyfrowej jest następnie

wykorzystywana dla przeprowadzenia dalszych analiz.

Page 7: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

6

Etap II – analiza informacji wejściowej

Drugi etap realizacji algorytmu obliczeniowego polega na analizie zgromadzonej

informacji o badanym terenie. Jego realizacja polega na:

wyznaczeniu mapy obciążenia przestrzennego dla zerowego roku prognozy;

wyznaczeniu małoobszarowych charakterystyk wzrostu poboru mocy elektrycznej;

analizie czynników wpływających na stan zagospodarowania przestrzennego terenów

miejskich.

Ważną część omawianego algorytmu obliczeniowego, niezależną od zgromadzonego

materiału technicznego, stanowi badanie czynników wpływających na stan zagospodarowania

przestrzennego terenów miejskich. Na podstawie przeprowadzonych analiz, autor ustalił,

że zasadniczy wpływ na przyszły kształt stanu zagospodarowania przestrzennego terenów

zurbanizowanych mają trzy czynniki lokalizacyjne:

- położenie terenu względem centrum miasta,

- położenie terenu względem głównych ciągów komunikacji kołowej,

- położenie terenu względem dużych zakładów przemysłowych.

Oddziaływanie wymienionych powyżej czynników na decyzje lokalizacyjne

mieszkańców odzwierciedlone zostały w modelu przestrzennego zagospodarowania terenu.

Do jego budowy konieczne jest zdefiniowanie dla badanego miasta, pojęć służących opisowi

odległości, takich jak: „blisko”, „umiarkowanie daleko” i „daleko”. Określenia wymagają

również zbiory zależności wielkości preferencji od odległości do wymienionych powyżej

walorów terenów miejskich. Niezbędne jest również ustalanie względnej siły oddziaływania

każdego z rozpatrywanych czynników lokalizacyjnych na proces wyboru optymalnego

miejsca do zamieszkania lub prowadzenia działalności gospodarczej przez mieszkańców.

W celu zebrania wymienionych powyżej informacji należy przeprowadzić badania

sondażowe na populacji użytkowników badanego miasta.

Etap III – wyznaczenie prognozy zagospodarowania przestrzennego

Trzeci etap realizacji zadania polega na opracowaniu prognozy przestrzennego

zagospodarowania badanego terenu. Jej wyznaczenia dokonuje się przy wykorzystaniu

rozmytego modelu przestrzennego rozwoju miasta. Jego opis zawarty został w dalszej części

niniejszego autoreferatu.

Etap IV – wyznaczenie prognozy przestrzennego obciążenia mocą elektryczną

Finalizacja realizacji prognozy przestrzennego obciążenia mocą następuje w czwartym

etapie. Zostaje ona wyznaczona przy wykorzystaniu modelu przestrzennego wzrostu

obciążenia mocą.

Schematyczny diagram przebiegu procesu prognozowania małoobszarowego

przestrzennego obciążenia mocą elektryczną z uwzględnieniem stanu zagospodarowania

przestrzennego terenu przedstawiono na rys. 1.

Page 8: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

7

Rys. 1. Schematyczny diagram procesu prognozowania przestrzennego obciążenia

Źródło: opracowanie własne.

Mapa obecnego stanu zagospodarowania

przestrzennego

Czynniki wpływające na stan zagospodarowania

przestrzennego

Mapa obciążenia dlaroku wyjściowego

Mapa przyszłego stanu zagospodarowania

przestrzennego

Mapa lokalizacji stacji transformatorowych

Dane nt. obecnej mocy stacji

transformatorowych

Dane nt. historycznej mocy stacji

transformatorowych

Prognoza zagospodarowania przestrzennego

Model przestrzennego rozwoju miasta

Model przestrzennego obciążenia mocą

elektryczną

ETAP II

ETAP III

ETAP IV

Charakterystyki wzrostu poboru mocy

Prognoza przestrzennego obciążenia mocą

ETAP I

Page 9: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

8

5. ROZMYTY MODEL MATEMATYCZNY WYZNACZANIA PRZYSZŁEGO STANU ZAGOSPODAROWANIA PRZESTRZENNEGO TERENÓW MIEJSKICH

Podstawą opracowania rzetelnej prognozy przestrzennego obciążenia mocą jest

wyznaczenie wiarygodnej prognozy rozwoju przestrzennego zagospodarowania terenu.

Jej zadaniem jest wskazanie przyszłych kierunków rozwoju przestrzennego badanego terenu.

Jak narzędzie służące do realizacji powyższego zadania opracowany został odpowiedni model

zaprezentowany poniżej.

Jako informacja wejściowa do omawianego modelu wykorzystywane są: mapa

bieżącego stanu zagospodarowania przestrzennego oraz dane na temat preferencji

lokalizacyjnych użytkowników badanego miasta. Dodatkowo wykorzystana może zostać

mapa przyszłego zagospodarowania przestrzennego, opracowana na podstawie studium

zagospodarowania przestrzennego badanego terenu.

Prezentowany model pozwala na wyznaczenie prognozy rozwoju aglomeracji

miejskiej bazującej na analizie preferencji lokalizacyjnych użytkowników miasta,

oraz dodatkowo na założeniach wynikających ze studium zagospodarowania przestrzennego

opracowanego przez władze lokalne dla badanego terenu.

Jak już wcześniej wspomniano, podstawą realizacji prognozy rozwoju aglomeracji

miejskiej jest analiza preferencji lokalizacyjnych użytkowników miasta. Przy ich opisie

wykorzystywane są głównie sformułowania słowne.

Sformułowania lingwistyczne, służące wyrażeniu preferencji takie jak: „silny

sprzeciw”, „umiarkowany sprzeciw”, „neutralność”, „umiarkowana aprobata”, „silna

aprobata” można określić jako podzbiory rozmytego zbioru preferencji (rys. 2).

Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku pojęć służących opisowi odległości, takich

jak „blisko”, „umiarkowanie daleko”, „daleko”. Można określić je jako podzbiory rozmyte

zbioru odległości (rys. 3), które są jednoznacznie określone poprzez kształt funkcji

przynależności do zbioru rozmytego.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Preferencja

Silny sprzeciw

Sprzeciw

Neutralność

Aprobata

Silna aprobata

Rys. 2. Przykładowa funkcja przynależności dla zbioru rozmytego preferencji

Źródło: zaczerpnięto z M. Chow, H. Tram, Application of fuzzy logic technology for spatial load forecasting. “IEEE Transaction on Power Systems” 1997, nr 3.

Page 10: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

9

Wyznaczenie zbiorów rozmytych służących zdefiniowaniu pojęć służących opisowi

odległości dla konkretnego miasta, odbywa się na drodze agregacji ocen odległości przez

poszczególnych użytkowników miasta w jedną syntetyczną ocenę4.

Konwersja lingwistycznego sformułowania w liczbę rozmytą pozwala przypisać

każdej konkretnej liczbowej wartości odległości odpowiednią wartość przynależności

do prezentowanych powyżej podzbiorów. Przedstawiony w takiej postaci opis odległości jest

użyteczny w procesie wnioskowania rozmytego.

Algorytm wnioskowania rozmytego stanowi zbiór zależności pomiędzy zmiennymi

lingwistycznymi. W przypadku prezentowanego systemu rozmytego służącego

do prognozowania zagospodarowania przestrzennego, bank reguł stanowi zbiór opisujący

zależność siły preferencji od odległości. Na rys. 4 pokazano przykładowy zbiór zależności

preferencji od odległości od centrum miasta.

W procesie wnioskowania rozmytego aktywowane są równolegle wszystkie reguły

zawarte w banku reguł. Wynikiem działania reguł rozmytych jest zbiór wyjściowy, będący

zestawem zdań rozmytych.

4 W. Ostasiewicz, Zastosowanie zbiorów rozmytych w ekonomii. PWN, Warszawa 1986, s. 66.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Dystans (w km)

Blisko

Umiarkowaniedaleko

Daleko

Rys. 3. Przykładowa funkcja przynależności dla zbioru rozmytego odległości

Źródło: opracowanie własne na podstawie M. Chow, H. Tram, Application of fuzzy logic technology for spatial load forecasting. “IEEE Transaction on Power Systems” 1997, nr 3.

Odległość Preferencja

Blisko Silny sprzeciw

Umiarkowanie daleko Aprobata

Daleko Sprzeciw

Rys. 4. Przykładowy zbiór zależności preferencji od odległości od centrum miasta

Źródło: zaczerpnięto z M. Chow, H. Tram, Application of fuzzy logic technology for spatial load forecasting. “IEEE Transaction on Power Systems” 1997, nr 3.

Page 11: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

10

Ostatnim etapem wnioskowania rozmytego jest scalenie wyników działania

wszystkich reguł w jeden rozmyty zbiór wynikowy.

Wyjście procesu wnioskowania rozmytego jest następnie poddawane procesowi

defuzyfikacji. Polega ona na wyborze liczbowej wartości reprezentatywnej dla wynikowego

zbioru rozmytego powstałego w wyniku wnioskowania. Liczbowa wartość otrzymana

w wyniku wnioskowania rozmytego jest odwzorowaniem siły preferencji – jakości spełnienia

danego kryterium oceny atrakcyjności lokalizacyjnej terenu.

Schematyczny diagram przebiegu procesu wnioskowania w systemie rozmytym

przedstawiono na rys. 5.

Zadaniem prognozy zagospodarowania przestrzennego miasta jest określenie

przyszłych stanów użytkowania poszczególnych pól elementarnych. Ich predykcji dokonuje

się na podstawie analizy oddziaływania wyselekcjonowanych czynników lokalizacyjnych.

Opisany powyżej schemat wnioskowania rozmytego jest odrębnie realizowany dla analizy

wpływu każdego z nich na ocenę atrakcyjności lokalizacyjnej terenów miejskich. Sumaryczna

wartość preferencji jest wypadkową oddziaływania wspomnianych czynników

lokalizacyjnych.

Zgodnie z prezentowanym modelem rozwój aglomeracji miejskiej nastąpi

prawdopodobnie w kierunku zabudowy terenów, dla których liczbowa wartość preferencji jest

stosunkowo największa. W przypadku terenów miejskich już zabudowanych, należy się

liczyć z możliwością zmiany ich dotychczasowego stanu zagospodarowania przestrzennego.

Zmianie tej będzie towarzyszyć stosunkowo szybki wzrost obciążenia przestrzennego.

Określenie terenów miejskich, w przypadku których może w przyszłości dojść

do zmiany ich dotychczasowego stanu zagospodarowani przestrzennego stanowi jeden

z poważniejszych problemów przy opracowaniu prognozy przestrzennego rozwoju

aglomeracji miejskiej. Niewłaściwe wskazanie obszarów, których obecny stan użytkowania

może ulec zmianie, w znaczący sposób wpływa na jakość prognozy zagospodarowania

przestrzennego miasta.

WyjścieProces

fuzyfikacjii Wnioskowanie

rozmyteWejście Proces

defuzyfikacji

Odległość Odległość PreferencjaBlisko Sprzeciw Umiarkowanie daleko

Silna aprobata

Daleko Sprzeciw

Preferencja

Rys. 5. Schematyczny diagram procesu wnioskowania w systemie rozmytym

Źródło: opracowanie własne.

Page 12: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

11

6. WERYFIKACJA MODELU PRZESTRZENNEGO PROGNOZOWANIA OBCIĄŻENIA MOCĄ ELEKTRYCZNĄ

Celem potwierdzenia słuszności postawionej w pracy tezy, autor podjął się wykonania

prognozy przestrzennego popytu na moc elektryczną dla wybranego miasta Polski

w 15-letnim horyzoncie czasowym. W tym celu opracowany został program komputerowy

wykorzystujący zbudowany w rozprawie model prognozowania przestrzennego obciążenia

mocą elektryczną terenów zurbanizowanych.

Jako obiekt prognozy wybrany został Bielsk Podlaski, miasto leżące nad rzeką Białą,

w północno-wschodniej Polsce, w województwie podlaskim na tzw. Wysoczyźnie Bielskiej.

Zajmuje ono powierzchnię około 26,90 km2 i liczy 27 823 mieszkańców5.

Podstawą dokonywania wszelkich analiz przestrzennych był cyfrowy plan terenu

objętego prognozą z naniesioną siatką ulic, cieków wodnych oraz linii kolejowych.

Na podstawie planu Bielska Podlaskiego w skali 1:75006 autor opracował cyfrową mapę

miasta, na którą następnie naniesiono siatką jednolitych kwadratowych obszarów

o wymiarach 200 x 200 m oraz lokalizację miejskich stacji transformatorowych

(rys. 6). Dopełnieniem niezbędnego materiału kartograficznego były mapy obecnego

i przyszłego stanu zagospodarowania przestrzennego badanego terenu7.

Ważną część informacji wejściowej stanowią historyczne dane dotyczące mocy

transformatorów zainstalowanych w miejskich stacjach transformatorowych. Obejmowały

one okres od roku 1964 do roku 2000. Ich analiza pozwoliła na opracowanie map obciążenia

przestrzennego od początku istnienia systemu elektroenergetycznego do wyjściowego

momentu prognozy oraz na wyznaczenie małoobszarowych charakterystyk wzrostu

przestrzennego obciążenia mocą elektryczną dla dwóch podstawowych rodzajów zabudowy:

mieszkalnej oraz usługowo-handlowej. Niemożliwe było natomiast opracowanie

charakterystyk obciążenia małoobszarowego dla zabudowy o charakterze przemysłowym,

gdyż autor nie posiadał wiarygodnej informacji na temat stacji transformatorowych będących

na majątku indywidualnych odbiorców energii.

W przypadku zabudowy o charakterze mieszkalnym, koniecznym było przy

wyznaczaniu małoobszarowych krzywych obciążenia dodatkowe rozróżnienie wysokości

zabudowy. W przypadku Bielska Podlaskiego można wyróżnić tereny z zabudową niską

(do dwóch kondygnacji) oraz średniowysoką (od trzech do pięciu kondygnacji).

5 Dane Urzędu Statystycznego w Białymstoku na dzień 31 grudnia 2002 r. 6 J. Popławski, Bielsk Podlaski. Plan miasta 1:7500. Fundacja na Rzecz Rozwoju Lokalnego w Bielsku

Podlaskim, Białystok 1995. 7 Mapa opracowana na podstawie Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta

Bielsk Podlaski.

Page 13: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

12

Rys. 6. Mapa Bielska Podlaskiego pokryta siatką kwadratowych obszarów z naniesioną lokalizacją stacji transformatorowych, stan na rok 2000

Źródło: opracowanie własne na podstawie Planu miasta Bielsk Podlaski w skali 1:7500. Federacja na Rzecz Rozwoju Lokalnego w Bielsku Podlaskim, Białystok 1995danych uzyskanych z Zakładu Energetycznego Białystok SA.

Page 14: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

13

Analiza historycznych map obciążenia małoobszarowego dostarczyła również

informacji na temat tempa rozwoju aglomeracji miejskiej. Na podstawie ich porównania

wyznaczono liczbę nowo zabudowywanych małych obszarów w poszczególnych latach.

Liczba ta stanowiła odzwierciedlenie tempa rozwoju miasta.

Dopełnieniem przedstawionych powyżej analiz było badanie preferencji

lokalizacyjnych użytkowników miasta Bielsk Podlaski. Jego przeprowadzenie było niezbędne

do realizacji prognozy kierunków rozwoju stanu zagospodarowania badanego terenu.

Podstawowym celem badania było określenie preferencji lokalizacyjnych

użytkowników Bielska Podlaskiego związanych z jedną z grup cech terenów, jaką jest

położenie w stosunku do innych obszarów miejskich. Cechy te są niezwykle ważne przy

wyborze miejsca zamieszkania lub prowadzenia działalności gospodarczej. Są one przypisane

poszczególnym terenom miejskim i niejednokrotnie nie mogą zostać poddane zmianie.

W szczególności przeprowadzenie badań miało posłużyć:

określeniu preferencji dotyczących zasiedlania terenów miejskich o określonych

lokalizacjach względem centrum miasta, głównych ciągów komunikacyjnych jak i dużych

zakładów przemysłowych;

określeniu rangi poszczególnych walorów lokalizacyjnych terenu w procesie wyboru

najkorzystniejszego miejsca do zamieszkania lub prowadzenia działalności gospodarczej;

zdefiniowaniu, przy wykorzystaniu teorii zbiorów rozmytych, pojęć jakościowych

służących określeniu lokalizacji terenu, takich jak: „blisko”, „umiarkowanie daleko”

i „daleko”.

Jako metodę pomiaru wybrano sondaż w formie wywiadu bezpośredniego. Wybór

takiego podejścia podyktowany był dbałością o możliwie najwyższą jakość pomiaru

i pełniejsze zrozumienie przez respondentów badanych zagadnień8.

W celu zanotowania wyników sondażu opracowano specjalnie do tego celu ankietę9.

Ze względu na łatwość kodowania i późniejszej interpretacji wyników badania zawierała ona

głównie pytania zamknięte. Pytania otwarte wykorzystano natomiast do zanotowania

interpretacji pojęć służących opisowi odległości.

Przyjęto, że czynny udział, w przestrzennym kształtowaniu miasta, biorą aktywni

zawodowo użytkownicy Bielska Podlaskiego (w wieku od 20-tego do 65-tego roku życia).

Liczebność tak zdefiniowanej populacji oszacowano na 16 117 osób.

Założono, iż w wyodrębnionej przez autora populacji wszystkie osoby posiadają

własne preferencje co do wyboru miejsca zamieszkania (niezależnie od tego czy posiadają

one własne mieszkanie bądź też dom). Wśród tych osób są osoby prowadzące działalność

gospodarczą lub zamierzające ją w przyszłości prowadzić i mające określone oczekiwania

co do lokalizacji jej prowadzenia.

8 S. Kaczmarczyk, Badania marketingowe. Metody i techniki. PWE, Warszawa 1999, s. 236-242. 9 Tamże, s. 122-176.

Page 15: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

14

Badanie preferencji lokalizacyjnych użytkowników miasta Bielsk Podlaski

przeprowadzono na przełomie grudnia 2000 r. i lutego 2001 r. Ankieterami byli specjalnie

przeszkoleni w tym celu studenci Instytutu Zarządzania i Marketingu Politechniki

Białostockiej. Wywiady przeprowadzane były bezpośrednio w miejscu zamieszkania

lub prowadzenia działalności gospodarczej przez respondentów. Na jednego ankietera

przypadało przeciętnie 10 respondentów. Przebadano łącznie 1 033 respondentów z Bielska

Podlaskiego.

Z przeprowadzonego badania wynika, iż pojmowanie sformułowań lingwistycznych

wyrażających dystans przez poszczególnych respondentów jest bardzo różne, subiektywne.

Widoczne jest, że ich definicja zależna jest od rodzaju opisywanego dystansu, np. inaczej

rozumiana jest bliska odległość budynku mieszkalnego od centrum miasta, a inaczej jego

bliskość od głównych ciągów komunikacji. Zauważalne są również różnice w ocenie tych

samych konkretnych pojęć pomiędzy różnymi grupami użytkowników miasta. Konieczne

było, więc opracowanie osobnych zbiorów rozmytych opisujących analizowane rodzaje

odległości dla trzech wyróżnionych grup użytkowników miasta.

Zgromadzone w trakcie badania sondażowego informacje posłużyły wyznaczeniu

prognozy przestrzennego rozwoju badanego terenu. Autor przeprowadził analizę zmian stanu

zagospodarowania terenów miejskich stosując opisany powyżej rozmyty model. W efekcie

jego wykorzystania opracowane zostały mapy atrakcyjności obszarów miejskich dla różnych

rodzajów zagospodarowania (rys. 7). Następnie, na ich podstawie opracowana została jedna

z wielu możliwych koncepcji rozwoju badanego terenu (rys. 8)10. Zakładała ona,

że przestrzenny rozwój aglomeracji w początkowym jego okresie podążał będzie w kierunku

zabudowy terenów, które zostały do tego przeznaczone zgodnie z zapisami zawartymi

w studium zagospodarowania przestrzennego. Po zagospodarowaniu wszystkich przewidzianych

pod zabudowę terenów rozwój miasta przejdzie w scenariusz żywiołowy. Przyjęte zostało,

że wszelkie tereny miejskie nadające się pod zabudowę mogą zostać zagospodarowane

niezależnie od decyzji urbanistycznych władz. Przestrzenny rozwój miasta zmierzał będzie

w kierunku zagospodarowywania terenów posiadających najwyższą atrakcyjność

lokalizacyjną.

Ostatnim krokiem w weryfikacji modelu jest opracowanie prognozy przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną Bielska Podlaskiego (rys. 9). Jej wyznaczenie odbywa się

na podstawie opracowanego scenariusza rozwoju przestrzennego zagospodarowania badanego

terenu oraz małoobszarowych charakterystyk popytu na moc.

10 Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta Bielsk Podlaski, Zarząd Miasta

Bielsk Podlaski, 1998.

Page 16: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

15

0,3 0,29 0,28 0,32 0,36 0,4 0,45 0,48 0,48 0,49 0,5 0,5 0,46 0,43 0,42 0,41 0,41 0,4 0,4 0,4 0,4 0,42 0,43 0,42 0,41 0,4

0,29 0,28 0,28 0,32 0,36 0,41 0,45 0,48 0,49 0,5 0,51 0,51 0,48 0,47 0,46 0,44 0,41 0,4 0,39 0,4 0,4 0,41 0,41 0,39 0,38 0,37

0,28 0,28 0,28 0,32 0,37 0,41 0,45 0,48 0,49 0,5 0,52 0,53 0,5 0,5 0,47 0,45 0,42 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,38 0,37 0,35 0,34

0,28 0,28 0,29 0,33 0,36 0,4 0,44 0,48 0,49 0,5 0,52 0,54 0,54 0,52 0,47 0,44 0,41 0,4 0,4 0,4 0,38 0,36 0,34 0,33 0,31

0,28 0,29 0,29 0,32 0,36 0,4 0,44 0,47 0,49 0,51 0,53 0,55 0,56 0,54 0,51 0,49 0,46 0,41 0,39 0,37 0,34 0,32 0,3 0,29

0,29 0,29 0,29 0,32 0,35 0,39 0,43 0,47 0,49 0,51 0,54 0,56 0,57 0,56 0,54 0,51 0,49 0,46 0,43 0,4 0,38 0,36 0,33 0,3 0,28 0,29

0,29 0,3 0,31 0,34 0,36 0,39 0,43 0,47 0,49 0,52 0,55 0,57 0,59 0,59 0,57 0,54 0,46 0,44 0,41 0,38 0,35 0,31 0,28 0,29 0,3

0,3 0,3 0,33 0,36 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,53 0,55 0,57 0,59 0,59 0,59 0,58 0,49 0,46 0,43 0,4 0,37 0,34 0,3 0,3 0,29 0,3

0,31 0,31 0,35 0,38 0,41 0,45 0,49 0,5 0,52 0,53 0,55 0,57 0,59 0,6 0,6 0,54 0,49 0,45 0,42 0,39 0,36 0,33 0,32 0,31 0,3 0,31

0,35 0,36 0,36 0,4 0,44 0,48 0,51 0,53 0,53 0,55 0,56 0,58 0,59 0,6 0,61 0,54 0,49 0,44 0,41 0,38 0,35 0,34 0,33 0,32 0,31 0,31

0,39 0,4 0,41 0,41 0,45 0,5 0,54 0,55 0,55 0,56 0,57 0,59 0,6 0,61 0,57 0,54 0,49 0,44 0,41 0,38 0,37 0,35 0,34 0,33 0,32 0,32

0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,52 0,56 0,57 0,57 0,58 0,59 0,59 0,6 0,61 0,57 0,55 0,51 0,48 0,45 0,43 0,41 0,4 0,39 0,37 0,36 0,37

0,46 0,48 0,49 0,5 0,52 0,53 0,57 0,59 0,59 0,59 0,6 0,6 0,61 0,61 0,61 0,59 0,55 0,52 0,49 0,47 0,46 0,44 0,43 0,42 0,41 0,41

0,53 0,55 0,56 0,58 0,6 0,6 0,61 0,63 0,63 0,64 0,62 0,59 0,56 0,53 0,51 0,5 0,49 0,47 0,46 0,45 0,45

0,46 0,47 0,48 0,49 0,51 0,64 0,64 0,63 0,61 0,58 0,56 0,55 0,54 0,53 0,51 0,5 0,49 0,5

0,45 0,45 0,46 0,46 0,48 0,49 0,51 0,53 0,56 0,58 0,6 0,63 0,63 0,62 0,6 0,59 0,58 0,57 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,51 0,52

0,43 0,43 0,43 0,44 0,45 0,46 0,48 0,5 0,53 0,56 0,57 0,6 0,61 0,6 0,59 0,58 0,57 0,56 0,54 0,53 0,52 0,51 0,51 0,5 0,5 0,51

0,42 0,41 0,41 0,41 0,42 0,43 0,48 0,5 0,53 0,55 0,58 0,58 0,57 0,56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,5 0,49 0,49 0,5 0,51

0,41 0,4 0,4 0,39 0,39 0,4 0,43 0,46 0,49 0,5 0,51 0,55 0,54 0,53 0,52 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,48 0,47 0,48 0,49 0,5

0,41 0,39 0,39 0,39 0,39 0,4 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,52 0,51 0,51 0,5 0,49 0,48 0,48 0,47 0,46 0,46 0,46 0,47 0,48 0,49

0,41 0,4 0,39 0,39 0,4 0,39 0,39 0,4 0,4 0,41 0,43 0,49 0,48 0,47 0,46 0,46 0,43 0,43 0,43 0,42 0,42 0,43 0,44 0,46 0,47

0,42 0,41 0,4 0,39 0,38 0,37 0,36 0,37 0,37 0,37 0,4 0,42 0,46 0,44 0,43 0,43 0,42 0,4 0,37 0,37 0,37 0,38 0,39 0,4 0,42 0,43

0,43 0,42 0,41 0,39 0,36 0,35 0,33 0,33 0,33 0,34 0,37 0,4 0,42 0,41 0,4 0,39 0,39 0,38 0,35 0,34 0,33 0,34 0,35 0,37 0,38 0,39

0,44 0,43 0,41 0,38 0,35 0,33 0,31 0,29 0,29 0,32 0,35 0,37 0,39 0,37 0,36 0,35 0,36 0,37 0,36 0,34 0,33 0,3 0,32 0,33 0,34 0,35

0,45 0,42 0,39 0,37 0,34 0,32 0,29 0,27 0,27 0,3 0,33 0,35 0,36 0,35 0,33 0,33 0,34 0,36 0,36 0,35 0,33 0,3 0,28 0,29 0,3 0,32

0,44 0,41 0,38 0,35 0,33 0,3 0,28 0,28 0,28 0,29 0,31 0,33 0,34 0,34 0,33 0,33 0,34 0,36 0,36 0,35 0,33 0,31 0,29 0,29 0,3 0,31

0,42 0,4 0,37 0,34 0,31 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,3 0,31 0,33 0,34 0,34 0,35 0,37 0,37 0,36 0,35 0,33 0,3 0,29 0,3 0,31

0,41 0,38 0,35 0,33 0,3 0,3 0,3 0,29 0,28 0,27 0,3 0,32 0,34 0,36 0,36 0,36 0,37 0,38 0,4 0,39 0,36 0,34 0,32 0,29 0,3 0,32

0,39 0,37 0,34 0,31 0,31 0,31 0,31 0,3 0,29 0,27 0,3 0,32 0,35 0,37 0,38 0,38 0,39 0,4 0,41 0,4 0,37 0,35 0,32 0,3 0,31 0,32

0 200 m

Atrakcyjność lokalizacyjna

0 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65

0,55 teren zabudowany

teren nieprzeznaczony pod zabudowę

0,33 teren budowlane niezagospodarowane Rys. 7. Atrakcyjność terenów miejskich dla zabudowy mieszkalnej Źródło: opracowanie własne.

Centrum miasta

Page 17: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

16

0 200 m

teren zabudowany przed rokiem 2001

teren zabudowany w latach 2001-2005

teren zabudowany w latach 2006-2010 teren zabudowany w latach 2011-2015

Rys. 8. Prognoza zmiany stanu zagospodarowania przestrzennego Bielska Podlaskiego Źródło: opracowanie własne.

Centrum miasta

Page 18: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

17

3

10 20

230 154 91 100 120 13 253 524

226 190 86 99 145 213 243 245 170

378 125 117 140 174 243 269 249 160

75 139 133 150 205 240 292 141

161 152 182 234 260 284 87 78 96 43

241 268 284 264 256 87 78 96 43

3 288 314 294 329 266 274 240 195 50 68 68

87 123 27 229 289 271 319 296 315 290 89 89 50

98 87 123 229 281 280 285 259 263 278 74 74 58

98 85 106 108 168 220 240 240 282 310 89 74 74 30 17

111 111 50 221 196 134 50 58 58 40 33 23 10

47 136 153 105 87 43 40 37 33 30 27 20 7

105 134 167 169 125 118 240 282 105 164 133 40 37 37 30 27 23 13 7 3

123 131 174 163 125 224 237 96 100 142 181 147 303 23 20 10

72 72 151 119 121 120 111 96 103 143 203 50 50 17 7

50 109 130 142 151 152 97 103 105 47 13

140 100 111 121 116 128 97 105 105 47

68 103 120 117 100 119 136 84 104 104

68 91 114 103 82 82 114 157 107

50 50 50

50 50

75 75

75 75 75 50

75 75 75 50

50 50 50

0 200 m

0 50 100 150 200 250 300 600 kVA

Rys. 9. Prognoza przestrzennego obciążenia mocą elektryczną Bielska Podlaskiego na rok 2015

dla średnich charakterystyk wzrostu obciążenia małoobszarowego

Źródło: opracowanie własne.

Centrum miasta

Page 19: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

18

Autor postanowił opracować trzy różne prognozy przestrzennego obciążenia mocą

elektryczną dla: minimalnych, średnich i maksymalnych krzywych wzrostu obciążenia

małoobszarowego.

Finalnym efektem pracy są mapy prognozowanego obciążenia przestrzennego mocą

elektryczną Bielska Podlaskiego dla lat 2001-2015, dla trzech opracowanych scenariuszy

wzrostu obciążenia małoobszarowego.

W celu oceny jakości opracowanego modelu prognozowania przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną terenów zurbanizowanych, dokonano jego weryfikacji

na podstawie dostępnych danych historycznych. Wyznaczono prognozę przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną Bielska Podlaskiego przyjmując za punkt wyjścia rok 1990.

Horyzont czasowy ustalono na rok 2000.

Porównując opracowaną prognozę rozkładu obciążenia przestrzennego z rzeczywistą

jego wartością w roku 2000 można stwierdzić, że średni względny błąd prognoz obciążenia

przestrzennego wszystkich małych obszarów wyniósł około 17,78%. Względny błąd

szacunku sumarycznej wartości obciążeń małoobszarowych osiągnął poziom 11,18%.

Autor uważa, że poziom błędu prognozy, zważywszy na jej 10-letni horyzont

czasowy, jest akceptowalny. Wyznaczona prognoza mogła z powodzeniem posłużyć jako

dodatkowe źródło informacji w procesie planowania rozwoju sieci elektroenergetycznych

na badanym terenie.

7. ZASADNICZE REZULTATY PRAC BADAWCZYCH

Opracowany model, zdaniem autora, może zostać wykorzystany do opracowania

rzetelnych prognoz przestrzennego obciążenia mocą elektryczną dla potrzeb planowania

rozwoju miejskiej sieci elektroenergetycznej.

Wykonane, na podstawie zaprezentowanego w rozprawie modelu, prognozy

nie pozwalają na określenie dokładnej liczby oraz lokalizacji stacji transformatorowych,

które będą musiały powstać na badanym obszarze oraz stacji, w których transformatory będą

musiały zostać wymienione na jednostki większe. Czynność ta wymaga dokładnej analizy

przebiegu linii elektroenergetycznych średniego i niskiego napięcia. Sposób rozbudowy

urządzeń elektroenergetycznych wynikać powinna z analizy optymalizacji strat przesyłu

energii elektrycznej oraz z konieczności zachowania parametrów jakościowych dostaw

energii do odbiorców.

Źródło cennej informacji stanowią również mapy atrakcyjności terenów miejskich,

których opracowanie stanowi nieodzowną część realizacji prognozy rozwoju miasta.

Stwarzają one urbanistom możliwość przeprowadzenia wielu różnych analiz mających

na celu określenie prawdopodobnych scenariuszy rozwoju aglomeracji miejskiej.

Page 20: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

19

8. WNIOSKI

Wykonane w omawianej rozprawie prace analityczne i badawcze potwierdzają

słuszność postawionej w niej tezy, że możliwe jest opracowanie metody, przy zastosowaniu

wnioskowania rozmytego, pozwalającej na wyznaczenie z dostatecznie dużą wiarygodnością

prognozy przestrzennego obciążenia mocą elektryczną dla wspomagania zarządzania

terenami zurbanizowanymi.

Na podstawie przeprowadzonych badań i analiz wykazano, że opracowana

w rozprawie metoda prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną terenów

zurbanizowanych pozwala wykorzystać narzędzia, jakimi są teoria zbiorów rozmytych

i wnioskowanie rozmyte do przewidywania kierunków przestrzennego rozwoju miast,

a w następstwie do prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną. Pozwala ona

na wykorzystanie w procesie planistycznym subiektywnej, niejednokrotnie niepewnej

i zarazem niepełnej informacji wyrażonej sformułowaniami lingwistycznymi.

W celu wykazania trafności postawionej w pracy tezy autor:

dokonał analizy wpływu prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną

oraz planowania rozwoju infrastruktury technicznej na proces zarządzania rozwojem

miasta;

opracował model matematyczny przestrzennego prognozowania obciążenia mocą

elektryczną dla zarządzania terenami zurbanizowanymi;

opracował algorytmy umożliwiające rozwiązanie problemu prognozowania przestrzennego

obciążenia mocą elektryczną dla zarządzania terenami zurbanizowanymi

przy zastosowaniu teorii zbiorów rozmytych;

opracował program komputerowy realizujący powyższe algorytmy;

zebrał i opracował dane dotyczące obciążeń elektroenergetycznych stacji

transformatorowych w Bielsku Podlaskim za okres 1967-2000;

wykonał przykład prognozy przestrzennego zapotrzebowania na moc.

Do oryginalnych osiągnięć rozprawy autor zalicza:

przeprowadzenie badań sondażowych dotyczących preferencji mieszkańców Bielska

Podlaskiego co do walorów lokalizacyjnych terenów zurbanizowanych;

opracowanie i interpretacja zbiorów rozmytych służących opisowi preferencji

lokalizacyjnych;

opracowanie i interpretacja zbiorów rozmytych służących opisowi odległości;

wyznaczenie małoobszarowych charakterystyk wzrostu obciążenia przestrzennego mocą

elektryczną dla Bielska Podlaskiego;

Page 21: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

20

opracowanie algorytmów oraz programów komputerowych rozwiązujących problem

prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną przy zastosowaniu

wnioskowania rozmytego;

wykonanie prognozy przestrzennego zapotrzebowania na moc dla badanego miasta.

Przedstawione w pracy badania i analizy mogą stanowić cenne źródło informacji

i inspiracji dla komórek planistycznych energetycznych spółek dystrybucyjnych oraz organów

administracji terenowej.

Prezentowana w pracy metoda prognozowania przestrzennego obciążenia mocą

elektryczną terenów zurbanizowanych, zdaniem autora, jest możliwa do zastosowania

w warunkach krajowych. Pozwala ona na wykonanie prognozy przy uwzględnieniu typowego

dla polskiej energetyki braku dostatecznego opomiarowania miejskich systemów

elektroenergetycznych oraz kompleksowych cyfrowych map terenu, umożliwiających

przeprowadzenie analiz o wysokim stopniu szczegółowości.

Zaprezentowana w pracy metoda stwarza przedsiębiorstwom sieciowym i urzędom

gmin nowe możliwości pozyskania dodatkowych przesłanek w procesie planowania rozwoju

sieci elektroenergetycznych. Pozwala ona na określenie obszarów miejskich, na których

nastąpi rozwój zabudowy, czyli terenów, na których potrzebne będą inwestycje w zakresie

rozbudowy nie tylko sieci elektroenergetycznych, ale i innych elementów infrastruktury

technicznej. Tym samym może ona sprzyjać efektywniejszemu zarządzaniu miastem.

Zdaniem autora, zrealizowany został zasadniczy cel pracy, czyli opracowanie metody

prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną dla zarządzania terenami

zurbanizowanymi, przy zastosowaniu teorii zbiorów rozmytych.

Problematyka prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną terenów

zurbanizowanych jest niezwykle interesującym obszarem naukowo-badawczym. Celowe jest

prowadzenie dalszych prac w tej dziedzinie. Kontynuacja badań z tego zakresu mogłaby

pozwolić na opracowanie uniwersalnego dla wszystkich polskich miast modelu

prognozowania przestrzennego obciążenia mocą elektryczną terenów zurbanizowanych.

Przeprowadzone dotychczas badania i analizy mogą być podstawą do dalszych prac

w tej dziedzinie.

Page 22: I. Jakuszewicz: Prognozowanie przestrzennego obciążenia ...nazarko.pl/public/data/resource/upload/00003/2441/file/i... · Prognozowanie przestrzennego ... plan rozwoju sieci elektroenergetycznych

21

9. LITERATURA

1. Barrow C., Barrow P., Business plan. Wydawnictwo Businessman, Warszawa 1992.

2. Chow M., Tram H., Application of fuzzy logic technology for spatial load forecasting. “IEEE Transaction on Power Systems” 1997, nr 3.

3. Dane Urzędu Statystycznego w Białymstoku na dzień 31 grudnia 1999 r.

4. Kaczmarczyk S., Badania marketingowe. Metody i techniki. PWE, Warszawa 1999.

5. Krzakiewicz K., Podstawy organizacji i zarządzania. Akademia Ekonomiczna w Poznaniu, Poznań 1994.

6. Markowski T., Zarządzanie rozwojem miast. PWN, Warszawa 1999.

7. Nazarko J., Broadwater R.P., Tawalbeh N.I., Identification of Statistical Properties of Diversity and Conversion Factors from Load Research Data, [in:] MELECON’98, 9th Mediterranean Electrotechnical Conference, Tel-Aviv, Israel 1998, pp. 217-220.

8. Nazarko J., Modeling of Power Distribution Systems, Monographs No. 22, Bialystok Technical University Publisher, Bialystok 1993.

9. Ostasiewicz W., Zastosowanie zbiorów rozmytych w ekonomii. PWN, Warszawa 1986.

10. Popławski J., Bielsk Podlaski. Plan miasta 1:7500. Fundacja na Rzecz Rozwoju Lokalnego w Bielsku Podlaskim, Białystok 1995.

11. Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta Bielsk Podlaski, Zarząd Miasta Bielsk Podlaski, 1998.

12. Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne, Dz.U. z 1997 r. Nr 54, poz. 348.