- •Волков Сергей Николаевич землеустройство экономико-математические методы и модели
- •Раздел I
- •Глава 1
- •1.2. Математические методы, применяемые в экономических расчетах
- •Глава 2
- •1. Классификация математических моделей, применяемых в землеустройстве
- •Вычислении площадей треугольников и четырехугольников
- •4.3. Метод решения задачи на условный экстремум лагранжа
- •Глава 5
- •4. Годовые затраты на 1 га пашни в зависимости от размера территории (зерно-свекловичный тип хозяйства с развитым молочно-мясным скотоводством)
- •5.3. Определение оптимальных размеров полей севооборотов
- •5. Расчет оптимального размера поля севооборота
- •Глава 6 итерационные методы
- •6.1. Постановка и математическая формулировка
- •8. Расчет координат оптимального размещения ферм методом последовательных приближений
- •9. Расчет координат животноводческих комплексов
- •10. Расчет оптимальных координат молочного комплекса при селешш Большая Вруда (итерационный метод)
- •11. Анализ эффективности размещения животноводческих комплексов (тыс. Руб., в ценах 1990 г.)
- •12. Расчет значения предельной ошибки целевой функции
- •Раздел III
- •Глава 7
- •Глава 8 расчет параметров производственных функций
- •13. Исходные данные к задаче 8.1
- •8.2. Принцип наименьших квадратов
- •8.3. Системы нормальных уравнений
- •16. Исходные данные к задаче 8.2
- •18. Исходные данные к задаче 8.3
- •8.5. Применение линейных моделей регрессии
- •22. Исходные данные к задаче 8.5
- •Глава 9
- •9.2. Оценка погрешностей определения коэффициентов корреляции
- •25. Корреляционные и дисперсионные характеристики демонстрационных задач
- •26. Формулы для расчета экономических характеристик некоторых однофакторных производственных функций
- •27. Формулы для расчета предельных норм заменяемости для некоторых двухфакторных производственных функций
- •10.2. Примеры расчета экономических характеристик
- •28. Зависимость коэффициента эластичности Ег от стоимости животноводческих построек (х2)
- •Раздел IV
- •Глава 11
- •33. Расчет бета-коэффициентов уравнения регрессии
- •11.3. Обоснование укрупнения (разукрупнения)
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 12
- •35. Расчет урожайности зерновых культур на землях различных категорий с учетом изменения факторов интенсификации
- •36. Динамика урожайности сельскохозяйственных культур в совхозе «40 лет Октября»
- •38. Планируемая урожайность, рассчитанная с использованием производственных функций, ц с 1 га
- •39. Основные показатели эффективности внесения минеральных удобрений на черноземных почвах
- •40. Расчет планируемой урожайности основных сельскохозяйственных культур по факторам интенсификации расчетпо конструктивным методом
- •41. Возможные урожаи полевых культур при 3 % использования фар
- •42. Сводные данные по планированию урожайности в совхозе «40 лет Октября»
- •Глава 13
- •43. Зависимость между размерами молочной фермы и удельными капиталовложениями
- •44. Расчет параметров уравнения гиперболы
- •46. Влияние механического состава почв на величину удельного сопротивления, кг/см2
- •47. Расчет значений коэффициента а2
- •54. Потери на холостые повороты агрегатов при поперечных работах и от недобора продукции пропашных культур в полосе поворотов при различной густоте лесных полос
- •55. Экономическая эффективность продольных (основных) полезащитных лесных полос при различной густоте посадок
- •57. Чистый доход в расчете на 1 га полевого севооборота
- •58. Влияние густоты сети полевых дорог на общую величину транспортных затрат и потерь от недобора продукции
- •1 Га пашни,
- •1 Га пашни,
- •60. Определение коэффициентов значимости факторов производственной функции
- •Раздел V
- •Глава 14 общая модель линейного программирования
- •63. Исходные данные к задаче 14.2
- •64. Исходные данные к задаче 14.3
- •65. Исходные данные к задаче 14.4
- •67. Характеристика вершин области допустимых значений задачи 14.5
- •68. Первая симплекс-таблица задачи 14.5
- •69. Вторая симплекс-таблица задачи 14.5
- •70. Третья симплекс-таблица задачи 14.5
- •71. Четвертая симплекс-таблица задачи 14.5
- •72. Пятая (последняя) симплекс-таблица задачи 14.5
- •74. Исходные данные к задаче 14.6
- •75. Исходные данные к задаче 14.7
- •76. Оптимальное решение прямой задачи 4.6
- •78. Оптимальное решение прямой задачи 4.7
- •79. Оптимальное решение двойственной задачи
- •Глава 15 распределительная (транспортная) модель
- •80. Исходные данные к задаче 15.1
- •81. Исходные данные к задаче 15.2
- •82. Исходные данные к задаче 15.3
- •83. Исходные данные к задаче 15.4
- •84. Табличная форма представления транспортной модели
- •85. Исходные данные к задаче 15.5
- •86. Нахождение опорного решения задачи 15.5 методом минимального
- •87. Нахождение опорного решения задачи 15.5 методом аппроксимации*
- •15.3. Метод потенциалов
- •88. Цикл испытуемой клетки (3,5)
- •89. Цикл испытуемой клетки (2,5)
- •90. Потенциалы и оценки* для опорного решения задачи 15.5, полученного методом аппроксимации
- •91. Потенциалы и оценки* для опорного решения задачи 15.5, полученного методом минимального элемента
- •92. Потенциалы и оценки на втором шаге решения задачи 15.5
- •93. Потенциалы и оценки на третьем шаге решения задачи 15.5
- •94. Оптимальный план закрепления источников кормов за фермами
- •15.4. Особые случаи постановки и решения распределительных задач
- •95. Исходные данные к задаче 15.6
- •96. Сбалансированная исходная транспортная таблица задачи 15.6
- •97. Исходная транспортная таблица задачи 15.6, в которой учтены требование сбалансированности задачи и первые три дополнительных условия*
- •101. Оптимальный план распределения кормовых культур по участкам
- •102. Исходные данные к задаче 15.7
- •103. Опорный план задачи 15.7
- •104. Второй (оптимальный) план задачи 15.7
- •106. Опорный план задачи 15.3
- •107. Оптимальный план задачи 15.3
- •108. Средние значения коэффициентов урожайности культур в зависимости
- •Глава 16
- •109. Последняя симплекс-таблица для задачи 14.4
- •16.2. Коэффициенты замещения
- •16.3. Использование коэффициентов замещения
- •113. Исходные данные к задаче 16.1
- •114. Оптимальное решение прямой задачи 16.1
- •115. Оптимальное решение двойственной задачи 16.1*
- •16.6. Альтернативные решения распределительных задач
- •117. Исходные данные к задаче 16.2
- •121. Оптимальное решение задачи 16.2 с дополнительным условием (пример 1)*
- •Глава 17
- •122. Исходные данные к задаче 17.1
- •123. Исходная симплекс-таблица задачи 17.1
- •124. Первая расчетная симплекс-таблица 17.1
- •17.3. Роль ограничений в формировании облика
- •Глава 18
- •130. Исходная таблица
- •131. Оптимальный план
- •132. Исходная таблица
- •133. Первый оптимальный план
- •134. Промежуточный опорный план
- •135. Последний оптимальный план
- •136. Вероятностный и детерминированный планы
- •139. Исходные и расчетные данные для вычисления значений ресурсов в ограничениях
- •140. Исходные данные для вычисления коэффициентов целевой функции
- •141. Исходные данные для расчета гц
- •142. Схема двухэтапной стохастической задачи
- •143. Схема числовой стохастической модели оптимизации производственной структуры
- •Контрольные вопросы и задания
- •Раздел VI
- •Глава 19 информационное обеспечение моделирования
- •19.3. Построение матрицы экономико-математической
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 20
- •146. Баланс гумуса в почве под посевами различных сельскохозяйственных культур
- •Глава 21
- •147. Вычисление значений ак1
- •148. Числовые значения ак1*
- •Раздел VII
- •152. Сведения о максимально возможных объемах и эффективности различных мероприятий по освоению и интенсификации использования земель
- •153. Матрица экономико-математической модели задачи оптимизации мероприятий по освоению и интенсификации использования
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 23
- •154. Основные переменные
- •155. Исходные данные
- •23.2. Оптимизация трансформации
- •157. Качественная характеристика участков
- •158. Расчет значения Сд для полевого севооборота № 1 по 1-му участку
- •159. Оптимизация трансформации угодий
- •161. Расчет капитальных затрат на трансформацию угодий
- •162. Сводная таблица оценки вариантов, тыс. Руб.
- •Глава 24
- •163. Исходные данные для системы ограничений
- •164. Ориентировочные коэффициенты изменения урожайности культур в зависимости от их предшественников по отношению к средней урожайности хозяйства (зона неустойчивого увлажнения)
- •165. Расчет с,- по полевому севообороту
- •166. Доля сельскохозяйственных культур в рекомендуемых к освоению севооборотах
- •167. Исходные данные для построения экономико-математической модели задачи
- •168. Матрица задачи по проектированию системы севооборотов хозяйства
- •24.2. Размещение севооборотов и сельскохозяйственных
- •170. Фрагмент матрицы оптимального размещения культур (севооборотов) по участкам с различным плодородием
- •171. Фактическое размещение посевов сельскохозяйственных культур
- •172. Оценка предшественников сельскохозяйственных культур
- •173. Матрица задачи по оптимизации плана перехода к запроектированным севооборотам
- •174. Корректировка плана перехода к запроектированным севооборотам
- •175. Структура посевов после корректировки, га
- •176. Окончательный план перехода к запроектированным севооборотам
- •Глава 25
- •25.2. Особенности подготовки исходной информации и пример решения
- •178. Состав и площадь сельскохозяйственных угодий на год землеустройства и по проекту
- •179. Число работников и общий объем трудовых ресурсов
- •Глава 26
- •181. Матрица экономико-математической модели задачи проектирования противоэрозионных мероприятий
- •182. Результаты решения задачи проектирования противоэрозионных мероприятий
- •184. Расчет допустимого слоя стока
- •185. Зависимость площадей линейных элементов организации территории
- •26.3. Оптимизация размещения посевов
- •188. Исходная матрица задачи
- •Глава 27
- •27.2. Особенности подготовки
- •191. Результаты решения задачи организации территории плодовых и ягодных многолетних насаждений
- •Глава 28
- •28.2. Особенности подготовки исходной информации и пример решения
- •192. Допустимые площади кормовых культур и пастбищ*
- •193. Расчет потребности в зеленом корме
- •194. Расчет потребности в кормах с пашни
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 29
- •199. Результаты решения экономико-математической задачи
- •Контрольные вопросы и задания
- •Раздел VIII
- •Глава 30
- •30.2. Особенности подготовки исходной информации и пример решения
- •200. Продолжительность рабочего периода в крестьянском хозяйстве
- •201. Нормы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры, кг д. В. На 1 т продукции*
- •202. Технико-экономические характеристики животноводческих хозяйств*
- •204. Математическая модель молочно-картофелеводческого крестьянского хозяйства
- •205. Выход кормов с 1 га культурных пастбищ
- •206. Оптимальные размеры землевладений и структура производства в крестьянском хозяйстве молочно-картофелеводческого направления
- •30.3. Автоматизация расчетов модели на эвм
- •207. Значения переменных задачи
- •31.2. Особенности подготовки
- •209. Состав земельных угодий до и после перераспределения земель
- •Глава 32
- •32.1. Экономико-математическая модель
- •32.2. Экономико-математическая модель
- •210. Исходная матрица задачи
- •211. Оптимальный план формирования сырьевых зон перерабатывающих предприятий
- •Контрольные вопросы и задания
- •Литература
- •Раздел I. Общие сведения об экономико-математических методах и моделировании в землеустройстве 9
- •Глава 1. Моделирование и современные методы вычислений 9
- •Глава 2. Основные этапы развития математического моделирования в аграрно- экономической и землеустроительной науке 32
- •Глава 3. Классификация математических моделей, применяемых в земле устройстве 57
- •Раздел II. Аналитическое моделирование в земле устройстве 72
- •Глава 4. Построение и исследование аналитических моделей 72
- •Глава 5. Применение дифференциального и интегрального исчисления при построении оптимизационных аналитических моделей 92
- •Глава 9. Оценка производственных функций с использованием методов корре ляционно-регрессионного анализа 161
- •Глава 10. Экономические характеристики производственных функций и
- •Раздел IV. Применение производственных функций
- •Глава 11. Оптимизация интенсивности использования земли при землеуст ройстве 197
- •Глава 12. Планирование урожайности сельскохозяйственных культур 209
- •Глава 13. Разработка землеустроительных нормативов и решение нестан дартных задач 234
- •Раздел V. Методы математического программирования
- •Глава 14. Общая модель линейного программирования 261
- •Глава 15. Распределительная (транспортная) модель 303
- •Глава 16. Анализ и корректировка оптимальных решений 344
- •Глава 17. Дополнительные аспекты решения задач линейного программиро вания 383
- •Глава 18. Некоторые виды задач математического программирования 398
- •Раздел VI. Основы экономико-математического моделирования 436
- •Глава 19. Информационное обеспечение моделирования 436
- •Глава 20. Выбор переменных и построение ограничений задачи 451
- •Глава 21. Критерии оптимальности при решении землеустроительных задач 474
- •Раздел VII. Экономико-математические модели
- •Глава 22. Экономико-математическая модель оптимизации мероприятий
- •Глава 23. Экономико-математическая модель трансформации угодий 506
- •Глава 24. Экономико-математическая модель организации системы сево оборотов хозяйства 519
- •Глава 25. Экономико-математическая модель оптимизации структуры посевных площадей при агроэкономическом обосновании проектов внутрихо зяйственного землеустройства 553
- •Глава 26. Экономико-математическая модель проектирования комплекса противоэрозионных мероприятий в условиях развитой водной эрозии почв 566
- •Глава 31. Экономико-математическая модель оптимизации перераспреде ления земель сельскохозяйственных предприятий 614
- •Глава 32. Экономико-математические модели в схемах землеустройства 659
Контрольные вопросы и задания
В каких землеустроительных документах используются результаты решения задач по оптимизации мероприятий, направленных на освоение и интенсификацию использования земель?
Какова постановка данной задачи?
Какие основные ограничения входят в модель?
Какие критерии оптимальности могут быть использованы при решении задачи оптимизации мероприятий, направленных на освоение и интенсификацию землепользования?
Как рассчитывают технико-экономические коэффициенты и коэффициенты целевой функции данной задачи?
Глава 23
ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРАНСФОРМАЦИИ УГОДИЙ
23.1. ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ УГОДИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИМПЛЕКСНОГО МЕТОДА
Известно, что в землеустройстве под трансформацией угодий понимают перевод угодий из одного вида в другой. При этом основными задачами являются следующие:
приведение состава и структуры площадей в соответствие с новыми производственными задачами, вытекающими из бизнес-плана развития хозяйства;
решение природоохранных задач за счет консервации земельных угодий, залужения и облесения деградированных земель и т. д.;
повышение доли ценных сельскохозяйственных угодий, особенно пашни;
укрупнение земельных массивов путем освоения новых земель и комассации угодий;
ликвидация мелкоконтурности и раздробленности угодий, улучшение их культуртехнического состояния.
Необходимость трансформации угодий может возникнуть в следующих случаях:
при изменении специализации хозяйства (расширение садоводства, виноградарства и др.);
углублении специализации и повышении уровня концентрации производства (создание орошаемых культурных пастбищ вблизи крупных животноводческих комплексов и ферм, освоение пойменных земель при организации овощеводства и кормопроизводства);
защите почв от водной эрозии и дефляции (сплошное облесение или залужение эродированных склонов, проектирование лесополос, гидротехнических сооружений), когда изыскивается возможность компенсации утраченной пашни;
осуществлении других природоохранных мер.
506
В районах орошения трансформация земель связана с увеличением лимитов оросительной воды при организации новых ирригационных систем и т. д.
При наличии определенных (ограниченных) ресурсов, отпускаемых на трансформацию и улучшение угодий, необходимо найти такой план, который обеспечит хозяйству получение наибольшего экономического эффекта.
Экономико-математическая модель задачи формулируется следующим образом. В качестве неизвестных ху выступают площадь /-го угодья, трансформируемого в у'-е, а также площади объектов мелиорации, имеющие в составе различные угодья.
На неизвестные накладываются следующие ограничения.
1. По наличию пригодных для трансформации земель:
у
где Р,(/е М{) — площадь угодий, пригодная для трансформации, га (определяется в процессе землеустроительного обследования).
2. По затратам денежных средств на трансформацию:
ЪауХу<А;, 1ЕМ2,
)
где ау — затраты денежных средств на перевод угодья из одного вида в другой, руб. на 1га; Л,- —объем ежегодных производственных затрат на осуществление трансформации угодий в хозяйстве, руб.
3. По трудовым ресурсам:
Ыцху<Т/, 1еМъ,
где /у — затраты труда на перевод единицы /-го угодья в у-е, чел.-дн. на 1 га; 7} — объем трудовых ресурсов, расходуемых на трансформацию и улучшение угодий в /-й период, чел.-дн.
4. По наличию машин и механизмов (мощности собственных и подрядных строительных организаций):
Х//7х/7 </_,-, геМ4, ]
где 1ц — норма затрат механизированных ресурсов на перевод единицы /-го угодья ву'-е, усл. эт. га; /_,,• — объем работ /-го вида, выполняемых машинами и механизмами, усл. эт. га.
5. По потребности в удобрениях:
2>,7х,7<^-, /бАГ5,
где и^ —дозы вносимых удобрений в трансформируемые угодья, ц усл. ед.; Щ — общее количество имеющихся удобрений /-го вида, ц.
507
6. По лимиту оросительной воды (в районах орошения):
}
где Лу — поливная норма, м3 на 1 га; Н, — лимит оросительной воды по различным системам орошения, м3.
7. По капиталовложениям, выделяемым на трансформацию:
где */у — норма затрат капиталовложений на перевод угодья из /-го вида ву'-й, руб.; Д —общий объем капиталовложений, расходуемых на трансформацию, руб.
Аналогично могут быть построены ограничения и по другим ресурсам (наличию посевного и посадочного, строительного материалов и др.).
8. По эффективности капитальных вложений.
На трансформацию расходуются значительные денежные средства. При этом необходимо не только уложиться в отпускаемые средства, но и обеспечить эффективное их использование. В сельском хозяйстве использование капитальных вложений считается эффективным, если они окупаются в течение устанавливаемого нормативного срока. Раньше этот срок был равен 10—15 годам. Сейчас он определяется бизнес-планом по заданию предприятия или исходя из требуемых сроков окупаемости инвестиций.
Срок окупаемости капитальных вложений (Т1) рассчитывают по формуле
а
где Цц — дополнительный чистый доход, получаемый при переводе г'-го вида угодья ву'-е, руб.
Величина, обратная сроку окупаемости капитальных вложений, называется коэффициентом эффективности капитальных вложений (Е):
508
У
?^Х!
Е=1]
у
Чем больше коэффициент эффективности капитальных вложений, тем меньше срок окупаемости затрат. Поэтому условие по эффективности капитальных вложений может быть записано следующим образом:
ЪЯуХу
Е<1]
ьйуХц у
При решении задачи принимают Е= Ен. Ен устанавливают, исходя из принимаемого срока окупаемости капиталовложений. Если Т'= 5 лет, то Ен = 0,2; если Т'= 10 лет, то Ен = 0,\ и т.д.
Учитывая, что 2<^х;у>0, можно записать у
■^н^^уху — ^Чу'Ху У У
или в окончательном виде
1(Ена& -ду-)х0 <0.
у
9. Условие неотрицательности переменных:
хц>0. Целевая функция данной задачи имеет следующий вид:
2 = 1,суХу —>тах.
В качестве с,у можно использовать чистый доход, получаемый с трансформируемых участков д}, или прирост чистого дохода ду. Для расчета д-у применяют следующую формулу:
Чц = Ч] - Чь
где д; — чистый доход после трансформации угодий; д, — чистый доход до трансформации угодий.
509
Чистый доход рассчитывают по формулам
Ч\ - В,- - Зу, д, - В,- - 3/,
где В,-, В,- — стоимость валовой продукции соответственно до и после трансформации, руб.; 3,-, Зу — себестоимость продукции соответственно до и после трансформации, руб.
Для решения задачи необходимо определить состав переменных, собрать исходную информацию и рассчитать показатели, необходимые для составления модели.
На основании обследования землевладения или землепользования хозяйства выявляют массивы земель, пригодные для перевода из одного вида угодий в другой. При этом объемы намечаемой трансформации используют в качестве переменных.
Исходной информацией являются затраты денежных средств на перевод угодий из одного вида в другой, руб. на 1 га; нормативы затрат труда, чел.-дн. на 1 га; объемы механизированных работ, эт. га; нормы внесения удобрений; данные по планируемой и фактической урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности угодий; сведения о себестоимости продукции (фактической и планируемой), закупочные цены; площади земель, пригодные для трансформации, га; объемы работ, выполняемых имеющейся и приобретаемой техникой.
В процессе решения задачи рассчитывают дополнительный чистый доход при переводе одного вида угодий в другой; чистый доход с 1 га угодий до и после трансформации.
Рассмотрим пример. В хозяйстве выделено четыре участка, пригодных для трансформации в другие виды угодий и улучшения. Намечено шесть видов использования этих участков, в соответствии с которыми и определен перечень переменных ху, включающий шесть неизвестных.
Состав основных переменных задачи и площади угодий, пригодных для трансформации, приведены в таблице 154 (для простоты двухиндексные переменные заменены одноин-дексными).
