Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Экономико-математические методы и моделирование в землеустройстве

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра землеустройства и земельного кадастра

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

"Экономико-математические методы

и моделирование в землеустройстве"

Выполнил: ст. гр.

Проверила и допустила

к защите

Защищен « »______04г.

с оценкой________

Председатель комиссии:

Краснодар, 2004

Содержание

стр.

Введение……………………………………………………………………

1. Глава 1. Аналитический обзор литературы…………….……………..

1.1. Планирование оптимальных рационов кормления скота….….…

1.2. Оптимальное использование кормов в хозяйстве……..………....

2. Глава 2. Экономико-математическая модель по установлению

оптимальной структуры землевладения крестьянско-фермерского

хозяйства «Колос»…………………………………………….…………

2.1. Построение ограничений по земельным ресурсам…………..……

2.2. Построения ограничений по кормовым ресурсам……………..….

2.3. Построение ограничений по трудовым ресурсам……………..…..

2.4. Построение ограничений по использованию ограничений

удобрений в пересчете на гумус……………..…………………….

3. Глава 3. Расчет основных показателей отрасли животноводства…….

4. Глава 4. Определение структуры посевных площадей с применением

данных оценки земель и ЭММ……………………………………………

4.1. Порядок работы с программным продуктом по размещению

культур по участкам………...………………………………………

5. Глава 5. Расчет основных показателей отрасли растениеводства

и проекта в целом………………………………..……………………….

6. Заключение…………………………………….……………….…….…..

7. Список используемой литературы……………….…………………..…

8. Приложения…………………………………………..…………………..

« »

ВВЕДЕНИЕ

В условиях земельной реформы, перехода на многоуровневую экономику, рыночного типа развития различных форм землевладения и землепользования, внедрения экономического механизма регулирования земельных отношений существенно возрастают объёмы землеустроительных работ и предъявляются повышенные требования к их качеству.

При этом приходится сталкиваться с такими задачами, эффективное и оперативное решение которых практически невозможно без использования экономико - математических методов и ЭВМ.

Экономико - математические методы и моделирование в землеустройстве позволяют решать большой круг задач, связанных с оптимизацией территориальной организации сельскохозяйственного производства с учётом агроэкологических свойств земли, установлением рациональных размеров и структуры землевладения и землепользования, оптимизацией трансформации и улучшения угодий, размещением севооборотов, повышением плодородия почв, проектированием системы противоэрозионных мероприятий и др.

Данные задачи, решаемые в землеустроительном производстве, являются достаточно сложными. Поэтому в качестве завершающей стадии изучения дисциплины « Экономико - математические методы и моделирование в землеустройстве » предусматривается разработка курсовой работы, имеющей реальный характер.

Выполнение курсовой работы ориентировано на применение микрокомпьютерной техники типа IBM-PC и применение стандартных программ решения оптимизационных экономико-математических задач, изученных ранее.

В качестве объекта моделирования используются материалы заданий по курсовой работе, выдаваемые преподавателем, а также нормативно - справочная и исходная информация разрабатываемых параллельно курсовых проектов по дисциплинам « Землеустроительное проектирование » и « Экономика и организация крестьянского (фермерского) хозяйства ». Все задания по данным дисциплинам рассматриваются и выполняются взаимосвязано.

Задачей курсовой работы является обучение студентов практическому применению экономико - математических принципов и методов на примере обработки данных проектируемого крестьянского ( фермерского ) хозяйства, оптимизации его структуры производства и территории.

Работы ведутся с использованием нормативных показателей, таких как баллы бонитета, коды культур, звенья севооборотов, информации для расчёта баланса гумуса и. т. д. ( даны в приложении) и размеров производства, данных на практических занятиях по выше перечисленным предметам.

Глава 1. Аналитический обзор литературы

Моделирование экономических процессов

планирования использования кормов

1.1. Планирование оптимальных рационов кормления скота.

Создание для животноводства научно обоснованной и сбалансированной по белку и другим питательным веществам прочной кормовой базы – один из главных факторов реализации Продовольственной программы. Выбор и структура баланса кормов зависят от природно-климатических условий, в которых находится хозяйство, разводимых видов и пород скота, степени использования рационального кормления животных.

Полноценное кормление служит основой высокой плодовитости и продуктивности взрослых животных и благоприятствует скороспелости и увеличению живого веса молодняка, что в конечном итоге способствует повышению эффективности животноводства. Правильное использование кормов – один из крупных резервов увеличения и удешевления производства продуктов животноводства.

В зависимости от условий каждого хозяйства и его возможностей для рационального ведения животноводства, а так же использования земельных угодий, выделенных под кормопроизводство, необходимо рассчитывать оптимальные структуры посевных площадей кормовых культур, планы использования заготовленных кормов, нормы и рационы кормления животных.

Постановка задачи.

Рацион – это набор и количество кормов, потребляемых животным в сутки. Рационы составляют с учетом вида, возраста и продуктивности животных, а так же физиологических, зоотехнических и экономических факторов.

Рассчитать оптимальный кормовой рацион, учитывающий зоотехнические и экономические требования, при помощи традиционных методов подбора очень сложно, а при большом наборе кормов практически невозможно, поэтому задачу целесообразно решать с помощью экономико-математических методов и ЭВМ.

Рационы кормления должны удовлетворять потребность животных не только в питательных веществах (энергетическом, протеиновом, макро- м микроэлементом, аминокислотном и витаминном составах). Но иметь определенное соотношение различных групп и видов кормов, питательных веществ. Кроме того, они должны иметь минимальную себестоимость.

Экономико-математическую задачу можно сформулировать следующим образом: из имеющихся в хозяйстве кормов, а так же приобретенных кормов и кормовых добавок составить рацион, который полностью удовлетворял бы биологические потребности животного в питательных веществах и имел минимальную стоимость. При особых постановках задачи или решении задачи в системе экономических моделей кроме основного критерия оптимальности – минимум себестоимости рациона – возможны и другие критерии оптимальности.

Основными переменными являются корма, имеющиеся в наличии. А так же корма, кормовые и минеральные добавки, которые хозяйство может приобрести. Единицами измерения этих переменных является кг, ц в зависимости от периода, на который составляется рацион.

В задаче кроме основных могут быть вспомогательные переменные. Он чаще всего выражают суммарное количество кормовых единиц или переваримого протеина в рационе. С помощью этих переменных записывают условия по структуре рациона (удельный вес отдельных групп кормов).

Основные ограничения необходимы для записи условий по балансу питательных веществ.

С помощью дополнительных ограничений записывают условия по соотношению отдельных групп кормов в рационе и отдельных видов кормов внутри групп.

С помощью вспомогательных ограничений записывают условия по суммарному количеству кормовых единиц и переваримого протеина. Технико-экономические коэффициенты по основным переменным (так же, как и в основных ограничениях) отражают содержание питательных веществ в единице корма или кормовых добавок, а по вспомогательным переменным равны - 1. Константами в этих ограничениях являются нули.

Решение этой задачи позволит определить, какие корма и в каком количестве необходимо ежедневно давать животному, а так же количество приобретаемых кормов и подкормок. Оптимальная оценка рациона рассчитывается по отношению к выбранному критерию оптимальности. Решение задачи позволяет определить также более эффективные изменения в структуре кормов рациона и степень дефицитности отдельных питательных веществ.

Опыт показал, что более целесообразно принимать за единицу измерения переменных величин количество килограммов того или иного корма в рационе, а для подкормок – те единицы измерения, которые используются в справочниках по кормлению животных.

Данная задача получила название «задача о диете», или задача о рационе. Суть задачи состоит в определении рациона, который удовлетворял бы потребности животного в питательных веществах при минимальных затратах денежных средств.

Постановка экономико-математической задачи делятся по следующему основному варианту с учетом наиболее типичных требований.

Определить оптимальный рацион кормления скота. Для обеспечения заданной продуктивности рацион должен содержать не менее необходимого количества питательных веществ при зоотехнически допустимом соотношении отдельных групп и видов кормов. Содержание отдельных кормов не должно превышать установленного уровня.

Второй вариант – определить оптимальный рацион кормления с соблюдением всех условий, установленных для первого варианта, исключая ограничения по зоотехнически допустимому содержанию отдельных видов кормов. Но это приведет к практическому приемлемому варианту только тогда, когда будет учитываться по возможности большее количество питательных веществ в кормах.

По этим вариантам критерием оптимальности служат показатели экономичности рациона. Наиболее распространенным показателем экономичности является суммарная стоимость кормов рациона, следовательно критерием оптимальности будет минимальная стоимость рациона.

Кроме того, в некоторых случаях критерием оптимальности могут быть минимальный вес или наиболее благоприятное соотношение кормовых единиц и переваримого протеина.

В практике чаще применяется постановка задачи по основному варианту с критерием оптимальности минимум стоимости рациона.

Основные переменные экономико-математической задачи – корма, которыми располагает сельскохозяйственное предприятие; корма и различные минеральные, белковые и витаминные добавки, которые предприятие может приобретать.

Вспомогательные переменные задачи – отраженная переменная по суммарному содержанию кормовых единиц в рационе и отраженная переменная по суммарному содержанию переваримого протеина.

Основными ограничениями экономико-математической задачи записывают условия по балансу питательных веществ. Технико-экономические коэффициенты переменных по основным ограничениям указывают на содержание питательных веществ. Технико-экономические коэффициенты переменных по основным ограничениям указывают на содержание питательных веществ в весовой единице корма (в 1кг).

Дополнительные ограничения ставят по определенным нормам содержания отдельных видов или групп кормов в рационе.

При помощи вспомогательных ограничений записывают суммарное количество кормовых единиц и переваримого протеина в рационе.

Для составления модели оптимального рациона кормления скота (птицы) необходимо изучить и установить следующее:

- вид или половозрастную группу скота (птицы), для которой рассчитывается рацион (кормовая смесь); период (сутки. Неделя. Декада, месяц); живую массу одной головы; планируемую продуктивность;

- содержание питательных веществ в рационе в зависимости от продуктивности животных, живой массы, физиологического состояния (устанавливается специалистом хозяйства с учетом фактического состояния дел; в плановых расчетах можно использовать нормативно-справочные сведения);

- предельные нормы скармливания отдельных кормов данному виду скота (птицы) или допустимые зоотехнические нормы потребления кормов (из справочной литературы);

- виды кормов и кормовых добавок, из которых могут быть составлены кормовые рационы (смеси);

- содержание всех видов питательных веществ в единице корма или кормовой добавки (определяют путем анализа кормов в агрохимлаборатории или из справочных таблиц по питательности);

- цену единицы кормов и кормовых добавок.

Целевая установка задачи – составить из имеющихся кормов и кормовых добавок наиболее дешевый рацион кормов и кормовых добавок наиболее дешевый рацион кормления для данного вида скота (птицы):

Условия задачи:

(ограничения по содержанию кормов питательных веществ);

(ограничения по содержанию кормов различных групп);

(ограничение по соотношению отдельных видов кормов и кормовых добавок между кормами группы);

(вспомогательные ограничения);

(условия неотрицательности переменных).

При записи структурной экономико-математической модели приняты следующие условные обозначения:

количество корма j-го вида, входящего в рацион;

себестоимость (стоимость единицы) j-го вида корма;

содержание j-го элемента питания в единице j-го вида кормов;

минимально допустимое количество j-го питательного вещества в рационе;

коэффициенты, характеризующие удельный вес данной группы кормов (в кормовых единицах) в общем количестве кормовых единиц; соответственно по нижней и по верхней допустимым границам;

коэффициенты пропорциональности;

суммарное количество j-го элемента питания в рационе;

множество групп кормов;

множество кормов, входящих в группу.

1.2. Оптимальное использование кормов в хозяйстве.

Правильное использование заготовленных в хозяйстве кормов – одно из важных условий повышения эффективности общественного животноводства. Ежегодно в практике колхозов и совхозов после заготовки кормов, при постановке животных на стойловый период, составляется баланс кормов: имеющиеся корма распределяются между различными видами и производственными группами животных, определяются минеральные и витаминные подкормки, необходимые для закупки. Разрабатываются нормы кормления.

В производственных условиях нормы кормления балансируют обычно по одному – двум питательным веществам. Однако такой баланс считается несовершенным. Использование математических методов и ЭВМ позволяет рассчитать нормы животных по всем питательным веществам. Микроэлементам, витаминам и аминокислотам.

Оптимальный план использования всех кормовых ресурсов должен обеспечить:

- распределение наличного объема кормов в хозяйстве между половозрастными группами скота и птицы;

- определение оптимальных рационов кормления для каждой группы скота и птицы;

- выявление необходимости покупки кормов, минеральных и витаминных добавок, химических веществ, а так же обмена и продажи кормов.

Усвоение задачи для расчета оптимального использования заготовленных кормов могут быть различными. Наиболее распространены следующие:

- в хозяйстве заготовлено достаточное количество различных видов кормов. Имеются возможности приобретения минеральных, микроэлементных и витаминных подкормок. Следует определить виды кормов и их объемы, необходимые животным различных видов и половозрастных групп, для получения максимальной эффективности от использования кормов;

- в хозяйстве заготовлено недостаточное количество кормов. Возможно приобретение ограниченного объема отдельных видов кормов и подкормок. Необходимо определить, какие корма и в каких количествах нужно скормить животным, и какое количество животных подлежит ускоренной реализации.

При решении задачи использования кормов в хозяйстве более целесообразны такие критерии оптимальности, как максимум валовой продукции животноводства или чистого дохода. Возможны и другие критерии, например максимум валовой продукции животноводства за вычетом затрат на корма, максимум валовой продукции за вычетом затрат на покупку кормов и подкормок, максимум условных кормо-дней, т.е. содержание максимума условного поголовья скота за счет кормов, заготовленных в хозяйстве.

В соответствии с постановкой задачи в модели будут следующие группы переменных:

- виды кормов и кормовых добавок, из которых составляют оптимальные рационы для учитываемых групп скота и птицы;

- кормо-дни пребывания животных в хозяйстве;

- приобретаемые или продаваемые (обмениваемые) корма.

Первые две группы переменных дифференцируются по половозрастным группам и видам скота и птицы.

В модели учитываются все условия, влияющие на структуру использования кормов, что находит отражение в следующих группах ограничений:

- по питательным веществам;

- соотношению отдельных групп и видов кормов в существующих группах;

- кормо-дням пребывания отдельных групп и видов скота в хозяйстве;

- оптимальному распределению (использованию) каждого вида корма с учетом возможной покупки и (или) продажи;

- использованию денежных средств на покупку недостающих кормов.

Для записи указанных групп условий должны быть известны следующие технико-экономические коэффициенты и константы:

- содержание питательных веществ в 1 кг кормов и добавок;

- потребность в питательных веществах в расчете на 1 кормо-день каждой группы или вида скота;

- допустимые интервалы потребности в кормовых единицах по группам кормов для каждой группы или вида скота;

- допустимые интервалы содержания отдельных групп или видов скота в хозяйстве в кормо-днях;

- денежные средства, выделяемые на покупку недостающих кормов;

- цены на все виды покупаемых и продаваемых кормов и добавок.

Коэффициентами целевой функции служат показатели стоимости продукции в расчете на 1 кормо-день по всем учитываемым группам и видам скота.

Исходные данные для числовой экономико-математической модели задачи.

Виды кормов, их количество, содержание в весовой единице корма учитываемых питательных веществ.
Корма, которые можно купить, содержание в них питательных веществ, лимиты на приобретение кормов.
Виды приобретаемых минеральных и витаминных добавок, химических веществ, нормы замены или питательных веществ.
Основные половозрастные группы разных видов скота и птицы, количество кормо-дней пребывания каждой группы скота в хозяйстве за весь период.
Нормы питательных веществ в рационах кормления по отдельным половозрастным группам скота на обеспечение жизненных функций животного и достижение определенной продуктивности.
Допустимое содержание основных групп кормов в рационе скота данной группы.
Предельно допустимый ввод в рацион минеральных, витаминных и химических добавок.
Стоимость кормов и различных кормовых добавок, а та же цены на животноводческую продукцию.

Глава 2. Экономико-математическая модель по установлению оптимальной структуры землевладения крестьянско-фермерского хозяйства «Колос».

Структурная экономико-математическая модель задачи линейного программирования представляет собой формализированную запись критерия оптимальности, всех условий поставленной задачи при помощи символов, индексов и других обозначений. В ней учитываются закономерности и взаимосвязи функционирования сельского хозяйства, использования земельных ресурсов и других средств производства.

Основная цель задания – постановка задачи и формирование экономико-математической модели задачи.

Экономико-математическая модель разрабатывается в несколько этапов.

Первый этап – постановка задачи, которую предлагается решить экономико-математическими методами. При постановке задачи необходимо обосновать круг моделируемых процессов. Затем на этой основе устанавливается группа переменных и ограничений.

Переменные делятся на основные и вспомогательные.

Основные переменные – это размеры площадей сельскохозяйственных площадей сельскохозяйственных культур, многолетних насаждений, естественных кормовых угодий, а так же поголовье скота.

Вспомогательными являются переменные, характеризующие формирование оптимальных рационов кормления, размеры капиталовложений по отраслям и дополнительную потребность в производственных ресурсах.

При разработке матрицы задачи выделено 47 основных переменных. К ним отнесены следующие группы неизвестных.

Зерновые и зернобобовые культуры, идущие на товарные цели и характеризующиеся площадями посева.

озимая пшеница;

озимый ячмень

яровой ячмень

зернобобовые

кукуруза

люпин на зерно

рапс на зерно

Зерновые и зернобобовые, используются в качестве концентрированных кормов.

озимая пшеница

озимый ячмень

яровой ячмень

зернобобовые

кукуруза

III. Технические культуры и овощи.

сахарная свекла

подсолнечник

картофель

овощи

Кормовые культуры и угодья.

корнеплоды

кукуруза на силос

однолетние травы на сено

многолетние травы на сено

Зеленые корма:

озимые

однолетние травы

многолетние травы

яровой рапс

кукуруза

Кроме того, введены переменные, характеризующие площади:

многолетних трав на сенаж;

сенокосов;

пастбищ.

К числу переменных, описывающих отрасли животноводства, отнесенные следующие:

поголовье КРС (структурных голов);

поголовье свиней;

поголовье овец;

поголовье птицы;

поголовье лошадей.

Кроме названных, в задачу включены следующие неизвестные:

объем приобретаемых комбикормов (концентратов);

количество приобретаемых органических удобрений;

потребность в азотных минеральных удобрениях;

потребность в фосфорных минеральных удобрениях;

потребность в калийных минеральных удобрениях;

общие ежегодные производственные затраты.

Капиталовложения в основные фонды сельскохозяйственного назначения на:

строительство зданий и сооружений;

покупку сельскохозяйственной техники;

приобретение автотранспорта;

покупку продуктивного скота;

мелиорацию и проведение природоохранных мероприятий;

суммарные затраты.

В число переменных включены также:

расчетная площадь пашни;

размер привлекаемых трудовых ресурсов в напряженные периоды полевых работ.

Программа проведения автоматизированных расчетов на ЭВМ предусматривает замену и введение любых новых переменных задачи.

На неизвестные наложено 49 ограничений, т.е. размер матрицы задачи составляют 47×49.

Ограничения включают в себя следующие виды.

По расчету площади пашни.

Данное ограничение в универсальной матрице необходимо для того, чтобы имелась возможность при заданных объемах трудовых и денежно-материальных ресурсов рассчитать необходимую для крестьянского хозяйства площадь пашни.