Оптимизация трансформации сельскохозяйственных угодий (на примере совхоза «Поиск»)

 

МИНСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РФ

ФГБОУ ВПО «БУРЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. В.Р. ФИЛИППОВА»

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

по дисциплине: «Экономико-математические методы и  моделирование»

на тему: «Оптимизация трансформации сельскохозяйственных угодий»

На примере  совхоза «Поиск»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   Выполнила: студентка группы 1253гр.

                                                                   Иванова а б

                                          Проверила: пирогова м в

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ

2012

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Математическое моделирование в сельском хозяйстве  и землеустройстве. 4

Глава 2.  Разработка экономико-математической модели. 10

2.1. Постановка  задачи. 10

2.2. Исходная  информация. 11

Глава 3. Переменные величины, ограничения, целевая установка. 14

3.1 Состав  переменных. 14

3.2 Состав  ограничений 17

Глава 4. Анализ результатов решений и расчет экономической эффективности трансформации. 23

Заключение 26

Используемая  литература 27

Приложение 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Повышение эффективности эксплуатации земельных угодий, их охрана – важная задача промышленного комплекса. Большая роль в этом принадлежит землеустройству, росту культуры земледелия, поддержанию экологического равновесия. Однако находить оптимальные варианты, решать многие задачи, связанные с планированием использования земельных, материальных, трудовых, денежных ресурсов, определением нормативных экономических показателей, обоснованием оптимальных вариантов устройства территории, практически невозможно без экономико-математических методов, моделирования, вычислительной техники. Применение экономико-математических методов обеспечивает переработку и качественный анализ информации на основе глубокого качественного и количественного анализа, позволяет совершенствовать управление и планирование производством.

В данном курсовом проекте экономико-математическое моделирование связано с оптимизацией использования сельскохозяйственных угодий посредством их трансформации, которая проводится с целью их коренного улучшения, повышения  плодородия, но связана со значительными  трудовыми и финансово-экономическими издержками.

Целью курсового  проекта является получение практических навыков постановки, решения экономико-математических задач и анализа результатов  решения модели на ЭВМ или анализа  оптимального плана, а также углубление теоретических знаний по экономико-математическому  моделированию экономических процессов  в землеустройстве.

Задачей курсового проекта является составление  такого плана, при котором будут  учтены имеющиеся площади сельскохозяйственных угодий, наличия и состав капитальных  и трудовых ресурсов предприятия.

Объектом  проектирования является условное хозяйство  – СПК «Поиск».

Глава 1. Математическое моделирование  в сельском хозяйстве и землеустройстве.

Предметом изучения математического моделирования  в сельском хозяйстве являются количественные характеристики экономических явлений  и процессов, протекающих в сельскохозяйственном производстве, изучения их взаимосвязей, факториальной зависимости при  развитии экономической системы. Основными  признаками, характеризирующими экономические  процессы, являются движение и измерение. С количественной стороны эти  признаки следует рассматривать  как взаимосвязь нескольких переменных величин. Модель – это упрощенное подобие исследуемой системы (производственного  объекта), обладающее существенными  ее свойствами и соотношениями. Модель может быть абстрактной или материальной (физической), в зависимости от того, как система моделируется. В абстрактной  или математической модели все существенные характеристики и свойства изучаемого объекта записываются на условном математическом языке при помощи специальных  знаков – символов. Также различают  модели – числовые, логические, графические. Понятие модели определяется по разному, в зависимости от конкретных форм ее применения. В простейшем случае в модели воспроизводится реальный объект с сохранением геометрического  сходства и физической природы. Такие  модели обычно отличаются от реального  объекта размерами и строительными  материалом – это модели корабля, самолета, моста и др.

В более  сложных случаях применяется  математическое моделирование. Математическая модель представляет уравнение или  систему уравнений, описывающую  взаимосвязи, происходящие в оригинале.

Математическое  моделирование получало широкое  практическое применение в технике, биологии, экономики и других областях научных исследований. В планово  – экономической практике наиболее разработаны и распространены методы, обеспечивающие решение задач, относящихся  к классу линейного программирования. Под методом линейного программирования понимают такие программы математических действий, которые позволяют отыскивать оптимальные решения различных экономических задач, условия которых выражены в виде системы линейного уравнения и неравенств, а целевая установка – в виде линейной функции.

В области  сельскохозяйственного производства методами линейного программирования решают задачи:

- наиболее  целесообразного распределения  производственных ресурсов (земли,  труда и т.д.) в целях максимального  увеличения производства сельскохозяйственной  продукции;

- эффективного  управления производством и наилучшей  организации производственных процессов  при минимальных затратах труда,  денежно-материальных средств и времени;

Цель, которая  преследуется при решении планово-экономической  задачи, должна быть определена однозначно.

Математическая  модель задач, решаемых общими методами линейного программирования, например, симплексным, включает:

1. линейную форму переменных или целевую функцию, которая подлежит оптимизации (минимизация или максимизации) и выражает целевую установку задачи.
2. функциональные ограничения переменных, представленные системой линейных неравенств или уравнений, формирующих условия задачи.
3. ограничение неотрицательности всех переменных величин, включенных в систему.

Разработку  числовой экономико-математической модели процесса начинают с построения специальной  таблицы, содержащей смысловое или  кодовое обозначение переменных и ограничений; матрицу чисел (коэффициентов  при переменных); столбец содержащий объемы ограничений; математические символы  ограничений и коэффициенты целевой функции. Основой числовой модели является матрица, элементы которой представляют информацию по экономической проблеме, подлежащий решению математическими методами.

Эффективное развитие экономики невозможно без  рационального использования и  охраны земель. Важную роль в этом процессе играет землеустройство, позволяющее  с помощью системы инженерно-технических, экономических и юридических  мероприятий организовать экологически и экономически целесообразное использование  земель, обеспечить эффективную организацию  территории и размещения производства. Особое значение землеустройство приобретает  в периоды крупных земельных  преобразований, когда происходит массовая реорганизация сельскохозяйственных предприятий, создание новых и упорядочение существующих хозяйств, перестройка  земельных отношений и перераспределение земель.

В основе существования человеческого общества лежит сознательная деятельность по удовлетворению потребностей в продуктах  питания, жилище, других материальных благ. Среди главных ее условий  первостепенное значение принадлежит  земле, являющейся предметом труда, а в сельском хозяйстве – одновременно средством труда и главным  средством производства. Для начала процесса производства необходимы соединения рабочий силы с землей, другими  средствами производства и определенная организация общества. На всех исторических этапах развития человеческого общества происходило распределение земли, ее соединения и приспособление в  процессе труда к другим средствам  производства.

Сначала этот процесс носил случайный  характер и проявлялся путем разграничения  сфер использования земли. Термин «землеустройство»  впервые отличен в русском  языке в 1906 году, до этого работы, связанные с перераспределением земель, назывались межеванием. В отличие  от межевания землеустройство понималось шире и преследовало не только цели правового оформления границ земельных собственников, но и приспособления земли к наивыгоднейшему хозяйственному использованию, то есть как деятельность по экономическому устройству землевладений. В процессе землеустройства затрагиваются не только земли, но и трудовые ресурсы, объекты инженерного оборудования территории и другие средства производства, неразрывно связанные с землей (мелиоративные сети, дороги, источники водоснабжения и др.)

Основная  цель землеустройства заключается  в наведении порядка на земле, что достигается благодаря рациональной организации территории, наилучшему размещению общественного производства и отдельных отраслей, рациональным пропорциям и ведения хозяйства. Организационно – производственная структура согласовывается с  качеством и территориальными свойствами земельных массивов (их удаленностью от хозяйственных центров, площадью, конфигурацией, расчлененностью, раздробленностью). Организация территории, намечаемая в проектах землеустройства, закладывающей  каркас будущего хозяйства и определений  его экономическую эффективность, что вызывает необходимость экономического обоснования принимаемых землеустроительных решений. В этом смысле землеустройство  является фактором интенсификации и  роста экономической эффективности  сельскохозяйственного производства. Так же при землеустройстве создается  информационная основа для внедрения  экономического механизма регулирования  земельных отношений. При землеустройстве  осуществляются отвод и изъятие  земель, образуются новые и реорганизуются существующие землевладения и землепользование, устанавливаются их границы, оценивается  качество земель, выдаются документы, удостоверяющие право земельной  собственности, аренды земельных участков, создаются специальные земельные  фонды перераспределения земель. При этом каждый земельный участок  должен иметь цену (нормативную, конкурсную, аукционную), а каждый землевладелец и землепользователь получает сведения о размерах земельного налога, арендной платы за землю, компенсациях в случае изъятия у него земель для государственных и общественных надобностей, экономических мерах стимулирования рационального землепользования. Государственный характер землеустройства предполагает, что оно находится в общей системе управления земельными ресурсами различных уровней (федерального, республиканского, местного), включающий в себя:

• информационное обеспечение в виде государственного земельного кадастра и мониторинга земель;
• прогнозирование и планирование использования и охраны земель;
• организацию использования и охраны земель;
• контроль за использованием и охраной земель;

Землеустроительные  работы охватывают все стадии управления земельными ресурсами, начиная от проведения топографо-геодезических, аэрофотографических, почвенных и других обследований и изысканий. Из всего этого следует  вывод, что организация территории представляет собой сложный процесс  и для его изучения необходимо применение метода математического  моделирования. Этот метод дает возможность  в формализованном виде (с помощью  математических символов и т.п.) выявить  закономерности организации территории, вскрыть причины ее изменения, наметить пути ее совершенствования в различных  условиях и за счет этого повысить экономическую эффективность производства. В исследованиях по экономике  землеустройства широко используют и монографический метод, когда  детально изучаются отдельные типичные или наиболее характерные объекты, явления, процессы и на их основе делаются научные выводы и предложения. При  этом оценивается влияние организации  территории на эффективность производства передовых сельскохозяйственных предприятий  или наиболее эффективные методы, способы, технологии, приемы осуществления землеустроительных работ. Определенное значение для землеустройства имеет экспериментальное проектирование, когда достижения науки, практики и передового опыта апробируются на реальных производственных объектах. Не мало важное значение имеет землеустройство и в условиях рыночной экономики. Это объясняется главным образом тем, что земля становится не только главным средством производства, пространственным базисом, природным ресурсом, но и превращается в товар. Возникают новые функции землеустройства:

• формирование рыночного земельного фонда с установлением местоположения, площадей и границ земельных участков, определением их качественных и стоимостных характеристик;
• оценка всех земель, установление спроса и предложения на землю и отслеживание динамики земельного рынка.
• осуществление операций с землей (разделение, объединение, предоставление и др.), выдача документов, удостоверяющих право на землю.
• регистрация земельных сделок;
• обеспечение реализации прав собственности на землю экономическими и правовыми мерами, определение особого режима и условий использования земли;
• подготовка информации для передачи прав собственности, налогообложения, применение мер экономического стимулирования и экономических санкций. Все операции связанные с землей должны обязательно базироваться на проектах землеустройства.

Математические  методы позволяют с большой точностью  проверять и оценивать реальную значимость разных теоретических моделей  и концепций развития землевладения  или землепользования на перспективу, сопоставляя их практическую ценность.

Глава 2.  Разработка экономико-математической модели.

Модель оптимизации структуры  сельскохозяйственных угодий.

Цель задания: Построить экономико-математическую модель и определить оптимальный состав и соотношения сельскохозяйственных угодий, учитывая качественную характеристику почв, наличие ресурсов и выполнения заказа по основной товарной продукции. При этом оптимизация использования угодий должна осуществляться единственным критерием – получения максимального чистого дохода.

2.1. Постановка задачи.

Экономические преобразования и связанная с  ними интенсификация сельскохозяйственного  производства, вызывают необходимость  пересмотра состава и соотношения  сельскохозяйственных угодий, их перспективного использования. Рациональное использование  земельных ресурсов предполагает использование  земли по ее прямому назначению, с учетом качественной характеристики почв.

Приведение  использования земель в соответствии с их качеством, предусматривает  мероприятия по трансформации сельхозугодий. В результате трансформации формируется  наиболее рациональный состав угодий. При этом происходит перевод из низкопродуктивных  угодий в более продуктивные.

В результате использования экономико-математических методов удается получать оптимальный  состав угодий. Экономико-математическая модель оптимизации состава сельхозугодий  решает следующие задачи:

• приведение состава сельскохозяйственных угодий в соответствии с их качественной характеристикой.
• обеспечение такой структуры сельскохозяйственного угодий, при которой возможно ведение сельскохозяйственного производства в рамках сложившейся специализации и с учетом зональных природных условий; 
• рациональное использование лимитированных ресурсов (материальных, трудовых и др.) сочетание их с теми видами угодий и того качества, которые обеспечивают наибольший эффект использования сельскохозяйственных угодий.

Задача  оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий формируется следующим образом  используя данные о наличие и  качестве сельскохозяйственных угодий, урожайности ведущих культур (зерновых) и продуктивности кормовых угодий, норм удельных затрат и объемов ресурсов, определить оптимальную структуру  сельхозугодий, при которой за счет рационального использования всех ресурсов, включая земельные, обеспечивается получение максимума чистого  дохода при условии обязательного  выполнения заказа по договору и зонального удельного веса естественных угодий (пастбищ).

2.2. Исходная информация.

За СПК  «Поиск» закреплено 9905 га сельскохозяйственных угодий. Экспликация земель с учетом их качественной характеристики приведена в таблице 1.

Таблица 2.2.1

Экспликация  сельскохозяйственных угодий по категориям пригодности

Виды сельхозугодий	Категории пригодности					Площадь с/х угодий (га)
	1	2	3	4	5
пашня	6503	125	135	45	4	6812
Сенокос естеств.	489	963	345	23	20	1840
Сенокос КУ	293	-	-	-	-	293
Пастб. естест.	108	39	163	348	7	665
Пастбище КУ	57	20	218	-	-	295
Итого:	7450	1147	2008	416	31	9905
Балл бонитета	41	26	15	10	5

Предприятия располагают некоторыми ресурсами (трудовые, денежные, удобрения), которые  может направить на улучшение  сельскохозяйственных угодий. Для нормального  развития животноводческой отрасли, площади  естественных кормовых угодий должны составлять после перераспределения  не менее 20% от фактических. При этом также должно выполняться следующие условия: объем заказа по зерну должен быть не ниже достигнутого уровня. Нормативно – справочный материал приведен ниже.

Таблица. 2.2.2

Норма внесения удобрения, тонн на 1 га, т.

Наименование угодий	Группы земель
	1	2	3	4	5
Пашня	0,22	0,44	0,88	1,1	2,2
Пастбище естествен.	0,2	0,22	0,44	0,55	-
Пастбища КУ	0,2	0,33	0,55	0,77	2,2
Сенокосы естествен	0,2	0,33	0,55	0,55	2,2
Сенокосы КУ	0,2	0,33	0,55	0.77	2,2

 

 

Таблица 2.2.3

 Капитальные  затраты  на 1 га, у.е.

наименование угодий	Группы земель
	1	2	3	4	5
Пашня	110	159,5	195,8	319	440
Пастбища естест.	50	2,2	5,5	22	44
Пастбища КУ	100	132	242	275	407
Сенокосы естествен	50	55	55	66	88
Сенокосы КУ	100	132	242	275	407

 

Таблица 2.2.4

Затраты труда, чел / час на 1 га.

Наименование угодий	Группы земель
	1	2	3	4	5
Пашня	5,5	29,7	38,5	49,5	88
Пастбища естест.	-	4,4	5,5	11	22
Пастбища КУ.	4,4	8,8	11	22	33
Сенокосы естествен	2,2	11	13,2	22	55
Сенокосы КУ	5.5	8,8	11	27,5	38,5

 

 

Таблицы 2.2.5

Чистый доход, условные денежные единицы на 1 га.

Наименование угодий	Группы земель
	1	2	3	4	5
Пашня	110	55	33	11	6
Пастбища естест.	11	8,8	4,4	2,2	1,1
Пастбища КУ	33	27,5	22	15,4	2,2
Сенокосы естест.	38,5	22	27,5	5,5	1,1
Сенокосы КУ	49,5	33	24,2	19,8	4,4

 

Выход зерновых с 1 балла – гектара составляет 0,47 ц/га.

Объемы  ресурсов и реализация продукции:

• Минеральные удобрения – 700 ц.
• Капитальные вложения – 155100 руб.
• Затраты труда – 18260 чел./ч.
• Реализация зерна –7700 ц.

 

Глава 3. Переменные величины, ограничения, целевая установка.

3.1 Состав переменных.

Построение экономико-математической модели начинают с определением перечня  переменных величин, ограничений и  выбора целевой функции. Состав переменных модели определяется в соответствии с постановкой задачи и включает следующие группы:

• Переменные, которые не имеют альтернативы использования (т.е использования данной площади в данном угодье соответствующей его качеству).
• Переменные с возможностью многовариантного использования в различных видах угодий.

Запись  основных переменных.

В рассматриваемой  модели в качестве неизвестных x выступают  площади i – го угодья j-ого качества. Трансформация проводится с учетом качественной характеристики почв.

Рассматриваем, например, пашню, в ней присутствуют площади, которое по своему качественному  составу (2,3,4) соответствуют сенокосам  или пастбищам, то на таких низкопродуктивных  землях необходимо предусматривать  коренное улучшение. Сельскохозяйственные угодья, площади которых соответствуют  их качественной характеристики, остаются без изменения. Если рассматривать  балл бонитета, то можно сделать  следующий вывод: естественные угодья имеющие высокий балл бонитета, в данном случае (1 категории земель) следует трансформировать в пашню.

 

 

 

 

 

 

 

Схема трансформации  угодий

- остается  в пашне                                            - остается в пастбищах

                                                                 - трансформируется в пашню

- остается в пашне                                             

- трансформируется в СКУ                          - остается в пастбищах

- трансформируется в ПКУ                          - трансформируется в сенокосы

                                                             - трансформируется в СКУ                        - остается в пастбищах

- остается в пашне                                        - трансформируется в СКУ

- трансформируется в СКУ

- трансформируется в ПКУ                          - остается в пастбищах

                                                                       - трансформируется в ПКУ

- остается в пашне

- трансформируется в СКУ                          - остается в пастбищах

- трансформируется в ПКУ                          - трансформируется в СКУ

 

- остается в пашне - остается в пастбищах

- трансформируется в СКУ - трансформируется в СКУ

- трансформируется в ПКУ

 

- трансформируется в СКУ

- трансформируется в пашню

 

- остается  в сенокосах

- трансформируется в ПКУ

 

- остается  в сенокосах

- трансформируется в ПКУ

Система переменных:

Х1 – площадь  пашни 1 категории, (остаток)

Х2 – площадь  пашни 2 категории, (остаток)

Х3 – площадь пашни 2 категории, трансф.в СКУ