Порядок выполнения курсового проекта

Е.О. Ванзатова, Н.Ф. Скобелева

 

 

Методические указания по выполнению курсовых проектов

по дисциплине:

«Экономико-математические методы и моделирование»

 

 

Улан – Удэ

2010г.

УДК 330.105:519.2

В 171

Печатается по решению методического совета

ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная

академия им. В.Р. Филиппова»; протокол от 10.12.2008г.

 

Рецензенты:

П.Л. Абидуев – к.ф-м.н., доцент, заведующий кафедрой

высшей математики БГСХА им. В.Р. Филиппова

 

 

Ванзатова Е.О., Скобелева Н.Ф.

В 171 Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Экономико-математические методы и моделирование» для студентов ИЗКИМ специальностей 120301 «Землеустройство», 120302 «Земельный кадастр», 120303 «Городской кадастр» всех форм обучения – Улан-Удэ: Издательство ФГОУ ВПО «БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2010. – 28c.

 

 

Методические указания по выполнению курсовых проектов предназначены для студентов ИЗКИМ в рамках организации самостоятельной работы.

 

УДК 330.105:519.2

 

 

© Е.О. Ванзатова, Н.Ф. Скобелева 2010 г.

© ФГОУ ВПО БГСХА, 2010 г.

ВВЕДЕНИЕ

 

В условиях крупномасштабных земельных преобразований существенно возрастают объемы землеустроительных работ в Российской Федерации, повышаются требования к обоснованию проектных землеустроительных решений. Это требует как большей производительности труда инженеров-землеустроителей, так и улучшения качества землеустроительных работ.

Научные исследования и практика землеустройства показали, что для принятия управленческих и организационно-хозяйственных решений в области землепользования в настоящее время целесообразно шире использовать математический аппарат, в том числе экономико-математические методы, моделирование с решением задач на компьютере.

Возможность применения экономико-математических методов обусловлена, прежде всего, экономическим характером землеустроительных задач, а также следующими обстоятельствами:

· альтернативным характером землеустроительных решений, то есть наличием множества вариантов развития землевладений и землепользований и привязанного к ним сельскохозяйственного производства;

· возможностью выразить искомые величины (переменные задачи – площади участков, длину линий, поголовье скота и т. д.) в числовой форме;

· наличием системы определенных условий и ограничений.

Так, например, сумма площадей земельных угодий должна равняться общей площади землевладения (землепользования); размеры отдельных отраслей, особенно трудоемких, должны быть такими, чтобы в любой период времени было достаточно трудовых ресурсов и техники; производство кормов должно быть сбалансировано и т.д. Эти условия легко формулируются математически и связаны с переменными задачи. Каждое условие будет тогда представлено некоторым уравнением или неравенством, а их совокупность образует систему ограничений задач.

Поскольку при землеустройстве сельскохозяйственных предприятий вопросы организации территории рассматриваются во взаимосвязи с организацией производства и его размещением, землеустроительные проектные задачи всегда имеют экстремальный характер, то есть должны решаться на максимум или минимум какого-то показателя. Например, получение максимальной прибыли от ведения хозяйства при ограниченных земельных, трудовых и денежно-материальных ресурсах или на минимум площади землевладения при заданных объемах производства сельскохозяйственной продукции и т.д.

Обобщая результаты проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Математические методы позволяют находить наиболее целесообразные решения по перераспределению, использованию и охране земельных ресурсов на любом уровне – от отдельных сельскохозяйственных предприятий до народного хозяйства в целом.

2. Оптимальные планы использования производственных ресурсов, связанных с землей, способствуют достижению заданных объемов производства при минимальных затратах труда и средств. В результате этого повышает производительность труда, ускоряются темпы воспроизводства в хозяйствах.

3. Результаты, полученные математическими методами, позволяют создать наилучшие организационно – территориальные условия, способствующие повышению урожайности сельскохозяйственных культур, улучшению плодородия почв, прекращению и предотвращению процессов эрозии, высокопроизводительному использованию техники.

4. Благодаря математическим методам и ЭВМ улучшаются качество подготовки исходной информации и ее использование. Землеустроительная наука получает возможность стать точной не только качественно (как это было ранее), но и количественно, поднимаясь тем самым на более высокую ступень.

5. Применение математических методов способствует не только улучшению экономических показателей, но и экологических, социальных и технических характеристик проекта землеустройства.

6. Математические методы позволяют с большой точностью проверять и оценивать реальную значимость разных теоретических моделей и концепций развития землевладения и землепользования на перспективу, сопоставляя их практическую ценность. Здесь количественный анализ выступает как орудие оценки тех или иных методов экономических расчетов в научных исследованиях, а математическое моделирование заменяет этап длительной экспериментальной проверки.

7. Математические методы, по сути, являются связующим звеном между землеустройством и другими науками, изучающими сельское хозяйство как с природоохранной и технологической, так и с экономической и социальной точки зрения.

8. Внедрение математических методов и вычислительной техники позволяет перестроить всю систему землеустроительного проектирования, организации и планирования землеустроительных работ, освободить значительное количество квалифицированных работников от малопродуктивного труда и с большей пользой использовать их для решения практических задач организации рационального использования и охраны земель в России.

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект выполняется по дисциплине «Экономико-математические методы и моделирование» студентами 4 курса специальностей 120301 «Землеустройство», 120302 «Земельный кадастр», 120303 «Городской кадастр». Выполняется самостоятельно во внеаудиторное время по индивидуальным темам. Тема курсового проекта устанавливается студентом совместно с преподавателем заблаговременно, с тем, чтобы студент в часы самостоятельной работы заранее мог подбирать соответствующие материалы для курсовой работы. Справочно-нормативный материал по курсовому проекту находится в приложении методических указаний.

Целью курсового проекта является:

а) углубление теоретических знаний студентов по экономико-математическому моделированию экономических процессов в землеустройстве;

б) получение практических навыков постановки, решения экономико-математических задач и анализа результатов решения модели на персональном компьютере или анализа оптимального плана.

При выполнении курсового проекта используются литературные источники по экономико-математическому моделированию, землеустройству, экономике сельскохозяйственного производства и др.

В связи с тем, что курсовой проект является квалификационным трудом, его оценка производится, как и по актуальности темы и качеству произведённого анализа, так и по уровню общеметодической подготовки. Таким образом, требования, предъявляемые к курсовому проекту, объединяются в следующие группы: требования к структуре курсового проекта, требования к его оформлению и требования к содержанию объекта.

Текст курсового проекта должен быть машинописным, не менее 25 листов. Полностью оформленная работа включает: титульный лист, содержание, пояснительная записка, выводы и предложения, список использованной литературы, приложение. В приложении обязательно должны быть: исходная матрица экономико-математической модели, распечатка оптимального плана, отчетов по результатам, устойчивости и пределам. Экономико-математическая модель решается на ЭВМ, используется надстройка Поиск решения программы MS Excel. Результаты анализируются, производится корректировка в случае необходимости.

Выполнение курсового проекта рассмотрим на примере темы «Оптимизация, трансформации сельскохозяйственных угодий».

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 соответствии 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.;

§ повышения доли ценных сельскохозяйственных угодий, особенно пашни;

§ укрупнение земельных массивов путем освоения новых земель;

§ ликвидации мелкоконтурности и раздробленности угодий, улучшения их культуртехнического состояния.

Необходимость трансформации угодий может возникнуть в следующих случаях:

§ при изменении специализации хозяйства;

§ углублении специализации и повышении уровня концентрации производства;

§ защите почв от водной эрозии и дефляции, когда изыскиваются возможности компенсации утраченной пашни;

§ осуществление других природоохранных мер.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

При наличии определенных (ограниченных) ресурсов, отпускаемых на трансформацию и улучшение угодий, необходимо найти такой план, который обеспечит хозяйству получение наибольшего экономического эффекта.

Для решения задачи необходимо определить состав переменных, собрать исходную информацию и рассчитать показатели, необходимые для составления модели.

На основании обследования землепользования хозяйства выявляют массивы земель, пригодные для перевода из одного вида угодий в другой.

Исходной информацией являются:

· затраты денежных средств на перевод угодий из одного вида в другой,

· нормативы затрат труда;

· объемы механизированных работ;

· 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;

· объемы работ, выполняемых имеющейся и приобретаемой техникой.

В качестве переменных X_ij принимаются площади i -ых угодий, трансформируемых в j- е, а также площади объектов мелиорации, имеющие в своем составе различные угодья.

На неизвестные накладываются ограничения по:

· наличию пригодных для трансформации земель,

· затратам денежных средств на трансформацию,

· наличию машин и механизмов,

· потребности в удобрениях,

· лимиту оросительной воды,

· капиталовложениям выделяемым на трансформацию,

· эффективности капиталовложений и др.

В качестве критерия оптимальности C_j можно использовать чистый доход, получаемый с трансформируемых угодий.

Рассмотрим пример:

За сельскохозяйственным предприятием закреплены 19250 га угодий, в.ч. пашни богарной, сенокосов, пастбищ улучшенных и естественных. Экспликация земель с учетом их качественной характеристики приведена в таблице 1.

Таблица 1

Экспликация сельскохозяйственных угодий по категория пригодности (га)

Вид с.х. угодий	Категории пригодности	Всего
I	II	III	IV	V
Пашня
Сенокосы естественные
Пастбища КУ
Пастбища естествен.
Малопригодные земли
Итого
Балл-бонитета

 

Предприятие располагает некоторыми ресурсами (трудовые, денежные ресурсы, удобрения), которые можно направить на улучшение сельхозугодий. Для нормального развития животноводства площадь естественных пастбищ должна составлять после распределения не менее 20% от фактических. Наряду с этим учитываются условия зонального характера. Используется следующая схема трансформации угодий (схема).

В экономико-математическую модель вводятся переменные, которых будет около 25 – 36.

Схема трансформации угодий

Пашня 1 категории

Пастбища 1 категории

- остается в пашне - остается а пастбищах

- трансформируется в пашню

Пашня 2 категории

Пастбища 2 категории

- остается в пашне - остается в пастбищах

- трансформируется в сенокосы КУ - трансформируется в сенокосы

- трансформируется в пастбища КУ - трансформирует в сенокосы КУ

Пашня 3 категории

Пастбища 3 категории

- остается в пашне - остается в пастбищах ест.

- трансформируется в сенокосы КУ - трансформирует в пастбища КУ

- трансформируется в пастбища КУ - трансформирует в сенокосы КУ

Пашня 4 категории

Пастбища 4 категории

- остается в пашне - остается в пастбищах

- трансформируется в сенокосы КУ - трансформируется в пастбища КУ

- трансформируется в пастбища КУ

Пашня 5 категории

Пастбища КУ II кат.

- остается в пашне - остается в пастбищах

- трансформируется в сенокосы КУ - трансформируется в СКУ

- трансформируется в пастбища КУ

Сенокосы естест. 1 кат.

Пастбища КУ III кат.

- Трансформируются в сенокосы КУ - остается в пастбища КУ

- Трансформируется в пашню - трансформируется в СКУ

Сенокосы 2 категории

- Остается в сенокосах

- Трансформируется в пастбища КУ

Сенокосы 3 категории

- Остается в сенокосах

- Трансформируется в пастбища КУ

Сенокосы КУ

- Остается в сенокосах КУ

- Трансформируется в пашня.

Система переменных:

X1 – пашня 1 категории

X2 – пашня 2 категории

X3 – пашня 2 категории, трансформируемая в сенокосы к.у.

X4 – пашня 3 категории

X5 – пашня 3 категории, трансформируемая в пастбище к.у.

X6 - пашня 3 категории, трансформируемая в сенокосы к.у.

X7 - пашня 4 категории

X8 - пашня 4 категории, трансформируемая в пастбище к.у.

X9 – сенокосы 1 категории

X10 – сенокосы 1 категории, трансформируемые в пашня

X11 – сенокосы 2 категории

X12 – пастбища к.у. 2 категории

X13 – пастбища к.у. 2 категории, трансформируемые в сенокосы к.у.

X14 – пастбища к.у. 3 категории

X15 – пастбища к.у. 3 категории, трансформируемые в сенокосы к.у.

X16 – пастбища ест. 1 категории

X17 – пастбища ест. 1 категории, трансформируемые в пашню.

X18 – пастбища ест. 2 категории

X19 – пастбища ест. 2 категории, трансформируемые в сенокосы

X20 – пастбища ест. 2 категории, трансформируемые в сенокосы к.у.

X21 – пастбища ест. 4 категории

X22 – пастбища ест. 4 категории, трансформируемые в пастбище к.у.

X23 – малопригодные земли 4 категории

X24 – малопригодные земли 4 категории, трансформируемые в пастбища к.у.

X25 – малопригодные земли 5 категории

X26 – малопригодные земли 5 категории, трансформируемые в пастбища ест.

Состав ограничений

Ограничения составляются по каждому виду сельскохозяйственных угодий. Левая часть ограничения состоит из суммы переменных площадей различного качества, из которых складывается i- ый вид угодий. Правая часть сумма соответствующей площади i- го угодья и переменных, характеризующих увеличение площади за счет трансформации других угодий в i- ый вид.

1. Ограничение по площади пашни, га

Х₁+Х₂+Х₄+Х₇ ≤ 11000 – Х₃-Х₅-Х₆-Х₈+Х₁₀+Х₁₇

В правую часть ограничения со знаком «+» вводятся те переменные, которые трансформируются в пашню, а со знаком «-» те площади которые целесообразно вывести из состава пашни, или:

Х₁+Х₂+Х₃+Х₄+Х₅+Х₆+Х₇+Х₈-Х₁₀-Х₁₇ ≤ 11000

2. По площади естественных сенокосов, га.

Х₉+Х₁₁ ≤ 1100+Х₁₉-Х₁₀

Х₉+Х₁₀+Х₁₁-Х₁₉ ≤ 1100

3. По площади сенокосов культурных (КУ), га.

Предприятие в составе угодий не имело улучшенных сенокосов, поэтому целесообразно предусмотреть возможность их создания:

Х₃+Х₆+Х₁₃+Х₁₅+Х₂₀ ≥ 0

4. По площади пастбищ КУ, га

Х₁₂+Х₁₄ ≤ 2200+Х5+Х₈+Х₂₂+Х₂₄+Х₂₆-Х₁₃-Х₁₅

Х₁₂+Х₁₃+Х₁₄+Х₁₅-Х₅-Х₈-Х₂₂-Х₂₄-Х₂₆ ≤ 2200

5. По площади пастбищ естественных, га.

Х₁₆+Х₁₈+Х₂₁ ≤ 4400-Х₁₇-Х₁₉-Х₂₀-Х₂₂

Х₁₆+Х₁₇+Х₁₈+Х₁₉+Х₂₀+Х₂₁+Х₂₂ ≤ 4400

6. По площади малопригодных земель, га.

Х₂₃+Х₂₅ ≤ 550 –Х₂₄-Х₂₆

Х₂₃+Х₂₄+Х₂₅+Х₂₆ ≤ 550

7. По категориям пригодности с.х. угодий, га.

Пашня 1 категории

Х₁ = 4400

Пашня 2 категории

Х₂+Х3 = 2200

Пашня 3 категории

Х₄+Х₅+Х₆ = 2200

Пашня 4 категории

Х₇+Х₈ = 2200

Сенокосы 1 категории

Х₉+Х₁₀ = 550

Сенокосы 2 категории

Х₁₁ = 550

Пастбища КУ 2 категории

Х₁₂+Х₁₃ = 605

Пастбища КУ 3 категории

Х₁₄+Х₁₅ = 1595

Естественные пастбища 1 категории

Х₁₆+Х₁₇ = 550

Естественные пастбища 2 категории

Х₁₈+Х₁₉+Х₂₀ = 2475

Естественные пастбища 4 категории

Х₂₁+Х₂₂ = 1375

Малопригодные земли 4 категории

Х₂₃+Х₂₄ = 275

Малопригодные земли 5 категории

Х₂₅+Х₂₆ = 275

8. Ограничение по капиталовложениям на трансформацию, у.е.:

132Х₃+242Х₅+242Х₆+275Х₈+110Х₁₀+13,2Х₁₃+242Х₁₅+110Х₁₇+55Х₁₉+132Х₂₀+

+275Х₂₂+275Х₂₄+407Х₂₆ ≤ 330000

9. По трудовым ресурсам, чел-часов:

8,8Х₃+11Х₅+11Х₆+22Х₈+5,5Х₁₀+8,8Х₁₃+11Х₁₅+5,5Х₁₇+11Х₁₉+8,8Х₂₀+22Х₂₂+

+22Х₂₄+33Х₂₆ ≤ 88000

10. По потребности в удобрениях, ц.

0,33Х₃+0,55Х₆+0,77Х₈+0,22Х₁₀+0,33Х₁₃+0,55Х₁₅+0,22Х₁₇+0,33Х₁₉+0,33Х₂₀+

+0,77Х₂₂+0,77Х₂₄+2,2Х₂₆ ≤ 3300

11. Ограничение пропорциональной связи по площади естественных пастбищ, га.

Х₁₆+Х₁₇+Х₁₈+Х₁₉+Х₂₀+Х₂₁+Х₂₂ ≥ 880

12. Ограничение по производству гарантированного объема товарного зерна, ц.

21,15Х₁+16,45Х₂+11,75Х₄+14,1X6 +21,15Х₁₀ +21,15Х₁₇ ≥ 110000

Целевая функция модели:

Z=110Х₁+55Х₂+33Х₃+33Х₄+22Х₅+24,2₆+11Х₇+15,4Х₈+38,5Х₉+110Х₁₀+22Х₁₁+27,5Х₁₂+33Х₁₃+22Х₁₄+24,2Х₁₅+11Х₁₆+110Х₁₇+8,8Х₁₈+22Х₁₉+ +33Х₂₀+2,2Х₂₁+15,4Х₂₂+15,4Х₂₄+2,2Х₂₆ → мах