Система математических моделей исследования перспективного развития агропромышленного комплекса дельты реки Меконг (СРВ) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Нго-Киеу-Оань, 0

• Нго-Киеу-Оань, 0
• 1984

Оглавление диссертации Нго-Киеу-Оань, 0

•ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМА КОМПЛЕКСНОГО РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОГО

ХОЗЯЙСТВА ДЕЛЬТЫ РЕКИ МЕКОНГ

§ 1.1. Актуальность развития сельскохозяйственного производства в дельте реки Меконг

§ 1.2. Обзор географических и климатических условий

§ 1.3. Системный подход к проблеме комплексного развития дельты реки Меконг

ГЛАВА П. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ДЕЛЬТЕ

РЕКИ МЕКОНГ

§ ПЛ. Построение математической модели

§ П.2. Структура диалоговой системы для исследования вариантов размещения производства с/х продукции и распределения водных ресурсов.

ГЛАВА Ш. ИМИТАЦИОННАЯ МНОГОФАКТОРНАЯ МОДЕЛЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАПВЛОЖЕНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ СД ПРОИЗВОДСТВА ДЕЛЬТЫ РЕКИ МЕКОНГ

§ 111.1. Вопросы общей методологии построения имитационной системы

§ Ш.2. Имитационная система для АПК "Дельта

Меконга"

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система математических моделей исследования перспективного развития агропромышленного комплекса дельты реки Меконг (СРВ)»

Социалистическое планирование, в первую очередь долгосрочное, опирается на научные прогнозы, потребностей общества и экономических ресурсов, а также на прогнозы развития фундаментальных и прикладных наук и технического воплощения их достижений.

Наука разработала эффективные методы экономико-математического моделирования и системного анализа, которые облегчают процесс планирования. Современная методика планирования предусматривает повышение роли общеэкономических расчетов на предварительной стадии разработки перспективного плана. Она исходит из того, что прежде чем приступить к детальному отраслевому проектированию, еле дует построить предварительную укрупненную модель плана, охваты« вавдую основные факторы и параметры в их взаимосвязи.

В ряде стран, особенно социалистических, где важную роль играет централизованное планирование народного хозяйства, к настоящему времени уже создано большое число математических моделей, описывающих процесс сельскохозяйственного производства - одного из основных секторов экономики. Путь создания таких моделей условно можно разделить на 3 этапа. Первый этап начался в конце пятидесятых годов, когда создаваемые модели представляли в основном научный интерес и были ориентированы на изучение общих закономерностей развития производства. На втором этапе, с начала семидесятых годов, разрабатывались уже конкретные модели. Экономико-математические методы начинают играть в тот период важную роль в процессе принятия решений в экономике. Однако, эти модели еще стоя ли отдельно от других элементов планирования. Третий этап связан с бурным использованием вычислительных машин и информационных систем. В системе планирования процесс математического моделирования развития сельскохозяйственного производства в настоящее время является одним из самых важных элементов. В большинстве своем, математические модели сельскохозяйственного производства строятся для оценки перспектив развития народного хозяйства на пять (средне-срочное планирование) или 15-20 лет (долгосрочные планы). Основные цели, поставленные при разработке этих моделей следующие: распределить (разместить) ресурсы, определить структуру сельскохозяйственного производства и рекомендовать стратегии в процессе принятия решений о направлении сельскохозяйственной политики.

Существующие модели сельскохозяйственного производства отличаются друг от друга степенью конкретности и адекватности, описываемым процессам, что, в свою очередь, зависит от уровня развития вычислительной техники и соответствующего математического обеспечения. В начале шестидесятых годов было разработано несколько вариантов моделей распределения ресурсов в производстве сельскохозяйственной продукции на основе аппарата линейного программирования [з<з»401 • Линейное программирование и сейчас является самым распространенным инструментом численной реализации моделей. Наряду с этим, используются целочисленное, квадратичное и стохастическое программирование [41,45,46,47-1 • При планировании сельскохозяйственного производства используется также метод динамического программирования [46»47>48»49Г • В моделях процесс производства описывается некоторым набором параметров, характеризующие типы производственных единиц (совхоз, кооператив, частная ферма и т.д.), производственные районы, категории почв, различные типы технологий, ведущие культуры и структуру животноводства. При моделировании ресурсные требования часто выражаются в виде фиксированных коэффициентов, которые определяются на основе анализа развития технического прогресса и эволюции процесса производства в сельском хозяйстве.

В зависимости от двух типов планирования - централизованного и децентрализованного, государство использует в сельском хозяйстве два механизма регулирования: прямой и косвенный. Первый механизм включает следующие задачи:

- определить тип, размер и схему размещения важнейших капиталовложений или входных ресурсов;

- установить виды выращиваемых культур;

- распределить физические и финансовые ресурсы в процесс производства;

- определить миграции трудоспособного населения и т.д.

Второй механизм содержит такие задачи:

- определить состояние цен и ценовой политики;

- определить финансовое состояние и политику налогов; I

- определить централизованный кредит и т.д.

Два типа указанных механизмов приводят к различным моделям, критериям, целям, ограничениям. Система моделей, описывающая процесс сельскохозяйственного производства любой страны, обычно состоит из нескольких моделей, основные типы которых приведены в работах [З^]»[55]» и т.д. В число наиболее используемых моделей входит модель размещения производства сельскохозяйственной продукции. В работе [381 дан обзор моделей размещения сельскохозяйственного производства, разработанных в разных странах мира. Описываемые модели приводят как к задачам линейного, так и нелинейного программирования. Задача размещения сельскохозяйственного произведетва в районе в общем случае может сформулироваться таким образом: при известных объемах производства отдельных видов продукции растениеводства и животноводства в районе в целом, известных удельных технико-экономических характеристиках производства, дифференцированных по территории района, известных ограничениях на использование основных ресурсов (земли, трудовых ресурсов и др.) найти такую схему размещения производства сельскохозяйственной продукции, которой соответствовали бы экстремальные значения некоторых показателей: максимальный выпуск продукции, минимальные затраты на выпуск продукции и т.д.

Как правило, в настоящее время при исследовании какого-либо сельскохозяйственного объекта не удается ограничиться созданием лишь одной модели размещения сельскохозяйственного производства. Строится система моделей, которая обычно имеет иерархический характер. Такая система может содержать очень подробную модель нулевого уровня, так называемую базовую модель. Ввиду большой размерности эта модель не предназначена для численных экспериментов. Она может быть даже не вполне обеспечена информационно. В базовой модели исследователь формально записывает свой представления о моделируемом объекте, о тех его структурах, которые будут служить предметом дальнейшего изучения. Таким образом, базовая модель носит лишь принципиальный характер и служит для создания на ее основе более грубых моделей нижних уровней.

Модели нижних уровней формируются путем агрегирования переменных базовой модели, усреднения входящих в нее параметров, исключения из рассмотрения каких-то менее существенных элементов базовой модели, более грубого-описания исследуемых процессов, декомпозиции базовой модели и т.п. Иногда система содержит так называемые модели.первого уровня. Это также достаточно подробные модели. Но они уже предназначены для реализации на ЭВМ и должны быть обеспечены исходной информацией. Эти модели не предполагается использовать в оптимизационном режиме. Они должны служить для проверки и уточнения оптимальных решений, полученных на моделях второго уровня. Модели второго уровня - это относительно простые модели, имеющие небольшую размерность. Они предназначены для проведения большой серии оптимизационных расчетов и поэтому должны иметь сервисное обеспечение, позволяющее быстро вводить исходную информацию, редактировать структуру моделей и выводить результаты расчетов в удобной для изучения формы.

Таким образом, важным принципом системного анализа проектов развития экономического района, является создание двух классов моделей. Один из них - это относительно простые модели, позволяющие генерировать варианты стратегий использования капиталовложений и ресурсов, а второй класс моделей - это подробные системы моделей, позволяющие оценивать эти стратегии по многочисленным показателям, которые интересуют плановые органы.

Простым примером подобной системы моделей может служить система, описанная в работе [3] и состоящая из базовой модели Л1о и двух моделей второго уровня ¡Л\ и /44 . Эта система моделей создана в ВЦ АН СССР для исследования сельскохозяйственного производства в Азербайджанской ССР. Исследовались варианты размещения,минимизирующие капитальные вложения в производство, себестоимость продукции, водопотребление на орошение при заданных планах выпуска продукции и т.д. Исследовались также предельные возможности выпуска вектора продукции в регионе при заданном ассортименте. Модель Мо имела около 6000 линейных ограничений и более 7000 переменных.

Путем агрегирования модели /Чо была создана модельMl, которая имела уже около 400 ограничений и 4000 переменных. На этой модели была проведена серия расчетов с указанными выше критериями. Время одного расчета одного варианта на ЭВМ БЗСМ-6 составляло 7-8 минут. В работе [31 изучаются возможности применения теоретико-игрового подхода к решению указанных задач. Для экспериментов в рамках этого подхода путем укрупнения размеров территориального деления и осреднения коэффициентов модели ЛИ была сформирована модель , размерность которой была 63 х 107, Следует заметить, что в настоящее время вопрос о соответствии решений, полученных на различных моделям, входящих в систему, то есть вопрос согласования моделей, нельзя считать вполне решенным.

Приведем ниже краткое описание нескольких моделей размещения сельскохозяйственного производства, содержащих типичные особенности таких моделей. Выбор приводимых моделей объясняется тем, что они реализованы и успешно применяются на практике. Это: модель размещения сельскохозяйственного производства, входящая в систему SWIM (Болгария) и описанная в работе [36] , предназначена для решения следующей задачи: определение площади земель, нуждающихся в ирригации, и объема воды, необходимого для орошения.

Система SWIM применялась для исследования сельскохозяйственного производства в нескольких областях Болгарии, причем анализировались варианты развития производства при благоприятных и неблагоприятных погодных условиях. В работе ,(37) система SWIM расширена за счет введения дополнительных ограничений, среди них, ограничения, которые учитывают влияние источников загрязнения на производство сельскохозяйственной продукции. В Венгрии разработана система моделей НЖ-1 [35] для описания социалистического сельскохозяйственного производства. Анализ, проводимый на основе этой систем»,является эффективным инструментом, используемым в процессе принятия решения при планировании сельскохозяйственного производства на интервале времени 10-15 лет. Эта система моделей построена в виде ряда блоков, включающих блок производства (линейная модель). Модель производства описывает не только государственный и кооперативный типы производства, но также и производство частного лектора. При помощи системы НАМ-1 были проанализированы 15 вариантов развития сельскохозяйственного производства при различных ценах и типах технологий. На основе НАМ-1 была построена система моделей НАМ-П [35], которая дает дополнительную возможность исследования процесса изменения капиталовложения.

Рассмотренные вше системы моделей, основаны на первом принципе регулирования сельскохозяйственного производства государством. Система моделей ШАМ-1 и ЖАМ-П (Таиланд) в работе [5^]дает типичный пример, в котором государство регулирует сельскохозяйственный процесс производства по второму принципау.

Рассмотренные выше системы моделей были применены для изучения различных объектов во многих странах мира. При этом в изучении объектов участвовали не только научные специалисты стран, где находятся объекты, но также и специалисты других стран. Опыт исследования, полученный в одних регионах мира, оказывался полезным для других регионов.

Регион дельты реки Меконг, одной из самых больших рек в мире, был выбран как объект, в исследовании которого участвует много стран. Бассейн Меконга является одним из самых сложных объектов в мире, особенно характерных для тропических зон. Изучение такого бассейна требует участия в исследованиях специалистов различных областей знаний. Сейчас существует уже не мало работ [26 ]»[21] »[28]» [30]» посвященных исследованию различных аспектов сложной проблемы развития региона дельты Меконга. Однако внедрение научных достижений в практику до сих пор находится на низком уровне. В настоящее время начинаетсян новый этап изучения региона дельты Меконга, когда от локальных проектов переходят к проектам, носящим международный характер, поскольку проблема развития дельты Меконга, протекающего по территории нескольких стран, не может быть решена в рамках одной страны.

В данной работе рассматривается частная задача, решение которой впоследствие может послужить основой для создания специального блока при исследовании общей проблемы использования ресурсов долины р.Меконг. В работе изучется проблема рационального использования ресурсов для развития сельскохозяйственного производства в части дельты реки Меконг, расположенной на юге Вьетнама. Развитие сельского хозяйства в этом районе зависит от генерального проекта развития всего бассейна реки Меконг, протекающей по территории нескольких стран. Так например, планирование распределения водных ресурсов Меконга в южной части Вьетнама не может не зависеть от того, как будет регулироваться уровень воды в большом озере Тонлетап Кампучии. Вообще, от политики распределения расхода реки Меконг на территории всего бассейна зависит решение многих частных проблем одной большой проблемы развития сельскохозяйственного производства на этой территории дельты Меконга, в частности решение таких вопросов, как борьба с наводнениями на юге Вьетнама, обеспечение пресной водой территорий, примыкающих к тем участкам многочисленных рукавов дельты, в которых вода засолена из-за поднятия вверх по течению соленых морских вод, и ряд других вопросов. В силу сказанного ясно, что любой проект развития какого-то региона в бассейне реки Меконг должен рассматриваться как неотъемлемая часть генерального проекта развития всего бассе йна. В настоящее время не существует единого генерального проекта развития бассейна реки Меконг, поскольку создание такого проекта является задачей международного масштаба. Тем не менее каждый регион бассейна испытывает сейчас острую нужду в своем локальном плане развития, в частности регион южной части Вьетнама, расположенный на территории дельты Меконга.

В этой диссертационной работе построена система математических моделей, численная реализация которых на ЭВМ позволяет анализировать различные возможные варианты распределения ресурсов с целью выбора наиболее рациональных путей развития сельскохозяйственного производства в южном регионе Вьетнама на территории дельты реки Меконг. Модели рационального размещения ресурсов созданы в разных странах мира, однако использование их в том виде, в котором они есть, для исследования путей развития сельскохозяйственного производства в дельте Меконга оказалось невозможным,

В отличие от существующих систем моделей модели, описываемые в настоящей работе, отражают сложные особенности изучаемого региона, такие, как: наличие явления наводнения, приводящего к затоплению больших территорий в течение нескольких месяцев; существование ярко выраженных двух климатических сезонов года - сезона дождей и1 засухи, продолжающихся примерно по полгода каждый; наличие явления трансформации почв из одного вида в другой и другие особенности. Наряду с природными особенностями региона модель должна учитывать особенности социалистического пути развития этого региона.

Диссертационная работа состоит из трех глав. Первая глава дает представление об актуальности развития сельскохозяйственного производства в дельте Меконга. Описываются географические и климатические условия региона. Подчеркивается необзаодимость системного подхода к изучению проблемы комплексного развития этого региона.

Во второй главе описывается система математических моделей размещения и развития сельскохозяйственного производства в регионе реки Меконг. Разработаны алгоритмы для решения задачи линейного программирования большой размерности (число переменных больше 1000, и число ограничений - 251). Задача размещения реализуется с помощью такой системы программирования на ЭВМ БЭСМ-6 в течение порядка 10 минут машинного времени.

В третьей главе рассмотрена имитационная многофакторная модель использования капитальных вложений для развития сельскохозяйственного производства дельты реки Меконг. Модель позволяет описывать процесс распределения капитальных вложений по времени и по отраслям агропромышленного комплекса с целью повышения количества сельскохозяйственной продукции в этом регионе.

Список литературы диссертационного исследования Нго-Киеу-Оань, 0, 1984 год

1. Н.Н.Моисеев, Математические задачи системного анализа, Наука, - 1981.

2. Ф.И.Ерешко, Ю.С.Рагимов. Численные эксперименты с линейной моделью размещения с/х производства в регионе. Препринт ВЦ АН СССР, 1981.

3. А.В.Лотов. Введение в экономико-математическое моделирование, Наука, 1984.

4. К.А.Багриновский, В.П.Бусыгин. Математики плановых решений. Наука, 1980.

5. Р.М.Зуфаров. Проблемы совершенствования размещения сельского хозяйства региона. "Наука", 1982.

6. А.Г.Аганбегян, А.М.Алексеев. Экономико-математические методыи модели в перспективном отраслевом планировании. Новосибирск, Наука, 1982.

7. К.Ланкастер. Математическая экономика. Сов.радио, 1972.

8. Л.В.Канторович, А.В.Горстко Оптимальные решения в экономике. М., Наука, 1972.Ю.Ю.П.Иванилов, А.В.Лотов. Математические модели в экономике. М., Наука, 1979.1..Н.Н.Моисеев, Ю.П.Иванилов, Е.М.Столярова. Методы оптимизации. Наука, 1978.

9. В.А.Добрынина. Экономика сельского хозяйства. "Колос", 1984.

10. Н.Н.Моисеев, А.С.Березнер, Ф.И.Ерешко, А.В.Лотов. Системный подход к исследованию проблемы межбассейновой переброски стока ВЦ АН СССР, 1979.

11. Н.Н.Моисеев. Неформальные процедуры и автоматизация проектирования. Знание, 1979.

12. Г.С.Поспелов, В.А.Ириков. Программно-целевое планирование и управление. Сов.радио, 1976.

13. А.С.Березнер, Ф.И.Ерешко. Согласование моделей в системе математического обеспечения единых водохозяйственных систем. ВЦ АН СССР, 1979.

14. В.Ю.Лебедев. Приближенный метод решения задачи линейного программирования. Ж.вычисл.матем. и матем.физ., № 4, 1974.

15. Н.К.Бурова, А.И.Станевичюс. Система ЛЦ/БЭСМ-6, ВЦ АН СССР, 1981.

16. П.А.Полуэктов. Динамическая теория биологической популяции, Наука, 1974.

17. Н.Н.Моисеев. Простейшие штематические модели экономического прогнозирования. М., Знание, 1975.

18. Н.Н.Моисеев. Элементы теории оптимальных ссистем. М., Наука, 1975.

19. Нейлор Г. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М., Мир, 1975.

20. А.А.Петров. Математические модели прогноз^ования народного хозяйства. М., Знание, 1974.

21. Л.В.Канторович. Экономический расчет наилучшего использования ресурсов. М., АН СССР, 1959.

22. Д.Гейл. Теория линейных экономических моделей. М., ИЛ, 1963.

23. Современное состояние теории исследования операций. (Под ред. Н.Н.Моисеева М., Наука, 1979).

24. Тхай-динь-Ханг, Проект развития мелиоративных работ в дельте реки Меконг. Ханой Институт проектирования мелиоративных работ. - 1981г.

25. Нгиуен-нгок-Чиу. Концентрировать все возможности для успешного выполнения задачи развития сельского хозяйства дельты реки Меконг. Ньянзан. 1981г.

26. Нгиуен-кань-Зинь, Первая важнейшая задача в дельте реки Меконг является мелиоративными работами. Ньянзан. 1981г.

27. Environmental aspects of water development in the Mekong delte. United nations environment programme. 1981

28. Recommendations concerning agricultural development with improved water control in the Mekong delta. Bangkok. The netheland delta development team. 1974

29. Sansom, Robert. The economic of insurgency in the Mekong delta of Vietnam. London. 1970.

30. Annual report secretariat of the commitee Mekong, Bangkok. 1980.

31. Ake E. Andesson. D. Philipov. Proceeding of taet force meeting on regional development planning for the Sinistra region.1.ASA, 1979.

32. Todo Popov, Triton Georgiev . Case study on limits and consequenses of agricultural technologies in the northeast region of the peoblete republic of Bulgaria. IIASA, 1983.

33. Allocation model. Research memorandum. IIASA, 1984.

34. Agrawal, K.C. and E.O. Heady. Operation research for agricultural decisions. Iowa state University press, Amer. 1972*

35. Beneke, R.R. and R.Witerloe, Linear programming application to agriculture. Iowa State University press, Amer. 1973.

36. Delton, G.E. Study of agricultural systems. London. Applied Science publishers Ltd. 1975.

37. Hirshbiter. On the theory of optimal investment decision, Journal of political Economic, 1958.

38. Lutz, P. and V.Lutz, The theory of investment of the firm. Princeton University press, 1951.

39. Takayama, T. and G.G.Zudge, Apatial Equilibrium and Quadratic Programming, Journal Faim. 1964.45« Csaki C., Simulation in agriculture. Budapest, 1976.

40. Csaki, C. and G.Varga, Linear Dynamic model for farm development. Budapest, 1976.

41. Gockc, K.D. and H.O.Garter, Muvrogoal fuctions and Economic planning. American journal of agricultural economics, 1970.

42. Propoi, A. Problems of dynamic linear programming research memorandum, IIASA, Laxenburg. Austria, 1976.

43. Swart, W. a.v. Expantion planning for a large dairy farm. New York, 1975.

44. Takayama, T. and G.G.Judge, Spation Equilibrium and quadratic programming. Journal farm Economics, 1964.