Введение к работе
Актуальность. Проблема обеспечения населения продовольствием может быть решена с помощью устойчивого роста эффективности производства предприятий в агропромышленном комплексе. Производственный потенциал сельскохозяйственных товаропроизводителей связан с землями сельскохозяйственного назначения. Поэтому совершенствование системы управления земельными ресурсами в региональном агропромышленном комплексе является актуальной проблемой, решить которую можно с помощью оптимизации использования земель с применением методов системного анализа и математического моделирования.
Проблемам совершенствования управления земельными и природными ресурсами посвящены исследования: И.Н. Буздалова, А.А. Варламова, И.Б. Загайтова, В.Я. Заплети-на, Н.В. Комова, В. Леонтьева, П.Ф. Лойко, Н.Н. Моисеева, Ю. М. Роготнева, А.З. Родина, Э.А. Сагайдака, В.Н. Хлыстуна, Дж Форрестера, А.Ф. Шишкина и др. Информационные аспекты данной тематики и вопросы моделирования использования земельного фонда нашли отражение в работах Н.Т. Барановского, М.Е. Браславца, С.Н. Волкова, A.M. Гатаулина, А.Н. Ильченко, А.Ф. Карпенко, В.А. Кардаша, Р.Г. Кравченко, Э.И. Крылатых, А.П. Курносова, М.ИСеменова, М.А. Сухорукова, М.А. Сулина, В.Ф. Тунеева и др.
Программы развития сельскохозяйственных предприятий регионов на пятилетний и более длительный периоды предполагают расширения исследований по теоретическим и прикладным аспектам, которые связаны с моделированием сложных производственных процессов. Наличие различных форм хозяйствования приводит к необходимости применения разнообразных моделей и выявления условий их практического использования. Поэтому необходим системный подход для управления производством на значительных территориях с многообразием природно-экономических условий. Немаловажной с точки зрения продовольственной безопасности является решение проблемы использования экологически чистой таежной продукции.
Целью работы является создание комплекса моделей с математическим и алгоритмическим обеспечением, который позволяет оптимизировать использование земельных ресурсов региона в условиях неполной информации для управления производством продовольственной продукции.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
рассмотреть модели и методы оценки использования земельных ресурсов для обеспечения населения региона продовольственной продукцией и проанализировать информационное обеспечение производственного потенциала агропромышленного комплекса региона;
построить модели использования земельных ресурсов для оценки потенциала производства продукции растениеводства и животноводства с учетом анализа временной изменчивости параметров;
определить задачи математического программирования, позволяющие оценить потенциал земельных ресурсов для управления производством продовольствия;
выделить группы моделей для оценки потенциала аграрного производства с учетом особенностей природно-экономических условий территорий региона;
разработать программный комплекс, позволяющий решать задачи оптимизации использования земельных ресурсов с применением имитационного моделирования;
6) апробировать модели на основе информации о земельных ресурсах, нормах питания, параметрах аграрного производства Иркутской области.
Новизну работы составляют следующие основные научные положения.
Методика определения входной информации на основе данных о нормах питания и потенциале агропромышленного комплекса для моделирования оптимального использования земельных ресурсов региона.
Формализация и решение задачи безусловной оптимизации с разработкой математического и алгоритмического обеспечения в условиях неполной информации для планирования производства собственной продукции растениеводства и животноводства.
Комплекс задач математического программирования, позволяющий оптимизировать использование земельных ресурсов региона для управления производством продовольственной продукции.
Модели оптимизации использования земельных ресурсов в соответствии с особенностями информации, характеризующие разнообразие природно-экономических условий региона.
Основные методы исследования. В работе применены методы системного и статистического анализа, имитационного моделирования и математического программирования для построения комплекса оптимизационных моделей с определенными и неопределенными параметрами и методы моделирования информационных систем.
Информационная основа. При разработке моделей использованы данные Иркутской области о природных ресурсах и производстве в аграрном секторе за период 1990-2009 гг. Многолетние ряды производственно-экономических параметров характеризуют различные сельскохозяйственные зоны, муниципальные образования и категории предприятий. Сведения о параметрах аграрного производства получены из различных источников: отчеты сельскохозяйственных предприятий, лесничеств и статистические сборники.
Практическая значимость работы состоит в использовании задач условной и безусловной оптимизации при неполной информации, позволяющих оценить потенциал земельных ресурсов для эффективного управления производством с целью решения проблемы продовольственной безопасности. Разработанные модели и полученные результаты рекомендованы научно-техническим советом министерства сельского хозяйства Иркутской области для использования предприятиями и муниципальными образованиями. Найденное решение по оптимизации использования земельных ресурсов для увеличения производства сельскохозяйственной продукции нашли применение в СПЗК «Оекский» Иркутского района Иркутской области.
Результаты моделирования применяются в дисциплинах «Системный анализ и основы моделирования экосистем», «Моделирование устойчивого развития сельских территорий» и «Моделирование в агроинженерии», изучаемых студентами старших курсов Иркутской государственной сельскохозяйственной академии и аспирантами агроинже-нерных и экономических специальностей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития регионального АПК» (Иркутск, ИрГСХА, 2007 г); XVI научной конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока «Географические исследования в начале XXI века»
(Иркутск, ИГ СО РАН, 2007 г); XII Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (Байкал, ИСЭМ СО РАН, 2007 г); международной научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК Центральной Азии» (Иркутск, 2008 г); Всероссийской конференции и секции Математической экономики XIV Байкальской международной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения» (Северобайкальск, 2008 г); международной научно-практической конференции «Экол ого-экономические, социальные и технологические аспекты формирования и развития биосферного хозяйства» (Иркутск, 2008 г); международной научно-практической конференции, просвещенной 75-летию образования ИрГС-ХА «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии», (Иркутск, 2009 г.); научно-практической конференции «Безопасность регионов - основа устойчивого развития» (Иркутск, ИрГУПС, 2009 г), международной практической конференции «Формирование и развитие биосферного хозяйства» (Иркутск, 2010 г).
Соискатель была участником Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ и стала победительницей конкурса научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок на соискание гранта Иркутской государственной сельскохозяйственной академии в 2009 году «Инновационные разработки в агропромышленном комплексе».
Публикации. Результаты диссертационного исследования опубликованы в 17 печатных работах (в том числе 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 159 наименований и 13 приложений, включая акт внедрения. Общий объем работы составляет 165 страниц, которые содержат в себе 18 таблиц и 23 рисунка.
