Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Материалы для работы Планування оптимальних сівозмін

Планування оптимальних сівозмін
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Планування оптимальних сівозмін

Продуктивність конкретної культури багато в чому зале-жить від її місця в сівозміні, а ефективність галузі рослинницт-ва в цілому, від правильного розміщення в просторі і чергуван-ня в часі спеціально відібраних культур. Вплив сівозміни на функціонування галузі відчутно і багатогранно, тому автомати-зація процедур пошуку оптимального чергування культур стає однією з найважливіших задач землеробства. Процес створення ефективних сівозмін трудомістка і складна задача. На сього-дення практика їх планування засновується здебільшого на емпiричних процедурах, а інформаційне забезпечення склада-ють дані спеціальних польових досліджень і організаційно-економічні аспекти господарювання.
Традиційно система досліджень полягає в порівняльному іспиті різноманітних варіантів чергування культур і найкращі за обраним критеріям рекомендуються у вигляді регіональної сі-возміни. Це надто узагальнена і спрощена схема, але оскільки в нашу задачу не входить аналіз сівозмін, як таких, обмежимося лише зауваженням, що даний підхід недостатньо ефективний з таких причин: трудомісткий, тривалий; не відбиває різноманіт-тя чинників, що визначають ефективність сівозміни, оскільки врахувати  їх з достатнім рівнем довіри неможливо; відсутній обгрунтований і тісний зв'язок з конкретною ситуацією; відсут-ність динамізму.
Як правило, традиційно сівозміни розраховуються на три-валий термін використання (7-10 років) і практично будь-яка зміна ситуації веде до їх порушення, що знижує ефективність і ставить під сумнів доцільність самих сівозмін.
В зв'язку з цим, більш перспективні так звані "динамічні" сівозміни, що плануються на відносно короткий термін (1-3 ро-ки) і які враховують характер зміни ситуації (попит на продук-цію, ресурсозабезпеченість, та інші). І це практично основний засіб забезпечення вимог культури землеробства (в загальному розуміння) у фермерських господарствах. У таких ситуаціях традиційні засоби проектування сівозмін мало придатні, голов-ним чином із-за величезного обсягу рутинної роботи і чималої частки суб’єктивізму. Моделювання і автоматизація розрахун-ків спрощують ситуацію вирішення проблеми.
На першому етапі можуть бути розглянуті слідуючи щодо оптимізації критерії: оптимальний попередник, родючість грун-тів, величина втрат грунту (у разі ерозійних процесів), транспо-ртні витрати і мікроклімат полів (головним чином схилових ді-лянок). Аналіз  інформації такого спрямування   показав, що такі критерії, як транспортні витрати, мікроклімат поля недо-статньо інформаційно забезпечені.
При використанні формальних методів в пошуках комп-ромісу між критеріями, що залишилися, можлива ситуація, ко-ли подрібнення посівів культур в межах одного поля може бути збитковим. Щоб уникнути цього і витримати узвичаєне поло-ження "одна культура - одне поле" вводиться "штрафна" цільо-ва функція, що перешкоджає збитковому подрібненню.
Математичну модель можна представити в такому вигляді (Чо-рний С.Г):
1. При оптимізації вибору по критерію "попередник"
   ,                                   (6.25)
де Zij - оцінка значення якості попередника на i-му полі для j-oї культури;
 Хij - площа i-ї частки поля, зайнятого j-oю культуро
2. При функції мети - збереження родючості (запобігання втратам)
  ,                                         (6.26)
де Wij - втрати грунтів при розміщенні j-ї культури на i-му полі;
3.Функція зниження подрібнення ділянки ("штрафна фун-кція")
  ,                                        (6.27)
де Вj - загальна кількість полів, що відводяться під культу-ру
Оптимізація здійснюється в межах слідуючих обмежень:
1.Загальна кількість ділянок, відведених під конкретну ку-льтуру за площею повинна дорівнювати виміру загальної площі під даною культурою:   , (i = 1, 2, ..., m )        (6.28)
2.Загальна площа під окремою культурою на одиниці зем-лекористування повинна дорівнювати площі цієї одиниці
  , (j = 1, 2, ..., n)                                                    (6.29)
де Aj - площа поля, що займається j-ю культурою;
3. Площа поля, яка відведена під культуру неподільна - Хj 0.
Відповідно до відомої класифікації О.Г.Тарарико [171] ор-ні землі України поділяються на три технологічні групи. До першої групи віднесені грунти, не схильні до процесів ерозії. Розміщені такі поля на схилах до 30 i найбільш поширені на пі-вдні України. Другу групу представляють середньо змиті грун-ти на схилах 3-70, які виключаються з зрошуваного землекорис-тування. На схилах більше 70 разміщені землі третьої техноло-гічної групи, які відводяться під травопільні сівозміни.
Задачу кращє вирішувати з враховуваням того, що на ви-значеній території можлива наявність усіх трьох груп земель.
В цьому випадку, співвідношення критеріїв 1, 2 і 3 будуть змінюватись залежно від технологічної групи, тобто ерозійний фактор розміщення посівів підсилюється від першої до третьої групи.
Для фіксації значення критерію вводяться вагові коефіціє-нти - L. L1 - вага "штрафної" функції, L2 - вага функції поперед-ника, L3 - вага функції родючості (втрат від ерозії).
У зв'язку з тим, що в багатокритерiальних розподільчих задачах найбільший ваговий коефіцієнт має останній критерій, тому вага "штрафної" функції (6.27) буде більша за інші.
Показники визначаються експертами з умовою, щоб при наявності компромісів перевага віддавалося тому критерію, що має відносно велику величину. Загальна вимога для цих показ-ників L1 + L2 + L3 = 1.
В конкретній реалізації вагові коефіцієнти для земель за-значених вище технологічних груп мають такі значення:
I група - L1 = 0.51; L2 = 0.49; L3 = 0
II група - L1 = 0.34; L2 = 0.33; L3 = 0.33
III група - L1 = 0.20; L2 = 0.20; L3 = 0.60
З вище висловленого витікає, що задачі (6.25-6.29) краще вирішувати в три етапи, починаючі з земель третьої технологі-чної групи. На першому і другому етапі площі культур, що слід розмістити на землях третьої і другої груп, будуть більші, ніж площі ділянок:  , (6.30). Особливістю є те, що на схилах більших за 70 пріоритет віддається протиерозійним агрозахо-дам.
Алгоритм рішення задачі зручніше представити мовним описом у вигляді такої схеми:
1. Оцінка попередника для 3-ї групи грунтів. Якщо є декі-лька попередників оцінка в балах розраховується як середньо виважений показник:
Б = (А1Б1 + А2Б2 + ... + АnБn) / Азаг,
де Б1…n - оцінка попередників, бал; А1…n - площа, що за-ймається попередниками, га
2. Формується функція мети для земель третьої групи
3. Розрахунок величини втрат грунту ( Wij ) від ерозії для грунтів третьої технологічної групи: Wij = Wijс+ Wijз
 Wijc = 10-5 . P0 . Cэ . p . - . Ф(L, I)  .X-,    
 Wijз = 1.2 . 10-4 . R0 . f (m, p) . Ф (L, I) .КГМ,   
де Wijc - втрати грунтів від сніготаяння;
 Wijз - втрати грунту від злив або збиткового зрошення;
 Р0 - чинник протиерозійної стійкості грунтів;
 Ф(L, I) - функція рельєфу;
 p, f (m, p) - чинники впливу рослинності на протиеро-зійну стійкість грунтів;
 - - помутніння стоку (-= 9.8 г/м3);
 X- - зміст води в снігу, мм;
  - коефіцієнт стоку;
 Cэ - чинник впливу експозиції схилу.
4. Формування функції мети - F2.
5. Розрахунок площі штучної одиниці землекористування:
  ,     
де Вj - загальна площа всіх полів господарства,
 B(3)j - площа полів, віднесених до третьої групи.
6. Вирішення задачі по кожному критерію (6.25-6.27) і ви-значення показників F(3)1, F(3)2, F(3)3 для III-ї групи земель.
7. Вирішення задачі як трьох критерiальної з ваговими ко-ефіцієнтами
 L(3)1 = 0,2, L(3)2 = 0,2, L(3)3 =0,6.
Аналітичний запис задачі виглядає так:
 а) максимiзувати:
  .   
При обмеженнях:  , (j = 1…n);
 ,  (i = 1…m);   
  , (j = 1…n), (i = 1…m); 
  , (j = 1…n), (i = 1…m); 
  ,  (j = 1…n), (i = 1…m). 
8. Розрахунок площ, що займають культури (Ai) для пер-шої і другої групи. Для господарств, що не мають площ, які ві-дносяться до третьої технологічної групи за землекористуван-ню, це початковий етап розрахунків.
9-15. Аналогічно п.1-7 тільки для земель II групи.
Залишаються нерозподіленими культури в першій техно-логічній групі.
Так як,   , то задача вирішується як закрита.
16-17. Аналогічно п.1-2 тільки для першої групи земель.
18. Аналогічно п.6, але без критерію (2), бо його вага L(1)3= 0.
19. Рішення задач (6.25-6.27) для двох цільових функцій із ваговими коефіцієнтами L1 = 0.51 і L2= 0.49. Максимізується:
  ,    
При обмеженнях
  ,   (i = 1…m); 
  ,            (j = 1…n);    
  , (j = 1…n), (i = 1…m); 
  ,  (j = 1…n), (i = 1…m).  
20. Розрахунок Wij для вже розподілених площ Xij першої технологічної групи.
21. Вихідна форма.
22. Перерахунок значень величин втрат грунтів від ерозії з поправкою на протиерозійні заходи.
Якщо результати розрахунку задовольняють ЛПР з точки зору забезпечення підтримки рішення - перехід до закінчення ("кі¬нець"), якщо  можливість скоректувати дані  не надається.
Інформаційне забезпечення задачі включає інформацію за-гального характеру, інформацію адресну (об'єкту), нормативно-довідкову (табл. 6.23).

 
Перелік показників дає уявлення відносно змістової час-тини задачі і, щоб не перевантажувати матеріал, що розгляда-ється другорядними показниками, їх кількісні характеристики не наводимо. Зауважимо тільки, що нормативно-довідкову ін-формацію конкретної задачі складають дані переважно з літе-ратурних джерел, оскільки прямих досліджень з цого питання в регіоні обмаль і є не безпідставні сумніви щодо їх якості.
Вихідна інформація, для зручності аналізу і прийняття рі-шень видається у вигляді спеціальних форм (табл. 6.24, рис. 6.9).


 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить