5农村经济规划问题的研究

农村经济规划问题的研究摘要如何进行农村经济的规划，关系整个农村经济长久发展进程。考虑到该问题是一个典型的大系统单目标线性规划问题，本文结合对农村各个行业及其之间关系的理解，做出了合理的假设，在大系统下分为农、林渔、牧、副四个子系统。最后运用目标函数合成法，将四个子系统中的决策要素都纳入到大系统总优化范围，保证优化方案从整体上是最优的，即使得该地区在规划年份内净收益最大。所得结论如下：结论一：本地区种植业、林业、渔业、空地的比例分别为69％、22％、1％、8％；结论二：采用复种、间作的种植模式，使得土地利用率大大提高；结论三：在畜牧业中，大畜牧、羊、猪、鸡鸭的头数分别为6.4万头、1.92万头、3.85万头、12万头；结论四：人力在种植业、畜牧业、林业、渔业、副业中的比率分别为56％、28％、13％、1％、2％；结论五：森林覆盖率始终大于20％，保证了在农业发展的同时，生态环境向良性循环方向发展。最后，我们对原有模型进行了二个方向的改进，并把模型适当地推广到了整个中国的范围，极大地扩大了模型的现实意义。-1-一：问题重述某规划区的具体情况如下：规划区总面积为13.5万亩，其中耕地9.2万亩，宜片林面积1.2万亩，宜渔地面积0.05万亩，宜芦苇地0.15万亩防护林可占地1.8万亩，非农业用地1.1万亩。总人口27245人，其中农业劳动力12400人，农忙季节可提供360万工日。全地区水资源最大获取量8328万立方米，规划期内可提供投资额200万元，投资的资本回收系数为0.1。规划的起始年份（基期）的拖拉机拥有量14700千瓦，新置拖拉机投资每万千瓦为333万元，不违农时所需总作业量每万千瓦为50万标准亩，完成不违农时作业量油耗每万千瓦0.034万吨，国家能提供柴油量0.1万吨。维护生态效益对森林覆盖率最低要求20%，生活用能对薪柴的需求量达6630吨。超额交售商品粮、棉每万吨加价分别为300和1200万元。农、牧、林、副、渔的生产基本情况如下表（1）—（4）（略）线规划研究：1）本地区大农业的合理结构，协调农林牧副渔各业发展之间的关系及相互之间的合理比例；2）确定种植业中各类作物的合理布局和轮作方式，以及畜牧业中合理的蓄禽结构；3）为各项农业生产所提供的劳动力中，人力、蓄力、机械力的合理比例；4）农村生产及生活用能合理的供求结构；5）农业投资的合理分配；6）在农业发展的同时，促进生态环境向良性循环方向发展。如何完成上述规划，使得该地区在规划年份的总净收益最高？二：符号说明ia（i=1、2……8）分别对应晚玉米、豆类、青饲料、绿肥、春玉米、薯类、棉花、油料的种植面积（万亩）ix（i=1、2、3、4）分别对应大畜牧、羊、猪、鸡鸭的养殖数目（万头）ic（i=1、2、3）分别对应材料林、薪炭林、防护林的面积（万亩）。iy（i=1、2）分别对应于渔地、苇田的面积（万亩）ih（i=1、2……5）分别对应棉加工、油加工、粮加工、粉条厂和编织的原料加工量（万吨）g粉条厂的新建规模（万吨）k新置拖拉机的投资（万元）ip（i＝0、1、2）分别表示用于粮加工的小麦、玉米、豆类的量（万吨）-2-iw（i=1、2……6、7）分别表示小麦、春玉米、晚玉米、豆类、薯类、油料所产秸秆用作基肥的百分比，特别地，i=7时表示绿肥中用做基肥的百分比三：模型假设1、以一年为一周期，以冬为始，秋为终。2、不考虑拖拉机的折旧和损坏。3、绿肥分为两类：冬绿肥和夏绿肥，但二者化学性质基本一样。4、宜片林地，宜渔地，宜芦苇地、防护林地不一定全部开发。5、春、晚玉米的生物性质一样，均在秋末收割。6、该地区农业生产自给自足。7、因我国以冬小麦为主，故本题中的小麦当作冬小麦来处理。8、劳动力衡定，不随年份推进发生变化。9、新建投资投入即有回报。10、作物的年产量衡定。四、问题分析本题是一个典型的大型线性规划问题，问题涉及到的变量几乎全是全局变量。我们考虑到这是一个农村整体经济建设问题，所以我们初步假设农村经济在多方面处于自给自足的经济状态。因模型的复杂和庞大，我们决定将模型中各种农业生产活动及其约束条件分成种植业、畜牧业、林鱼业、副业四块来处理。各块之间相互独立，又相互影响、相互矛盾。因此，我们建立了一个统筹全局的大系统线性目标规划函数，通过Matlab编程最终得到最优结果。五、模型建立（一）模型准备1、规划期年数的确定：经上网查阅资料【附录1】得：资本回收系数的计算公式如下资本回收系数＝nii)1(1（其中：i为年贷款利率；n为贷款年数）又因为当前农业银行贷款年利率为6.7％，据上式便可算出贷款年数，即规划期年数n＝172、各行业收益及其相关条件的确定⑴种植业经上网查阅相关资料得：各种农作物的播种、收获季节。整理分析后，我们认为应采用如下图所示分布和轮作方式：（此处油料取北方的油料作物花生。再模型推广中，-3-我们将给出以南方作物油菜为油料的种植模式）种植业耕作模式图秋季：收割晚玉米、豆类、青饲料、绿肥、春玉米、薯类、棉花和油料，种植小麦；冬季：任小麦生长，同时种植冬绿肥；春季：任小麦生长，收割冬绿肥，种植春玉米、薯类、棉花和油料；夏季：收割小麦种植晚玉米、豆类、青饲料和绿肥。将最小需求量理解额定值，超过该额定值的商品粮、棉即按3百万元/万吨和12百万元/万吨的标准一次加价。（具体各农作物的加价值见【附录2】）为了处理好晚玉米和豆类的间作问题，我们从网站上查得了复种、间作的定义【附录3】，并据此定义了晚玉米、豆类的实际面积为21aa、。根据图示和以上分析可得：①净收益：小麦：34.6]65.02.0)[(34.365.00410paaS玉米：342.5)7.015.0225.0(342.27.01151paaS-4-豆类：6.7)075.0(222paS薯类：82.5)04.015.0(04.082.2466haS棉花：6.42)05.0(177haS油料：8.7)08.0(288haS青饲料：1625.0)2(133laS绿肥：157.0]75.1)[(2844laaS②秋季用工量：（秋季为农忙季节）876543212.03.015.017.008.008.016.016.0aaaaaaaa③动力作业：)(66101010999)(884387621541aaaaaaaaaaa④灌溉用水量：)(3367555.6)(7843876154321aaaaaaaaaaaa`⑤基肥最小用量：876215413.03.012.016.08.012.0)(3.0aaaaaaaa⑥化肥用量：87154101.003.001.001.0)(02.0aaaaaa结合题意分析可知，各个变量必满足下列关系：01.02.917.008.07.215.004.015.0225.01.0)(2.065.01..82112821876154321aaaaaaaaaaaaaaaaats、（2）畜牧业：分析题目易得：①净收益：-5-4321.052.02.0xxxX②精饲料需求量4321005.01.001.01.0xxxx③粗饲料需求量32125.01.02.1xxx④用工量432101.01.01.03.0xxxx⑤产有机肥量43210025.021.0153.0876.0xxxx结合已知条件和变量的意义，可得以下约束条件：124.5850.3670.092.148.064.002...4321xxxxts（3）林、渔业取柴的密度7.01（万方/万吨），材的密度54.12（万方/万吨）。同时考虑到苇田产的芦苇用于编织加工时会加价，见【附录4】由题知：①净收益：5333.0)75.0(5.025.04972.09.01.1)663.05.0025.0(5213121211hyyccccL②用工量2132115.035.012.018.012.0yyccc③用水量321323ccc④投资15.03.01.02.015.0)1.0(21321yyccc结合已知条件和变量的意义，可得以下约束条件：-6-8.107.2%205.132.1663.07.05.07.0025.015.0005.00001.005.02.102.1013.054.19.03..33212121211211ccccccccyyycccts（4）副业将现有容量理解为副业加工的现有生产水平，因为0.020.015,0.540.3,0.60.54故，棉、油、粮加工厂无需新建。由题知：①净收益：54210215333.282.6)8.754.554.6(8.106.47hhppphhJ②用工量543211.01.0015.015.02.0hhhhh③柴油消耗量432104.0135.009.007.0hhhh④投资g3⑤副产品214.056.0hh结合已知条件和变量的意义，可得以下约束条件：0002301.006.054.0220.054.03.0040.002.0015.0002.04...21032104321ppphpppgghhhhts-7-3、基肥、化肥、粗饲料和精饲料的分类：经查阅相关资料及网站，我们将它们之间的关系及来源表示成下图：因前面有“该地区农业生产自给自足”的假设，我们可以认为该地区的肥料、饲料可由各行业之间相互协调。（二）模型建立考虑到农、林、牧、副、渔之间的相互关系，结合前面的假设，我们将不难得到以下的规划模型：目标函数：MAXY=JLXSSSSSSSS87634210约束条件：-8-4..3..2..1..75.100.20)(4.056.0005.01.001.01.001.003.001.001.0)(02.0)(25.01.02.1)1(75.1)1(02.0)1(075.0)1(024.0)1(12.0)1(15.0052.0)1()()(3.03.012.0)(3.0)0025.021.0153.0876.0(04.002.01075.0024.024.036.026.0)()(1.004.0135.009.007.0034.0)3331047.1()(903050)3331047.1()(66101010999)(8)(2315.03.01.02.015.0)1.0((28.83323)(3367555.6)(7)(6.31.01.0015.015.02.015.035.018.012.001.01.01.03.02.03.015.017