Формалізація вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних) до землеустрою сільських господарств та створення нової математичної моделі раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог. Нелінійні та кусочно-лінійні обмеження задачі.
Аннотация к работе
розробити математичну модель раціонального розбиття посівних площ, що дозволяє врахувати задані обмеження задачі; розробити метод геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ; Розвязання поставлених задач здійснено на основі методів геометричного проектування (для побудови математичної моделі раціонального розбиття посівних площ), геометричного моделювання (для дослідження властивостей математичної моделі та розробки методу раціонального розбиття посівних площ), методів дискретної оптимізації (для перебору варіантів розбиття посівних площ на ділянки посівних культур). розроблено новий метод геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ, що ґрунтується на геометричних властивостях моделей посівних площ та областей припустимих рішень. Застосування розробленого методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних) дозволяє збільшити корисну площу під посіви за рахунок раціонального землеустрою, сприяє збільшенню врожайності за рахунок дотримання схем сівозміни та мінімізації транспортних витрат і втрат від можливих пожеж шляхом дотримання протипожежних норм.Показано, що задачі раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог відносяться до класу задач дискретного геометричного моделювання, у звязку з чим проведено аналіз існуючих методів геометричного моделювання. Зроблено висновок про те, що існуючі методи, в силу розглянутих причин, не можуть бути застосованими для розвязання задач раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних). Постановка задачі раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних) має наступний вигляд. Область необхідно розбити на ділянки під культур (обєкти ) таким чином, щоб відстані до місць зберігання цих культур, з урахуванням коефіцієнтів урожайності , були мінімальні та, при цьому, виконувалися наступні умови(1), (2), (3): Умова (1) описує належність обєктів області , умови (2) і (3) описують, відповідно, вимогу розбиття всієї множини та вимогу неперетину підмножин (обєктів ). Таким чином, в даній задачі необхідно знайти відображення геометричної інформації, при якому виконуються обмеження (1)?(3) та додаткові вимоги до розбиття (4): Таким чином, математична модель раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог має наступний вигляд (5): ;Значення для науки роботи полягає в створені нової математичної моделі та методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог. Значення для практики досліджень полягає у скороченні строків формування планів посівів за рахунок автоматизації їхньої побудови; збільшенні корисної площі під посіви за рахунок пошуку раціонального розбиття; збільшенні, як правило, урожайності за рахунок дотримання схем сівозміни та мінімізації транспортних витрат і втрат від можливих пожеж шляхом дотримання протипожежних норм. Виконано критичний огляд відомих методів раціонального розбиття множин, з чого випливає необхідність створення нового методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ. Вперше побудовано та досліджено математичну модель раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих (економічних, агротехнічних, протипожежних) вимог, що дозволяє одночасно врахувати нелінійні та кусочно-лінійні обмеження задачі. Розроблено новий метод геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ, що ґрунтується на геометричних властивостях моделей посівних площ та побудованих областей припустимих рішень.
План
Основний зміст роботи
Вывод
Дисертацію присвячено розвязанню задачі раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних).
Значення для науки роботи полягає в створені нової математичної моделі та методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог.
Значення для практики досліджень полягає у скороченні строків формування планів посівів за рахунок автоматизації їхньої побудови; збільшенні корисної площі під посіви за рахунок пошуку раціонального розбиття; збільшенні, як правило, урожайності за рахунок дотримання схем сівозміни та мінімізації транспортних витрат і втрат від можливих пожеж шляхом дотримання протипожежних норм.
При цьому отримано результати, що мають науково-практичну цінність.
1. Виконано критичний огляд відомих методів раціонального розбиття множин, з чого випливає необхідність створення нового методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ.
2. Формалізовано основні обмеження (економічні, агротехнічні, протипожежні), характерні для розбиття посівних площ.
3. Вперше побудовано та досліджено математичну модель раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих (економічних, агротехнічних, протипожежних) вимог, що дозволяє одночасно врахувати нелінійні та кусочно-лінійні обмеження задачі.
4. Розроблено новий метод геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ, що ґрунтується на геометричних властивостях моделей посівних площ та побудованих областей припустимих рішень.
5. Запропоновано способи раціонального розбиття пожежонебезпечних ділянок посівних культур регулярною та нерегулярною сітками.
6. Розроблено алгоритмічне забезпечення методу раціонального розбиття посівних площ. Створено комплекс програм, що дозволяє як в автоматичному, так і в автоматизованому режимах одержувати варіанти розбиття посівних площ. Програмне забезпечення дозволяє автоматизувати процес аналізу трудомістких варіантів розбиття з урахуванням численних вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних).
7. Ефективність створених математичної моделі, методу розвязання задачі, алгоритмічного та програмного забезпечення показано як теоретично, так і при розвязанні низки практичних задач. Розроблений метод геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ дозволяє одночасно врахувати численні вимоги до землеустрою та скоротити час формування планів посівів.
8. Практичну значущість роботи підтверджено впровадженням результатів дисертаційного дослідження на Державному підприємстві, дослідному господарстві "Елітне" інституту рослинництва ім. В.Я. Юрєва Української академії аграрних наук, а також в навчальний процес Університету цивільного захисту України (м. Харків).
Основні положення дисертації опубліковано в таких роботах
1. Комяк В.М., Долгодуш М.М. Врахування протипожежних вимог в задачі розподілу посівних площ // Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Мелітополь: ТДАТА, 2004. - С. 62-65.
Особисто автором виявлено протипожежні вимоги до землеустрою та сформульовано задачу раціонального розподілу посівних площ.
2. Комяк В.М., Соболь О.М., Долгодуш М.М. Метод розвязання задачі раціонального розподілу посівних площ з урахуванням протипожежних вимог // Геометрическое и компьютерное моделирование: энергосбережение, екология, дизайн: Сб. научн.тр. КНУТД (Спецвыпуск): Межведомственный научно-техн. сб. - К.:ДОП КНУТД, 2005. - С. 235-240.
Особисто автором розроблено метод раціонального розбиття посівних площ з урахуванням протипожежних вимог.
3. Комяк В.М., Соболь А.Н., Долгодуш М.Н. Математическое и компьютерное моделирование рационального разбиения земельных угодий на участки посевных культур // Вісник Київського національного університету технологій та дизайну (спецвипуск). - К.: ДОП КНУТД, 2006. -С. 284-290.
Особисто автором створено математичну модель раціонального розбиття посівних площ з урахуванням протипожежних вимог та здійснено моделювання тестових задач раціонального землеустрою.
4. Соболь О.М., Коссе А.Г., Долгодуш М.М. Рациональное разбиение земельных угодий на участки посевных культур с учетом противопожарных норм // Проблемы пожарной безопасности. - Харьков: УГЗУ, 2006. - Вып.20 - С. 188-192.
Особисто автором розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення раціонального розбиття посівних площ з урахуванням протипожежних вимог.
5. Комяк В.М., Долгодуш М.Н. Математическая модель задачи рационального разбиения земельных угодий на участки посевных культур // Вестник Херсонского национального технического университета - Херсон: ХНТУ, 2006. - С. 242-247.
Особисто автором розроблено нову математичну модель раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних).
6. Палюх В.Г., Комяк В.М., Комяк В.А., Долгодуш М.Н. Формализация риска потери урожая на сельскохозяйственных угодьях // Проблемы пожарной безопасности. - Харьков: АГЗУ, 2006. - Вып.19 - С. 44-48.
Особисто автором формалізовано ризики втрати врожаю на сільськогосподарських угіддях.
7. Комяк В.М., Соболь А.Н., Долгодуш М.Н. Метод геометрического моделирования рационального разбиения земельных угодий на участки посевных культур // Геометричне та компютерне моделювання. - Харків: ХДУХТ, 2007. - Вип. 17. - С. 114-121.
Особисто автором розроблено новий метод раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних).
8. Комяк В.М., Соболь О.М., Долгодуш М.М. Аналіз особливостей задачі раціонального розбиття земельних угідь на ділянки посівних культур // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь: ТДАТА, 2007. - Вип. 4. Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Т. 35 - С. 54-62.
Особисто автором здійснено геометричне моделювання областей припустимих рішень в задачах раціонального розбиття посівних площ.
9. Комяк В.М., Соболь А.Н., Долгодуш М.Н. Анализ трудоемкости и погрешности метода рационального разбиения посевных площадей с учетом заданных требований // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Міжвідомчий науково-технічний збірник. 2007. - Вип. 78. - С. 206 - 212.
Особисто автором здійснено моделювання раціонального розбиття посівних площ з урахуванням заданих вимог (економічних, агротехнічних, протипожежних) та проведено аналіз трудомісткості та похибки розробленого методу геометричного моделювання раціонального розбиття посівних площ.