РОЗДІЛ 2
МЕТОДОЛОГІЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ЗРОШУВАЛЬНИХ НОРМ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РЕЖИМІВ
ЗРОШЕННЯ
2.1. Методи оптимізації рішень при виборі зрошувальних норм в умовах платного
водокористування
2.1.1. Теоретико - ігровий підхід в нормованому водокористуванні
Для оптимізації варіантів зрошувальних норм пропонується статистична модель
прийняття рішень, породжена теоретико - ігровою концепцією. Це широко відома
модель гри з природою [76, 157], за якою добирають варіанти дії, альтернативи,
пов’язані з невизначеним впливом середовища на ситуацію їхнього вибору,
виходячи з необхідності оптимального критерію додаткового чистого прибутку від
зрошення. Водозабезпеченість з року в рік змінюється від дуже посушливих до
дуже вологих років. Тому і виникла необхідність розрахунку зрошувальних норм на
різні роки водозабезпеченості.
Для цих цілей матричну гру з природою визначатимемо за такою схемою [165]:
гравець А має в своєму розпорядженні S = (S1, …, Sm) стратегій або ходів, один
з яких йому треба вибрати; в середовищі и = (и1, …, иN) задано множину різних
станів, однак в якому стані перебуває (або перебуватиме) середовище и, в гравця
А інформації немає; гра оцінюється за функціоналом F (Sk ,иj), що характеризує
виграш гравця А в разі вибору ним рішення Sk О S, якщо середовище перебуватиме
(або перебуває) в стані иk О и. У розгорнутій формі ситуація прийняття рішень
характеризується матрицею гри з природою [84-85]:
S1 … Sm
(2.1)
Перший підхід до розкриття невизначеності в ігрових задачах, заданих матрицею з
одним критерієм, зводиться до використання класичних критеріїв прийняття рішень
в умовах невизначеності (критерії Вальда, Севіджа, Гурвіца, Лапласа) залежно
від змісту розв’язуваної задачі [75, 165]. В цілому ж задача оцінки варіантів
сільськогосподарського виробництва є багатоцільовою і багатокритеріальною [76].
Другий підхід до розкриття невизначеності оснований на розгляді станів природи
иj як певних параметрів, потребує розв’язання однієї, кількох або N
однокритеріальних задач (за числом параметрів иj), або ж відповідної
багатокритеріальної задачі [76].
Вибір оціночного функціоналу (2.1) для обґрунтування водокористування залежить
від цілей і задач управління природно-технічною системою. Оцінки та корисності
відносно соціоекосистеми [76], а в подальшому визначити оптимальний варіант
зрошення, що цікавить водоспоживача.
2.1.2. Методи прийняття рішень в задачах оптимізації зрошувальних норм на
основі моделі гри з природою
Формальна складова процесу прийняття рішень в умовах невизначеності [76]
полягає в розрахунках оціночного функціоналу F(qj ,Хk) та знаходженні
оптимальних значень `Х по заданому критерію прийняття рішень. Вибір критерію
прийняття рішень пов’язаний з певною інформаційною ситуацією, яка залежить від
вибору функції додаткового чистого прибутку від зрошення.
Під інформаційною ситуацією I розуміють [165] певний рівень невизначеності
вибору середовищем своїх станів при прийнятті рішень. Класифікація
інформаційних ситуацій, пов‘язаних з невизначеністю середовища проводиться
слідуючим чином [165].
I1 - перша інформаційна ситуація характеризується заданим розподілом апріорних
ймовірностей на елементах множини q;
I2 - друга інформаційна ситуація характеризується заданим законом розподілу
ймовірностей з невідомими параметрами;
I3 - третя інформаційна ситуація характеризується заданою системою лінійних
співвідношень на компонентах апріорного розподілу станів середовища;
I4 - четверта інформаційна ситуація характеризується невідомим розподілом
ймовірностей на елементах множини q;
I5 - п‘ята інформаційна ситуація характеризується необхідністю враховувати
екстремальні етапи середовища у процесі прийняття рішень;
I6 - шоста інформаційна ситуація характеризується як проміжна між I1 та I5 при
виборі середовищем своїх станів.
Визначення і класифікація цих інформаційних ситуацій складають основу теорії
прийняття рішень в умовах невизначеності, оскільки дозволяють розв‘язати
проблему вибору критерію прийняття рішень шляхом розробки для кожної
інформаційної ситуації множини критеріїв прийняття рішень, адекватних
поставленій задачі [76].
Таким чином, більш детально критерій прийняття рішень в умовах невизначеності
можна представити як алгоритм двохетапної процедури в відповідності з такою
формулою:
`Х = {хо ; хо = аrg опт Fi (хк), хо є Х}, хк є Х (2.2)
де `Х множина оптимальних значень (в частинному випадку одне значення хо)
детермінованого функціоналу.
Кожна інформаційна ситуація Is характеризується, як правило, не одним
критерієм, а цілою підмножиною Кis, що найбільш адекватно відображає цілі
поставленої задачі, врахування, як критеріїв, певних обмежень. Неоднозначність
вибору критерію в структурі прийняття рішень не являється обмежувальним
фактором для виділення найбільш важливих кількох чи одного критерію, що
відображають основні тенденції прийняття рішень в умовах даної інформаційної
ситуації.
Виходячи із викладених структурних особливостей прийняття рішень в умовах
невизначеності, формалізації задачі гри з природою, виділяється творча
(евристична) складова цього процесу, а також формальна складова процесу
прийняття рішень [76, 165].
На етапі формалізації задачі оптимізації зрошуваних норм в термінах гри з
природою творча складова ОПР відносно побудови моделі прийняття рішень полягає
[165]:
в формуванні множини стратегій Х активного гравця (варіантів зрошувальних норм)
та множини q станів природи (величин опадів та необхідних зрошувальних норм в
роки різної водозабезпеченості);
в виборі, формалізації оціночного функціон
- Київ+380960830922