Collection of Scientific Papers "Scientific Notes"

Collection of Scientific Papers "Scientific Notes"

Моделювання взаємодії надважливих складових аграрного виробництва

Modeling of the interaction of stressful components agricultural production

DOI:

10.33111/vz_kneu.36.24.03.09.061.067

Анотація: Між рослинництвом і тваринництвом, надважливими складовими аграрного виробництва в Україні, існує цілком природний, органічний взаємозв’язок нелінійного характеру. Своєчасне й доцільне забезпечення функціонування цих підсис-тем сприяє стійкому зростанню, тобто з мінімальним ризиком, сільського господарства держави. Такий підхід потребує покращення в сенсі цифровізації економіки — в контексті застосування комп’ютерного моделювання нелінійних процесів взаємовпливу зазначених складових.
У статті розроблено сучасну методику комп’ютерного моделювання економічного об’єкту господарювання — глибоке дослідження нелінійної динамічної моделі класу Вольтерра-Лотки з прикметною наявністю компоненти, що характеризує підвищення доходності тваринництва за рахунок постачання корму. Модель враховує різні фактори впливу, дозволяючи оцінити ефективність взаємодії рослинництва і тваринництва на різних етапах розвитку аграрного виробництва. Проведено вивчення поведінки динамічної моделі в околі точки левериджу — аналіз змодельованих трендових залежностей і статистичних складових: в околі рівноважної точки мають місце коливні рухи з певним визначеним періодом, а розв’язки математичної моделі, тобто інтегральні криві, з плином часу відображають сезонний характер взаємодії рослинництва й тваринництва.
Вивчено поведінку віртуальних сценаріїв — інтегральних кривих і фазових портретів на підґрунті математичної моделі нелінійної взаємодії складових аграрного виробництва, показано розташування рівноважної точки, екстремальних точок min і mах для відповідних кривих у специфічній системі координат. Вказано перехід до безрозмірної динамічної моделі та економічну інтерпретацію її розв’язку в неявному вигляді. Окрім цього, було проаналізовано вплив зовнішніх економічних чинників на стійкість системи, що дозволяє краще передбачити можливі ризики та підготувати відповідні стратегії для їх мінімізації.
В процесі дослідження нелінійної динамічної моделі об’єкту господарювання вперше здійснено наближене оцінювання числової міри економічного ризику еволюції взаємовпливу і взаємодії аграрних підсистем із плином часу. Отримані результати можуть бути використані для покращення стратегій управління в аграрному секторі, зокрема, для підвищення стійкості виробничих процесів і зниження економічних ризиків в умовах нестабільності ринку та змін клімату. Це дослідження надає нові можливості для ефективного планування та впровадження інновацій в аграрному секторі України.
Abstract: There is a completely natural, organic nonlinear relationship between crop production and animal husbandry, which are crucial components of agricultural production in Ukraine. Timely and appropriate management of these subsystems contributes to the stable growth of the country’s agriculture with minimal risk. This approach requires improvements in terms of the digitalization of the economy, particularly in the context of applying computer modeling to the nonlinear processes of interaction between these components.
The article develops a modern methodology for computer modeling of an economic management object—a thorough study of a nonlinear dynamic model of the VolterraLotka class, featuring a component that characterizes the increase in livestock profitability due to feed supply. The model takes into account various influencing factors, allowing for the assessment of the efficiency of the interaction between crop production and animal husbandry at different stages of agricultural production. The study examines the behavior of the dynamic model in the vicinity of the leverage point, analyzing the modeled trend dependencies and statistical components: in the vicinity of the equilibrium point, there are oscillatory movements with a certain defined period, and the solutions of the mathematical model, i.e., integral curves, over time reflect the seasonal nature of the interaction between crop production and animal husbandry.
The behavior of virtual scenarios—integral curves and phase portraits based on the mathematical model of nonlinear interaction of agricultural production components—wasstudied, showing the location of the equilibrium point, extreme points, and other critical points for the respective curves in a specific coordinate system. A transition to a dimensionless dynamic model and an economic interpretation of its implicit solution were indicated. Additionally, the impact of external economic factors on the stability of the system was analyzed, allowing for better forecasting of potential risks and the preparation of appropriate strategies to minimize them.
For the first time, an approximate numerical estimate of the economic risk measure of the evolution of the interaction and interplay of agricultural subsystems over time was carried out in the study of the nonlinear dynamic model of the economic management object.
The obtained results can be used to improve management strategies in the agricultural sector, particularly to enhance the stability of production processes and reduce economic risks in the context of market instability and climate change. This research provides new opportunities for effective planning and the implementation of innovations in Ukraine’s agricultural sector.
Ключові слова: прикладне моделювання, цифровізація економіки, комп’ютерне моделювання, нелінійна динамічна модель, математична модель, точка левериджу,віртуальні сценарії, інтегральні криві, фазові портрети, тренд економічного розвитку, числова міра ризику економічної еволюції.
Key words: applied modeling, digitalization of the economy, computer modeling, nonlinear dynamic model, mathematical model, leverage point, virtual scenarios, integral curves, phase portraits, trend of economic development, numerical measure of risk of economic evolution.
УДК: 519.86+330.46
UDC: 519.86+330.46

JEL: C6 C61 Q13

To cite paper
In APA style
Koliada, Y., Semashko, K., & Shatarska, I. (2024). Modeling of the interaction of stressful components agricultural production. Collection of Scientific Papers "Scientific Notes", 36 (3), 92-103. http://doi.org/10.33111/vz_kneu.36.24.03.09.061.067
In MON style
Коляда Ю.В., Семашко К.А., Шатарська І.Ф. Моделювання взаємодії надважливих складових аграрного виробництва. Збірник наукових праць "Вчені записки". 2024. № 36(3). С. 92-103. http://doi.org/10.33111/vz_kneu.36.24.03.09.061.067 (дата звернення: 11.05.2026).
With transliteration
Koliada, Y., Semashko, K., Shatarska, I. (2024) Modeliuvannia vzaiemodii nadvazhlyvykh skladovykh ahrarnoho vyrobnytstva [Modeling of the interaction of stressful components agricultural production]. Collection of Scientific Papers "Scientific Notes", no. 36(3). pp. 92-103. http://doi.org/10.33111/vz_kneu.36.24.03.09.061.067 [in Ukrainian] (accessed 11 May 2026).
# 36(3) / 2024 # 36(3) / 2024
Download Paper
449
Views
114
Downloads
0
Cited by

  1. Prikhodko, D., Sikachyna, O., Pedersen, E., Sylvester, G., & Rybchynshyi, R. (2022).Digital Technologies in the Grain Sector of Ukraine. FAO Investment Centre Country. Highlights, No. 18. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cc1600en
  2. Kostetskyi, B., Volodin, V., & Kryvoviaziuk, I. (2022). Tendencies of Precision Agriculture in Ukraine: Disruptive Smart Farming Tools as Cooperation Drivers. MDPI,Agriculture Journal.
  3. Kuchmii, T., Kuchmii, O., & Popova, O. (2021). Assessment of Digitalization Challenges in the Agricultural Sector of Ukraine. https://ouci.dntb.gov.ua/works/4VZGXnm4/
  4. Babych, T. Yu. (2018). Mathematical Modeling of the Economic Efficiency of Grain Production in Ukraine. Abstract of the PhD thesis. Kyiv: KNEU.
  5. Vitlinskyi, V. V., Kolyada, Yu. V., & Kravchenko, T. V. (2017). Models of Economic Dynamics: A Textbook. Kyiv: KNEU.
  6. Volterra, V. (1931). Leçons sur la théorie mathématique de la lutte pour la vie. Paris:Gauthier-Villars.
  7. Kolyada, Yu. V., Kmytiuk, T. L., & Shatarska, I. F. (2020). System of Methods and
  8. Models for Estimating the Nonlinear Dynamics of the Numerical Measure of Economic Risk. Effective Economy, (7). http://www.economy.nayka.com.ua/?op=1&z=8052