<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mathematics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник российских университетов. Математика</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian Universities Reports. Mathematics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2686-9667</issn><issn pub-type="epub">2782-3342</issn><publisher><publisher-name>Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.20310/2686-9667-2025-30-149-66-78</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mathematics-91</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТАТЬИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ARTICLES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Об оценках характеристик сбора ресурса для стохастических структурированных популяций</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Estimates of harvesting characteristics for stochastic structured populations</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1077-2189</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Родина</surname><given-names>Людмила Ивановна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rodina</surname><given-names>Ludmila I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">LRodina67@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Vladimir State University; National University of Science and Technology “MISiS”</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>04</day><month>04</month><year>2025</year></pub-date><volume>30</volume><issue>149</issue><fpage>66</fpage><lpage>78</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Родина Л.И., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Родина Л.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Rodina L.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mathematics.elpub.ru/jour/article/view/91">https://mathematics.elpub.ru/jour/article/view/91</self-uri><abstract><p>Рассматриваются модели структурированных популяций, состоящих из отдельных видов $x_1,\ldots,x_n,$ либо разделенных на $n$ возрастных групп. Предполагаем, что при отсутствии эксплуатации динамика популяции задана системой дифференциальных уравнений ${\dot x =f(x),}$ а в фиксированные моменты времени из популяции добывают случайные доли ресурса каждого из видов. Предложен способ построения управления процессом сбора ресурса, при котором ограничивают величину извлекаемого ресурса для увеличения размера следующего сбора. Получены оценки характеристик сбора ресурса, таких как средняя временная выгода и общий доход с учетом дисконтирования, выполненные с~вероятностью единица.    Предложены два метода для решения данной задачи. Первый из них можно применить для систем, обладающих свойством монотонности решений относительно начальных условий. Во втором методе нет ограничений на свойства системы, и состоит он в построении положительно инвариантных множеств, в которых находятся траектории системы при всех значениях случайных параметров. Используется понятие функции Ляпунова относительно множества, введенное Е.\,Л.~Тонковым. Приведены примеры оценки рассматриваемых характеристик для моделей взаимодействия двух видов, таких как нейтрализм и конкуренция.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Models of structured populations consisting of individual species $x_1,\ldots,x_n,$ or divided into $n$ age groups are considered. We assume that in the absence of exploitation, the dynamics of the population is given by a system of differential equations ${\dot x =f(x),}$ and at fixed moments of time, random fractions of the resource of each species are extracted from the population. A method is proposed for building control of the harvesting process, in which the amount of the extracted resource is limited in order to increase the size of the next collection. Estimates of the harvesting characteristics, such as the average time benefit and total income, including discounting, were obtained, performed with a probability of one.    Two methods are proposed to solve this problem. The first one can be applied to systems with the property of monotony of solutions with respect to initial conditions. In the second method, there are no restrictions on the properties of the system. It consists in constructing positively invariant sets in which the trajectories are located. The concept of Lyapunov functions with respect to a set, introduced by E.\,L.~Tonkov, is used. Examples of estimation of the considered characteristics for models of interaction of two species, such as neutralism and competition, are given.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>положительно инвариантные множества</kwd><kwd>функции Ляпунова</kwd><kwd>эксплуатируемая популяция</kwd><kwd>средняя временная выгода</kwd><kwd>доход с учетом дисконтирования</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>positively invariant sets</kwd><kwd>Lyapunov functions</kwd><kwd>exploited population</kwd><kwd>average time benefit</kwd><kwd>income with discounting</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">W.J. Reed, “The steady state of a stochastic harvesting model”, Mathematical Biosciences, 41:3-4 (1978), 273–307.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">W.J. Reed, “The steady state of a stochastic harvesting model”, Mathematical Biosciences, 41:3-4 (1978), 273–307.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A. Glait, “Optimal harvesting in continuous time with stochastic growth”, Mathematical Biosciences, 41:1-2 (1978), 111–123.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A. Glait, “Optimal harvesting in continuous time with stochastic growth”, Mathematical Biosciences, 41:1-2 (1978), 111–123.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">L.G. Hansen, F. Jensen, “Regulating fisheries under uncertainty”, Resourse and Energy Economics, 50 (2017), 164–177.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">L.G. Hansen, F. Jensen, “Regulating fisheries under uncertainty”, Resourse and Energy Economics, 50 (2017), 164–177.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">F. Jensen, H. Frost, J. Abildtrup, “Fisheries regulation: A survey of the literature on uncertainty, compliance behavior and asymmetric information”, Marine Policy, 81 (2017), 167–178.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">F. Jensen, H. Frost, J. Abildtrup, “Fisheries regulation: A survey of the literature on uncertainty, compliance behavior and asymmetric information”, Marine Policy, 81 (2017), 167–178.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M.L. Weitzman, “Landing fees vs harvest quotas with uncertain fish stocks”, Journal of Environmental Economics and Management, 43 (2002), 325–338.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M.L. Weitzman, “Landing fees vs harvest quotas with uncertain fish stocks”, Journal of Environmental Economics and Management, 43 (2002), 325–338.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">U. Kapaun, M.F. Quaas, “Does the optimal size of a fish stock increase with environmental uncertainties?”, Environmental and Resourse Economics, 54:2 (2013), 293–310.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">U. Kapaun, M.F. Quaas, “Does the optimal size of a fish stock increase with environmental uncertainties?”, Environmental and Resourse Economics, 54:2 (2013), 293–310.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Л.И. Родина, “Оптимизация средней временной выгоды для вероятностной модели популяции, подверженной промыслу”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 28:1 (2018), 48–58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Л.И. Родина, “Оптимизация средней временной выгоды для вероятностной модели популяции, подверженной промыслу”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 28:1 (2018), 48–58.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Л.И. Родина, “Свойства средней временной выгоды в стохастических моделях сбора возобновляемого ресурса”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 28:2 (2018), 213–221.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Л.И. Родина, “Свойства средней временной выгоды в стохастических моделях сбора возобновляемого ресурса”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 28:2 (2018), 213–221.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">О.А. Кузенков, Е.А. Рябова, Математическое моделирование процессов отбора, Издательство ННГУ, Н. Новгород, 2007.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">О.А. Кузенков, Е.А. Рябова, Математическое моделирование процессов отбора, Издательство ННГУ, Н. Новгород, 2007.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">М.С. Волдеаб, Л.И. Родина, “О способах добычи возобновляемого ресурса из структурированной популяции”, Вестник российских университетов. Математика, 27:137 (2022), 16–26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">М.С. Волдеаб, Л.И. Родина, “О способах добычи возобновляемого ресурса из структурированной популяции”, Вестник российских университетов. Математика, 27:137 (2022), 16–26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">L.I. Rodina, A.H. Hammadi, “Optimization problems for models of harvesting a renewable resourse”, Journal of Mathematical Sciences, 25:1 (2020), 113–122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">L.I. Rodina, A.H. Hammadi, “Optimization problems for models of harvesting a renewable resourse”, Journal of Mathematical Sciences, 25:1 (2020), 113–122.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Л.И. Родина, М.С. Волдеаб, “О свойстве монотонности решений нелинейных систем относительно начальных условий”, Дифференциальные уравнения, 59:8 (2023), 1022–1028.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Л.И. Родина, М.С. Волдеаб, “О свойстве монотонности решений нелинейных систем относительно начальных условий”, Дифференциальные уравнения, 59:8 (2023), 1022–1028.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Е.А. Панасенко, Е.Л. Тонков, “Инвариантные и устойчиво инвариантные множества дифференциальных включений”, Труды Математического института им. В. А. Стеклова, 262 (2008), 202–221.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Е.А. Панасенко, Е.Л. Тонков, “Инвариантные и устойчиво инвариантные множества дифференциальных включений”, Труды Математического института им. В. А. Стеклова, 262 (2008), 202–221.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Л.И. Родина, Е.Л. Тонков, “О множестве достижимости управляемой системы без предположения компактности геометрических ограничений на допустимые управления”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 2012, №4, 68–79.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Л.И. Родина, Е.Л. Тонков, “О множестве достижимости управляемой системы без предположения компактности геометрических ограничений на допустимые управления”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 2012, №4, 68–79.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Г.Ю. Ризниченко, Лекции по математическим моделям в биологии. Ч. 1, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Ижевск, 2002, 232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Г.Ю. Ризниченко, Лекции по математическим моделям в биологии. Ч. 1, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Ижевск, 2002, 232 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
