3-2 Оценка гидрометеорологических рисков

Модуль 3. Эффективное использование метеорологической информации

Тема 3-2. Оценка гидрометеорологических рисков

Современная экономическая деятельность ведется в условиях неопределенности, поэтому ожидаемые доходы и расходы не могут быть определены однозначно. Поскольку отклонения плановых и фактических величин доходов и расходов имеет случайную природу, негативные последствия неопределенности результатов экономической деятельности принято характеризовать понятием риска.

Риски экономической деятельности связаны, в том числе, с воздействием погоды и климата. Гидрометеорологическая среда способна оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на экономические системы: погодо-климатические условия выступают в роли природных ресурсов в сельскохозяйственном производстве, энергетике; в то же время неблагоприятные и опасные гидрометеорологические условия и явления погоды являются причиной возникновения экономических и социальных потерь.

Воздействию погоды и климата подвергаются все области человеческой деятельности, а любая деятельность сопряжена с понятием полезности. Будем рассматривать экономическую полезность метеорологической информации, когда влияние погоды и климата на хозяйственную деятельность можно выразить экономическими категориями: потери, расходы, выгоды.

В зависимости от ожидаемой погоды или климатических условий потребитель может принять одно из возможных производственных решений dj в расчете на максимальную полезность следующих за ними хозяйственных действий. На основании сведений о множестве фактически осуществившихся метеорологических условий Ф и множестве решений – действий потребителя d устанавливается функция полезности принимаемых решений. В общем виде она записывается так:

– фактическая погода с определенным значением метеорологических условий;

– погодо-хозяйственные решения и действия потребителя в расчете на ожидаемую погоду П.

Первоначально выбирается решение, согласно ожидаемой по прогнозу погоде Пj , выполняется действие потребителя

, а затем осуществляется некоторая фаза погоды

, которая соответствует или не соответствует ожиданиям потребителя. Именно эта степень соответствия и раскрывает полезность учета прогностической информации при принятии хозяйственных решений.

Функция полезности замыкается на два вида информации – метеорологическую и экономическую. Полезность прогноза будет определяться с одной стороны качеством прогностической информации, а с другой эффективностью действий потребителя (например, эффективностью защитных мер в случае неблагоприятных условий погоды).

Функция полезности может соотноситься с тремя классами метеоролого-экономических задач:

1) потребитель, ориентируясь на прогнозы погоды, извлекает больший или меньший доход, например, в случае использования прогнозов скорости ветра для подключения ветроэнергетических установок в региональную энергосистему, сельскохозяйственное производство

2) потребитель, ориентируясь на ту или иную ожидаемую погоду, уменьшает возможные потери. Неблагоприятное влияние погоды сказывается практически на всех потребителях. Неблагоприятные условия погоды выступают как «метеорологические помехи», полное или частичное устранение которых требует разработки регламента защитных мер;

функция полезности записывается как функция потерь

3) потребитель, ориентируясь на ожидаемую погоду, учитывает как возможные доходы, так и потери, тем самым рассматривается

Функция полезности носит индивидуально-производственную направленность. Полезность прогнозов в заданной области производства отражает лишь общую тенденцию потребителя – извлечь пользу, возможную вследствие удачного учета погоды.

На практике наиболее распространена дискретная (табличная) форма представления функции потерь, которая получила название матрицы потерь (таблица 1).

Таблица 1 – Альтернативная матрица потерь при кардинальных мерах защиты

Фактически наблюдалось,

Потребитель принимает решение dj , ориентируясь на прогноз,

d 1 ()

принимаются меры защиты согласно тексту прогноза

d 2 ()

работа выполняется согласно тексту прогноза

s11

s12

s21

s22

Рассмотрим разработку матрицы потерь для автотранспортного предприятия.

Необходимо выделить метеорологические затраты в составе себестоимости услуг автотранспортного предприятия. Известно, что себестоимость услуг включает постоянные и переменные затраты.

1) заработную плату основных производственных рабочих;

3) налоги (НДФЛ, взносы в пенсионный фонд, в фонд социального страхования, транспортный налог).

3) стоимость топливно-энергетических ресурсов;

4) стоимость обслуживания автомобильного парка, включающего в себя сервисное обслуживание автомобилей согласно инструкции по эксплуатации автомобилей, проведение предрейсового осмотра автомобиля, выявление и устранения неполадок;

Из всей структуры затрат, включаемых в себестоимость услуг по перевозке грузов, будем выделять затраты, связанные с влиянием неблагоприятных метеорологических условий. Отметим, что за калькуляционную единицу себестоимости на автомобильном транспорте принимается: для грузового парка, работающего по тарифу за тонну перевезенного груза, – тонна-километр; для грузовых автомобилей, работающих по часовому тарифу, – автомобиле-час; для автобусного парка – пассажиро-километр; для грузового и легкового таксомоторного парка – платный километр.

При расчете затрат (определении себестоимости перевозок) определяется необходимое количество топлива для осуществления транспортного процесса. Нормой расходов топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте устанавливается базовая норма в литрах на 100 км (л/100 км) пробега автотранспортного средства и транспортная норма в литрах на 100 тонно-километров (л/100 ткм). При проведении транспортной работы грузового автомобиля учитывается дополнительный к базовой норме расход топлива при движении автомобиля с грузом.

Базовая норма расхода топлива зависит от конструкции автомобиля, его агрегатов и систем, категории, типа и назначения автомобильного подвижного состава (легковые, автобусы, грузовые и т.д.), от вида используемых топлива, учитывает массу автомобиля в снаряженном состоянии, типизированный маршрут и режим движения в условиях эксплуатации в пределах «Правил дорожного движения». Транспортная норма (норма на транспортную работу) включает в себя базовую норму и зависит или от грузоподъемности, или от нормируемой загрузки пассажиров, или от конкретной массы перевозимого груза.

Учет дорожно-транспортных, климатических и других эксплуатационных факторов производится при помощи поправочных коэффициентов (надбавок), регламентированных в виде процентов повышения или снижения исходного значения нормы

Нормы расхода топлив повышаются при следующих климатических или погодных условиях:

– работа автотранспорта в зимнее или холодное время года (при среднесуточной температуре ниже +5 ˚С) предусматривает увеличение норм расхода топлива от 5% до 20% в зависимости от климатических районов страны. В Санкт-Петербурге и Ленинградской области установленная длительность зимнего периода составляет пять месяцев (с 1 ноября по 31 марта), при этом предельная величина зимних надбавок – не более 10 %.

– при работе в чрезвычайных климатических и тяжелых дорожных условиях в период сезонной распутицы, снежных или песчаных заносов, при сильном снегопаде и гололедице, наводнениях и других стихийных бедствиях для дорог I, II и III категорий – до 35%, для дорог IV и V категорий – до 50%.

Увеличение расхода топлива связано со снижением скорости перемещения автотранспортного средства, вызванного неблагоприятными гидрометеорологическими условиями.

Для грузовых бортовых автомобилей, автопоездов и седельных тягачей нормативное значение расхода топлива рассчитывается по формуле:

Hsan – норма расхода топлива на пробег автомобиля или автопоезда в снаряженном состоянии без груза;

Hs – базовая норма расхода топлива на пробег автомобиля (тягача) в снаряженном состоянии, л/100 км (Hsan = Hs, л/100 км, для одиночного автомобиля, тягача);

Hg – норма расхода топлива на дополнительную массу прицепа или полуприцепа, л/100 т ∙км;

Gnр – собственная масса прицепа или полуприцепа, т;

Hw – норма расхода топлива на транспортную работу, л/100 т ∙км;

D – поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или снижение) к норме, %.

Рассмотрим метеорологическая составляющую затрат на примере отдельного транспортного рейса ООО «Траско» Лемпаала (Lempäälä), Финляндия – Санкт‑Петербург (Россия) – Химки, Московская обл. (Россия) – Новосибирск (Россия), осуществлявшегося в марте 2013 года. Условия перевозки устанавливаются в соответствии с договором на перевозку грузов и заявке от 11.03.2013.

Согласно заявке от 11.03.2013 ООО «Траско» должен осуществить перевозку битумной черепице на паллетах по маршруту Лемпаала (Lempäälä), Финляндия – Санкт-Петербург – Химки, Московская обл. – Новосибирск (Россия). Заказчиком транспортной услуги выступает ООО «Аликон». Груз - битумная черепица на паллетах, вес-брутто - 21 тонна. ООО «Аликон» является продавцом битумной черепицы, которому необходимо доставить товар покупателям. Стоимость транспортных услуг (ставка за перевозку) составляет 206000 рублей.

Согласно договору на перевозку грузов автомобильным транспортом и транспортно - экспедиционное обслуживание заказчик направляет ООО «Траско» транспортный заказ не позднее 3 дней (для сборных грузов не позднее 5 дней) до срока подачи автотранспортных средств на место загрузки.

ООО «Траско» обязуется организовать подачу на место загрузки автотранспортные средства в технически исправном состоянии, обеспеченные всеми необходимыми для выполнения перевозки документами и организовать доставку вверенного Заказчиком груза в указанный пункт назначения и сдачу его уполномоченному лицу в целости и сохранности в сроки указанные в транспортном заказе.

Обо всех проблемах, возникающих в процессе осуществления загрузки, перевозки, разгрузки, прохождения таможенных формальностей, о вынужденных задержках автотранспортных средств в пути следования, авариях и других происшествиях, препятствующих своевременной доставке груза либо угрожающих его сохранности, ООО «Траско» должно незамедлительно информировать Заказчика и предоставить документы, подтверждающие факты задержки автотранспортного средства в пути, простоев у отправителя (получателя) груза, на таможнях стран транзита.

При этом, согласно договору, Заказчик не предъявляет ООО «Траско» претензий, связанных с возможным опозданием груза на разгрузку, вызванных с дополнительными задержками автомобиля на пограничных таможенных переходах и промежуточных таможенных терминалах при выполнении международных перевозок. Кроме того, если полное или частичное неисполнение или ненадлежащее исполнение договорных обязательств было вызвано наступлением форс-мажорных обстоятельств, возникших после заключения настоящего договора, стороны освобождаются от ответственности по договору. К форс-мажорным обстоятельствам относятся: стихийные бедствия, эпидемии, война или военные действия, забастовки и иные чрезвычайные и непредотвратимые при данных условиях обстоятельства.

Согласно заявке, 25.03.2013 с 8.00 до 10.00 ООО «Траско» необходимо предоставить по адресу Lempäälä, Katapalinte, 15 тягач с прицепом объемом 82 м3, грузоподъемностью до 21 тонны. При опоздании свыше 6 часов ООО «Траско» необходимо выплатить неустойку в размере 20% от стоимости перевозки, т.е. 41200 рублей. 26.03.2013 груз должен прибыть по адресу разгрузки – Санкт-Петербург, Октябрьская набережная, 104, получатель ООО «Диана – Санкт-Петербург»; 27.03.2013 груз должен прибыть по адресу г.Химки, Транспортный проезд, склад 5, получатель ООО «Диана – Логистик» ; 01.04. 2013 груз должен прибыть по адресу г. Новосибирск, Красный проспект 220, корпус 58А, получатель ООО «Диана – Новосибирск». За опоздание в доставке груза ООО «Траско» уплачивает неустойку в размере 3000 рублей за каждые полные сутки опоздания.

График движения автотранспортного средства устанавливается следующий: Таможня отправления (Tampere, Финляндия) груз должен прибыть 25.03.2013 до 16 часов (определяется временем работы таможенного терминала). Таможня назначения (пос. Шушары) 26.03.13 до 8.00 (определяется временем работы таможенного терминала). Пункт разгрузки, Санкт-Петербург – 26 .03.2013 до 17 часов (определяется временем работы склада), пункт разгрузки, г. Химки 27 .03.2013 до 14 часов (определяется необходимостью отправления груза другим транспортом), пункт разгрузки г. Новосибирск - 01.04.2013 до 18 часов (определяется временем работы склада). Автоперевозка осуществлялась с использованием тягача IVECO с прицепом, нормативный расход топлива (с учетом сезонности и загруженности автотранспортного средства) - 35 л/100 км.

Планируемая протяженность маршрута составляла 4575 км, из которых 505 км - расстояние Лемпаала – Санкт-Петербург, 687 км – расстояние Санкт-Петербург – Химки , 3383 км – расстояние Химки – Новосибирск.

Планируемое количество дизельного топлива – 1600 литров. Будем полагать, что у водителя имеется возможность заправки в одной сети АЗС по талонам, поэтому для всего маршрута цену топлива принимаем неизменной, и равной 25 рублей за литр. Таким образом, затраты на топливо составят:

Принимая норму расхода моторного масла в размере 2,5 л на 100 л расхода топлива, определим стоимость моторного масла:

Определяя норму прибыли в размере 20% от выручки автотранспортного предприятия, находим, что планируемая доля стоимости горюче-смазочных материалов составляет 27,7% от себестоимости перевозки.

Выполнение транспортного рейса по маршруту Лемпаала – Санкт-Петербург происходило в соответствии со сроками, оговоренными в заявке от 11.03.2013. Однако на трассе Москва – Санкт-Петербург в районе г. Солнечногорска наблюдались сложные метеорологические условия (мокрый снег), которые послужили причиной возникновения дорожно-транспортного происшествия, и образования заторов на трассе. Согласно оговоренным срокам, груз битумной черепицы должен прибыть на склад в г.Химки до 14 часов 27.03.2013, однако фактически в г. Химки груз прибыл в 17 часов 27.03.2013 года.

Получатель груза ООО «Диана – Логистик» обвинил ООО «Траско» в срыве поставки, поскольку клиентом, которому предназначался груз битумной черепицы, к 14 часам была заказана машина для дальнейшей транспортировки груза на пункт перевалки. Машина ждала груз в течение часа согласно условиям заказа, и клиент ООО «Диана – Логистик» понес издержки, связанные с затратами на подачу автомобиля. ООО «Диана – Логистик» (г.Химки) в целях снижения репутационных рисков, компенсировали претензии клиента предоставлением скидки на стоимость заказа и обязательством оплатить расходы клиента связанные с оформлением груза в пункте перевалки и доставки его до пункта назначения (21 тыс. рублей). ООО «Траско» обязалось доставить груз в пункт перевалки, находящийся на расстоянии 150 км от г. Химки, и понести расходы, связанные с дополнительным пунктом выгрузки. Машина ушла со склада в г. Химки с перегрузом в 2 тонны, поскольку необходимо было принять груз, оговоренный условиями заявки от 11.03.2013.

Таким образом, ООО «Траско» приняло на себя риски штрафных санкций за перегруз и риски дополнительного износа автотранспортного средства. Учитывая себестоимость перевозки (36 руб./км) и стоимость дополнительного заезда на станцию техобслуживания дополнительные затраты ООО «Траско» на перемещение в дополнительное место выгрузки составили:

Несмотря на непредвиденные задержки, время прибытия в г. Новосибирск соответствовало графику заявки. Однако 31марта 2013 года над Западной Сибирью наблюдалось прохождение атмосферного фронта. Зона осадков достигала ширины 300 км. На расстоянии примерно 400 км до Новосибирска произошла полная остановка движения – из-за неблагоприятных гидрометеорологических условий (сильные снегопады) был закрыт для очистки участок трассы Р-254 (Омск-Новосибирск). Задержка прибытия в пункт назначения (г. Новосибирск) составила 2 суток.

Дополнительные затраты ООО «Траско» включали в себя штрафные санкции за опоздание и стоимость топлива, затраченного на обогрев во время простоя:

2 дня × 3 000 руб + 0,1×25 л ×48 часов×25 руб/л= 9000 рублей.

Суммарные потери, связанные с проявлением неблагоприятных гидрометеорологических условий при выполнении перевозки по маршруту Лемпаала (Lempäälä), Финляндия – Санкт‑Петербург (Россия) – Химки, Московская обл. (Россия) – Новосибирск (Россия) складываются из штрафных санкций и дополнительных расходов на горючесмазочные материалы.

Дополнительный расход топлива на данном маршруте (согласно повышающим коэффициентам) составил:

0,35× 20 км/ч×2 ч × 0,35 л/км + 150 км×2×0,35 л/км+ 0,1×25 л ×48 ч= 230 л

Стоимость дополнительного расхода топлива:

Фактические общие затраты на горюче-смазочные материалы составили

Осуществление неблагоприятных гидрометеорологических условий привело к увеличению доли затрат на горюче-смазочные материалы на 14,3 % . В целом, неблагоприятные гидрометеорологические условия стали причиной снижения рентабельности перевозки.

Себестоимость перевозки возросла с 164800 рублей до 187500 рублей. Норма прибыли по данной перевозке снизилась до 9%. Отметим также, что увеличение потребления топлива привело к увеличению платы за негативное воздействие на окружающее среду, рассчитываемую в зависимости от объема потребленного топлива. Приведенные значения расчетных и фактических показателей перевозки представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Оценка метеорологических затрат в составе себестоимости услуг автотранспортного предприятия (маршрут перевозки Лемпаала– Санкт‑Петербург – Химки, Московская обл.– Новосибирск )

Показатели	Расчетное значение	Фактическое значение	Отклонение
Выручка (ставка за перевозку), руб.	206000	206000
Себестоимость перевозки, руб.	164800	187500	22700 (Н)
Норма прибыли, %	20	9	11(Н)
Протяженность маршрута , км	4575	4875	300 (Н)
Количество дизельного топлива , л	1600	1830	230 (Н)
Стоимость горюче-смазочных материалов, руб.	45600	52 155	5655 (Н)
Доля стоимости ГСМ, % от себестоимости перевозки	27,7	27,8

Использование информационной гидрометеорологической продукции позволяет избежать части затрат, обусловленных неблагоприятными метеорологическими условиями. В настоящее время экономические агенты, принимающие решения в соответствии с ожидаемой погодой, могут использовать прогнозы, приобретенные в рамках специализированного гидрометеорологического обеспечения в подразделениях Росгидромета, либо в иных, в том числе, коммерческих прогностических организациях.

Не исключается также использование прогностической информации, размещенной на интернет-ресурсах в открытом доступе. Кроме того, потребитель вправе использовать ориентацию на иные прогнозы, разработка которых не требует применения физически обоснованных методов прогнозирования. В качестве таких прогнозов могут выступать инерционные прогнозы, в основе которых лежит текущая погода, или случайные прогнозы, когда значение метеорологической величины выбирается случайным образом из всей области ее распределения. Таким образом, потребители сталкиваются с проблемой поиска источника информации, который наилучшим образом обеспечивает достижение ожидаемых экономических результатов – снижение издержек по метеорологическим причинам.

На примере рассматриваемой перевозки ООО «Траско» могло минимизировать затраты путем корректировки сроков доставки груза в соответствии с ожидаемыми гидрометеорологическими условиями.

Матрица потерь ООО «Траско» при выполнении перевозки по маршруту Лемпаала (Lempäälä), Финляндия – Санкт‑Петербург (Россия) – Химки, Московская обл. (Россия) – Новосибирск (Россия) имеет вид, приведенный в таблице 3:

В случае правильного прогноза гидрометеорологических условий по маршруту перевозки ООО «Траско» удалось бы избежать расходов, связанных с несоблюдением сроков доставки, а дополнительные затраты составили бы 3265 рублей (затраты на горюче-смазочные материалы, обусловленные снижением скорости из-за неблагоприятных условий погоды) В случае страховочного прогноза (по прогнозу ожидались опасные условия погоды, а фактически наблюдались благоприятные) дополнительные расходы ООО «Траско» составили бы 1500 рублей (оплата вынужденного простоя водителю).

Таблица 3 – Матрица потерь ООО «Траско» (рейс Лемпаала– Санкт‑Петербург– Химки – Новосибирск), в рублях

В действительности ООО «Траско» принимало погодо-хозяйственные решения, ожидая реализацию благоприятных условий погоды. Фактически наблюдались неблагоприятные условия погоды, ущерб от которых составил 22700 рублей.

Конечно, прогнозы погоды объективно обладают ограниченной надежностью, и возникают риски принятия неточных управленческих решений, имеющих нежелательные экономические последствия.

2 Управление гидрометеорологическими рисками

В целом, современное производство становится все более подвержено влиянию погодных условий и это влияние фактически эквивалентно повышению средних и предельных издержек производства, что приводит к повышению себестоимости продукции, снижению прибыли. Эффективное использование информации об ожидаемом состоянии атмосферы позволяет адаптировать (подстраивать) хозяйственную деятельность к неблагоприятным проявлениям гидрометеорологической среды и тем самым снижать потери от неблагоприятных и опасных условий погоды.

В настоящее время прогностическая гидрометеорологическая продукция может и должна применяться в процессах оперативного предупреждения, управления и предотвращения метеорологических потерь. Поскольку прогнозы погоды объективно обладают ограниченной надежностью, возникают риски принятия неточных управленческих решений, имеющих нежелательные экономические последствия, так называемые экономико-метеорологические риски.

Экономико-метеорологический риск – это вероятностная характеристика издержек экономического субъекта, связанных с неопределённостью осуществления ожидаемых условий погоды. Однако большинство экономических субъектов не только не владеют правилами принятия решений в условиях погодной (частичной) неопределенности, но и в большинстве случаев, не располагают необходимыми для этой цели данными.

Пользователи гидрометеорологической информации зачастую идентифицируют полезность прогнозов с их качеством (успешностью). Однако в последние десятилетия отмечается стабилизация успешности прогнозов, что определяет необходимость поиска иных путей повышения экономической полезности гидрометеорологической информации. В конечном счете, полезность прогнозов определяется не только точностью прогностической информации, но и эффективностью ее применения в хозяйственной деятельности.

Несмотря на то, что гидрометеорологическая служба имеет возможность предоставлять потребителям (лицам, принимающим экономические решения на основе информации об ожидаемом состоянии атмосферы) прогностическую информацию в виде любого числа градаций, отражающих влияние метеорологических условий на хозяйственную (производственную) деятельность, большинство из них игнорируют сложную погодозависимость и используют прогнозы в виде простой альтернативы действий: «применять меры защиты, если ожидается опасная погода» или «выполнять производственные операции, если ожидаются благоприятная погода». Данный (альтернативный) регламент хотя и позволяет получить некоторые экономические результаты, но соответствует нижнему пределу потенциальной полезности краткосрочных гидрометеорологических прогнозов.

Необходимо использовать научный подход управления экономико-метеорологическими рисками. Оценить риски возможно, если имеется два вида информации: информация о событии (неблагоприятном условии погоды) которое вызывает риск, а также информация об экономических последствиях от возможных проявлений риска.

Современная теория принятия индивидуальных решений построена на модели ожидаемой полезности, в которой одним из ключевых компонентов является присутствие случайного фактора (неопределенности относительно будущих событий).

Погодо-хозяйственное решение, учитывающее влияние погодных факторов на экономическую деятельность, содержит неопределенность в отношении реализации состояния погоды, на которую оно было ориентировано. Потребитель должен располагать набором погодо-хозяйственных решений (действий), дифференцированных в зависимости от интенсивности I и продолжительности μ воздействующего метеорологического фактора.

Анализ погодных условий, оказывающих влияние на производственную деятельность, позволяет ранжировать степень их опасности и определить пороговые значения метеорологических величин, при которых необходима дифференциация защитных мер. Полагается, что в случае правильного прогноза ожидаемого уровня опасности погодных условий и применения мер защиты, размер предотвращаемого ущерба должен быть больше издержек на проведение защитных мероприятий.

Погодо-хозяйственное решение (действие) dj как результат ориентации на ожидаемую погоду Пj имеет экономическое выражение, представляемое в виде модификации функции полезности – матрицы потерь потребителя || sij ||. Метеорологические издержки потребителя sij определяются как степенью адекватности прогнозируемых Пj и фактически осуществившихся Фi условий погоды, так и его технологическими возможностями к эффективной реализации мер защиты.

Множество экономических последствий погодо-хозяйственных решений (действий), ориентированных на прогноз гидрометеорологических условий различной интенсивности, обобщаются посредством многофазовой матрицы потерь потребителя, элементы которой описываются выражением:

где

– стоимость защитных мер, реализованных с учетом прогнозируемой Пj и фактически осуществившейся Фi опасности метеорологических условий;

– непредотвращенные потери потребителя при различных сочетаниях прогнозируемой Пj и фактически осуществившейся Фi опасности метеорологических условий.

Решение о применении мер защиты принимается потребителем, исходя из ожидаемой степени опасности (согласно прогнозу), но если прогнозируемая продолжительность I и интенсивность μ воздействующего метеорологического фактора меньше фактически наблюдаемой, то потребитель применяет дополнительные (экстренные меры защиты):

где

– стоимость защитных мер, реализуемых с учетом прогнозируемой Пj опасности метеорологических условий;

– стоимость добавочных мер защиты, обусловленных несоответствием фактических и прогнозируемых значений метеорологических величин в ситуации, когда фактически наблюдаются более опасные условия погоды.

Непредотвращенные потери потребителя представляют собой часть максимально возможных потерь, которую не удается предотвратить, несмотря на применяемые меры защиты:

где

– коэффициент непредотвращенных потерь, характеризующих эффективность применения мер защиты, ориентированных на прогнозируемую интенсивность метеорологических условий Пj, ε=[0,1];

– максимально возможные потери при различной интенсивности метеорологических условий Фi при отсутствии мер защиты.

Общий вид многофазовой матрицы потерь размерностью n×m приведен в таблице 4. Степень опасности погодных условий нарастает от Ф1 к Фn.

Таблица 4 – Многофазовая матрица потерь потребителя

Факт,

Действия потребителя

…

Потребитель, понимая существование неопределенности относительно реализации текстов прогнозов, стремится использовать более точную информации об ожидаемом состоянии гидрометеорологической среды, для того чтобы избежать как ситуаций с необоснованными издержками на защитные мероприятия, так и прямых метеорологических потерь как следствия ненадлежащего применения мер защиты.

В настоящее время экономические агенты, принимающие решения в соответствии с ожидаемой погодой, могут использовать прогнозы, приобретенные в рамках специализированного гидрометеорологического обеспечения в подразделениях Росгидромета, либо в иных, в том числе, коммерческих прогностических организациях.

Полное представление о качестве прогностической информации, используемой при принятии решений, можно получить, используя матрицы сопряженности метеорологических прогнозов || nij ||. Общий вид многофазовой матрицы сопряженности представлен в таблице 5 (степень опасности погодных условий нарастает от Ф1 к Фn).

Таблица 5 – Многофазовая матрица сопряженности прогнозируемых Пj и фактических Фi условий погоды

Факт,

Действия потребителя

…

где – фактически наблюдавшееся число случаев выбранной фазы погоды;

– число сопряжений прогноза и фактической погоды в пределах заданной градации,

Частоты матрицы сопряженности nij характеризуют число соответствий признаков Пj (прогнозировалось) и Фi (фактически было). Возможны ситуации:

– правильного прогноза условий погоды – прогнозируемая продолжительность I и интенсивность μ воздействующего метеорологического фактора соответствует фактически наблюдавшейся);

– ошибочного прогноза опасных условий погоды – прогнозируемая продолжительность I и интенсивность μ воздействующего метеорологического фактора больше фактически наблюдавшейся;

– ошибочного прогноза благоприятных условий погоды прогнозируемая продолжительность I и интенсивность μ воздействующего метеорологического фактора меньше фактически наблюдавшейся.

Обобщение прогнозируемых и фактически осуществивших значений метеорологических характеристик в виде матриц сопряженности прогнозов || nij ||, позволяет дать вероятностное описание реализации множества ожидаемых состояний погоды.

3 Минимизация экономико-метеорологических рисков

Принимая во внимание вероятностный характер проявления потерь по метеорологическим причинам, связанный с неопределенностью реализации текста прогноза, максимизация ожидаемой полезности в условиях частичной неопределенности осуществления погоды рассматривается экономическим агентом как задача минимизации экономико-метеорологических рисков. В качестве количественной характеристики экономико-метеорологического риска будем рассматривать величину средних (байесовских) потерь.

Байесовский подход к оценке средних потерь основан на использовании условных вероятностей qij осуществления фазы погоды Фi при известном тексте прогноза Пj. Тем самым учитывается вероятность, с которой можно ожидать неблагоприятное явление погоды, если об этом явлении уже имеется предварительная информация в виде прогноза.

Матрица условных вероятностей ||qij||определяется на основании частот матрицы сопряженности прогнозов согласно формуле:

На основании матрицы потерь

и матрицы условных вероятностей ||qij|| разрабатывается матрица систематических потерь

, элементы которой представляют собой средние потери потребителя, при условии, что получив данный текст прогноза Пj, он вправе выбирать ориентацию dk на любую иную погоду Фi.

Элементы матрицы систематических потерь

определяются следующим образом:

где ski – элементы матрицы потерь

, отвечающие k-му решению (действию потребителя) в ожидании погоды Фi.

В итоге устанавливаются так называемые байесовские систематические потери в виде следующей матрицы (табл. 6)

Таблица 6 – Матрица систематических потерь потребителя

Действия потребителя,

Прогноз,

…

Матрица систематических потерь выступает в качестве многофазового погодо-хозяйственного регламента, позволяющего потребителю осуществлять выбор оперативных решений с учетом вероятности осуществления ожидаемых погодных условий.

При известном прогнозе уровня опасности погодных условий Пj потребитель имеет возможность выбрать лучшее решение

, отвечающее минимуму

Таким образом, решается целевая задача погодозависимого потребителя – минимизация экономико-метеорологических рисков при принятии хозяйственных решений на основе информации об ожидаемом состоянии гидрометеорологической среды.

Средние байесовские потери при условии доверия текстам прогнозам определяются следующим образом:

Средние байесовские потери при условии выбора оптимальных решений рассчитываются по формуле:

Наличие многофазового погодо-хозяйственного регламента позволяет потребителю управлять экономико-метеорологическими рисками, т.е. подстраиваться под ожидаемые погодные условия с меньшими метеорологическими издержками. Управление рисками предусматривает как использование точной прогностической информации, так и совершенствование имеющихся у потребителя технологий защиты от неблагоприятных погодных условий.

Для практической реализации данного подхода необходима адекватная и систематическая оценка экономического ущерба, связанного с ожиданием и реализацией неблагоприятных погодных условий.

При разработке многофазового погодо-хозяйственного регламента потребитель должен определить оптимальное число погодо-хозяйственных решений (действий) kопт. Определение числа kопт основано на анализе значений средних (байесовских) потерь

при различном числе погодо-хозяйственных решений. Тем самым учитывается, что дифференциация мер защиты в соответствии с уровнем опасности погодных условий должна отражаться на стоимости и эффективности их применения.

Кроме того, существует тенденция снижения успешности прогнозирования с увеличением числа градаций, которая объясняется увеличением вероятности ошибочного прогноза при уменьшении ширины градации, что также находит отражение в величине средних (байесовских) потерь

. Общее правило выбора оптимального числа погодо-хозяйственных действий kопт записывается следующим образом:

Установлено, что при достижении определенного уровня дискретности погодо-хозяйственных решений kопт последующее снижение величины средних потерь

с увеличением числа градаций прогнозов выражено незначительно. Это условие и определяет оптимальное число решений потребителя kопт, поскольку дальнейшее расширение погодо-хозяйственного регламента не будет приводить к существенному снижению потерь потребителя. Снижение средних (байесовских) потерь, получаемое за счет применения многофазового погодо-хозяйственного регламента, превосходит уменьшение средних потерь, которое можно было бы достичь за счет повышения точности прогнозов.

Необходимо применять новые механизмы использования гидрометеорологической информации в хозяйственной деятельности, позволяющие более эффективно реализовать ее экономический потенциал.

В настоящее время объективному фактору роста метеорологических потерь можно противопоставить научный подход управления гидрометеорологическими рисками, т.е. возможность максимально снизить угрожающие последствия опасной погоды посредством разработки и обязательного проведения эффективных защитных мероприятий. Оптимальная хозяйственная деятельность должна осуществляться с обязательным использованием инструментария, учитывающего неопределенность реализации информационных гидрометеорологических ресурсов.

Фактическая погода,	Действия потребителя, ориентирующегося на прогноз
Фактическая погода,
	3265	22700
	1500	0