Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
lah_ec_met_2005.rtf
Скачиваний:
9
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
11.84 Mб
Скачать

12.2.2. Выбор оптимальной климатологической стратегии при частичных мерах защиты

Практика потребителя в действительности такова, что прини­маемые им меры защиты не позволяют полностью предотвратить потери (см. п. 11.5), если опасное условие погоды наступило. Воз­можные, ожидаемые потери при затратах С снижаются до реаль­ных, остаточных (es12 = вL).

Рассмотрим условия выбора потребителем уже известных кли­матологических стратегий, полагая, что меры защиты лишь час­тично устраняют прямые потери.

1. Пусть потребитель постоянно применяет меры защиты стои­мостью С. Общие затраты CN совместно с непредотвращенными по­терями eLn10 будут меньше возможных общих потерь Lnw. Иначе, при £клл допускается неравенство

Рис. 12.1. Выбор оптимальной климатологической стратегии.

Е

CN + eLnl0<Ln10. (12.11)

Разделим левую и правую часть неравенства (12.11) на LN, по­лучим

С

+ ер1010. (12.12)

Иначе

■|<р10(1-е)

или

р10 >— . (12.13)

10 1(1-е)

Отсюда следует, что потребителю выгодно постоянно применять определенные меры защиты, т. е. действовать согласно первой кли­матологической стратегии, если вероятность неблагоприятных (опасных) условий погоды больше отношения стоимости защитных мер к предотвращенной части потерь L( 1 - е).

При первой климатологической стратегии (вклЛ) общие и сред­ние потери определяются следующим образом:

RK„,=CN + £Lni0 (12.14)

и

ЯклЛ=С + гЬр10. (12.15)

Нормированные потери есть величина

Екл1=—-— + р,о ——• (12.16)

клЛ 1(1 -е) 1-е

Если в (12.9) нормирование выполняется относительно макси­мально возможных потерь, которые удается предотвратить, то в (12.16) при частичных мерах защиты нормирование осуществляет­ся относительно той части потерь L( 1 - е), которую тоже удается предотвратить.

ц0 ^

или

С L

2. Потребитель пренебрегает опасными условиями погоды, по­лагая, что при £гкл 2 достигается неравенство вида

CN + eLnl0>Ln10 (12.17)

+ £Рю >Рю- (12.18)

Отсюда

hr <12Л9)

Только при этом условии стратегия пренебрежения £кл 2, т. е.

вторая климатологическая, будет оптимальной. Согласно данной стратегии общие и средние потери соответственно составляют

RKJI.2=Lnl0 (12.20)

и

RKn.2=Lp1Q. (12.21)

Нормированные потери определяются по формуле

^.2=^7- (12.22) 1-е

На основании (12.13) и (12.16) записывается правило

Д.л.1 < Дкл.2 =>

КЛ.1

SL, Д„, = мин R

Дил = Дкл.2 => безразлично вкл, или вкл 2 (12.23

)

■^кл.2 < *клЛ ^ ^кл.2

12.3. Выбор оптимальной стратегии. Номограмма потерь

В хозяйственной практике потребитель не только допускает ис­пользование климатологических прогнозов (в виде р10 ~ ркл), но и постоянно ориентируется на оперативные методические прогнозы. Более того, он вправе использовать исходную (текущую) метеороло­гическую информацию, т. е. ориентироваться по своему усмотре­нию на краткосрочные инерционные прогнозы.

12.3.1. Кардинальные меры защиты

Рассмотрим возможность использования различных прогнозов (климатологических, оперативных, инерционных и др.) в целях выбора оптимальной стратегии. Анализ нормированных потерь Е при различных стратегиях потребителей C/L приведен на номо­грамме потерь (рис. 12.2)

.

Рис. 12.2. Номограмма потерь при кардинальных мерах защиты.

Будем полагать, что потребитель применяет меры защиты, близкие к кардинальным. При этом условии

-Е = /[

При использовании методических прогнозов общие потери по­требителя, согласно известным ему значениям С и L и альтернатив­ной матрице сопряженности, составляют величину

RM=Cn0l+Ln12. (12.24)

Средние потери

Дч = Ср01+Ьр12. (12.25)

Нормированные потери

E„=jP01+Pu- (12.26)

Итак, представлены потери, которые может нести потребитель, использующий кардинальные меры защиты. Общие, средние и нормированные потери при стратегиях S^л, 5КЛ 2 и S„ приведены в табл.12.1.

На номограмме (см. рис. 12.2) приведены три основные функ­ции: ЕклЛ, £кл.г и Еи, а именно

ЕклЛ = С/Ь, (12.27)

Екл.2=РЮ (12.28)

и

£M=-fPoi+Pl2- (12.29)

При формулировке первой климатологической стратегии (&кл J ЕклЛ есть простая линейная функция, ее значения пересекают об-

Q

ласть (JE, —) по диагонали. L

Формулировка второй климатологической стратегии покязывя-

с

ет, что величина Екл2 = Рю, как видим, не зависит от —. Для любо-

L

го потребителя

потери Екл 2 будут одни и те же.

При ориентации на прогнозы — стратегия использования ме-

С

тодических прогнозов — уравнение регрессии Еы = — р01 + р,2 име-

L

Таблица 12.1

Общие, средние и нормированные потери при кардинальных мерах защиты

Стратегия потре­бителя

Потери потребителя

общие (R)

средние (Л)

нормированные (E)

R^A-CN

= с

Еклл — C/L

^кя.2

•^кл.2 = LnlO

Rka.2 = LPlO

Екл.2 =РЮ

Д* = Сп01+ Ln12

R„=Cp0i +Lpn

ет свободный коэффициент р12, значение которого фиксировано на оси ординат Е. Наклон линии уравнения определяется угловым ко­эффициентом p0l = tg а. Так, при несмещенных прогнозах р01 = р10 примем р01 = 0,4 (на номограмме эта величина выбрана условно), т. е. а = 21°.

Видно, что прямая Ем пересекает соответствующие прямые Екл , и Екл 2 в точках а и Ь. В точке а ЕклЛ = £м, т. е.

С С

- = -Poi + Pi2 (12.30)

или

С _ Р\2

-ql2. (12.31)

L Р02

В точке b Екл_2 = Ек, т. е.

Pw=jP0l+Pu- (12.32)

Отсюда

v = — = ?н- (12-33)

L Poi

С учетом условных вероятностей (q12, qu) используется следую­щее правило:

С

  1. Если ql2 >—, то потребителю следует придерживаться стра-

L

тегии постоянной защиты £клл. С

  1. Если q12 < — < qu, то следует выбрать стратегию доверия one-

L

ративным методическим прогнозам SM .

С

  1. Если qn < —, то оптимальной будет стратегия пренебрежения

L

прогнозами S^ 2.

Максимальная выгода использования прогнозов находится в об­ласти, близкой к = р10.

Оптимальная стратегия (см. рис. 12.2) определяется областью минимальных значений Е (или минимальных значений R), т. е. отвечает условию

«опт => Еот = мин Е(ЕКЛ„ Еы, ЕпЯ), что выражено на номограмме жирной ломаной линией для всего

диапазона потребителей ^

В случае идеальных прогнозов, когда п12 = п21 = 0 и соответст­венно р12 = р2\ = 0, находим

Д„ = £„д =JP01- (12.34)

Такие прогнозы (см. рис. 12.2), как видим, оптимальны для

всех потребителей. Условные вероятности смещены в предельные

С С С

точки значений —: ql2 = — = 0, а ?и= — = 1.

L L L

Инерционные прогнозы, как правило, имеют более низкую ус­пешность, чем методические. На номограмме это отражено более

С

узким диапазоном значении — в пределах q12 и qn.

L

Возможны прогнозы с крайне низкой успешностью. В этом слу- С

чае уравнение Е' =—р01 + р12 проходит через точку р,0, а значит, L

q'l2=q'n=p1o- Например, прогнозы, представленные матрицей со­пряженности

15 10 25 45 30 75 , 60 40 100

показывают, что критерий точности прогнозов по Обухову равен

Q = 1 - (0,4 + 0,6) = 0 и = Qn ~ Рю = 0,25. Такие прогнозы непригодны для практиче-

С

ской реализации. Если уравнение Е" -—р01 + р12 лежит выше точ-

L

ки р10, то использование прогнозов в области значений q"n q"2 убыточно.

С

Приведенное здесь отношение — требует дополнительного по-

L

яснения. На номограмме по оси абсцисс представлены все значения

—, характеризующие практически всех потребителей, в разной ме- L

ре подвергающихся воздействию неблагоприятных условий погоды и имеющих возможность использовать определенные меры защиты.

С

Весь диапазон значении — трактуется двояко.

L

потребителю и отражают его специфику, сезонность, масштабность и другие условия.

Особое значение придается динамике подстройки потребителя к ожидаемым условиям погоды посредством совершенствования с годами мер защиты, а значит и снижения их стоимости, т. е. к

С

уменьшению отношения —. Для некоторых потребителей, пред-

L

ставляющих собой стационарные хозяйственные объекты (про­мышленные, сельскохозяйственные и другие), отмечается стремле­ние к реализации первой климатологической стратегии при малых С

значениях —.

L

С

2. Отношения —, приведенные на номограмме потерь, могут L

— |, так и час-

4J

отражать существенно разных потребителей, принадлежащих к различным отраслям народного хозяйства. Это позволяет выделить тех потребителей, для которых данные методические прогнозы экономически полезны.

Эти положения охватывают как кардинальные

( с

тичные I меры защиты.

Utt-e),

Таким образом, для любого потребителя, для которого известны С и L, дается объективная погодо-хозяйственная оценка целесооб­разности использования определенной прогностической информа­ции на основании выбора оптимальной стратегии.

12.3.2. Частичные или некардинальные меры защиты

В хозяйственной практике меры защиты, как правило, не яв­ляются кардинальными или близкими к этому. Они лишь частично предотвращают потери и нередко меньшую часть от максимально возможных.

При различных стратегиях использования прогностической ин­формации общие, средние и нормированные потери с учетом коэф­фициента непредотвращенных потерь е представлены в табл. 12.2.

Пусть номограмма потерь при е > 0 разрабатывается в соответ­ствии с условиями: С = 10 тыс. руб., L = 100 тыс. руб., е = 0,20, р10 = 0,25, рп = 0,20, р12 = 0,05, р01 = р10 — прогнозы несмещенные. Нормированные значения средних потерь выбранной стратегии ус­танавливаются на основании предотвращенных потерь L( 1 - е). Расчетные значения Е приведены в табл. 12.3.

Таблица 12.2 Потери потребителя при частичных мерах защиты (в качестве нормирующей величины принимается L( 1 е))


Стратегия потребителя

Потери потребителя

общие (Д)

средние (R)

нормированные (£)

®клЛ

Дк,. =CN + eLnl0

Дклл =C + eLp10

Е«»Л =' ,+

L(l-e) e

+ P,0 , 1-е

Д.Л.2 = Lni0

Кл.г = Mo

J? — P10

Ru=Cn0l+eLnll + + Lni2

R„=Cp0l+tLpu + + Lpn

£ Pi 2 1-e 1-е

Таблица 12.3

Нормированные значения потерь


С

С

e

•БклЛ

о _ PlO

с

e

Pi 2

EK

L(l-e)

1-е

Po1 L(l-e)

Pn 1-е

1-е

0

0

0,06

0,06

0,31

0

0,05

0,06

0,11

10

0,12

0,06

0,19

0,31

0,03

0,05

0,06

0,14

20

0,25

0,06

0,31

0,31

0,06

0,05

0,06

0,18

40

0,50

0,06

0,56

0,31

0,12

0,05

0,06

0,24

60

0,75

0,06

0,81

0,31

0,19

0,05

0,06

0,30

80

1,00

0,06

1,06

0,31

0,25

0,05

0,06

0,36

На рис. 12.3 приведена номограмма потерь при частичных ме­рах защиты. Сопоставление значений Е с условиями кардинально­сти мер (прямые Е даны штриховой линией) показывает, насколько растут общие издержки АЕклЛ, АЕ^л и АЕм при защитных мерах, возможных в хозяйственной практике.

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 £

-j I L_

0,12 0,25 0,38 0,50 0,63 0,75 0,88 1,00

Д1-е)

-4 I

J

^kJI.I

в.

: е.,

?12 <

Рис. 12.3. Номограмма потерь при некардинальных ме­рах защиты.

<?п

В точках а и Ъ обнаруживаются равенства ЕклЛ = Ем и Екл2 = £м. Раскрывая их, находим: в точке

а

Р\2

+ Pio~ ~ Poi'

L(l-e) 1-е L(l-e) 1-е 1-е

(12.35)

-+Ри

или

утр—r(1-Poi)=-=Su—iu®. L(l-e) 1-е 1-

еОтсюда

С

= 91

(12.36)

L(l-e

)

В точке b

1-е 1-е

е I Pi2

(12.37)

или

_ Рп РпЕ

L(l-e)Po1 1-е 1-

е

Отсюда

С

(12.38)

На основании (12.36) и (12.38) следует правило выбора страте­гии доверия прогнозам

:

С

(12.39)

12.4. Метеоролого-экономический паспорт потребителя

Использование прогнозов позволяет снизить, а значит, частично предотвратить потери на величину L( 1 - е). Следовательно, номо­грамма потерь должна отражать это свойство прогнозов и доступ­ную потребителю эффективность защитных мер. Общие потери при этом с учетом предотвращенных составляют: при первой климатологической стратегии

RK]t.l=CN+eLn10-n10(L-eL) = CN-nloL(l-2E), (12.40)

где nl0(L - eL) — предотвращенные потери; при второй климатологической стратегии

(12.41)

Здесь, как видим, потребитель допускает потери;

при стратегии доверия методическим альтернативным прогнозам

i?M = Cn0l +nueL + Lni2-nu(L-eL) = Cn0l +Lni2-nuL( l-2e), (12.42

)

где nu(L - zL) — предотвращенные потери при успешных прогнозах наличия явления.

Сводка потерь с учетом их предотвращенной части приведена в табл. 12.4. Обратим внимание, что нормирование выполняется на величину предотвращенных потерь L( 1 - е).

Для построения номограммы потерь, согласно нормированным величинам (.EKJ1.i, £кл.2, -Ем), приведенным в табл. 12.4, воспользуем­ся в качестве примера уже известными исходными данными: С = = 10 тыс. руб., L = 100 тыс. руб., е = 0,20, р10 = 0,25, рп = 0,20, р12 = = 0,05, р01 = р10 — прогнозы несмещенные. Расчет величин Е при­веден в табл. 12.5.

По расчетным данным (см. табл. 12.5) построена номограмма потерь (рис. 12.4), которая содержит полную характеристику ожи­даемых издержек при той или иной стратегии и рассматривается как метеоролого-экономический паспорт потребителя.

Е

Рис. 12.4. Номограмма потерь при некардиналь­ных мерах защиты с учетом предотвращенных потерь.

Общие, средние и нормированные потери потребителя с учетом предотвращенных


Стратегия по­

Потери потребителя

требителя

общие (R)

средние (Л)

нормированные (Е)

CN-nl0L( 1-2е)

с-р10ц 1-2е)

С 1-2е L(l-e) 1-е

®КЛ2

LP,0

Рю 1-е

Cn0l + Lnlz - nnL( 1 - 2е)

CPoi +Lpn-pnL(X-2z)

С р., 1-2е Ро1 L(l-e) + 1-е

С

С/Ц1 - е)

1-2е Pl,! 1-е

Екл.1

0

0

-0,188

-0,188

0,312

10

0,125

-0,188

-0,063

0,312

20

0,25

-0,188

0,062

0,312

40

0,50

-0,188

0,312

0,312

60

0,75

-0,188

0,562

0,312

80

1,00

-0,188

0,812

0,312

Нормированные значения потерь

С

Р,г 1-е

0,0625 0,0625 0,0625 0,0625 0,0625 0,0625

Poi

Щ-е)

О

0,031

0,0625

0,125

0,1875

0,250

Таблица 12.5


1-2е Р" 1-е

-0,15

-0,0875

-0,15

-0,0565

-0,15

-0,025

-0,15

0,0378

-0,15

0,100

-0,15

0,1625

Для конкретного потребителя разрабатываются две-три номо­граммы потерь по основным явлениям или условиям погоды, лими­тирующим производственную деятельность.

Климатологическую стратегию, ориентированную на постоян­ную защиту (5кл1), выгодно использовать некоторым потребителям при малых затратах С и условии, что такая стратегия не будет пре­пятствовать выполнению основного вида деятельности.

При затратах С, составляющих 40 % от L или 50 % от L( 1 - е), климатологические стратегии не выгодны (или вовсе убыточны). Целесообразность использования стратегии доверия прогнозам оче­видна. При этом общие издержки заметно снижаются (ДЕ) за счет компенсирующего эффекта предотвращенных потерь L( 1 - е).

В точке а на рис. 12.4 выполняется равенство = £м. На этом основании

С 1-2е С р12 1-2е

Pi о = А>1 + —Рп • (12.43)

ц1-е) 1-е L(1 - е) 1-е 11 1-е

Отсюда следует

L( 1-е) U1 1-е 11 1-е

В итоге

с 1 -2е „о лл*

= Я\г • (12.44)

1(1-е) 412 1-е

Относительно условной вероятности q12

<7,2 = • (12.45)

412 L(1 - 2е)

Потребителю выгодно ориентироваться на оперативные методи­ческие прогнозы, если

q12< - . (12.46)

12 L(l-2e)

Величина (1 - 2е) есть разность предотвращенных (L - гЬ) и ос­таточных (eL) потерь.

В точке с выполняется равенство £клЛ = 7?кл 2. Иначе

+ Рю —=10. (12.47)

Исходные условия разработки номограммы потерь показывают,

что

—-— = 0,25—-— (2 - 2 • 0,2) = 0,5.

L(l-e) 1-0,2

Тем самым устанавливаются две области потребителей, для ко­торых оптимальными будут климатологические стратегии £гкл., и

Дадим теперь некоторые оценки возможности использования климатологических стратегий.

Первая климатологическая стратегия, предполагающая посто­янную защиту, имеет ограниченную область использования. Так, для отраслей транспорта она практически неприемлема. Это осо­бенно характерно для авиации и морского флота.

Эта стратегия применяется в сельском хозяйстве (постоянная защита овощных культур от весенних заморозков, при дождевании, мелиорации и др.), в строительстве (использование соответствую­щих строительных технологий и строительного материала), для эксплуатации нефте- и газопроводов (обеспечение безопасности на перекачивающих станциях) и в других отраслях.

Вторая климатологическая стратегия практически еще эконо­мически менее приемлема для многих потребителей и несет риск снижения обеспечения безопасности.

12.5. Экономическая полезность выбранной стратегии

Выбор оптимальной стратегии предполагает не только качест­венную оценку, подтверждающую, что выбор сделан верно, но и численное значение экономической полезности данной стратегии. Полезность устанавливается путем сравнения средних потерь,

выраженных в номинальной (R) или в нормированной (Е) форме.

Так, например, преимущество одной климатологической стратегии

С ^ Pi о 1~2е L(l-e) 1-е 10 1-е

С 1-2Е= р10 1(1-е) 1-е 1-е'

Отсюда

перед другой определяется разностью Aили AЕ™?.

При кардинальных мерах защиты преимущество одной из стра­тегий определяется следующим образом:

ДДклЛ1г = Дкл I - Кл -С-Lp10 (12.48)

или

КЛ.1кл,=|-р10. (12.49)

При частичных мерах защиты (см. табл. 12.2):

АВД = RKл, -Дкл, = С + eLp10-Lp10 = С-Lp10(l-е) (12.50)

или

AiCl2 =Якл, "£кл, =

с е , -.4 С 1 ... .

= — 7 + Pioz (е-1) = тт:—7-Pw~ (1-е) =

L(l-e) 1-е Ц1-е) 1-е

= — р, о- (12.51)

L(l-e)

С учетом предотвращенных потерь (см. табл. 12.4): АДГ = Дкл-1 - Дкл-2 = С - P10L(1 - 2е) - Lp10 = С - Lp10[( 1 - 2е) +1] (12.52)

или

«Я - -^-«.TT-ft-

Здесь следует отметить, что JSKJ1 выраженное двумя первыми составляющими, может иметь знак минус, т. е. означать выгоду реализации этой стратегии. Поэтому может оказаться целесообраз­ным записать иначе, а именно через разность EKJ12 - Екл1.

Стратегия доверия прогнозам в основном остается предпочти­тельнее климатологических стратегий. Экономическая полезность использования прогнозов при „критериальном" подходе устанавли­вается путем сопоставления средних потерь. Будем рассматривать нормированные потери.

Во всех приведенных ниже вариантах потребитель может иле использовать одну из климатологических стратегий, или ориенти­роваться на прогнозы.

1. Потребитель применяет кардинальные меры защиты.

с

Пусть pw >—.В этом случае L

Выбор стратегии подтверждается полученным результатом. Если Д^кл 1 > О» то оптимальной принимается стратегия доверия прогнозам.

С

Пусть теперь р,0 < —. В этом случае L

с

ДЕкл-2 - Екл 2 Pol ~

Pioy+Pli

Li

= Рп -Poi —• (12.55

)

Допустим теперь, что методические прогнозы находятся на

С

уровне идеальных, т. е. Емт = р01—. Тогда

L

Д-Сд1 = £- Ро, f = £ (1 ■- Poi) = Р02 £ (12.56)

*Е£г1001- = р10 1-- . (12.57)

Максимальная выгода (Д£макс), как это следует из рис. 12.5, с о

приходится на р10 =—. Это отвечает условию L

АЕ^л=АЕ^.г=АЕмтс(1) 1 с

^ при Р, п =—. АЕ"\=АЕ"\=АЕ ,J L

с

Действительно, в точке р10 =— (см. рис. 12.5)

L

Рог ^ Р12 - Рп Poi ^

или

С,

— (Рог +P0l) = Pl0' Po2+Poi=1

-

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

}

0,7 0,8 0,9 1,0 L

Рис. 12.5. Оценка экономической полезности ДЕ выбора стратегии &п.

Кроме того,

У L;

Рг о ^ ~~ Рю

или

~L=Pl0'

2. Потребитель применяет некардиналъные, частичные меры защиты.

, то

Возможные преимущества методических прогнозов определя­ются следующим образом.

Если р10 >

L(l-e

)

С е

+ Ао

А£кмл, =

L(l-e)

1-е

» С . „ е 4. Р»

(12.58)

С

Р02 Р\2

*

находим

В случае р10 <

L(l-e)

С е 1

1-е

1-е

(12.59)

+ Рп~—7 +Pl2

Ц 1-е) '"1-е С

= Рп ~Р01

L(l-e

)

3. С учетом предотвращенных потерь экономическая полез­ность методических прогнозов определяется так: С

при р10 >

Ц 1-е

)

ЛЕ» — | — п

^-{щ-г) 1-е

Poi

С

♦Jb-fci:»

L(l-e) 1-е

(12.60)

1-

е

при р10 <

Ц 1-е

)

М _ Рю

1-е

= Рп

1-е

(12.61)

Д1-е)

С р12 1 - 2е Poi г/< ■+та2Г-Рп

L(l-e) 1-е

-Poi

(1 + (1-2е)

)

Наряду с этим определяется экономическое преимущество ис­пользования оперативных методических прогнозов относительно инерционных. Различия будут составлять только совместные веро­ятности осуществления текстов прогнозов, согласно матрицам со­пряженности.

Рассмотрим экономическую полезность идеальных прогнозов относительно оперативных методических при частичных мерах защиты.

(12.62)

Средние и нормированные потери при идеальных прогнозах со­ответственно равны

Rw=Cpn+£Lp

n

Определяем далее экономическую полезность идеальных про­гнозов

(12.64)

Величина АЕ™ характеризует потенциальные возможности ме­тодических прогнозов, поскольку идеальные прогнозы отражают верхний уровень полезности прогнозов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]