Приоритеты страхования потенциально опасных объектов на основе теоретико-игровой модели

Перевести

Аннотация: Рассмотрено применение теоретико-игровых моделей для оптимизации поддержки решений при страховании потенциально опасных объектов. Показано, что при моделировании страховых рисков для потенциально опасных объектов в сфере экономики с точки зрения математической теории игр следует использовать модели, основанные на оценках по критерию Гурвица.

Ключевые слова: теория игрстрахованиепотенциально опасные объектыоптимизация выбора решения

Автор:Оргкомитет С Б | Топольский Николай Григорьевич | Грачев Д. С. |

PAGE \* MERGEFORMAT 5

В работе рассмотрено применение теоретико-игровых моделей для определения приоритетов страхования потенциально опасных объектов [1]. Задачей теории игр является выработка рекомендаций для игроков по определению их оптимальной стратегии. Под стратегией понимается система правил, однозначно определяющих поведение игрока на каждом ходу в зависимости от ситуации, сложившейся в процессе игры. Оптимальной стратегией при этом выступает та, которая при многократном повторении игры обеспечивает игроку максимально возможный средний выигрыш.

С точки зрения решения задачи по моделированию страховых рисков применительно к потенциально опасным объектам (ПОО), определим "игроков", для которых строятся модели страхования.

Назовём условно "Игроком № 1" страхователя (полисодержателя), то есть субъект (или объект), который передаёт свой риск. Тогда условно "Игроком № 2" назовём комплекс внешних воздействий на объекты, вызывающих риски.

Рассмотрим пример страховании объектов в ОАО "Альфа Страхование" (https://www.alfastrah.ru/), где согласно экономическому обоснованию тарифных ставок по страхованию имущества юридических лиц различают целый ряд направлений страхования. Введём обозначения для направлений страхования имущества (таблица 1) и комплекса внешних воздействий на объекты (таблица 2).

Совокупность элементов   назовём элементами множества направлений страхования X, а совокупность элементов  – элементами множества Y – множества внешних воздействий на элементы множества X.

Таблица 1

Направления страхования имущества ПОО

Направления страхования имущества

Вид имущества, подлежащего страхованию

X1

Объекты недвижимости

X2

Производственное и технологическое оборудование

X3

Товарно-сырьевые запасы, складское оборудование

X4

Инвентарь, внутренняя отделка помещений, предметов интерьера, мебели, офисного и торгового оборудования

X5

Денежная наличность, ценные бумаги, изделия из полу- и драгоценных материалов

X6

Убытки от перерыва в хозяйственной деятельности

X7

Потери арендной платы

X8

Расходы на расчистку территории

Таблица 2

Виды внешних воздействий на ПОО

Внешние воздействия

Виды воздействий

Y1

Пожар, удар молнии, взрыв газа

Y2

Падение летающих объектов или их частей и грузов

Y3

Опасные природные явления

Y4

Взрыв паровых котлов

Y5

Повреждения в результате аварий гидравлических и противопожарных систем

Y6

Противоправные действия третьих лиц

Y7

Повреждение, уничтожение, утрата при проведении погрузочно-разгрузочных работ

Y8

Бой оконных стёкол, зеркал и витрин

Y9

Поломки электротехнического оборудования

Y10

Поломки машин и механизмов

Y11

Наезд транспортного средства, навал судна

Y12

Захламление, загрязнение, заболачивание (подтопление) земельных участков

Y13

Внезапное и непредвиденное падение деревьев

Y14

Звуковой удар

Y15

Иные случаи причинения ущерба

Совокупность элементов   назовём элементами множества направлений страхования X, а совокупность элементов  элементами множества внешних воздействий Y на элементы множества X.

Представим в таблице 3 пример платёжной матрицы для элементов множеств X и Y. Вероятности при этом отнормированы по строкам.

Таблица 3

Вероятности наступления страховых случаев

под влиянием внешних воздействий

 

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Y8

Y9

Y10

Y11

Y12

Y13

Y14

Y15

X1

0,012

0,00069

0,002

0,001

0,012

0,005

0,005

0,373

0,349

0,233

0,001

0,002

0,003

0,001

0,002

X2

0,019

0,000

0,003

0,003

0,016

0,016

0,006

0,000

0,621

0,310

0,002

0,000

0,001

0,001

0,003

X3

0,153

0,001

0,010

0,002

0,092

0,051

0,061

0,000

0,000

0,015

0,000

0,007

0,003

0,540

0,064

X4

0,016

0,000

0,003

0,000

0,016

0,013

0,002

0,000

0,669

0,268

0,001

0,000

0,001

0,001

0,011

X5

0,397

0,003

0,005

0,005

0,212

0,132

0,026

0,000

0,000

0,000

0,003

0,000

0,000

0,008

0,209

X6

0,065

0,001

0,004

0,006

0,032

0,044

0,016

0,003

0,324

0,486

0,00008

0,007

0,001

0,002

0,008

X7

0,059

0,001

0,004

0,001

0,059

0,073

0,002

0,007

0,296

0,444

0,00007

0,007

0,007

0,002

0,037

X8

0,171

0,014

0,024

0,010

0,512

0,017

0,024

0,102

0,034

0,000

0,000

0,031

0,027

0,010

0,024

В представленной платёжной матрице по строкам размещены стратегии первого игрока (страхователя), по столбцам – стратегии второго игрока (комплекс внешних воздействий на объекты).

Заметим, что в нашем случае мы имеем дело с неопределенностью, вызванной отсутствием информации об условиях, в которых осуществляется действие. Эти условия зависят не от сознательных действий другого игрока, а от природы. И если человек в играх с природой действует осмотрительно, то второй игрок природа действует случайно.

Для решения задач в рамках игр с природой существует ряд критериев, используемых при выборе оптимальной стратегии. К ним относятся критерий Вальда, критерий максимума, критерий Гурвица и критерий Сэвиджа [1]. В работе они применены последовательно для решения задачи о выборе оптимальных стратегий для первого игрока (страхователя), то есть фактически для нахождения приоритетов применения стратегий из множества X (направлений страхования).

Согласно критерию Вальда, рекомендуется применять максиминную стратегию, достигаемую при решении задачи

maxminaij (1)

и совпадающую с нижней ценой игры.

Критерий Вальда является крайне пессимистическим, согласно ему предполагается, что природа действует в игре наихудшим для человека образом.

Итак, по критерию Вальда для элементов множества X имеем:

X1(mina1j)=0,00069 ;

X2(mina2j)=0 ;

X3(mina3j)=0 ;

X4(mina4j)=0 ;

X5(mina5j)=0 ;

X6(mina6j)=0,00008 ;

X7(mina7j)=0,00007 ;

X8(mina8j)=0 .

Следовательно, первоочередное внимание при страховании рисков следует уделять элементу X1, то есть страхованию объектов недвижимости, затем элементу X6 – страхованию убытков от перерыва в хозяйственной деятельности, а потом – элементу X7 – страхованию от потерь арендной платы. Очерёдность страхования по остальным элементам множества X, согласно критерию Вальда, является равноправной.

Что касается критерия Гурвица, то он рекомендует промежуточную стратегию, определяемую по формуле:

maxαmaxaij+(1-α)minaij , (3)

где α – степень оптимизма, изменяющаяся в диапазоне [0, 1].

Критерий придерживается некоторой промежуточной позиции по сравнению с двумя выше рассмотренными критериями, учитывая возможность как наихудшего, так и наилучшего для человека поведения природы. На α оказывает влияние степень ответственности лица, принимающего решение по выбору стратегии. Чем хуже последствия ошибочных решений, больше желания застраховаться, тем α ближе к единице.

Поскольку при α = 1 критерий превращается в критерий Вальда, а при α = 0 – в критерий максимакса, то при расчётах использовались значения степени оптимизма из диапазона [0,1; 0,9] с шагом 0,1. Приведём результаты расчётов (таблица 4).

Таблица 4

Результаты расчётов по критерию Гурвица

α

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

X1

0,335343

0,298161

0,260978

0,223795

0,186612

0,14943

0,112247

0,075064

0,037881

X2

0,558486

0,496432

0,434378

0,372324

0,31027

0,248216

0,186162

0,124108

0,062054

X3

0,486239

0,432212

0,378186

0,324159

0,270133

0,216106

0,16208

0,108053

0,054027

X4

0,602071

0,535174

0,468278

0,401381

0,334484

0,267587

0,20069

0,133794

0,066897

X5

0,357048

0,317376

0,277704

0,238032

0,19836

0,158688

0,119016

0,079344

0,039672

X6

0,437574

0,388964

0,340353

0,291743

0,243133

0,194522

0,145912

0,097302

0,048691

X7

0,399978

0,355544

0,31111

0,266677

0,222243

0,177809

0,133375

0,088942

0,044508

X8

0,460594

0,409417

0,35824

0,307062

0,255885

0,204708

0,153531

0,102354

0,051177

Представим графически данные таблицы 4 (рис. 1).

Согласно критерию Гурвица, приоритеты страхования распределятся следующим образом.

  1. X4 – страхование инвентаря, внутренней отделки помещений, предметов интерьера, мебели, офисного и торгового оборудования.
  2. X2 – страхование производственного и технологического оборудования.
  3. X3 – страхование товарно-сырьевых запасов, складского оборудования.
  4. X8 – страхование расходов на расчистку территории.
  5. X6 – страхование убытков от перерыва в хозяйственной деятельности.
  6. X7 – страхование потери арендной платы.
  7. X5 – страхование денежной наличности, ценных бумаг, изделий из полу- и драгоценных материалов.
  8. X1страхование объектов недвижимости.

 

Рис. 1. Результаты расчётов приоритета страхования по критерию Гурвица. По оси абсцисс приведены значения степени α, по оси ординат – значения критерия Гурвица

Таким образом, приоритеты страхования по критерию Гурвица полностью соответствуют приоритетам страхования по критерию максимума. При этом отметим, что приоритетность страхования по критерию Гурвица не зависит от величины степени оптимизма α.

Литература

1. Грачев Д.С., Минаев В.А., Топольский Н.Г., Фаддеев А.О. Модели управления страхованием потенциально опасных объектов: Монография / Под общей редакцией доктора технических наук, профессора Н.Г. Топольского. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2020. – 180 с.