17 Определение доверительных интервалов прогнозов

Заключительным этапом применения кривых роста является экстраполяция тенденции на базе выбранного уравнения. Прогнозные значения исследуемого показателя вычисляют путем подстановки в уравнение кривой значений времени t, соответствующих периоду упреждения. Полученный таким образом прогноз называют точечным, так как для каждого момента времени определяется только одно значение прогнозируемого показателя.

На практике в дополнении к точечному прогнозу желательно определить границы возможного изменения прогнозируемого показателя, задать "вилку" возможных значений прогнозируемого показателя, т.е. вычислить прогноз интервальный.

Несовпадение фактических данных с точечным прогнозом, полученным путем экстраполяции тенденции по кривым роста, может быть вызвано:

1) субъективной ошибочностью выбора вида кривой;

2) погрешностью оценивания параметров кривых;

3) погрешностью, связанной с отклонением отдельных наблюдений от тренда, характеризующего некоторый средний уровень ряда на каждый момент времени.

Погрешность, связанная со вторым и третьим источником, может быть отражена в виде доверительного интервала прогноза. Доверительный интервал, учитывающий неопределенность, связанную с положением тренда, и возможность отклонения от этого тренда, определяется в виде:

где n - длина временного ряда;

L - период упреждения;

-точечный прогноз на момент n+L;

t _a - значение t-статистики Стьюдента;

S_p - средняя квадратическая ошибка прогноза.

Предположим, что тренд характеризуется прямой:

Так как оценки параметров определяются по выборочной совокупности, представленной временным рядом, то они содержат погрешность. Погрешность параметра a0 приводит к вертикальному сдвигу прямой, погрешность параметра a1 - к изменению угла наклона прямой относительно оси абсцисс. С учетом разброса конкретных реализаций относительно линий тренда, дисперсию S²_p можно представить в виде:

Доверительные интервалы прогнозов, полученных с использованием уравнения экспоненты, определяют аналогичным образом. Отличие состоит в том, что как при вычислении параметров кривой, так и при вычислении средней квадратической ошибки используют не сами значения уровней временного ряда, а их логарифмы.

По такой же схеме могут быть определены доверительные интервалы для ряда кривых, имеющих асимптоты, в случае, если значение асимптоты известно (например, для модифицированной экспоненты).

18 Экологическое прогнозирование

 В историческом аспекте формирование экологического прогнозирования совпадает с осознанием обществом актуальности экологических проблем, необходимости принятия срочных мер для предотвращения глобального экологического кризиса, прямо и косвенно указывающего на исторически сложившееся потребительское отношение общества к окружающей среде.

Реальная оценка последствий нарушения экологического баланса в системе «человек — природа» подтверждает необходимость разработки прогностических исследований в области экологии и принятия на их основе управленческих решений. Для того чтобы разумно управлять, надо не только бороться с опасными последствиями загрязнения природы, отрицательно действующими на условия жизни всех организмов, в том числе и человека, но и предотвращать их появление.

Загрязнение окружающей среды, рост стихийных бедствий и техногенных катастроф на рубеже тысячелетий приводит к деградации природы, ухудшению здоровья, социального благополучия и социального статуса человека. Одномоментно тысячи людей превращаются в беженцев и переселенцев. В современных условиях социоэкологического кризиса все более актуальной становится социальная работа с категориями населения, пережившими экстремальные ситуации: с ликвидаторами и переселенцами. Территории, подвергшиеся действию радиации, в России официально признаны зонами экологического бедствия. Модели социальной защиты и реабилитации пострадавших в результате экологического бедствия будут подробно рассмотрены ниже.

Технологии разработки экологического прогноза. Экологическое прогнозирование основано на просчете возможного поведения в будущем природных систем под влиянием как естественных процессов, так и антропогенных факторов. Социальные и природные процессы взаимосвязанны и взаимообусловленны. Экологические процессы во многом определяются развитием общества. Это дает возможность на основе научной методологии прогнозировать социально-экологическое будущее. Экологическое прогнозирование возможно только в том случае, если развитие социоэкосферы будет носить стабильный характер, тогда основные процессы могут быть экстраполированы в будущее.

По масштабам прогнозируемых явлений экологическое прогнозирование подразделяется на глобальное, региональное, национальное, локальное. Национальное прогнозирование проводится в пределах государства, локальное — на конкретных территориях экологического кризиса и экологических бедствий. Для этих целей важен прогноз изменения окружающей природной среды, происходящих устойчивых перемен, связанных как с прямым воздействием человека на среду, так и с отдаленными косвенными последствиями этих воздействий. Таким образом, прогноз изменения окружающей природной среды представляет собой синтез прогнозов воздействия на среду и ответных реакций среды на эти воздействия.

В экологическом прогнозировании выделяются два объекта: общество и окружающая природная среда. Одновременно разрабатываются социальный и экологический прогноз, основанный на разработке моделей состояния окружающей природной среды.

Идеальным представляется экологический прогноз, для получения которого используется банк данных, собранный по линии всех структурных звеньев социоэкологической системы. При этом «дерево целей» получается настолько объемным, что требует поэтапного исследования.

Методика прогнозирования включает три основных этапа:

социальный прогноз — прогноз внутреннего развития системы, связанный со взаимодействием общества и окружающей природной среды;

экологический прогноз — прогноз развития окружающей природной среды, происходящего в результате антропогенного воздействия;

прогноз взаимодействия общества и окружающей природной среды.

Методы экологического прогнозирования. При экологическом прогнозировании применяются: статистические методы, системный анализ, экстраполяция, экспертные оценки и другие методы. Экстраполяция подразумевает выявление и развитие тенденций в системе отношений общества и природы под влиянием различных факторов. Экстраполяция опирается на выявление и воспроизведение устойчивых процессов функционирования и развития социоэкосфер. Однако экстраполяция всех тенденций в экологической системе невозможна. Выходом из этой ситуации является системный анализ социоприродных объектов и процессов. С позиций системного подхода природные процессы и преобразования человеком природы интерпретируются по-разному. Но поскольку рассмотрение природных образований в качестве экологических систем уже имеет определенную традицию, то можно говорить о существовании предпосылок системной экстраполяции.

В современном прогнозировании ведущие позиции занимает метод экспертной оценки. В экологии прямой экспертной деятельностью можно считать экологическую экспертизу, которая базируется на эколого-экономико-социальном исследовании, анализе и оценке объекта экспертизы в целях принятия решения.

Цель экологической экспертизы — обеспечение экологической безопасности и охрана здоровья населения, бережное расходование природных ресурсов, сохранение и восстановление нарушенных экосистем. По результатам экологической экспертизы выдается заключение, в котором оценивается степень экологического риска.

При экологической экспертизе следует учитывать:

экологические требования, включающие анализ и контроль состояния окружающей среды;

программы по устранению непредвиденных аварий, социальных последствий;

выработку эффективных мер по снижению уровня воздействия на окружающую среду;

соблюдение социальной и экологической безопасности населения.