粮食巨灾保险的定价研究——以我国稻谷巨灾保险为例

准确厘定了粮食巨灾保险的费率,系为政府保险支农政策的制订提供技术支持。巨灾事件属于极值事件,故巨灾保险的费率可基于极值理论进行厘定。按照费率厘定的参数法思路,以广义帕累托分布(GPD)作为粮食灾损数据的尾部分布,采用极大似然法估计其参数,进而厘定粮食巨灾保险的纯费率。以稻谷为例,厘定了我国各省(市、区)稻谷巨灾保险的纯费率。应完善法律法规就粮食巨灾保险加以明确,同时加大政府的政策扶持力度,对不同省(市、区)的稻谷巨灾保险参照其纯费率给予有区别的保费补贴,并给予粮食主产区的稻谷巨灾保险更充分的优惠政策。     

风速风向联合概率密度分布的一种经验函数模型

对风速与风向边缘分布采用统一的极值概型描述,提出了一种可适用于多峰极值以及总体样本的风速风向联合概率分布函数的经验解析表达式。模型包括7个参数,可由实测数据利用非线性最小二乘方法拟合得到。对模型参数拟合时的初值选取方法提出了建议,并对典型的风向双峰值情况,给出了峰向区间的划分方法;利用双峰总体、双峰极值以及单峰极值3种不同类型的实测数据,检验了模型的适用性。结果表明,该模型可以较好地描述不同类型总体样本或极值样本的风速风向联合概率密度特性,可供风向设计风速的确定、风速评估及场地风能评估等工程问题参考。     

杭州市极值暴雨的统计建模与频率计算研究

以杭州市1951—2012年的逐日降水资料为基础,通过极值统计理论中的广义极值分布和广义帕累托分布分别模拟城市暴雨的年最大值序列和超阈值序列,采用极大似然估计法估计模型参数,采用分位数图和Kolmogorov-Smirnov方法对拟合结果进行拟合优度检验,并借助轮廓似然函数估计方法估计模型关键参数及设计暴雨的置信区间。研究结果表明:虽然广义极值分布和广义帕累托分布的分布类型和样本序列存在一定差异,但两种分布关于杭州市暴雨极值的统计推断结果比较相近。在样本资料长度有限的条件下,应重视暴雨极值不确定性的分析研究。轮廓似然函数法可以反映重现期长短对设计暴雨置信区间的影响,有助于定量估计设计暴雨的置信区间。此方法和研究成果对于评估杭州市暴雨极值及其不确定性具有理论与实际意义,可为城市洪涝规划与工程设计提供技术支撑。     

台风灾害债券设计——基于广东省数据的实证研究

台风作为全球发生频率最高,影响最严重的一种自然灾害,对我国的影响也非常严重。在巨灾风险证券化、巨灾债券已成为巨灾保险业大趋势的背景下,发展我国台风灾害债券具有重要的现实意义。以我国受台风灾害影响最严重的省份——广东省为研究对象,收集了其近30年相关台风损失数据,利用非寿险精算技术分析其台风的损失分布和次数分布,在此基础上利用CAMP模型和现金流分析对广东省的台风灾害债券做了初步设计。     

海啸波高重现值的统计推算

地震海啸是一种破坏性极其严重但发生次数较少的地震次生海洋灾害。如何确定地震海啸波高重现值,对于海岸地区海啸的防灾减灾规划与工程设计具有重要意义。以美国Crescent海岸地区实测海啸过程中出现的最大波高序列为例,首先采用5种极值分布(Gumbel、Weibull、Pearson III型、对数正态和广义极值分布)对海啸波高进行拟合,选取拟合较好的分布型式;然后考虑海啸发生过程的泊松分布,采用4种泊松复合分布(Poisson-Weibull、Poisson-Pearson III型、Poisson-对数正态和Poisson-广义极值分布)计算了地震海啸波高重现值,实现了对海啸波高的长期统计分析。计算结果表明:考虑地震海啸发生次数的泊松分布,采用泊松复合极值分布,可以很好地估计海啸最大波高的重现值。     

基于随机森林的旱灾损失模型构建与应用——以河南省雨养小麦为例

定量刻画致灾因子和产量损失率之间的关系可以为农业灾损快速评估及风险评价、区域防灾减灾工作提供服务。以雨养小麦为例,筛选河南省雨养为主的县(有效灌溉面积占耕地面积比例大于等于0.6的县)为研究区。对研究区的历史小麦产量数据进行时间序列分解,得到趋势产量,进而计算产量损失率。基于游程理论利用小麦生育期内不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)进行河南省干旱事件的识别和特征分析。筛选出小麦减产且生长季内发生干旱的年份所对应的小麦损失率和SPEI数据构成样本数据。利用随机森林建立多尺度SPEI和小麦损失率之间的模型,并进行精度验证。研究结果显示:①河南省耕地范围上不同时间尺度的SPEI总体呈现干湿一致的趋势。河南省冬小麦全生育期识别出的干旱历时和干旱强度年均值的分布具有一致性。②本文建立的损失模型的平均绝对误差为0.069,均方根误差为0.083,模型精度能够满足产量损失预评估的要求,可以为产量损失快速评估提供参考依据。     

考虑经验结构信息的RC框架剪切层模型建立方法∗

提出一种基于经验结构信息的 RC 框架剪切层模型建立方法,用于区域 RC 框架结构的地震损失快速评估。 针对 RC 框架结构确定结构构件尺寸和材料参数等基本设计参数及其经验取值范围,通过拉丁超立方体抽样方法考虑这些参数的随机组合与参数值的不确定性,生成框架结构的随机样本;在 RC 框架整体结构层面将框架层结构随机样本转化为多自由度集中质量剪切层模型,再通过非线性动力分析得到结构地震响应数据;综合分析国内外规范对于结构损伤状态的定义与量化方法,结合地震响应数据对框架结构的地震损失进行评估。结果表明：①考虑结构设计参数经验取值建立的层结构模型,满足抗震设计规范要求,且符合实际结构特征,能够用于典型框架结构的快速建模;②在不同强度的地震激励下,框架结构模型的地震损失规律与震害经验基本一致,表明本文所提建模方法具有较高的模拟准确性。     

基于Copula函数的海南热带气旋风雨联合概率特征分析

热带气旋灾害的主要致灾因子为大风和降水,易引发风暴潮、海浪、洪涝等次生灾害,具有典型的多灾种灾害链特征。大风和降水是热带气旋灾害的两个具有代表性的致灾因子,如何表达多个致灾因子的综合强度是一个关键性问题。本研究以海南岛为研究区域,以1951-2014年共298场历史热带气旋过程最大3s极值风速风场以及总降水量时间序列数据为基础,首先利用极值理论分别拟合了海南风雨两个单致灾因子的强度概率边缘分布,其次采用Clayton、Frank、Gumbel Copula函数计算了风雨二维联合概率。并通过K-S检验及AIC、BIC检验等方法优选了拟合函数,然后分别计算了风雨单个致灾因子超过阈值(RPor)和两个致灾因子同时超过阈值(RPand)两种联合重现期,最后基于影响海南的9场历史典型热带气旋损失归一化数据检验重现期计算结果的可靠性。结果表明:对于年极值分布拟合最大3s极值风速用Weibull分布、总降水量用Gumbel分布效果较好;对于边缘概率分布的连接函数,Clayton Copula函数的效果较好;联合重现期RPand相比于联合重现期RPor与历史热带气旋归一化损失率具有更好的相关性。     

基于泊松-对数正态复合极值模型的洪水灾害损失分析

在国际紧急灾害数据库的支持下,得到了中国在1980-2008年间发生的年洪水灾害发生次数、年单次洪水灾害经济损失极大值和年洪水灾害经济总损失3个统计指标;根据复合极值理论,利用泊松-对数正态复合极值模型对洪水灾害经济损失进行了分析。研究结果表明:(1)洪水灾害经济损失遵从对数正态分布;(2)单次极值经济损失与年经济总损失具有高度相关性;(3)复合极值方法可有效地用于洪水极值重现期的重建;(4)与传统的经验频率计算方法相比,该方法能克服因资料年限短、数据不足而造成的洪灾重现周期估算困难。     

福州温泉区地面沉降灰色系统预测模型

地面沉降是一种永久性资源损失的环境地质灾害现象，其具有成生缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点。福州温泉区地面沉降的影响因素是多方面的，包括地质条件、地热水开采、地下水水位动态变化、地面荷载等多种因素。根据灰色GM(1，1)模型的建模机理和条件，采用灰色系统理论，对福州温泉区的地面沉降历史观测数据进行处理，建立了福州温泉区灰色动态GM模型，模型的预测计算结果与实测数据拟合良好。还可以将新的实测数据补充到GM模型中，并剔除一些老的数据，再建GM(1，1)模型，因此GM(1，1)模型具有动态时变性。     

美国地震风险评估中建筑物易损性与损失组合的探讨

探讨了以美国地震灾害风险评估模型为例的建筑物易损性模型的建立方法及地震随机事件损失组合的方法.由于应用对象的不同,如用于工程项目风险的评估或是对保险资产风险的评估,其易损性模型建立的方式具有较大的差异.在工程应用中,注重对建筑结构的分析,往往使用非线性解析方法如能力频谱法等以得到结构的易损性或脆弱曲线；而保险行业常用历史数据并运用统计方法等获取所需的易损性曲线.由于工程应用的易损性曲线有更好的精准性,越来越多保险用模型采用此方法.此外,工程应用常对单一地震事件进行评估,而保险行业的模型往往涉及对大量随机事件的评估.对不同的建筑物易损性建模方法、规范标准及适用范围进行了探讨,并对随机事件损失组合方法中如何计算损失的单次超越概率(OEP)和累计超越概率(AEP)进行了介绍.     

春季东北地区森林火险气象指数及其极值重现期特征

以1961-2010年间东北地区逐日气象观测数据为基础,计算春季逐日森林火险气象指数(FFDI)并用广义帕累托分布(GPD)模型对FFDI极值进行了拟合,结果表明:东北地区春季FFDI高值区分布于吉林西部、辽宁西部和内蒙东四盟市南部区域,高值区基本位于山脉背风坡一侧。春季各站FFDI值的趋势变化大致以大兴安岭山脊为界,山脊以东站点的FFDI趋势系数大部分为负值,其中部分站点趋势系数通过了95%置信水平检验,山脊以西站点趋势系数为正值,但趋势均不显著。GPD模型的概率分布能很好的拟合FFDI极值,96.5%站点的FFDI极值经验分布和理论分布相一致。20年一遇和50年一遇的FFDI极值空间分布大体一致,在50年一遇极值高值区中FFDI值超过40,低值区的FFDI值普遍低于25。     

中国滑坡灾害承灾体损失风险定量评估

滑坡被认为是全球第三大自然灾害,严重影响着我国山区、丘陵地区的社会经济发展。对滑坡灾害风险进行评估并研究其空间分布格局,既是转变我国防灾减灾理念、有效降低滑坡灾害损失的迫切要求,也可以填补当前滑坡研究的不足。通过查阅全国2000多个县市的地方志记录,结合地球系统科学共享数据,根据自然灾害风险研究的相关理论研究成果,采用国际减灾战略组织的风险评估模型,对我国县域单元滑坡灾害的人员要素和社会经济损失风险状况进行了量化评估研究,并通过GIS制图分析了其空间分布格局。结果显示,西南地区大部、西北地区东部、华中西部边缘地带、华东中部部分县市和江南丘陵地区是我国滑坡灾害承灾体高损失风险的集中分布区域;部分县市单次滑坡灾害对人员要素的致损风险极值高达35.8人/万人,对经济的致损风险极值也高达GDP暴露量的5%以上,年人员损失风险在30人以上,经济损失风险多达千万元。     

基于逻辑回归的地震滑坡易发性评价——以汶川地震、鲁甸地震为例

准确评估地震诱发的滑坡风险,并及时绘制滑坡易发风险图是灾害应急救援的科学前提和理论基础。目前机器学习在滑坡敏感性评估中具有广泛应用,但大多数研究缺乏对模型的普适性探讨,且该类预测模型缺乏定量评价地震动参数对模型精度的影响。该文以2008年5月12日的汶川8级地震和2014年8月3日的鲁甸6.5级地震为例,先通过相关系数及方差膨胀因子选择地震滑坡的影响因子构建数据库,并随机按照7∶3的比例分为训练集和测试集,再分析影响因子在滑坡和非滑坡样本中的频数分布,最后分别利用两次地震的训练集建立逻辑回归模型(Logistic Regression, LR)进行精度验证和易发性评估。结果显示模型在同一次地震的测试集下均达到较高的预测精度(>90%);但是基于汶川地震构建的模型对鲁甸地震诱发滑坡的预测精度整体下降了14%。此外,地震动参数(Modified Mercalli Intensity Scale, MMI)对模型预测精度贡献在5%~29%。结果表明基于历史地震事件建立的模型对未来地震引发滑坡的预测中仍具有较大的局限性,需要增加不同地区不同震情的样本量和新的机器学习方法提高预测模型的普适性。     

山东及其邻区未来地震危险性的灰色预测

本文利用灰色系统理论的灾变预测方法建立了山东及其邻区中等强度地震发震时间的灰色预测模型,其预测值与观测值的拟合精度达到检验标准。同时利用该模型对所研究区域的地震危险性作了初步估计。认为山东及其邻区1994年前后将有5级以上地震发生。     

我国年最大雪深概率分布的优选模型

采用我国记录时间长度大于40年的120个气象台站的年最大雪深数据,对我国年最大雪深的概率分布模型进行了统计分析。结果发现,大部分台站的年最大雪深数据更偏向于服从对数正态分布。因此,若需在全国范围内采用单一的概率分布模型对年最大雪压(或雪深)进行统计建模,对数正态分布是更佳选择。采用对数正态分布后,根据不同的拟合方法,120个台站估算得到50年一遇最大雪深(即基本雪深)较之极值I型分布的估算结果平均上升约6%到13%不等。     

中国大陆地震灾害生命损失时空特征分析

以1966-2016年中国大陆地震灾害生命损失数据为研究对象,基于GIS平台定量分析中国大陆地震灾害生命损失时空分布特征。研究结果表明:(1)中国大陆造成生命损失的地震次数为143次,占成灾地震(有经济损失或人员伤亡的地震)的25%。成灾地震平均每年发生9. 45次,而造成人员死亡的地震平均每年发生2. 38次。(2)中国大陆致死性地震造成的死亡人数突出,重特大地震对累计地震死亡人数作用明显,地震灾害生命损失呈高度集中的特点。(3)中国大陆地震灾害分布广,大陆31个省市自治区中28个省份发生过成灾地震,因地震导致有人员死亡的省份有18个,其中河北省、四川省、云南省因地震灾害导致的累计人员死亡占全国的比例高达90%。地震灾害总体呈现中小地震在多震省份生命损失较小,在少震省份生命损失反而较大。(4)50年中国大陆地震灾害累计人员死亡高达34. 66万人,其中城市直下型地震贡献率高达71%。(5)地震灾害生命损失分布受人口密度影响显著,以人口分界线"胡焕庸线"为界,呈现东高西低,与地震发生频次相反。     

中国财产保险业巨灾损失赔付能力实证分析

商业保险是社会化巨灾风险分散机制的重要组成部分,要在中国现阶段巨灾事件频发的复杂环境中构建合理的损失分摊机制,不能不考虑以损失补偿为主要功能的财产保险业应对巨灾损失的能力。在Cummins、Doherty和Anita的保险赔付能力度量模型框架及改进后的损失对数正态分布假设下,引入1998～2008年中国财产保险业经营数据,对2009年初时点上在中国大陆经营财产保险业务的39家财产保险公司及全行业巨灾损失赔付能力进行了实证分析。结果显示,由于全行业资本与盈余的低水平以及再保险市场发展的严重滞后,在1 200亿到2 000亿元的损失区间内,中国财产保险业的赔付能力缺口在26.8亿到815.6亿元之间,且缺口增长速度大于损失增长速度。通过与2008年初的赔付能力实证分析结果对比发现,灾害频发的2008年客观上显著降低了中国财产保险行业应对极端损失的能力。度量结果从实证基础上昭示了政府大力扶持和参与巨灾保险体系建设的必要性和紧迫性。     

当前我国巨灾经济损失补偿机制的探讨

我国是世界上遭受自然灾害最严重的国家之一,自然灾害每年都给我国财政与保险业带来巨大的压力,财政补偿和保险补偿能力不足的弊端已经显现。因此,积极探寻新的巨灾损失补偿机制已经成为我国经济发展的迫切要求。首先对我国目前自然灾害所造成的经济损失情况进行了介绍;以地震和洪水为例,对灾情进行了论述;对我国当前主要采用的巨灾损失补偿机制存在的问题进行了讨论,并对巨灾风险证券化的优势作用以及在我国的实施提出了一些观点与建议。     

年度洪涝灾害风险评估模型及其应用——以湖南为例

依据灾害概率风险评估理论,考虑汛期降水的可预报性,基于历史洪涝灾害事件,尝试性地构建了年度洪涝灾害风险评估模型,以湖南为例,对评估模型进行了检验与应用。结果表明:模型建立了前期海温和环流指数等因子与汛期区域降水时空分布的回归预报方程,应用概率风险分析得到年度不同降水下直接经济损失分布,结合蒙特卡洛仿真模拟求解损失的超越概率曲线,评估年度洪涝灾害单次最大可能损失、年度总损失以及年期望损失;模型集"未来年度汛期降水预测"、"降水与损失分布关系拟合"、"损失超越概率评估"于一体,是对全过程年度洪涝灾害风险评估方法的新探索;湖南年度洪涝灾害评估案例表明该模型可操作,结果与实际情况相符。研究可为完善灾害风险评估内容与技术方法提供新视角,亦可为开展业务实践提供方法借鉴。