农业灾害险种建模

1“三位一体”式农业灾害保险险种方案分析摘要农业灾害保险是推动农村金融市场深化的重要工具，是农村社会保障体系的重要组成部分。然而农业保险也面临多方面风险，怎样确定合适的，可以应用于实际的保险险种，就是本文所要讨论的问题。农业生产与气象条件密不可分，本文针对P省10个地区的近十年的气象数据进行统计分析，分层、聚类，结合P省现有的保险条款，找出了气象数据对于保险险种确定的一些关系，并依此研究P省现有农业灾害保险险种方案可能存在的风险。从自然风险分析中提取出政府、保险公司、投保人所承担的风险性。将三方各承担不同的责任、义务和风险置于一个模型平台，相互影响、相互制约，形成“三位一体”模型。最后在风险性中找出其方案的不合理性。对于险种方案的设计，我们首先采用灰色关联分析方法建立模型。在模型中，我们以总损失成数为系统，各种灾害为其因子，对其动态过程的发展态势进行量化比较分析,利用因子间的几何接近，诊断和确定因子对系统主体行为的影响程度。因此各气象灾害的权重可依据它们造成的损失成数与总损失成数的关联度来确定。针对P省的具体情况，只选取其中玉米、棉花、小麦的农业灾害保险险种分析，计算出3种作物在不同时期的期赔偿比例，以及标的、保险金、保费、费率、赔付率、政府补贴率等。通过计算数据和实际分析情况，确定保险公司和投保人的风险大小，形成了“三位一体”式的农业保险险种方案。基于灰色关联分析模型，我们选择河北省作为研究对象，聚类统计分析出近十年来省内自然灾害发生情况，从受灾、成灾、绝收三个方面去考虑，算出平均每年发生3种灾害的期望值，结合旱灾、洪涝灾、风雹灾对于不同的作物的影响进行考虑，提出相应的农业灾害险种方案，进行风险性与适用性的分析。将分析后的结果推广至适应于其它方面的自然灾害保险问题，形成一个统一的、广泛的保险方案设计模式，使模型得到优化、提升，更加准确、贴近实际。地方政府、保险公司和投保人三个方面的“三位一体”保险模式，做到了统筹兼顾，长远发展的理念，其中的保费分层方案设计是我们“三位一体”模型的重中之重。我们的模型针对当前我国农业保险补贴现状，提出了以保费分层、补贴分层实现中央财政补贴与地方财政补贴的差异化保障功能，有效发挥政府补贴的杠杆作用。并针对劳动收入低于全国平均水平的贫困地区设计了保费补贴方案，使农业保险更具保障功能。保费分层体现不同险种保费成分,使我国政府补贴更合理且可以实现保费补贴的针对性。在险种发生变化时，可以做到较好的自适应作用。其次，保费分层体现了不同保障水平的保费成分，有利于政府实现不同的保障目标。关键词：自然灾害；保险风险；数学模型2§1问题的重述农业灾害保险是国家政策性保险之一，即政府为保障国家农业生产的发展，基于商业保险的原理并给予政策扶持的一类保险产品。农业灾害保险分种植业保险和养殖业保险两大类，现有几十个险种，因不同地区的气象条件和作物种类不同，其险种和设置方案都不尽相同。农业灾害保险除遵循保险的共同原理外，有其自身的特点。比如，其损失规律有别于人寿保险和通常的财产保险（如汽车险）等。政府作为投保人和承保人之外的第三方介入以体现对国家安全和救灾的责任。其中附件1给出了P省种植业现行的部分险种方案，附件2给出了P省十个地区的气象数据，附件3给出了全国各省（市）区的受灾情况。通过建模分析解决以下问题：（1）对附件2中的数据做必要的统计分析，研究P省现有农业灾害保险险种方案可能存在的风险，并分析其方案是否存在不合理性。（2）针对P省的具体情况，选取其中部分农业灾害保险险种，设计更实际可行的农业灾害保险的险种方案，包括标的、保险金、保费、费率、赔付率、政府补贴率等；并对方案的有性（即保险公司和投保人的风险大小）及可行性做出定量分析。（3）将效你们的模型推广应用。根据某省（市、区）的实际情况（或参见附件3），查阅相关资料，提出相应的农业灾害保险的险种方案，并对可能存在的风险做出分析；针对其它方面的自然灾害保险问题进行研究。（4）结合模型结果，从地方政府、保险公司和投保人三个方面，提出有利于自然灾害保险长远发展的对策方案，希望能用定量依据或方法说明其对策方案的可行性和有效性，并给政府相关部门写一篇建议书。§2问题的分析农业保险面临多方面风险，其中自然灾害风险、价格风险和信息不对称造成的风险是主要风险源。自然灾害风险是指由自然灾害导致的农作物受到损害的风险，是转移自然灾害风险的手段,它是一种对受灾的保户实行经济补偿,使其恢复原状的金融手段和措施。如冰雹、洪水等导致农作物歉收或绝收的风险。自然灾害保险风险分析是以自然灾害为基础,综合社会、经济等因素的自然灾害保险风险的综合分析与评判,其结果可作为保险公司进行分区防灾定损、厘定保险费率的依据。自然灾害保险风险分析是一个复杂的问题,要考虑的因素很多,本文建立了自然灾害保险风险分析的数学模型,然后利用所建立的数学模型对P省自然灾害保险风险进行了综合评判与区划。问题一，首先，应对所给的P省十地区的近十年的气象条件进行一定统计分析，结合P省现有的保险条款，基于可能发生便存在风险的原则，说明P省对于小麦遇到的农业灾害的保险险种方案可能存在的风险，再根据险种的风险性分析方案的不合理性。对于其不合理性，主要从保险条款制定中未能考虑到的以及规则的不科学和不完善来研究分析。问题二，本文选取小麦农业灾害保险险种作为研究对象，对小麦生长期内可能遇到的自然灾害进行预测分析，求其概率，计算出赔款金额，与保险金作比较，分析险种方案的合理性，然后从实际情况考虑，建立农民收入与保险费的函数关系，使得农民收入与政府补贴支出利益最大。3对于问题三，我们选择河北省作为研究对象，通过分析近十年来省内自然灾害发生情况，进行分类统计，从受灾、成灾、绝收三个方面去考虑，算出平均每年发生这三种灾害的期望值，然后结合旱灾、洪涝灾、风雹灾对于不同的作物分别进行考虑，提出相应的农业灾害险种方案。问题四，从保险公司，投保人和政府三方面研究自然灾害保险长远发展的对策方案。采用保费分层体现不同险种保费成分,使政府补贴更合理且可以实现保费补贴的针对性。保费分层体现了不同保障水平的保费成分，将直接物化成本保费部分和农民劳动收入保费部分区别开来。§3模型的假设自然灾害有一定的前兆性、规律性、区域性和季节性。不考虑人为因素和地震、海啸等难以预测的灾害；自然灾害主要是指干旱、洪涝、火灾、冰雹等等；未来一段时间内农作物种类和面积不会发生太多变化；每个自然灾害等级范围内造成的灾损相同；特大自然灾害情况不受保险条款限制或另作协议说明；同一作物不同生长期间所受灾损互不影响。§4模型的建立与求解一、模型Ⅰ（“三位一体”模型）数据的统计通过对附件2的数据进行截取和统计，得到如图1，图2，表1所示结果，并以此作为风险分析的基础：图1近十年P省A区日最大风速图4图2近十年P省A区日降雨量图表1P省A区不同气象条件可能致灾频率表灾害类型可能致灾频数或频率风灾6-7级：1.2%7级以上：0.1%涝灾50-99mm/日：0.3%99mm/日以上：2次冰雹7次风险分析（1）自然风险分析A．从保险公司角度看，农业保险与风险可保条件多有不符，首先农业保险多来源于人类难以驾驭的大自然，洪灾，旱灾，雹灾在灾损中常表现出高度的时间和空间相关性。其次风险单位大，一旦灾害发生，同一风险单位下的保险单位同时受损，使农业风险难以在空间上有效分散，保险赖以存在的风险分散机制难以发挥作用。如从上述图表可知，对于P省而言，从日降雨量可知，P省涝灾保持着较高发生可能性，另外P省各种作物保险金额普遍达到种植成本的70%以上。因此这些都使得保险公司面临较大的赔损风险。B．从投保人角度看，农业保险能有效的分担突发灾害造成的损失，有助于回收成本恢复生产，因此投保人承担着较小的灾损风险。C．从政府角度看，农业保险是一项国家政策性保险，政府起到平衡保险公司和投保人之间的关系的作用，既要减少投保人的投入以提高其投保参与率和生5产积极性，又要确立有效机制并加大财政投资以保证保险公司承担较低的赔付风险和赔付率。因此政府承担着突发灾害带来的保险公司对农业保险不支持和投保人对政府工作信任度降低的风险。（2）道德风险分析从保险角度看，道德风险通常是指投保人在投保后,对所投保的标的降低预防措施或冒更大的风险行事,甚至为了谋取不正当的赔付款,在主观上不主动地采取保护财产安全的行为,而是希望发生事故损失,乃至于蓄意制造事故损失(在法律无法监督的范围内),从而使事故损失发生的概率上升，这在给保险机构带来损失的同时降低了保险市场的效率。这主要是由农业保险标的的特殊性，社会文化意识差异以及法律法规的不完善等因素造成的。因此在防范上应主要从引入新手段提高信息透明度，构筑系统的道德风险监管体系和加强农户的道德意识入手。现有方案所存在的不合理性的分析（1）通过对P省的气象条件中的日降雨量和日最高最低气温观察分析可知，P省发生旱灾，干热风灾害和冷冻灾害等都存在一定的可能性，但这些灾害未能体现在保险条款的保险责任中。（2）对于罕见发生的巨灾情况，保险方案中应当另作说明，建立一套特殊化的方案，否则一次性的巨灾便可能造成保险公司和投保人都无法承担的损失。(3)由于P省各地区之间气象条件存在一定的差异，因此在全省使用统一的保险额和保险费率是不合理的。二、模型Ⅱ（灰色关联分析模型）险种方案的设计（1）保险费率的确定保险费率是保险方案制定中最重要的指标之一。目前，农业保险费率的确定主要有两种方法：经验费率法和单产分布模型推导法。这两种方法的思想在本质上相同的，但由于P省的产量数据无从得知，因此可以在经验费率法的基础上通过对近十年P省A区的气象条件的统计分析，研究其自然灾害发生的频数频率以及灾损率的理论结果。所以对于T年内某种农作物受自然灾害的平均损失率为：111)],1,2,3,...,,=123...1mTikktwLLtTnikTn[（，，，，分别取玉米，棉花和小麦三种作物进行分析：A．由于同一作物不同时期的抗灾和恢复能力是不同的，所以首先将作物的生长过程进行划分，其中将玉米分为定植成活-分蘖期（6.1-7.15），拔节期-抽穗期（7.16-8.15）和灌浆期-成熟期（8.16-8.31）；将棉花分为苗蕾期（5.1-7.15），花铃期（7.16-8.15）和吐絮期（8.16-9.30）；将小麦分为返青期（2.15-3.15），抽穗期（3.16-3.31），灌浆期（4.1-4.15）和成熟期（4.16-4.30）。再根据灾害发生的种类，程度和作物抗灾能力，分档递减损失成数，例如根据作物抗雹能力及对产量的影响,3种作物基本一致,均可绝收,并确定小麦，玉米和棉花受雹灾6减产的成数最大为9成,每级划定为1.0成,根据作物所处时期及灾害发生程度而递减。作物抗风能力不同,确定小麦和玉米受风灾减产的成数最大为5成,每级划定为0.5成.而棉花受风灾减产的成数最大为4成,每级划定为0.4成.根据作物所处时期及灾害发生程度而递减。则由附录2所给气象数据可统计分析出三种作物近十年在不同生长期内由不同自然灾害所造成的理论损失率。如下所示：表2P省玉米近十年在不同生长阶段受不同灾害的损失率（成）IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII200200.600400100002003001.20000.51000020041.80.600001.5000002005000103100000200600000011010.50200700.61.210000000020081.8001001.50000020091.802.41000.500000201000.62.40000000002011000000000100旱灾涝灾雹灾风灾年份表3P省棉花近十年在不同生长阶段受不同灾害的损失率（成）IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII200203000001.20100.520030020000.41.2000020043300000.90000020050020010.80000020060020000.71.20