بخشی از مقاله
*** اين فايل شامل تعدادي فرمول مي باشد و در سايت قابل نمايش نيست ***
مدیریت ریسک محصول گندم آبی در شرایط عدم قطعیت بر اساس الگوی بیمه درآمدی (مطالعه موردی استان همدان)
خلاصه
بیمه درآمدی یکی ازطرحهای بیمه ای جدید است که نوسان های عملکرد و قیمت را همزمان پوشش می دهد. هدف اصلی این تحقیق، طراحی الگوی بیمه درآمدی محصولات کشاورزی استراتژیک و مقایسه آن با بیمه عملکرد در استان همدان در سطوح پوشش بیمه ای مختلف به منظور کاهش نوسانات درآمدی کشاورزان می باشد. هدف دیگر این تحقیق، بررسی استفاده از تکنیک تحلیل سری های زمانی در پیش بینی متغیرهای قیمت و عملکرد محصول مورد نظر و تعیین حداقل درآمد به منظور پرداخت خسارت به کشاورزان و همچنین تعیین بهترین مدل برای شبیه سازی پارامترهای عملکرد و قیمت و در نهایت درآمد محصول منتخب تحت تاثیر عدم قطعیت می باشد. در این تحقیق برای پیش بینی قیمت و عملکرد محصول گندم آبی سال آتی (1395)،ازسری زمانی سالیانه ثبت شده قیمت هر کیلوگرم محصول گندم بر حسب ریال و عملکرد محصول بر حسب کیلوگرم در هکتار استفاده شد. جهت استخراج بهترین مدل پیش بینی، داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند . سپس میزان خسارت مورد انتظار پرداختی، حق بیمه عادلانه و حق بیمه واقعی محصول مورد نظر محاسبه شد. برای در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامتر انحراف از میانگین داده های عملکرد، حدود 50000 نمونه تصادفی از انحرافات (باقیمانده خطاها) با جایگزینی به روش الگوریتم مونت کارلو تولید و شبیه سازی گردید. در نهایت حق بیمه واقعی در مدل های بیمه عملکردی و درآمدی محصول گندم آبی با توجه به میانگین مقادیر شبیه سازی شده محاسبه گردید. با استفاده از نتایج تحلیل سری های زمانی قیمت محصول گندم در سال آتی (1395)، 13715 ریال پیش بینی گردید. همچنین عملکرد محصول گندم آبی برای سال 86،4900/1395کیلوگرم در هکتار پیش بینی گردید. نتایج نشان داد در این محصول منتخب میزان حق بیمه محاسباتی در مدل بیمه عملکردی بیشتر از حالتی است که از بیمه درآمدی استفاده می شود که مزیت استفاده از بیمه درآمدی را نسبت به بیمه عملکردی نشان می دهد.
کلمات کلیدی: سری های زمانی، عدم قطعیت، بیمه عملکردی، بیمه درآمدی، استان همدان
مقدمه
وجود انواع مخاطرات طبیعی و غیرطبیعی درفعالیتهای کشاورزی باعث شده است تولیدکنندگان محصولات کشاورزی با شرایط نامطمئن وآسیب پذیری روبه رو باشند ودر نتیجه، درآمد آنان ازمحصول با بی ثباتی همراه باشدبنابراین، تولیدکنندگان محصولات کشاورزی درمحیط وشرایط نامطمئنی نسبت به قیمتها و عملکردها مجبوربه تصمیم گیری درخصوص تخصیص منابع و تولید محصولات قراردارند.
همچنین جاست و زیلبرمن 1 درمطالعه خوددر سال1986بیان کردندکه بافرض وجودریسک تولید و قیمت، امکان داردکه قانون عرضه صادق نباشد و عرضه محصول به عوامل دیگری همانند درجه ریسک گریزی، توزیع احتمالاتی قیمت وعملکرد، همبستگی وکوواریانس بین قیمتها و عملکرد بستگی داشته باشد که در مجموع ممکن است باعث نقض قانون عرضه شود .[1] ذکر دو مثال فوق این واقعیت رانشان می دهد که عامل ریسک (اعم ازقیمت وعملکرد) دررفتار تولیدکنندگان موثر است و این اثر بیشتر روی میزان درآمد حاصل ازمحصولات و تصمیمات کشاورزان در استفاده از نهاده ها و عرضه محصولات است. بیمه محصولات کشاورزی دراصل سازوکاری برای مشارکت در پذیرش ریسک است که ازطریق مشارکت تولیدکنندگان درپذیرش ریسک، هنگام بروزخطر، از زیان دیدن تولیدکننده جلوگیری و یا در درآمد وی ثبات ایجاد می کند . ]2[ اما بیمه ابزاری هزینه براست و به طبع طراحی الگوهای بیمه ای جدید و ارائه آنها به گونه ای که ازیک طرف درآمد تولیدکنندگان این بخش را تثبیت کند و از طرف دیگر، هزینه های اجرایی بیمه رابکاهد، باید از مهمترین مسائل محققین درحوزه مدیریت ریسک وبیمه محصولات کشاورزی باشد. الگوهای بیمه ای وروشهای مدیریت ریسک محصولات کشاورزی، که همواره ازطرف دولتها طراحی واجرا می شود، برای جبران خسارت ناشی ازیکی ازریسکهای فوق است. برای مثال بیمه محصول، یاعملکردکه ازسالهای بسیاردوربه عنوان یک برنامه حمایتی دراکثرکشورهای اجرا می شود، جهت مدیریت ریسک عملکرد و یا توسعه بازارهای بورس کالایی و بازارهای آینده و همچنین مدیریت ریسک قیمت یا بازاربه کارمی رود.
بیمه درآمدی یکی ازطرحهای بیمه ای جدیداست که نوسانهای عملکرد و قیمت را همزمان پوشش می دهد. فلسفه ایجاد بیمه درآمدی این بوده است که معمولاًدراکثرکشورها هنگام بروز خسارت از ناحیه کاهش عملکرد و یا کاهش قیمت، پرداختهایی به طورموردی صورت می گرفته که موجب کاهش کارایی سیاستها و پرداختها می شده است،به همین منظوربرای به نظم دراوردن این پرداختها،بیمه درآمدی، به عنوان یک محصول جدید بیمه ای، ازسال1990درآمریکا به صورت اولیه وابتدایی عرضه شده است وروزبه روزنیزبرتقاضای آن ازطرف کشاورزان افزوده می شود. [3] پاینده نجف آبادی همکاران در سال 1389 با بکارگیری روش های سری زمانی جهت پیش بینی خسارت رشته بدنه اتومبیل در شرکت بیمه پارسیان براساس مشاهدات سالهای 1385تا 1389به مقایسه عملکرد مدل سری زمانی باکس جنکینزیاSARIMA وینترز پرداختند و بهترین مدلهای 0)و1و0)(0و1وSARIMA (1و(0/24 و0/100و(0/45وینترز بدست آمد.[4]حیدری همکاران در سال 1389 با استفاده از مدل انتشار جهت مدیریت نقدینگی وجوه نقد بانک کارآفرین با استفاده از روش سری زمانی از مدلهایARMA و EGARCH برای شعب نمونه استفاده کردند.[5] رادمهر و همکاران در سال 1391 با استفاده از سری زمانی فازی بر اساس تعریف نرخ بازده برای پیش بنی شاخص بورس تهران سعی کردند که بر اساس مدل RBFTS با افزودن مفاهیم مالی به سری های زمانی فازی علاوه بر افزایش کارایی مدل ، نوع جدیدی از این مدل ها را با هدف پیش بینی سریهای زمانی مالی ارائه دهند0[6] داری و لوی2 در سال 1996 نشان دادند که می توان تعداد خسارتهای واقع شده اما گزارش نشده را با استفاده از روش سری زمانی باکس جنکینز مدل بندی و پیش بینی کرد 0.[7]بریج3 در سال 1998 با استفاده از مدل های هموارسازی خطی سری زمانی ، خسارتهای رشته بیمه اتومبیل را در یک کمپانی بیمه درنیوزیلند مدل سازی کرد.[8] با سونی و حبشی1 در سال 2002 با استفاده از مدل سری زمانی باکس جنکینز خسارت بیمه اتومبیل را در کشور کویت مدل سازی و بر اساس آن خسارات آینده در رشته بدنه اتومبیل را پیش بینی کردند0[9] هدف اصلی این مقاله، طراحی الگوی بیمه درآمدی محصول سیب زمینی و مقایسه آن با بیمه عملکرد در استان همدان در سطوح پوشش بیمه ای مختلف به منظور کاهش نوسانات درآمدی کشاورزان می باشد. از اهداف اصلی دیگر این تحقیق بررسی اثر عدم قطعیت بر میزان پیش بینی عملکرد، قیمت و در نهایت درآمد این محصول مورد نظر است. از اهداف دیگر این مطالعه، بررسی استفاده از تکنیک تحلیل سری های زمانی در پیش بینی متغیرهای قیمت و عملکردمحصول سیب زمینی و تعیین حداقل درآمد به منظور پرداخت خسارت به کشاورزان و همچنین تعیین بهترین مدل برای شبیه سازی پارامترهای عملکرد و قیمت این محصول می باشد
روش اجرای تحقیق مشخصات عمومی منطقه مورد مطالعه
منطقه مطالعاتی این تحقیق استان همدان می باشد که از لحاظ جمعیت، چهاردهمین و از لحاظ مساحت، بیست و سومین استان کشور محسوب میگردد. استان همدان به دلیل موقعیت ویژه جغرافیایی، کیفیت مناسب آب و هوا، خاک مناسب و وجود نیروی خلاق و فعال، دارای قابلیتهای تولیدی فراوان در زمینه محصولات کشاورزی بوده به گونهای که میتواند علاوه بر تأمین نیازهای داخلی استان بخشی از نیازهای سایر مناطق را در زمینه محصولات کشاورزی بر طرف نماید به طوری که استان همدان در تولید گردو، سیر و سیب زمینی رتبه اول کشور را دارد. همچنین در تولید گندم استان همدان دارای رتبه سوم در کشور و از نظر تولید جو دارای رتبه اول در غرب کشور است. این استان در تولید محصولات کشاورزی در میان 10 استان برتر کشور قرار دارد و در بین استانهای مجاور و همسایه خود رتبه اول را دارد.
تحلیل سری های زمانی
یک سری زمانی دنباله ای مرتب شده از مشاهدات درطول زمان است. داده هایی که از مشاهدات یک پدیده در طول زمان بدست می آیند بسیار متداول هستند. از آن جمله در کسب وکار واقتصاد، قیمت سهام در بازار بورس، ارقام فروش سالانه وغیره را می توان نام برد هدف تجزیه و تحلیل سریهای زمانی معمولا دو مورد است که شامل درک یا به مدل درآوردن مکانیسم تصادفی که منجر به مشاهده سری میشود و همچنین پیشبینی مقادیر آینده بر مبنای گذشته میباشد .[10] پیشنهاد حق بیمه عادلانه محصولات کشاورزی مستلزم آگاهی یا پیش بینی عملکرد محصولات مختلف و همچنین نوسانات قیمت در آینده میباشدکه این امر به وسیله پیش بینی سری زمانی قیمت و عملکرد امکان پذیراست. در این تحقیق ازداده های سالیانه ثبت شده قیمت هر کیلوگرم محصول گندم بر حسب ریال به مدت 22 سال 1372-73) تا -94 (1393 در استان همدان استفاده شد. از این داده ها برای پیش بینی قیمت این محصول در سال آتی (1395) استفاده شد. همچنین برای پیش بینی عملکرد این محصول در سال آتی (1395)، داده های سالیانه ثبت شده عملکرد محصول گندم آبی به مدت 32 سال 1361-62) تا (1393-94 بر حسب کیلوگرم در هکتار در این استان به کار گرفته شد. این داده ها از گزارشات مرکز آمار ایران استخراج شده و بطور جداگانه تجزیه و تحلیل سری زمانی هر یک از آنها جهت استخراج بهترین مدل پیش بینی مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات آماری یک سری زمانی در مقایسه با خواص مدل های مختلف تعیین می کندکه چه نوع مدلی برای بیان رفتار یک سری زمانی مفید است. مدل های مختلف آماری مانند مدل های خود همبسته (AR)، خود همبسته با میانگین متحرک (ARIMA),(ARMA) و... هریک شامل مجموعه ای از مدل ها با پارامترهای گوناگون می باشند و می توانند به عنوان انتخاب های ممکن برای مدل سازی استفاده شوند. مدل های ARIMAبرای تحلیل سری های زمانی ایستا مانند سری های سالانه عملکرد خوبی دارند. بنابراین در این تحقیق از مدل های ARIMA جهت مدل سازی سری های زمانی سالانه داده های قیمت و عملکرد این محصول استفاده شد.
آنالیز عدم قطعیت
برنامه ریزی و طراحی درست بیمه محصولات کشاورزی برای دوره های آتی، طوری که رضایت توام بیمه گر و بیمه گذار را در پی داشته باشد، بستگی به برآورد نزدیک به واقعیت عملکرد و قیمت محصولات و در نتیجه آن برآورد نزدیک به واقعیت درآمد کشاورزان در دوره های آتی دارد که همواره با عدم قطعیت مواجه خواهد بود. لذا استفاده از روش های نوین در برآورد عدم قطعیت پیش بینی دراثر رویدادهای اقلیمی، هجوم آفات و امراض یا نوسانات بازار بر درآمد کشاورزان در مدلهای پیشنهادی پیش بینی قیمت و عملکرد محصولات امری ضروری به نظر می رسد روشهای بسیاری در موضوع تحلیل عدم قطعیت در سالهای اخیر توسعه داده شده اند که هرکدام با توجه به فرضیات درنظرگرفته و سطح پیچیدگی های روابط ریاضی آن به گروههای کوچکتر تقسیم بندی میشوند. جدیدترین تقسیم بندی مربوط به ینگ1 و همکاران ( ( 2008 میباشد که در آن سه گروه عمده روشهای عدم قطعیت را معرفی نمودند[11] .در گروه اول روشهای نخستین و ساده از لحاظ روابط آماری و اجرای آن همانند2GLUEتوسط بیون و باینلی(1992) 3و 4SUFI2توسط عباسپور5 و همکاران ( 2004 و ( 2007 میباشند.]21-22[ این گروه عدم قطعیت خروجی مدل را تنها به صورت عدم قطعیت ناشی از پارامتر منعکس میکنند و در حقیقت نمی تواند مولفه های مختلف عدم قطعیت شامل پارامتر، ساختار مدل و داده های ورودی را به تفکیک نشان دهند. [11] گروه دوم مدلهایی هستند که با اضافه کردن مقدارخطایی (که معمولاً همبستگی زمانی مقادیر باقی مانده را نشان میدهد) به خروجی، تاثیر ورودیها و ساختار مدل را نیز بررسی میکنند. از این گروه می توان به روشهای مختلفMCMC و همچنین مدلهای خطای اتورگرسیو اشاره کرد.[14] گروه سوم به عنوان روشهایی کاملتر از دو گروه قبلی شناخته شده که به وسیله معرفی توابع درست نمایی سعی دارند تاثیر همزمان خطای ناشی از ورودیهای مدل و ساختار مدلرا بیان کنند و از این طریق به کمی کردن تمامی منابع عدم اطمینان نزدیک شوند. این روشها هم اکنون در حال توسعه بوده و بنابراین پژوهشهای اندکی در این زمینه تاکنون انجام شده است.کارهای کاوتسکی6 و همکاران (2006a;2003) در این گروه قرار می گیرند.[15]
در این تحقیق از تکنیک اضافه کردن مقدارخطایی(که معمولاً همبستگی زمانی مقادیر باقی مانده را نشان میدهد) به خروجی، تاثیر ورودیها و ساختار مدل استفاده شد. به این صورت که در هر مدل برآورد عملکرد محصول، ابتدا مقادیر باقیمانده خطاها اندازه گیری شده و توزیع مناسب قابل برازش بر مقادیر خطا مشخص گردید. سپس درمحیط متلب و با استفاده از کد نویسی فرآیند مونت کارلو و تولید 50 هزار نمونه خطای محتمل با جایگزینی بر اساس توزیع مناسب و افزودن آن به مدل پیش بینی، مقادیر واقعی عملکرد و قیمت محصول مورد نظر و در نهایت خسارت مورد انتظار در سال آتی شبیه سازی شد. مقدار حق بیمه درآمدی محصول بر اساس 50 هزار بار تکرار برنامه و در نظر گرفتن تمامی عدم قطعیت ها برآورد گردید.
تدوین الگوی بیمه محصول گندم آبی
مهم ترین مساله در تدوین هر الگوی بیمه، تعیین میزان خسارت مورد انتظار پرداختی است تا از طریق آن بتوان حق بیمه عادلانه را که بر اساس عملکردهای تجربه شده کشاورزان و تولید کنندگان بخش باشد، به دست آورد. بنابراین برای انجام این کار از یک مدل شبیه سازی استفاده خواهد شد تا در این مدل بر اساس عملکردها و قیمت های واقعی تجربه شده کشاورزان، حق بیمه درآمدی محاسبه گردد. در این مدل که بر اساس دید بیمه گر و با هدف تضمین عملکرد، قیمت و یا درآمد نوشته خواهد شد، خسارت مورد انتظار کشاورز تخمین زده شده و حق بیمه محاسبه می گردد. در این روش بیمه گر جهت تعیین حق بیمه به داشتن یک پیش بینی از عملکرد سال آینده نیاز دارد که بر اساس مدلهای پیش بینی صورت می گیرد. بیمه گران به دلایل گوناگون از جمله احتمال وقوع خطرات گسترده، کمبود اعتبارات و جلوگیری از مخاطرات اخلاقی معمولا درصدی از عملکرد را تحت پوشش بیمه ای قرار می دهند که اصطلاحاً به آن عملکرد بحرانی می گویند و از رابطه زیر محاسبه می گردد.
در رابطه فوق yc عملکرد بحرانی، y f پیش بینی عملکرد و COV سطح پوشش بیمه ای است که معمولا بین 50 تا 90 درصد متغیر است. خسارت مورد انتظار از رابطه زیر محاسبه می گردد.
خسارت مورد انتظار هر سال بصورت ارزشی برابر با حاصل ضرب خسارت مورد انتظار محاسباتی از رابطه فوق در قیمت تضمینی یا قیمت مورد انتظار آن سال خواهد بود. نرخ حق بیمه و حق بیمه عادلانه از روابطه زیر برآورد می گردد.
PR نرخ حق بیمه
Pg قیمت تضمینی یا مورد انتظار
FP حق بیمه عادلانه
اکثر بیمه گران برای جبران بخشی از هزینه های اجرایی و همچنین در نظر گرفتن ضریب اطمینان برای مقابله با خطرات احتمالی، نرخ حق بیمه واقعی را با توجه به رابطه زیر در نظر می گیرند.
پس از جمع آوری داده ها و اطلاعات اولیه مربوط به عملکرد و قیمت محصولات کشاورزی و همچنین مساحات تحت کشت محصولات مورد نظر، سطح درآمد بحرانی محصولات مختلف از روابط زیر محاسبه شد.
در رابطه فوق قیمت پیش بینی شده هر کیلوگرم محصول، عملکرد در هکتار محصول، Revi درآمد پیش بینی شده برای هر هکتار محصول، COV سطح پوشش بیمه ای و RevG سطح درآمد بحرانی یا تضمین شده می باشد. برای تخمین روند عملکرد استان، از مدل های متفاوتی از قبیل مدل روند، مدل های سری زمانی رگرسیونی و مدل های سری زمانی ناپارامتریک و ... استفاده شد و در نهایت از بین آنها بهترین مدل جهت پیش بینی عملکرد انتخاب گردید.
تخمین رابطه و توزیع قیمت- عملکرد
رابطه بین قیمت و عملکرد نقش بسزایی در تخمین حق بیمه درآمد دارد. این رابطه معمولا بصورت غیرخطی بوده و با توجه به سری زمانی مقادیر عملکرد .و قیمت ثبت شده در منطقه مطالعاتی تعیین می شود و در محاسبات به کار گرفته می شود. رابطه میان قیمت و عملکرد به صورت زیر تخمین زده می شود
که در رابطه فوق Pt1 قیمتهای واقعی و Pt 0 قیمتهای پیش بینی می باشند.
