Животноводство 8 апреля 2020

Обоснованный выбор: анализ дерева решений по больным животным

Обоснованный выбор: анализ дерева решений по больным животным

Текст: И. М. Шарофидинов, канд. биол. наук, государственный инспектор отдела государственного ветеринарного надзора на границе и транспорте Управления Россельхознадзора по Калужской области

В ветеринарной практике результаты лечения больных животных и экономические последствия данного процесса во многих случаях являются неопределенными. В такой ситуации анализ дерева решений может послужить действенным методом осуществления верного выбора.

Технология дерева решений основывается на построении схемы, иллюстрирующей альтернативные варианты действий и их возможные эффекты. Методика применима к ситуации неясности, с которой обычно сталкиваются животноводческие предприятия, — нужно ли лечить заболевшую особь при различных сценариях развития болезни.

ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА

Сельское хозяйство является особенно высокорискованной сферой деятельности. Руководитель животноводческого предприятия постоянно вынужден учитывать воздействие погоды, заболеваний различной этиологии и динамики цен на произведенную продукцию. Такие компании исторически выступали ценополучателями, то есть были вынуждены соглашаться с предлагаемой стоимостью своего товара. Кроме того, большинство решений в данной области содержат ту или иную степень неопределенности, при условии, что обычно сельхозпроизводителю приходится выбирать из нескольких возможных планов действий, не зная, каким будет их прямой результат.

Анализ решений является формализованным, структурированным способом моделирования случайного события. При этом в качестве графического представления потока эпизодов используется дерево действий как логичный и упорядоченный во времени способ, чтобы лицо, делающее выбор, могло рассматривать вероятность каждого результата. Такой образ позволяет определять количество и помогает учитывать влияние случайности на итог решения. При использовании рассматриваемой методики важно понимать, что ее цель не состоит в том, чтобы прогнозировать судьбу отдельного животного, ведь больная особь может погибнуть, несмотря на проведенное лечение, или выжить без оказания помощи. Кроме того, в рамках анализа решений задействуется вероятностная и денежная оценка. Если установленные значения при формировании дерева действий точно отражают действительность, его можно применять как универсальное во многих идентичных ситуациях. Независимо от результата отдельного выбора разработанную схему можно направлять на подготовку рекомендаций, обеспечивающих множество прибыльных альтернатив в долгосрочном периоде.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Перед описанием модели следует обозначить некоторые ее специфические аспекты. Прежде всего, предлагаемый анализ является очевидным, потому что вынуждает лицо, принимающее решения, разделить проблему на составные части без потери контекста, то есть сохранить общее понимание ситуации. Такой подход обязывает сельхозпроизводителя рассматривать альтернативу во времени и с учетом информации, получаемой для совершения обоснованного выбора. Помимо этого, анализ решений является количественным, потому что лица, делающие заключения, вынуждены использовать принцип вероятности для выражения уверенности в том, что лечение будет успешным, или, наоборот, животное погибнет, а также для принятия на себя ответственности за перспективу вспышки болезни в стаде. Данный подход особенно полезен при передаче информации ветеринарным врачом владельцу животного, который, как правило, является окончательной инстанцией, осуществляющей выбор и действующей на основании данных, представленных специалистом. Наличие неопределенности идентифицируется и устраняется количественно, а рассчитанная стоимость возможных мероприятий учитывается при всех вероятных исходах. Анализ решений также является предписывающим, а не описательным или наглядным. Методика дерева предназначена для помощи в выборе того, что должно быть сделано при определенном стечении обстоятельств. Схема указывает на присутствие проблемы, поскольку планируется логически как модель действий.

УЗЛЫ РЕШЕНИЯ

Первым шагом в создании дерева решений является определение проблемы. Как правило, она знакома ветеринарам: что делать с заболевшим животным. В качестве специального примера предположим, что особь диагностирована как больная. Если не лечить ее, существует вероятность в 40%, что она не погибнет. При соответствующей терапии, которая стоит 3500 рублей, шанс на выздоровление повышается до 80%. Владелец оценивает животное в 50 тыс. рублей, а в случае падежа стоимость утилизации туши составит 5400 рублей. Дальнейшие процедуры направлены на преодоление основной проблемы: лечить или нет больное животное.

дерево решений 1.png

Следующей ступенью в формировании дерева выступает идентификация взаимо­исключающих и исчерпывающих списков всех возможных планов действий для рассматриваемой сложности. В отношении заболевшей особи у сельхозпроизводителя существует четыре варианта решений: лечить, не проводить никаких мероприятий, выбраковывать или занимать выжидательную позицию, откладывая манипуляции на более позднее время. В таком случае первый узел в дереве решений всегда традиционно представляется как прямоугольник. Отдельные ветви изображаются линиями, исходящими от блока вправо для каждого рассматриваемого варианта действий. Таким образом, модель является исчерпывающей и включает все возможные альтернативы, учитываемые в задаче. Схема также точна в том смысле, что только один-единственный выбор можно сделать в каждом узле. Иногда ветви, исходящие из одной точки, могут привести к другим секциям решения. Например, если лицо, выбирающее ответ, занимает выжидательную позицию, то состояние больного животного может улучшиться (выздоровление), остаться без изменений, ухудшиться или привести к смерти. В первой ситуации дальнейшие действия не требуются, однако в случае отсутствия видимых перемен либо усугубления положения ветеринарный врач должен определить: лечить заболевшую особь, не проводить такие мероприятия либо выбраковать ее. В зависимости от сложности проблемы узлы решения возникают на многих этапах, соответственно формируются многокаскадные, многоступенчатые деревья. В связи с этим исходная задача должна быть сформулирована так, чтобы полученная в результате схема действий не была слишком трудоемкой для использования. В частности, в рассматриваемом примере специально не урезались ветви лечения, выжидательной позиции специалиста и ухудшения состояния больной особи.

СУММА ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Как только все узлы определены, необходимо установить полные и взаимоисключающие списки всех возможных исходов каждого решения, изображаемых как разветвления из случайной секции в виде круга. В этом случае ветвь справа будет показывать все варианты, которые могут быть получены на данном этапе. В рассматриваемом примере все результаты трех из четырех первоначальных версий выходят из соответствующих случайных точек. Важно понять, что при движении от узла до случайного блока, то есть при совершении выбора способа действий, итог находится вне контроля лица, принимающего решения. Следует отметить, что в четвертой ситуации при состоянии особи без изменений произвольный элемент отсутствует. В этой модели делается допущение от противного — если намечена выбраковка, то животное будет жить, после чего его туша будет направлена на переработку.

дерево решений 2.png

Иная ситуация может сложиться, если при остром течении болезни специалист не рассматривает выбраковку или не занимает выжидательную позицию. При изменении состояния больной особи дерево урезается до наиболее подходящих в указанном случае двух ветвей в первом узле действий. Если сельхозпроизводитель принимает решение лечить заболевание, существуют две вероятности: Pl — животное будет жить, а также противоположная 1–Pl — погибнет. Варианты устанавливаются количественно — значениями от нуля до единицы. Нулевой шанс показывает, что событие никогда не произойдет, а единичный — факт, наоборот, неизбежен, поэтому возможность в 0,3 единицы означает, что результат следует ожидать в 30% случаев. Следует отметить, что сумма вероятностей всех ветвей, исходящих из одного случайного узла, должна равняться единице. Возможности развития событий для каждого направления определяются на основе опыта и знаний практикующего ветеринарного специалиста. На данном этапе анализа можно оперировать приблизительными предположениями, так как позже существует возможность выявить точность оценки.

ДЕНЕЖНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

Итог в конце ветви, изображаемый в виде листа дерева, представляет последствия каждого решения. Таким листьям обычно задают ожидаемые денежные результаты выбора: стоимость в рублях или уравнение. Важно включить все финансовые компоненты для получения конечной цены либо выгоды принимаемого решения. После всех операций ожидаемый денежный итог представляет собой комбинацию стоимостных переменных в рублях: живой особи, павшего животного, причем данный показатель часто бывает отрицательным, лечения, то есть ветеринарного вмешательства. После определения фактических цифровых значений на схеме можно вычислить цену каждого принятого производителем решения путем расчета связанных вероятностей денежной стоимости на любом листе дерева. Значения всех веток, исходящих из одного узла, складываются, и результаты суммируются. Данная сумма называется ожидаемой стоимостью, или ценой узла.

Дерево решений позволяет сравнивать финансовую ценность всех возможных исходов. Так, в обозначенном ранее примере денежный результат при лечении больного животного с благоприятным исходом составляет 0,8×(50 000 – 3500) = 37 200 рублей. Негативный эффект обеспечит 0,2×(5400 – 3500) = 380 рублей. В этом случае ожидаемая стоимость узла оказании помощи равняется 37 200 – 380 = 36 820 рублей. В случае отсутствия лечения больного животного при позитивной ситуации денежный результат составит 0,4×50 000 = 20 000 рублей, при неблагоприятной — 0,6×3500 = 2100 рублей. Стоимость узла без обращения к услугам ветеринара достигнет 20 000 – 2100 = 17 900 рублей. Поскольку в рассматриваемом примере ожидаемая цена лечения заболевшей особи равна 18 920 рублей, что выше, чем затраты без оказания помощи, на основе результатов анализа рекомендуется лечить животное. Таким образом, применение в ветеринарной практике подобного дерева решений позволит специалистам и руководителям сельхозпредприятий грамотно просчитать все возможные варианты действий с заболевшей особью и принять обоснованный выбор.

Популярные статьи