Kansverwachtingen, Instrument voor beslissers ?! Daan Vogelezang (KNMI) Mmv Jan Hemink, Kees Floor, Rob Groenland, Kees Kok, e.v.a.

Introductie 1986 Studeren…, Newton,Determinisme 1989 Studiereis UK, R. Mureau, EPS 1993 KNMI, NWP onderzoek, Bert Holtslag 1997 KNMI, statistisch onderzoek, Seijo Kruizinga, Kees Kok 2003 Gevaarlijk Weer voor het Waterbeheer 2007 KDC-Low Visibility Procedures 2009 Afnemers … Fons van Loy 2010 Crisismanagement, Leendert Vinck Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Van Kans naar Beslissing ! Hoe ? “Klassieke” cost/loss analyse KDC-LVP approach (expense minimization) GWWB (risicoprofielen) Flood Control 2015 KNMI / I&M Weeralarmsystematiek Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Klassieke Cost/Loss analyse Doel: bepaal de optimale kansdrempel waarboven actie wordt ondernomen om op de lange termijn financieel gunstig uit te komen. Cost: kosten preventieve maatregel Loss: Schadereductie agv maatregel Tackelt 1 event/actie combinatie Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Besluitvormingsanalyse Probleem: Moet er gestrooid worden tegen gladheid? Beslissingsregel: Geen cént te veel Doé iets als dat goedkoper is Doe anders niéts Minimaliseer gemiddelde expense Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

15 k€ 15 k€ 0.77 0.23 Expense matrix 0 k€ 100k€ 0.77 0.23 Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Strategie niet-perfect model Als: event verwacht dan: actie Als: event niet verwacht dan: géén actie Gemiddelde expense is: 7.75k€/dag: 0.06 x 15k€ + 0.19 x 15k€ + 0.04 x 100k€ Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Problemen Cost/Loss-verhouding niet altijd bekend Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Voor iedere kansdrempel eigen economic value curve Voor iedere cost/loss ratio C/L een optimale kansdrempel. Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Besluitvorming (Floor) Welke weer-events zijn er? Wat zijn de kansen hierop? Welke acties zijn mogelijk? Wat zijn de consequenties van elk action-event paar? Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

C/L Problemen Cost/Loss verhouding niet altijd bekend Weer-Event-action relatie niet eenduidig Klimatologie niet altijd maatgevend als referentie voor te verwachten expense Wat is de Loss van een mensenleven? Wat doe je met imagoschade ? Hoge eisen aan kansverwachtingssysteem Help, Afnemers ! (verstoren het feestje omdat hetzelfde weer tot andere besluiten leidt!) Cl werkt niet Voorbeeld is de luchtvaart. In piektijden andere besluiten dan in offpeak. Hetzelfde weer leidt tot andere besluiten Ander weer leidt tot dezelfde besluiten Bovendien kan dat acuut veranderen (Veel) Afnemersorganisaties zijn niet in staat de afhankelijkheid van hun bedrijfsprocessen van het weer te kwantificeren Daardoor is de (toegevoegde) waarde van de meteorologische informatie ongrijpbaar De meest tastbare manier om toch de toegevoegde waarde te kwantificeren is middels een CDM model Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

LVP Conditions & Flow Restrictions Visibility class Visibility / RVR1) (m) Cloud base (ft) Capacity [movements per hour] Flow restrictions Good VIS ≥ 5000 and CLB ≥ 1000 68 arriv. or 74 depart. max 104/108 movements No Marginal 1500 ≤ VIS < 5000 or 300 < CLB < 1000 As above but with independent parallel runways LVP phase A 550 ≤ RVR < 1500 200 ≤ CLB ≤ 300 56 arriv. or 52 depart. max 80 movements In general no phase B 350 ≤ RVR < 550 CLB < 200 44 arriv. or 52 depart. max 74 movements Yes phase C 200 ≤ RVR < 350 30 arriv. and 17 depart. max 47 movements phase D RVR < 200 16 arriv. and 20 depart. max 36 movements 87 % 9.8 % 1.5 % 1.5 % 0.2 % Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

BZO forecast Welke baancapaciteit zou er om 06 UTC worden afgegeven door de luchtverkeersleiding Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Verwachte kansverdeling voor BZO voor T + 3 Objectieve categorische keuze Verwachte kansverdeling voor BZO voor T + 3 1.Hoe zou mijn (categorische) beslissing hebben uitgepakt in het verleden op oude verwachtingen 2.Wat kost het ons extra als we voor de “verkeerde” categorie kiezen ? Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

beslissing: fixed percentage P=50% Contingentietabel beslissing: fixed percentage P=50% Forecast C B A MG 2 1 4 8 9 10 19 46 7 23 34 3 21 1332 1365 13 27 1375 1449 Observation Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

User’s expense/cost Matrix CD B A MG 1 10 100 Forecast category Miss Observed category False Alarm >False alarm and miss are equally costly< Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Ook voor alle andere percentages tussen 0 en 100 Beslissing: categorie bij P = 25 % System performance User’s ‘cost’ matrix Total extra expense 3 X METEO*AIRLINE METEO AIRLINE ∑= 781 Ook voor alle andere percentages tussen 0 en 100 Ook voor andere expense schattingen (fa/mi ratios) Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Minimal extra expense = Optimal threshold P Effect ? “unsafe side” “safe side” Less capacity and misses Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Bevindingen Luchtvaart Onzekerheidsinformatie ingebed in operationeel proces. C/L denken & doen nog in kinderschoenen Objectief keuzeproces doorvoeren bij afnemers is lange termijn werk. Belangen in Luchtvaartsector zijn/lijken niet gelijk (safety & efficiency) Afhankelijkheid externe factoren erg groot Speelveld verandert (SES) Meteoroloog biedt toegevoegde waarde op statistical guidance. Zowel kwantitatief als via communicatie. Oplossingsrichting: CDM (Collaborative Decision Making: ,Meteo,ATC,ATM-Dispatch,AAS) & netcentrisch werken Iedereen tegelijkertijd dezelfde informatie Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Gevaarlijk Weer voor het Waterbeheer (2003-) Doel: Automatische Alarmering waterschappen als problematische neerslaghoeveelheden gemeten en/of verwacht worden. Hoe Tijdreeksen van Radar + Hirlam + EPS Individueel risicoprofiel overschreden >> stuur alertmail Waterschap contact KNMI-meteoroloog Risicoprofiel Probleemgevende hoeveelheid neerslag (plus kans van optreden) Probleemgevend hangt af van: waterschap, seizoen, grondwaterstand, beheer & onderhoud, waterstanden bg, rivierpeil, cal.response organisatie, … , … Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

GWWB: Werkt het ? Geslaagde preventieve acties Forse missers (zomerbuien) Risicodrempels behoeven regelmatig bijstelling Vaste drempels vormen een risico  Gebiedsgemiddelde neerslag is ongewenst maar reeel (HHNK) “Iedereen” gebruikt kansdrempels van 20-30% Geen C/L analyse ten grondslag aan risicoprofielen Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Flood Control 2015 Integration of forecast-response procedures Partners : HKV,Deltares,KNMI,Univ.Delaware,NWS Onderzoek generieke integratie van (probabilistische) verwachtingen in crisismanagement (response) procedures. Middels o.m.: Literatuuronderzoek Case-studies (Gev. Weer Waterbeheer, SVSD) Waterschappen Regge & Dinkel en Rijn & IJssel Huidige procedures onderzocht (speciaal op casus 26/8/2010) Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

FC2015: Casestudie GWWB Bevindingen beperkt (kwantitatief) gebruik van risicoprofielen Bewustwordingsproces organisaties Verbeterslagen in crisisbeheersing Denkrichting “expertteam” >>Target: gebruik nwe. procedures in grote wateroefening (SMO) 2012. Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Procedure Extreem Weer Getrapte aanpak (opschaling) Meteoroloog maakt kansinschatting dat criteria Waarschuwing Extreem Weer worden overschreden. (besluit veiligheidsmeteoroloog) Expertteam (KNMI intern) komt bijeen Consultering (externe) Meteo Providers Waarschuwing Extreem Weer / Code Oranje J/N? (besluit expertteam) Expertteam verwacht dat meteo criteria Weeralarm worden overschreden Overleg Weeralarmteam (grootschalige ontwrichtende impact op maatschappij?) KNMI, NCC, DCC I&M (luchtvaart,scheepvaart), LOCC/KLPD, VCNL, Prorail, (ANWB) Weeralarm Ja/Nee? (Code Rood) (wordt: advies Impactteam) Geregionaliseerd weeralarm Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Bevindingen Weeralarm Kleurcodesysteem gerelateerd aan impact intuitief (normal, take care, be prepared, take action) Verbonden aan Meteoalarm (EU) technisch en systematisch Regionaliseren werkt In- extern Evaluatieproces ter verbetering Afnemers tevreden Opdrachtgever tevreden Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Conclusies Organisaties (h)erkennen nut van gebruik van (meteo) onzekerheden in hun bedrijfsprocessen. KV’s worden meer en meer in besluitvormingsprocedures geintegreerd Relatie weer – gebeurtenissen – maatregelen (vaak) complex en variabel. Meteo-risicoprofielen bepalen daardoor zeer lastig Kwantitatieve besluiten op basis van kansverwachtingen minimaal. “meteorologisch adviseur” in expertteam bij “relevant weer” best-practice. Kansverwachtingen: instrument voor beslissers ! Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Invulling door KNMI Luchtvaart (MAS bij LVNL) Meteorologisch Advieswerk Operationeel “warm op koud” 7*24 Luchtvaart (MAS bij LVNL) Watertekort (LCW + MTW, DCC) Overstromingsdreiging (CAG’s rivieren,kust,meren + LCO, WMCN) Verkeer (MAWV, VCNL) Milieu incidenten (BOT-MI, RIVM) Nucleaire incidenten (BORI, RIVM) Departementale en interdepartementale operationele overleggen Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

Weer-Impactgestuurde maatregelen METEO Scenario’s Niet meteo IMPACT Scenario’s GEBRUIKERS PROCESSEN acceptabel Niet acceptabel GEBRUIKERS PROCESSEN > hetzelfde weer kan tot andere impact leiden, dus… Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011

3x Cost/loss afweging ! Impactgestuurde maatregelen Maatregel 1 acceptabel Maatregel 2 3x Cost/loss afweging ! acceptabel Maatregel 3 acceptabel Kansverwachtingen: Instrument voor beslissers ?! NVBM symposium - Wageningen 4 nov 2011