Разница между расчетом взаимоисключающих и взаимосвязанных событий особенно четко проявляется в том, как мы изображаем эти два вида расчетов на дереве вероятностей.
Чтобы определить вероятность двух или более событий, представляющих собой результат одного события или решения (ситуация «или – или»), мы складываем вероятность каждого из них. Чтобы определить вероятность одного или более взаимосвязанных и происходящих одно за другим событий (ситуация «и…, и…»), перемножаем вероятности каждого из них.
Отвечая на вопросы, требующие оценки вероятности, нужно тщательно читать формулировку вопроса, чтобы понять, относится он к единственному возможному событию (из числа взаимоисключающих событий) или к серии взаимосвязанных событий. Формулировка вопроса всегда критически важна. Необходимо уметь переформулировать задачу так, чтобы однозначно понять, в чем именно заключается вопрос.
Шесть шагов работы с деревом вероятностей
Шаг 1: определить задачу.
Шаг 2: определить, какие основные решения и события нужно проанализировать.
Шаг 3: построить дерево сценариев, отразив на нем все существенные альтернативные варианты.
А. Проверить, что все решения/события каждой ветви дерева – взаимоисключающие.
В. Проверить, что все решения/события каждой ветви в совокупности – всеобъемлющие.
Шаг 4: оценить вероятность каждого решения/события. Сумма вероятностей каждой ветви должна равняться единице.
Шаг 5: рассчитать условную вероятность каждого из сценариев.
Шаг 6: найти ответы на поставленные вопросы, связанные с вероятностью решений/событий.
Давайте выполним упражнение, в котором необходимо будет рассчитать вероятность и взаимоисключающих, и взаимосвязанных событий.
Упражнение 36. Ракетный снаряд Karati
Разработчики ракетного снаряда Karati должны успеть к сроку, назначенному Министерством обороны. Для этого им нужно начать производство снарядов в течение двух ближайших месяцев. Критически важный тестовый запуск ракеты запланирован на завтра, и у него возможны три результата (вероятность каждого указана в скобках):
1) полный провал (0,2);
2) успешный старт, затем технический сбой (0,6);
3) полный успех (0,2).
В случае если запуск закончится полным провалом, вероятность того, что разработчикам удастся начать производство в течение двух ближайших месяцев, составит лишь 0,1. Если старт пройдет успешно, но за ним последует технический сбой, то вероятность запуска производства в ближайшие два месяца составит 0,4. В случае полного успеха вероятность запуска производства в ближайшие два месяца составит 0,9.
Постройте дерево вероятностей, отражающее все указанные события. Затем ответьте на следующие вопросы:
1) какова вероятность того, что разработчики смогут уложиться в отведенный срок?
2) какова вероятность того, что они не уложатся в отведенный срок, если тестовый запуск окажется полностью провальным или если старт пройдет успешно, но затем последует технический сбой?
В конце книги приведено решение и предложено дерево вероятностей. Чтобы ответить на поставленные вопросы, нам нужно вначале рассчитать вероятность выполнения проекта в срок в рамках цепочки взаимосвязанных событий по шести возможным сценариям: «Провал тестового запуска – Запуск производства, да»; «Провал тестового запуска – Запуск производства, нет» и так далее. Для этого перемножим вероятности соответствующих исходов тестового запуска и запуска производства и запишем результаты у соответствующих ветвей дерева «Вероятность выполнить проект в срок». Чтобы ответить на вопрос 1, нам нужно сложить вероятности трех взаимоисключающих событий ветвей «Да» (0,02 + 0,24 + 0,18 = 0,44). Чтобы ответить на вопрос 2, сложим две вероятности ветвей «Нет» сценариев «Полный провал» и «Технический провал» (0,18 + 0,36 + 0,02 = 0,56).
Вы наверняка заметите, что при сложении вероятности выполнения и невыполнения проекта в срок дают единицу, как и должно быть; вероятности по каждой ветви дерева в сумме должны равняться единице. Складывая вероятности и получая в сумме единицу, вы лишний раз проверяете, что расчеты проведены верно.
Предлагаю вам еще одно упражнение, в котором нужно рассчитать вероятности обоих видов.
Упражнение 37. Угон самолета (1)
Вы член банды террористов, намеренных угнать пассажирский самолет, чтобы добиться освобождения нескольких ваших товарищей, попавших в тюрьму в одной из зарубежных стран. Ваш вожак попросил вас рассчитать вероятность того, что в результате угона самолета террористов освободят из тюрьмы.
Постройте дерево вероятностей, отразив следующее:
• успешность или провал угона;
• попытку (да или нет) антитеррористической группы спасти взятых в заложники пассажиров и членов экипажа;
• успешность или провал попытки спасти пассажиров и членов экипажа;
• вероятность гибели пассажиров или членов экипажа (никто не погиб; некоторые погибли; погибли все) во время операции по спасению заложников.
Вы провели тщательный анализ ситуации и определили, что вероятность того, что будет проведена операция по спасению заложников, составляет 0,9. Вероятность того, что погибнут все пассажиры и члены экипажа, составляет 0,1; вероятность того, что не погибнет никто, составляет 0,1; вероятность того, что погибнут некоторые из заложников, составляет 0,8. Вероятность того, что ваших товарищей выпустят, если все погибнут, составляет 0; вероятность того, что ваших товарищей выпустят, если не погибнет никто или погибнут лишь некоторые, составляет 0,1. Вероятность того, что ваших товарищей освободят, если операции по спасению не будет вовсе, составляет 0,9.
Рассчитайте вероятность того, что все арестованные террористы будут освобождены.
В решении к упражнению 37 я предлагаю свою версию дерева вероятностей. Чтобы определить вероятность того, что все арестованные террористы будут освобождены, я вначале умножил вероятности трех взаимосвязанных событий («Предпринята попытка спасения заложников», «В ходе операции по спасению погибли все пассажиры и экипаж», «Террористы освобождены»).
