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GCRI · Gestion du risque systémique

Méthodes quantitatives et qualitatives

appréciation du risque uses numbers where data support them and structured judgement where they do not. Probabilistic models, loss distributions, Élicitation d'avis d'experts, bow-tie diagrams and risk matrices each answer different questions and fail in different ways. This page sets out how the main methods work, when each is fit for purpose, and how combining them keeps an assessment honest about what is known and what is assumed.

01Registre

Quantitative and qualitative methods on the record.

02La question

Quantitative and qualitative methods: how the risk develops.

Probability, uncertainty and judgement. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mécanisme

Models need data that fit

Frequency and severity models work where events are numerous and recorded consistently. For rare, novel or changing risks the data are thin, and a precise-looking number can carry more assumption than evidence.

Mécanisme

Judgement carries biases

Experts anchor on recent events, overestimate their own precision and converge in groups. Structured elicitation reduces these effects by separating estimates, asking for ranges and scoring calibration.

Mécanisme

Matrices compress information

Likelihood and consequence matrices are quick to use, but they rank risks coarsely, can reverse orderings and hide correlated losses. They suit screening, and need other methods before a major decision.

Mécanisme

Methods combine through structure

Fault trees, event trees and bow-tie diagrams link causes, controls and consequences. They provide a frame into which quantitative estimates and expert judgement can be placed and checked.

03Suivi

Cascade and stress lab.

L'écran qu'une équipe utiliserait pour suivre ce sujet : ses mesures, ses états et ses décisions. Les noms sont des exemples et les valeurs sont illustratives.

Cascade and stress lab

Quantitative and qualitative methods · National system · Scenario SC-40

Cascade crosses three systemsGCRI · Gestion du risque systémique

Interdependency graph

red: failed in scenario

Cascade sequence

  1. T+0HAZHeatwave and drought
  2. T+6hENGThermal plant derated, cooling water
  3. T+9hICTData centre on backup power
  4. T+14hWATPumping reduced, pressure loss
  5. T+20hHLTHospital water supply at risk

Service loss by system

Cascade and stress lab: the screen’s structure, terms and states for Quantitative and qualitative methods.Noms donnés à titre d'exemple et valeurs illustratives ; une conception, non un enregistrement ni un système en service.
04À travers les domaines

Methods must be fit for risks that cross domains.

05Méthodes et preuves

How quantitative and qualitative methods is modelled, measured and tested.

Le modèle, ses hypothèses, ses données et son incertitude, sous la forme qu'un scientifique ou un ingénieur vérifierait. Les structures suivent des méthodes publiées. Les valeurs représentées sont illustratives, ce ne sont pas des résultats.

Modèle, équations et hypothèses

The model structure used for quantitative and qualitative methods, the assumptions it makes and how each is tested.

Risque de l'élément iRi = f(Hi, Ei, Vi, Ci)aléa, exposition, vulnérabilité et capacité à faire face
Perte annuelle attendueEAL = ∑k pk · Lksur les événements k de probabilité annuelle pk
Systèmes couplésxt+1 = A xt + B ut + εtA carries the couplings, u the shock, ε the error
HypothèsePourquoi il est réaliséComment il est testé
Aléa et exposition sont indépendants au sein d'un événementGarde l'intégrale des pertes calculableComparer avec un ajustement de copule sur des relevés conjoints
Les couplages sont linéaires près du point de fonctionnementLaisse les chocs se propager à travers APerturber au-delà de la plage linéaire et comparer
Les courbes de vulnérabilité se transposent d'un lieu à l'autreLes courbes locales sont rarement disponiblesValider par rapport aux pertes observées lorsqu'elles existent
Entrées
jeux de données versionnés avec provenance
Productions
des distributions, jamais des nombres isolés
Code
publié avec la fiche de modèle et les tests
Reproduction
mêmes données, code, environnement et graine
Formulations standard du risque et de l'espace d'états ; les hypothèses énumérées sont typiques de la méthode, énoncées pour examen, et non des résultats.
Principes directeurs FAIR · GO FAIR et FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientations sur le traitement cohérent des incertitudes · GIECCEOS Analysis Ready Data · Comité sur les satellites d'observation de la Terre
06Indicateurs

Ce qui est mesuré, et avec quelle qualité.

Chaque indicateur porte son unité, sa périodicité, le type de source qui le sous-tend et l'étiquette de preuve que porterait une valeur. Aucune valeur n'est affichée : un programme les fournit sous sa propre autorité.

IndicateurUnitéFréquenceType de sourceÉtiquette
Risks assessed with quantitative estimatespercent of principal risksannuelAssessment recordsDÉCLARÉ
Calibration of expert estimatescalibration score on seed questionsper elicitationStructured expert judgement recordsOBSERVÉ
Loss event recordscount of events with cause and amount recordedcontinuInternal loss databasesOBSERVÉ
Assessment uncertainty rangeratio of upper to lower boundpar évaluationAssessment outputsESTIMÉ
Controls with tested effectivenesspercent of key controlsannuelControl testing recordsDÉCLARÉ
Method documentation completenesspercent of assessments with method, data and assumptions recordedannuelAssessment filesDÉCLARÉ
07Sources

D'où proviennent les données probantes.

Jeux de données publics et registres institutionnels nommés, chacun avec sa catégorie de licence. Les sources fournies dans le cadre d'accords ne sont utilisées que selon leurs conditions et ne sont jamais republiées.

SourcesCe qu'elle apporteCatégorie de licence
IEC 31010 Techniques d' appréciation du risque techniquesDescriptions, strengths and limits of more than forty techniquesLicensed standard, purchase required
Base de données internationale sur les catastrophes EM-DAT (CRED, UCLouvain)Disaster events with human and economic impactsFree for non-commercial use with registration
Cadre de Sendai pour la réduction des risques de catastrophe Monitor and national disaster loss databasesPublished reporting of disaster losses against Sendai targetsPublic, conditions d'utilisation des Nations unies
TU Delft expert judgement databasePast structured expert judgement studies with calibration dataLicence to check
Published operational loss data consortia summariesAggregate operational loss patterns in financial servicesMembers only; public summaries (to check)
08Décisions

Qui décide, et à quoi servent les données probantes.

risque systémique Management prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Qui décideLa questionDonnées probantes servies par cette page
Risk functions and analystsWhich method fits a given risk and decisionMethod selection guides; documentation standards
Boards and executivesHow much confidence to place in an assessment before acting on itUncertainty ranges; method documentation; calibration records
Regulators and supervisorsWhether an institution’s risk models are fit for the use made of themModel documentation; validation and back-testing evidence

Résultats que produit ce thème

  • Method selection guides keyed to the question and the evidence available
  • Structured Élicitation d'avis d'experts protocols with calibration
  • Bow-tie and fault-tree templates linked to registers
  • Assessment files that record data, assumptions and ranges
09Questions essentielles

What methods experts ask.

  • Is there enough relevant data to estimate probabilities, or would numbers convey a false sense of precision?
  • What kind of uncertainty dominates: randomness, lack of knowledge, or disagreement about how the system works?
  • How sensitive is the decision to the parts of the analysis that are least certain?
  • How can expert judgement be elicited so that it is transparent and less prone to bias?
10Mécanismes

Kinds of uncertainty.

Aleatory

Randomness

Natural variability that persists even with perfect knowledge, such as weather from year to year. Probability handles it well.

Epistemic

Lack of knowledge

Uncertainty that more data or research could reduce. It should be shown, not hidden in a single number.

Deep

Disputed structure

Where experts disagree on models, probabilities or values. Scenarios and robust decision methods suit it better.

11Méthodes et limites

A toolkit, matched to the problem.

  1. 01

    Statistical and probabilistic models

    Frequency analysis, extreme value methods and Bayesian inference from les probabilités et la statistique. Limits: rare events are poorly sampled, and past data may not reflect a changing system.

  2. 02

    Quantification de l'incertitude

    Quantification de l'incertitude et validation des modèles propagates input uncertainty through models and tests them against data. Limits: it cannot capture what the model leaves out.

  3. 03

    Jugement d'experts structuré

    Formal elicitation protocols that calibrate and combine expert views. Limits: time-consuming, and experts share blind spots.

  4. 04

    Qualitative assessment

    Scales, matrices and narrative analysis. Useful for communication and screening, but risk matrices can rank risks inconsistently and should not be the only tool.

12Méthodes

Comment c'est étudié, et ce que les méthodes ne peuvent pas dire.

13Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Les organismes et documents à l'aune desquels cette page se lit. Les statuts et éditions changent ; chaque lien mène à l'organisme émetteur.

14Questions

Questions et réponses.

Are risk matrices reliable?
They are useful for screening and communication, but they rank risks coarsely and can mislead when risks are correlated or consequences are uncertain. Important decisions need methods that show ranges and dependencies.
What is structured expert judgement?
A formal process for eliciting estimates from experts, often with seed questions whose answers are known, so that each expert’s calibration and informativeness can be scored and estimates combined accordingly.
When should risk be quantified?
When data or models can support a number whose uncertainty can be stated, and when the decision needs it. Where they cannot, a well-documented qualitative assessment is more honest than a false number.
Are quantitative methods always better?
No. They are better when data and models are adequate. Where they are not, numbers can mislead, and structured qualitative methods or scenarios are more honest.
What is wrong with risk matrices?
They are simple and widely understood, but coarse scales can rank different risks equally, hide uncertainty and ignore dependence. They work best as a screening tool alongside other methods.
How should uncertainty be communicated?
With ranges, scenarios and plain statements of what is not known, so that decision-makers can see how much the conclusion depends on uncertain inputs.
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