Forecasting of fatal alcohol poisonings rate in Russia

Full Text

Уровень острых алкогольных отравлений в России является одним из самых высоких в мире, что объясняется высоким общим уровнем потребления алкоголя в сочетании с «Северным» стилем употребления больших доз крепких алкогольных напитков за короткий промежуток времени [1, 2]. Смертность от алкогольных отравлений в России является показателем, который тесно коррелирует с уровнем общей смертности [1, 3, 4]. По данным Росстата от острых алкогольных отравлений в 2013 году умерло 14456 человек, причем большинство из них составляют лица молодого, трудоспособного возраста.

Прогнозирование уровня смертности от различных причин представляет собой актуальную научно-практическую задачу, поскольку позволяет планировать лечебно-профилактические мероприятия [5, 6, 7]. Уровень алкогольных отравлений определяется сложным взаимодействием целого комплекса факторов: социокульту-ральных, биологических, и даже климатических [8, 9, 10].

Таким образом, становится очевидным, что простая экстраполяция линейного тренда временного ряда не может использоваться в качестве долгосрочного прогноза уровня алкогольных отравлений.

В тоже время, учитывая сложность применения мультифакториальной модели, а также практическую ценность прогноза уровня алкогольных отравлений в контексте разработки профилактических стратегий, продолжаются поиски методов надежного долгосрочного прогноза уровня алкогольных отравлений [11-13]. Одним из перспективных методов прогнозирования уровня смертности является анализ временных рядов, который в настоящее время часто используется с целью экстро-полятивного прогнозирования [14]. В этой связи, целью настоящей работы было изучение возможности прогнозирования уровня фатальных алкогольных отравлений в России на основании анализа временных рядов.

Материалы и методы

Основным статистическим материалом для прогнозирования является временной ряд. В настоящее время существует множество методик прогнозирования: статистические методы, методы на основе машинного обучения и прецедентов, методы на базе фильтрации и математическое моделирование [8]. Задача регрессии заключается в нахождении оценок неизвестных параметров и формировании функциональной зависимости между исследуемыми параметрами и их факторами. Среди регрессионных моделей выделяют 2 группы: неадаптивные модели, для оценки параметров которых используются все имеющиеся данные, и адаптивные модели, значения параметров которых рассчитываются на основе скользящего окна наблюдений. В авторегрессионных моделях измерения временного ряда часто представляются в виде yt = ц + ф 1yt— 1 + 92yt-2 + • • • + фpyt—p + st — 91st—1 — 92st—2 — • • • — 9qst—q. Здесь ц — «уровень» случайного процесса, фj и 9j — неизвестные параметры, а sj — случайные импульсы невязок модели (распределенные нормально с нулевым математическим ожиданием и постоянной дисперсией). Приведенное выражение называют смешанной моделью авторегрессии -скользящего среднего (АРСС) порядка (p, q). Общепринятым для этих целей является взятие разности yt — yt—1. Такая модель представляет процесс авторегрессии -проинтегрированного скользящего среднего (АРПСС) порядка (p, d, q).

В настоящей работе был использован метод АРПСС с целью прогнозирования динамики уровня острых алкогольных отравлений в России на основании анализа закономерностей поведения временного ряда с 1956 по 2013 гг. Стандартизированные коэффициенты смертности от острых алкогольных отравлений представлены согласно данным Госкомстата Российской Федерации в расчете на 1000000 населения. Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета «STATISTICA» в модуле «Анализ временных рядов».

Результаты и их обсуждение

В период с 1956 по 2005 годы уровень смертности в результате острых алкогольных отравлений среди мужчин и женщин вырос соответственно в 2,9 раза (с 159,7 до 468.7 на 1 млн. населения) и в 4,1 раза (с 27,9 до 113,6 на 1 млн. населения). Половой градиент уровня фатальных алкогольных отравлений в рассматриваемый период снизился с 1:5,7 в 1956 году до 1:4,3 в 2005 году, что свидетельствует об опережающих темпах роста алкогольных проблем среди женщин. Графические данные, представленные на рисунках 1-2 позволяют видеть, что уровень фатальных алкогольных отравлений подвержен значительным колебаниям. Так, некоторое снижение уровня смертности от отравлений отмечалось в период с 1956 по 1963 годы. В этот период уровень смертности в результате острых алкогольных отравлений снизился на 11,3% среди мужчин (с 159.7 до 141,7 на 1 млн. населения) и на 16,1% среди женщин (с 27,9 до 23,4 на 1 млн. населения). На протяжении последующих шести лет отмечался резкий рост уровня смертности в результате отравлений.

Существенное снижение уровня смертности в результате острых алкогольных отравлений отмечалось в период с 1980 по 1983 годы. В этот период уровень острых алкогольных отравлений снизился на 18,6% среди мужчин (с 408,7 до 332,5 на 1 млн. населения) и на 12,4% среди женщин (с 92,7 до 81,2 на 1 млн. населения). В период с 1984 по 1988 годы уровень смертности в результате острых алкогольных отравлений снизился среди мужчин и женщин соответственно в 2,5 раза (с 338,7 до 133,6 на 1 млн. населения) и в 2,8 раза (с 83,9 до 30,2 на 1 млн. населения). В период с 1988 по 1994 годы уровень смертности в результате острых алкогольных отравлений среди мужчин вырос в 4,7 раза (с 133,6 до 631,6 на 1 млн. населения), а среди женщин в 5,4 раза (с 30,2 до 161,7 на 1 млн. населения). В период с 1994 по 1998 годы уровень смертности в результате алкогольных отравлений снизился, после чего последовал рост уровня данных показателей, который в 2003 году сменился тенденцией снижения.

Причины резких колебаний уровня фатальных алкогольных отравлений в России явились предметом бурных дискуссий, которые продолжаются и в настоящее время. Большинство экспертов единодушны во мнении, что периоды резкого снижения уровня фатальных отравлений на фоне тенденции линейного роста уровня этого показателя были обусловлены государственными мероприятиями по ограничению доступности алкоголя [1, 15]. Так, например, имеются все основания полагать, что некоторое снижение уровня фатальных алкогольных отравлений в период с 1956 по 1963 годы было следствием реализации антиалкогольных мер, предусмотренных постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об усилении борьбы с пьянством и о наведении порядка в торговле крепкими спиртными напитками», которое было принято 15 декабря 1958 года.

Резкий рост уровня фатальных алкогольных отравлений, отмечавшийся в период с 1963 по 1970 годы, является отражением роста уровня алкогольных проблем в бывшем Советском Союзе. Бытует мнение, что Советское руководство, вместо того, чтобы предпринимать меры по снижению остроты алкогольной проблемы в обществе, пыталось ее скрыть, засекретив алкогольную статистику. На самом деле, это не совсем соответствует действительности, поскольку руководство страны осознавало масштабы проблемы и угрозу, которую она представляет для государства. Поэтому некоторое снижение уровня фатальных алкогольных отравлений в 1972 году ассоциируется с выходом постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 361 «О мерах по усилению борьбы против пьянства и алкоголизма» [16]. Однако, судя по продолжившейся тенденции линейного роста уровня смертности в результате острых алкогольных отравлений, эти меры не оказали существенного влияния на алкогольную ситуацию в стране.

Особого внимания и обсуждения заслуживает существенное снижение уровня фатальных алкогольных отравлений в начале 80-х годов прошлого века, тем более, что вплоть до настоящего времени отсутствуют аргументированные объяснения данного феномена. С точки зрения ведущего эксперта в области алкогольных проблем в России А.В. Немцова, это снижение было связано с созданием трех новых служб: лечебно-трудовых профилакториев (Указ от 1 марта 1974 года), наркологической и реанимационной помощи (Постановления приняты в декабре 1976 года) [15]. Отсроченный эффект этих мероприятий А.В. Немцов объясняет их медленной реализацией из-за организационных трудностей. Одним из факторов снижения уровня фатальных алкогольных отравлений, также, как и уровня потребления алкоголя (этот показатель в период с 1980 по 1983 снизился с 10,2 до 9,6 литров на душу населения) в данный период было подорожание водки в 1981 году (цена повысилась до 5 рублей 30 копеек), которое связывают с войной в Афганистане [15].

Одной из возможных причин снижения уровня алкогольных проблем в первой половине 80-х годов прошлого века была «Андроповская» кампании по усилению трудовой дисциплины, в рамках которой был принят ряд мер по снижению доступности алкоголя. Вполне возможно, что укрепление трудовой дисциплины автоматически привело к снижению пьянства на рабочем месте и, соответственно, снижение уровня алкогольных проблем в обществе.

Ограничение доступности алкоголя в период антиалкогольной кампании в середине 1980-х годов сопровождалось резким снижением уровня фатальных алкогольных отравлений. К сожалению, данный эффект не был долгосрочным. После постепенного отхода от политики ограничения доступности алкоголя, уровень фатальных алкогольных отравлений стал расти.

Главными причинами резкого роста уровня смертности в результате острых алкогольных отравлений в первой половине 90-х годов были: рост общего уровня потребления преимущественно за счет незарегистрированного алкоголя; повышение токсичности, как лицензированной алкогольной продукции, так и суррогатов и фальсификатов; увеличение удельного веса в популяции «тяжелопьющих», сохранивших жизнь благодаря антиалкогольной кампании (гипотеза переноса риска) [1]. После отмены государственной алкогольной монополии в 1992 году алкогольный рынок России стал фрагментированным. Появилось много частных кампаний, которые производили и импортировали алкоголь, не имея лицензий и регистрации. Страну буквально захлестнула волна самодельного и импортного алкоголя [1, 15]. Снижение контроля со стороны государства привело к ухудшению качества алкоголя. По данным Госкомстата в эти годы от 21,6% до 45,1% всей реализуемой водки не соответствовало стандартам качества [1]. Негативные последствия утраты контроля над алкогольным рынком проявились в виде резкого роста уровня связанной с алкоголем смертности. После поэтапного введения законодательных мер, направленных против незаконного производства, импорта и реализации алкогольных изделий доля незарегистрированного алкоголя в структуре общего потребления алкоголя стала снижаться [1]

Снижение уровня смертности в результате острых алкогольных отравлений в период с 1994 по 1998 годы, по всей видимости, связано с улучшением регулирования государством алкогольного рынка, что привело к росту цены алкоголя по отношению к цене на продукты питания [15]. В этот же период государство усилило борьбу с нелегальным алкогольным рынком.

Так, только в 1995 году Министерство внутренних дел прекратило работу более 2300 подпольных заводов, производивших контрафактную водку [1]. Последующий рост уровня смертности, начавшийся в 1998 году, мог быть обусловлен ростом доступности водки вследствие снижения ее относительной стоимости.

В 2005 г., осознавая центральную роль алкоголя в высоком уровне смертности, президент В.В. Путин подписал законы №102-ФЗ и №209-ФЗ, регулирующие производство и продажу алкогольной продукции [16]. Первый закон предусматривал введение с 1 января 2006 г. новых федеральных марок для всех видов алкогольных напитков, произведенных в России, и акцизных марок для импортных напитков. Согласно второму закону, с 1 июля 2006 г. резко увеличивался уставной капитал для производителей и продавцов алкогольной продукции. Принятие этих законов привело к значительному изменению алкогольной ситуации в стране. Недостаточная координация в процессе реализации антиалкогольных мероприятий привела к кризису пустых прилавков, что, в свою очередь, спровоцировало рост уровня потребления нелегального алкоголя [18].

Однако, несмотря на рост потребления нелегального алкоголя, он не смог компенсировать снижение уровня легальной продажи, что привело к резкому снижение уровня потребления алкоголя в первой половине 2006 года. Во второй половине этого года отмечалось дополнительное снижение уровня потребления алкоголя вследствие ухода с алкогольного рынка многих мелких и средних предпринимателей из-за невозможности повысить свой уставной капитал. Неопределенность на алкогольном рынке отмечалась и в 2007 г., что обусловило дальнейшее снижение уровня потребления алкоголя [19].

Положительное влияние снижение уровня потребления алкоголя проявилось в значительном снижении уровня алкогольной заболеваемости и смертности, в том числе и уровня алкогольных отравлений [16]. В своей работе Pridemore с соавторами [20], используя технику прерванного анализа временных серий ежемесячных данных с января 2000 года по декабрь 2010 года, оценили эффект данного естественного эксперимента на уровень фатальных алкогольных отравлений. Расчеты, проведенные авторами, показали, что введение новых антиалкогольных законов снизило ежегодное число смертей мужчин от алкогольных отравлений на 6700 среди мужчин [20]. Это значит, что если бы антиалкогольные меры не были введены, то число смертей мужчин от отравлений алкоголем было бы на 35% выше.

Дополнительные аргументы в поддержку точки зрения Pridemore и соавторов получены с помощью экстраполяции трендов на основе результатов анализа временных рядов, охватывающих период с 1956 по 2005 гг. Анализ автокорреляционной и частной автокорреляционной функций показал монотонное убывание коэффициентов автокорреляции а также наличие двух выходящих за границы доверительного интервала коэффициентов частной автокорреляции на первых двух лагах. Формально отсюда следует выбор модели АРПСС с двумя параметрами авторегрессии после взятия разностей 1-го порядка. Однако попытка применить прерванную АРПСС для такой модели всегда приводила к статистической недостоверности значения второго коэффициента авторегресии, свидетельствующее о незначительности его вклада в прогноз. Поэтому в дальнейшем анализировалась модель с одним параметром авторегрессии: АРПСС (1,1,0).

Анализ остатков после взятия разности 1 порядка по первому лагу показал наличие выбросов в 1986, 1992-94 и 19992000 гг. В этой ситуации целесообразно использование АРПСС с интервенциями. Так как ряд ограничен 2005 г., учесть интервенцию 1999-2000 г. невозможно в силу ограничения процедуры вычисления (количество наблюдений после последней интервенции не может быть менее 10). Соответственно, нами выбрана модель с интервенциями в 1986 и 1992-94 г. Для прерванной АРПСС (1,1,0) наилучшая модель получена при выборе скачкообразных устойчивых интервенций в 1986 г. и 1992 г. и скачкообразных временных интервенций - в 1993 и 1994 гг. Из таблицы 1 видно, что рассчитанные параметры модели являются высокодостоверными.

Анализ остатков показывает значительное снижение указанных выбросов, что, вкупе с незначимостью коэффициентов авторегрессии и частной авторегрессии, обеспечивает стационарность полученной модели временного ряда.

Таблица 1. Итоговая таблица прерванной АРПСС для отравлений мужчин, модель (1,1,0), MS Остаток = 559,38

На рисунке 1 представлен прогноз числа отравлений мужчин в период 20052016 гг., выполненный на основании полученных моделей. Видно, что зарегистрированное число отравлений мужчин в период 2005-2013 гг. превышает прогнозные значения, выходя за рамки 90% доверительного интервала.

Рис. 1. Прогноз отравлений мужчин на основании результатов прерванной АРПСС (1,1,0)

Анализ автокорреляционной и частной автокорреляционной функций временного ряда для женщин, как и в случае временного ряда для мужчин, показал монотонное убывание коэффициентов автокорреляции и наличие двух значимых коэффициентов частной автокорреляции на первых двух лагах. Однако выбор модели АРПСС (2,1,0) для анализа временного ряда до 1985 г. показал статистическую незначимость второго коэффициента авторегрессии, поэтому для дальнейшего анализа была выбрана модель АРПСС (1,1,0) с одним параметром авторегрессии после взятия разностей 1-го порядка (табл. 2).

Таблица 2. Итоговая таблица прерванной АРПСС для отравлений женщин, модель (1,1,0), MS Остаток= 32,018

Анализ графика остатков после взятия разности 1 порядка показал наличие выбросов в 1986, 1992-94 и 1999-2003 гг.. В этой ситуации целесообразно использование АРПСС с интервенциями. Т.к. ряд ограничен 2005 г., учесть интервенцию 1999-2000 г. невозможно в силу ограничения процедуры вычисления, поэтому анализировалась модель с интервенциями в 1986 и 1992-94 г. Наиболее оптимальная модель получена при выборе скачкообразных устойчивых интервенций в 1986 г. и 1992 г. и скачкообразных временных интервенций - в 1993 и 1994 гг., т. е совпала с таковой для мужчин.

В таблице 2 показаны результаты оценки параметров модели. Видно, что рассчитанные параметры модели являются высокодостоверными, величина СКО остатков составляет 32,018. Анализ остатков показал как снижение выбросов, так и нормальность их распределения, что обеспечивает стационарность расчетной модели временного ряда.

На рисунке 2 представлен прогноз числа отравлений женщин в период 20052016 гг., выполненный на основании данной модели. Как видно, регистрируемое в период 2005-2013 гг. реальное число отравлений значительно отклоняется от прогнозных значений, выходя за рамки (или находясь на границе) 90% доверительного интервала.

Графические данные (рис. 1, 2) говорят о том, что реальные темпы снижения уровня острых алкогольных отравлений после 2005 г., как среди мужчин, так и среди женщин, значительно превосходили прогнозные темпы снижения, полученные с помощью экстраполяции временных рядов. Эти данные являются косвенным свидетельством в пользу высказанной ранее точке зрения, согласно которой резкое снижение уровня острых алкогольных отравлений после 2005 года является следствием принятия и реализации двух новых антиалкогольных законов.

Рис. 2. Прогноз отравлений женщин на основании результатов прерванной АРПСС (1,1,0)

Заключение

Таким образом, результаты настоящего исследования свидетельствуют в пользу гипотезы, согласно которой изменения в уровне доступности алкоголя были ключевой детерминантой резких колебаний уровня острых алкогольных отравлений в России на протяжении последних десятилетий. Наиболее четким эффект мероприятий по ограничению доступности алкоголя на уровень острых алкогольных отравлений был в период антиалкогольной кампании 1985-1988 гг., а также в2006-2007 гг., после принятия законодательств, которые привели к реальному снижению уровня потребления алкоголя. С помощью анализа временных серий получено подтверждение гипотезы, согласно которой антиалкогольная кампания середины 1980-х годов прошлого века, а также отмена государственной алкогольной монополии в 1992 году имели долгосрочное влияние на динамику уровня фатальных алкогольных отравлений. Принятие антиалкогольных законов в 2006 г. явилось интервенцией, существенно скорректировавшей динамику уровня острых алкогольных отравлений, которая стала значительно отличаться от тренда, предсказанного на основании предшествовавшей динамики временного ряда.

Конфликт интересов отсутствует.

References

Supplementary files