A refreshed vision of Non-Life Insurance Pricing - A Generalized Linear Model and Machine Learning Approach

Dissertation presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Statistics and Information Management, specialization in Risk Analysis and ManagementInsurance companies are faced with a constantly changing world, in a daily basis. There are a number of known risks that are quantifiable, alongside with many more that remain unknown or difficult to measure. It is only natural that the pricing of such risks must evolve side by side with the state-of-the-art technology that is available. In the late years there has been a rise in the number of studies that conclude on the better fitting of models based on machine learning technology, when it comes to estimate the prices charged by insurance companies in order to hedge the risks they endure. This project work aims to provide a refreshment of the pricing methods applied by a given insurance company operating in Portugal, by developing GLM-based frequency and severity modelling on a subset of the motor portfolio of the company, backed up by a machine learning model: Gradient Boosting. In doing so, there is an expectation of improvement of the accuracy of the model, providing better fitting estimates that could translate into a fairer tariff for both the insurance company and its clients. In fact, it was concluded that the Gradient Boosting approach outputted the lowest total deviance associated with the frequency model. In terms of severity, it was the GLM that produced to the lowest value. With the development of this project, there is now an open path in my company for the inclusion of machine learning methods on the development of insurance tariffs, being here proven that with little required input, this approach can in fact lead to very good results and thereby add value to the classic methodology.As companhias de seguros deparam-se diariamente com um mundo em constante mudança. Diversos riscos são conhecidos e quantificáveis, mas muitos outros permanecem desconhecidos ou são difíceis de mensurar. É só natural que o pricing destes riscos evolua lado a lado com a tecnologia mais recente. Nos últimos anos tem havido um acréscimo do número de estudos que chegam à conclusão de que os modelos baseados em tecnologia de machine learning devolvem melhores resultados no que toca à estimação dos prémios a cobrar pelas companhias, por forma a cobrir os riscos que seguram. Este trabalho de projeto tem como objetivo a apresentação de uma nova visão dos métodos de pricing aplicados por uma dada seguradora a atuar em Portugal, ao desenvolver os modelos de frequência e severidade numa amostra do portfólio automóvel, através das metodologias de Modelos Lineares Generalizados e de Gradient Boosting. É expectável uma melhoria na precisão dos modelos, que resulta em estimativas mais corretas que se traduzem numa tarifa mais justa, não só para a seguradora como para o cliente. De facto, foi concluído que o modelo de frequência pela abordagem de Gradient Boosting retornou o desvio total mais baixo. Em termos de severidade, foi a abordagem de Modelos Lineares Generalizados que chegou ao desvio mais baixo. Com o desenvolvimento deste projeto, há agora uma porta aberta na companhia para a implementação de modelos de machine learning no desenvolvimento das tarifas, ficando aqui provado que com pouco input, esta abordagem pode se facto levar a bons resultados e assim adicionar valor à metodologia clássica

Gradient Boosting in Motor Insurance Claim Frequency Modelling

Modelling claim frequency and claim severity are topics of great interest in property-casualty insurance for supporting underwriting, ratemaking, and reserving actuarial decisions. This paper investigates the predictive performance of Gradient Boosting with Decision Trees as base learners to model the claim frequency in motor insurance using a private cross-country large insurance dataset. The Gradient Boosting algorithm combines many weak base learners to tackle conceptual uncertainty in empirical research. The findings show that the Gradient Boosting model is superior to the standard Generalised Linear Model in the sense that it provides closer predictions in the claim frequency model. The finding also shows that Gradient Boosting can capture the nonlinear relation between the claim counts and feature variables and their complex interactions being, thus, a valuable tool for feature engineering and the development of a data-driven approach to risk management

Modelling Motor Insurance Claim Frequency and Severity Using Gradient Boosting

Clemente, C., Guerreiro, G. R., & Bravo, J. M. (2023). Modelling Motor Insurance Claim Frequency and Severity Using Gradient Boosting. Risks, 11(9), 1-20. [163]. https://doi.org/10.3390/risks11090163 ---This research was funded by national funds through the FCT—Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P., under the scope of the projects UIDB/00297/2020 and UIDP/00297/2020—Center for Mathematics and Applications—(G.R. Guerreiro) and grants UIDB/04152/2020—Centro de Investigação em Gestão de Informação (MagIC) and UIDB/00315/2020—BRU-ISCTE-IUL—(J.M. Bravo).Modelling claim frequency and claim severity are topics of great interest in property-casualty insurance for supporting underwriting, ratemaking, and reserving actuarial decisions. Standard Generalized Linear Models (GLM) frequency–severity models assume a linear relationship between a function of the response variable and the predictors, independence between the claim frequency and severity, and assign full credibility to the data. To overcome some of these restrictions, this paper investigates the predictive performance of Gradient Boosting with decision trees as base learners to model the claim frequency and the claim severity distributions of an auto insurance big dataset and compare it with that obtained using a standard GLM model. The out-of-sample performance measure results show that the predictive performance of the Gradient Boosting Model (GBM) is superior to the standard GLM model in the Poisson claim frequency model. Differently, in the claim severity model, the classical GLM outperformed the Gradient Boosting Model. The findings suggest that gradient boost models can capture the non-linear relation between the response variable and feature variables and their complex interactions and thus are a valuable tool for the insurer in feature engineering and the development of a data-driven approach to risk management and insurance.publishersversionpublishe

Aplicação da transformada de wavelet - família daubechies 12 no estudo da síncope vasovagal

Tese de mestrado em Biofísica (Biofísica e Física Médica), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008A Síncope Vasovagal (SVV) corresponde a uma disfunção autonómica, caracterizada por uma anomalia nos complexos reflexos neurocardiovasculares, responsáveis pela manutenção da perfusão sistémica e cerebral durante a modificação da postura corporal. O testede Tilt consiste na indução passiva /farmacológica da síncope, avaliando o controlo autonómico cardiovascular através das modificações reflexas da Frequência Cardíaca (FC) e Pressão Arterial Sistólica (PAS). A análise espectral da variabilidade da FC permite obter bandas de frequência correspondentes à actividade simpática, modulada pela parassimpática (0,04-0,15Hz)e a actividade parassimpática (0,15-0,40 Hz). Porém, a Transformada de Fourier a estacionariedade dos sinais, requerendo no mínimo 5 minutos de registo, não permitindo analisar fenómenos transitórios resultantes da modulação autonómica. Como alternativa, surge a Transformada de Wavelet que permite localizar temporalmente as diferentes bandas de frequência relativas ao controlo autonómico cardiovasculares e analisar curtos intervalos de tempo.O teste de Tilt foi realizado por 31 indivíduos, separados por tipo de resposta: Negativa(18); Vasodepressora (10) e Cardioinibitória (3). Aplicou-se a TW, família Daubechies 12, àsvariações reflexas da FC e PAS durante o teste de Tilt (com base no protocolo Italiano),analisando os seguintes períodos: 4.º minuto basal passivo (b1); subida para tilt passiva (tu1);1.º minuto de adaptação à inclinação passiva (ta1); descida de tilt (td1); administração de fármaco basal (ntg); subida para tilt (tu2); 1.º de adaptação à inclinação farmacológica; présíncope(pré-SVV); síncope (SVV).Neste estudo foi possível identificar as variações do SNA com o ortostatismo e provocação farmacológica; a falência autonómica a nível cronotrópico na resposta cardioinibitória na adopção da mudança postural passiva, assim como no período de síncope; grande variabilidade da actividade simpática vascular na resposta vasodepressora ao longo do teste de Tilt.Em resumo, a transformada de Wavelet constitui um meio de diagnóstico eficaz na avaliação do controlo autonómico cardiovascular em condições fisiológicas e patológicas, sendo aplicável a sinais não estacionários e fenómenos transitórios.Vasovagal syncope (VVS) is an autonomic dysfunction, characterized by an abnormality in normal functioning of the autonomic nervous system, responsible for maintaining the systemic and cerebral perfusion during the change of body posture. Tilt table test consist in induction of passive / pharmacology syncope, assessing the cardiovascular autonomic control through reflex changes in RR interval (RRI) and systolic blood pressure (SBP). The HR variability spectral analysis gives frequency bands corresponding to sympathetic activity, modulated by the parasympathetic (0.04-0,15Hz) and parasympathetic activity (0,15-0,40 Hz). However, Fast Fourier Transform (FFT) is based on stationary signals and require at least 5 minutes of recording. Alternatively, Wavelet transform allowing time locating the different power bands for cardiovascular autonomic control and analyze short intervals of time. We examined 31 individuals, separated by type of response to Tilt test: Negative (18);Vasodepressor (10) and Cardioinibitory (3). TW, Daubechies 12, was applied at the reflex changes in HR and SBP during Tilt test (based on Italian protocol) in the following periods: the last minutes of the resting period basal condition (b1); tilt up (tu1);. first minutes to tilt adaptation (ta1); tilt down (td1); administration of drug, basal condition (NTG), tilt up (tu2);First minutes to tilt adaptation; pre-syncope (pré-SVV), syncope (SVV).We observed the variations of the Autonomic Nervous System (ANS) underneath orthostatic and pharmacological conditions; the autonomic failure on RRI at the cardioinibitory response; great variability of sympathetic activity in SBP on vasodepressor response during Tilt table test. In conclusion, WT may constitute a useful advance in the assessment of ANS function both in physiological and pathological conditions, in analyze short non-stationary signals

Morfologia e morfometria de três isolados de Plasmodium juxtanucleare (Apicomplexa: Plasmodiidae)

In this work, three isolates of Plasmodium juxtanucleare have been analyzed based on morphological, morphometric and parasitic parameters. Each isolate was sampled from naturally infected adult chicken (Gallus gallus) from rural areas of three Brazilian municipalities: Seropédica (22º 48' S; 43º 41'W), in the state of Rio de Janeiro; Cruzeiro (22º 33' S; 44º 57'W), in the state of São Paulo; and Santa Bárbara do Tugúrio (21º 15' S; 43º 27' W), in the state of Minas Gerais. The blood samples taken from each infected chicken were inoculated in three groups of ten young chicken (21 days old). Blood smears of the experimentally infected chicken were sampled every two days until the 69th day in order to evaluate the parasitemia. For the morphological-descriptive and morphometric analyses, we measured 30 individuals from each of the intraerythocytic states, measures of the major (MD) and minor diameters (md), the estimation of morphometric index (Mi=md/MD) and size (T=pab, a= md/2; b=MD/2). The results indicated low and homogeneous parasitemia rates in the three strains, which showed differences among shape and size of the parasitic stadia displayed.Neste trabalho, três isolados de Plasmodium juxtanucleare foram analisados com base na morfologia, morfometria e parâmetros parasitológicos. Cada isolado foi coletado de aves (Gallus gallus) adultas infectadas naturalmente de áreas rurais de três municípios brasileiros: Seropédica (22º 48' S; 43º 41' W), no estado do Rio de Janeiro; Cruzeiro (22º 33' S; 44º 57' W), no estado de São Paulo; e Santa Bárbara do Tugúrio (21º 15' S; 43º 27' W), no estado de Minas Gerais. As amostras de sangue coletadas de cada ave infectada foram inoculadas em três grupos de dez aves (21 dias de idade). Esfregaços sangüíneos das aves infectadas experimentalmente foram realizados de dois em dois dias durante um período de 69 dias para avaliar a parasitemia. Para análises morfofisiológica e morfométrica, foram mensurados 30 indivíduos de cada estágio intraeritrocítico. Foram tomadas as medidas do diâmetro maior (DM) e diâmetro menor (dm), com os quais foi estimado o índice morfométrico (Mi=md/MD) e o tamanho (T=pab, a= md/ 2; b=MD/2). Os resultados indicaram uma parasitemia homogênea entre os três isolados, havendo diferenças apenas nas formas e tamanhos dos estádios parasitários

Desarrollo de Negocios 2 - GD27 - 202101

Descripción: En la actualidad, los empresarios e inversionistas necesitan invertir en negocios que sean viables, rentables, sostenibles, innovadores y escalables. Para ello necesitan una verificación a través de un documento que sea sintético, fácil de leer, sustentado a través de datos y cifras. Para ello el alumno realizará un proyecto de investigación orientado a otorgar una respuesta sólida, argumentada y coherente al reto empresarial identificado. El reto empresarial es entonces definido como una oportunidad de mejora dentro de una organización, así como también el desarrollo de un plan para la toma de oportunidades para la organización. El estudiante será capaz de compartir información útil para la resolución de situaciones de negocios y de participar activamente en la consecución de una meta común al equipo de trabajo. Propósito: Curso de especialidad, de carácter teórico práctico, dirigido a los estudiantes del décimo ciclo, que busca desarrollar las competencias generales de la universidad de Pensamiento innovador y razonamiento cuantitativo y la competencia específica de la carrera Investigación e Innovación, todas a un nivel 3. Según los Lineamientos de Carga hábil del alumno de pregrado EPE por lo estipulado por SUNEDU: https://sica.upc.edu.pe/sites/sica.upc.edu.pe/files/MAT-PYL- 02%20V03%20LINEAMIENTOS%20DE%20CARGA%20ACAD%C3%89MICA%20EN%20PREGRADO% 120EPE%20(2).pdf. Los alumnos de Pregrado EPE con código de admisión 2016 en adelante que no acrediten haber iniciado estudios en el sistema de educación superior antes del año 2016, o no acrediten haber cursado un mínimo de cinco años en dicho sistema, deberán elaborar y aprobar un trabajo de investigación conducente a la obtención del grado académico de bachiller (en forma posterior a la aprobación por parte del alumno de los créditos obligatorios y electivos respectivos contemplados en el Plan de Estudios), el cual se considera parte de la malla curricular del programa académico cursado por el alumno

Early Genomic Detection of Cosmopolitan Genotype of Dengue Virus Serotype 2, Angola, 2018

We used portable genome sequencing to investigate reported dengue virus transmission in Angola. Our results show that autochthonous transmission of dengue serotype 2 (cosmopolitan genotype) occurred in January 2018