定价用的梯度提升树:泊松、伽马、Tweedie 偏差

用梯度提升树(GBM)定出险频率、案均赔款或纯保费,和 GLM 比,测试集上的偏差和基尼系数好多少?多少棵树开始过拟合?

SOA SRMSOA PACAS MAS-IIIFoA SP8
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04出处和说明

公式从哪里来,有什么限制

列出参考的教材、论文和考试公式条目。方法的限制和实现上的说明也写在这里。

参考

  • Friedman (2001) Greedy function approximation: a gradient boosting machine, Annals of Statistics 29
  • Hastie、Tibshirani、Friedman:The Elements of Statistical Learning(第 2 版)第 10 章 Boosting and additive trees
  • Noll、Salzmann、Wüthrich (2018) Case Study: French Motor Third-Party Liability Claims(SSRN 3164764)第 4 节 泊松提升树
  • Wüthrich、Merz:Statistical Foundations of Actuarial Learning and its Applications(2023)7.4 梯度提升

覆盖的考试公式

  • SML-007BoostingSRMPAMAS-II

公式条目按精算考试的公式表整理,编号和中文名是平台自己的。

这个方法算什么

在车险演示数据的训练集上训练对数连接的提升树:每一步按"节点乘一个常数后偏差减少多少"找分裂,叶子取闭式的最优乘数,乘上学习率加进模型。给出训练集和测试集的平均偏差随树的棵数的曲线、和 3 个因子的 GLM(glm.lift_gini 的模型 A)在同一个测试集上的偏差、基尼系数和实际/预期,按驾驶人年龄段的平均预测和设定的真值,以及变量重要性。

说明和限制

  • 特征:驾驶人年龄(连续,不分段)、车型、地区,可选区县(40 个水平)。GLM 用年龄段、车型、地区 3 个因子,二者在同一个训练集上训练、同一个测试集上评估,偏差和基尼系数的口径和 glm.lift_gini 相同。
  • 叶子的值用闭式的最优乘数(等价于牛顿法一步到位的线搜索),所以只有一棵树、ν = 1 时,每片叶子的预测就是叶子里的实际频率(泊松)或实际案均(伽马)。
  • 演示数据的频率设定了年龄的曲线和"18–24 岁 × 高性能车"的交互作用,GBM 能学到;案均是严格的乘法结构,GLM 本来就是对的模型,GBM 很难更好。
  • 测试集的曲线只用来展示过拟合;选树的棵数要用交叉验证(validation.cross_validation),不能看测试集选。
  • 每片叶子的出险次数下限保证叶子的乘数大于 0;案均赔款按有赔款的保单训练,"出险次数"就是赔案数。

数据

看参数里选的数据:选平台的数据集时是真实数据或公开样例,填自己的数时只用输入的数。上面运行的输出里写明这一次用的是哪种。

开源库和版本

  • numpy2.4.6BSD-3-Clause数值计算

05同族的方法

提升树,还有 2 个方法

同一个方法族里的其他方法。在智能体里,用一句话就能调用这些方法。