Yilda ishonchlilik nazariyasi , ta'lim sohasi aktuar fan , Bühlmann modeli  a tasodifiy effektlar modeli  (yoki "variatsion komponentlar modeli" yoki ierarxik chiziqli model ) mosligini aniqlash uchun ishlatiladi premium  sug'urta shartnomalari guruhi uchun. Model 1967 yilda birinchi marta tavsifini nashr etgan Xans Byuhlman nomidan olingan.[1] 
Model tavsifi  
Ko'rib chiqing men  tarixiy ma'lumotlar tasodifiy yo'qotishlarni keltirib chiqaradigan xatarlar m  so'nggi da'volar mavjud (indekslangan j ). Uchun mukofot men Talablarning kutilayotgan qiymatidan kelib chiqib, tavakkalchilik aniqlanishi kerak. O'rtacha kvadrat xatosini minimallashtiradigan chiziqli taxminchi izlanadi. Yozing
X ij  uchun j - da'vo men -chinchi xavf (biz barcha da'volarni qabul qilamiz deb taxmin qilamiz men - xavf mustaqil va bir xil taqsimlangan )                                                                                          X                   ¯                              men             =                                     1               m                         ∑                           j               =               1                            m                         X                           men               j          {displaystyle stsenariysi {ar {X}} _ {i} = {frac {1} {m}} sum _ {j = 1} ^ {m} X_ {ij}}     o'rtacha qiymat uchun.                              Θ                       men         {displaystyle Theta _ {i}}     - i-chi xavfni taqsimlash parametri                    m         (         ϑ         )         =         E                            [                                     X                               men                 j                             |                            Θ                               men               =             ϑ            ]        {displaystyle m (vartheta) = operator nomi {E} chapda [X_ {ij} | Theta _ {i} = vartheta ight]}                       Π         =         E                  (         m         (         ϑ         )                   |                    X                       men             1           ,                   X                       men             2           ,         .         .         .                   X                       men             m           )       {displaystyle Pi = operator nomi {E} (m (vartheta) | X_ {i1}, X_ {i2}, ... X_ {im})}     - i-chi tavakkal uchun mukofot                    m         =         E                  (         m         (         ϑ         )         )       {displaystyle mu = operator nomi {E} (m (varteta))}                                 s                       2           (         ϑ         )         =         Var                            [                                     X                               men                 j                             |                            Θ                               men               =             ϑ            ]        {displaystyle s ^ {2} (varteta) = operator nomi {Var} chapda [X_ {ij} | Theta _ {i} = vartheta ight]}                                 σ                       2           =         E                            [                                     s                               2               (             ϑ             )            ]        {displaystyle sigma ^ {2} = operator nomi {E} chap [s ^ {2} (vartheta) ight]}                                 v                       2           =         Var                            [                       m             (             ϑ             )            ]        {displaystyle v ^ {2} = operator nomi {Var} chap [m (vartheta) ight]}   Eslatma:                     m         (         ϑ         )       {displaystyle m (varteta)}     va                               s                       2           (         ϑ         )       {displaystyle s ^ {2} (varteta)}     tasodifiy parametr funktsiyalari                     ϑ       {displaystyle vartheta}   
Bühlmann modeli bu muammoning echimi: 
                                                        a               r               g                              m               men               n                                            a                                   men                   0                 ,                               a                                   men                   1                 ,               .               .               .               ,                               a                                   men                   m              E                            [                                     (                                                 a                                       men                     0                   +                                   ∑                                       j                     =                     1                                        m                                     a                                       men                     j                                     X                                       men                     j                   −                 Π                )                            2             ]        {displaystyle {underset {a_ {i0}, a_ {i1}, ..., a_ {im}} {operator nomi {arg, min}}} operator nomi {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -Pi ight) ^ {2} ight]}   qayerda                               a                       men             0           +                   ∑                       j             =             1                        m                     a                       men             j                     X                       men             j         {displaystyle a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij}}     mukofotni baholovchi hisoblanadi                     Π       {displaystyle Pi}     va arg min  ifodani minimallashtiradigan parametr qiymatlarini ifodalaydi.
Model echimi  
Muammoning echimi:
                    Z                                                             X                 ¯                          men           +         (         1         −         Z         )         m       {displaystyle Z {ar {X}} _ {i} + (1-Z) mu}   qaerda: 
                    Z         =                               1                           1               +                                                                     σ                                           2                                                               v                                               2                       m             {displaystyle Z = {frac {1} {1+ {frac {sigma ^ {2}} {v ^ {2} m}}}}}   Biz ushbu natijaga sharh bera olamiz: mukofotning Z qismi bizda o'ziga xos xavf tug'diradigan ma'lumotlarga asoslanadi va (1-Z) qismi butun aholi haqida ma'lumotga asoslanadi.
Isbot Quyidagi dalil asl qog'ozdagi dalillardan bir oz farq qiladi. Bu yana umumiyroq, chunki u barcha chiziqli baholovchilarni hisobga oladi, asl dalil esa faqat o'rtacha da'voga asoslangan baholovchilarni hisobga oladi.[2] 
Lemma.  Muammoni muqobil ravishda quyidagicha ifodalash mumkin:                    f         =                   E                    [                                     (                                                 a                                       men                     0                   +                                   ∑                                       j                     =                     1                                        m                                     a                                       men                     j                                     X                                       men                     j                   −                 m                 (                 ϑ                 )                )                            2             ]          →         min       {displaystyle f = mathbb {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -m (vartheta) ight) ^ {2} ight] o min}   Isbot:
                                                                                          E                                    [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         m                         (                         ϑ                         )                        )                                            2                     ]                                                  =                                   E                                    [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         Π                        )                                            2                     ]                  +                                   E                                    [                                                             (                                               m                         (                         ϑ                         )                         −                         Π                        )                                            2                     ]                  +                 2                                   E                                    [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         Π                        )                                            (                                               m                         (                         ϑ                         )                         −                         Π                        )                     ]                                                                              =                                   E                                    [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         Π                        )                                            2                     ]                  +                                   E                                    [                                                             (                                               m                         (                         ϑ                         )                         −                         Π                        )                                            2                     ]            {displaystyle {egin {aligned} mathbb {E} left [left (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -m (vartheta) ight) ^ {2} ight] & = mathbb {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -Pi ight) ^ {2} ight] + mathbb {E } chap [chap (m (varteta) -Pi ight) ^ {2} ight] + 2mathbb {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ { ij} -Pi ight) chap (m (varteta) -Pi ight) ight]  & = mathbb {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -Pi ight) ^ {2} ight] + mathbb {E} chap [chap (m (vartheta) -Pi ight) ^ {2} ight] oxiri {hizalanmış}}}   Oxirgi tenglama haqiqatdan kelib chiqadi
                                                                                          E                                    [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         Π                        )                                            (                                               m                         (                         ϑ                         )                         −                         Π                        )                     ]                                                  =                                                       E                                        Θ                                     [                                                                                     E                                                X                                                                                                                      [                                                                                     (                                                                                                 a                                                                       men                                     0                                   +                                                                   ∑                                                                       j                                     =                                     1                                                                        m                                                                     a                                                                       men                                     j                                                                     X                                                                       men                                     j                                   −                                 Π                                )                              (                             m                             (                             ϑ                             )                             −                             Π                             )                            |                                                    X                                                       men                             1                           ,                         …                         ,                                                   X                                                       men                             m                          ]                     ]                                                                              =                                                       E                                        Θ                                     [                                                             (                                                                         a                                                       men                             0                           +                                                   ∑                                                       j                             =                             1                                                        m                                                     a                                                       men                             j                                                     X                                                       men                             j                           −                         Π                        )                                            [                                                                                                     E                                                        X                                                     [                                                       (                             m                             (                             ϑ                             )                             −                             Π                             )                                                           |                                                            X                                                               men                                 1                               ,                             …                             ,                                                           X                                                               men                                 m                              ]                         ]                     ]                                                                              =                 0           {displaystyle {egin {aligned} mathbb {E} chap [chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -Pi ight) chap (m (varteta) - Pi ight) ight] & = mathbb {E} _ {Theta} left [mathbb {E} _ {X} left.left [left (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij } X_ {ij} -Pi ight) (m (vartheta) -Pi) ight | X_ {i1}, ldots, X_ {im} ight] ight]  & = mathbb {E} _ {Theta} chap [chap (a_) {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -Pi ight) left [mathbb {E} _ {X} left [(m (vartheta) -Pi) | X_ { i1}, ldots, X_ {im} ight] ight] ight]  & = 0end {hizalanmış}}}   Biz bu erda umumiy kutish qonuni va haqiqatdan foydalanamiz                     Π         =                   E          [         m         (         ϑ         )                   |                    X                       men             1           ,         …         ,                   X                       men             m           ]         .       {displaystyle Pi = mathbb {E} [m (vartheta) | X_ {i1}, ldots, X_ {im}].}   
Oldingi tenglamamizda biz minimallashtirilgan funktsiyani ikkita ifoda yig'indisida ajratamiz. Ikkinchi ifoda minimallashtirishda ishlatiladigan parametrlarga bog'liq emas. Shuning uchun funktsiyani minimallashtirish yig'indining birinchi qismini minimallashtirish bilan bir xil.
Funktsiyaning muhim nuqtalarini topaylik
                                          1             2                                               ∂               f                            ∂                               a                                   01              =                   E                    [                                     a                               men                 0               +                           ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j                             X                               men                 j               −             m             (             ϑ             )            ]          =                   a                       men             0           +                   ∑                       j             =             1                        m                     a                       men             j                     E          (                   X                       men             j           )         −                   E          (         m         (         ϑ         )         )         =                   a                       men             0           +                   (                                     ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j               −             1            )          m       {displaystyle {frac {1} {2}} {frac {kısmi f} {qisman a_ {01}}} = mathbb {E} chap [a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ { ij} X_ {ij} -m (varteta) ight] = a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} mathbb {E} (X_ {ij}) - mathbb {E} ( m (varteta)) = a_ {i0} + chap (sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} -1ight) mu}                                 a                       men             0           =                   (                       1             −                           ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j              )          m       {displaystyle a_ {i0} = chap (1-sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} ight) mu}   Uchun                     k         ≠         0       {displaystyle keq 0}     bizda ... bor:
                                          1             2                                               ∂               f                            ∂                               a                                   men                   k              =                   E                    [                                     X                               men                 k                             (                                                 a                                       men                     0                   +                                   ∑                                       j                     =                     1                                        m                                     a                                       men                     j                                     X                                       men                     j                   −                 m                 (                 ϑ                 )                )             ]          =                   E                    [                       X                           men               k             ]                    a                       men             0           +                   ∑                       j             =             1             ,             j             ≠             k                        m                     a                       men             j                     E          [                   X                       men             k                     X                       men             j           ]         +                   a                       men             k                     E          [                   X                       men             k                        2           ]         −                   E          [                   X                       men             k           m         (         ϑ         )         ]         =         0       {displaystyle {frac {1} {2}} {frac {qisman f} {qisman a_ {ik}}} = mathbb {E} chap [X_ {ik} chap (a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} -m (vartheta) ight) ight] = mathbb {E} chap [X_ {ik} ight] a_ {i0} + sum _ {j = 1, jeq k} ^ {m} a_ {ij} mathbb {E} [X_ {ik} X_ {ij}] + a_ {ik} mathbb {E} [X_ {ik} ^ {2}] - mathbb {E} [X_ {ik} m (varteta)] = 0}   Biz quyidagilarni ta'kidlab, lotinni soddalashtirishimiz mumkin.
                                                                                          E                  [                                   X                                       men                     j                                     X                                       men                     k                   ]                                                 =                                   E                                    [                                                             E                      [                                           X                                               men                         j                                             X                                               men                         k                                             |                      ϑ                     ]                    ]                  =                                   E                  [                                   cov                  (                                   X                                       men                     j                                     X                                       men                     k                                     |                  ϑ                 )                 +                                   E                  (                                   X                                       men                     j                                     |                  ϑ                 )                                   E                  (                                   X                                       men                     k                                     |                  ϑ                 )                 ]                 =                                   E                  [                 (                 m                 (                 ϑ                 )                                   )                                       2                   ]                 =                                   v                                       2                   +                                   m                                       2                                                                 E                  [                                   X                                       men                     k                                        2                   ]                                                 =                                   E                                    [                                                             E                      [                                           X                                               men                         k                                                2                                             |                      ϑ                     ]                    ]                  =                                   E                  [                                   s                                       2                   (                 ϑ                 )                 +                 (                 m                 (                 ϑ                 )                                   )                                       2                   ]                 =                                   σ                                       2                   +                                   v                                       2                   +                                   m                                       2                                                                 E                  [                                   X                                       men                     k                   m                 (                 ϑ                 )                 ]                                                 =                                   E                  [                                   E                  [                                   X                                       men                     k                   m                 (                 ϑ                 )                                   |                                    Θ                                       men                   ]                 =                                   E                  [                 (                 m                 (                 ϑ                 )                                   )                                       2                   ]                 =                                   v                                       2                   +                                   m                                       2             {displaystyle {egin {hizalanmış} mathbb {E} [X_ {ij} X_ {ik}] & = mathbb {E} chap [mathbb {E} [X_ {ij} X_ {ik} | vartheta] ight] = mathbb { E} [{ext {cov}} (X_ {ij} X_ {ik} | vartheta) + mathbb {E} (X_ {ij} | vartheta) mathbb {E} (X_ {ik} | vartheta)] = mathbb { E} [(m (vartheta)) ^ {2}] = v ^ {2} + mu ^ {2}  mathbb {E} [X_ {ik} ^ {2}] & = mathbb {E} chap [mathbb {E} [X_ {ik} ^ {2} | varteta] ight] = mathbb {E} [s ^ {2} (vartheta) + (m (vartheta)) ^ {2}] = sigma ^ {2} + v ^ {2} + mu ^ {2}  mathbb {E} [X_ {ik} m (vartheta)] & = mathbb {E} [mathbb {E} [X_ {ik} m (vartheta) | Theta _ { i}] = mathbb {E} [(m (vartheta)) ^ {2}] = v ^ {2} + mu ^ {2} end {hizalanmış}}}   Yuqoridagi tenglamalarni hisobga olgan holda va hosilaga qo'shib, bizda:
                                          1             2                                               ∂               f                            ∂                               a                                   men                   k              =                   (                       1             −                           ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j              )                    m                       2           +                   ∑                       j             =             1             ,             j             ≠             k                        m                     a                       men             j           (                   v                       2           +                   m                       2           )         +                   a                       men             k           (                   σ                       2           +                   v                       2           +                   m                       2           )         −         (                   v                       2           +                   m                       2           )         =                   a                       men             k                     σ                       2           −                   (                       1             −                           ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j              )                    v                       2           =         0       {displaystyle {frac {1} {2}} {frac {qisman f} {qisman a_ {ik}}} = chap (1-sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} ight) mu ^ { 2} + sum _ {j = 1, jeq k} ^ {m} a_ {ij} (v ^ {2} + mu ^ {2}) + a_ {ik} (sigma ^ {2} + v ^ {2 } + mu ^ {2}) - (v ^ {2} + mu ^ {2}) = a_ {ik} sigma ^ {2} -left (1-sum _ {j = 1} ^ {m} a_ { ij} ight) v ^ {2} = 0}                                 σ                       2                     a                       men             k           =                   v                       2                     (                       1             −                           ∑                               j                 =                 1                                m                             a                               men                 j              )        {displaystyle sigma ^ {2} a_ {ik} = v ^ {2} chap (1-sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} ight)}   O'ng tomon bog'liq emas k . Shuning uchun, barchasi                               a                       men             k         {displaystyle a_ {ik}}     doimiydir
                              a                       men             1           =         ⋯         =                   a                       men             m           =                                             v                               2                                             σ                                   2                 +               m                               v                                   2            {displaystyle a_ {i1} = cdots = a_ {im} = {frac {v ^ {2}} {sigma ^ {2} + mv ^ {2}}}}   Uchun echimdan                               a                       men             0         {displaystyle a_ {i0}}     bizda ... bor
                              a                       men             0           =         (         1         −         m                   a                       men             k           )         m         =                   (                       1             −                                                             m                                       v                                           2                                                          σ                                           2                     +                   m                                       v                                           2                 )          m       {displaystyle a_ {i0} = (1-ma_ {ik}) mu = chap (1- {frac {mv ^ {2}} {sigma ^ {2} + mv ^ {2}}} ight) mu}   Va nihoyat, eng yaxshi taxminchi
                              a                       men             0           +                   ∑                       j             =             1                        m                     a                       men             j                     X                       men             j           =                                             m                               v                                   2                                              σ                                   2                 +               m                               v                                   2                                                                  X                                   men                 ¯            +                   (                       1             −                                                             m                                       v                                           2                                                          σ                                           2                     +                   m                                       v                                           2                 )          m         =         Z                                                             X                                   men                 ¯            +         (         1         −         Z         )         m       {displaystyle a_ {i0} + sum _ {j = 1} ^ {m} a_ {ij} X_ {ij} = {frac {mv ^ {2}} {sigma ^ {2} + mv ^ {2}}} {ar {X_ {i}}} + chap (1- {frac {mv ^ {2}} {sigma ^ {2} + mv ^ {2}}} ight) mu = Z {ar {X_ {i}} } + (1-Z) mu}   Adabiyotlar  
Iqtiboslar Manbalar Frits, E.V .; Yosh, V.R .; Luo, Y. (1999). "Ishonchlilik modellarining uzunlamasına ma'lumotlarni tahlil qilish talqini". Sug'urta: Matematika va iqtisodiyot . 24  (3): 229–247. doi :10.1016 / S0167-6687 (98) 00055-9 .