Customer profitability forecasting using fair boosting : an application to the insurance industry

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dc.contributor.advisorMarchand, Mario-
dc.contributor.authorSt-Jean, Alex-
dc.date.accessioned2021-02-08T08:27:43Z-
dc.date.available2021-02-08T08:27:43Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.other36951-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11794/68083-
dc.description.abstractLa prévision de la profitabilité du client, ainsi que la tarification, sont des pièces centrales dans le monde des sciences actuarielles. En utilisant des données sur les historiques des clients et en optimisant des modèles statistiques, les actuaires peuvent prévoir, dans une certaine mesure, le montant qu’un client réclamera durant une certaine période. Cependant, ces modèles utilisent souvent des données sensibles reliées au client qui sont considérées comme étant des facteurs de risque très importants dans la prédiction de pertes futures. Ceci est considéré comme étant légal dans plusieurs jurisdictions tant que leur utilisation est supportée par des données actuarielles, car ces attributs permettent aux clients d’obtenir une prime plus précise. Toutefois, comme soulevé dans la littérature récente en apprentissage machine, ces modèles peuvent cacher des biais qui les rendent discriminants envers certains groupes. Dans ce mémoire, nous proposons un modèle de prévision de la profitabilité du client utilisant des avancées récentes provenant du domaine de l’apprentissage machine pour assurer que ces algorithmes ne discriminent pas disproportionnellement envers certains sous-groupes faisant partie de l’intersection de plusieurs attributs protégés, tel que l’âge, la race, la religion et l’état civil. En d’autres mots, nous prédisons équitablement la prime théorique de n’importe quel client en combinant l’état de l’art en prédiction de pertes en assurance et appliquant certaines contraintes d’équité sur des modèles de régression. Suite à l’exécution de l’estimation de la profitabilité du client sur plusieurs jeux de données réels, les résultats obtenus de l’approche proposée sont plus précis que les modèles utilisés traditionnellement pour cette tâche, tout en satisfaisant des contraintes d’équité. Ceci montre que cette méthode est viable et peut être utilisée dans des scénarios concrets pour offrir des primes précises et équitables aux clients. Additionnellement, notre modèle, ainsi que notre application de contraintes d’équité, s’adapte facilement à l’utilisation d’un grand jeu de données qui contiennent plusieurs sous-groupes. Ceci peut être considérable dans le cas où un critère d’équité intersectionnel doit être respecté. Finalement, nous notons les différences entre l’équité actuarielle et les définitions d’équité provenant du monde de l’apprentissage machine, ainsi que les compromis reliés à ceux-ci.fr
dc.description.abstractCustomer profitability forecasting, along with ratemaking, are central pieces in the world of actuarial science. By using historical data and by optimising statistical models, actuaries can predict whether a client with certain liabilities will claim any loss and what amount will be claimed inside a defined policy period. However, these models often use sensitive attributesrelated to the customer that are considered to be crucial risk factors to consider in predicting future losses. This is considered legal in many jurisdictions, as long as their use is backedby actuarial data, as these attributes give a more accurate premium to clients. Nonetheless,as it has been noted in recent machine learning literature, models can hide biases that makethem discriminate against certain groups. In this thesis, we propose a customer profitability forecasting model that uses recent advancements in the domain of machine learning to ensurethat these algorithms do not discriminate disproportionately on a subgroup of any intersectionof protected attributes, such as age, gender, race, religion and marital status. In other words,we fairly predict the theoretical premium of any client by combining state-of-the-art methodsin insurance loss prediction and the application of fairness constraints on regression models. After performing customer profitability estimation on multiple real world datasets, it is shownthat the proposed approach outperforms traditional models usually used for this task, whilealso satisfying fairness constraints. This shows that this method is viable and can be used inreal world scenarios to offer fair and accurate premiums to clients. Additionally, our model andour application of fairness constraints scale easily when using large datasets that contain many subgroups. This can be substantial in the case of satisfying an intersectional fairness criterion.Finally, we highlight the differences between actuarial fairness and fairness definitions in theworld of machine learning, along with its related trade offs.en
dc.format.extent1 ressource en ligne (x, 96 pages)-
dc.languagefre-
dc.titleCustomer profitability forecasting using fair boosting : an application to the insurance industry-
dc.typeCOAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrisefr
dc.date.updated20210222-
dc.subject.rvmAssurance -- Mathématiques.fr_CA
dc.subject.rvmProfit -- Comptabilité.fr_CA
dc.subject.rvmRentabilité.fr_CA
dc.subject.rvmApprentissage automatique.fr_CA
dcterms.publisher.locationQuébec-
dc.identifier.bacTC-QQLA-36951-
bul.identifier.controlNumber1236394526-
etdms.degree.nameMaître ès sciences (M. Sc.)fr_CA
etdms.degree.grantorUniversité Lavalfr_CA
bul.identifier.uuid4c761dbf-1e40-47da-9666-e27e3c817f84-
bul.faculteFaculté des sciences et de génie.-
etdms.degree.disciplineMaîtrise en informatique-
bul.date.reception2021-01-20-
dc.identifier.nothese36951-
Collection:Thèses et mémoires

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