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“大数据”有助于推动人们对精算科学的热爱

Data-driven:
数据驱动: 即使在计算机驱动的大数据时代,Larry Leemis仍然使用古老的黑板来解释分布和其他统计概念。Stephen Salpukas摄

如果你的房子前面有一个消防栓,你的房主保险的保费会比附近没有消防栓的房子低。

但是,距离消防栓多近的房子才有资格享受减税额呢?怎样的还原才是合适的呢?应该使用什么证据?计算出预测你应该为保险支付多少费用的因素的人被称为精算师。William & 玛丽通过算法负载生成它们。

精算师运用概率论、统计学和金融学,驱动着许多保险的日常结果。发生事故的司机通常会看到他们的汽车保险大幅上涨。吸烟者通常要为人寿保险付更多的钱。精算科学的数学预测能力使保险公司能够保持盈利,一边是风险的危险,另一边是没有竞争力的高利率的危险。拉里·利米斯说,所有这些似乎都是直觉,但精算师的工作要深入和广泛得多。

Leemis, William & 玛丽的数学教授,在数学系担任精算顾问。他一直在为在精算科学领域取得成功的学生提供创纪录的培训。要成为一名精算师,候选人必须通过精算师协会(SOA)提供的一系列考试。

根据Leemis的说法,在过去的二十年里,威廉玛丽学院对数学专业的兴趣增加了一倍多。他说,这一增长的部分原因是越来越多的学生希望进入精算学等领域。Leemis表示,他预计未来对精算领域的兴趣将保持强劲。

“随着越来越多的人主修数学和统计学,因为现在大数据的推动,越来越多的人会对精算科学感兴趣,”Leemis说。

“大数据”指的是计算技术的能力不断扩大,以处理直到最近还无法管理的大量数据。威廉玛丽大学的数学系正在通过美国国家科学基金会资助的“极限- qed”项目解决大数据的培训、研究和教育方面的问题。大数据的影响远远超出了精算科学,Leemis说,大数据运动的影响已经在威廉玛丽大学数学专业的兴趣中变得明显。

他说,在21世纪初,通常会有三四个William & 玛丽的学生参加SOA的考试P,这通常是最终成为精算师协会会员的漫长道路上的第一步。如今,每年大约有10名威廉玛丽学院的学生参加p级考试。Leemis指出,威廉玛丽学院的通过率大约是全国平均水平的两倍。

考试P测试考生的概率知识,通常是高年级数学专业学生想进入精算领域的考试。Leemis解释说,在这些考试中取得成功的关键,以及在这个行业中取得成功的关键,是掌握概率、统计、金融和经济学的核心知识。

考试P(概率)涉及各种主题,从概率到金融数学再到生活偶然性。Leemis说这个测试是一个很好的职业入门。

“要成为一名精算师,你必须对概率、统计和金钱有很好的理解。如果你掌握了这三点以及它们是如何相互作用的,那么你就具备了成为一名精算师的条件。”

随着越来越多的学生对考试P表现出兴趣,Leemis编写了独特的工具,从不同的角度为学生提供更多的资源。Leemis在他的概率课上编写了一本教科书,它遵循了精算师协会为该系列的第一次考试发布的考试大纲。然而,Leemis对材料的处理方式在一个方面为学生提供了另一种思维方式。本着大数据的精神,他采用计算方法来解决问题。

Leemis说:“你会得到解析解,然后我会用编程语言R进行蒙特卡罗模拟。”

Leemis解释说,学生掌握一个概念的最好方法之一是通过模拟来更好地理解解决方案的起源。

Leemis说:“我认为这是一种从不同的角度看待解析解的方法,并提供了数学上棘手的解决方案。”

使用计算方法帮助学生掌握材料的一个例子是Monty Hall问题。在Monty Hall问题中,游戏节目的玩家必须在三扇门之间做出选择——一扇门后面有一辆汽车,另外两扇门后面有山羊。在玩家选择了自己的门后,Monty Hall会在剩下的两扇门中的一扇后面展示一只山羊,并询问玩家是继续选择原来的门还是切换到剩下的门。最明智的选择是什么?

大多数人会惊讶地发现,换牌有2/3的获胜几率,而保持原来的牌只有1/3的获胜几率。正确的解决方案似乎违背了常识,每个人都认为汽车山羊的情况应该是五五开的命题。

Leemis的蒙特卡罗方法允许学生运行Monty Hall数字。它通过用户定义的试验次数来测试可能结果的概率。实时运行用R编码的问题模型,显示可能的结果及其概率。

在Monty Hall问题中,这种计算方法表明切换门时获胜的概率是2/3,提供了另一种概念化问题的方法。Leemis解释说,他的模拟技术还可以帮助绘制出不像Monty Hall问题那样简单的问题,学生可以使用它来处理数据并跟踪变化。

Leemis指导他的学生使用的另一个工具是他与研究生Jackie McQueston创建的单变量分布图表,该图表被认为对专业人士来说意义重大,并于2008年发表在《美国统计学家》上。这个工具描绘了理解考试P的材料所必需的关键统计概念之间根深蒂固的联系。

Leemis解释说,这些概念被称为“分布”。就像律师必须了解大量的法律才能有效地完成工作一样,精算师必须了解如何使用不同的分布来解决复杂的问题。

数据通常形成预测模式,数学家称之为分布。最常见的分布是正态分布,或“钟形曲线”。不同的分布描述了不同的东西。有些表示某事成功次数的概率——其中一个甚至描述了电话线上两只鸟之间距离的概率。Leemis的单变量分布图展示了这些预测因子是如何相互关联的,并为用户提供了每个关系的证明。图表是一种统计族谱,是一种图形表示,例如,用户可以从中看到逆高斯分布与标准沃尔德、卡方和标准正态分布之间的联系。

另一名研究生,Pete Vermeer硕士,12岁,使这个工具可以在网上访问,该网站已经收到了来自世界各地的25000多名个人访问者,甚至还有一些国际上对每个分布的证明的贡献。

Leemis还致力于通过他与一位在Geico精算领域工作的校友John McCutcheon的关系,为学生提供参加考试的机会。麦卡琴为17名学生提供了参加考试的资金。

Leemis将学生们的成功归功于成为数学专业学生必须完成的广泛的数学课程。

“你需要数学专业的学生才能通过这些考试。更强的课程背景会让你有能力通过考试,”Leemis说,“数学专业很扎实,因为核心内容不会有太大变化。他们已经做好了在考试中取得成功的准备。”

他解释说,在这里提供的许多数学学科的课程中,“数学成熟度”对于理解考试和精算职业中出现的概念至关重要。然而,无论学生是否打算进入精算领域,为这些考试准备的课程对任何数学专业的学生都是有益的。

“这不仅仅是概率本身,而是它能把你带到哪里,”Leemis说,“它能把你带到很多不同的方向。”