我找到了以下 R 代码来拟合 Tweedie 复合 Poisson Gamma 分布。我必须将其与我的 399 索赔金额相匹配。我看过以下 R 代码ptweedie.series(q, power, mu, phi)
和dtweedie.series(y, power, mu, phi)
. 但是我无法完全理解代码,在将数据导入 R 后,如何继续?提前致谢。
1 回答
首先要注意:从上面的评论中导入您的数据集会产生 398 个索赔,而不是 399 个。其中一个比索赔中位数大 4 个数量级。所以我怀疑是错字。在接下来的分析中,我排除了该样本,留下了 397。
快速浏览一下Tweedie Distributions的 Wikipedia 条目会发现,这实际上是一系列由power
参数区分的指数分布(xi
在 R 文档中)。Power=1 产生泊松分布,power=2 产生 Gamma 分布,power=3 产生逆高斯分布,依此类推。Tweedie 分布也被定义为非整数幂。参数 mu 是均值,phi 是离散参数,与方差有关。
因此,据我所知,基本问题是功率、mu 和 phi 的哪种组合产生最适合您的索赔数据的分布?
评估分布是否适合样本的一种方法是 QQ 图。这绘制了样本的分位数与测试分布的分位数。如果样本分布为检验分布,则 QQ 图应该是一条直线。在 R 代码中(并X
作为您的样本向量):
summary(X) # NOTE: max/median > 1e4 !!!
# Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max.
# 1.00e+03 5.50e+03 1.20e+04 5.47e+05 2.50e+04 2.08e+08
X <- X[X<max(X)] # remove largest value (erroneous??)
hist(X,breaks=c(seq(1,1e5,1000),Inf),xlim=c(0,100000))
library(tweedie)
qqTweedie <- function(xi,p,mu,phi) {
names <- c("Poisson","Gamma","Inverse Gaussian","Positive Stable")
plot(qtweedie(p,xi,mu,phi),quantile(X,probs=p),
main=paste0("Power = ",xi," (",names[xi],")"))
qqline(X,prob=c(0.25,0.75), col="blue", lty=2,
distribution=function(p) qtweedie(p,xi,mu,phi))
}
p <- seq(0.02,0.98,length=100)
par(mfrow=c(2,2))
lapply(c(1:4),qqTweedie,p=p,mu=1,phi=1)
Gamma 和逆高斯分布都可以解释您的数据,最高可达约 40,000 个。Gamma 分布低估了较大索赔的频率,而逆高斯分布则高估了它们的频率。所以让我们试试power=2.5。
par(mfrow=c(1,1))
xi <- 2.5
plot(qtweedie(p,xi,1,1),quantile(X,probs=p),main=paste0("Power = ",xi))
qqline(X,prob=c(0.25,0.75), col="blue", lty=2,
distribution=function(p) qtweedie(p,xi,1,1))
因此,您的索赔数据似乎遵循 power=2.5 的 tweedie 分布。下一步是估计 mu 和 phi,给定 power=2.5。这是一个二维的非线性优化问题,所以我们使用 package nloptr
。事实证明,收敛取决于起始参数相对接近最优值,因此需要大量的试验和错误才能nlopt(...)
收敛。
library(nloptr)
F <- function(params){ # Note: xi, Q, and p are defined external to F
mu <- params[1]
phi <- params[2]
return(sum(Q - qtweedie(p,xi,mu,phi))^2)
}
xi <- 2.5
Q <- quantile(X,p)
opt <- nloptr(x0=c(mu=1e4,phi=.01), eval_f=F, ub=c(5e4,.1), lb = c(1,0),
opts = list(algorithm="NLOPT_LN_COBYLA",maxeval=1e3,print_level=1))
opt$solution
# [1] 1.884839e+04 9.735325e-03
最后,我们确认该解决方案确实很好地拟合了数据。
mu <- opt$solution[1]
phi <- opt$solution[2]
par(mfrow=c(1,1))
hist(X,breaks=c(seq(1,1e5,1000),Inf),xlim=c(0,1e5))
x <- seq(1,1e5,1e3)
lines(x,dtweedie(x,xi,mu,phi),col="red")