Difference between revisions of "Usage-based Insurance/cs"

From Simulace.info
Jump to: navigation, search
(→‎Definice problému)
(→‎Možná rozšíření)
 
(106 intermediate revisions by 2 users not shown)
Line 1: Line 1:
 +
{{DISPLAYTITLE:Usage-based Insurance}}
 
Pojištění vozidel: Chování trhu při zavedení možnosti „pay as you drive“ (usage-based insurance)
 
Pojištění vozidel: Chování trhu při zavedení možnosti „pay as you drive“ (usage-based insurance)
  
 
=Definice problému=
 
=Definice problému=
−
V některých zemích, například Velké Británii, umožňují pojišťovny alternativní model platby za povinné ručení, známý jako [http://en.wikipedia.org/wiki/Usage-based_insurance "Pay as You Go"]. Pokud se klient rozhodne tento model využít, je mu do automobilu nainstalován GPS tracker snímající veškeré použití vozidla. Na základě dat z tohoto trackeru je poté vypočtena výše pojistného: obvykle jako paušální částka (pronájem zařízení) + variabilní složka dle najetých kilometrů. Tento systém může být rozšířen o penalizaci rizikového chování (například jízdy v noci, uvažuje se například i o alkoholtesteru jako součásti záznamového zařízení) či odlišné tarifikace různých typů vozovek.
+
V některých zemích, například ve Velké Británii, umožňují pojišťovny alternativní model platby za povinné ručení, známý jako [http://en.wikipedia.org/wiki/Usage-based_insurance "Pay as You Drive"] (PAYD). Pokud se klient rozhodne tento model využít, je mu do automobilu nainstalován GPS tracker snímající veškeré použití vozidla. Na základě dat z tohoto trackeru je poté vypočtena výše pojistného: obvykle jako paušální částka (pronájem zařízení) + variabilní složka dle najetých kilometrů. Tento systém může být rozšířen o penalizaci rizikového chování (například jízdy v noci, uvažuje se i o alkoholtesteru jako součásti záznamového zařízení) či odlišné tarifikace různých typů vozovek.
  
 
Cílem semestrální práce je simulovat reakci trhu povinného ručení na zavedení možnosti platit pojištění za ujeté kilometry místo pevné částky. Výsledky budou zkoumány zejména s ohledem na dynamiku chování (jak dlouho trvá modelu přechod do nového rovnovážného stavu, zda dochází k prudkým výkyvům) a typ výsledného rovnovážného stavu (atraktoru).
 
Cílem semestrální práce je simulovat reakci trhu povinného ručení na zavedení možnosti platit pojištění za ujeté kilometry místo pevné částky. Výsledky budou zkoumány zejména s ohledem na dynamiku chování (jak dlouho trvá modelu přechod do nového rovnovážného stavu, zda dochází k prudkým výkyvům) a typ výsledného rovnovážného stavu (atraktoru).
Line 9: Line 10:
 
Možnosti platby za ujeté kilometry budou zpočátku využívat (zejména) majitelé vozidel s výrazně podprůměrnou ročně ujetou vzdáleností, tedy i nehodovostí. (kteří na současném systému prodělávají). Tím odčerpají peníze ze systému klasického pojištění, na což pojišťovny musí zareagovat zvednutím výše pojistného. Při vyšší ceně pojistného se platba za ujeté kilometry stane výhodnou pro více pojištěnců, kteří odčerpají další peníze atd.
 
Možnosti platby za ujeté kilometry budou zpočátku využívat (zejména) majitelé vozidel s výrazně podprůměrnou ročně ujetou vzdáleností, tedy i nehodovostí. (kteří na současném systému prodělávají). Tím odčerpají peníze ze systému klasického pojištění, na což pojišťovny musí zareagovat zvednutím výše pojistného. Při vyšší ceně pojistného se platba za ujeté kilometry stane výhodnou pro více pojištěnců, kteří odčerpají další peníze atd.
  
−
Pro určité vstupní parametry bude výše naznačený cyklus trhem tlumen (a ve výsledném rovnovážném stavu budou existovat zároveň oba systémy pojištění, Při dostatečně nízké ceně PAYG však dojde ke změně atraktoru, trh nedokáže cyklus brzdit a všichni klienti (až na jednoho posledního) přejdou k novému systému pojistného.
+
Pro určité vstupní parametry bude výše naznačený cyklus trhem tlumen (a ve výsledném rovnovážném stavu budou existovat zároveň oba systémy pojištění, Při dostatečně nízké ceně PAYD však dojde ke změně atraktoru, trh nedokáže cyklus brzdit a všichni klienti (až na jednoho posledního) přejdou k novému systému pojistného.
 +
 
 +
==Výzkumné problémy==
 +
Jakým způsobem závisí podíl PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní a variabilní částce pojistného (při ostatních parametrech neměnných)?
 +
 
 +
Jaký je průběh vývoje trhu (v čase) pro vybrané vstupní parametry?
  
 
=Metoda=
 
=Metoda=
 +
Pro určení vhodné metody byla provedena analýza dle otázek, které jsou součástí Agentology<ref>Šalamon, 2011, pg. 112-113</ref> metodologie:
 +
 +
 +
''Are there entities that can make decisions?''
 +
:: Ano, pojištěnci i pojišťovny.
 +
 +
''Are there many kinds of decision-making entities or many kinds of decisions?''
 +
:: V simulaci existují dva, respektive tři (pokud uvažujeme každý typ pojišťovny samostatně) druhy subjektů. Rozhodnutí jsou poměrně jednoduchá, v případě pojištěnců jde o volbu mezi dvěma typy pojištění, u pojišťoven o stanovení ceny pojistného tak, aby vyhověly požadavkům zákona (''Pojistitel je povinen stanovit výši pojistného tak, aby zabezpečil trvalou splnitelnost závazků vzniklých provozováním pojištění odpovědnosti a úhradu příspěvků Kanceláři'') <ref>168/1999 Sb., § 3b</ref> a odolaly konkurenčním subjektům.
 +
 +
''Does it look like the system will have dynamic characteristics (its former states influence the future states)?''
 +
::Ano.
 +
 +
''We do not feel a need to treat an overall behavior of the whole system on macro-level.''
 +
::Pojišťovny se rozhodují na základě makro-dat, které lze ale jednoduše agregovat z dat o jednotlivých objektech.
 +
 +
''Is it difficult to describe the whole situation as a process diagram or state-and-transition diagram?''
 +
::Situaci lze zachytit jako state-and-transition diagram s poměrně mnoha prvky, ale málo vazbami.
 +
 +
''Is it difficult to “count up” the entities into lump sums and then work solely with such amounts? It means, are there many different entities that we cannot treat together?''
 +
::Při jistém zjednodušení modelu (zejména absolutní racionalita pojištěnců a abstrahování od elasticity poptávky, viz [[#Předpoklady a omezení modelu|kapitola Předpoklady a omezení modelu]]) lze simulovat i s agregovanými daty. Pro některá navrhovaná rozšíření jsou tato omezení nepřijatelná, poté by byl pravděpodobně vhodnější agentní model.
 +
 +
''Are spatial factors of the environment important for the simulation?''
 +
::Ne
 +
 +
 +
Na základě uvedených otázek byla jako vhodná metoda zvolena [[Discrete event simulation/cs|diskrétní simulace]]. Z odpovědí ale vyplývají i omezení, která je třeba respektovat v dalších fázích modelování.
 +
 +
Jako prostředí byl zvolen tabulkový kalkulátor MS Excel ve verzi 2010, zejména z důvodů jeho dostupnosti, známému prostředí, matematickým schopnostem, možnostem doprogramovat další potřebné funkce pomocí VBA a poměrně dobrým možnostem analýzy a prezentace dat.
  
 
=Model=
 
=Model=
  
 
== Předpoklady a omezení modelu ==
 
== Předpoklady a omezení modelu ==
−
*'''Rovnováha na trhu:''' Do uvedení možnosti platby PAYG je trh v dokonalé rovnováze. Vlivem konkurence pojišťovny negenerují zisk, vybrané pojistné přesně kryje náklady na úhradu pojistných událostí.
+
*'''Rovnováha na trhu:''' Do uvedení možnosti platby PAYD je trh v dokonalé rovnováze. Vlivem konkurence pojišťovny negenerují zisk, vybrané pojistné přesně kryje náklady na úhradu pojistných událostí.
−
*'''Absolutní racionalita pojištěnců:''' Pojištěnec se rozhoduje vždy pro variantu přinášející mu nejvyšší zisk. Nemá žádné transakční náklady, takže se ke změně pojištění rozhodne i ve chvíli, kdy je pro něj výhodnější jen o několik haléřů.
+
*'''Absolutní racionalita pojištěnců:''' Pojištěnec se rozhoduje vždy pro variantu přinášející mu nejvyšší zisk. Nemá žádné transakční náklady, takže se ke změně pojištění rozhodne i ve chvíli, kdy je pro něj výhodnější jen o několik haléřů. Toto zjednodušení obvykle ve skutečnosti platí až v dlouhém čase. Toto omezení lze chápat také tak, že simulace dává odhad maximálního možného efektu, kterého zavedení pojištění při daných parametrech dosáhne.
−
*'''Cenová diskriminace:''' Model abstrahuje od různých cen pro různé objemy motoru, "bonusu dobrého řidiče" apod. Ceny vyjadřují průměrnou hodnotu. Předpokládá se, že i při použití modelu PAYG bude cena odstupňována (například podle hmotnosti vozidla, objemu motoru) podobně jako klasického pojištění.
+
*'''Cenová diskriminace:''' Model abstrahuje od různých cen pro různé objemy motoru, "bonusu dobrého řidiče" apod. Ceny vyjadřují průměrnou hodnotu. Předpokládá se, že i při použití modelu PAYD bude cena odstupňována (například podle hmotnosti vozidla, objemu motoru) podobně jako klasického pojištění.
 +
*'''Počet vozidel, najetých km, nehodovost:''' se v čase simulace nemění.
 +
 
 +
 
 +
*'''Počet ujetých kilometrů na automobil:''' Rozložení je dáno Gamma rozdělením, jeho parametry budou v modelu odhadnuty na základě [[#Relevantní data|dostupných dat]].
 +
*'''Doba trvání pojistných smluv:''' Pojistné smlouvy se uzavírají vždy na dobu určitou 12 měsíců. Objem smluv v čase je rozložen rovnoměrně, takže každý kalendářní měsíc sochází k uzavření jedné dvanáctiny z celkového objemu pojistných smluv.
 +
 
 +
== Relevantní data ==
 +
*Počet osobních vozidel v ČR (data za rok 2009): 4435000<ref>Eurostat, 2012</ref>
 +
*Průměrná roční kilometráž na osobní vozidlo/dodávku: 9570/rok<ref>OECD, 2010, pg. 54</ref>
 +
*Elasticita poptávky po dopravě osobním automobilem: [http://www.czp.cuni.cz/urbantransport/deliverables/Aktivita_2_1_reserse_ekonomicka.pdf viz rešerše zahraničních i českých výzkumů]<ref>Brůhová-Foltýnová, 2007, pg. 4-18</ref>
  
−
== Koncept chování modelu ==
+
== Implementace ==
 +
Simulace je provedena v prostředí MS Excel jako sled iterativně prováděných diskrétních operací, prováděných jednou za měsíc.
  
−
== Reálná data použitá v modelu (resp. vhodná pro rozšíření) ==
+
===Konstanty (vstupní parametry) modelu===
−
Počet osobních vozidel v ČR (data za rok 2009): 4435000 [[#Reference|(Eurostat, 2009)]]
+
Model pracuje s následujícími konstantami (vstupními parametry):
  
−
== Vlastní implementace ==
+
[[File:xbarr10_gamma.png|thumb|alt=Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, distribuční funkce|Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, distribuční funkce]]
 +
[[File:xbarr10_gammaf.png|thumb|alt=Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, kumulativní distribuční funkce|Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, kumulativní distribuční funkce]]
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
! Zkratka !! Název !! Hodnota (dle reálných dat) !! Poznámka
 +
|-
 +
|  aut || Počet vozidel ||  4435000 <ref>Eurostat, 2012</ref>  || 
 +
|-
 +
| kmrocne_prumer  || Průměrný počet ročně najetých kilometrů na 1 vozidlo || 9570<ref>OECD, 2010, pg. 54</ref> || Jedna z vstupních hodnot pro parametry Gamma rozdělení
 +
|-
 +
| kmrocne_rozptyl  || Rozptyl ročně najetých km na vozidlo ||  || Jedna z vstupních hodnot pro parametry Gamma rozdělení, data nedostupná, použit kvalifikovaný odhad 20000000 (odpovídá směrodatné odchylce 4472km)
 +
|-
 +
| pojistne_klas (i0) || Pojistné klasické  ||  || Klasické roční pojistné za jeden automobil, počáteční hodnota. Průměrná cena pojistného na českém trhu nebyla zjištěna, jen hrubě odhadnuta na 5000Kč. Přesné určení ceny nemá vliv na přesnost výsledků simulace, zásadní je poměr jednotlivých cen.
 +
|-
 +
| pojistne_payd_fix  || Pojistné PAYD - fixní část ||  || Fixní část PAYD pojistného, roční paušální platba za automobil (administrativní náklady, pronájem gps trackeru, ale může vyjadřovat i implicitní náklady pojištěnce z "pocitu sledování" - potom by ale tato část neměla být započítávána do příjmů pojišťovny). Pro simulaci mají smysl hodnoty nižší než je klasické pojistné (včetně záporných)
 +
|-
 +
| pojistne_payd_var  || Pojistné PAYD - variabilní část ||  || Variabilní část PAYD pojistného: platba za ujetý kilometr. Smysl mají hodnoty větší než 0.
 +
|}
 +
 
 +
===Proměnné modelu===
 +
Pro každé období se sleduje 12 proměnných, způsob jejich výpočtu je naznačen v následující tabulce:
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
! Zkratka !! Název !! Vstupní hodnota !! Výpočet !! Poznámka
 +
|-
 +
| i  || Období || 1  ||  ||
 +
|-
 +
| pojistencu_klas  || Pojištěnců klasických ||  || =1-pojistencu_payd || Podíl pojištěnců s klasickým pojištěním na trhu
 +
|-
 +
| pojistencu_payd  || Pojištěnců PAYD ||  || =GAMMA.DIST(mezkm;alpha;beta;1) || Podíl pojištěnců s PAYD pojištěním na trhu
 +
|-
 +
| pojistne_klas  || Pojistné klasické (rok) || pojistne_klas (i0) || <math>=\frac{pojistne\_opt - vyb\_poj_{(i-1)}}{aut * pojistencu\_klas_{(i-1)}}</math>  || Pojišťovna musí měnit cenu klasického pojištění tak, aby byla schopná dostát svým závazkům (celkové vybrané pojistné musí zůstat stejné). Rozhoduje se na ákladě údajů z minulého období.
 +
|-
 +
| km_klas  || Kilometrů klas ||  || =aut*kmrocne_prumer-km_payd ||
 +
|-
 +
| km_payd  || Kilometrů PAYD || 0  ||  =najetychkm(pojistencu_payd) || do 12. měsíce (zahřívací období) = 0
 +
|-
 +
| vyb_poj_klas  || Pojistné vybrané klas ||  || =aut*pojistne_klas ||
 +
|-
 +
| vyb_poj_payd_fix  || Pojistné vybrané PAYD - fixní složka ||  || =aut*pojistne_payd_fix ||
 +
|-
 +
| vyb_poj_payd_var  || Pojistné vybrané PAYD - variabilní složka ||  || =km_payd*pojistne_payd_var ||
 +
|-
 +
| vyb_poj_payd  || Pojistné PAYD celkem ||  || =vyb_poj_payd_fix+vyb_poj_payd_var ||
 +
|-
 +
| vyb_poj  || Pojistné celkem ||  || =vyb_poj_klas+vyb_poj_payd ||
 +
|-
 +
| mezkm  || Mezní km ||  || <math>=\frac{pojistne\_klas * pojistne\_payd\_fix}{pojistne\_payd\_var}</math> || Počet ročně najetých kilometrů, pro které je cena obou pojištění stejná.
 +
|-
 +
| vyb_poj_roc  || Roční  vybrané pojistné (klouzavý součet) ||  || <math>=\sum_{i-1}^{i-12} vyb\_poj</math> ||
 +
|}
 +
 
 +
===Funkce===
 +
====najetychkm(hranicniprocento)====
 +
Funkce vrací počet kilometrů, které ročně souhrnně najede skupina nejméně jezdících automobilů (hranice je dána parametrem hranicniprocento). Jde o integrál kumulativní distribuční funkce gama rozdělení (s parametry danými konstantami Alpha a Beta), vynásobený počtem celkově najetých kilometrů (počet automobilů * průměr najetých kilometrů na automobil)
 +
 
 +
Public Function najetychkm(hranicniprocento)
 +
'najetychkm = hranicniprocento
 +
If (hranicniprocento <= 0.995) Then
 +
i = 2
 +
Do While Worksheets(2).Cells(i, 1) <= hranicniprocento
 +
i = i + 1
 +
Loop
 +
'najetychkm = Worksheets(2).Cells(i - 1, 4)
 +
najetychkm = (Worksheets(2).Cells(i, 4) * (hranicniprocento - Worksheets(2).Cells(i - 1, 1)) + Worksheets(2).Cells(i - 1, 4) * (Worksheets(2).Cells(i, 1) - hranicniprocento)) / (Worksheets(2).Cells(i, 1) - Worksheets(2).Cells(i - 1, 1))
 +
Else
 +
najetychkm = Range("aut").Value * Range("kmrocne_prumer").Value / 12
 +
End If
 +
End Function
 +
 
 +
Integrál je počítán numericky jako plocha pod křivkou. Pro urychlení výpočtu a zjednodušení kódu je pro každý krok o konstantní velikosti 1% (lze použít libovolný krok) spočítán na druhém listu tabulky. Makro tedy pouze za pomoci cyklu nalezne dvě nejbližší vypočítané hodnoty, ze kterých vypočítá vážený průměr.
 +
 
 +
[[File:kumulativni_distribuce_najetych_km.png|frame|center|alt=Kumulativní distribuce najetých kilometrů|Kumulativní distribuce najetých kilometrů [biliony km] (význam grafu je podobný jako u Lorenzovy křivky, tedy například 40% nejméně jezdících aut najede v součtu 10bio&nbsp;km. Přerušovaná čára ukazuje podobu grafu pro rovnoměrné rozdělení.)]]
 +
 
 +
===Uživatelské rozhraní===
 +
[[File:xbarr10_gui.png|frame|center|alt=GUI|Uživatelské rozhraní simulace]]
 +
[[#Konstanty (vstupní parametry) modelu|Vstupní parametry]] se zadávají (ručně nebo například pomocí tabulky dat) do oranžově označených polí v horní části tabulky. Ostatní pole se při běžném použití simulace nevyplňují. V hlavní (výsledkové) části listu, označené jednoduchou čarou, je vypočten vývoj [[#Proměnné modelu|proměnných]] v čase. Čára pod prvními dvanácti měsíci znázorňuje konec zahřívacího období a zároveň spuštění možnosti platit pojištění metodou PAYD.
  
 
== Možná rozšíření ==
 
== Možná rozšíření ==
 +
Při setrvání u použité [[#Metoda|metody]] jsou možnosti rozšíření modelu ve smyslu odstranění [[#Předpoklady a omezení modelu|omezení, resp. zmírnění předpokladů]] velmi omezené. Větší možnosti by umožnilo použití jiné metody, například [[Multi-agent systems/cs|multiagentní simulace]]. Vytvoření jiného modelu stejného problému a následná konfrontace výsledků obou modelů by navíc umožnilo ověření správnosti výsledků.
 +
 +
Další možné rozšíření se týká vstupních parametrů. V prezentovaném modelu jsou určeny deterministicky, pro reálnou aplikaci by bylo vhodné umožnit určitou nejistotu, použít metodu [[Monte Carlo/cs|Monte Carlo]], a to buď s využitím v excelu dostupných prostředků, nebo s jinými nástroji, například Oracle Crystal Ball.
  
 
=Výsledky=
 
=Výsledky=
 +
Kapitola přináší odpovědi na [[#Výzkumné problémy|výzkumné problémy]]. Pokud není uvedeno jinak, [[#Konstanty (vstupní parametry) modelu|vstupní parametry]] jsou následující:
 +
{| class="wikitable"
 +
|-
 +
! Parametr !! Hodnota
 +
|-
 +
|  aut || 4435000
 +
|-
 +
| kmrocne_prumer || 9570
 +
|-
 +
| kmrocne_rozptyl  || 20000000 (odpovídá směrodatné odchylce 4472km)
 +
|-
 +
| pojistne_klas (i0) || 5000
 +
|}
 +
 +
==Závislost podílu PAYD pojištěnců na fixní a variabilní částce pojistného==
 +
Veškeré výsledky byly změřeny jako roční výnos za třetí rok. Výpočtem variačního koeficientu pro jednotlivé měsíce bylo ověřeno, že se jedná o ustálenou hodnotu. Písmeno Z značí, že hodnota není přípustná (při daných parametrech není možné udržet celkovou výši vybraného pojistného).
 +
[[File:xbarr10_heatmap.png|frame|center|alt=heatmap|Tabulka dat / heatmapa závislosti podílu PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní (vertikální osa) a variabilní (horizontální osa) částce pojistného]]
 +
[[File:xbarr10_grafzavislosti.png|frame|center|alt=zavislost podilu PAYD na cenách pojištění|Graf závislosti podílu PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní (horizontální osa) a variabilní (datové řady) částce pojistného]]
 +
 +
==Průběh vývoje trhu (v čase) pro vybrané vstupní parametry==
 +
Pro většinu parametrů se model ustálí během krátké doby (do 18 měsíců). Při zadání hodnot způsobujícím blízké přiblížení k 100% podílu PAYD pojištěnců ale dochází k výrazným oscilacím. Toto chování přisuzuji chybám v modelu (zaokrouhlování).
 +
 +
 +
{|
 +
| [[File:xbarr10_ustaleni.png|thumb|center|alt=Ustálení|Ustálení podílu PAYD pojištěnců při pojistne_payd_fix=3600 a pojistne_payd_var=0.2]]
 +
| [[File:xbarr10_oscilace.png|thumb|center|alt=Oscilace|Oscilace podílu PAYD pojištěnců při pojistne_payd_fix=3600 a pojistne_payd_var=0.146]]
 +
|}
  
 
=Závěr=
 
=Závěr=
  
−
=Kód=
+
Výsledky ukazují, že při vhodném nastavení cen nedojde k postupnému odchodu všech pojištěnců k novému systému pojištění. Model je možné zobecnit i pro jiné případy opt-outu, například přechod z průběžného systému spoření na penzi na fondový po důchodové reformě.
 +
 
 +
=Přílohy=
 +
Soubor se simulací ke stažení (.xlsm, pro Office 2010): [[File:Xbarr10_usagebasedinsurance.zip]]
  
 
=Reference=
 
=Reference=
−
Počet automobilů v ČR: 4435000 [http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?query=BOOKMARK_DS-054842_QID_-23DE4DF_UID_-3F171EB0&layout=TIME,C,X,0;GEO,L,Y,0;UNIT,L,Z,0;AGE,L,Z,1;INDICATORS,C,Z,2;&zSelection=DS-054842UNIT,1000;DS-054842AGE,TOTAL;DS-054842INDICATORS,OBS_FLAG;&rankName1=AGE_1_2_-1_2&rankName2=TIME_1_0_0_0&rankName3=INDICATORS_1_2_-1_2&rankName4=UNIT_1_2_-1_2&rankName5=GEO_1_2_0_1&sortC=ASC_-1_FIRST&rStp=&cStp=&rDCh=&cDCh=&rDM=true&cDM=true&footnes=false&empty=false&wai=false&time_mode=NONE&lang=EN&cfo=%23%23%23%2C%23%23%23.%23%23%23 (Eurostat, 2009): ]
+
<references/>
 +
 
 +
=Seznam literatury=
 +
*(BRŮHOVÁ-FOLTÝNOVÁ, 2007) BRŮHOVÁ-FOLTÝNOVÁ, Hana. Centrum pro otázky životního prostředí, UK v Praze. ''Analýza každodenního dopravního chování dospělého městského obyvatelstva a nástroje regulace dopravy: Přehledová studie: Rešerše literatury 2.1.'' Praha, 2007. Dostupné z: [http://www.czp.cuni.cz/urbantransport/deliverables/Aktivita_2_1_reserse_ekonomicka.pdf http://www.czp.cuni.cz]
 +
 
 +
*(Eurostat, 2012) EUROSTAT. ''Passenger cars, by age'' [http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?query=BOOKMARK_DS-054842_QID_-23DE4DF_UID_-3F171EB0&layout=TIME,C,X,0;GEO,L,Y,0;UNIT,L,Z,0;AGE,L,Z,1;INDICATORS,C,Z,2;&zSelection=DS-054842UNIT,1000;DS-054842AGE,TOTAL;DS-054842INDICATORS,OBS_FLAG;&rankName1=AGE_1_2_-1_2&rankName2=TIME_1_0_0_0&rankName3=INDICATORS_1_2_-1_2&rankName4=UNIT_1_2_-1_2&rankName5=GEO_1_2_0_1&sortC=ASC_-1_FIRST&rStp=&cStp=&rDCh=&cDCh=&rDM=true&cDM=true&footnes=false&empty=false&wai=false&time_mode=NONE&lang=EN&cfo=%23%23%23%2C%23%23%23.%23%23%23 [online]]. 06-03-2012. [cit. 2012-05-30].
 +
 
 +
*(OECD, 2010) OECD. ''IRTAD Annual Report 2009.'' 2010.
 +
 
 +
*(Šalamon, 2011) Šalamon, Tomáš (2011). [http://www.designofagentbasedmodels.info ''Design of Agent-Based Models : Developing Computer Simulations for a Better Understanding of Social Processes'']. Řepín, Czech Republic: Bruckner Publishing
 +
 
 +
*(168/1999 Sb.) 168/1999 Sb.: Zákon o pojištění odpovědnosti za škodu způsobenou provozem vozidla a o změně některých souvisejících zákonů. In: 57/1999. Dostupné z: [http://portal.gov.cz/app/zakony/zakonStruct.jsp?idBiblio=47910&fulltext=&nr=168~2F1999&part=&name=&rpp=15#local-content http://portal.gov.cz/app/zakony]

Latest revision as of 00:27, 13 June 2012

Pojištění vozidel: Chování trhu při zavedení možnosti „pay as you drive“ (usage-based insurance)

Definice problému

V některých zemích, například ve Velké Británii, umožňují pojišťovny alternativní model platby za povinné ručení, známý jako "Pay as You Drive" (PAYD). Pokud se klient rozhodne tento model využít, je mu do automobilu nainstalován GPS tracker snímající veškeré použití vozidla. Na základě dat z tohoto trackeru je poté vypočtena výše pojistného: obvykle jako paušální částka (pronájem zařízení) + variabilní složka dle najetých kilometrů. Tento systém může být rozšířen o penalizaci rizikového chování (například jízdy v noci, uvažuje se i o alkoholtesteru jako součásti záznamového zařízení) či odlišné tarifikace různých typů vozovek.

Cílem semestrální práce je simulovat reakci trhu povinného ručení na zavedení možnosti platit pojištění za ujeté kilometry místo pevné částky. Výsledky budou zkoumány zejména s ohledem na dynamiku chování (jak dlouho trvá modelu přechod do nového rovnovážného stavu, zda dochází k prudkým výkyvům) a typ výsledného rovnovážného stavu (atraktoru).

Předpokládaně chování modelu

Možnosti platby za ujeté kilometry budou zpočátku využívat (zejména) majitelé vozidel s výrazně podprůměrnou ročně ujetou vzdáleností, tedy i nehodovostí. (kteří na současném systému prodělávají). Tím odčerpají peníze ze systému klasického pojištění, na což pojišťovny musí zareagovat zvednutím výše pojistného. Při vyšší ceně pojistného se platba za ujeté kilometry stane výhodnou pro více pojištěnců, kteří odčerpají další peníze atd.

Pro určité vstupní parametry bude výše naznačený cyklus trhem tlumen (a ve výsledném rovnovážném stavu budou existovat zároveň oba systémy pojištění, Při dostatečně nízké ceně PAYD však dojde ke změně atraktoru, trh nedokáže cyklus brzdit a všichni klienti (až na jednoho posledního) přejdou k novému systému pojistného.

Výzkumné problémy

Jakým způsobem závisí podíl PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní a variabilní částce pojistného (při ostatních parametrech neměnných)?

Jaký je průběh vývoje trhu (v čase) pro vybrané vstupní parametry?

Metoda

Pro určení vhodné metody byla provedena analýza dle otázek, které jsou součástí Agentology[1] metodologie:


Are there entities that can make decisions?

Ano, pojištěnci i pojišťovny.

Are there many kinds of decision-making entities or many kinds of decisions?

V simulaci existují dva, respektive tři (pokud uvažujeme každý typ pojišťovny samostatně) druhy subjektů. Rozhodnutí jsou poměrně jednoduchá, v případě pojištěnců jde o volbu mezi dvěma typy pojištění, u pojišťoven o stanovení ceny pojistného tak, aby vyhověly požadavkům zákona (Pojistitel je povinen stanovit výši pojistného tak, aby zabezpečil trvalou splnitelnost závazků vzniklých provozováním pojištění odpovědnosti a úhradu příspěvků Kanceláři) [2] a odolaly konkurenčním subjektům.

Does it look like the system will have dynamic characteristics (its former states influence the future states)?

Ano.

We do not feel a need to treat an overall behavior of the whole system on macro-level.

Pojišťovny se rozhodují na základě makro-dat, které lze ale jednoduše agregovat z dat o jednotlivých objektech.

Is it difficult to describe the whole situation as a process diagram or state-and-transition diagram?

Situaci lze zachytit jako state-and-transition diagram s poměrně mnoha prvky, ale málo vazbami.

Is it difficult to “count up” the entities into lump sums and then work solely with such amounts? It means, are there many different entities that we cannot treat together?

Při jistém zjednodušení modelu (zejména absolutní racionalita pojištěnců a abstrahování od elasticity poptávky, viz kapitola Předpoklady a omezení modelu) lze simulovat i s agregovanými daty. Pro některá navrhovaná rozšíření jsou tato omezení nepřijatelná, poté by byl pravděpodobně vhodnější agentní model.

Are spatial factors of the environment important for the simulation?

Ne


Na základě uvedených otázek byla jako vhodná metoda zvolena diskrétní simulace. Z odpovědí ale vyplývají i omezení, která je třeba respektovat v dalších fázích modelování.

Jako prostředí byl zvolen tabulkový kalkulátor MS Excel ve verzi 2010, zejména z důvodů jeho dostupnosti, známému prostředí, matematickým schopnostem, možnostem doprogramovat další potřebné funkce pomocí VBA a poměrně dobrým možnostem analýzy a prezentace dat.

Model

Předpoklady a omezení modelu

  • Rovnováha na trhu: Do uvedení možnosti platby PAYD je trh v dokonalé rovnováze. Vlivem konkurence pojišťovny negenerují zisk, vybrané pojistné přesně kryje náklady na úhradu pojistných událostí.
  • Absolutní racionalita pojištěnců: Pojištěnec se rozhoduje vždy pro variantu přinášející mu nejvyšší zisk. Nemá žádné transakční náklady, takže se ke změně pojištění rozhodne i ve chvíli, kdy je pro něj výhodnější jen o několik haléřů. Toto zjednodušení obvykle ve skutečnosti platí až v dlouhém čase. Toto omezení lze chápat také tak, že simulace dává odhad maximálního možného efektu, kterého zavedení pojištění při daných parametrech dosáhne.
  • Cenová diskriminace: Model abstrahuje od různých cen pro různé objemy motoru, "bonusu dobrého řidiče" apod. Ceny vyjadřují průměrnou hodnotu. Předpokládá se, že i při použití modelu PAYD bude cena odstupňována (například podle hmotnosti vozidla, objemu motoru) podobně jako klasického pojištění.
  • Počet vozidel, najetých km, nehodovost: se v čase simulace nemění.


  • Počet ujetých kilometrů na automobil: Rozložení je dáno Gamma rozdělením, jeho parametry budou v modelu odhadnuty na základě dostupných dat.
  • Doba trvání pojistných smluv: Pojistné smlouvy se uzavírají vždy na dobu určitou 12 měsíců. Objem smluv v čase je rozložen rovnoměrně, takže každý kalendářní měsíc sochází k uzavření jedné dvanáctiny z celkového objemu pojistných smluv.

Relevantní data

Implementace

Simulace je provedena v prostředí MS Excel jako sled iterativně prováděných diskrétních operací, prováděných jednou za měsíc.

Konstanty (vstupní parametry) modelu

Model pracuje s následujícími konstantami (vstupními parametry):

Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, distribuční funkce
Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, distribuční funkce
Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, kumulativní distribuční funkce
Gamma rozdělení s průměrem 9570 a rozptylem 20000000, kumulativní distribuční funkce
Zkratka Název Hodnota (dle reálných dat) Poznámka
aut Počet vozidel 4435000 [6]
kmrocne_prumer Průměrný počet ročně najetých kilometrů na 1 vozidlo 9570[7] Jedna z vstupních hodnot pro parametry Gamma rozdělení
kmrocne_rozptyl Rozptyl ročně najetých km na vozidlo Jedna z vstupních hodnot pro parametry Gamma rozdělení, data nedostupná, použit kvalifikovaný odhad 20000000 (odpovídá směrodatné odchylce 4472km)
pojistne_klas (i0) Pojistné klasické Klasické roční pojistné za jeden automobil, počáteční hodnota. Průměrná cena pojistného na českém trhu nebyla zjištěna, jen hrubě odhadnuta na 5000Kč. Přesné určení ceny nemá vliv na přesnost výsledků simulace, zásadní je poměr jednotlivých cen.
pojistne_payd_fix Pojistné PAYD - fixní část Fixní část PAYD pojistného, roční paušální platba za automobil (administrativní náklady, pronájem gps trackeru, ale může vyjadřovat i implicitní náklady pojištěnce z "pocitu sledování" - potom by ale tato část neměla být započítávána do příjmů pojišťovny). Pro simulaci mají smysl hodnoty nižší než je klasické pojistné (včetně záporných)
pojistne_payd_var Pojistné PAYD - variabilní část Variabilní část PAYD pojistného: platba za ujetý kilometr. Smysl mají hodnoty větší než 0.

Proměnné modelu

Pro každé období se sleduje 12 proměnných, způsob jejich výpočtu je naznačen v následující tabulce:

Zkratka Název Vstupní hodnota Výpočet Poznámka
i Období 1
pojistencu_klas Pojištěnců klasických =1-pojistencu_payd Podíl pojištěnců s klasickým pojištěním na trhu
pojistencu_payd Pojištěnců PAYD =GAMMA.DIST(mezkm;alpha;beta;1) Podíl pojištěnců s PAYD pojištěním na trhu
pojistne_klas Pojistné klasické (rok) pojistne_klas (i0) Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle =\frac{pojistne\_opt - vyb\_poj_{(i-1)}}{aut * pojistencu\_klas_{(i-1)}}} Pojišťovna musí měnit cenu klasického pojištění tak, aby byla schopná dostát svým závazkům (celkové vybrané pojistné musí zůstat stejné). Rozhoduje se na ákladě údajů z minulého období.
km_klas Kilometrů klas =aut*kmrocne_prumer-km_payd
km_payd Kilometrů PAYD 0 =najetychkm(pojistencu_payd) do 12. měsíce (zahřívací období) = 0
vyb_poj_klas Pojistné vybrané klas =aut*pojistne_klas
vyb_poj_payd_fix Pojistné vybrané PAYD - fixní složka =aut*pojistne_payd_fix
vyb_poj_payd_var Pojistné vybrané PAYD - variabilní složka =km_payd*pojistne_payd_var
vyb_poj_payd Pojistné PAYD celkem =vyb_poj_payd_fix+vyb_poj_payd_var
vyb_poj Pojistné celkem =vyb_poj_klas+vyb_poj_payd
mezkm Mezní km Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle =\frac{pojistne\_klas * pojistne\_payd\_fix}{pojistne\_payd\_var}} Počet ročně najetých kilometrů, pro které je cena obou pojištění stejná.
vyb_poj_roc Roční vybrané pojistné (klouzavý součet) Failed to parse (MathML with SVG or PNG fallback (recommended for modern browsers and accessibility tools): Invalid response ("Math extension cannot connect to Restbase.") from server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle =\sum_{i-1}^{i-12} vyb\_poj}

Funkce

najetychkm(hranicniprocento)

Funkce vrací počet kilometrů, které ročně souhrnně najede skupina nejméně jezdících automobilů (hranice je dána parametrem hranicniprocento). Jde o integrál kumulativní distribuční funkce gama rozdělení (s parametry danými konstantami Alpha a Beta), vynásobený počtem celkově najetých kilometrů (počet automobilů * průměr najetých kilometrů na automobil) 

Public Function najetychkm(hranicniprocento)
'najetychkm = hranicniprocento
If (hranicniprocento <= 0.995) Then
i = 2
Do While Worksheets(2).Cells(i, 1) <= hranicniprocento
i = i + 1
Loop
'najetychkm = Worksheets(2).Cells(i - 1, 4)
najetychkm = (Worksheets(2).Cells(i, 4) * (hranicniprocento - Worksheets(2).Cells(i - 1, 1)) + Worksheets(2).Cells(i - 1, 4) * (Worksheets(2).Cells(i, 1) - hranicniprocento)) / (Worksheets(2).Cells(i, 1) - Worksheets(2).Cells(i - 1, 1))
Else
najetychkm = Range("aut").Value * Range("kmrocne_prumer").Value / 12
End If
End Function

Integrál je počítán numericky jako plocha pod křivkou. Pro urychlení výpočtu a zjednodušení kódu je pro každý krok o konstantní velikosti 1% (lze použít libovolný krok) spočítán na druhém listu tabulky. Makro tedy pouze za pomoci cyklu nalezne dvě nejbližší vypočítané hodnoty, ze kterých vypočítá vážený průměr.

Kumulativní distribuce najetých kilometrů
Kumulativní distribuce najetých kilometrů [biliony km] (význam grafu je podobný jako u Lorenzovy křivky, tedy například 40% nejméně jezdících aut najede v součtu 10bio km. Přerušovaná čára ukazuje podobu grafu pro rovnoměrné rozdělení.)

Uživatelské rozhraní

GUI
Uživatelské rozhraní simulace

Vstupní parametry se zadávají (ručně nebo například pomocí tabulky dat) do oranžově označených polí v horní části tabulky. Ostatní pole se při běžném použití simulace nevyplňují. V hlavní (výsledkové) části listu, označené jednoduchou čarou, je vypočten vývoj proměnných v čase. Čára pod prvními dvanácti měsíci znázorňuje konec zahřívacího období a zároveň spuštění možnosti platit pojištění metodou PAYD.

Možná rozšíření

Při setrvání u použité metody jsou možnosti rozšíření modelu ve smyslu odstranění omezení, resp. zmírnění předpokladů velmi omezené. Větší možnosti by umožnilo použití jiné metody, například multiagentní simulace. Vytvoření jiného modelu stejného problému a následná konfrontace výsledků obou modelů by navíc umožnilo ověření správnosti výsledků.

Další možné rozšíření se týká vstupních parametrů. V prezentovaném modelu jsou určeny deterministicky, pro reálnou aplikaci by bylo vhodné umožnit určitou nejistotu, použít metodu Monte Carlo, a to buď s využitím v excelu dostupných prostředků, nebo s jinými nástroji, například Oracle Crystal Ball.

Výsledky

Kapitola přináší odpovědi na výzkumné problémy. Pokud není uvedeno jinak, vstupní parametry jsou následující:

Parametr Hodnota
aut 4435000
kmrocne_prumer 9570
kmrocne_rozptyl 20000000 (odpovídá směrodatné odchylce 4472km)
pojistne_klas (i0) 5000

Závislost podílu PAYD pojištěnců na fixní a variabilní částce pojistného

Veškeré výsledky byly změřeny jako roční výnos za třetí rok. Výpočtem variačního koeficientu pro jednotlivé měsíce bylo ověřeno, že se jedná o ustálenou hodnotu. Písmeno Z značí, že hodnota není přípustná (při daných parametrech není možné udržet celkovou výši vybraného pojistného).

heatmap
Tabulka dat / heatmapa závislosti podílu PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní (vertikální osa) a variabilní (horizontální osa) částce pojistného
zavislost podilu PAYD na cenách pojištění
Graf závislosti podílu PAYD pojištěnců (po ustálení) na fixní (horizontální osa) a variabilní (datové řady) částce pojistného

Průběh vývoje trhu (v čase) pro vybrané vstupní parametry

Pro většinu parametrů se model ustálí během krátké doby (do 18 měsíců). Při zadání hodnot způsobujícím blízké přiblížení k 100% podílu PAYD pojištěnců ale dochází k výrazným oscilacím. Toto chování přisuzuji chybám v modelu (zaokrouhlování).


Ustálení
Ustálení podílu PAYD pojištěnců při pojistne_payd_fix=3600 a pojistne_payd_var=0.2
Oscilace
Oscilace podílu PAYD pojištěnců při pojistne_payd_fix=3600 a pojistne_payd_var=0.146

Závěr

Výsledky ukazují, že při vhodném nastavení cen nedojde k postupnému odchodu všech pojištěnců k novému systému pojištění. Model je možné zobecnit i pro jiné případy opt-outu, například přechod z průběžného systému spoření na penzi na fondový po důchodové reformě.

Přílohy

Soubor se simulací ke stažení (.xlsm, pro Office 2010): File:Xbarr10 usagebasedinsurance.zip

Reference

  1. ↑ Šalamon, 2011, pg. 112-113
  2. ↑ 168/1999 Sb., § 3b
  3. ↑ Eurostat, 2012
  4. ↑ OECD, 2010, pg. 54
  5. ↑ Brůhová-Foltýnová, 2007, pg. 4-18
  6. ↑ Eurostat, 2012
  7. ↑ OECD, 2010, pg. 54

Seznam literatury

  • (BRŮHOVÁ-FOLTÝNOVÁ, 2007) BRŮHOVÁ-FOLTÝNOVÁ, Hana. Centrum pro otázky životního prostředí, UK v Praze. Analýza každodenního dopravního chování dospělého městského obyvatelstva a nástroje regulace dopravy: Přehledová studie: Rešerše literatury 2.1. Praha, 2007. Dostupné z: http://www.czp.cuni.cz
  • (Eurostat, 2012) EUROSTAT. Passenger cars, by age [online]. 06-03-2012. [cit. 2012-05-30].
  • (OECD, 2010) OECD. IRTAD Annual Report 2009. 2010.
  • (168/1999 Sb.) 168/1999 Sb.: Zákon o pojištění odpovědnosti za škodu způsobenou provozem vozidla a o změně některých souvisejících zákonů. In: 57/1999. Dostupné z: http://portal.gov.cz/app/zakony
Retrieved from "http://www.simulace.info/index.php?title=Usage-based_Insurance/cs&oldid=1068"