Der Einsatz künstlicher neuronaler Netze in der industriellen Feuerversicherung

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1 Tobias Nagel Der Einsatz künstlicher neuronaler Netze in der industriellen Feuerversicherung PETER LANG Frankfurt am Main Berlin Bern Bruxelles New York- Oxford Wien

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 7 Symbolverzeichnis 11 Abkürzungsverzeichnis 13 I. Einleitung Motivation und Problemstellung Aufbau der Arbeit 16 II. Theorie und Praxis von künstlichen neuronalen Netzen Aufbau und Funktionsweise künstlicher Neuronen Biologisches Vorbild heutiger Netzarchitekturen Aufbau der künstlichen Neuronen Aufbau und Funktionsweise von künstlichen neuronalen Netzen Begriff des künstlichen neuronalen Netzes Vorwärts gerichtete Netzwerktypen Spezielle einstufige und vorwärts gerichtete Netztypen Mehrstufige und vorwärts gerichtete (Feedforward) Netztypen Funktionsweise der künstlichen neuronalen Netze Überwachtes und unüberwachtes Lernen Training Hebb'sche Lernregel und Delta-Regel Backpropagation Lernalgorithmus Künstliche neuronale Netze: deren Einordnung und Anwendungsmöglichkeiten insbesondere im Versicherungswesen Künstliche Intelligenz (KI) Anwendungsmöglichkeiten künstlicher neuronaler Netze 49

3 III. Die industrielle Feuerversicherung als Anwendungsgebiet neuronaler Netze Die industrielle Feuerversicherung Entstehung und ökonomische Bedeutung der industriellen Feuerversicherung Die Entwicklung des Feuerversicherungswesens Die Rechtsgrundlagen der Feuerversicherung Die wirtschaftliche Bedeutung der Industrie-Feuerversicherung Versicherungsumfang der industriellen Feuerversicherung Die Schadenursachen Die Schadenentwicklung in der industriellen Feuerversicherung Asymmetrische Information auf Versicherungsmärkten Adverse Selektion Moralisches Risiko Die Kalkulation von Prämien in der industriellen Feuerversicherung Die Tarifierung in der industriellen Feuerversicherung Die Zusammensetzung der Prämie Die Berücksichtigung des versicherungstechnischen Risikos in der Tarifierung Risikoausgleiche Anforderungen an die Prämienkalkulation der industriellen Feuerversicherung Die Prämienrichtlinien (PRL) Die Ermittlung einer Prämie über die Gefahr Feuer unter Benutzung einer Entscheidungshilfe in Form des Expertensystems XPS-FIRE Prämiendifferenzierung Gegenstand der Prämiendifferenzierung Primäre und sekundäre Preisdifferenzierung Der Brand- und Explosionsschutz im Industriebetrieb Allgemeine Anforderungen an den Brandschutz Baulicher Brandschutz Grundlagen des baulichen Brandschutzes Brandverhalten von Baustoffen 112

4 9 4.3 Anlagentechnischer Brandschutz Organisatorischer Brandschutz Ökonomische Bedeutung des Brand- und Explosionsschutzes Die SV-Gebäudeversicherung als Feuerversicherer Die Zielsetzung der SV-Gebäudeversicherung im Hinblick auf die Gefahr Feuer Die Besichtigung einer Unternehmung auf die Gefahr Feuer 117 IV. Entwicklung eines Modells zur Analyse und Prognose des industriellen Feuerrisikos mit einem künstlichen neuronalen Netz Zielsetzung des Modells und dessen Anforderungen Definitions- und Modellierungsphase des künstlichen neuronalen Netzes Die Inputvariablen für das künstliche neuronale Netz Auswahl der zugrundeliegenden Betriebe Identifikation der Inputvariablen und deren Skalierung Technische Merkmale Identifikation von subjektiven Merkmalen und deren Objektivierung" Die Befragung als Erhebungsmethode der Inputvariablen Die Merkmale der unpersönlichen, computergesteuerten Befragung Die Entwicklung eines Fragebogens für die Inputvariablen mit Access Aufbereitung des Datenmaterials Identifikation unwichtiger Inputvariablen im Hinblick auf das Feuerrisiko Trainings- und Testphase des künstlichen neuronalen Netzes Auswahl der Trainingsdatensätze und deren Verarbeitung Trainingsablauf 138 V. Ergebnisse der empirischen Analysen Ein künstliches neuronales Netz mit subjektiven Inputvariablen zur Bestimmung des Feuerrisikos im Industriebetrieb Ein künstliches neuronales Netz bestehend aus acht Teilnetzen zur Bestimmung des Feuerrisikos im Industriebetrieb 144

5 10 VI. Schlußbetrachtung 149 A. Allgemeine Bedingungen für die Feuerversicherung (AFB 87) - Fassung Januar B. Besichtigungsbericht zur Feuer- und Feuer-Betriebsunterbrechungs-Versicherung 157 C. Grundprämien der Betriebsarten 161 D. Ergebnisse aus der Analyse mit subjektiven Merkmalen 169 E. Ergebnisse aus der Analyse bei Verwendung von acht Teilnetzen Literaturverzeichnis 191