Deterministic solvency thresholds and RL-based premium calibration for life insurance under age-structured epidemics

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3934/era.2026199
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

We develop a deterministic framework that links epidemic propagation, mortality risk, and life-insurance solvency by modeling the population through an age-structured SEIRD system in which disease-induced deaths drive an insurer's surplus process governed by an ordinary differential equation with a continuous premium inflow and death-benefit outflow. We characterize the disease-free equilibrium and show that its local stability depends on the basic reproduction number $ \mathcal{R}_0 $, and for any finite horizon $ [0, T] $, we derive an explicit solvency threshold in the form of a critical premium $ p_{\mathrm{crit}}(T) $ that guarantees a nonnegative surplus and depends on the age-weighted infection burden. For large horizons, we obtain an analytically tractable approximation of this threshold using multi-group final-size relations and show that it monotonically increases with epidemic severity. To illustrate practical implications, we formulate an age-specific premium selection as a one-shot continuous-action reinforcement-learning problem in which a Proximal Policy Optimization (PPO) agent is trained on simulated age-structured epidemic scenarios to choose premiums that avoid ruin while remaining near actuarially fair levels; out-of-sample tests confirm that the learned premiums satisfy the analytical solvency constraints, deliver low ruin probabilities, and achieve tight fairness calibration. The combined analytical and numerical results provide a transparent basis for epidemic-sensitive premium design and stress testing of life-insurance portfolios.