Optimal stop-loss reinsurance: a dependence analysis

The stop-loss reinsurance is one of the most important reinsurance contracts in the insurance market. From the insurer point of view, it presents an interesting property: it is optimal if the criterion of minimizing the variance of the cost of the insurer is used. The aim of the paper is to contribute to the analysis of the stop-loss contract in one period from the point of view of the insurer and the reinsurer. Firstly, the influence of the parameters of the reinsurance contract on the correlation coefficient between the cost of the insurer and the cost of the reinsurer is studied. Secondly, the optimal stop-loss contract is obtained if the criterion used is the maximization of the joint survival probability of the insurer and the reinsurer in one period.

On optimal dividend strategies with deficit or incomplete information

Rapport de synthèse Cette thèse consiste en trois essais sur les stratégies optimales de dividendes. Chaque essai correspond à un chapitre. Les deux premiers essais ont été écrits en collaboration avec les Professeurs Hans Ulrich Gerber et Elias S. W. Shiu et ils ont été publiés; voir Gerber et al. (2006b) ainsi que Gerber et al. (2008). Le troisième essai a été écrit en collaboration avec le Professeur Hans Ulrich Gerber. Le problème des stratégies optimales de dividendes remonte à de Finetti (1957). Il se pose comme suit: considérant le surplus d'une société, déterminer la stratégie optimale de distribution des dividendes. Le critère utilisé consiste à maximiser la somme des dividendes escomptés versés aux actionnaires jusqu'à la ruine2 de la société. Depuis de Finetti (1957), le problème a pris plusieurs formes et a été résolu pour différents modèles. Dans le modèle classique de théorie de la ruine, le problème a été résolu par Gerber (1969) et plus récemment, en utilisant une autre approche, par Azcue and Muler (2005) ou Schmidli (2008). Dans le modèle classique, il y a un flux continu et constant d'entrées d'argent. Quant aux sorties d'argent, elles sont aléatoires. Elles suivent un processus à sauts, à savoir un processus de Poisson composé. Un exemple qui correspond bien à un tel modèle est la valeur du surplus d'une compagnie d'assurance pour lequel les entrées et les sorties sont respectivement les primes et les sinistres. Le premier graphique de la Figure 1 en illustre un exemple. Dans cette thèse, seules les stratégies de barrière sont considérées, c'est-à-dire quand le surplus dépasse le niveau b de la barrière, l'excédent est distribué aux actionnaires comme dividendes. Le deuxième graphique de la Figure 1 montre le même exemple du surplus quand une barrière de niveau b est introduite, et le troisième graphique de cette figure montre, quand à lui, les dividendes cumulés. Chapitre l: "Maximizing dividends without bankruptcy" Dans ce premier essai, les barrières optimales sont calculées pour différentes distributions du montant des sinistres selon deux critères: I) La barrière optimale est calculée en utilisant le critère usuel qui consiste à maximiser l'espérance des dividendes escomptés jusqu'à la ruine. II) La barrière optimale est calculée en utilisant le second critère qui consiste, quant à lui, à maximiser l'espérance de la différence entre les dividendes escomptés jusqu'à la ruine et le déficit au moment de la ruine. Cet essai est inspiré par Dickson and Waters (2004), dont l'idée est de faire supporter aux actionnaires le déficit au moment de la ruine. Ceci est d'autant plus vrai dans le cas d'une compagnie d'assurance dont la ruine doit être évitée. Dans l'exemple de la Figure 1, le déficit au moment de la ruine est noté R. Des exemples numériques nous permettent de comparer le niveau des barrières optimales dans les situations I et II. Cette idée, d'ajouter une pénalité au moment de la ruine, a été généralisée dans Gerber et al. (2006a). Chapitre 2: "Methods for estimating the optimal dividend barrier and the probability of ruin" Dans ce second essai, du fait qu'en pratique on n'a jamais toute l'information nécessaire sur la distribution du montant des sinistres, on suppose que seuls les premiers moments de cette fonction sont connus. Cet essai développe et examine des méthodes qui permettent d'approximer, dans cette situation, le niveau de la barrière optimale, selon le critère usuel (cas I ci-dessus). Les approximations "de Vylder" et "diffusion" sont expliquées et examinées: Certaines de ces approximations utilisent deux, trois ou quatre des premiers moments. Des exemples numériques nous permettent de comparer les approximations du niveau de la barrière optimale, non seulement avec les valeurs exactes mais également entre elles. Chapitre 3: "Optimal dividends with incomplete information" Dans ce troisième et dernier essai, on s'intéresse à nouveau aux méthodes d'approximation du niveau de la barrière optimale quand seuls les premiers moments de la distribution du montant des sauts sont connus. Cette fois, on considère le modèle dual. Comme pour le modèle classique, dans un sens il y a un flux continu et dans l'autre un processus à sauts. A l'inverse du modèle classique, les gains suivent un processus de Poisson composé et les pertes sont constantes et continues; voir la Figure 2. Un tel modèle conviendrait pour une caisse de pension ou une société qui se spécialise dans les découvertes ou inventions. Ainsi, tant les approximations "de Vylder" et "diffusion" que les nouvelles approximations "gamma" et "gamma process" sont expliquées et analysées. Ces nouvelles approximations semblent donner de meilleurs résultats dans certains cas.

Ultimate Load Behavior of Full-Scale Highway Truss Bridges: Phase II - Service Load and Supplementary Tests, Interim Report, HR-169, 1975

As a result of the construction of the Saylorville Dam and Reservoir on the Des Moines River, six highway bridges crossing the river were scheduled for removal. Two of these were incorporated into a comprehensive test program to study the behavior of old pin-connected high-truss single-lane bridges. The test program consisted of ultimate load tests, service load tests and a supplementary test program. The results reported in this report cover the service load tests on the two bridges as well as the supplementary tests, both static and fatigue, of eyebar members removed from the two bridges. The field test results of the service loading are compared with theoretical results of the truss analysis.

A Continuous Span Aluminum Girder Concrete Deck Bridge - Part 2 of 2: Fatigue Tests of Aluminum Girders, Final Report, 1997

In 1957, the Iowa State Highway Commission, with financial assistance from the aluminum industry, constructed a 220-ft (67-m) long, four-span continuous, aluminum girder bridge to carry traffic on Clive Road (86th Street) over Interstate 80 near Des Moines, Iowa. The bridge had four, welded I-shape girders that were fabricated in pairs with welded diaphragms between an exterior and an interior girder. The interior diaphragms between the girder pairs were bolted to girder brackets. A composite, reinforced concrete deck served as the roadway surface. The bridge, which had performed successfully for about 35 years of service, was removed in the fall of 1993 to make way for an interchange at the same location. Prior to the bridge demolition, load tests were conducted to monitor girder and diaphragm bending strains and deflections in the northern end span. Fatigue testing of the aluminum girders that were removed from the end spans were conducted by applying constant-amplitude, cyclic loads. These tests established the fatigue strength of an existing, welded, flange-splice detail and added, welded, flange-cover plates and horizontal web plate attachment details. This part, Part 2, of the final report focuses on the fatigue tests of the aluminum girder sections that were removed from the bridge and on the analysis of the experimental data to establish the fatigue strength of full-size specimens. Seventeen fatigue fractures that were classified as Category E weld details developed in the seven girder test specimens. Linear regression analyses of the fatigue test results established both nominal and experimental stress-range versus load cycle relationships (SN curves) for the fatigue strength of fillet-welded connections. The nominal strength SN curve obtained by this research essentially matched the SN curve for Category E aluminum weldments given in the AASHTO LRFD specifications. All of the Category E fatigue fractures that developed in the girder test specimens satisfied the allowable SN relationship specified by the fatigue provisions of the Aluminum Association. The lower-bound strength line that was set at two standard deviations below the least squares regression line through the fatigue fracture data points related well with the Aluminum Association SN curve. The results from the experimental tests of this research have provided additional information regarding behavioral characteristics of full-size, aluminum members and have confirmed that aluminum has the strength properties needed for highway bridge girders.

An analysis of patients' understanding of 'routine' preoperative blood tests and HIV screening. Is no news really good news?

OBJECTIVES: Many patients may believe that HIV screening is included in routine preoperative work-ups. We examined what proportion of patients undergoing preoperative blood testing believed that they had been tested for HIV. METHODS: All patients hospitalized for elective orthopaedic surgery between January and December 2007 were contacted and asked to participate in a 15-min computer-assisted telephone interview (n = 1330). The primary outcome was to determine which preoperative tests patients believed had been performed from a choice of glucose, clotting, HIV serology and cholesterol, and what percentage of patients interpreted the lack of result communication as a normal or negative test. The proportion of patients agreeable to HIV screening prior to future surgery was also determined. RESULTS: A total of 991 patients (75%) completed the questionnaire. Three hundred and seventy-five of these 991 patients (38%) believed incorrectly that they had been tested for HIV preoperatively. Younger patients were significantly more likely to believe that an HIV test had been performed (mean age 46 vs. 50 years for those who did not believe that an HIV test had been performed; P < 0.0001). Of the patients who believed that a test had been performed but received no result, 96% interpreted lack of a result as a negative HIV test. Over 80% of patients surveyed stated that they would agree to routine HIV screening prior to future surgery. A higher acceptance rate was associated with younger age (mean age 47 years for those who would agree vs. 56 years for those who would not; P < 0.0001) and male sex ( P < 0.009). CONCLUSIONS: Many patients believe that a preoperative blood test routinely screens for HIV. The incorrect assumption that a lack of result communication indicates a negative test may contribute to delays in HIV diagnoses.

Séquelles radio-induites et tests prédictifs [Radiation-induced sequelae: toward an individual profile]

The impact of curative radiotherapy depends mainly on the total dose delivered homogenously in the targeted volume. Nevertheless, the dose delivery is limited by the tolerated dose of the surrounding healthy tissues. Two different side effects (acute and late) can occur during and after radiotherapy. Of particular interest are the radiation-induced sequelae due to their irreversibility and the potential impact on daily quality of life. In a population treated in one center with the same technique, it appears that individual radiosensitivity clearly exists. In the hypothesis that genetic is involved in this area of research, lymphocytes seem to be the tissue of choice due to easy accessibility. Recently, low percentage of CD4 and CD8 lymphocyte apoptosis were shown to be correlated with high grade of sequelae. In addition, recent data suggest that patients with severe radiation-induced late side effects possess four or more SNP in candidate genes (ATM, SOD2, TGFB1, XRCC1 et XRCC3) and low radiation-induced CD8 lymphocyte apoptosis in vitro.

Tuberculosis diagnostics and biomarkers: needs, challenges, recent advances, and opportunities.

Tuberculosis is unique among the major infectious diseases in that it lacks accurate rapid point-of-care diagnostic tests. Failure to control the spread of tuberculosis is largely due to our inability to detect and treat all infectious cases of pulmonary tuberculosis in a timely fashion, allowing continued Mycobacterium tuberculosis transmission within communities. Currently recommended gold-standard diagnostic tests for tuberculosis are laboratory based, and multiple investigations may be necessary over a period of weeks or months before a diagnosis is made. Several new diagnostic tests have recently become available for detecting active tuberculosis disease, screening for latent M. tuberculosis infection, and identifying drug-resistant strains of M. tuberculosis. However, progress toward a robust point-of-care test has been limited, and novel biomarker discovery remains challenging. In the absence of effective prevention strategies, high rates of early case detection and subsequent cure are required for global tuberculosis control. Early case detection is dependent on test accuracy, accessibility, cost, and complexity, but also depends on the political will and funder investment to deliver optimal, sustainable care to those worst affected by the tuberculosis and human immunodeficiency virus epidemics. This review highlights unanswered questions, challenges, recent advances, unresolved operational and technical issues, needs, and opportunities related to tuberculosis diagnostics.

Alternative tests for correct specification of conditional predictive densities

We propose new methods for evaluating predictive densities that focus on the models' actual predictive ability in finite samples. The tests offer a simple way of evaluatingthe correct specification of predictive densities, either parametric or non-parametric.The results indicate that our tests are well sized and have good power in detecting mis-specification in predictive densities. An empirical application to the Survey ofProfessional Forecasters and a baseline Dynamic Stochastic General Equilibrium modelshows the usefulness of our methodology.

Optimal use of SSR markers for varietal identification of upland cotton

Abstract: The objective of this work was to identify polymorphic simple sequence repeat (SSR) markers for varietal identification of cotton and evaluation of the genetic distance among the varieties. Initially, 92 SSR markers were genotyped in 20 Brazilian cotton cultivars. Of this total, 38 loci were polymorphic, two of which were amplified by one primer pair; the mean number of alleles per locus was 2.2. The values of polymorphic information content (PIC) and discrimination power (DP) were, on average, 0.374 and 0.433, respectively. The mean genetic distance was 0.397 (minimum of 0.092 and maximum of 0.641). A panel of 96 varieties originating from different regions of the world was assessed by 21 polymorphic loci derived from 17 selected primer pairs. Among these varieties, the mean genetic distance was 0.387 (minimum of 0 and maximum of 0.786). The dendrograms generated by the unweighted pair group method with arithmetic average (UPGMA) did not reflect the regions of Brazil (20 genotypes) or around the world (96 genotypes), where the varieties or lines were selected. Bootstrap resampling shows that genotype identification is viable with 19 loci. The polymorphic markers evaluated are useful to perform varietal identification in a large panel of cotton varieties and may be applied in studies of the species diversity.

Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE Thermal Hydraulic Codes

Diplomityön tavoitteena on paineistimen yksityiskohtainen mallintaminen APROS- ja TRACE- termohydrauliikkaohjelmistoja käyttäen. Rakennetut paineistinmallit testattiin vertaamalla laskentatuloksia paineistimen täyttymistä, tyhjentymistä ja ruiskutusta käsittelevistä erilliskokeista saatuun mittausdataan. Tutkimuksen päätavoitteena on APROSin paineistinmallin validoiminen käyttäen vertailuaineistona PACTEL ATWS-koesarjan sopivia paineistinkokeita sekä MIT Pressurizer- ja Neptunus- erilliskokeita. Lisäksi rakennettiin malli Loviisan ydinvoimalaitoksen paineistimesta, jota käytettiin turbiinitrippitransientin simulointiin tarkoituksena selvittää mahdolliset voimalaitoksen ja koelaitteistojen mittakaavaerosta johtuvat vaikutukset APROSin paineistinlaskentaan. Kokeiden simuloinnissa testattiin erilaisia noodituksia ja mallinnusvaihtoehtoja, kuten entalpian ensimmäisen ja toisen kertaluvun diskretisointia, ja APROSin sekä TRACEn antamia tuloksia vertailtiin kattavasti toisiinsa. APROSin paineistinmallin lämmönsiirtokorrelaatioissa havaittiin merkittävä puute ja laskentatuloksiin saatiin huomattava parannus ottamalla käyttöön uusi seinämälauhtumismalli. Työssä tehdyt TRACE-simulaatiot ovat osa United States Nuclear Regulatory Commissionin kansainvälistä CAMP-koodinkehitys-ja validointiohjelmaa.

Water vapor tightness of packages: methods and optimizing

Työn tarkoituksena oli testata jo tutkimuskeskuksella käytössä ollutta ja tutkimuskeskukselle tässä työssä kehitettyä pakkauksen vesihöyrytiiveyteen liittyvää mittausmenetelmää. Saatuja tuloksia verrattiin keskenään sekä materiaalista mitattuihin arvoihin. Elintarvikepakkauksia tutkittiin myös kosteussensoreiden, säilyvyyskokeen sekä kuljetussimuloinnin avulla. Optimoinnilla tutkittiin pakkauksen muodon vaikutusta vesihöyrytiiveyteen. Pakkauksen vesihöyrynläpäisyn mittaamiseen kehitetty menetelmä toimi hyvin ja sen toistettavuus oli hyvä. Verrattaessa sitä jo olemassa olleeseen menetelmään tulokseksi saatiin, että uusi menetelmä oli nopeampi ja vaati vähemmän työaikaa, mutta molemmat menetelmät antoivat hyviä arvoja rinnakkaisille näytteille. Kosteussensoreilla voitiin tutkia tyhjän pakkauksen sisällä olevan kosteuden muutoksia säilytyksen aikana. Säilyvyystesti tehtiin muroilla ja parhaan vesihöyrysuojan antoivat pakkaukset joissa oli alumiinilaminaatti- tai metalloitu OPP kerros. Kuljetustestauksen ensimmäisessä testissä pakkauksiin pakattiin muroja ja toisessa testissä nuudeleita. Kuljetussimuloinnilla ei ollutvaikutusta pakkausten sisäpintojen eheyteen eikä siten pakkausten vesihöyrytiiveyteen. Optimoinnilla vertailtiin eri muotoisten pakkausten tilavuus/pinta-ala suhdetta ja vesihöyrytiiveyden riippuvuutta pinta-alasta. Optimaalisimmaksi pakkaukseksi saatiin pallo, jonka pinta-ala oli pienin ja materiaalin sallima vesihöyrynläpäisy suurin ja vesihöyrybarrierin määrä pienin.

Optimization of energy consumption in wastewater pumping

Pumppauksessa arvioidaan olevan niin teknisesti kuin taloudellisestikin huomattavia mahdollisuuksia säästää energiaa. Maailmanlaajuisesti pumppaus kuluttaa lähes 22 % sähkö-moottorien energiantarpeesta. Tietyillä teollisuudenaloilla jopa yli 50 % moottorien käyttämästä sähköenergiasta voi kulua pumppaukseen. Jäteveden pumppauksessa pumppujen toiminta perustuu tyypillisesti on-off käyntiin, jolloin pumpun ollessa päällä se käy täydellä teholla. Monissa tapauksissa pumput ovat myös ylimitoitettuja. Yhdessä nämä seikat johtavat kasvaneeseen energian kulutukseen. Työn teoriaosassa esitellään perusteet jätevesihuollosta ja jäteveden käsittelystä sekä pumppaussysteemin pääkomponentit: pumppu, putkisto, moottori ja taajuusmuuttaja. Työn empiirisessä osassa esitellään työn aikana kehitetty laskuri, jonka avulla voidaan arvioida energiansäästöpotentiaalia jäteveden pumppaussysteemeissä. Laskurilla on mandollista laskea energiansäästöpotentiaali käytettäessä pumpun tuoton ohjaustapana pyörimisnopeuden säätöä taajuusmuuttajalla on-off säädön sijasta. Laskuri ilmoittaa optimaalisimmanpumpun pyörimisnopeuden sekä ominaisenergiankulutuksen. Perustuen laskuriin, kolme kunnallista jätevedenpumppaamoa tutkittiin. Myös laboratorio-testitsuoritettiin laskurin simuloimiseksi sekä energiansäästöpotentiaalin arvioimiseksi. Tutkimukset osoittavat, että jätevedenpumppauksessa on huomattavia mandollisuuksia säästää energiaa pumpun pyörimisnopeutta pienentämällä. Geodeettisen nostokorkeuden ollessa pieni, voidaan energiaa säästää jopa 50 % ja pitkällä aikavälillä säästö voi olla merkittävä. Tulokset vahvistavat myös tarpeen jätevedenpumppaussysteemien toiminnan optimoimiseksi.

Optimal Mechanical PulpingProcesses for Eucalyptus, Acacia and Birch

Tässä diplomityössä tutkittiin ja vertailtiin eukalyptuksen, akaasian ja koivun kemimekaanista kuiduttamista ja valkaisua. Yleensä näitä puulajeja käytetään sellun keittoon. Puulajit eroavat toisistaan kasvupaikan ja kuiturakenteen osalta. Eukalyptus ja akaasia ovat niin sanottuja trooppisia lehtipuita, kun taas koivu kasvaa pohjoisilla vyöhykkeillä. Koivulla on kookkaimmat kuidut ja akaasialla pienimmät kuidut. Myös näiden lajien putkilot eroavat toisistaan. Koivun putkilot ovat pitkiä ja kapeita, kun taas eukalyptuksen ja akaasian putkilot ovat lyhyitä ja leveitä. Prosessiksi valittiin kaksivaiheinen APMP-prosessi. Koeajot tehtiinKeskuslaboratorio Oy:ssä. Massoille asetettiin seuraavat tavoitteet: freeness 150-200 ml ja vaaleus 80 %ISO. Eukalyptukselle ja koivulle tehtiin kaksi erilaista impregnointisarjaa, mutta akaasialle vain yksi. Jauhatuksen viimeisessä vaiheessa kokeiltiin myös jauhinvalkaisua. Jauhatuksen energiankulutus oli korkea varsinkin eukalyptuksella ja akaasialla. Jotta energiankulutus saataisiin pienemmäksi, tulisi käyttää enemmän lipeää, mutta se johtaa alkalitummumiseen. Lopuksi massat valkaistiin laboratoriossa. Eukalyptus ja koivu pystyttiin valkaisemaan vaaleuteen 80 %ISO, mutta eukalyptuksen valkaisu vaati enemmän peroksidia kuin koivun valkaisu. Akaasian lähtövaaleus oli niin alhainen, ettei siinä päästy tavoitevaaleuteen. Eukalyptuksella on parempi valonsironta ja paremmat lujuusominaisuudet kuin koivulla. Kemimekaanista massaa voidaan käyttää hienopaperissa parantamassa jäykkyyttä, bulkkia ja valonsirontaa, mutta usein ongelmana on alhainen vaaleus ja huono vaaleuden pysyvyys. Kemimekaanista massaa voidaankäyttää missä tahansa mekaanisissa painopapereissa. Mekaanisissa painopapereissa kemimekaanisella lehtipuumassalla voidaan korvata mekaanista havupuumassaa. Akaasia on niin tummaa, ettei sitä voida käyttää korkeavaaleuksisiin papereihin. Eukalyptus ja koivu ovat vaaleampia ja helpompia valkaista kuin akaasia, mutta myös niillä on niin huono vaaleudenpysyvyys että käyttö hienopapereissa on rajoittunutta. Mekaanisille eukalyptus ja koivumassoille hienopaperia parempi käyttökohde on mekaaniset painopaperit, kuten MWC-paperi.