Tổng quan nghiên cứu
Ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam và trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo nhu cầu bảo hiểm ô tô ngày càng tăng. Theo ước tính, việc áp dụng công nghệ thu thập dữ liệu hành vi lái xe qua hệ thống telematics đã tạo ra cơ sở dữ liệu lớn (big data) phục vụ cho các ứng dụng bảo hiểm dựa trên hành vi (Usage-Based Insurance - UBI). Tuy nhiên, các công ty bảo hiểm hiện nay vẫn chủ yếu phân loại khách hàng dựa trên kinh nghiệm chủ quan, dẫn đến hiệu quả chưa tối ưu trong việc định giá và quản lý rủi ro. Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng mô hình phân loại khách hàng mua bảo hiểm ô tô dựa trên hành vi sử dụng xe, sử dụng mô hình học sâu kết hợp dữ liệu chuẩn UBI, nhằm hỗ trợ các công ty bảo hiểm đưa ra các gói bảo hiểm phù hợp, tăng lợi nhuận và giảm thiểu rủi ro. Nghiên cứu tập trung vào dữ liệu thu thập trong khoảng thời gian từ 8 giờ sáng đến 11 giờ tối, với tần suất lấy mẫu 1Hz, tại một số địa phương có hệ thống thu thập dữ liệu UBI. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc nâng cao độ chính xác phân loại khách hàng, giúp các công ty bảo hiểm tối ưu hóa chính sách giá và khuyến mãi, đồng thời góp phần phát triển ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực bảo hiểm ô tô.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình học sâu hiện đại, bao gồm:
Mô hình mạng neural nhân tạo (Artificial Neural Network - ANN): Hệ thống gồm các neuron nhân tạo kết nối với nhau qua các trọng số, mô phỏng quá trình xử lý thông tin của não người. ANN gồm ba lớp chính: lớp đầu vào, lớp ẩn và lớp đầu ra, được sử dụng để phân loại dữ liệu dựa trên các đặc trưng đầu vào.
Mô hình Deep Neural Network (DNN): Mạng neural sâu với nhiều lớp ẩn, giúp trích xuất đặc trưng phức tạp từ dữ liệu lớn. DNN sử dụng các hàm kích hoạt phi tuyến như sigmoid, tanh, ReLU để tăng khả năng học và biểu diễn dữ liệu.
Mô hình Convolutional Neural Network (CNN): Mạng tích chập chuyên dùng để trích xuất đặc trưng không gian từ dữ liệu, bao gồm các lớp tích chập, lớp pooling và lớp kết nối đầy đủ. CNN giúp giảm kích thước dữ liệu đồng thời giữ lại các đặc trưng quan trọng.
Mô hình Recurrent Neural Network - Long Short Term Memory (RNN-LSTM): Mạng hồi tiếp có khả năng ghi nhớ thông tin dài hạn, phù hợp với dữ liệu chuỗi thời gian như hành vi lái xe. LSTM sử dụng các cổng (gate) để kiểm soát luồng thông tin, giúp xử lý hiệu quả các phụ thuộc dài hạn trong dữ liệu.
Mô hình kết hợp CNN-LSTM: Kết hợp ưu điểm trích xuất đặc trưng không gian của CNN và khả năng ghi nhớ chuỗi thời gian của LSTM, phù hợp để phân loại hành vi lái xe dựa trên dữ liệu UBI đa chiều và liên tục theo thời gian.
Các khái niệm chính bao gồm: quãng đường xe đi được, vận tốc, gia tốc, số lần phanh, thời gian sử dụng xe, vị trí địa lý, và các đặc trưng kỹ thuật thu thập qua hệ thống telematics.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu chính là bộ dữ liệu UBI Ocslab thu thập tại Hàn Quốc, gồm 94,401 mẫu dữ liệu với 51 đặc trưng thuộc ba nhóm: động cơ, nhiên liệu và vận chuyển. Dữ liệu được lấy mẫu trong khoảng thời gian từ 8 giờ sáng đến 11 giờ tối với tần suất 1Hz, chia thành 10 lớp hành vi lái xe khác nhau (A đến I).
Phương pháp phân tích gồm các bước:
Tiền xử lý dữ liệu: Chuẩn hóa dữ liệu theo công thức chuẩn hóa z-score, áp dụng kỹ thuật cửa sổ trượt (sliding window) để chia dữ liệu thành các đoạn có độ rộng Tx, đảm bảo giữ nguyên đặc trưng thời gian.
Xây dựng mô hình học sâu: Sử dụng mô hình CNN-LSTM để huấn luyện phân loại hành vi lái xe. Mô hình được cấu hình với số lượng neuron đầu vào tương ứng với số đặc trưng, các lớp ẩn CNN và LSTM được thiết kế phù hợp để tối ưu hóa độ chính xác và tiết kiệm tài nguyên tính toán.
Huấn luyện và kiểm thử: Dữ liệu được chia ngẫu nhiên theo tỷ lệ 80% cho huấn luyện và 20% cho kiểm thử. Sử dụng các chỉ số đánh giá như Accuracy, F1-score và AUC để đo lường hiệu quả mô hình.
Tối ưu hóa mô hình: Điều chỉnh các tham số mô hình (learning rate, số lớp, số neuron) dựa trên kết quả đánh giá để cải thiện độ chính xác.
Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 8/2019 đến tháng 2/2020, bao gồm thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, huấn luyện, kiểm thử và đánh giá kết quả.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Độ chính xác mô hình CNN-LSTM đạt khoảng 92% trên tập kiểm thử, vượt trội so với các mô hình học máy truyền thống như KNN, SVM với độ chính xác trung bình khoảng 80-85%.
F1-score của mô hình đạt 0.89, cho thấy khả năng cân bằng giữa độ chính xác và độ nhạy trong phân loại các lớp hành vi lái xe.
AUC (Area Under Curve) đạt 0.93, minh chứng cho hiệu quả phân biệt các lớp khách hàng mua bảo hiểm dựa trên hành vi sử dụng xe.
Thời gian huấn luyện mô hình CNN-LSTM giảm 30% so với mô hình DNN truyền thống nhờ vào việc kết hợp lớp tích chập và lớp LSTM, giúp tiết kiệm tài nguyên tính toán.
Thảo luận kết quả
Kết quả cho thấy mô hình học sâu CNN-LSTM phù hợp và hiệu quả trong việc phân loại khách hàng mua bảo hiểm ô tô dựa trên hành vi sử dụng xe. Việc sử dụng dữ liệu chuẩn UBI đa chiều và kỹ thuật cửa sổ trượt giúp mô hình nắm bắt được đặc trưng thời gian và không gian của hành vi lái xe. So với các nghiên cứu trước đây chỉ sử dụng học máy hoặc mô hình toán học cố định, mô hình học sâu cho phép tự động điều chỉnh trọng số, tăng tính linh hoạt và độ chính xác.
Biểu đồ so sánh độ chính xác giữa các mô hình (CNN-LSTM, DNN, SVM, KNN) minh họa rõ ưu thế vượt trội của mô hình đề xuất. Bảng kết quả đánh giá chi tiết các chỉ số (Accuracy, F1-score, AUC) cũng cho thấy sự ổn định và khả năng áp dụng thực tế cao.
Nguyên nhân thành công của mô hình là do khả năng trích xuất đặc trưng hiệu quả của CNN kết hợp với khả năng ghi nhớ chuỗi thời gian của LSTM, phù hợp với dữ liệu hành vi lái xe liên tục và phức tạp. Kết quả này góp phần nâng cao tính khách quan trong phân loại khách hàng, hỗ trợ các công ty bảo hiểm đưa ra quyết định chính xác hơn về gói bảo hiểm và chính sách khuyến mãi.
Đề xuất và khuyến nghị
Triển khai ứng dụng phân loại khách hàng trên nền tảng thực tế: Áp dụng mô hình CNN-LSTM vào hệ thống quản lý khách hàng của các công ty bảo hiểm để tự động phân loại và đề xuất gói bảo hiểm phù hợp, nhằm tăng tỷ lệ chuyển đổi khách hàng và giảm thiểu rủi ro bồi thường. Thời gian thực hiện dự kiến 6-12 tháng, do bộ phận công nghệ thông tin và phòng kinh doanh phối hợp thực hiện.
Mở rộng thu thập dữ liệu UBI đa dạng hơn: Khuyến khích các công ty bảo hiểm hợp tác với nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp dịch vụ telematics để thu thập thêm các thông số như hành trình chuyến đi, số lần phanh gấp, điều kiện thời tiết, nhằm nâng cao độ chính xác phân loại. Thời gian triển khai 12-18 tháng, do bộ phận nghiên cứu và phát triển chịu trách nhiệm.
Đào tạo nhân viên và chuyên gia bảo hiểm: Tổ chức các khóa đào tạo về ứng dụng trí tuệ nhân tạo và mô hình học sâu trong phân loại khách hàng, giúp nhân viên hiểu và vận dụng hiệu quả kết quả mô hình vào công tác tư vấn và bán hàng. Thời gian đào tạo 3-6 tháng, do phòng nhân sự và đào tạo phối hợp thực hiện.
Nghiên cứu và phát triển mô hình nâng cao: Tiếp tục cải tiến mô hình bằng cách tích hợp thêm các thuật toán học sâu mới, như Transformer hoặc Attention Mechanism, nhằm tăng khả năng dự báo và phân loại chính xác hơn trong tương lai. Thời gian nghiên cứu 12 tháng, do nhóm nghiên cứu khoa học máy tính đảm nhiệm.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Các công ty bảo hiểm ô tô: Giúp nâng cao hiệu quả phân loại khách hàng, tối ưu hóa chính sách giá và giảm thiểu rủi ro bồi thường, từ đó tăng lợi nhuận và cạnh tranh trên thị trường.
Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học máy tính, trí tuệ nhân tạo: Cung cấp kiến thức thực tiễn về ứng dụng mô hình học sâu trong lĩnh vực bảo hiểm, đồng thời là tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu liên quan.
Nhà phát triển phần mềm và công nghệ telematics: Hỗ trợ phát triển các ứng dụng thu thập và xử lý dữ liệu hành vi lái xe, tích hợp mô hình học sâu để nâng cao giá trị sản phẩm.
Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách giao thông, an toàn: Tham khảo để xây dựng các chính sách khuyến khích lái xe an toàn, giảm thiểu tai nạn và tổn thất bảo hiểm thông qua việc phân tích hành vi lái xe.
Câu hỏi thường gặp
Mô hình học sâu CNN-LSTM có ưu điểm gì so với các mô hình truyền thống?
Mô hình CNN-LSTM kết hợp khả năng trích xuất đặc trưng không gian của CNN và khả năng ghi nhớ chuỗi thời gian của LSTM, giúp xử lý dữ liệu hành vi lái xe phức tạp và liên tục hiệu quả hơn, tăng độ chính xác phân loại lên khoảng 92%, cao hơn 7-12% so với các mô hình truyền thống như SVM hay KNN.Dữ liệu UBI được thu thập như thế nào và có những đặc trưng nào quan trọng?
Dữ liệu UBI được thu thập qua hệ thống telematics trên xe, bao gồm quãng đường đi, vận tốc, gia tốc, số lần phanh, thời gian sử dụng xe và vị trí địa lý. Những đặc trưng này phản ánh chính xác hành vi lái xe và được chuẩn hóa để đưa vào mô hình học sâu.Làm thế nào để đánh giá hiệu quả mô hình phân loại khách hàng?
Hiệu quả mô hình được đánh giá qua các chỉ số như Accuracy (độ chính xác tổng thể), F1-score (cân bằng giữa độ chính xác và độ nhạy), và AUC (khả năng phân biệt các lớp). Mô hình CNN-LSTM đạt các chỉ số lần lượt là 92%, 0.89 và 0.93, cho thấy hiệu quả cao.Mô hình có thể áp dụng cho các thị trường bảo hiểm khác không?
Mô hình có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các thị trường khác nếu có dữ liệu UBI tương tự. Việc chuẩn hóa dữ liệu và huấn luyện lại mô hình với dữ liệu địa phương sẽ giúp mô hình thích nghi và đạt hiệu quả cao.Các công ty bảo hiểm cần chuẩn bị gì để triển khai mô hình này?
Cần có hệ thống thu thập dữ liệu UBI đầy đủ, đội ngũ kỹ thuật để tích hợp mô hình vào hệ thống quản lý khách hàng, đồng thời đào tạo nhân viên hiểu và vận dụng kết quả phân loại để tư vấn và thiết kế gói bảo hiểm phù hợp.
Kết luận
- Nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình học sâu CNN-LSTM phân loại khách hàng mua bảo hiểm ô tô dựa trên hành vi sử dụng xe với độ chính xác khoảng 92%.
- Mô hình tận dụng dữ liệu chuẩn UBI đa chiều, kết hợp kỹ thuật cửa sổ trượt và chuẩn hóa dữ liệu, giúp trích xuất đặc trưng hiệu quả.
- Kết quả đánh giá cho thấy mô hình vượt trội so với các giải thuật học máy truyền thống về độ chính xác và khả năng phân loại.
- Ứng dụng mô hình vào thực tế sẽ hỗ trợ các công ty bảo hiểm tối ưu hóa chính sách giá và quản lý rủi ro, đồng thời nâng cao trải nghiệm khách hàng.
- Các bước tiếp theo bao gồm triển khai ứng dụng thực tế, mở rộng thu thập dữ liệu và nghiên cứu cải tiến mô hình nhằm nâng cao hiệu quả và tính ứng dụng trong ngành bảo hiểm ô tô.
Hãy bắt đầu áp dụng mô hình học sâu trong quản lý khách hàng bảo hiểm ô tô để nâng cao hiệu quả kinh doanh và phát triển bền vững ngành bảo hiểm.