保险风险模型的破产理论与分红策略研究

【摘要】风险理论是当前金融数学界和精算学界的重要研究内容之一,它通过研究保险业中的随机风险模型来处理保险公司所关心的几个精算量,如破产概率、破产时刻、破产赤字、破产前瞬时盈余、Gerber-Shiu期望折现罚金函数、期望折现分红函数、调节系数等。有关保险风险模型的早期研究可以追溯到Lundberg(1903)的结果,正是由于他的工作,奠定了保险风险理论的坚实基础,直到今天,已有大量的相关论文和学术专著对Lundberg(1903)的工作给出了各种各样的推广和深入研究,如后来出现的扰动风险模型、更新风险模型、绝对破产风险模型、马氏转换风险模型、相依风险模型等。另外,带分红策略的风险模型也受到了广泛关注,这与分红本身的现实意义是分不开的。分红是指保险公司依据自身经营状况将部分盈余分配给股东或初始准备金提供者,分红的多少在一定程度上也反映了一个公司的经济效益与竞争实力。该策略最早是DeFinitti(1957)在第十五届精算大会上提出的,他指出公司应当寻求破产前所有分红期望折现值的最大化。目前常见的分红策略有障碍分红策略、阈红利策略、分段分红策略、线性分红策略等。基于上述背景,我的博士毕业论文主要致力于以下几个方面的研究：首先是建立与实际更接近的保险风险模型和问题,其次是根据当前的风险模型和问题的特点,充分发挥随机过程理论理论方法的作用,努力寻找解决问题的途径。最后,为了使研究成果对实践起到一个很好的指导作用,将尽可能给出问题的明确表达式或者数值例子。下面介绍各个章节的研究内容。第一章介绍了几类保险风险模型与合流超几何方程的基础知识。第二章考虑了阈红利策略下带有投资利率的绝对破产风险模型,获得了绝对破产前红利现值的矩母函数和n一阶矩函数、Gerber-Shiu期望折现罚金函数、首达红利边界时刻的拉普拉斯变换所满足的积分—微分方程及边界条件。在指数索赔条件下,得到了绝对破产前红利现值的n—阶矩函数和绝对破产时刻拉普拉斯变换的显示表达式。特别地,当n=1时,给出了数值例子,分析了阂值b、折现利息力、投资利率和贷款利率对期望折现分红函数的影响。本章来自于YuWenguang,HuangYujuan.Onthetimevalueofabsoluteruinforariskmodelwithcreditanddebitinterestunderathresholdstrategy.ScienceChinaMathematics,underreview.第三章研究了阈红利策略下带有投资利率的扰动复合Poisson风险模型的绝对破产问题,导出了绝对破产前红利现值的矩母函数和n—阶矩函数、Gerber-Shiu期望折现罚金函数所满足的积分—微分方程及边界条件。当折现利息力α＝0时,在指数索赔条件下得到了绝对破产前红利现值的n—阶矩函数的显示表达式。特别地,当n=1和α>0时,给出了数值例子,分析了阈值b、折现利息力、投资利率和贷款利率对期望折现分红函数的影响。本章来自于YuWenguang.Someresultsonabsoluteruinintheperturbedinsuranceriskmodelwithinvestmentanddebitinterests.EconomicModelling,31(2013),625-634.第四章研究了障碍分红策略下的马氏绝对破产风险模型,导出了绝对破产前红利现值的矩母函数和n—阶矩函数、Gerber-Shiu期望折现罚金函数所满足的积分—微分方程及边界条件,并给出了方程的矩阵表示。另外,进一步考虑了一类半马氏相依结构的绝对破产风险模型,在该框架下,对任一状态i时的即刻索赔,马尔可夫链的状态就会发生改变达到状态j,而理赔额的分布Fj(y)是依赖于新的状态j的。下一次索赔时间间隔服从参数为λj的指数分布。需要强调的是,在给定Zn-1和Zn的情况下,随机变量Wn和Xn是相互独立的,但在其连续索赔额的大小之间和连续索赔时间间隔之间存在自相关性,而在Wn和Xn之间存在交叉相关。本章来自于YuWenguang,HuangYujuan.Dividendpaymentsandrelatedprob-lemsinaMarkov-dependentinsuranceriskmodelunderabsoluteruin.AmericanJournalofIndustrialandBusinessManagement,1(1)(2011),1-9.YuWenguang,HuangYujuan.TheMarkovianregime-switchingriskmodelwithconstantdividendbarrierunderabsoluteruin.JournalofMathematicalFinance,1(3)(2011),83-89.第五章研究了一类具有随机分红和随机保费收入的离散风险模型,其中保费收入过程和索赔过程均服从复合二项过程。当公司盈余达到或超过界限b时,红利以概率q0进行支付1单位。我们导出了期望折现罚金函数满足的递推公式,作为应用,给出了破产概率、破产赤字分布函数、破产赤字矩母函数的递推公式。最后给出数值例子,分析了相关参数对破产概率的影响。本章来自于YuWenguang.Randomizeddividendsinadiscreteinsuranceriskmodelwithstochasticpremiumincome.MathematicalProblemsinEngineering,2013(2013),1-9.第六章研究了一类具有相依结构的风险模型,即两次理赔间隔决定了下次理赔额的分布,当理赔额服从指数分布时,得到了Gerber-Shiu期望折现罚金函数所满足的积分—微分方程及拉普拉斯变换,作为应用给出了破产时刻,破产赤字及破产前瞬时盈余的拉普拉斯变换。最后,在具有障碍分红策略下的同一风险模型中,分析了Gerber-Shiu期望折现罚金函数和期望折现分红函数所满足的积分—微分方程。本章来自于YuWenguang,HuangYujuan.Someresultsonariskmodelwithdependencebetweenclaimsizesandclaimintervals.数学杂志,33(5)(2013),781-787.第七章研究了一类带有随机保费收入的马氏转换风险模型(也叫马氏调制风险模型),其中,保费收入过程、索赔过程和折现利息力过程均受马氏过程控制,本章的目的是研究期望折现罚金函数所满足的积分方程。作为该积分方程的应用,当状态个数仅为1个时,且索赔额服从指数分布时,给出了破产时刻、破产前瞬时盈余和破产赤字的拉普拉斯变换的明确表达式。最后,给出了数值例子,讨论了相关参数对上述精算量的影响。本章来自于YuWenguang.OntheexpecteddiscountedpenaltyfunctionforaMarkovregime-switchingriskmodelwithstochasticpremiumincome.DiscreteDynam-icsinNatureandSociety,2013(2013),1-9.
【作者】于文广；
【导师】嵇少林；
【作者基本信息】山东大学，金融数学与金融工程，2014，博士
【关键词】风险理论；经典风险模型；破产概率；绝对破产概率；Gerber-Shiu期望折现罚金函数；期望折现分红函数；矩母函数；相依索赔额；障碍分红策略；阈分红策略；线性分红策略；复合泊松过程；马尔可夫转换过程；跳—扩散过程；积分—微分方程；破产时刻；调节系数；破产前瞬时盈余；破产赤字；投资；贷款利息；合流超几何方程；拉普拉斯变换；

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