具有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资策略.pdf
《具有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资策略.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《具有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资策略.pdf(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Advances in Applied Mathematics 应用数学进展应用数学进展,2024,13(4),1723-1737 Published Online April 2024 in Hans.https:/www.hanspub.org/journal/aam https:/doi.org/10.12677/aam.2024.134163 文章引用文章引用:孔于榕,马世霞,张雨浓.具有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资策略J.应用数学进展,2024,13(4):1723-1737.DOI:10.12677/aam.2024.134163 具有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资具
2、有共同冲击和错误定价的最优再保险与投资策略策略 孔于榕孔于榕,马世霞马世霞*,张雨浓,张雨浓 河北工业大学理学院,天津 收稿日期:2024年3月28日;录用日期:2024年4月23日;发布日期:2024年4月30日 摘摘 要要 本文考虑了在错误定价模型下具有有限记忆和共同冲击的保险公司的最优再保险和投资策略问题。假设保本文考虑了在错误定价模型下具有有限记忆和共同冲击的保险公司的最优再保险和投资策略问题。假设保险公司使用具有共同冲击依赖性的二维泊松过程来描述盈余过程,允许保险公司购买比例再保险且在金融险公司使用具有共同冲击依赖性的二维泊松过程来描述盈余过程,允许保险公司购买比例再保险且在金融市场
3、进行投资来分散其风险。金融市场由无风险资产,市场指数和一对错误定价的股票组成。然后,在考市场进行投资来分散其风险。金融市场由无风险资产,市场指数和一对错误定价的股票组成。然后,在考虑与业绩相关的资本流入虑与业绩相关的资本流入/流出的情况下,采用随机时滞微分方程来描述保险公司的财富过程。保险公司流出的情况下,采用随机时滞微分方程来描述保险公司的财富过程。保险公司的目标是最大化终端财富和平均绩效财富组合的均值的目标是最大化终端财富和平均绩效财富组合的均值方差效用,应用博弈论框架内的带时滞的随机控制方差效用,应用博弈论框架内的带时滞的随机控制理论,得到了最优再保险和投资策略的解析表达式。最后,理论,
4、得到了最优再保险和投资策略的解析表达式。最后,通过数值例子对模型参数进行了敏感性分析。通过数值例子对模型参数进行了敏感性分析。关键词关键词 错误定价,共同冲击,随机时滞微分方程,再保险和投资策略,均值错误定价,共同冲击,随机时滞微分方程,再保险和投资策略,均值方差准则方差准则 Optimal Reinsurance and Investment Strategies with Common Shocks and Mispricing Yurong Kong,Shixia Ma*,Yunong Zhang School of Science,Hebei University of Technol
5、ogy,Tianjin Received:Mar.28th,2024;accepted:Apr.23rd,2024;published:Apr.30th,2024 Abstract This paper considers the problem of optimal reinsurance and investment strategies for insurance *通讯作者。孔于榕 等 DOI:10.12677/aam.2024.134163 1724 应用数学进展 companies with limited memory and common shocks under the mi
6、spricing model.Assume that insurers use a two-dimensional Poisson process with common shock dependence to describe the surplus process,allowing insurers to purchase proportional reinsurance and invest in financial markets to diversify their risk.Financial markets are made up of risk-free assets,mark
7、et indices and a pair of mispriced stocks.Then,taking into account performance-related capital inflows/outflows,stochastic delay differential equations are used to describe the wealth process of insurance compa-nies.The objective of insurance company is to maximize the mean-variance utility of the c
8、ombina-tion of terminal wealth and average performance wealth.The analytical expressions of optimal reinsurance and investment strategies are obtained by using stochastic control theory with time delay within the framework of game theory.Finally,a numerical example is given to analyze the sensitivit
9、y of the model parameters.Keywords Mispricing,Common Shock,Stochastic Delay Differential Equation,Reinsurance and Investment Strategies,Mean-Variance Criteria Copyright 2024 by author(s)and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License(CC BY 4
10、.0).http:/creativecommons.org/licenses/by/4.0/1.引言引言 保险市场对经济社会稳定发展的重要性日益凸显。作为保险市场的主要参与者,保险公司业务的稳定性至关重要。投资与再保险是保险公司规避风险、获取利润、实现稳定经营的两个重要措施。近年来,关于随机控制理论在最优投资与再保险的问题上引起人们的广泛关注。一方面保险公司需要购买再保险分散其承保风险以减小其破产概率;另一方面,保险公司需要将其盈余投资于金融市场来赚取收益,故优化保险公司的再保险和投资策略是保险人必须关注的问题。学者们从不同的目标角度研究了保险公司的最优再保险与投资问题,如 Liang 等1考
11、虑了以破产概率最小化为目标的最优投资再保险问题;Guan 和 Liang 2研究了以终端财富预期效用最大化为目标的最优问题;Wang 等3研究了均值方差准则下的最优再保险和投资问题。除了不同的决策目标外,许多学者还从其他几个方面研究了最优投资再保险策略。首先,模型不确定性在金融和保险领域广泛存在,因此,一些学者研究了模糊性对最优投资再保险的影响,如 Chen 和 Yang 4考虑了对于模糊厌恶保险人的稳健最优投资再保险策略问题;Wang 和 Zhang 等5研究了模型不确定下的两家竞争保险公司之间的一类鲁棒非零和随机微分博弈的再保险和投资问题。其次,由于并非绝对成熟的市场存在交易摩擦,保险公司
12、可以通过错误定价获利,即利用一对股票之间的价格差异获利,一些学者对该现象进行了研究,如 Gu 等6研究了具有均值回归和错误定价的保险公司的最优稳健再保险投资策略;Wang 和 Deng 等7研究了均值方差准则下定价错误的保险公司最优再保险投资策略。再次,由于过去的信息总是或多或少地影响着保险人或投资者的决策。例如,在投资股票时,投资者不仅关注当前的股票价格,还关注过去一段时间的股票价格趋势。在模型中考虑过去的信息有助于我们做出更合理的决策。A 和 Li 8以及Zhang 和 Chen 9研究了带有延迟的最优超额损失投资再保险策略。此外,在现实中,一些保险业务之间通常是相互依赖的,例如,交通事故
13、可能会造成财产损失、医疗索赔以及死亡索赔,这些再保险业务之间通常是相互依赖的,因此考虑相依风险是十分必要的,如 Bi 和 Liang 等10研究了均值方差准则下两类相依保险业务间的最优问题。Open AccessOpen Access孔于榕 等 DOI:10.12677/aam.2024.134163 1725 应用数学进展 受上述参考文献的启发,本文考虑了在错误定价模型下具有有限记忆和共同冲击的保险公司的最优再保险和投资策略问题。与现有文献相比较,本文的创新点如下:(i)将错误定价模型和相依风险模型结合起来,并且考虑过去财富的影响来研究最优投资再保险问题;(ii)在均值方差准则下获得了最优投
14、资再保险策略。2.模型的建立模型的建立 2.1.余额过程余额过程 假设保险公司的余额过程遵循下述 C-L 模型:()()()()()12011NtN tNtN tiiiidR tc dtdXdY+=(1)其 中,00c 为 保 费 率,保 费 率0c 是 一 个 正 的 常 数,根 据 期 望 值 原 则 来 计 算()()()()011122211c=+,其中10,20是保险公司的安全负荷;随机变量iX代表第一类索赔发生时第i次索赔的大小,,1iX i 假定是独立同分布的随机变量序列且有相同的分布函数()XF,有限一阶矩()10iE X=,二阶矩()21iE X=;随机变量iY代表第二类索赔
15、发生时第i次索赔的大小,,1iY i 假定是独立同分布的随机变量序列且有相同的分布函数()YF,有限一阶矩()20iE Y=,二阶矩()22iE Y=;()1,0Ntt,()2,0Ntt,(),0N tt 是三个相互独立的泊松过程,其强度分别为1、2、。,1iX i,,1iY i,()1,0Ntt,()2,0Ntt,(),0N tt 是相互独立的。为了计算方便,记()111a=+,()2111b=+()222a=+,()2222b=+保险公司通过购买比例再保险来分散风险,()01iq t,22。那么加入再保险后保险公司的余额过程()qXt可表示为:()()()()()()()()()()()(
16、)()()()()()12120112111111 122222121111NtN tNtN tqiiiiNtN tNtN tiiiidXtcc dtq t dXqt dYq t aaqt aadtq t dXqt dY+=+=+(3)其中,111=,222=。2.2.金融市场金融市场 保险公司还可以利用自己的盈余在金融市场投资来增加财富。假设保险公司可投资于由储蓄账户,孔于榕 等 DOI:10.12677/aam.2024.134163 1726 应用数学进展 市场指数以及由错误定价模型描述的风险资产组成的金融市场。(1)储蓄账户的价格过程为:()()dS trS t dt=()00Ss=(
17、4)(2)市场指数的价格过程为:()()()ttmmmmdPrdtdW=+(5)其中,市场风险保费m和市场波动系数m都是正常数,()mWt是一个标准的布朗运动。(3)一对错误定价的股票的价格过程为:()()()()()()1111dSrdtbdttZk LdStdttWt=+(6)()()()()()()2222dSrdtbdttZk LdStdttWt=+(7)(i),b,1k,2k都是正常数,()ibdZt描述了金融市场中第i只股票的风险,其中1,2i=。(ii)()1Zt,()2Zt,()mWt,()W t是相互独立的。(iii)()jk L t表示错误定价对第j只股票的影响,1,2j=
18、。()L t是两只股票间的错误定价,定义为:()()()12lnSLttSt=(8)基于方程(1.6)和(1.7),利用标准的伊藤公式,可以发现错误定价()L t的动态过程满足以下方程 ()()()()()_1_2_1_2dL tkkL tb dZtdZt=+(9)2.3.带延迟的财富过程带延迟的财富过程 由于有限记忆特征,保险公司所采取的再保险和投资策略受外生资本的影响,用()Y t和()G t表示保险公司在过去时段,th t财富过程的综合延迟信息和点态延迟信息即 ()()()()0shYeX ts dsGttX th=+=(10)其中,对于0,tT,正常数为平均参数,h为延迟参数,平均财富
19、的初始值为()()010hxeY=。用()()()()(),ttf t XYXGtt表示保险公司的资本流入(出)量,其为平均绩效和绝对绩效的线性加权和,即:()()()()()()()()()()()12,f t XYXGXYXGtttttttt=+(11)其中,1和2均为正常数。假设保险公司在 t 时刻投资于市场指数的资产为()mt,投资于第一只股票的资产为()1t,投资于第 二 只 股 票 的 资 产 为()2t,在 考 虑 加 入 延 迟 后,保 险 公 司 在 再 保 险 和 投 资 策 略()()()()()()()1212,mttttttqq=下的财富过程为:孔于榕 等 DOI:1
20、0.12677/aam.2024.134163 1727 应用数学进展 ()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()121212121111 122222121122121122121,11mqmmmmmmmmiidPdSdSdXdXPSSdSXf t XYXGSqtttttttttttttttttttttttaaqaaaXdtklklYGdWbttttttdZbdZdWqdX =+=+()()()()()()()()()()()1221211NNNNiittttqdYXttttYXG t+=+(12)
21、其中12ar=,12、m分别代表()1t、()2t、()mt。定义 1(可行策略)一个投资再保险策略()()()()()()12120,mtTttttqtq=被称为是可行的,如果满足以下条件:(1)()t是 tF-逐步可测过程;(2)0,tT,()0,1iq t;(3)()()2ToEsds是风险厌恶系数。由于均值方差准则下的最优问题是时间不一致的,因此为了解决这个问题,根据Bjork等11,定义如下均衡策略:定义 2(均衡策略)对(),0,1,t x l yTRR +,考虑可行策略*,选择任意一个固定的 ,对任意可行策略 和 0,定义一个新策略 ()()()*,t x l ytstt x l
22、 yt x l ytsT+=+若()()*10,lim0J t x l yJ t xs zinf+,对所有的,那么*被称为均衡策略,均衡值函数为()*,Jt x l y。为了得到拓展的 HJB 方程,定义如下算子,对(),0,1,t x l yTRR +,()()1,2,2,1,0,1,t x l yCTRR +,定义()()()()()()()()()()()121122121111 12222212222222222121212,1112mmtxhlyxxmmllxlaxklklygt x l yq t aaqt aakklxyegbbb +=+孔于榕 等 DOI:10.12677/aam
23、.2024.134163 1728 应用数学进展 ()()()()()()112212,iiiiEt xq X l yt x l yEt xq Y l yt x l yEt xq Xq Y l yt x l y+(13)3.最优投资与再保险问题最优投资与再保险问题 在本节中,给出最优问题,求解最优投资和再保险策略,验证定理及EHJB方程。根据动态规划原理,给出验证定理如下:定理定理 1(验证定理验证定理)(),V t x l y和()()1,2,2,1,0,1,g t x l yCTRR +,满足如下条件:对于()(),0,1,t x l yTRR +,()()()()2,20supV t x
24、 l ygt x l yg t x l yg t x l y=+(14)()()*,0,g t x l yg T x l yxy=+(15)(),V T x l yxy=+(16)()()()()*2:argsup,2V t x l ygt x l yg t x l yg t x l y=+(17)那么,最优均衡值函数()()*,Jt x l yV t x l y=,()()*,E XTg t x l y=,*是最优投资与再保险策略。由于该定理类似于 Kryger 和 Steffensen 12,因而在此省略该定理的证明。对于任一可行策略()()()()()()*12120,mtTq tqtt
25、tt=,HJB方程满足:()()()()()()()()()()()()()121122121111 1222222222222212121222212121sup112,mmtxhlyxxxmmlllxlxliiaxklklygq t aaVVqt aaV kklVxyegVgbVgbVg gbE V t xq Xq Y +()()()()()()()()()()()()()()21221222111112,2,2,2,iiiiiiil yV t x l yE gt xq Xq Y l yE gt x l ygE g t xq Xq Y l yg t x l yE V t xq X l yV
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 具有 共同 冲击 错误 定价 最优 再保险 投资 策略
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。