1.简介
考虑到经典的保险风险模型,公司的现金流由风险准备金过程建模,使用 在这里,表示初始储备金,以及表示假定为常数的保费密度。表示总索赔过程的是一个复合泊松过程,由泊松率给出,代表索赔规模过程,与泊松过程无关它们是具有分布函数的i.i.d.随机变量和平均值在本文中,为了使风险模型更接近实际操作情况,我们添加了与风险准备金过程相关的其他三个属性(1)即借方利息、贷方利息和股息支付。特别是,我们区分了破产和绝对破产。也就是说,当保险公司的准备金为负时,保险公司可以借款并继续经营。 应该提到的是,许多作者都研究过绝对破产的问题,例如蔡[1]研究了绝对破产情形下的Gerber-Shiu函数。王和尹[2]研究了带有障碍策略的绝对破产模型。Wang等人[三],Yuan等人[4]Peng等人[5]扩展了王和尹的工作[2]并用障碍策略研究了利息收入。Wang等人[6]进一步考虑了绝对破产风险模型下的阈值股息壁垒。李和卢[7]进一步探讨了绝对破产下Markov-dependent风险模型的情形。这种马尔科夫相关风险模型的优点是,不同的经济条件可以用马尔科夫链的不同状态来表示。这种模式可以更好地应对经济环境的变化。有关绝对破产问题的最新研究,请参见Huu等人[8]、罗和塔克萨[9],Yang等人[10,11],于[12]、蔡和杨[13],朱[14,15]、毕和张[16]、刘和杨[17]、曾和李[18],Zeng等人[19]、彭和王[20,21]和Avram等人[22]. 受上述文献的启发,在我们的模型中,我们根据准备金的大小将风险准备金过程分为三种情况。当风险准备金在零和固定水平之间时(),保费收入率为不产生利息,也不支付股息。风险准备金达到水平时b条,贷款利率为而且股息会以一定的比率持续支付给股东.此时保费收入率为当风险准备金为负值时,公司能够以借方利率融资并继续经营业务。
通过将上述三个特征纳入储备过程第页,共页(1),新的风险准备金流程由以下方程式得出 在这里,,在模型中定义(1). 让我们表示集合通过具有如果对所有人来说并将其命名为绝对毁灭的时间。被定义为利益的力量,以及是所有应付股息的累计价值,直至t吨时间。然后,直到绝对破产时间为止所有股息的现值由下式给出 在这里,表示指示器功能。值得注意的是满足.
接下来,我们重点关注以下四个相关的精算功能.
力矩生成函数是对于某些值z(z)存在的位置。 这个n个的第阶矩函数是具有. 绝对破产时间的拉普拉斯变换(是一个正常数)是 Gerber-Shiu预期折现罚款函数为哪里,是绝对破产时间之前的瞬时储备。是绝对破产时间的赤字。是定义在上的可测量函数这可以解释为绝对破产时的惩罚。 2.积分微分方程和
在下面的部分中,我们首先给出一个满足以下条件的偏积分微分方程组,通过它我们可以进一步分析。请注意根据的不同值有不同的表达式u个因此,我们通过写作讨论了三个案例对于,对于、和对于。为了便于下列证明,我们设置 定理 1. 什么时候?,以及,当,以及,何时, 证明。 - (1)
对于如Albrecher et al[23],并利用风险储备过程的强马尔可夫特性,我们获得哪里,是的高阶无穷小t吨什么时候即。,. - (2)
上述方法适用于什么时候,我们有 - (3)
对于,与证明中的论点相同(10)给予
定理 2 ,和满足 证明。 - (1)
对于(17),如果很明显,绝对破产将立即发生,而且没有支付股息,这意味着(17). - (2)
通过封堵到(9)和使用(21),我们获得(18). - (3)
对于(19)和(20),方法类似于Wan[24],所以我们把它放在这里。
现在让我们考虑一下根据不同的初始准备金,遵循与上述相同的论点,是一个分段函数。我们表示哪里. 根据表示定理,我们有并将英寸(9)–(11),我们可以证明满足以下积分微分方程和相应的边界条件。☐ 定理 三。 什么时候?,以及何时,以及何时,带边界条件哪里表示非负整数。 3.指数声明的显式表达式和数值示例
我们假设索赔金额服从平均数的指数分布然后,方程式(24)–(26)减少到 通过应用运算符上的(33)–(35)然后重新排列它们,我们就得出 显然,方程的通解(36)可以表示为哪里和是任意常数,以及和是下列方程的两个实根具有,令人满意的即。, 方程式类似于(37)和(38)可以在保尔森和杰西找到[25]蔡和杨[26]. 通过引入新变量,对于和对于,并出租和,方程式(37)和(38)可以转换为Kummer的合流超几何方程(参见Salter[27]和Seaborn[28])对于函数和: 使用的解决方案(42)和(43),我们得出结论哪里,,,和是任意常数,以及 使用合流超几何函数属性,如果,我们得到式中↓表示递减方法。出租英寸(45)双方以及(45), (46)和(27),我们看到了,这意味着, 接下来,我们给出对于和.
通过求解上述方程(48),我们获得哪里和由给定(41)在以下情况下、和 因此,我们得出了,和即, 什么时候?,我们提供了和通过递归公式。它源自(28)–(32), (39) (44),以及(47)那个 通过求解上述方程,我们发现哪里和由提供(41)、和 因此,我们得到了,和作为存在初始值为 在以下示例中,,并说明了相关参数对.
例子 1. 假设,,,,,.图1显示了以下曲线使用上面推导的公式计算,和分别是。图2显示了以下曲线对于,和分别是。图3显示了的表面关于两个变量u和b,从图中可以看出b和α分别增大时减小。 例子 2 假设,,,、和.图4显示了以下曲线股息壁垒,和.图5显示了以下曲线对于,和.图6显示了对于,和.图7显示了的表面关于变量u和b。 发件人图4,图5,图6和图7,我们可以看到是的递减函数b条,、和分别为。结果可以与Peng等人的结果进行比较[5]他考虑了在绝对破产的情况下,具有恒定股息屏障和流动准备金的复合泊松风险模型。从比较结果中,我们得出了参数的影响b条在所有股利的现值的时刻,直到绝对破产为止,无论是使用常数股利屏障还是阈值股利策略,都是相同的。此外,参数的影响相反。这与实际情况相符。 例子 三。 使用的参数如下:,,,,,,.图8显示了以下曲线股息壁垒,和.图9显示了以下曲线对于,和.图10显示了对于,和.图11显示了的表面关于变量u和b。结果表明随着b、α和β的增加而减少,但随着u的增加而增加。 4.Gerber-Shiu期望折扣惩罚函数
与定理1中的参数类似,我们可以很容易地证明Gerber-Shiu期望折现罚函数满足以下积分微分方程:
定理 4 什么时候?,以及何时,以及何时,带边界条件哪里,. 定理 5 积分微分方程(58)–(60)可以用Volterra方程表示哪里 证明。 在(58),集成(58)超过产量 在(68),集成(68)超过,其中一人得出结论哪里,,自 备注 1. 我们指出了这一点,、和是绝对可积的,并且,、和都是连续的。根据Cai和Dickson的说法[29],,和可以通过Picards序列递归地近似。,哪里,,.哪里,,.哪里,,. 因此,至少在理论上,如果我们可以提供以下值,,,,、和,我们可以得到,、和,递归地。
5.绝对破产时间的拉普拉斯变换
定理 6 什么时候?,以及何时,以及何时,根据条件其中,方程式(80)是从以下事实中获得的和什么时候. 在下面,我们求解了根据索赔的平均指数分布.通过应用运算符上的(72)–(74)然后重新排列它们 通过比较(81)–(83)带有(36)–(38)我们分别有哪里,和是任意常数,和令人满意的即。,和具有 我们让是矩阵,定义为和列向量定义为哪里,T型表示转置。让表示矩阵,但我第列,共列被替换为.那么,我们有哪里,表示矩阵的行列式。因此,我们为. 6.达到股息壁垒的时间
让我们探讨一下风险准备金流程需要多长时间才能达到这一障碍b条从初始准备金中提取u个没有绝对的毁灭。让表示风险准备金首次到达的时间b条,定义 使用类似于定理1的方法,我们得到
对于,和,用于,带边界条件 使用与中相同的方法第5节,我们可以得到的显式表达式和当索赔规模与平均值呈指数分布时.我们省略了它。