一類推廣的基于進(jìn)入過程的多險種風(fēng)險模型

錢曉濤

（福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院 信息與機電工程系，福建 福州350002）

一類推廣的基于進(jìn)入過程的多險種風(fēng)險模型

錢曉濤

（福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院 信息與機電工程系，福建 福州350002）

對索賠到達(dá)過程為Poisson過程的單險種風(fēng)險模型進(jìn)行推廣，討論了帶干擾的基于進(jìn)入過程且索賠到達(dá)過程是復(fù)合Poisson－Geometric過程的多險種風(fēng)險模型，并應(yīng)用鞅方法得到了該模型滿足的Lundberg不等式和破產(chǎn)概率的表達(dá)式．

進(jìn)入過程；破產(chǎn)概率；鞅；復(fù)合Poisson－Geometric過程

在經(jīng)典風(fēng)險模型中，保險公司的索賠到達(dá)過程以及索賠額的大小都與保費的收取沒有任何關(guān)系，而實際上是受保單到達(dá)過程的影響．基于此，文獻(xiàn)［1］提出了基于進(jìn)入過程的風(fēng)險模型，在該模型中，保險公司只在購買保單顧客的到達(dá)時刻向客戶收取保費，同時索賠的客戶也是從購買保單的客戶中選擇；但由于該模型的盈余過程不具有獨立增量性，因此使其研究具有相當(dāng)大的難度．為此，文獻(xiàn)［2－5］對此模型進(jìn)行了簡化與推廣，其中文獻(xiàn)［2］考慮的是保險公司只提供一種類型的保單且到達(dá)過程服從Poisson過程的模型．但實際上，保險公司提供的大都是多種類型的保單，而且Poisson過程的期望和方差是相等的，因此文獻(xiàn)［2］的模型在實踐中難以實現(xiàn)．出于上述考慮，本文在文獻(xiàn)［2］提出的基于進(jìn)入過程的風(fēng)險模型的基礎(chǔ)上，考慮由保險公司提供多種類型的保單且保單的到達(dá)過程是復(fù)合Poisson－Geometric過程時的風(fēng)險模型，以此為保險公司更好的經(jīng)營提供理論參考．

1 主要結(jié)果及其證明

1．1 模型的建立

考慮風(fēng)險模型：

其中：u為初始資本；Nl（t）為到t時刻為止第l種類型的保單到達(dá)數(shù)，Nl（t）～PG（λlt，ρl）；f（Cli）是保險公司對有效期為Cli的第l種類型的保單所收取的保費；f（·）是1個嚴(yán)格單調(diào)遞增函數(shù)；Yli表示第l種類型保單的第i個投保者的索賠額；Tli為購買第l種類型保單的第i個投保者從購買保單到投保事件發(fā)生時為止所經(jīng)過的時間；示性函數(shù)I｛Tli≤Cli｝表示只有投保事件發(fā)生在保單有效期內(nèi)時，索賠才能是到t時刻為止發(fā)生的總索賠額；B（t）為標(biāo)準(zhǔn)的Brown運動，表示隨機因素的干擾作用，其中σ＞0為擾動系數(shù)．上述復(fù)合Poisson－Geometric過程PG （λlt，ρl）的定義如下：

定義1［6］稱母函數(shù)為｝的隨機變量所服從的分布是復(fù)合Poisson－Geometric分布，真正發(fā)生記為PG （λ，ρ），其中λ＞0，0≤ρ＜1．

定義2［6］稱｛N（t），t≥0｝是參數(shù)為λ和ρ的復(fù)合Poisson－Geometric過程，如果λ＞0，0≤ρ＜1，且滿足：①N（0）＝0；②｛N（t），t≥0｝具有平穩(wěn)獨立增量；③ 對t＞0，有N（t）～PG（λt，ρ），而且

從上述定義不難看出，復(fù)合Poisson－Geometric過程的期望與方差并不相等，所以考慮賠付為復(fù)合Poisson－Geometric過程的風(fēng)險模型比賠付為Poisson過程的風(fēng)險模型更符合實際情況．

假定1 設(shè)C，Y，K是3個非負(fù)的隨機變量，設(shè)｛Cli，i≥1｝是與C同分布的1組獨立同分布的非負(fù)隨機變量；｛Yli，i≥1｝是與Y同分布的1組獨立同分布的非負(fù)隨機變量，記E［Y］＝μ；｛Tli，i≥1｝是與K同分布的1組獨立同分布的非負(fù)隨機變量，并記其共同的分布函數(shù)為F（·），并且｛Nl（t），t≥0｝，｛Yli，i≥1｝，｛Cli，i≥1｝和｛B（t），t≥0｝相互獨立．

假定2 為保證保險公司穩(wěn)定經(jīng)營，假定單位時間內(nèi)的保費收入應(yīng)大于單位時間內(nèi)的理賠支出，即要求E（S（t））＞0．因為

與經(jīng)典風(fēng)險模型的概念一樣，記E［f（C）］＝（1＋θ）μE［F（C）］，其中的θ（θ＞0）稱為相對安全負(fù)荷系數(shù)．另外，定義T＝inf｛t∶t≥0，U（t）＜0｝表示破產(chǎn)發(fā)生時刻，ψ（u）＝P（T＜ ∞｜U（0）＝u）表示初始盈余為u時的破產(chǎn)發(fā)生概率．

1．2 調(diào)節(jié)系數(shù)的確定

定理1 對于盈余過程｛S（t），t≥0｝，存在函數(shù)s（r）使得E［e－rS（t）］＝ets（r）．

定理2 令s（r）＝0，此方程在r＞0內(nèi)有唯一正解R，并稱R為調(diào)節(jié)系數(shù)．

1．3 破產(chǎn)概率

定義3 對于盈余過程｛S（t），t≥0｝，記Ft＝σ｛S（v）；v≤t｝．

引理1［7］T是Ft的停時．

定理3 ｛M（t），F(xiàn)t；t≥0｝是鞅，其中M（t）＝e－RU（t），R為調(diào)節(jié)系數(shù)．

證明 ?0≤v≤t，由盈余過程｛S（t），t≥0｝的平穩(wěn)獨立增量性及定理1和2可得

所以｛M（t），F(xiàn)t；t≥0｝是鞅．

證明 對于固定的時刻t0＜ ∞，t0∧T是有界停時，由鞅的有界停時定理知e－Ru＝M（0）＝E［M（t0∧T）］．由全期望公式和上式可得

當(dāng)t0＜T時，U（t0）≥0，從而e－RU（t0）≤1．在（2）式兩端令t0→ ∞，由單調(diào)收斂定理和Lebesgue控制收斂定理可得e－Ru＝E［M（T）｜T＜ ∞］P｛T＜∞｝＋E［M（∞）｜T＝∞］P｛T＝∞｝，由推廣的大數(shù)定律可知從而有又因為U（T）＜0，則有e－RU（T）＞1，由上式即得 Ψ（u）≤e－Ru，稱之為Lundberg不等式．

［1］ LI Z H，ZHU J X，CHEN F．Study of a risk model based on the entrance processes［J］．Statistic ＆Probability Letters，2005，72（1）：1－10．

［2］ 唐加山，勵源芝．基于進(jìn)入過程帶擾動風(fēng)險模型的破產(chǎn)概率［J］．南京郵電大學(xué)學(xué)報，2009，21（6）：825－827．

［3］ Paulsen J．Sharp conditions for certain ruin in a risk process with stochastic return on investments［J］．Stochastic Process Appl，1998，75：135－148．

［4］ Xiao H M，Tang J S．Ruin probability of one kind of entrance processes based on insurance risk model［R］．Nanjing：Nanjing University of Posts and Telecommunications，2007．

［5］ 黎鎖平，劉琪．投資和干擾具有隨機保費的離散風(fēng)險模型［J］．高校應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報，2009，24（1）：9－14．

［6］ 毛澤春，劉錦萼．索賠次數(shù)為復(fù)合Poisson－Geometric過程的風(fēng)險模型及破產(chǎn)概率［J］．應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報，2005，28（3）：419－428．

［7］ Grandell J．Aspects of risk theory［M］．New York：Springer－Verlag，1991．

A generalized multi－risk model based on the entrance processes

QIAN Xiao－tao
（Department of Information and Electrical Engineering，Jinshan College of Fujian Agriculture and Forest University，F(xiàn)uzhou 350002，China）

A risk model which the compensation arrives to the Poisson process is generalized．We consider the multi－risk model based on the entrance processes and perturbed by diffusion，that is，the arrival of policies is compound Poisson－Geometric processes．Applying the martingale theory，we get the Lundberg inequality and the explicit expression for the ruin probability．

entrance processes；ruin probability；martingale；compound Poisson－Geometric process

O211．6

A

1004－4353（2012）02－0112－03

2012－03－09

錢曉濤（1984—），男，助教，研究方向為隨機過程．