Optimal long-term investment in general insurance

Like dokumenter
Modellrisiko i porteføljeforvaltning

Ekstreme bølger. Geir Storvik Matematisk institutt, Universitetet i Oslo. 5. mars 2014

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Obligatorisk oppgave nr 4 FYS Lars Kristian Henriksen UiO

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Bootstrapping og simulering Tilleggslitteratur for STK1100

STK Oppsummering

Kap. 6, Kontinuerlege Sannsynsfordelingar

Binomisk sannsynlighetsfunksjon

Punktestimator. STK Bootstrapping og simulering - Kap 7 og eget notat. Bootstrapping - eksempel Hovedide: Siden λ er ukjent, bruk ˆλ:

Forelesning 7: Store talls lov, sentralgrenseteoremet. Jo Thori Lind

UNIVERSITETET I OSLO

Modifisering av Black & Scholes opsjonsprising ved bruk av NIG-fordelingen

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk naturvitenskapelige fakultet

Optimal reassuranse av totalskader

Eksamen i STK4500 Vår 2007

Behovet for beregninger i næringslivet. Tørres Trovik Analyse og modellering Storebrand Liv

Dagens plan. INF4170 Logikk. Modelleksistens for grunn LK repetisjon. Kompletthet av fri-variabel LK. Teorem (Kompletthet) Lemma (Modelleksistens)

UNIVERSITETET I OSLO

x λe λt dt = 1 e λx for x > 0 uavh = P (X 1 v)p (X 2 v) = F X (v) 2 = (1 e λv ) 2 = 1 2e λv + e 2λv = 2 1 λ 1 2λ = 3

Transformasjoner av stokastiske variabler

Løsningsforslag. MOT 110 Matematisk statistikk og stokastiske prosesser B, høst Oppgave 1

Resultat av teknisk regnskap

Aksjeavkastningsparadoxet

Oppgave 1. ( xφ) φ x t, hvis t er substituerbar for x i φ.

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Qi-Wu-Zhang model. 2D Chern insulator. León Martin. 19. November 2015

Bootstrapping og simulering

Bernoulli forsøksrekke og binomisk fordeling

Dekkes av kap , 9.10, 9.12 og forelesingsnotatene.

NORMALFORDELINGER, KOVARIANSMATRISER OG ELLIPSOIDER

HANDELSHØGSKOLEN I TROMSØ SENTRUM OG PERIFERI. Dixit-Stiglitz-Krugman modellen. Åge Haugslett. Vedlegg til Masteroppgave i - Samfunnsøkonomi (30 stp)

Dagens plan. INF4170 Logikk. Fri-variabel sekventkalkyle. Forelesning 10: Automatisk bevissøk II fri-variabel sekventkalkyle og sunnhet.

TMA4240 Statistikk Høst 2008

Kvantifisering av operasjonell risiko basert på kombinering av hendelsesdata og subjektive risikovurderinger

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra It s learning. 7.1 Stokastisk prosess Lineær prediktor AR-3 prosess...

Bootstrapping og stokatisk simulering Tilleggslitteratur for STK1100

Matematisk statistikk og stokastiske prosesser B, høsten 2006 Løsninger til oppgavesett 5, s. 1. Oppgave 1

Gammafordelingen og χ 2 -fordelingen

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Økt forståelse for matematikk ved bruk av programmering Sinusseminar 2019

TMA4240 Statistikk Høst 2016

Løysingsframlegg/skisse Eksamen TFY 4210 Kvanteteorien for mangepartikkelsystem 24. mai 2011

Tillegg om strømfunksjon og potensialstrøm

(Det tas forbehold om feil i løsningsforslaget.) Oppgave 1

Abstract. i x + a x +. a = (a x, a y ) z γ + 1 γ + z )

Forvaltningsprosess og markedssyn. Seniorstrateg Christian Lie Danske Bank Wealth Management

EKSAMEN I NUMERISK LINEÆR ALGEBRA (TMA4205)

STK-MAT Arne Bang Huseby

Oppfriskning av blokk 1 i TMA4240

ECON Statistikk 1 Forelesning 4: Stokastiske variable, fordelinger. Jo Thori Lind

Løsning på Dårlige egg med bruk av Tabell 2 i Appendix B

NHH, 21. april, 2017 Professor Øystein Thøgersen

Kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger.

EKSAMEN I EMNE SIF5072 STOKASTISKE PROSESSER Onsdag 31. juli 2002 Tid: 09:00 14:00

Oppgave 2 Vi ser på et éndimensjonalt system hvor en av de stasjonære tilstandene ψ(x) er gitt som { 0 for x < 0, ψ(x) = Ne ax (1 e ax (1)

STK1100 våren Normalfordelingen. Normalfordelingen er den viktigste av alle sannsynlighetsfordelinger

EKSAMEN I EMNE SIF5072 STOKASTISKE PROSESSER Lørdag 16. august 2003 Tid: 09:00 14:00

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 2

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 1 1 LØSNING ØVING 1

HØGSKOLEN I STAVANGER

Løysingsframlegg øving 1

Kap. 6.1: Fordelingen til en observator og stok. simulering

Siden vi her har brukt første momentet i fordelingen (EX = EX 1 ) til å konstruere estimatoren kalles denne metoden for momentmetoden.

Impact Investing Gudleik Njå, Formål & Effekt, 14. april 2016

Diskrete sannsynlighetsfordelinger som histogram. Varians. Histogram og kumulativ sannsynlighet. Forventning (gjennomsnitt) (X=antall mynt i tre kast)

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Kapitalverdimodellen

Løsningsforslag til hjemmeeksamen i INF3440 / INF4440

Sektor Portefølje III

Tema 2: Stokastiske variabler og sannsynlighetsfordelinger Kapittel 3 ST :44 (Gunnar Taraldsen)

Hvis formlene i Γ og er lukkede, vil sannhetsverdiene til formlene under M være uavhengig av variabeltilordning.

Eksamensoppgave i TMA4265 Stokastiske Prosesser

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren

Oppsummering av STK2120. Geir Storvik

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Løsningsforslag til eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Tirsdag 9. aug 2011

MAT1110: Obligatorisk oppgave 2, V Løsningsforslag

Ideer og design bak Solvency II.

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4160 BØLGEFYSIKK Mandag 3. desember 2007 kl

Statoil Kapitalforvaltning ASA - Vår måte å forvalte midler

HØGSKOLEN I STAVANGER

Netfonds Holding ASA - consolidated Quarterly Accounts (Delårsregnskaper)

Kommunekonferansen 2013, 7. mars Hvordan sikre pensjonsavkastning i usikre markeder v/aage E. Schaanning, KLP Konserndirektør finans og økonomi

MAT Grublegruppen Uke 37

La U og V være uavhengige standard normalfordelte variable og definer

INF L4: Utfordringer ved RF kretsdesign

Stokastiske prosesser i kontinuerlig tid

Semantikk Egenskaper ved predikatlogikk Naturlig deduksjon INF3170 / INF4171. Predikatlogikk: Semantikk og naturlig deduksjon.

INF3170 / INF4171. Normalisering. Andreas Nakkerud. 24. september 2015

Forskningsresultater som brukes og synes ved Norsk Regnesentral

Stationary Phase Monte Carlo Methods

UNIVERSITETET I BERGEN

Falske positive i lusetellinger?

Eksamensoppgave i Løsningsskisse TMA4240 Statistikk

Algdat - øvingsforelesning

Forord. Arbeidet med denne oppgaven har vært svært lærerikt. Det har gitt meg god innsikt og kunnskap om et tema jeg kunne svært lite om før oppstart.

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Fredag 30. mai 2008 Tid: a 0 = 4πǫ 0 h 2 /(e 2 m e ) = 5, m

FORMELSAMLING TIL STK1100 OG STK1110

Transkript:

Optimal long-term investment in general insurance Didrik Saksen Bjerkan May 11, 2011 1 / 1

2 / 1

Introduksjon Ruinsannsynligheten for et forsikringsselskap med mulighet for å invistere deler av egenkapitalen i aksjemarkedet. Azcue og Muler (2009) uendelig tidsperspektiv. Normalt vil 5 til 15 år være mer enn nok. Denne oppgaven forsøker å finne optimale dynamiske strategier for mer realistiske tidsperspektiver. 3 / 1

Modeller Balansen til et forsikringsselskap ved tidspunkt n Y n, er gitt ved følgende prosess. Y n = (1 + R n) (π + Y n 1) X n Y 0 = y 0 Avkastningen R n kommer fra investeringer i aksjer og pengemarkedet, og er beskrevet som R n = ω R s n + (1 ω) r 4 / 1

Modeller Verdien på tidspunkt t for aksjen er beskrevet som (µ σ2 S t = S 0e 2 ) t+σb t hvor S 0 er start verdien, µ prosentvis drift, σ volatiliteten er konstant og B t er Brownsk bevegelse. For avkastningen i pengemarkedet vil jeg anta at r er konstant. 5 / 1

Modeller Forsikringskravene X n er beskrevet ved XN n X n = Z i Her er N antall skader, som er Poissonfordelt med parameter λ. Z i er skadestørrelse og er simulert med 2 langhalede fordelinger, Pareto og Eksponensial. Premien for en periode er gitt ved: π = E(X 1) (1 + γ) 6 / 1

Monte Carlo simuleringer Y 1(ω) = (1 + ω R s 1 + (1 ω) r) (π + y 0) X 1 Y vanskelig sannsynlighetsfordeling, bruker derfor Monte-Carlo. Y1 i (ω) = (1 + ω R s i 1 + (1 ω) r) (π + y 0) X1 i for i (1,m) 7 / 1

Monte Carlo simuleringer Ruinsannsynlighet for en periode: ψ 1(y 0,ω 0)=P (Y 1 < 0 ω 0) H(Y 1,..., Y N )= j 0, min(y1,..., Y N ) > 0 1, min(y 1,..., Y N ) < 0 ψ 1(y 0,ω 0)= 1 m mx H(Y i 1 (ω 0)) Ruinsannsynlighet for en periode med optimal strategi: ˆψ 1(y 0) = inf ω 0 ψ 1(y 0,ω 0) 8 / 1

Introduksjon til dynamisk programmering I 1940 innførte Richard Bellman dynamisk programmering som metode for å løse et problem hvor vi har mulighet til å endre vår strategi for hver tidsperiode. Dynamisk programmering bryter et optimaliseringsproblem i to problemer, gjør en første beslutning basert på startkapital og tar beslutninger for resten av perioden der vi bare har en sannsynlighet for hva balansen vil bli. 9 / 1

Dynamisk programmering Ruinsannsynligheten for en n periode beskrevet med dynamisk programmerings rekursive metode: ψ n(y 0,ω 0)= Z Bruker Monte-Carlo: Z H(y 1) P (y 1 y 0,ω 0)dY + ˆψ n 1(y 1) P (y 1 y 0,ω 0)dY ψ n(y 0,ω 0)= 1 m mx H(Y1 i (ω 0)) + 1 Xm ˆψ n 1(Y m 1 i (ω 0)) 10 / 1

Dynamisk programmering Ruinsannsynligheten for en n periode med optimal invisteringsstrategi: ˆψ n(y 0) = inf ω 0 { 1 m mx H(Y1 i (ω 0)) + 1 Xm ˆψ n 1(Y m 1 i (ω 0))} Bellmans prinsipp om optimalitet Rekursiv funksjon 11 / 1

Løser med datamaskin ψ 1(y 0,ω 0)= 1 m mx H(Y i 1 (ω 0)) ˆψ 1(y 0) = inf ω 0 ψ 1(y 0,ω 0) Funksjonen til ψ jevnt synkende i forhold til y 0, kan bruke interpolasjon til å lage en funksjon som kalles ˆψ 1 (y0) som erstatter ˆψ 1(y 0). for n =2 ψ 2(y 0,ω 0)= 1 m mx Ved tidspunkt n har vi en funksjon for n-1. H(Y1 i )+ 1 Xm ˆψ m 1(Y 1 i ) 12 / 1

Løser med datamaskin Ruinsannsynlighet for n periode med optimale investeringsstrategier som løses med Monte-Carlo og interpolasjon: ˆψ n(y 0) = inf ω 0 { 1 m mx H(Y1 i )+ 1 Xm ˆψ m n 1(Y 1 i )} 13 / 1

Numeriske eksperimenter Eksperimenter under samme vilkår som i Azcue og Muler for å sammenligne. Pareto og Eksponensial fordelingene har begge forventet skade 1, så forskjellen i ligger volatiliteten. Aksjeavkastningen er simulert med µ =0.04, σ =0.1, r =0, og skadekravene er simulert med λ =1, ξ =1, σ z =0.4. Premien er π =1.2. 14 / 1

Numeriske eksperimenter Survival probability for Pareto Survival probability for Exponential surv(y0) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 5 years 10 years 25 years surv(y0) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 5 years 10 years 25 years 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Initial capital Initial capital 15 / 1

Optimale vekter Pareto Exponential Initial weight on equity 1 2 3 4 5 5 years 10 years 25 years Initial weight on equity 0 1 2 3 4 5 years 10 years 25 years 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Initial capital Initial capital 16 / 1

Optimale vekter ruin probability function ruin probability 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030-2 -1 0 1 2 initial weight Figure: the ruin probability for the first year with exponential distributed claims and an initial capital of five, depending on the initial weight. 17 / 1

Oppsummering Numeriske løsningmetoder gjør det mulig å løse kompliserte problemer uten å forenkle. Vi fant strategier for endelige tidsperspektiver, med en analytisk metode så man kun på uendelige tidperspektiver. Metoden virker godt for vårt problem, kan også bli brukt på andre finansielle problemstillinger. F.eks Reassuranse. 18 / 1