养老金计划的随机模型

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英文标题：
《Stochastic model of a pension plan》
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作者：
Paz Grimberg and Zeev Schuss
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最新提交年份：
2014
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英文摘要：
  Structuring a viable pension plan is a problem that arises in the study of financial contracts pricing and bears special importance these days. Deterministic pension models often rely on projections that are based on several assumptions concerning the \"average\" long-time behavior of the stock market. Our aim here is to examine some of the popular \"average\" assumptions in a more realistic setting of a stochastic model. Thus, we examine the contention that investment in the stock market is similar to gambling in a casino, while purchasing companies, after due diligence, is safer under the premise that acting as a holding company that wholly owns other companies avoids some of the stock market risks. We show that the stock market index faithfully reflects its companies\' profits at the time of their publication. We compare the shifted historical dynamics of the S\\&P500\'s aggregated financial earnings to its value, and find a high degree of correlation. We conclude that there is no benefit to a pension fund in wholly owning a super trust. We verify, by examining historical data, that stock earnings follow an exponential (geometric) Brownian motion and estimate its parameters. The robustness of this model is examined by an estimate of a pensioner\'s accumulated assets over a saving period. We also estimate the survival probability and mean survival time of the accumulated individual fund with pension consumption over the residual life of the pensioner.
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中文摘要：
构建一个可行的养老金计划是金融合同定价研究中出现的一个问题，如今具有特别重要的意义。确定性养老金模型通常依赖于基于股票市场“平均”长期行为几个假设的预测。我们的目标是在更现实的随机模型环境中检验一些流行的“平均”假设。因此，我们研究了一个论点，即股票市场投资类似于赌场赌博，而在尽职调查后，收购公司更安全，前提是作为全资拥有其他公司的控股公司，可以避免一些股票市场风险。我们证明，股票市场指数忠实地反映了其公司在公布时的利润。我们将标准普尔500指数的总财务收益的历史动态变化与其价值进行了比较，并发现了高度的相关性。我们的结论是，完全拥有超级信托基金对养老基金没有好处。通过检验历史数据，我们验证了股票收益遵循指数（几何）布朗运动，并估计了其参数。该模型的稳健性通过对养老金领取者在一个储蓄期内累积资产的估计来检验。我们还估计了在养老金领取者剩余寿命内，有养老金消费的累积个人基金的生存概率和平均生存时间。
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分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Risk Management        风险管理
分类描述：Measurement and management of financial risks in trading, banking, insurance, corporate and other applications
衡量和管理贸易、银行、保险、企业和其他应用中的金融风险
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一级分类：Mathematics        数学
二级分类：Probability        概率
分类描述：Theory and applications of probability and stochastic processes: e.g. central limit theorems, large deviations, stochastic differential equations, models from statistical mechanics, queuing theory
概率论与随机过程的理论与应用：例如中心极限定理，大偏差，随机微分方程，统计力学模型，排队论
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PDF下载：
--> Stochastic_model_of_a_pension_plan.pdf (2.58 MB)

2022-5-10 09:55:38 上传

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关键词：随机模型 养老金 Applications Quantitative Differential

养老金计划的随机模型planPaz-Grimberg和Zeev-Schuss*特拉维夫大学应用数学系，特拉维夫拉马特·阿维夫，特拉维夫69978，以色列2014年7月3日摘要构建可行的养老金计划是金融合同定价研究中出现的一个问题，如今具有特殊重要性。确定性养老金模型通常依赖于基于几个假设的预测，这些假设与股票市场的“平均”长期行为有关。我们在这里的目的是在更现实的随机模型环境中检验一些流行的“平均”假设。因此，我们研究了这样一种观点，即股票市场投资类似于赌场赌博，而在尽职调查后，收购公司更安全，前提是作为全资拥有其他公司的控股公司，可以避免一些股票市场风险。我们表明，股票市场指数忠实地反映了其公司在发布时的业绩。我们将标准普尔500指数累计财务收益的历史动态变化与其价值进行比较，并发现高度相关性。我们得出结论，完全拥有超级信托基金对养老基金没有好处。通过检验历史数据，我们验证了股票收益遵循指数（几何）布朗运动，并估计了其参数。

该模型的稳健性通过对养老金领取者在一个储蓄期内累积资产的估计来检验。我们还估计了在养老金领取者剩余寿命内累积的个人基金的生存概率和平均生存时间。PACS编号：87.10、89.65-s、 ，89.65GMOS编号：91Bxx，91B60，91B62，91B70，91B28关键词：随机建模，市场模型，养老金计划，投资组合，投资1简介本文基于论文[1]，其中包含了下面讨论的模型的数字，分析和统计计算的许多额外细节。*电子邮件：pazgrimberg@gmail.com, schuss@post.tau.ac.il1.1什么是养老金计划？养老金计划是未来退休人员将其当前收入流的一部分转移到退休收入的一种方法。养老金计划通常分为两类：1。明确的福利计划——养老基金（如雇主）保证退休人员在退休时获得固定的、预先确定的福利，无论投资表现如何。2.固定缴款计划——养老基金对一个基金池进行预先确定的缴款，通常免税，为养老基金的未来收益预留。然后代表退休人员对该基金池进行投资，使其能够在退休时获得收益。退休人员获得的最终收益取决于投资绩效。养老金通常在退休人员退休后一次性支付。然而，在一些国家，如英国，法律要求会员购买年金，然后提供固定收入。养老金在西方文明中有着悠久的历史。养老金的概念可以追溯到罗马帝国[2]，那里的统治者和议会为他们的工人提供养老金，这些工人帮助他们的政权永久化。

两千多年前，罗马共和国的衰落和帝国的崛起与军队养老金的支付或不支付有着密不可分的联系。1875年，美国运通公司在美国设立了第一家私人养老金公司[3]。1870年以前，私营部门的计划并不存在，主要是因为大多数公司都是小型家族企业。1.2公共和私人养老基金公共养老基金受公共部门法律监管，而私人养老基金受私营部门法律监管。在某些国家，公共或ZF养老基金与私人养老基金之间的区别可能难以评估。在其他国家，法律对这一区别做出了明确规定，对管理和投资有非常具体的要求。例如，美国的地方ZF机构受制于各州通过的法律，这些地方存在这些法律，包括规定允许投资的类别和最低市政义务[4]。1.3养老金危机退休时固定的、预先确定金额的福利义务使保险人面临巨大风险。福利金额的计算基于难以衡量或预测的财务假设。这些假设包括员工的寿命、养老金投资获得的回报、未来税收和罕见事件，如自然灾害。另一方面，固定缴款计划将风险转移到被保险人身上，被保险人在退休日依赖养老基金的表现。2009年退休的个人获得的收入远低于2011年。

以下数据描绘了英国和美国养老金计划的严峻前景。在美国，2008财年末，美国各州必须留出2.35万亿美元用于支付员工退休福利，与这些承诺的3.35万亿美元价签之间有1万亿美元的差距[5]。截至2010年8月，社会保障项下未备基金债务的现值约为54亿美元[6]。此外，根据美国国会预算办公室[7]，美国州和地方养老金计划表现出结构性短缺，这可能会造成一个长期存在的问题。在英国，许多员工面临着收入远低于预期的退休。向固定缴款计划缴款40年的员工可能只能获得预期退休收入的一半[8]。根据国际货币基金组织[9]，西方经济体将不得不额外留出2010年GDP的50%来支持退休人员。有人建议进行几项改革来解决养老金危机。1.4改革方案可分为三类。1.为了满足预先存在的固定福利义务，应提高退休年龄。2.为了降低风险和减少债务，应将养老金计划从固定收益转移到固定缴款。3.为了提高累积财富，应该通过提高缴费率和税收来增加养老金的资源配置。第一次改革没有展示任何结构性解决方案，而是试图推出一项改革。第二项改革仍然存在明确的缴款计划的风险，第三项改革涉及提高税收，这可能会降低工作报酬，从而降低工作激励。建立超级信托基金是基于这样一种信念，即其投资政策能够实现低波动、低风险和稳定增长。

这些政策包括对生产基础产品或大宗商品的公司100%的股份购买，这些产品或大宗商品具有潜在的经济实体和高而稳定的需求。超级信托基金不进行没有基本价值的投资。超级信托认为有风险的投资包括股票、债券、货币、套利交易、期货、期权和所有形式的衍生品。这种方法的动机基于一长串历史金融危机。只举几个例子：1。黑色星期一（1987）——道琼斯工业平均指数一天内下跌22.61%[11]。储蓄和贷款（20世纪80年代、90年代）——美国近25%的储蓄和贷款协会失败，价值4020亿美元[12]。仅1996年一年的危机成本就估计为1600亿美元，1996年的总成本为3700亿美元，其中92%来自纳税人。3.俄罗斯金融危机（1998年）-一些因素，例如特别高的固定汇率和长期的金融危机，导致俄罗斯ZF使债务贬值，拖欠国内债务，并暂停向外国债权人付款[13]。因此，当年的通货膨胀率达到了84%。银行关门了。数百万人失去了毕生积蓄。其直接后果是，美国对冲基金崩溃，包括长期资本管理公司（LTCM），该公司在美联储的监督下获得了36亿美元的救助[14]。4.网络泡沫（2000年）——纳斯达克综合指数下跌78%$公司市值损失5万亿美元。5.次贷危机（2008年）——美国人损失了超过四分之一的互联网价值。房价下跌，GDP开始收缩，失业率从5%上升到10%。标准普尔500指数较2007年10月的峰值下跌57%。

美国国债总额从危机前占GDP的66%上升到危机后的103%以上[15]。此外，算法交易、系统交易、高频交易和对冲基金的兴起催生了新型股市崩溃——计算机代码崩溃。例如，2010年的Flash崩溃[16]，以及2012年的Knight Capital Group崩溃[17]，都是运行复杂算法的计算机崩溃的结果。这些危机导致超级信托寻求净收入增长，而不是股市回报。1.4.1 S&P500指数作为养老金领取者资产的模型为了养老基金建模，我们采用S&P500指数方法[18]作为养老基金投资政策的代表性策略。具体而言，标准普尔500指数的资格标准为1。市值超过46亿美元。2.年度美元交易价值大于纳入前6个月的市场价值。3.在纳入前的6个月内，其每月至少有250000股股票交易。4.这是一家美国公司。5.公司至少有50%的股份提供给公众。纳入前至少连续4个季度盈利为正。7.在过去6-12个月内，首次公开募股（IPO）尚未上市。如果下列情况之一成立，公司将被排除在基金之外。1.涉及至少1次违反上述资格标准的合并或收购（M&a）。2.公司在ongoingbasis上至少违反了上述资格标准中的一项。这种投资方法与养老基金的目的一致，因为符合上述要求的公司是可定义的：它们表现出连续4个季度的正收益，而且不表现出持续的负收益。此外，这些公司流动性强，市值超过46亿美元。

此外，标普500指数97%的减记是由于toM&As，且一家公司在指数中的平均停留时间为16.7年，这一历史事实强化了这样一种观念，即这些公司总体上是可盈利和稳定的。因此，这些特点使他们有资格成为具有实质性经济成分的公司，适合养老基金的投资。1.4.2投资绩效养老基金是公司净利润的收益，由管理层自行决定其相关公司保留的净利润金额以及累积到养老基金中的金额。为了能够衡量基金的业绩，我们假设投资组合的净利润没有一个是由相关公司确定的，并且基金累积了整个投资组合的净收益。因此，相对于初始时间t，基金在时间t的净收入增长由R（t）=Pi=1NIi（t）Pi=1NIi（ti）给出，其中NIi（t）是在时间t时标普500中的第i家公司的净收入，ti是该公司首次纳入指数的时间。1.4.3[19]中引入了投资策略Fama的有效市场假说（EMH）。该假说指出，不可能“击败市场”，因为股票市场的效率导致现有股票价格始终包含并反映所有相关信息。

根据指数ρ系数&P50 0.89S&P500 0.92表1：市场代表性美国指数经CPI调整后的收益表现与CPI调整后的价格表现之间的相关性。根据有效市场假说，股票在证券交易所的交易总是以公允价值进行的，这使得投资者既不可能购买低估的股票，也不可能以低估的价格出售股票。因此，可以合理地假设，以标准普尔为代表的整个市场的集体价格应包含并反映有关其组成部分的所有信息，包括其发布时的盈利表现。我们通过比较两个标准普尔指数的历史收益率与它们的位移值来证明这一论点，通过在财务报表所指的季度加上3个月来近似计算。例如，如果一家公司报告了第二季度的净收入，我们将9月30日指定为公布日期。之所以选择3个月轮班，是因为法律要求美国公司在下一个季度结束前公布季度财务报告。我们从CRSP/COMPUSTAT合并数据库[20]中获取财务报表和价格数据，并绘制1970年至2011年经CPI调整的净收入增长率R（t）的历史月度表现。我们还绘制了0.6%的窗口移动平均线，以突出其趋势。为了强调其动态的高度相关性，我们将CPI调整后的收益表现与净收益曲线的变化趋势进行对比。所选代表市场的指数分别为areS&P50和S&P500（见图1、2）。此外，我们还计算了转移收益（原始、非平滑）与收益表现之间的皮尔逊相关系数。

皮尔逊系数由ρ（X，Y）=Cov（X，Y）σXσY=E[（X）给出- uX）（Y）- uY）]σXσY。这些结果似乎推翻了人们普遍持有的观点，即股市投资类似于赌场赌博，而购买公司是安全的。我们的结论是，股票市场指数忠实地反映了公司发布时的业绩，从而强化了有效市场假说。此外，根据对历史数据的分析，股票价格表现更好，同时也同样安全。鉴于上述情况，我们重新制定了建议的投资策略，购买标准普尔500家公司的股份，而不是100%的股份。我们的固定缴款计划模型包括增加的初始投资额，投资于标准普尔500指数。60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 15-40-30-20-10010203040倍标准普尔500指数净收益标准普尔500指数净收益简单移动平均值60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 1502040 020040标准普尔500指数净收益的百分比变化图1：（左）标准普尔500指数调整后的净收益增长率R（t）（青色）。R（t）的移动平均值（黑色）。（右）标准普尔500指数调整后收益率（青色）。标准普尔500指数调整后净收益增长的移动平均值（黑色）。60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 15-1001020304050TimeS&P 50净收益SP50净收益简单移动平均60 65 70 75 80 85 90 95 00 05 10 150102030405060 0510152025SP50回报SP50 SMA净收益的百分比变化图2：（左）青色S&P50 CPI调整后净收益增长率R（t）。（左）R（t）的黑色移动平均值。（右）青色标准普尔500指数调整后的回报。（右）标准普尔50指数调整后净收益增长的黑色移动平均值。2随机模型及其分析在本节中，我们提出了一个投资于经济的养老金储蓄组合的连续时间随机模型，该模型由标准普尔500指数表示。