论文部分内容阅读
原油是现代生活、生产活动重要的能源和原材料之一,其价格的波动与宏观经济的平稳运行、资本市场的健康发展、个人投资者的选择息息相关。自上世纪80年代以来,原油逐步金融化,原油期货市场的有效运行更是对政府部门、投资者和相关企业生产活动产生深远的影响。当今世界,各国经济联系愈加紧密、网络技术不断进步,投资的国际化、便利化程度进一步提高,使得国际原油期货价格的任何异动都会产生牵一发而动全身的影响,宏观管理者希望原油期货市场有效运行,实现期货稳定价格的作用,而投机者希望有实现超额利润的机会,这就使得对原油市场价格的预测以及对影响价格波动主要因素的分析日益成为社会各界的研究热点,以及金融研究和实业领域的难点。进入21世纪后,在全球经济政治的不确定性事件,供需基本面、金融危机和市场投机等各种因素的共同作用下,国际原油价格变动呈现出更多非平稳、非线性的复杂性特征。作为国际原油市场上最具代表性的价格之一,West Texas Intermediate（WTI）原油期货价格的走势被看成国际能源市场的参考。以WTI原油期货价格为研究对象,本文围绕如下问题展开讨论:原油期货价格是可预测的吗?如果可预测,如何准确预测?影响WTI原油期货价格波动的主要因素有哪些?在所有的预测指标中,哪些指标预测能力最好?本文就上述问题逐步展开讨论,为原油期货价格的特征检验及预测提供了比较全面的实证观点。主要研究内容如下:第3章从WTI原油期货价格的长记忆性、平稳性和非线性三个角度刻画其动态特征,得到WTI原油期货价格部分时段具有随机性、不可预测以及部分时段具有趋势性、可预测的结论:首先,基于WT I原油期货价格日频率序列数据,采用动态HURST指数诊断WTI原油期货价格日频率序列的动态长记忆特性,结果表明,序列在部分时段具有趋势性、可预测,原油期货市场不满足有效市场假说。这一结论验证了原油期货市场符合适应性有效市场假说:市场并不总是有效的,也并不总是无效的。其次,对WTI原油期货价格日频率序列数据进行了平稳性检验,平稳性检验是市场有效性检验以及时间序列分析的前提条件。本章将复杂性科学中的多尺度李雅普诺夫指数引入平稳性检验,并与传统的ADF检验、PP检验和KPSS检验进行了比较。动态检验结果表明,基于多尺度李雅普诺夫指数构建的检验统计量是平稳性检验的一个可行的检验方法,WTI原油期货价格日频率序列是一个大部分时段非平稳、小部分时段平稳的时间序列。最后,采用替代数据法,基于KS检验统计量和BDS检验统计量对WTI原油期货价格日频率序列进行了动态的非线性检验。实证结果表明,WTI原油期货价格日频率序列不是随机的,包含有非线性成分。这一结论进一步佐证了原油期货市场符合适应性有效市场假说、原油期货价格部分可预测的观点。第4章将WTI原油期货结算价日频率序列生成的图片作为输入特征,基于深度信念网络,探讨了采用图片做为分类特征,预测WT I原油期货价格涨跌趋势的可行性。结果表明,预测准确率可以达到85%。进一步,综合开盘价、收盘价、最高价、最低价、成交量和成交额的涨跌趋势预测,构建了基于涨跌趋势的WTI原油期货价格的区间估计。第5章以WTI原油期货价格日频率序列过去5个工作日的价格数据作为输入特征,基于序列数据的序贯性、非线性特征,选取长短时记忆网络模型（LSTM）网络模型进行预测。结果表明,预测的准确率可以到达95%以上,说明过去价格及时反映了市场大部分的信息。进一步,依据第3章平稳性特征检验的结论,选取时间序列平稳和非平稳的两段分别构建LSTM网络模型进行预测,首次验证了平稳性对LSTM网络建模的非敏感性。结果表明,只要数据量足够大,模型能够充分学习训练数据的特征,不管数据平稳与否,都能得到较满意的预测效果。第6章研究基于预测指标的WTI原油期货价格预测。首次在机器学习模型中全面纳入WTI原油期货价格的预测指标体系,预测指标包含影响因素类指标和技术类指标共42个,具体有宏观供需基本面指标、金融投资指标、情绪类指标和技术指标。为解决不同频率指标如何纳入同一框架分析的问题,本章构建了混频-提升法模型（M IDAS-Ada Boost）,以检测各指标对WTI原油期货价格的重要性。分析结果表明:能全面反映过去价格波动特征的技术类指标Tech23对WTI原油期货价格具有最大的贡献度,达到95%以上。考虑到过去价格反映了大部分市场信息以及技术类指标由过去市场价格构建而成,为排除技术类指标和影响因素指标间可能存在的多重共线性问题,在MIDAS-Ada Boost模型框架下去掉技术类指标,仅保留非技术类指标,再次检测影响因素类指标对WTI原油期货价格的重要性。结果表明,政府长期债券到期收益率LTY、美国工业生产指数的月增长率（INPRO）和美国加权贸易汇率（TWI）是权重最大的3个影响指标,分别提供了38.66%、26.16%和23.79%的贡献度。基于预测指标的预测结果表明,技术类指标对WTI原油期货价格的拟合度远比影响因素类指标要高,特别是技术类指标Rech23,预测的准确率高达95%以上。第7章是总结与展望。总结全文的研究成果并给出未来研究展望。