突發(fā)事件對(duì)國際石油期貨價(jià)格波動(dòng)的時(shí)間記憶性分析——基于PPM模型和Hurst指數(shù)分析

張躍勝

(1. 新鄉(xiāng)學(xué)院 管理學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453003；2. 西安交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，陜西 西安 710061)

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突發(fā)事件對(duì)國際石油期貨價(jià)格波動(dòng)的時(shí)間記憶性分析
——基于PPM模型和Hurst指數(shù)分析

張躍勝1，2

(1. 新鄉(xiāng)學(xué)院 管理學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453003；2. 西安交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，陜西 西安 710061)

以國際原油期貨價(jià)格波動(dòng)日度數(shù)據(jù)為樣本，通過PPM突變點(diǎn)識(shí)別模型，從高頻時(shí)間序列中出現(xiàn)的眾多"跳躍點(diǎn)"中甄別出能夠改變時(shí)間序列波動(dòng)趨勢的突變點(diǎn)，對(duì)相鄰兩突變點(diǎn)之間樣本進(jìn)行Hurst指數(shù)分析，研究突發(fā)事件對(duì)國際原油期貨價(jià)格波動(dòng)的時(shí)間記憶性。研究表明，時(shí)間序列數(shù)據(jù)中存在多個(gè)"跳躍點(diǎn)"，大多數(shù)跳躍點(diǎn)并未改變數(shù)據(jù)波動(dòng)趨勢，少數(shù)突變點(diǎn)不但改變數(shù)據(jù)波動(dòng)趨勢，國際原油期貨價(jià)格波動(dòng)受突發(fā)事件的影響改變其原有的運(yùn)動(dòng)軌跡。此項(xiàng)研究為后續(xù)學(xué)者提供了一種研究"事件沖擊"和"數(shù)據(jù)時(shí)間記憶"的新方法。

突發(fā)事件；PPM變點(diǎn)；Hurst指數(shù)；石油期貨

一、引言及文獻(xiàn)綜述

1973年石油危機(jī)以后，跨國石油公司對(duì)石油價(jià)格的壟斷基本瓦解，石油價(jià)格成為波動(dòng)最為強(qiáng)烈的商品，學(xué)術(shù)研究中出現(xiàn)大量關(guān)于石油價(jià)格波動(dòng)特征的統(tǒng)計(jì)分析和宏觀研究，石油逐漸成為具有金融屬性的商品，進(jìn)而衍生出石油期貨等石油金融衍生品。盡管大量的學(xué)者對(duì)石油以及石油衍生品價(jià)格波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在各種假設(shè)條件下建立起多種描述波動(dòng)特征的計(jì)量模型，但對(duì)價(jià)格未來趨勢的預(yù)測結(jié)果不盡如人意，這是因?yàn)槭鸵约跋嚓P(guān)衍生品價(jià)格不僅僅受一般商品供求規(guī)律決定，石油由于其不可再生的特殊性，更容易受到地域性壟斷地租的影響，形成壟斷價(jià)格，價(jià)格波動(dòng)脫離其自身價(jià)值波動(dòng)。區(qū)域性的突發(fā)事件通過原油產(chǎn)量向石油以及石油衍生品市場傳導(dǎo)，引起石油及衍生品價(jià)格波幅劇烈變化。

價(jià)格波動(dòng)性的研究對(duì)衍生品定價(jià)、套期策略、生產(chǎn)與消費(fèi)的決策和風(fēng)險(xiǎn)管理十分重要，國內(nèi)外學(xué)者就價(jià)格波動(dòng)性特征的研究大多集中在時(shí)變方差時(shí)間序列的研究上，Engle和Bollerslev相繼提出ARCH和GARCH模型后，對(duì)時(shí)間序列波動(dòng)率特征的研究引起學(xué)者們的關(guān)注，他們提出單整GARCH模型(IGARCH)，該模型中條件方差的擾動(dòng)會(huì)對(duì)將來各期的方差產(chǎn)生持續(xù)影響。Bollerslev和Mikkelsen(1996)提出了FIGARCH模型，從條件方差上反映時(shí)間序列的長期記憶特征。又由于EGARCH模型可以很好地體現(xiàn)金融價(jià)格波動(dòng)的杠桿效應(yīng)，并且以條件方差的對(duì)數(shù)形式確保能夠取正值，使模型更加穩(wěn)定，因此Bollerslev和Mikkelsen(1996)綜合了FIGARCH和EGARCH模型，進(jìn)一步提出了FIEGARCH模型。

Brennan(1985)假設(shè)商品價(jià)格服從隨機(jī)游走過程[1]。后續(xù)學(xué)者在此假設(shè)基礎(chǔ)之上假定資產(chǎn)價(jià)格變動(dòng)率的條件均值和條件標(biāo)準(zhǔn)差隨時(shí)間變化，即多因子資產(chǎn)價(jià)格變化模型。Schwart(1997)用期貨價(jià)格檢驗(yàn)了單因子模型、兩因子模型和三因子模型的定價(jià)準(zhǔn)確性，并用石油期貨價(jià)格檢驗(yàn)了長期均衡價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格之差，對(duì)石油期貨價(jià)格進(jìn)行了檢驗(yàn)[2]。但并未考慮期貨價(jià)格的跳躍性特征，其假定資產(chǎn)價(jià)格呈現(xiàn)連續(xù)變化，不會(huì)出現(xiàn)跳躍性。Jarrow和Rosenfeld(1984)認(rèn)為資產(chǎn)價(jià)格波動(dòng)的連續(xù)和非連續(xù)特征同時(shí)存在。Merton(1976)認(rèn)為資產(chǎn)價(jià)格和收益率均存在厚尾分布和偏態(tài)分布現(xiàn)象，GARCH模型可解釋收益率的偏相關(guān)性，但對(duì)收益率的跳躍現(xiàn)象無法進(jìn)行解釋。童漢飛和劉宏偉通過Jump-GARCH模型對(duì)中國滬深兩市指數(shù)的跳躍性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，Jump-GARCH比GARCH模型更加有效地估計(jì)出收益率和波動(dòng)率的跳躍性變化[3]。

現(xiàn)有大量文獻(xiàn)已證明金融實(shí)踐序列具有波動(dòng)率的長期記憶性和信息的非對(duì)稱性[4-7]。劉建橋和孫文全通過滬深300指數(shù)期貨每日結(jié)算價(jià)，研究了期貨價(jià)格波動(dòng)的不對(duì)稱跳躍特征，發(fā)現(xiàn)滬深300仿真股指期貨價(jià)格存在不對(duì)稱跳躍波動(dòng)，異常信息所導(dǎo)致的跳躍程度隨時(shí)間變動(dòng)[8]。

然而，期貨價(jià)格波動(dòng)包括由于基礎(chǔ)價(jià)值變化所導(dǎo)致的基本性價(jià)格波動(dòng)，和市場噪聲交易者所引起的隨機(jī)性波動(dòng)兩類[9]。類似的關(guān)于證券價(jià)格的研究包括Maheu和McCuedy(2004)認(rèn)為，證券資產(chǎn)價(jià)格和收益率的波動(dòng)由潛在的尋常信息和不尋常信息導(dǎo)致，尋常信息不會(huì)導(dǎo)致股價(jià)的跳躍性，股價(jià)的波動(dòng)遵循一個(gè)平滑的過程，不尋常信息反應(yīng)市場對(duì)為預(yù)期到的新信息的沖擊，造成股價(jià)波動(dòng)的跳躍性。Hsieh和Tauchen(1997)發(fā)現(xiàn)價(jià)格間斷性存在于高頻時(shí)間序列的波動(dòng)中，突發(fā)事件對(duì)高頻時(shí)間序列產(chǎn)生本質(zhì)逆轉(zhuǎn)效應(yīng)。姚慧和范龍振發(fā)現(xiàn)石油期貨價(jià)格有明顯的跳躍特征和均值恢復(fù)特征[10]。Mu(2007)通過極端天氣沖擊美國天然氣期貨市場的研究發(fā)現(xiàn)，天氣對(duì)天然氣收益率和期貨價(jià)格波動(dòng)性產(chǎn)生顯著影響。Linn和zhu(2004)發(fā)現(xiàn)庫存信息發(fā)布對(duì)價(jià)格波動(dòng)影響具有滯后期，即30分鐘后市場交易建立新的平衡。

對(duì)于期貨價(jià)格波動(dòng)的研究主要集中在運(yùn)用GARCH對(duì)期貨收益率的波動(dòng)聚集性上，GJR-GARCH模型和EGARCH模型將期貨價(jià)格波動(dòng)的非對(duì)稱信息反映在條件方差中，無法說明期貨價(jià)格波動(dòng)帶來的收益率所發(fā)生時(shí)間的間斷性和非對(duì)稱跳躍性。Sadorsky通過不同種類石油期貨與各種計(jì)量模型的匹配發(fā)現(xiàn)，TGARCH模型適合于取暖油和天然氣期貨價(jià)格波動(dòng)，GARCH適合于原油和無鉛汽油的波動(dòng)性[11]。Crosby對(duì)期貨價(jià)格的跳躍性特征進(jìn)行了理論分析[12]。Deng在資產(chǎn)價(jià)格模型中加入跳躍特征，利用電力期貨價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析[13]。趙華和王一鳴通過ARMAJI-GARCH模型分析金屬期貨的自相關(guān)性、條件異方差性和動(dòng)態(tài)跳躍性，發(fā)現(xiàn)中國金屬期貨存在時(shí)變跳躍特征，但缺少對(duì)跳躍點(diǎn)之間的期貨價(jià)格波動(dòng)特征進(jìn)行細(xì)化研究[14]。

現(xiàn)有學(xué)者研究國際油價(jià)及其衍生品價(jià)格波動(dòng)規(guī)律文獻(xiàn)的假設(shè)前提是時(shí)間序列的平穩(wěn)性，即使遇到非平穩(wěn)數(shù)據(jù)，通過一階差分和二階差分，濾去白噪聲事件，使非平穩(wěn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)數(shù)據(jù)后進(jìn)行一系列的研究。然而，差分后的平穩(wěn)數(shù)據(jù)并不能全面地反映時(shí)間序列波動(dòng)的本質(zhì)，差分的結(jié)果是略去時(shí)間序列所包含的相關(guān)信息，這種研究方法并不能全面反映石油及其衍生品價(jià)格波動(dòng)的規(guī)律，忽略突發(fā)事件對(duì)時(shí)間序列的影響，這也是大量學(xué)者預(yù)測油價(jià)而結(jié)果不盡如人意的原因。再者，現(xiàn)有關(guān)于跳躍點(diǎn)的研究以感性圖示的方法或者分階段嘗試的方法多次進(jìn)行擬合，尋找突變點(diǎn)的出現(xiàn)時(shí)間點(diǎn)，研究結(jié)果顯示一段時(shí)間序列出現(xiàn)的跳躍點(diǎn)具有多重性。然而，眾多的跳躍點(diǎn)并不能反映時(shí)間序列的本質(zhì)“拐點(diǎn)”，具有較小影響的突發(fā)事件并不能對(duì)時(shí)間序列的趨勢產(chǎn)生長期影響，能夠改變時(shí)間序列長期趨勢的事件必然改變跳躍點(diǎn)之間數(shù)據(jù)間的波動(dòng)規(guī)律。

本研究建立在國內(nèi)外關(guān)于高頻時(shí)間序列數(shù)據(jù)“跳躍點(diǎn)”的文獻(xiàn)基礎(chǔ)之上，以石油期貨價(jià)格高頻數(shù)據(jù)為樣本，在眾多“跳躍點(diǎn)”中，通過PPM突變點(diǎn)分析模型甄選出真正能對(duì)時(shí)間序列未來發(fā)展趨勢產(chǎn)生“質(zhì)變”的跳躍點(diǎn)，并對(duì)兩突變點(diǎn)之間的高頻數(shù)據(jù)進(jìn)行Hurst指數(shù)分析，目的是驗(yàn)證受重大事件影響的突變點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)在依賴性產(chǎn)生沖擊，數(shù)據(jù)間的相關(guān)性發(fā)生改變。

二、數(shù)據(jù)來源

對(duì)高頻數(shù)據(jù)進(jìn)行突變點(diǎn)識(shí)別過程中，首先應(yīng)該考慮的是信息的傳遞速度以及市場的結(jié)構(gòu)，鑒于期貨市場的參與主體具有多樣性，能夠較快對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)，本文以原油期貨市場為例進(jìn)行突變點(diǎn)識(shí)別和突變點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的依賴程度變化的研究。鑒于數(shù)據(jù)的可得性，我們選取2014年10月交割的美國輕質(zhì)原油期貨數(shù)據(jù)，樣本區(qū)間為2009年8月到2012年9月的日度數(shù)據(jù)。因證券收益率的分析更能夠準(zhǔn)確地反映證券價(jià)格波動(dòng)的特征，在進(jìn)行Hurst指數(shù)分析時(shí)，我們對(duì)期貨價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)處理。數(shù)據(jù)均來自于美國紐約商品交易所網(wǎng)站和瑞斯數(shù)據(jù)庫。

三、研究方法

(一)PPM變點(diǎn)分析

變點(diǎn)是指在統(tǒng)計(jì)模型中某些變量的分布或數(shù)字特征發(fā)生了突然的變化，時(shí)間序列在突點(diǎn)前后所服從的分布發(fā)生變化。變點(diǎn)問題的研究把統(tǒng)計(jì)控制理論、估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)理論、非貝葉斯和貝葉斯方法、固定樣本抽樣和連續(xù)抽樣方法結(jié)合起來?，F(xiàn)有研究變點(diǎn)問題的文獻(xiàn)均建立在特定的假設(shè)前提下，能夠有效地判斷出變點(diǎn)前后時(shí)間序列分布的變化，Dipak基于貝葉斯估計(jì)方法，在假定已知變點(diǎn)個(gè)數(shù)和位置的基礎(chǔ)上估計(jì)了單參數(shù)指數(shù)分布族中的變點(diǎn)后驗(yàn)分布，類似的研究還有Ferreira和Broemeling的研究[15-17]。該方法過于主觀地事先對(duì)變點(diǎn)位置進(jìn)行了確定，對(duì)變點(diǎn)個(gè)數(shù)及出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)過于人為主觀化；Inclan和Tiao基于IT檢驗(yàn)，對(duì)整個(gè)時(shí)間序列進(jìn)行樣本分割的前提下計(jì)算單個(gè)樣本的變點(diǎn)，忽略了整體意義上的變點(diǎn)連續(xù)性問題[18]；Hamilton(1989)提出的Markov機(jī)制轉(zhuǎn)換模型能夠捕捉時(shí)間序列在不同狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換過程，但Markov機(jī)制轉(zhuǎn)換模型要求結(jié)構(gòu)變化內(nèi)生，在時(shí)間上具有隨機(jī)性和連續(xù)性，適合于擬合具有持續(xù)結(jié)構(gòu)變化的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。PPM變點(diǎn)分析模型是分析變點(diǎn)問題的動(dòng)態(tài)模型，與已有文獻(xiàn)研究變點(diǎn)問題的不同之處在于對(duì)變點(diǎn)時(shí)間和個(gè)數(shù)假定為未知量，PPM模型能夠識(shí)別時(shí)間序列突變點(diǎn)，測算突變概率和后驗(yàn)均值。

假定x1,x2,…,xn為已知時(shí)間序列，指標(biāo)集合I={1,2，…,n}。假設(shè)存在一個(gè)I的隨機(jī)劃分ρ={i0,i1,…,ib}，其中0=i0

(1)

對(duì)所有的i、j∈I,i

時(shí)間序列x1,x2,…,xn的邊緣分布密度函數(shù)為f1(x1|θ1),…,fn(xn|θn)，其中θ1,θ2,…,θn表示未知參數(shù)。在區(qū)間ρ，對(duì)ir-1

根據(jù)Barry和Hartigan(1992)的研究成果，如果出現(xiàn)下列兩種情況：一是ρ服從

p(ρ={x1,x2,…,xn}|x1,x2,…,xn)=

p(B=b|x1,x2,…,xn)=

(二)Hurst指數(shù)分析

Hurst指數(shù)由水文專家H.E.Hurst通過對(duì)尼羅河泛濫的847年數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄后發(fā)現(xiàn)，尼羅河泛濫的流量并不具有隨機(jī)性，較大泛濫流量之后出現(xiàn)更大的泛濫力度，偶然地出現(xiàn)低于平均流量的數(shù)據(jù)，泛濫流量之間存在循環(huán)性。

分形(Fractal)是通過對(duì)自然界中無規(guī)律、無法用歐幾里得幾何圖像所表示的數(shù)據(jù)，尋找整體與部分之間的自相似性，與自相關(guān)性關(guān)系密切的是長相關(guān)性，表示數(shù)據(jù)之間的波動(dòng)具有時(shí)間記憶特性。

布朗運(yùn)動(dòng)表示研究變量隨機(jī)運(yùn)動(dòng)過程，變量運(yùn)動(dòng)軌跡遵循分形體結(jié)構(gòu)，位置增量為獨(dú)立的Gauss隨機(jī)過程，變量進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的位置是時(shí)間T的隨機(jī)函數(shù)，Wiener對(duì)位置增量方差R和相對(duì)應(yīng)的時(shí)間增量Δt研究后發(fā)現(xiàn)，R和Δt滿足R=E[xt-x0]2=k(Δt)2H，H為Hurst指數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)的Hurst指數(shù)等于0.5，Mandelbrot將Hurst指數(shù)推廣到0和1之間，即分?jǐn)?shù)布朗運(yùn)動(dòng)。R/S方法是分形理論中一種常用方法，用于估計(jì)Hurst指數(shù)。

設(shè)時(shí)間序列{x1,x2,…,xt,t=1,2,…,T}，將長度為T的時(shí)間序列分為n×k個(gè)長度為n的子區(qū)間，對(duì)累積極差R(n)和標(biāo)準(zhǔn)差S(n)進(jìn)行計(jì)算。

區(qū)間長度n的變化導(dǎo)致重標(biāo)極差Qn=R(n)/S(n)的變化，具有自相似性的xt，當(dāng)n→∞時(shí)，Qn→c×nH，c為常數(shù)，H為Hurst指數(shù)。

當(dāng)0

當(dāng)H=0.5時(shí)，時(shí)間序列{x1,x2,…,xt,t=1,2,…,T}是相互獨(dú)立、方差有限的隨機(jī)時(shí)間序列，是標(biāo)準(zhǔn)的布朗運(yùn)動(dòng)，具有馬氏鏈特性，過去的事件對(duì)未來不會(huì)產(chǎn)生任何影響。

當(dāng)0.5

當(dāng)H=1時(shí)，時(shí)間序列{x1,x2,…,xt,t=1,2,…,T}具有完全預(yù)測性，時(shí)間序列成直線分布，價(jià)格波動(dòng)的數(shù)據(jù)完全可以用過去的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。

四、實(shí)證結(jié)果分析

利用PPM突變點(diǎn)識(shí)別法對(duì)2014年10月交割的美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行突變點(diǎn)識(shí)別，所得結(jié)果如圖1和表1所示。

圖1　2014年10月交割的美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格突變點(diǎn)識(shí)別圖

圖1中，上方表示原油期貨價(jià)格的后驗(yàn)均值，下方表示后驗(yàn)均值所對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率。觀察發(fā)現(xiàn)，2009至2012年間，原油期貨價(jià)格受突發(fā)事件、市場干預(yù)、商業(yè)庫存、國際金融投機(jī)和美元匯率等因素的影響，出現(xiàn)較多的波動(dòng)跳躍點(diǎn)。然而，并不是所有的跳躍點(diǎn)都代表著原油期貨價(jià)格時(shí)間序列的真正“拐點(diǎn)”，大多數(shù)波幅較大的拐點(diǎn)并未改變?cè)袝r(shí)間序列的長期波動(dòng)趨勢，我們?cè)O(shè)定后驗(yàn)概率大于0.3為時(shí)間序列波動(dòng)的閥值，閥值是衡量數(shù)據(jù)本質(zhì)發(fā)生變化的臨界點(diǎn)，閥值點(diǎn)過后，時(shí)間序列數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的均衡，兩個(gè)閥值之間的數(shù)據(jù)圍繞在新的均衡線上下波動(dòng)，我們稱能夠改變數(shù)據(jù)未來趨勢的閥值點(diǎn)為突變點(diǎn)，突變點(diǎn)之后的數(shù)據(jù)將改變?cè)械牟▌?dòng)趨勢，直到新的閥值點(diǎn)出現(xiàn)。在我們選取的樣本中，后驗(yàn)概率大于0.3的突變點(diǎn)，如表1所示。

由表1可知，2009-2012年間共出現(xiàn)112次后驗(yàn)概率大小不一的突變點(diǎn)，后驗(yàn)概率較大意味著突發(fā)事件改變時(shí)間序列數(shù)據(jù)未來趨勢的可能性較大，即突發(fā)事件的沖擊足以改變國際社會(huì)對(duì)未來石油期貨價(jià)格走勢的預(yù)期。我們以后驗(yàn)概率大于90%為臨界點(diǎn)，對(duì)原油期貨價(jià)格時(shí)間序列進(jìn)行分階段研究突變后的數(shù)據(jù)，結(jié)果見表2。

如表2所示，以后驗(yàn)概率大于90%為臨界點(diǎn)對(duì)2009-2012年美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分階段處理。2009年8月24日至2012年9月28日期間，2010年5月5日至2011年3月11日之間的Hurst指數(shù)小于0.5，原油期貨價(jià)格接近于隨機(jī)游走，其它階段均大于0.5，原油期貨價(jià)格之間存在偏相關(guān)性，且不同階段偏相關(guān)性大小存在差異性。

表1　2014年10月交割的美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格突變點(diǎn)識(shí)別

表2　2014年10月交割的美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格動(dòng)態(tài)相關(guān)性研究結(jié)果

圖2　美國1960-2011年石油消費(fèi)彈性系數(shù)變動(dòng)圖

石油消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，石油消費(fèi)量會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而持續(xù)增加。我們用石油消費(fèi)彈性系數(shù)來表示經(jīng)濟(jì)增長與石油消費(fèi)增長之間的關(guān)系，石油消費(fèi)彈性系數(shù)=石油消費(fèi)增長率/GDP增長率。短期而言，突發(fā)事件導(dǎo)致的石油供給減少、石油價(jià)格上漲均會(huì)破壞石油消費(fèi)彈性系數(shù)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。對(duì)于長期而言，在一段較長時(shí)期內(nèi)，石油消費(fèi)彈性系數(shù)保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)間。各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)以及技術(shù)水平存在差異性，石油消費(fèi)彈性系數(shù)不能進(jìn)行橫向比較，美國的石油消費(fèi)彈性系數(shù)在0.3～0.5為正常波動(dòng)區(qū)間。如圖2所示，RATESY、RATEGDP和ESY分別表示美國石油消費(fèi)增長率、美國國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率和美國石油消費(fèi)彈性系數(shù)，總體來看，石油消費(fèi)增長和國內(nèi)生產(chǎn)總值增長保持相對(duì)穩(wěn)定的波動(dòng)軌跡，國際上發(fā)生次貸危機(jī)和歐債危機(jī)后，美國石油消費(fèi)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，帶動(dòng)石油消費(fèi)彈性系數(shù)發(fā)生波幅較大的劇烈震動(dòng)。次貸危機(jī)和歐債危機(jī)導(dǎo)致國際原油需求量的迅速減少，油價(jià)的波動(dòng)向石油期貨市場轉(zhuǎn)移，2009年原油期貨價(jià)格變點(diǎn)現(xiàn)象17次，12月7日后驗(yàn)概率大于0.90，Hurst指數(shù)短時(shí)間內(nèi)由0.693 6下降到0.595 9，這是由于歐債危機(jī)導(dǎo)致國際社會(huì)對(duì)原油價(jià)格預(yù)期出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，受美國次貸危機(jī)復(fù)蘇的影響，對(duì)原油價(jià)格復(fù)蘇預(yù)期抱有極大期望，歐債危機(jī)作為突發(fā)事件擾亂社會(huì)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)期，原油期貨價(jià)格亦受影響，每日價(jià)格波動(dòng)之間的偏相關(guān)性減弱，接近隨機(jī)游走狀態(tài)。

圖3　2010年剔除美元匯率影響因素后的國際原油價(jià)格波動(dòng)軌跡

觀察圖3發(fā)現(xiàn)，美國實(shí)行量化寬松貨幣政策之前，美元匯率對(duì)國際石油價(jià)格影響不大，政策實(shí)施后，通過剔除匯率影響因素后發(fā)現(xiàn)，國際原油價(jià)格波動(dòng)相對(duì)平緩。2010年，美國實(shí)施大規(guī)模量化寬松貨幣政策，美聯(lián)儲(chǔ)的做法無異于全力開動(dòng)“印鈔機(jī)”，意味將大量流動(dòng)性重新投入市場，勢必導(dǎo)致美元的大幅貶值，同時(shí)帶來資產(chǎn)泡沫，并加大美國國內(nèi)通貨膨脹的風(fēng)險(xiǎn)。美元作為石油市場的權(quán)威標(biāo)價(jià)和結(jié)算貨幣，美國只需用本國貨幣可購買別國必須付外匯才能購得的石油，從而使美國在國際貿(mào)易中的巨額赤字大幅減少，可免受匯率波動(dòng)對(duì)其實(shí)際支付數(shù)額的影響。美國量化寬松貨幣政策導(dǎo)致國際金融市場的美元匯率波動(dòng)，美元匯率通過風(fēng)險(xiǎn)溢出加劇國際石油價(jià)格的波動(dòng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，油價(jià)的波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)增加。2010年出現(xiàn)變點(diǎn)現(xiàn)象37次，大部分突變點(diǎn)后驗(yàn)概率大于0.50，Hurst指數(shù)再次由0.718 0下降到0.572 1。美國量化寬松貨幣政策對(duì)石油市場的突發(fā)性沖擊再次擾亂社會(huì)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)期，石油期貨價(jià)格之間的偏相關(guān)性減小，2010年5月5日至2011年3月11日出現(xiàn)原油期貨價(jià)格走勢逆轉(zhuǎn)的預(yù)期現(xiàn)象。

圖4　國際原油價(jià)格走勢及突變點(diǎn)標(biāo)志性事件

1991年海灣戰(zhàn)爭帶來油價(jià)的高漲短暫性升高，戰(zhàn)爭結(jié)束使油價(jià)迅速重歸平穩(wěn)。1998年亞洲金融危機(jī)導(dǎo)致國際社會(huì)對(duì)石油的需求量迅速減少，油價(jià)跌至最低點(diǎn)12.28美元/桶，由于OPEC采取持續(xù)減產(chǎn)政策，致使油價(jià)迅速提升。2001年，“911”事件使國際油價(jià)再度受挫，但隨著美國對(duì)阿富汗和伊拉克的戰(zhàn)爭，國際油價(jià)又開始新一輪上漲，從2003年委內(nèi)瑞拉石油工人罷工、2005年墨西哥灣颶風(fēng)事件對(duì)國際油價(jià)的影響可以看出，每一次石油供給減少都將打破國際油價(jià)原有趨勢，國際油價(jià)達(dá)到一個(gè)新的高度后形成新的趨勢。美國次貸危機(jī)和歐債危機(jī)再次重創(chuàng)國際油價(jià)，之后各國采取的經(jīng)濟(jì)回暖政策再次拉高油價(jià)。2011年歐債危機(jī)不斷發(fā)酵，美債問題波瀾迭起。西亞北非的政局動(dòng)蕩也使得國際油價(jià)波動(dòng)明顯，新興經(jīng)濟(jì)體面臨經(jīng)濟(jì)增速放緩和通貨膨脹的雙重壓力，經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的長期性、艱巨性和復(fù)雜性更加凸顯，2011年共出現(xiàn)突變點(diǎn)40次，受國際社會(huì)對(duì)油價(jià)的預(yù)期影響，石油期貨價(jià)格再次向隨機(jī)游走轉(zhuǎn)移。2012年受經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的影響，原油期貨價(jià)格逐漸擺脫前期突發(fā)事件的影響，石油期貨價(jià)格之間的偏相關(guān)性逐漸增強(qiáng)。

五、結(jié) 論

本研究以美國輕質(zhì)原油期貨價(jià)格為例，研究高頻時(shí)間序列突變點(diǎn)的識(shí)別問題，是針對(duì)高頻時(shí)間序列出現(xiàn)多處“拐點(diǎn)”而非本質(zhì)突變的現(xiàn)象，突變點(diǎn)前后數(shù)據(jù)之間的偏相關(guān)性改變，樣本數(shù)據(jù)之間的依賴性強(qiáng)弱發(fā)生改變。研究中，我們運(yùn)用PPM突變點(diǎn)識(shí)別模型對(duì)美國輕質(zhì)原油2014年10月交割的期貨價(jià)格波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行突變點(diǎn)識(shí)別，以后驗(yàn)概率大于90%為臨界點(diǎn)將樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，研究發(fā)現(xiàn)，國際上重大的突發(fā)事件均對(duì)原油期貨價(jià)格波動(dòng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，且這種影響具有長期記憶性，突變點(diǎn)前后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏相關(guān)性拐點(diǎn)，改變了原油期貨時(shí)間序列的波動(dòng)趨勢，每一次重大歷史事件均改變了高頻時(shí)間序列的原有均衡，事件過后產(chǎn)生新的均衡。

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InternationalCrudeOilFuturesPrices'MutationPointIdentificationResearch:BasedonPPMChangePointAnalysisandHurstIndexAnalysis

ZHANGYue-sheng1，2

(1.SchoolofManagement,XinxiangUniversity,Xinxiang453003,China;2.SchoolofFinanceandEconomics,Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710061,China)

Usingtheinternationalcrudeoilfuturespricefluctuation'sdaydataassamples,byPPMmutationpointrecognitionmodel,wecanfindmanyofthe"jump"identifymutationsinhighfrequencytimeseriesthatcanchangethevariationtrendoftimeseries,andthenanalysisthetwoadjacentmutationpoints'Hurstindex.Thisstudyshowsthatthetimeseriesdatahasmanymultiple"hop",mostofthejumppointsdidnotchangethedatafluctuationtrend,amutationpointnotonlychangeddatafluctuationtrend,alsotochangethedatadependence.Inthispaper,theresearchforsubsequentscholarsprovidesanewapproachtothestudyofthe"shock".

emergency；PPM；Hurstindex；oilfutures

2016-03-02；修復(fù)日期：2016-06-14

教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大課題攻關(guān)項(xiàng)目《新常態(tài)下中國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制的變革與中國宏觀調(diào)控模式重構(gòu)研究》(15JZD012)；河南省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃決策咨詢項(xiàng)目《河南戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策研究》(2014D016)

張躍勝，男，河南延津人，博士生，副教授，研究方向：能源經(jīng)濟(jì)，信息經(jīng)濟(jì)。

F062.1

A

1007-3116(2016)08-0078-07

(責(zé)任編輯：張治國)

【統(tǒng)計(jì)應(yīng)用研究】