（企业管理专业论文）人民币汇率与国际汇率的非线性动力学研究.pdf

摘要 摘要 2 0 世纪6 0 年代以来，一门旨在揭示非线性系统的跨学科共同性质的综合性 基础科学一非线性科学逐步形成，由此诞生了一门全新的学科一混沌经济学，为 经济学提供了一种全新的思维方式。近年来，随着非线性金融理论的发展，分形 理论、混沌理论等非线性理论越来越受到经济学家的重视，产生了许多有现实意 义的成果。因此，如果能使其和我国外汇市场的防止汇率大幅波动和汇率预测研 究相结合将会起到十分重要的理论意义和现实意义。 本课题从非线性动力学的角度出发，选择对人民币三种汇率以及五种国际汇 率进行非线性动力学研究。原因有以下几个方面： 首先，自从2 0 世纪7 0 年代布雷顿森林体系瓦解，由于世界各国执行不同的 汇率制度，发达国家主要实行联合浮动，新兴工业国家实行弹性浮动，而广大发 展中国家大都实行钉住浮动，主要货币如美元、马克、日元之间的汇率大起大落。 特别是进入8 0 和9 0 年代，各国外汇市场的波动异常剧烈，并且发生了席卷全球 的金融危机，这使得传统经济学的解释出现了局限性。鉴于其对各国宏观经济的 重要影响，使得有必要对汇率的内在规律性进行研究； 其次，鉴于中国已加入世贸组织，人民币汇率问题不仅是影响我国宏观经济 的重要变量，而且对亚洲经济乃至世界经济也会产生巨大的影响。但中国的汇率 制度与西方发达国家的汇率制度有巨大的差异，因而有其内在的特殊规律性。认 清这种规律性，对我国经济与世界经济的融合必将大有裨益。另外，更为重要的 是，自2 0 0 5 年7 月2 1 日起，我国开始实行以市场供求为基础、参考一篮子货币 ( 美元、欧元、日元和韩元) 进行调节、有管理的浮动汇率制度。人民币汇率不 再盯住单一美元，形成更富弹性的人民币汇率机制。因此，对人民币汇率机制的 内在机理研究是非常有意义的； 再次，随着全球经济一体化步伐的加快，我国的经济发展与国际经济的联系 进一步增强，各国货币在国际间的流通进一步加快，各国外汇市场已经形成了相 互联系、相互依赖、相互影响的全球外汇体系。各国货币在全球体系中相互作用、 相互影响，国际上几种重要的汇率都在不同程度上影响着人民币汇率机制的形 成。因此，有必要对国际上几种重要的汇率进行非线性特征研究，这对人民币汇 东华大学旭【1 工商管理学院管理学硕上学位论文 率非线性机理的形成有重要的影响。 本课题共分五章内容。第一章主要介绍了选题的背景和国内外的研究现状和 未来发展方向。第二章着重阐述了本文首次运用间接混沌检验法一替代数据法和 b d s 统计分析法，对八种汇率进行非线性特征检验，并且提出基于b d s 的替代 数据法，发现汇率时间序列具有内在的和确定性的非线性结构。第三章运用刚s 分析法对上述汇率进行了分形理论分析，证实了汇率的分形结构的存在。第四章 运用了混沌理论对上述汇率进行了混沌检验，发现上述汇率时间序列存在弱混沌 现象。第五章总结全文的结论和对金融( 汇率) 时间序列的前沿问题展望。 关键词非线性：替代数据法：b d s 统计检验；重标极差分析法( r s 分析法) ： 混沌；l y a p 1 0 v 指数 a b s t r a c t a b s t r a c t si n c et h e 19 6 0 sh a sc a m en o n l i n e a rs c i e n c ew h i c hs h o w st h e f i e a t u r e so fn o n l i n e a rs y s t e m s ，b o man e ws c i e n c ec a l l e da sc h a o t i c e c o n o m i c s ，i tp r o v i d e se c o n o m i c sw i t han e ww a yo fr e s e a r c h i nr e c e n t y e a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h en o n l i n e a rf i n a n c i a lt h e o 叫a n dc h a o t i c t h e o 巧t h a tm a n ye c o n o m i s t se m p h a s i z ev e 巧m u c h ，t h e yp r o d u c em a n y m e a n i n g 如lr e s u l t s f r o mm ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ee x c h a n g er a t em a r k e t s ， t os t u d yn o n l i n e a rf e a t u r e so fe x c h a n g er a t e sb yu s i n gt h en o n l i n e a r d y n a m i ct h e o 巧 a n dm e t h o d sa s s o c i a t e dw i t hr e s e a u r c h e so nt h e p r e d i c a t i o no fe x c h a n g er a t e sa n df l u c t u a t i o n so fe x c h a n g er a t e si n c h i n a se x c h a n g er a t e sm a r k e th a sp r a c t i c a la n d t h e o r e t i c a l l ym e a n i n g s s o ，i ti si m p o r t a n tt oc o m b i n et h ea d v a n c e df i n a n c i a lt h e o r i e sw i t hr 田 e x c h a n g er a t e s f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fn o n l i n e a rd y n a m i c s ，t h i s p 印e rc h o o s e s t h r e er j be x c h a n g er a t e sa n df i v e i m p o r t a l ni n t e m a t i o n a le x c h a n g e r a t e st os t u d yt h e i rn o n l i n e a r i t i e s ，t h ep u 叩o s e sf o rw h i c ha r ea sf o l l o w s ： f i r s t l y ，t h ed e v e l o p m e n to fn o n l i n e a rt h e o 拶a n dm e t h o d si n f l u e n c et h e t r a d i t i o n a le c o n o m i c s s e c o n d l y ，e x c h a n g er a t e sm a r k e ti sv e 叫i m p o r t a n t f o re c o n o m yg r o 、机h ，a n di ti sd if j e i c u l tt o e x p l a i ni t sc h a n g e s f o r e x a m p l e ，a r e rt h ec o l l a p s eo fb r e t t o nw 6 0 d ss y s t e m ，m a n yw e s t e m n a t i o n sg i v eu pf i x e de x c h a n g er a t e st on e x i b l ee x c h a n g er a t e s s i n c et h a t 东华大学旭口丁商管珲学院管理学硕：学位论文 t i m e ，t h em o s td m m a t i cf e a t u r e ss h o w nb yt h e6 n a n c i a l d a t aa r et h e s t r i k i n gf l u c t u a t i o n si ne x c h a n g er a t e ss u c ha su sd o l l a ra n dy 色n s o ，i t i sn e c e s s a r yt os t u d yt h el a w so fe x c h a n g er a t e st i m es e r i e s t h i r d l y ，i n t h ev i e wo ft h ee n t 叫o fw t 0 ，t h ei s s u eo fr m be x c h a n g er a t e sn o to n l y i n f l u e n c e st h ei m p o r t a n tv a r i a b l e so fc h i n a se c o n o m y ，b u ta l s oa f i f e c t s t h ew o r l de c o n o m y a n dd u r i n gt h et r a n s m i s s i o n 行o mt h ep l a ne d o n o m y t om a r k e te c o n o m y ，c h i n a se x c h a n g es y s t e m sa r ev e 叫d i f - f e r e n t 行o m t h a to ft h ew e s t e mw o r l d ，s om a s t e r i n gt h el a wo ft h ef l u c m a t i o n so f i t m bi sb e n e f i tf o rt h ee s t a b l i s h m e n to fe c o n o m i cp o l i c i e s a n dw h a t s m o r e ，s i n c ej u l y2 15 2 0 0 5 ，c h i n ac a r r i e so u tt h ea d ju s t e da n dm a n a g e d f l e x i b l er a t e sc o n s i d e r i n gt h em o n e t a 巧b a s k e ts u c hu s d ，e u r o ，j p y a n dw o n t h e r e f o r e ，t os t u d yi n 佃e x c h a n g er a t e si sv e 巧m e a n i n g 如1 f i n a l l y ；w i t hd e v e l o p m e n ta n dg l o b a l i z a t i o no ft h ew o r l dt r a d ea n dw i l d i n c r e a s eo fi n t e m a t i o n a lc a p i t a lf l ow ，c o u n t r i e s e x c h a n g em a r k e t sa r et h e i n t e g r a lp a r t so ft h e9 1 0 b ee x c h a n g er a t e ss y s t e m s o ，i ti sn e c e s s a r yt o s t l j d yt h en o n l i n e a r i t i e so fi n t e m a t i o n a le x c h a n g er a t e s( p o u n d u s d ， c a n a d a d s d ，j p y 舢s d ，s i n g a p o i 辽) s d a n dw o n 肘s d ) ， w h i c hi n f l u e n c et h el a wo fi 蝴be x c h a n g er a t e s t h i sp 印e rc o n s i s t so ff i v ep a r t s t h e1 5 1 p a r tm a i n l yd i s c u s s e st h e b a c k g r o u n do ft h e r e s e a r c ha n dt h ed e v e l o p m e n to ft h ei n t e m a t i o n a l r e s e a r c h e so ne x c h a n g er a t e s t h e2 n dp a r ti n t r o d u c e st h et h e o 拶o f i n d i r e c tc h a o t i ct e s t s u r r o g a t ed a t am e t h o da u l db d st e s t i n g ，a n d i v ab s t r a c t s u g g e s t st h es u l l r o g a t ed a t am e t h o db a s e do nt h eb d ss t a t i s t i c t h e s t u d yp r e s e n t ss o m ee m p i r i c a le v i d e n c eo nt h ep r e s e n c eo fn o n l i n e a r i t i e s o ff i v ee x c h a n g er a t e s ，c o n l p a r i n gt h ed if r e r e n c eb e t w e e nt h eo r i g i n a ld a t a a n ds u r r o g a t ed a t ag e n e r a t e d 疗o mt h e o r i g i n a la n dr e je c t i n gt h en u u h y p o t h e s i si nc o n f l d e n c ec o e m c i e n t9 5 t h e3 r dp a n a n a l y z e st h ef r a c t a l s t r u c t u r eo fe x c h a n g er a t e sb yu s i n gt h et h e o r i e so f 刚sa n a l y s i sa n d c a l c u l a t i n gh u r s te x p o n e n t t h e4 t hp a nd i s c u s s e st h ec h a o t i ca n a l y s i so f t h ea b o v ee x c h a n g er a t e sa n dd i s c o v e r i e st h a tt h ea b o v er a t e sh a v et h e w e a kc h a o sp h e n o m e n a t h e5 t h p a r tg i v e st h er e s u l t so ft h i sr e s e a r c ha n d t h em t u r er e s e a r c hi nt h ef i e l d k e y w o r d sn o n l i n e a r i t ) ，；s u r r o g a t ed a t am e t h o d ；b d st e s t ；r e s c a l e d r a n g ea n a l y s i s ( 刚sa n a l y s i s ) ；c h a o s ；l y 印u n o ve x p o n e n t v 东华大学学位论文原创件声明 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位蝴粼：厕名 日朔：沙州7 年f 其f f b 东华大学学位论文版权使用授权书 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密彤 鸟佃f 彬 缘日专 ， 名 年 签7 币 伊 9 p 狮 舢 导 期 匕日丁一t 指 日 第l 章绪论 第l 章绪论 1 1 选题的背景及意义 西方经济学由古典经济学、边际主义、马歇尔经济学、凯恩斯经济学，发展 到货币主义、新凯思斯主义，但这些理论都是建立在均衡范式和线性数理方法 基础之上的【j 喝j 。在汇率理论方面，无论是购买力平价论、国际收支论、汇率动 态理论和汇率超调理论，还是2 0 世纪7 0 年代兴起的弹性价格货币模型、粘性 价格货币模型和资产组合平衡模型等，这些理论将汇率的大幅度波动归因于由 外界冲击而引起的潜在经济变量的变动，而完全忽略了系统内在因素之间的相 互影响，极大地削弱了理论本身对汇率波动的预测和解释力度。随着全球经济 的一体化发展，各国经济的全方位开放态势，加剧了国际资本的流动，国际间 竞争更加激烈。从而使国际外汇市场更为复杂，各种各样的汇率现象很少能用 线性方法来进行完美的解释，例如在国际外汇市场上，各种外界因素所导致的 出乎意料的汇率波动随处可见，同时汇率也呈现出随机性、时变性和持续性的 特点，这些复杂的汇率现象却很难用线性数学模型来加以准确地描述。因而较 为直接、敏感地反映国际汇率演变特征就成为国际经济学研究领域关注的焦点。 2 0 世纪6 0 年代以来，一门旨在揭示非线性系统的跨学科共同性质的综合 性基础科学一非线性科学逐步形成，这被誉为2 0 世纪继相对论和量子力学之后 自然科学的“第三次革命”。这场革命促进和完善了数量经济学的发展，同时也 孕育了混沌经济学的诞生，为经济学提供了一种全新的思维方式。近年来，随 着非线性金融理论的发展，分形理论、混沌理论等复杂性非线性理论越来越受 到广大经济学家的重视，也得到了更加广泛的应用，产生了许多有现实意义的 成果。因此，运用非线性动力学理论与方法对汇率波动预测进行研究，是从外 汇市场的特征性出发来研究汇率时间序列的波动性，因而具有前瞻性和现实性。 如果能使其和我国外汇市场的防止汇率大幅波动和汇率预测研究相结合将会起 到十分重要的理论意义和现实意义。 本论文将从非线性动力学的角度出发，选择对人民币汇率以及几种重要的 东华大学旭rt 商管理学院管理学硕一l 。学位论文 国际汇率进行非线性动力学研究。原因有以下几个方面： 第一、非线性动力学的发展为社会学科( 特别是金融领域) 的研究思想与 方法论提供了有力的理论基础与研究工具。非线性动力学包含的内容非常广泛， 分形、混沌、时间序列分析等等都是非线性科学的重要组成部分和研究方向。 自2 0 世纪7 0 年代以来，越来越多的西方学者应用非线性动力学理论来研究金 融市场出现的一系列复杂现象。在检验分析金融时间序列( 例如股票、债券、 指数等等) 时，发现金融市场具有明显的非线性动力系统的基本特征，于是将 金融市场作为一个非线性动力系统进行了深入的研究。由于非线性动力学理论 和方法的迅猛发展已对传统经济学产生了巨大影响，因此，将非线性动力学和 经济学相结合来研究经济学中的复杂现象是非常有意义的： 第二、自从2 0 世纪7 0 年代布雷顿森林体系彻底瓦解，由于世界各国执行 不同的汇率制度，各国外汇市场的波动异常剧烈，主要货币如美元、马克、日 元之间的汇率大起大落。之后，特别是进入8 0 年代，由于各国经济发展不平衡 以及国际资本趋于自由化，各国货币汇率波动更加频繁，外汇市场出现了持久 性失衡局面，接着9 0 年代发生的欧洲汇率机制危机、墨西哥金融危机、巴西金 融危机和乌拉圭金融危机，以及席卷全球的东南亚金融危机进一步给各国经济 和世界经济带来巨大的破坏性作用。鉴于外汇市场变幻莫测和其对各国宏观经 济的重要影响，有必要对汇率的内在规律性进行研究； 第三、鉴于中国已加入世贸组织，人民币汇率问题不仅影响我国宏观经济， 而且影响世界经济。中国的汇率制度与西方发达国家的汇率制度有巨大的差异， 因而有其内在特殊的规律性，认清这种规律性对我国经济与世界经济相融合必 将大有裨益。重要的是，自2 0 0 5 年7 月2 1 日起，我国开始实行以市场供求为 基础、参考一篮子货币( 美元、欧元、日元和韩元) 进行调节、有管理的浮动 汇率制度。人民币汇率不再盯住单一美元，形成更富弹性的人民币汇率机制。 因此，对人民币汇率的内在机理研究是非常有意义的； 第四、随着全球经济一体化步伐的加快，我国的经济发展与国际经济的联 系进一步增强，与国际间的经济贸易交往更加频繁，各国货币在国际间的流通 进一步的加快，各国外汇市场已经形成了相互联系、相互依赖、相互影响的全 球外汇体系，各国外汇市场成为其中的子系统。各国货币在全球体系中相互作 第1 章绪论 用、相互影响，国际上几种重要的汇率都在不同程度上影响着人民币汇率机制 的形成。因此，有必要对国际上几种重要的汇率进行非线性特征研究，这对人 民币汇率非线性机理的形成有重要的影响。 本论文希望从非线性动力学角度出发，对人民币汇率的内在特性进行深入 研究，寻找到其内在的规律性，为进一步构建符合非线性动力学的预测模型和 研究经济领域非线性特征的控制问题打下理论基础。这对于我国金融货币政策 的制定及实施，对于稳定人民币币值，防止通货膨胀和金融危机的发生，维护 快速健康和谐的经济增长都将具有重要的理论价值和应用价值。 1 2 国内外的研究现状和发展 近年来，在经济金融领域，国内外非线性经济学研究无论在理论上还是在 试验模型模拟上均有了较快的进展，出现了一批有关的研究学者和文章【6 9 2 3 】。 国内学者对国内外资本市场非线性特征进行了较深入地研究。我国学者陈 平教授第一个从美国货币指数和股票价格指数中发现经济混沌现象。徐龙炳等 应用刚s 分析法分析了中国股票市场的分数维数，以上海股票市场的综合指数 和深圳股票市场的成份指数所构成的时间序列作为研究对象，得出分数维数分 别是1 6 2 9 和1 5 5 5 ，并说明了股价指数所构成的时间序列是非线性的，等等。 纵观国内文献，最全面深入的研究是由黄登仕、李后强所完成的国家社会 科学基金项目：“非线性经济学中的混沌和分形”。他们总结了国内外已有的研 究成果和发现，并在一些领域进行了独到的研究。 国外对非线性经济学的研究早于国内，并且产生了一些重要的理论成果。 美国经济学家s m t z e r 最早将混沌理论应用于经济学研究，其代表作为一个宏 观模型中的混沌动力学和分叉理论。之后，b e n h a b i b 和d a y 在1 9 8 0 年秋到1 9 9 2 年冬连续发表了三篇混沌理论应用于经济学研究的文章。1 9 8 2 年，d a y 在世界 权威学术杂志美国经济评论上发表了混沌理论在经济学上应用的经典文章 非规律增长周期一文，并在随后的经典经济增长中显现的混沌中进一 步加强了在增长模型方面的模拟结果。d a y 的这两篇文章不但标志着混沌经济 学在经济学研究中的理论和实践上的突破，而且也是混沌经济学首次进入主流 东华大学旭日丁商管理学院管理学硕j 一学位论文 经济学的学术领域。接着，d a y 在1 9 9 0 年后发表了专著混沌经济学。 另外，值得一提的是，由j a m e sp g 1 1 l s t c h f i e l d ，j d o y n ef a m e r ，n o n n a i l h p a c h a r d 及r o b e ns s h a w 四人小组提出了相空间重构方法，现己成为在混沌 动力学研究领域的主要技术，并由t a k e n s 用数学为之奠定了可靠的基础。表1 1 所示目前国外研究者关于混沌动力学在经济领域上的重要研究成果【7 7 1 。 表1 1 ：目前国外关于混沌动力学在经济领域上的重要研究成果 注：al e 方法为l y 印u n o v 指数；bb d s 方法是b r o c k ，d e c h e r t 和s c g e i n k m a n 于1 9 8 7 年 提出的统计方法的简称 国内将非线性动力学应用于汇率的研究较晚，研究成果也较少。国内学者 杨培才等( 1 9 9 2 ) 研究了伦敦外汇市场发布的英镑和美元周平均汇率的混沌运 动，证实了该系统是一个具有分维结构的低自由度混沌系统。张久安等( 1 9 9 8 ) 利用关联维数方法，对美元日元汇率进行了研究发现汇率的非线性相关性特 征；曾振宁等人( 2 0 0 3 ) 利用刚s 方法对日元汇率的混沌特征进行了研究，表 明汇率波动具有持续性和不可预测性。张恩泽等人( 2 0 0 4 ) 利用分形理论对美 元日元汇率进行了研究，发现该汇率具有分形特征，等等。 在人民币汇率研究方面，国内学者主要集中在人民币均衡汇率与购买力平 价之间的关系上【1 8 2 3 l 。而关于人民币汇率非线性特征的研究较少，胡雪燕在其 论文【4 】中只是采用刚s 分析法对人民币美元汇率进行了分析，但是没有对该汇 率进行系统的非线性特征研究。 形成鲜明对照的是，国外学者利用非线性动力学对实际的汇率数据进行了 大量实证研究。如利用关联维数、l y a p u n o v 指数和刚s 方法研究了各种汇率的 非线性特性，利用非线性预测研究汇率的预测性。大量的研究结果已经表明汇 率具有非线性特征，传统的国际汇率结构模型以及一些预测模型和现实不符。 在此研究的基础上，国外学者开始建立非线性动力学模型以期望对汇率进行更 加精确的预测。例如，d eq a u w a 和v a n s a j l t e n 在1 9 9 0 年建立了外汇市场中混 沌的确定性模型。d eg r a u w e ( 1 9 9 3 ：m s a ，( 2 0 0 0 ) 等从假设出发，探讨和 展示了混沌汇率模型，但这些模型仅是从原有理论模型中推导出来的，其结果 也仅是仿真的结果，未得到有效的验证。2 0 0 2 年，d a n i e l af e d e r i c i 等人从理论 上建立了连续混沌汇率模型，并利用意大利汇率数据对该模型进行了检验。表 1 2 所示目前国外研究者关于非线性动力学在汇率时间序列领域上的重要研究 成果。 表1 2 ：尽前国外关于菲线性动力学在汇率方面的重要研究成果 注；a 乙e 方法为l y a p u n q v 指数；b8 d s 方法是b c l c d ( 1 妇 和s c g i n k m a n 于1 9 2 7 年提出的统计方法的简称：c c a o 法是由l i a n g y u ec a o 于1 9 9 7 年为判别分维特性的混沌序 列提出了一种方法。这七种汇率数据是月数据 从表1 2 中可以看出，国外学者对汇率时间序列的非线性动力学研究主要 采用了关联维数、b d s 方法、正l y a p u n o v 指数法和单位根检验法等。但是这 些方法针对实际汇率数据进行非线性特征的研究可能存在一些适用性问题( 见 东华人学旭日工商管理学院管理学硕二 j 学位论文 表1 3 ) 。例如，m i k a e lb a s k ( 2 0 0 2 ) 通过计算瑞典克朗对马克、欧洲货币单位、 美元和日元汇率等货币的正l y a p u n o v 指数，发现在瑞典克朗实行浮动汇率制期 间，瑞典克朗对其他四种货币存在正的l y a p u n o v 指数，即揭示了瑞典克朗对马 克、欧洲货币单位、美元和日元汇率等五种货币存在混沌动力学特征。但是， j o n s s o n 在检验瑞典克朗对美元日汇率时发现该汇率存在负l y a p u n o v 指数，这 与m i k a e lb a s k ( 2 0 0 2 ) 的结果相反，这说明研究方法对汇率数据的要求不同。 表1 - 3 ：国内外汇率1 f 线性动力学研究方法的比较 以上是关于国内外学者对汇率的非线性动力学研究进展和所用的方法简 述。纵观国内外的研究文献，目前对人民币汇率的非线性研究还不多见。因此 本论文将对人民币汇率和国际上几种重要的汇率进行系统的非线性特征研究。 1 3 论文的研究目标、研究内容与研究方法 1 3 1 论文的研究目标 本论文基于金融系统时间序列的非线性动力学特征，运用系统科学、非线 第1 章绪论 性科学、非线性经济学的理论与方法、从个新的角度探索影响汇率波动的因 素与规律性。基于非线性动力学的人民币汇率与国际汇率分析，探索一般的汇 率机制与人民币汇率和国际汇率的内在特定规律，给出一些关于汇率方面的宏 观经济政策性建议。 1 3 2 论文的研究思路与内容 本论文从非线性动力学的角度出发，选择对人民币汇率以及几种重要的国 际汇率进行非线性动力学研究，分析了各种汇率的非线性动力学特征，主要内容 如下： 第一章绪论 主要介绍了本论文的研究背景，综述了国外非线性动力学在汇率领域的研 究状况，简要讨论了各种非线性动力学方法的优缺点并提出本论文的主要研究 内容和研究方法。 第二章人民币汇率与国际汇率的非线性机理分析 简要介绍了影响汇率波动的一般解释，随后对b d s 统计分析、替代数据法 等确定非线性特征的研究方法进行了阐述。进而对人民币汇率以及五种重要的 国际汇率的数据进行预处理，并运用上述方法对上述数据进行了非线性特征的 检验，判别其是否具有非线性特征；同时指出了b d s 统计分析的局限性，并且 提出了基于b d s 替代数据法，利用该方法对人民币兑美元汇率进行非线性检 验，不仅能检验汇率的非线性，而且能够进一步检验确定性。 第三章人民币汇率与国际汇率的分形理论分析 首先主要回顾了分形理论的发展历程，介绍了其特点、分类和功能。然后 详细介绍了刚s 分析法的发展历程，阐述了刚s 分析法的原理和计算过程，通 过计算各汇率时间序列的h u r s t 指数，进一步探索各汇率时间序列的分形结构。 第四章人民币汇率与国际汇率的混沌理论分析 主要介绍了混沌理论、相空间重构技术以及w 6 l f 算法。然后对汇率进行相 空间重构时，本论文采用自相关函数法估计延迟时间，采用c a o 方法估计最小 嵌入维数，运用混沌理论的关联维数、l y a p u n o v 指数等方法，进步探讨各汇 率是否具有混沌现象的存在。 东华大学旭n 丁商管理学院管理学硕一i 学位论文 最后，结论 从非线性动力学角度出发，针对人民币三种汇率和英镑、加拿大元、日元、 新加坡元、韩元等五种货币兑美元汇率进行了非线性检验、分形分析和混沌理 论分析。通过以上研究发现本文的汇率数据都具有非线性确定性特征，大部分 汇率具有分形特征并且具有弱混沌现象。 对于金融时间序列的非线性动力学研究是一个有着理论意义和具有挑战性 的研究内容，本论文简要介绍了在理论方面和实用方面需要进一步的探讨和研 究金融领域。 1 3 。3 论文的研究方法 本论文以非线性动力学为背景理论，运用如替代数据、b d s 统计分析、刚s 分析法、混沌理论的关联维数、l y a p u l l o v 指数等非线性动力学方法和统计学研 究方法作为分析试验工具，通过非线性动力学特性分析和统计分析对实际的汇 率时间序列数据进行实证研究，以下是本论文的研究技术路线图卜1 。 h 嚣数) 各种汇率数据进行整理 1 i r 非线性检验方法 i i 1 l r i r s 分析法等分形理论 1 l r 关联维数、l y a p o n u v 指数 等混沌理论方法 j 数据和研究结果进行分析和总结 图卜l 研究技术路线图 i 替代数据法、i jb d s 统计检验、【 ( lb d s 和替代数f i 据法相结合 l 第2 章入民币汇率与国际汇率的非线性机理分析 第2 章人民币汇率与国际汇率的非线性机理分析 2 1 影响汇率波动的一般解释 随着全球经济自由化，国际贸易和国际资本流动迅猛增长导致外汇市场供求 剧烈变动，加大了汇率风险，使各国微观经济主体的行为和宏观经济变量都受到 巨大影响。由于汇率的易变性，特别是近年来汇率的大幅度变动给国际往来中的 清算和支付带来较大的风险，为了准确把握汇率的波动的内在规律，分析影响汇 率波动的各类因素是必要的【4 。 第一、影响汇率变动的制度因素 决定汇率波动的原因很多，但是汇率制度的影响最大。不同的汇率制度，规 定了汇率制定、波动的准则，并为全世界普遍接受和履行，由此产生不同的汇率 变动规律，金本位制和固定汇率制下的汇率波动比较规范，也能事先进行预测并 加以利用，但波动范围很小，因此外汇风险很小，常被人们忽略。 自从2 0 世纪7 0 年代布雷顿森林体系彻底瓦解，由于世界各国执行不同的汇 率制度。一般情况下，发达国家实行自由浮动或联合浮动，新兴工业国家实行弹 性浮动，而广大发展中国家大都实行钉住浮动。汇率变动反复无常，主要货币如 美元、马克、日元之间的汇率大起大落。 随着全球经济一体化、国际贸易自由化的发展，同时由于存在不同的决定汇 率的原则，各国之间经济的相互依赖加强，货币政策间的合作也日趋密切，特别 是电讯网络的飞速发展，使汇率波动在国际间相互快速传递，更增加了汇率波动 的复杂性。从当前国际货币体系看，美元、欧元和日元这三种汇率之间的波动， 成为浮动汇率制下汇率波动的主旋律。对于实行钉住汇率制的货币，其波动主要 取决于被钉住的货币波动情况。实行弹性汇率制的货币，其波动介于自由浮动和 钉住浮动之间，在预测其货币走向时，既要考虑这种货币本身的供求关系，又要 考虑被钉住货币的变动以及其它一些引起该货币弹性浮动的指标。 第二、影响汇率变动的货币性因素 货币性因素是指一国货币的供给量、通货膨胀率、利率等因素，这些因素对 东华大学旭日t 商管理学院管理学硕十学位论文 汇率的影响是很敏感的。一国的货币存量及其物价水平会影响一国对外汇的需 求，而外国通货膨胀率的差异、利率的变化会影响一国外汇供给。本国与外国政 府运用各种手段对汇率波动的干预，一般都是通过影响相对利率水平等因素而实 现。 第三、影响汇率波动的市场因素 现代外汇市场一般采用先进的科学技术，尤其是计算机技术和网络通讯的运 用给外汇买卖带来了革新。这种计算机终端交易不仅给外汇经纪人补充了大量信 息，加速了情报的互相传递，而且使得外汇交易速度大大加快。现代金融市场的 许多交易都能在转瞬之间完成。如今，每天的外汇交易额可以突破几百亿美元。 如此迅速的市场能够大大加快资源有效组合，同时也可能会在错误信息的引导下 造成汇市动荡。 第四、影响汇率波动的实物性因素 实物性因素指所有对一国进出口商品市场影响的因素。例如一国的技术创 新、生产要素投入的变化、市场结构的调整等均为实物性要素的改变。实物性因 素的改变会导致一国进口和出口商品供给需求状况的变化，进而导致外汇供给需 求的变化，这样会对一国货币汇率均衡水平产生作用。 第五、影响汇率波动的其它因素 外汇作为一种特殊商品，或者作为一种耐用性的金融资产，其价格( 即汇率) 会依各类经济变量的变化做出相应的调整。由于这种调整有不同程度的“滞后 性”，因而心理预期因素对汇率波动的影响是必然的。由于心理因素对汇率影响 的脆弱性，从而使汇率变动在某种程度上呈现一定的随机性。一般影响汇率变化 的心理因素常来自政治的、军事的、经济等原因。 另外更为重要的是，浮动汇率制赋予了各国自主决定汇率的权利，因此各国 都能按有利于本国经济发展的目标来干预外汇市场，使汇率确定在一个合理的水 平上，因此各国央行频繁干预外汇市场，成为外汇市场居领导地位的参与者。特 别是主要货币国加强货币合作，共同干预外汇市场，对汇率波动起着不容忽视的 作用。 第2 审人民币汇率与国际汇率的1 线性机理分析 2 2 汇率非线性特征的确定 外汇市场是一个复杂的系统，传统观点认为，外汇市场之所以呈现复杂状态， 其原因是股市中有很多随机因素在起作用，从而认为外汇市场是一个完全随机的 系统。然而由非线性科学的研究成果可知，一个低维简单的、确定性系统可以出 现类似于随机的复杂行为，即出现确定性混沌。故不少学者将概率统计、随机过 程等理论与非线性科学的成果，引入对汇率的研究以探索其复杂性与运动规律， 但是首先必须检验汇率时间序列非线性结构的存在性，这是今后引入其它非线性 科学理论的前提与基础。本论文采用检验经济系统是否存在非线性结构的b d s 统计量、非线性动力学的替代数据法以及本文提出的替代数据和b d s 统计量相 结合的方法，对人民币汇率和国际汇率时间序列加以检验，给出了肯定的回答。 2 2 1 印s 统计检验 b d s 统计量是基于研a s s b e 唱e rp r o c a c i a 相关积分的概念建立起来的一个统 计量，用于检验给定时间序列的内在非线性特征。b d s 统计量定义口5 渤】如下： 根据时间序列k ，屯，h 构造一个朋维嵌入空间 石j ! ，= 0 ，一忆m ( 川) ，记以：一所+ l 。 脚( 肌，儿，占) ：瓦 c ( 坍，s ) 一c ( 1 ，占) m 仃( m ，占) 其中：所为嵌入维数；占是包含时间序列点的肌维球的半径：为样本数目。 定义盯( ，l ，占) 为 r喇- 1 仃( 所，d 2 = 4 ik ( 犯以，力”+ 2 板m ，心，d ”7 q 碍卅，曲+ ( 胁一1 ) 2 c ( 册，d 抽 l j 引 ， 一所2 k ( m ，心，f ) c ( 心，o 放料j 2 日( x ，z ? ) c ( m 儿沪专恙可 k ( m ，人r 刖，s ) = 6 ( x ：，t ，x ? ，x 夕) 朋( 历一1 ) ( 所一2 ) 一i i 东牛大学旭日t 商管理学院管理学硕士学位论文 其中( 工) 为h e i v i s i d e 函数， 咐翊= 亿譬卜 0 0 表示上确界范数：8 r ，x 列= m a q _ 一t f ，k “+ 。，一“，卜。，l 。 从理论上，如果接受独立同分布的零假设，那么b d s 统计量一般只要 c ( 所， 占) “1 ， 占) ”且o 最呶朋，心，占) 、o o 则口( ，) = l 。 在以上几种统计量中，( 2 6 ) 式的r 值不受均值和方差影响，这样可以判断 除均值和方差外的一些线性结构特征是否致：( 2 7 ) 式可判断与均值和方差有 关的关联性是否一致，为了使r 值是中枢的，这里取自相关函数的绝对值：( 2 8 ) 式定义了一个简单非对称的差异统计量。但是，各种检验统计量的效果不一样， 必须选择有效的检验统计量。关联维数作为检验统计量可以无偏地估计非线性特 征。因此，本文选择关联维数和b d s 统计量作为检验人民币汇率和国际汇率的 检验统计量。 东华大学旭日t 商管理学院管理学硕j j 学位论文 2 3 人民币汇率和国际汇率的非线性特征的确定 2 3 1 汇率对象的选择和数据量的选择 自2 0 0 5 年7 月2 】日起，中国人民银行宣布我国开始实行以市场供求为基础 参考一篮子货币( 美元、欧元、日元和韩元) 进行调节、有管理的浮动汇率制度。 人民币汇率不再盯住单一美元，形成更富弹性的人民币汇率机制。因此，对人民 币兑美元、欧元和日元汇率( 由于人民币兑韩元汇率的数据无法得到) 的非线性 研究将具有重要的现实意义。 随着国际和区域贸易的飞速发展，作为国际和区域贸易中主要支付手段的货 币( 英镑、加拿大元、日元、新加坡元、韩元等五种货币兑美元汇率) ，也应纳 入研究的范围，这对于人民币汇率形成机制也有着重要的影响。如表2 1 所示各 种汇率的数据量和研究的时间段。 表2 1 ：各种汇率的数据量和样本区间 2 3 2 汇率时间序列数据的平稳化处理 由于金融时间序列一般不能满足平稳性的要求，为此，在进行分析之前首先 需要对原时间序列进行平稳化处理。为了保证处理后的时间序列具有实际意义， 目前在经济分析中广泛使用一阶对数差分法a r ( 1 ) 【5 8 】。 首先，对汇率时间序列进行对数化处理，计算出相对收益率，即生成序列数 据e p ) ，这样可以将时间序列的趋势去掉f 5 8 】。 e ( f ) = i n 尺( ，) 一l n 尺( f 一1 ) 薪2 $ 民汇牢同目汇率的线性# l 分析 其中，( f ) 表示 时价的对数收益率，r ( r ) 裘示t 时的汇价。然后，对f ( 建立a r ( 模型得： ( f ) = e ( r ) 一+ 64 e o 1 ) ) 其中，a 和b 为a r ( 1 ) 的系数，x ( t ) 为残差。 最后，利片 原始数据石( ，) 进行非线性分析研究。a r ( 1 ) 的残差分析不能 y 自除所有的线性依赖，但是b r o c k ，d e c h e n 和s h e l n k m a n ( 1 9 8 7 ) 口5 认为，a r ( 1 ) 消除了足够的依赖降低了非显著性水平的影响，而无论a r 过程是在水 平2 还是在水平3 上。因此，本文对上述八种汇率采用一阶a r ( 1 ) 过程。 233 人民币汇率的非线性检验 2331 盯s 统计分析 b d s 检验在实际应用中需要适当选取s ：其中f 是判断自噪声的一个标准： s 取值太小会导致过多接受零