（管理科学与工程专业论文）基于实物期权二叉树模型的交通基础设施投资评价研究.pdf

中文摘要 鉴于我国交通基础设施的发展现状及其对经济发挥的巨大作用。 对其投资更应该慎重抉择。传统的交通基础设施投资项目评价方法并 没有考虑项目未来现金流的不确定性和项目执行过程中的灵活性，相 比较而言，实物期权在评估项目的不确定性、捕捉灵活性、处理投资 的不可逆性及反映项目的市场价值方面更有优势。 本文通过期权价值图的构造，运用期权价值指标对潜在的投资计 划进行评估和战略规划。当多种实物期权并存于投资项目中时，因相 互影响可能导致复合期权价值难以确定。基于双实物期权均被执行的 联合概率函数，可以构建双实物期权可加性测定模型，从而得到复合 期权的定价规则：类型不同的期权可以直接相加，类型相同的期权不 可相加；对于不可相加的实物期权，采用模糊层次分析法求取复合实 物期权的组合价值。 文章以j s 高速公路作为研究案例，运用资本资产定价模型 ( c a p m ) 确定了折现率，并应用于n p v 法，确定了项目净现值， 同时，基于二叉树定价模型分别确定了该项目的延迟期权和扩张期权 的价值，通过模糊层次分析法综合得到了项目期权价值。将两种方法 计算得到的结果进行比较，实物期权估计出的项目价值要明显高于项 目的固有价值。实证分析表明，当项目投资中包含较大的灵活性和较 多的选择权时，实物期权估价方法是一种更有效的关于项目投资评估 的工具。 关键词：交通基础设施；实物期权；二叉树；资本资产定价模型 c o n s i d e r i n gt h es p e c i a ls t a t u so f 倘ci n f r a s t r u c t u r ea n di t sh u g e e f f e c to nt h ee c o n o m y , w en e e dk e e pd i s c r e e tt od e c i d et h ei n v e s t m e n to f t r a f f i ci n f i a s t r u c t u r e ，a n dh o wt oe v a l u a t et h ei n v e s t m e n t p r o j e c tc o r r e c t l y a p p e a r st ob ev e r yi m p o r t a n t t r a d i t i o n a le v a l u a t i o nm e t h o d sd on o t c o n s i d e rt h eu n c e r t a i n t yo ft h ef u t u r ec a s hf l o wo ft h ep r o j e c ta n dt h e m o b i l i t yd u r i n gt h ee x e c u t i o n , o nt h ec o n t r a r y , r e a lo p t i o nc a ne v a l u a t e t h e u n c e r t a i n t yc o r r e c t l y , c a t c ht h es e n s i t i v i t yd u l y , c o p ew i t ht h e i r r e v e r s i b i l i t yo ft h ei n v e s t m e n te f f i c i e n t l ya n dh a v et h ea d v a n t a g ei n r e f l e c t i n gt h em a r k e tv a l u e t h i sp a p e ru s e st h eo p t i o nv a l u ei n d e xt oe v a l u a t ea n dp l a nt h e i n v e s t m e n tt h r o u g ht h ec o n f o r m a t i o no fo p t i o nv a l u ef i g u r e w h e nt h e r e a r em o r et h a no n ek i n d so fo p f i o ni nt h ei n v e s t m e n tp r o j e c t , t h ei m p a c to n e a c ho t h e rm a yl e a dt h ed i f f i c u l t yi nd e t e r m i n i n gt h ec o m p l e xo p t i o n v a l u e t h r o u g ht h ed e s i g no ft h ec o - p r o b a b i l i t yf u n c t i o no ft h ed o u b l e r e a lo p t i o nm o d e l ，b a s e do nt h ea d d i t i o nm e a s u r a t i o nm o d e lo f t h ed o u b l e r e a lo p t i o n , w ec a nl e a r nt h ep r i c i n gp r i n c i p l e ：r e a lo p t i o no fd i f f e r e n t t y p ec a np l u sd i r e c t l y , b u tr e a lo p t i o no fs i m i l a rt y p ec a l ln o tp l u s ；f o rt h e l a t t e r , t h ef u z z ya n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ( f a i - i p ) c a l lb eu s e dt og a i n t h eg r o s sv a l u eo f t h ec o m p l e xr e a lo p t i o n w ed e e mj sh i g h w a y 私ac a s es t u d y c a p i t a la s s e s t sp r i c i n gm o d e l ( c a p m ) i sa p p l i e dt od e c i d et h ed i s c o u n tr a t ea n dt h e nw ec a ng e tt h en e t p r e s e n tv a l u e o nt h eo t h e rh a n d , t h ev a l u eo fo p t i o nt od e f e ra n dg r o w t h o p t i o na r ed e t e r m i n e db a s e do nb i n o m i a lp r i c i n gm o d e l ，a n dw ec a nr e a c h t h et o t a lo p t i o nv a l u et h r o u g hf a h p a f t e rc o n t r a s t i n gw i t ht h et w o r e s u l t s ，t h ep r o j e c tv a l u ec a l c u l a t e db yr e a lo p t i o ni sh i g h e rt h a nt h e t r a d i t i o n a lr e s u l t w ec a ne a s i l yr e a c ht h a tr e a lo p t i o ni sam o r ee f f i c i e n t m e t h o do fp r o j e c te v a l u a t i o nw h e nt h e r ei sm u c hu n c e r t a i n t ya n dc h o i c e i nt h ep r o j e c ti n v e s t m e n l k e yw o r d s ：t r a f f i ci n f r a s t r u c t u r e ，r e a lo p t i o n , b i n o m i a lt r e e ，c a p m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤垒盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：锄臌识 签字日期：2 0 口6年6 月彤日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫壅盘茎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：钱触目4导师签名： 丘亏葫 签字日期：幼口6 年6 月j6 日签字目期：知6 年6 月形日 天津大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 现代社会经济系统的有效性是由它的人流、物流、能源流、信息流、资金流 的速度和质量决定的。交通运输正是这“五大流”的主要载体之一，是现代经济 社会赖以生存和发展的基础【1 】，其规模和质量在很大程度上制约或促进国民经济 和社会发展的规模与速度。 交通运输一般分为铁路、公路、水运、航空、管道等运输方式，形成运输能 力的基本要素包括交通基础设施和交通工具两大部分。交通基础设施是指：交通 运输线路( 如公路、铁路、航道、管道等) 、交通运输港站( 如车站、港口、码 头、机场等) 以及其附属设施( 如加油、维修、收费、救援、服务站等) 和支持 系统( 如设施的专用通信信息网和交通管制、调度、安全、导航、监控等现代化 装备系统) 1 2 【6 l 。交通基础设施是形成运输能力的关键。 城市交通基础设施直接影响城市居民的工作条件和生活质量，以及城市生态 环境、经济增长、社会文明诸方面的可持续发展i 邢i il 。此外，从带动相关产业的 发展、刺激我国内需、推动经济发展的角度，交通基础设施建设也有着重要的影 响作用。 社会实践和理论研究表明，交通基础设施对一国或一个区域的社会和经济发 展具有重要的基础支撑作用f 9 ”o l 。具体说来，交通基础设施的投资对经济增长的 拉动作用主要表现在两方面：一方面，投资供给对经济增长具有推动作用，投资 所形成的新的生产能力会带动社会总供应能力的上升：另一方面，投资需求对经 济增长具有推动作用，投资需求的扩张必然会伴随着用货币购买物资、支付工资， 从而引起对生产资料和消费资料的大量需求】。 我国交通基础设施的发展历程可以分为两个阶段：建国初期至改革开放前， 我国交通运输业的发展是以恢复国民经济、改善人民生活和巩固国防的需要为导 向的，有计划、有重点的进行交通运输建设0 2 1 ，经过近3 0 年的发展，形成了初 具规模的综合运输体系，但受这一时期中国整体经济发展的影响，交通基础设施 的整体水平还是非常低的，表现为数量少、质量差、能力低、布局不合理的总体 状况；改革开放后，由于交通运输业在国民经济发展中的“瓶颈”作用非常显著， 政府加大了交通基础设施投资的力度，加快了交通体系的发展，此后2 0 多年的 发展大大超过了前3 0 年的规模和速度，综合交通体系建设有了长足的进步，经 济受到交通严重制约的状况有了明显的改善1 1 3 1 - 1 5 1 。但我国交通基础设施总量不 天津大学硕士学位论文第一章绪论 足、结构不尽合理，落后于经济建设、制约经济发展的状况并没有得到根本改变， 交通基础设施的整体水平与发达国家还有很大差距。 交通基础设施的投资规模巨大、周期长、资本系数高，直接提供的附加值比 较低，而处于发展时期的地区一般资本短缺，若将大部分投资都用于交通基础设 施的建设，则经济增长速度会受到影响【1 6 1 。然而同时，在工业化的过程中，国内 各区域都普遍承受着国际国内加速发展工业的压力。 因此，在我国当前的国情下，鉴于交通基础设施的特殊地位及其对经济发挥 的巨大作用，对其投资更应该慎重抉择。目前的投资决策评估方法主要是在折现 现金流量法( d i s c o u n t e dc a s hf l o w , d c f ) 的基础上建立起来的【l - q ，主要的评 价指标包括了净现值( n e tp r e s e n tv a l u e ，n p v ) ，内部回报率( i n t e r n a lr a t eo f r e t u r n , m r ) ，投资回收期( p a y b a c kp e r i o d ，p p ) 等。在实际应用中我们发现，在 现金流量确定的情况下，采用d c f 法，用企业确定的折现率对现金流进行折现 可以得到准确的价值。而当未来的现金流量不确定时，使用d c f 法需要考虑如 何处理现金流量所包含的风险。由于投资环境面临着越来越大的不确定性，这种 传统的评价方法的局限性表现得越来越明显，实物期权方法的产生已经引起了越 来越多学者的关注。本文主要针对传统投资评价方法的局限性，研究实物期权方 法在交通基础设施投资评价中的应用。 1 2 研究内容和创新点 1 2 1 研究内容和结构 本文主要以交通基础设施投资项目的评价和决策作为研究对象，针对出于各 种不确定性使投资决策者采取各种灵活性措施所带来的价值，运用传统的n p v 法和实物期权二叉树定价模型对投资机会的价值进行定量分析，从而利于科学合 理地对投资决策进行评价。 第一章介绍了本文的研究背景和意义，鉴于交通基础设施对经济发展的重大 作用，指出了科学合理的进行投资项目评价和决策的重要性。 第二章对交通基础设施投资项目的评价方法做了综述，指出了传统投资评价 方法存在的缺陷，针对传统决策方法对项目中的灵活性价值缺少评价和对战略性 价值难以量化的弊端，引出了实物期权的概念，并回顾了国内外实物期权定价理 论的研究发展和应用状况。 第三章对期权定价模型进行了探讨，主要介绍了金融领域应用广泛的离散时 间模型二叉树模型的理论推导和定价公式，同时，基于双实物期权可加性测 天津大学硕士学位论文第一章绪论 定模型，得到了复合期权的定价规则，并采用模糊层次分析法( f u z z y a n a l y t i c a l h i e r a r c h yp r o c e s s ，f a h p ) 确定了复合实物期权的组合价值，为后面的应用研究 奠定了理论基础。 第四章对交通基础设施投资项目进行深入分析，从分析投资活动的特征入 手，找出灵活性措施的价值所在，并研究了投资项目在决策中所包含的实物期权， 提出了基于实物期权概念的总体分析框架，以便于期权定价理论和期权定价模型 在实际中的应用。 第五章运用传统的n p v 法和二叉树定价模型分别对j s 高速公路投资项目进 行了评价，在实际计算中，运用c a p m 确定了折现率，对传统的n p v 法作出了 改进，同时，结合项目特点，主要就其中的延迟期权和扩张期权进行了定量研究， 并借助f a h p 综合得到了复合期权的价值，最后通过对比，认为实物期权估价方 法更多的考虑了项目所包含的灵活性和选择性，其计算结果更能充分体现项目的 价值。 文章结构图如下图1 1 所示。 课题背景：研究意义 上 i 理论综述：投资项目的传统评价方法及实物期权的引入 i j 理论方法：二叉树期权定价模型及复合期权的合成 j r f 建模基础：交通应用前提：实物 基础设施投资项期权二叉树定价 目的期权特征模型框架 l 实例分析：投资决策的实物期权二叉树定价方法应用 1 2 2 文章创新点 图i - i 文章结构图 实物期权方法的提出至今虽然已有近3 0 年，而且早已被财务理论界寄予了 极高的期望，但真正应用这种方法进行投资决策的进程却远比期望的要慢，这主 天津大学硕士学位论文 第一章绪论 要是由于关于实物期权的论文过多的集中于讨论模型化的技术问题，而忽略了实 物期权其实是一种创新思维方式这个事实，从而忽略了实物期权方法在实物投资 领域所应该发挥的作用。 具体而言，本文的创新之处主要有如下几点。 1 对项目中可能存在的多种实物期权之间的相互作用进行分析，基于双实 物期权均被执行的联合概率函数，可以构建双实物期权可加性测定模型，得出复 合期权的定价规则。 2 运用c a p m 确定折现率，计算j s 高速公路投资项目的净现值，改进了 传统的n p v 计算方法，使项目净现值更贴近于真实价值。 3 运用二叉树期权定价模型分别对j s 高速公路投资项目中存在的延迟期权 和扩展期权进行了价值确定，并采用f a h p 将两种期权复合以后得到总的期权价 值，帮助决策者了解投资中或有决策所带来的灵活性价值，从而正确地判断整个 投资项目的真实价值，帮助进行科学评价和决策。 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 第二章文献综述 2 1 交通基础设施项目投资评价方法的演进 2 0 世纪3 0 年代至5 0 年代，交通基础设施项目投资评价方法的第一个理论 框架净现值理论和效用理论开始发展起来，特别是净现值理论为2 0 世纪的 项目评估打下了基础，随后它也逐渐在以下几个方面被精炼和完善。 1 首先是夏普( s h a r p e ) 于1 9 6 4 年提出的c a p m 和后来罗斯( r o s s ) 于1 9 7 6 年 提出的套利理论( a r b i t r a g ep r i c i n gt h e o r y , a p t ) 使资金成本和折现率得到较好的 确定1 1 引。 2 决策树和情境分析法为净现值分析增添了灵活性。 3 计算机辅助工具如蒙特卡洛模拟法等使得对投资的评估变得更准确。 由b l a c k , s c h o l e s 和m e r t o n 所提出的期权定价理论是衍生产品定价的一场革 命突破并迅速地被应用于金融市场【l9 1 。1 9 8 4 年m y e r s 首先提出实物期权的概念 并认为实物期权是公司战略与公司财务之间的一座十分重要的桥梁。图2 - 1 就反 映了项目投资决策方法演进的这一过程。 所有这一切的发展导致了实物期权评价框架的产生和发展。这个框架在不断 的完善和发展，但至今还没有一个成熟的方式去评价实物期权。 经济学理论 n p v 理论 效用理论 1 9 3 0 5 0 s 资本资产 定价模型 ( 1 9 6 0 s ) 金融财务理论的发展 决策树 蒙特乍洛模拟 ( 1 9 6 0 7 0 s ) 期权 li 实物期权 定价模型h j定价模型 ( 1 9 7 0 s ) ll ( 1 9 8 0 9 0 s ) 决策对话过程 增加决策分析 ( 1 9 8 0 一9 0 s ) 决策分析的发展 图2 - l 决策方法从n p v 到实物期权 2 2 传统交通基础设施项目评价方法 实物期权 评价方法 考虑到资金的时间价值，交通基础设施项目传统的投资方法可以分为静态分 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 析方法和动态分析方法。不考虑资金时间价值的分析方法称为静态分析方法，主 要用于数据不完备和不精确的项目初选阶段；考虑资金时间价值的分析方法称为 动态分析方法，用于项目最后决策前的可行性研究阶段。 2 2 1 静态分析方法 1 投资回收期 投资回收期也称为投资返本年限法，是一种测算拟建项目在正常的生产经营 条件下，以其年收益额和提取的固定资产折旧、无形资产摊销收回项目总投资所 需的时间，并与行业基准投资回收时间对比来评价项目投资效益的静态分析方 法。投资回收期( 以年表示) 一般从建设开始年算起。其表达式如下： 卫 ( a c 吼= o ( 2 1 ) t = l 式中：a 表示项目的现金流入量，c o 表示项目的现金流出量，p 表示项目 的投资回收期。另外，投资回收期也可根据财务现金流量表中累计净现金流量计 算求得，具体的计算公式为： 投资回收期= 累计净现金流量开始为正值年份数一1 + 上年累计净现金流量 的绝对值当年净现金流量( 2 2 ) 2 投资收益率法 投资收益率法是将项目在典型年度的收益额与项目的总投资进行比较求得 投资收益率，并将该值与项目的行业基准投资收益率进行对比，以评价投资项目 财务效益的一种分析方法。其计算公式为： 投资收益率= 年收益额顾目总投资1 0 0 ( 2 - 3 ) 上式中的项目总投资应包括固定资产投资、无形资产投资、流动资金投资以 及建设期问投资贷款的利息。年收益额一般是指正常年度下获得的收益额，即项 目所能获得的年净利润总额。对投资者而言，该指标的值越大越好。 2 2 2 动态分析方法 动态分析方法是根据货币时间价值的原理与方法，将投资项目不同时期的现 金流入与流出按某一可比基础换算成可比的量，据以评价与分析投资效益的方 法。因为投资决策的动态分析方法考虑了货币的时间价值这一重要因素，所以与 静态分析方法相比，更客观、更精确。动态分析方法一般包括内部收益率法、净 现值法、敏感性分析、决策树法与模拟法等。 1 内部收益率法 内部收益率是指当项目计算期内各年净现值之和等于零( 即收益现值等于成 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 本现值) 时的折现率，表明项目自身的实际盈利能力或所能承受的最高折现率， 是一个较为可靠的评价指标，一般可作为项目投资收益的主要评价指标。其表达 式为： ( c i - c o ) ，( 1 + i r r ) 一= o ( 2 4 ) t = l 2 净现值法 净现值是指按行业的基准投资收益率或设定的折现率，将项目计算期内各年 净现金流量折现到建设期初的现值之和，以评价项目投资效益的动态分析方法。 它是考虑项目在计算期内盈利能力的动态指标。其表达式为： n p v - - z ( c i - - c o ) , ( 1 + ) 。 ( 2 5 ) t = l 式中，n p v 表示净现值，玎表示项目的寿命期( 包括项目建设期和经济寿命 期) ，如表示基准投资收益率或设定的折现率。现代财务理论为参数厶的取得提 供了一个可操作性较强的解决方法一运用c a p m 计算经过风险调整的折现率。 3 敏感性分析 敏感性分析是通过分析、预测项目主要不确定因素( 如产品价格、产量、主 要原材料价格、建设投资、汇率等) 的变化对项目评价指标的影响，找出敏感因 素，分析评价指标对该因素的敏感程度，并分析该因素达到临界值时项目的承受 能力。它可以提高投资决策准确性，启发评价者对较为敏感的因素重新分析研究， 提高预测的可靠性，并有利于方案的优选。 4 决策树法 决策树法是针对决策状态建模的方法，其显著特点是子决策和不确定性出现 在决策分析过程中，并试图反应复杂投资决策中灵活性的价值伫0 】。决策树一般由 3 类节点组成：决策节点( 用方形表示) 、决策值点( 用圆形表示) 和终值节点 ( 用三角形表示) 。在决策树分析中，决策者面临一个决策或一系列的决策，即 在几种替代行动中做出选择，每一个替代行为的结果依赖于一些不确定未来事件 或未来状态，决策者可以根据过去的信息或是以一定代价获得的未来信息来描述 其概率。通常从终值节点开始，选择具有最高受益的节点路径倒向第一节点计算。 最后通过计算不同结果的概率加权净现值得到项目的净现值来选择一个决策。这 般意味着在风险调整折现率下使得净现值最大。 5 模拟法 模拟法试图模仿一个真实世界的决策，即在整个决策过程中考虑可能引起管 理提前制定规划运行战略的附条件的随机事件，在此基础上用数学模型描述一个 投资项目的重要函数特征。因此，模拟方法能够处理不确定性下的具有大型输入 变量的复杂的决策问题。 天津大学硕士学位论文 第二章文献综述 一个具体的蒙特卡洛模拟方法( m o n t ec a r l os i m u l a t i o n ) 通常遵循以下步骤： 首先建立一个计划模型，它由一组包含所有重要基本变量的数学等式组成，模型 包括了对不同变量之间以及相同变量在不同阶段下的相互依赖性的描述。同时， 详细说明每一个至关重要的变量的概率分布。在模拟之前需要进行敏感性分析， 确定重要的变量并对其分布进行精确的预测【2 l 】。然后，在明确每一个重要的基本 变量的概率分布的情况下进行随机抽样。随机抽样可以来自于计算机随机数字产 生器。在建模的基础上它能计算每一个时期的净现金流以及净现值。上述过程要 重复很多次，一般直到获得了5 0 0 个随机样本，每一次都留下现金流或净现值的 样本观测值，最后可以得到计划现金流或净现值的概率分布，包括期望价值、标 准差和其他统计数据。 2 3 实物期权 2 3 1 实物期权的产生 传统交通基础设施项目决策主要采用d c f 法。这种方法最初并没有考虑项 目未来现金流的不确定性和项目执行过程中的灵活性，它其实是借用经济学对资 产价值的定义来确定项目的经济价值。在经济学中，一项经济资源的价值定义为 该资源未来产生的现金流的贴现值。由于交通基础设施项目未来产生的现金流大 都是不确定的，因此，项目选择的贴现率必须根据项目的风险水平加以调整， c a p m 因其直观且容易理解而经常作为调整贴现率的有效工具。然而，经过多年 的实践，人们发现d c f 方法在某些方面存在严重的缺陷，最突出的是这种方法 不能有效处理项目投资涉及的管理柔性及项目投资所蕴涵的战略价值。 m y e r s ( 1 9 7 7 ) 1 2 2 j 指出传统的d c f 分析方法是一种静态分析方法，将项目未来的预 期现金流看成是一成不变的，管理者对未来不确定状况只能消极反应。m y e r s 和 t u m b h l l ( 1 9 7 7 ) 1 2 3 1 进一步指出利用c a p m 调整贴现率存在三个问题：计算6 值存在 统计方法上的误差；错误将公司的b 值作为项目的1 3 值；忽略项目蕴涵的增长机会。 h a y e s 和g a r v i n ( 1 9 8 2 ) 批评传统d c f 方法隐含投资过程是可逆的例，这 将导致资本投资积累发生系统偏差。所谓的投资可逆性是指这样的情况：人们购 买某项资产，此后他可以不发生额外成本将该项资产出售收回投资。对一般投资 项目，一旦项目投资之后，很少有哪家公司能够确定可以不花费任何代价将投资 收回。对此在实践中可能产生两种相反情况：一是漠视项目未来的不确定性而盲 目乐观投资，二是因缺乏远见而丧失投资机会。这两种情况都会严重影响企业的 未来发展。项目的不可逆性概念最早出现在环境保护的经济性分析文献中，后来 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 投资分析专家发现有很多投资项目存在避免不可逆行动的机会，这种机会在决策 上表现为一种选择权，即期权。项目不可逆性显然会影响项目的经济价值，对于 不可逆的投资项目，一旦投资之后，投资成本就成了沉没成本，未来经济状况发 生变化时，投资者就失去了选择权，这种选择权的价值就是项目的机会成本，因 此利用d c f 计算项目的经济价值时，必须考虑这种因投资而丧失的机会价值。 h o d d e r 和r i g g s ( 1 9 8 5 ) 【2 5 】认为d c f 方法产生的问题主要是公司经理误用 该方法引起的，而不是d c f 方法本身存在的问题。他们认为，在通常应用d c f 方法时存在三个陷阱：对长期投资项目，决策者经常不恰当地处理通货膨胀产 生的影响。项目投资过程和项目投资后产生的各种现金流受通货膨胀影响方式不 同，应采用不同的方法处理；对项目产生的现金流采用单一的贴现率，不能正 确反映项目现金流的风险特性，特别是对有些项目，项目后期的现金流风险明显 比前期小；采用d c f 方法的决策者通常不能恰当处理项目执行过程中的管理 灵活性及对未来事件管理者的反应能力。项目中蕴涵的管理灵活性和管理者的有 效决策将显著降低项目的风险水平。m y e r s ( 1 9 8 7 ) 【2 6 】也指出传统d c f 方法在具 有战略意义的投资项目决策时存在致命缺陷，建议在这些项目决策时运用期权思 维方式。 针对d c f 方法的上述缺陷，r o s s ( 1 9 9 5 ) 【2 7 】提出所有重大的投资决策都要 考虑期权的价值问题，他认为净现值规则在以下两个方面误导投资项目的决策 者。第一，有些本该接受的投资项目因不满足n p v 决策规则而被拒绝了，因为 大都项目投资不是单一的投资行为，而是包括一系列的投资活动。单纯从一个项 目的投资来看，其n p v 为负，表面上看不是一个有利投资行为，但由该项目的 投资可能会带来一系列有利的投资活动，利用期权思维方式，就是在进行投资决 策时，不仅要考虑项目自身产生的现金流，而且还要考虑该项目带来的投资机会 的价值。此外有些项目从现在情况看是无利可图的，并不意味着该项目就永远没 有价值，适当推迟项目的执行也许可以使项目成为有利可图的，此时等待选择就 具有经济价值，这种价值就是等待期权的价值。第二，对大多企业而言，资本投 资是有限额的，每一个投资项目不仅要与其他项目竞争，而且要与它自身在不同 时刻的投资进行比较，因此一个投资项日的执行，将失去未来可能更好的投资机 会，由此减少己执行项目的价值。 由于d c f 方法存在的致命缺陷，尤其是对长期、不可逆投资项目误导，有 些学者甚至认为8 0 年代美国长期资本投资减速很大原因在于错误使用d c f 分析 方法。很多投资项目经理在进行投资决策时也深知d c f 方法存在问题，为了使 投资项目通过经济可行性评价，他们不得不将未来预测的现金流提高到难以令人 相信的地步，这进一步暴露了d c f 方法的缺点，即分析过程和结果融入太多决 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 策者的主观愿望。 综上所述，项目投资中d c f 方法的基本问题概括起来体现在两个方面。首 先就是不能正确确定项目未来现金流适用的贴现率。传统的d c f 技术和n p v 分 析法暗含着一个对未来现金流以不变的风险调整后贴现率来折现的假定，在不确 定和竞争相互作用的真实世界里，实际的现金流很可能不是象决策者原来所预期 的那样实现。当新的信息到来时和未来的现金流的不确定性逐步被消除、明朗化 后，决策者可以在项目生命周期的各个阶段用延迟、扩张、收缩、暂时关闭、放 弃等各种方法对其原有的规划加以改进。在决策者有效管理下，项目的n p v 呈 非对称的分布，这种非对称的分布增加了上部赢利的概率而减少了下部损失的概 率，从而扩大了投资机会的价值。这些投资机会的变化是很难在单一的贴现率中 恰当反映的。其次，d c f 技术不能对延迟、扩张、收缩、暂时关闭、放弃等灵 活性给项目现金流带来的可能变化考虑在内，因此不能将诸如成长率、相对市场 份额等具有战略意义的指标进行有效的度量，容易忽略项目的战略价值，造成对 项目价值的低估。 到了8 0 年代，被动的d c f 技术和传统的项目决策指标体系已经越来越不能 适应投资决策的需要了，许多专家提出了不同的分析技术，如敏感性分析、模拟 法和决策树分析法等。在这种背景下，实物期权分析方法( r o a ) 应运而生了，它 的基本要点是利用金融期权的思维方式来解决实物投资中存在的问题。在项目投 资决策中采用期权分析技术，借用期权的方法，可以将上述分析中d c f 方法不 能处理的项目中“灵活性”方面进行概念化、模型化，从而定量地解决“投资机 会”、“灵活性”的定价问题。当然，此时并不是说传统的d c f 方法就没用了， 它依然处在一套分析工具的中心，利用r o a 对其加以扩展后，把传统的d c f 方法和r o a 分析结合起来，就可以为战略规划的研究和评价提供一套统一的分 析工具。扩展后的n p v 规则称为扩展n p v 准则或战略n p v 准则，它反映投资 机会的两个部分的价值：直接度量的期望现金流的传统静态或被动的n p v 和投 资项目蕴涵的期权价值，即： 扩展的n p v = 静态的n p v + 期权价值 2 3 2 实物期权的发展 实物期权方法早在二千多年前的亚里士多得( a r i s t o t l e ) 的著作1 2 8 1 就存在了， 但作为一种比较系统的分析方法则是近期的事。最早应用它来评价投资行为的出 现在环境经济文献中，w e i s b r o d ( 1 9 6 4 ) 1 2 9 1 ，a r r o w 和f i s h e r ( 1 9 7 4 ) 蚓以及 h e r r y ( 1 9 7 4 ) i3 1 1 3 2 丝。运用期权分析方法来分析政府在不可逆、不可恢复的环 境项目投资中的决策行为，而后，m y e r s 和t u r a b u l l 在资本投资决策中将项目蕴 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 涵的增长机会看成一种期权，利用期权思维方式重新审视项目投资决策。特别是 7 0 年代后期以来，受到b l a c k 和s c h o l e s ( 1 9 7 3 ) 3 3 1 及m e r t o n ( 1 9 7 3 ) 3 4 1 的金融期权 定价公式的鼓舞，人们开始应用类似金融期权分析框架来分析实物投资问题。 依据m i l l e r 和m o d i g l i a n i ( 1 9 6 1 ) m 1 关于企业价值和增长机会的观点，m y e 体和t u r n b u l l ( 1 9 7 7 ) 认为公司的投资机会本质上等同于增长期权，因此他们认 为公司的市场价值包括两个部分：一是公司所有有形资产的现值，二是公司所拥 有增长期权的价值之和。这也可以从一个侧面解释为什么企业会计上的资产价值 一般小于企业的市场价值，因为会计报表上还不可能包括这些增长期权。k e s t e r ( 1 9 8 4 ) 3 6 】明确地提出可以任意处置的投资机会类似于股票的看涨期权，因此他 把这种投资机会定义为衍生于实物资产的期权，即实物期权。根据k e s t e r 的看法， 战略投资项目的价值应等于该项目未来产生的现金流的现值加上该项目产生的 增长机会的价值。这样，任何n p v 为负的投资项目，只要它带来的增长机会的 价值足够大，或者可以选择不必立即投资，等形势好转再进行投资，这样的投资 项目仍然具有价值。此外k e s t e r 还注意到，只要存在管理灵活性，项目的风险水 平越大，其增长机会的价值也越大。这就意味着决策者根据未来投资环境变化及 时采取有效措施将最终增加实现项目潜在价值的机会，减少项目在不利环境下进 一步损失的可能性。因此项目风险越大，决策者从管理灵活性中得到的价值也就 越大。 t r i g c o r g i s 和m a s o n ( 1 9 8 7 ) 3 7 l 进一步将实物期权分析框架应用于项目估价。为 了直观解释，他们以开采石油项目为例，经过分析他们发现d c f 方法因其被动 性而不能恰当处理具有非对称性和不确定性损益特征的项目定价问题。因此他们 建议对具有这种损益特征的项目借鉴决策树分析模式，采用动态规划的倒向递推 方法来确定项目价值，或者利用风险中性方法来评价这种项目的价值。 此外还有大量学者运用实物期权分析方法来解决项目投资和资源估价问题， 如d i x i t 和p i n d y c k ( 1 9 9 4 ) 3 s 】从金融经济观点出发，运用实物期权方法分析以下假 设条件下的最优投资决策问题：投资是不可逆的、投资存在不确定性、推迟投资 不会额外增加投资成本或丧失投资机会。他们认为企业进入某行业的投资决策包 含各种看涨期权，而企业退出某行业的决策包含看跌期权，最优决策规则必须将 这些期权包括在内。c o p e l a n d 和a n t i k a r o v ( 2 0 0 1 ) 3 9 1 为了便于投资者理解和应用 实物期权分析方法，撇开复杂的数学分析和理论推导，采用离散的格子点方法来 解释实物期权估价中的风险调整和投资组合复制方法。t r i g e o t g i s ( 1 9 9 5 ，1 9 9 6 ) 4 0 】1 4 ” 在其著作中采用实物期权方法分析企业资源分配中资本预算涉及的财务问题。 现在实物期权理论和方法在学术领域的研究发展很快，但企业界采用这种方 法的进程远比期望的要慢。1 9 9 7 年，b u s b y 和p i t t s l 4 2 1 针对灵活性对资本预算的 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 影响调查了美国最大的1 0 0 家公司的财务主管，有7 2 的样本公司承认灵活性对 资本预算有重大影响，但只有2 3 5 的公司显示有正规的程序来评估各种灵活性 的价值。2 0 0 1 年，g r a h a m 和h a r v e ) 4 3 】调查了3 9 2 个公司的财务执行官( c f o ) ， 调查表明大多数公司采用传统的n p v 规则来评价新投资项目，而且在调查的公 司中有5 9 采用公司层面的贴现率而不是采用项目的贴现率。正如m y e r s , d i x i t ( 1 9 9 2 ) ，r o s s ( 1 9 9 5 ) 等人指出的，许多公司在实际中误用了n p v 规则。g r a h a m 和h a r v e y 调查也显示3 9 2 家公司中有2 7 在项目评价中结合了实物期权方法。 可以预见随着实物期权知识的广为传播，它将逐步成为一种标准的资本预算决策 工具。实物期权在实践中之所以进展较慢，主要是因为目前对实物期权的介绍过 多地集中于模型化技术，而忽略这样一个事实：实物期权是一种思维方式。这种 思维方式主要包括以下几个部分【4 4 j ： 1 期权是一种或有决策( c o n t i n g e n td e c i s i o n ) 。期权就是可以在看到事情是如 何发展之后再制定决策的机会，在决策时刻假如情况向好的方向发展，就作出 种决策，但如果情况向不好的方向发展，就做出另一种决策。这就意味着期权的 损益是非线性的，它将随着你的决策变化而变化。 2 期权是有价值的。投资项目中蕴涵的投资机会、管理灵活性等实物期权 可以利用金融市场的信息作为输入量来为其定价，其结果是使管理期权、金融市 场的选择权、内部投资机会等具有等值基础上的可比性。然而实物期权的价值必 须依靠管理者的有效决策才能实现，管理者在最恰当的时刻作出最恰当的决策是 实物期权价值实现的保证。 3 期权思维方式可以用来设计和管理战略投资。面对不确定性和未来巨大 潜在利益的战略投资，决策者的关键决策问题是如何降低不确定性的影响，如何 能够在出现有利的情况时增加收益，为此决策者首先要识别和估价战略投资中的 实物期权，其次为了更好使用期权需要重新设计投资，最后运用产生的期权来管 理投资。 有了实物期权分析框架，项目投资经理就可以不必为了使项目通过可行性论 证而毫无根据地提高项目未来的现金流，并可以利用实物期权方法，将战略投资 项目的未来远景与现在的投资连接起来。 实物期权虽然来源于金融期权，但两者的侧重点不同。金融期权主璺侧重于 估价问题，而实物期权则侧重于决策分析与优化问题。虽然决策与优化问题也需 要涉及到估价问题，但为了正确决策，首先必须有一套正确的思维和行为方式， 实物期权正是一种指导正确思维和行动的有效工具。 天津大学硕士学位论文第二章文献综述 2 3 3 实物期权的应用 2 0 世纪8 0 年代，人们开始逐渐认识到实物期权的价值，认识到一套有效针 对环境变化的管理方案可以将潜在的价值转化为资本，并且降低风险。这些期权 包括：情况不利时，延迟或放弃项目；情况有利时，立刻开始或加速执行项目； 改变生产率等。 根据b r e a l e y 和m y e r s ( 1 9 9 1 ) 【4 5 1 ，k e s t e r ( 1 9 8 4 ) 4 6 1 在哈佛商务评论中的 一篇文章第一次提到了实物期权灵活性的价值。随后，m a s o n 和m e r t o n ( 1 9 8 5 ) 【4 7 】探讨了在公司财务方面的一系列应用，b r e n n a n 和s c h w a r t z ( 1 9 8 5 ) h 8 j 将期权 定价技术运用于不可再生的自然资源投资中，并运用智利铜矿来进行了实例说 明。同时，m c d o n a l d 和s i e g e l ( 1 9 8 4 ，1 9 8 5 ，1 9 8 6 ) 1 4 9 一【5 1 】发表了类似的观点。 其他研究也发展迅速：m i d l a n dc o r p o r a t ef i n a n c ej o u r n a l1 9 8 7 春季刊包括了几篇 关于实物期权和资本预算的文章，其中包括一篇s i e g e l ( 1 9 8 7 ) 的著作。 p a d d o c k ( 1 9 8 8 ) 1 5 3 1 评价了海上石油租赁，e k e m ( 1 9 8 8 ) 刚致力于石油项目 的估价，c o p e l a n d ( 1 9 9 0 ) 1 5 5 1 提出了一个运用期权来扩张石油生产的案例。k e m m a ( 1 9 9 3 ) 1 5 6 1 研究了一个时机选择的期权，用来建立一个新的租赁领域，公司有义 务挖掘新井，并且为了简化问题，他假设新井并不提供有用的额外信息。 直到2 0 世纪9 0 年代，随着几本重要教科书( d i x i t 和p i n d y c k ，1 9 9 4 ： t f i g e o r g i s ，1 9 9 6 ) 1 3 s 】_ 1 4 l 】的出版，应用范围也被扩展到高风险、高技术的工业， 比如研发( r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t , r & d ，s m i tt r i g e o r g i s ，1 9 9 9 , p e n n i n g sa n d l i n t ，2 0 0 0 ) 5 7 1 5 耵，制药和生物方面( f a v a t o ，1 9 9 9 ，m i c a l i z z i ，1 9 9 9 ，o t t o o ，1 9 9 8 ) 5 9 1 一 6 q ，信息技术基础设施( p 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