（管理科学与工程专业论文）我国企业商品期货套期保值风险管理.pdf

硕士学位论文 摘要 摘要 我国加入w t o 后，随着越来越多的企业利用期货市场进行套期保值， 如何进行企业套期保值风险管理、提高套期保值效果的问题也日益受到 重视。风险管理是企业套期保值业务的核心，关系到套期保值的成败与 效果。本文针对我国企业商品期货套期保值风险管理在理论探讨与实践 操作中存在的问题展开深入分析与研究，所得观点、结论与方法对从根 本上加强企业套期保值风险管理、促进我国期货市场的发展具有理论与 实践意义。 全文按照提出问题一分析问题解决问题的逻辑思路展开。主 体内容共分为四大部分。第一部分阐述了论文的选题，归纳与总结了西 方套期保值理论的演变与发展，评析了不同理论对套期保值风险问题的 不同理解，综述了国内理论界对期货市场风险与套期保值风险问题的研 究成果，并就论文的研究思路与方法予以了说明；第二部分应用f t a 技 术对企业套期保值风险进行了全面的、系统的剖析，分析和总结出了企 业进行套期保值可能面临的各种风险，并深入探析了险因。论文的第三 部分和第四部分基于第二部分的分析结论，分别探讨了进行制度创新与 技术创新，全方位控制与防范企业套期保值风险的方式与方法。第三部 分从制度变迁与制度创新的角度，研究了我国期货基本管理制度的创 新、企业内部期货管理体制的创新、期货经纪行业套期保值服务与管理 模式的创新等问题；第四部分针对套期保值业务的特点，探讨了进行技 术刨新防范与控制期货价格风险与基差风险的方法。尝试了用人工神经 网络专家系统预测期货行情以防范期货价格波动风险，并以之为基础， 结合现代套期保值理论，构建了期货套期保值决策支持系统，该系统经 实践检验对防范与控制各种基差风险具有重要意义。 关键词套期保值，风险管理，企业，商品期货，期货市场 堕鲎笪堡塞 一型! ! 一 a b s t r a c t m o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e sa r eu s 】n g t h em t u r e sm a r k e tt o rn e d g e p u r p o s e sw i t h o u rc o u n t r y se n t 科o f w t 0 m o r ea n d m o r e e m p h a s e s a r ep u t o nh o wt oc o 尊t r o lt h 堍e m e 叩r i s e s ，h e d g er i s k sa l l dm e ni m p r o v et h e i rh e d g e e f 凳c t s 斑s kc o n t r o li sc r i t i c a lt om ee n t e r p r i s e s h e 谁em a n a g e m e n t t h e p r o b l e m se x i s t e dm t 1 1 ee n t e r p r i s e s r i s k sm a n a g e m e ma r ea 1 1 a l y z e dd e e p l y a n df u l l vi nt h i st h e s i s s o m eo fm ev i e w p o i n t s ，m e t h o d sa n dc o n c l u s i o n s a r ev e r yi m p o r t a n tt oo u r e n t e r p r i s 阜sa i l do u r f u t u r e sm a r k e t t h e r ea r ef o u rp a r t s 抽廿1 i sm e s i sa l t o g e m e r t h et o p i co ft h i sm e s i si s e x p l a i n e d ， d i f 王e r e n t h e d g et h e o r i e sa r ec o n c l u d e da n da p p m i s e d ， t h e c u r r e n ts t u d i e so n h e d g e r i s k sm a n a g e m e n t p r o b l e m s a r ed i s c u s s e d ，a n dt h e c l l i eo ft h i st 1 e s i sa n dt h em e t l l o d su s e da r eg i v e ni nt h e 矗r s t l n i nt h e s e c o n d p a r t ， m ef a u l tt r e e a n a l y s i sm e t h o d i su s e dt os t u d yt h er i s k sf a c e d w i t hm e h e d g ee n t 明) r i s e si nao v e r a l la n ds y s t e m a t i cp e r s p e 嘶v e s a l lt h e r l s k sa ea n a l y z e da n ( it h e i rr e a s o n ga r es t u d i e d 允i i ya n d d e e p ly mt h et h i r d p a r t ， t h em e t h o do f s y s t e mi n n q v a t i o ni sp mf o r w a r dt oc o n t r o lt 1 1 eh e d g e n s k s s y s t e m a t i ci n n o v a t i o n so f 协eb a s i ch e d g em a n a 譬e m e n ts y s t e mo fo u r f u t l l r e sm a r k e ；，t h ei n t e m a l h e d g em a n a g e m e ms y s t e mo f m ee n t e r p r i s e s ， a n dt h eh e d g es e r v l c ea n dm a n a g 鼬e n t s y s t e mo f t h eb r o k e r a g ef i m l sa r e m c l u d e d i nm ef o u r t hp a r t ，t h em e t h o do f t e c h n o l o g i c a ii 1 1 1 1 0 v a t i o ni s i n t r o d u c e dt oa v o i ds o m eo f t h e h 且电er i s k s f i r s t ，a r t i 6 c i a ln e u t r a ln e t w o r k e x p e ns y s t e m 1 s a d o p t e d t o t q 埠c a s tt h ep r i c em o v e m e n t so f 如t u r e s c o n t r a c t s ，a n dt h e nm ef u t u r e sh e 电e d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mi sd e v e l o p e d t oc o n t r o la l lk i n d so f b a s i sr i s k s k e yw o r d s h e d g e ，r i s k 驯m a g e m e m ， e n t e 印r i s e s ，c o m m o d i t y f b n j r e s ，f u t u r e sn 】a r k e t 1 1 原创性声明 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 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说 明。 作者签名：望兰堙日期：巡年上月三 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 储始逊剥签名7 盘年上月野 堡主兰垡丝苎 墨：二童! 堡 第一章导论 1 、1 本文选题 套期保值是期货市场的两大基本功能之一。从本质上讲，正是投资者( 在我国 主要是企业) 的套期保值需求使期货市场得以产生和发展。因此不能发挥套期保值 功能的期货市场是失败的市场；而不能发挥良好套期保值功能的期货市场则是不成 功的市场。从国外成功期货市场的运行与发展来看，有关期货管理机构在考虑是否 允许某个交易所的具体期货品种上市时，关注的核心问题就是目前市场上该品种是 否有强烈的避险需求；而品种上市交易后，判断其成功与否也主要取决于它是否具 有良好的套期保值功能。但从现有的研究资料来看，从我国期货市场的发展历程与 现状及本人多年在期货市场实践的经验来看，我国期货市场的套期保值功能还远未 得到充分发挥。不解决这一问题，中国期货市场的进一步发展就无从谈起。 “需求创造市场”是市场经济的一句老话。所以本人认为，要解决好中国期货 市场的套期保值问题，就要从需求方( 也就是企业) 来考虑问题和解决问题。随着 我国经济市场化和国际化的进程加快，企业日益面临现货市场价格波动的风险，不 少企业到期货市场进行交易，以辅助其现货生产。我国改革开放后，最先参与国际 贸易的企业也最早利用期货市场，从2 0 世纪7 0 年代起，中国粮油贸易企业、中国 有色金属企业就参与了国际期货市场的交易。从这一点来看，我国企业参与期货套 期保值的历史要早于国内期货市场的发展历史。在国内期货市场，我国三大期货交 易所的不少会员就是现货企业，入市保值的企业也不在少数。如2 0 0 0 年，大连商 品交易所会员1 5 4 家，客户1 6 0 0 0 余个，其中粮食企业就占了百分之五十三。截止 到2 0 0 2 年底，大连商品交易所共有会员1 9 l 家，覆盖全国2 7 个省、市、自治区； 注册客户总数为6 8 9 3 3 个，其中法人客户3 1 2 1 。法人客户中，4 0 为粮食相关企业。 上海期货交易所现有3 3 8 家会员中，自营的现货企业就有3 5 家，还有不少企业通 过期货经纪公司代理进行期货套期保值交易。而期货经纪公司中，许多都有现货背 景。可见，目前相关产品的企业已纷纷认识到了利甩期货市场套期保值的重要性， 并积极地入市。但是，进入期货市场回避现货价格波动风险只是解决问题的第一步， 第二步的关键则是如何控制套期保值的风险，提高套期保值的效果。 我国虽然有个别企业参与期货市场套期保值时间较长，但从企业整体来看历史 较短，普遍经验不足，由于方方面面的原因，套期保值效果不佳。从根本上说，提 高企业套期保值效果的关键就是要搞好套期保值的风险管理，使套期保值风险得到 控制和转移。然而在实践中，我国企业套期保值风险管理存在许多问题，这主要表 现在以下几个方面。 第一，实践中存在对套期保值的认识误区，对套期保值的风险问题认识不够。 这一认识问题，造成我国套期保值基本管理制度的落后，从总体上严重影响了企业 套期保值的风险管理。 第二，企业套期保值风险管理策略与技术的落后，成为制约企业套期保值效果 的一个重大因素。 第三，我国关于套期保值的理论研究存在与实践环节脱节的现象。关于套期保 顺 学防论文 蔚学搿 德的理论研究并不少，但真正可用于目前企业商品期货套期保值交易实践的非常_ ， u 一比如，关于股票指数期货套期保值的研究很多，且有些研究非常深八- 假剥l ，fi j f 我国商品期赞套期保值的应用研究却很少。 本论文之所以把研究内容限定于“商品期货”，是由于我国目前期货市场仃交 易的仅有铜、钳、天然橡胶、大豆、豆粕、小麦等商品期货品种。而已批准的! ? 簿从事境外期货套期保值的企业也是从事商品期货交易。 本人的 作单位云南铜业集团多年来由于业务经营的迫切需要，苜在削家批 准的范周内进行相关产品的期货套期保值业务。而本人所负责的期货经纪公司也拟 为套期保值者服务作为工作中的重点。在实践中，感觉到此选题确有重要的现实意 池因此，本文侧重于应用基础与应用问题的研究，探讨我国企业套期保值的风险 分类哼险因，力图提出实用性的制度创新对策与途径，以控制企业套期保值的整体 风险：探讨技术创新的途径，研究通用性的辅助企q 业套期保值风险管理与决策的投 ? 聚j i ， 本文得到了云南铜业集团与中南大学商学院联合课题“云南铜业集团套期傈 值决策支持系统”的资助；本论文的部分研究成果已进入获奖项目“期货市场 j x l 险管理与套期保值辅助决策系统”，该项目获省部级科技进步= 等奖：研究成 求【卫为云晨期货经纪公司、长城铝业等大型企业所用，为企业带来了巨大的绎 济效益。 1 。2 文献综述 1 2 1 对套期保值风险分析理论的总结与评价 套期保值被公认为是现代期货市场的两大基本功能之，因雨在理论研究中僻 受熏视。期货市场已发展了一百多年的时间，经济学家们对期货市场风险分机理论 逊行了较为深入的研究；同时，随着期货市场的不断发展，也出现了不同的套期保 值理论，两从不同的套期保值理论中，可以归纳出其对于套期保值风险分析与管理 的不同认识。 什么是套期保值? 在期货市场产生与发展的不同阶段，人们的看法也各个栩 问， 套期保值的内涵也在不断地发生变化。从国内外期货市场的发展历史及黉期 保值理论的发展轨迹来看，套期保值的内涵经历了四个不同的理论阶段：早期套 期保值理论阶段，传统套期保值理论阶段，基差套期保值理论阶段及现代组合套期 保倩理论阶段。 早期期货市场的套期保值理论及其对保值风险的分析 早期期货市场是从远期现货市场发展而来的，不可避免带着现货市场的蝗痕 迹。早期期货市场的特点主要有：第一，期货品种主要是大宗农产品和金属原判产 一精：第二，市场参与者主要是商品生产者和从事加工与贸易业务的生产商、贸易商 和货物储运商，市场缺少投机者；第三，投资者参与期货交易的目的主要是通过稳 定产销来回避现货价格波动风险，保护现货生产经营。因此早期期货市场期货合约 笫章泞r 转i 频繁程度远不如现代期货市场；，早期套期保值理论强调：期货套期保值就是弘 期货市场上锁定未来某时点交易的商品的数量和价格，以达到回避现货市场划缝的 鸭。因此，参与者的目的就是稳定现货产销，锁定生产或进货成本、稳定销售牧 一、，从而达到回避现货市场价格风险和信用风险等风险的目的。而参与者在期货市 场的行为也就表现为交易方向和头寸量稳定，合约持有时间长，首要目的是为厂吏 物交割。【2 4 根据这一理论，套期保值者在期货市场上面临的风险就是期货价格风 险或者谎远期现货价格风险，该价格一旦锁定，风险便被回避掉了。 评述：在各个期货市场的发展初期，参与者一般都持有早期套期保值理论的，看 法，c b o t 的发展早期就明显表现出这特征。从理论卜看，我国现有的教科f ， 包括期货从业人员考试指导教材对期货的定义也明显透露出这一一特点。在实践中， 我国不少参与期货套期保值的企业仍遵循这一原理进行操作，这导致了相j 美似j p 引 j 一套期保值风险缺乏认识，其风险管理策略也处于低层次；从政府监管政策来看， 我国套期保值基本管理体制仍或多或少地受这一理论框架的影响，这极大地柬缚f 我国期货市场的发展，也严重影响了企业套期保值的效果。 ， 传统套期保值理论及其对保值风险的分析 早在1 9 2 3 年，j 。m k e ”船就在其名著货币论中指出期货套期保值可以h l 避现货市场的价格风险，并首先提出来了“正常现货溢价理论”；1 9 4 6 年j o h n r l c h a r dh i c k s ，在其远期合约是克服非均衡的手段 文中解释了，k e y n e s 理沦的 葑提，并解释了卖出套期保值的原因。根据两人的观点， 套期保值就是在期赁市 场上买进( 或卖出) 与现货数量相等但交易方向相反的期货合约，希望在未来某一州 间再通过平仓获利来抵偿因现货价格变动带来的实际价格风险。 传统套期保值基于两大假设：【2 1 j 假设一：同一品种的商品，其期货价格与现货价格受相同经济因素的影响和制约， 因而其价格变动趋势和方向有一致性。虽然其波动幅度会有不同。 价 格 时间 幽l j i 司一品种的期货价与现货价 堡主堂笪笙苎 量= 童量! 堕 如图1 一l 所示，同一品种现货价与某一月份期货价走势一致。当保值者在一个 市场土“亏损”对，另个市场上就有“盈利”，因此当保值者对价格变动有证确 预测时，便可用f 来弥补s 。 假设二：随着期货合约到期日的临近，期货价格与现货价格逐渐聚合，在到期 f 1 两者大致相等。期货合约到期日进行“一手交钱，一手交货物仓单”的实物交割， 实质上与现货市场上交易一样。而且，此时期货合约的“未来”含义已不复存在。 如果期货市场价格与现货市场价格不一致，则会引发两市场间的套利行为，众多交 易者低买高卖的结果，会大大缩小两市场间的价差，使之微不足道。 由以上两个原理可以看出，一个期货品种成功与否，套期保值能否达到既定 目标，取决于品种期货价与现货价的联动关系，取决于期货现货两市场状况及有关 交易规则是否有利于套利行为的发生。 传统套期保值理论的思想可以以模型表示为：r = ( s t s o ) 一( f t f 0 ) ，即以期货市场 的盘利来抵补现货市场上的亏损。t 一一保值到期日，0 一保值开始日，s t ，s o 一分狮 为保值到期日、开始日的现货价，f t ，f 苗一分别为到期日、开始日的期货价，一保 值效果。若r = o ，则达到完美保值状态；若r 0 或r 如果选择不当，就会给将来的业务带来 不便和风险。而目前期货经纪行业存在的问题之一是，中国期货业协会或证监会并没 有建立一套科学的期货经纪公司综合评价体系，目前供企业参考的仅有中国期货业 协会按年度对期货经纪公司代理量的排名，除此之外，套保企业很难了解期货公司的 经营管理状况、业务状况、资产质量、筹资能力、盈力能力等等情况，很难根据自 身情况科学选择。 因此，有关部门或中介组织确有必要建立科学的期货经纪公司综合评价体系，以 辅助套期保值企业选择经纪公司，对此问题本文提出如下建议： ( ) 综合评价工作及排名公布的工作由中国期货业协会承担，这样能保证评价的 公正与客观。 ( 二) 选用较为完善的评价指标，这些指标中有监管层需要了解的信息，更重要的是， 有包括套期保值企业在内的广大投资者需要了解的各方面信息。 堡主竺垡堡茎 兰三主塞塑型鏖型堑塑塑垒些壅塑堡堕墨! 童笪翌 ( 兰) 本文认为，从为套期保值企业服务的角度出发，综合评价指标体系中应包含以 下儿方面的指标： 反映经纪公司目前业务能力的指标：交易量、保证金规模、手续费创收能力n 反映经纪公司客户结构的指标：客户结构( 可按客户的保证金规模标准、客 户是投机还是套期保值、个人投资者和法人投资者等标准来划分) 反映经纪公司服务方向的指标：交易品种结构( 分品种的交易量、分品种收 续费收入、分品种的客户结构、分品种保证金规模等) 反映经纪公司技术先进程度的指标：网上交易量比重、网上交易手续费收入 比重、网上交易保证金比重等。 反映经纪公司资本实力和财务状况的系列指标：如注册资本金、及其它可公 开的财务资料。 ：、期货经纪公司套期保值服务创新的思路 ( 一。) 注重人才、尤其是研究人才的培养 经纪公司提供三类商品和服务，期货品种、交易通道、研究资讯服务。其中， 研究资讯服务是经纪公司核心竞争力的体现，是套期保值企业最重视的服务，也是 经纪公司生存发展的重要支柱。没有强大的研究后盾，经纪业务的高级服务 投资顾问服务难以开展，公司利润的结构性、战略性调整也难咀实现，始终只 能是低层次竞争，无法辅助套期保值企业设计有效的保值方案，也无法提出较好的 保值风险管理策略。期货经纪公司对市场的研究水平是套期保值企业选择期货公司 的个重要标准。 ( 二) 重视技术创新 回顾中国期货市场1 0 年的发展历程，柜台系统自动化、电话委托、网上交易等 每一次新技术的应用，都极大地推动了市场的发展，也为技术先行者带来了巨大的社 会效益和经济效益。这一趋势在未来将更加明显，技术后进者不仅面临跟进成本的 大幅增长和利益的丧失，更有可能会被挤出市场，保持技术领先就是要做到：技术 领先于业务，通过技术的创新带动业务的发展；分析、跟踪行业技术发展趋势，保 持公司在同行业中的技术先进性。 技术领先的措施包括：设立行业技术分析员岗位，跟踪行业技术发展趋势和同 行业技术应用水平：保持技术实力和人员素质的足够实，在同行业中具有先进性： 定期举办行业技术应用研讨会，邀请相关r r 行业专家共同探讨行业技术趋势和行业 应用水平；加强公司内部业务协作；加强期货网站的开发力度，保持在同行业的先 进性，加快数据集中、集中交易及其后续应用技术开发，赶上并超过竞争对手。 ( 三) 针对套期保值客户的特点，提供个性化的优质服务 套期保值客户具有不同于投机客户的特点，而且不同套期保值客户会有不同的 硕十学位论文第三章实施制度创新加强企业套期保值风险管理 需求。经纪公司应根据客户的不同特点，提供个性化的服务。 1 、可积极与银行合作，帮助套期保值企业进行商品融资。如开展“仓单质押货 款”业务。该业务对银行来说有变现能力极强的实物保证，风险小，回报高； 对企业来说，可以达到融资目的。又如，帮助进行了套期保值的现货生j “、 贸易、加l 二企业融资，由于这些企业进行了套期保值，现货运作有保障 艮行 货款风险也小。 2 、为套期保值企业提供个性化的保值方案、投资管理策略、套期保值风险管理 策略，帮助其进行交易的盈亏分析等等。 3 、利用公司研发力量和社会( 尤其是大学和研究院所) 力量，展开技术创新， 开发辅助套期保值企业决策和风险管理的软件，使企业套期保值运作规范化， 大大提高运作效率。这正是本文下一部份要研究的内容。 鼹l 学僦文 一竺至篓鍪篓薹燮耋燮兰鐾罐 一 第四章实施技术创新控制企业套期保值风险一基 于神经网络的期货套期保值决策支持系统 的构建 练观本文第部分的企业商品期货套期保值风险分析与评价，指出套期保值所面临向风险 险陋i 是多方面的。本文第三部分研究了通过制度创新来控制与防范管理体制风险、期货管理与 运营风险、期货代理风险等风险。在企业套期保值风险中，期货价格风险、基差风险、流动性 风险等风险的险因更多的是期货市场本身客观因素造成的，而期货价格波动因素和基差变动因 素是其中的两大核心。套期保值企业应通过把握期货价格波动和基差波动的规律，做好风险管 理f 作，达到预期保期效果。本部分的主要目的就是在综合全面考虑套期保值业务基础上，提 出成_ 日；| 人丁神经网络预测期货行情走势，并以此为基础预测与管理基差风险，并构建面向期货 套期保值的决策支持系统。 4 1 期货行情预测人工神经网络模型研究 4 1 1 整体逻辑 根据市场有效性理论，认为目前我国期货市场还未达到弱型有效，即可以用历 史行情预测未来走势。在提出的预测方案中，为研究目的将对期货价格影响因素分 j b 两类，第一类是常规因素，主要指供求关系所决定的长期走势，尝试应用人二日自 经网络根据历史行情序列预测主导行情走势；第二类是非常规因素，主要包括国家 政策因素、证券委和证券会政策因素、交易所政策因素等，由用户确定修正系数， 系统自动对期货价格趋势作相应调整。按套期保值业务逻辑，步骤如下： 应用人工神经网络专家系统对相关品种期货主导行情走势进行预测； 对于不确定因素对期贷价格走势的影响，用户根据自己的判断对参考数据提出 修i f 系数，系统自动调整期货价格走势； 应用马尔柯维茨组合投资模型，用历史行情时间序列估算参考的临界保值率： 应用现货价与期货价相关系数分析，为合约种类的选择提供辅助决策： 采用定量化算法进行入市时机分析； 制订套期保值方案：套期保值方案由入市和出市两方向构成，这存在对多或多 对多的关系，并进行综合成本效益分析。 4 1 2 应用人工神经网络专家系统预瓣期货行情走势 、人工神经网络基本概念 硕。 学位论文 第四章实施技术创新控制企业套期保值风险基 于神经网络的期货套期保值决策系统的构建 人工神经网络不需构建任何数学模型，只靠过去的经验和专家的知识来学习， 通过网络学习达到其输出与期望输出相符的结果，具有自组织、自适应、自学习和 容错性等特点，已经被广泛应用于处理模糊的、非线性的、含有噪声的数据，例如 非线性经济预测、股市投资分析、股市建模与预测。人工神经网络本身的非线性动 态系统的自我学习的特性与期货价格序列的动态性相吻合，所以此方法具有较好的 适应性。b p 网络( b a c kp r o p a g a t i o nn n ) 是当前应用最为广泛的一种人工神经网络 模型，是典型的单向多层次前馈网络，它有输入层、隐含层和输出层，层与层之间 多采用全互连方式，同层节点没有任何耦合，其拓扑结构见图4 1 输入层 隐含层 输出层 图4 1b p 网络拓朴结构 二、人工神经网络专家系统 采用如图3 所示的三层b p 神经网络模型，构造人工神经网络专家系统如图4 所示： 图4 2 神经元网络专家系统结构图 硕七学位论文 第四章 实施技术创新控制企业套期鳄孽璺噻ii 鉴 于神经网络的期货套期保值决策系统的构建 ( ) 模型设计 合理确定网络层数及各网络层的神经元数是成功应用b p 网络模型的关键之一。 通常期货市场行情数据包括最高价、最低价、开盘价、收盘价、结算价、成交量、 空盘量等，这些市场数据能较全面、客观遗反映期货商品的供求变化状况和人们对 期价未来走势的预期。如何将它们有机地结合起来用于期价预测呢? 因此，输入层 对应历史行情序列，神经元个数为7 个，分别表示上述七类行情数据。输出层的神经 卮个数为l ，表示需要预测的结算平均价。由于c y b e n k o 和f a n a h a s h i 已从理论上 证明；具有，一个隐含层( 假设具有足够隐含层单元数) 的神经网络能够以任意精度表 示任何连续函数。因此，选取隐含层数为层。隐含层单元数的选择则是一个十分 复杂的问题，如果数目太少，会降低神经网络的容错性，训练不出理想的结果，假 如果数目过多，将使网络训练时间急剧增加，且可能记住训练中没有意义的信息， 造成网络难以分辨数据中的真正模式。诚然，隐含层单元数与输入输出单元数、训 练样本及样本数、问题的要求都有直接的关系。模型中将隐含层单元数、样本数、 样本截止日期等设为变量，通过动态修改变量值找出合理的模型参数。这通过系统 自动计算m a p e 指标给出图形比较和选定样本中最优的模型参数值来实现。为保证收 敛速度和稳定性，学习因子玎取为变数，逐渐减小，0 9 5 o 4 ；动量系数0 2 ，网 络误差限度取为o 1 。神经元的激励函数，一般选用单调递增的有界非线性函数， 1 本系统中采用s i g m 。i d 型函数八搿 = 去 1 十p ( ：二) 学习样本的选取 以每天的期货行情价为依据，需要三个月左右的历史行情数据。可以通过不例 的导师值指导网络学习，确定相应参数后，完成对不同时期内价格走势预测。为了 使数据的统计口径致，需要对数据做如下技术处理：以n 天为单位时，往前取 系列时间段( n 天) 的算术平均值，预测后n 天内行情走势，n = 1 ，2 ，3 。 ( 三) 推理机 推理机是基于神经元的信息处理过程。 隐含层神经元j 的输出乙= ，( 置) j 一0 f 输出层神经元k 的输出圪= 以z ，) j 哪 其中式中f ( ) 为激励函数，乳，= 一只，巩产哆，x 。：1 ，乙= l ( 四) b p 网络的学习算法 网络学习可分为两大类：有教师学习和无教师学习。在有教师学习的方法中， 把网络输出与教师信号之间的误差，归结为隐含层中各节点连接权及阈值的过错， 硕士学位论文 第四章 季籍藿篙篓篙蔫型篓翡寨翟蓑纂檗篓丽磊薹 通过把输出层节点的误差向输入层逆向传播的方法分给各连援币点，柑腿碉脞奇琏 接权值，最终使差异变小，达到适合的输出。 b p 网络学习是典型的有教师学习， 是对6 学习规则的推广和发展。 ( i ) 知识库 知汉库主要是存放各个神经元之间连接权值。它是分布式存储的，适合j _ 1 并行 处理。一个节点的信息由多个与它连接的神经元的输出信息以及连接权值合成的。 注意：初始初始化权值时，各个连接值采用不同的数值，虽好在( o ，1 ) 之削，如 果初始权值相等，它们在以后运算中将始终保持相等，并且容易引起系统在学习过 程中停留在误差函数的局部最小值或某稳定点或在这些之间振荡。 ( 六) 输入、输出模式转换 实际问题输入的各数值量纲不统一，甚至用概念形式表示，所以需要进行输入、 输出模式的转换使数据具有可比性。在本系统中，需要对数据进行同化处理。 修正方案：将非常规因素对期货行倩的影响定量化，为研究的需要，分为六疗 面因素：国家政策因素、证券委和证券会政策因素、交易所政策因素、金融市场资 金因素、市气、其它因素等。由用户根据经验确定各类因素对主导行情预测值的修 萨幅度，设为f ，系统再从总影响幅度( f 。) 和持续时间( t ) 两方面对期货价格 趋势调整。 4 2 期货套期保值辅助决策支持系统研究 4 2 1 系统功能逻辑 系统划分为基本信息管理：可以方便地对交易所、品种、费率、行情等基本信 息进行增加、删除、修改，并提供任意组合条件查询功能。系统的其它业务处理是 基于基本信息进行的，如b p 预测、参数分析等涉及的信息，系统自动从对应的基本 信息中取出所需数据进行处理。所以，基本信息必需完整输入；神经网络预测：系 统应用神经元网络专家系统预测主导行情，根据样本库( 历史行情) 中的数据，自 动预测用户选定时间段内的结算平均价，一系列预测值构成一条趋势线，为用户提 供图表分析；参数分析：有基本参数分析和入市时机分析两个模块。系统根据用户 选定的历史彳亍情计算最佳套保率、期货标准差、现货标准差及现货与期货间的相关 系数；系统通过比较以上计算的参数，自动逻辑判断空头或多头入市时机。为用户 提供辅助决策；套傈方案编制：系统对制定的各种不同方案计算其成本费用、盈利 等，并提供分析报表，用户可以比较各方案效果后，做出选择，见图4 3 ： 砸卜、浮何论叟 兰竺三至鎏篓薹鍪鍪签型篓凿霍鍪鐾堡鐾鐾塑型茹 。一h 一一一 图4 一- 3 套期保值系统功能结构图 422 神经网络b p 预测实证 采用卜述f 勺人l 。神经网络预测模型，从三家期货交易所中各遴选出、具有代表 性的交易品种进行期价预测。三组原始数据分别为；沪锅0 3 0 9 合约( 2 0 0 3 耋# - 加( ) ：_ 年6 月) 、大连大豆0 3 0 9 合约( 2 0 0 3 年4 月2 0 0 3 年6 月) 、郑州小麦( 吲) ? j 约t z 0 0 3 年4 月一2 0 0 3 年6 月) 。选定4 月份数据作样本，例三三给出沪铝0 3 0 9 俞约j 4 体的预测误差鼢p e 的比较，得出结论：样本数愈多，网络训练时间愈长，精度e 升趋势，但尚样本数超过2 0 时，精度并没有显著提商，同时网络训练时问急刷埔 加；随着隐含层单元数的增多，网络记忆能力加强，精度有所提高，但有时泓忆d 绷把噪声也复制f 米，反而影昀了模型的泛化能力造成预测行情波动过一f 频繁， 、斫导致精度略萼下降趋势，劳且可以看出其预测效果与样本数目极其梢关：所l 。采禽考虑，以为期货价格预测中训练样本数应选取在各个趋禽层单元数都有较妤秽 度的点，再选取有较小误差的隐含层神经元数， 图4 4 误差分析图预测图 图4 5 沙t 铝0 3 0 9 合约期价 刊如图4 _ _ 1 中在样本数为1 8 处各个隐含层单元数精度都较好，再选取6 个隐台层i 蕾 i 1 产何论文 第四章 李霉萎篙裂鬻蔫型姜凿蒺翟襄纂禁篓的画釜 i 赢熏霹磊愿磊蕊熏焉震淼嘉 ，- “此方法作向前一天的期货价格预测图分别如图4 6 、4 一7 所币t 均取得较好烈圳础 阁p 6 郑州小麦0 3 0 9 期价预测图 图，：卜7 大连大豆( ) 3 ( ) 9 划价倾钡l l 为了比较预测效果，我们采用随机过程模型，对以上三组数据作向越一丸的弛a 价预测，采用姒p e 指标来检验预测效果。对比结果如。f 表1 预测效果比较图 沪铝0 3 0 9 合约郑州小麦0 3 0 9 合约大连大照0 3 台影f m a p em a p em a p e 人工神经网络模 獭 o 0 0 6 7 9 2( ) ( ) 0 7 2 【800 0 3 6 3 6 确定随机过程模 o 0 2 9 6 3 1 o 0 3 】2 】2o 0 2 7 5 1 4 2 型 综合结论及需说明的问题： 用b p 网络模型预测期货价格的精度较高，预测效果比确定随机过程模型要好 我们认为这与b p 网络模型综合处理了期市彳_ _ | ：情中的七类市场数据有赢接x 系。 由图可见，在卜升趋势中期货价格预测曲线一般处于期货价格原始曲线的p 侧，而在下降趋势中却处于上侧。据之，认为两曲线的交叉点可以作为买卖 ； 号的研判依据。 b p 网络模型预测中具有一定的时滞性。在选取网络输入层时，没有考虑利率 汇率、物价指数等经济因素以及政治因素和自然因素，因此该模型宜假中短j l i j 预测。 我国期货市场的发展还处在初级阶段，人为因素和匡 家政策的干预常使期市产生0 j 嘏花帕 跫褒，这人人增加技术预测的难度，因此需结合传统的基本分析法羊技术分析法才能列_ l j j 货价 格做出成功的判断。在本文的方案中，通过修正方案加入_ i _ i j 户对其它因素引起的期货价榜走抛 剀划。 玑2 ，3 系统部分界面 硕十学位论文 第四章实施技术创新控制企业套期保