（产业经济学专业论文）上海期铜价格影响因素的实证研究.pdf

北京物资学院硕士研究生毕业论文 独创性声明及关于论文使用授权的说明 独创性说明 本人声明所呈交的论文是我个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。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做了明确的说明并表示 了感谢。 签名当题日期：兰堡：! ! ! ! 生 关于论文使用授权的说明 本人完全了解学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印 件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用其他手段保存 论文。 虢鱼量塞 导师签名 曼簋氏 日期：迦! ! ! ! ：! 铲 2 北京物资学院硕士研究生毕业论文 摘要 本文采用协整理论以及基于v a r 模型的格兰特因果关系检验和冲击反应方 法对上海期货交易所期铜价格做建模分析。单位根检验显示：选取的日样本序列 均为i ( 1 ) 。格兰特因果关系检验显示：伦敦期铜价格、铜现货价格、美元指数、 人民币汇率均是上海期货交易所期铜价格单向的格兰特原因，伦敦期铜价格与长 江铜现货价格对上海期货交易所期铜价格的影响较大。相关系数计算结果表明： 上海期货交易所铜期货价格与铜现货价格的相关系数约为0 9 8 5 ，而与伦敦期铜 价格的相关系数为0 9 8 7 。协整检验表明：伦敦期铜价格、铜现货价格与上海期 货交易所期铜价格均存在协整关系，协整系数为0 9 5 和i 0 3 ；而美元指数、人 民币汇率与上海期货交易所期铜价格均不存在协整关系。从最终建立短期动态模 型来看，上海期货交易所期铜价格主要受伦敦金属交易所期铜价格、长江铜现货 价格与美元指数的影响。模型有较好的拟合及预测精度，因此该模型对国内金属 铜期货价格的风险控制具有较好的参考作用。 关键字：期铜、格兰特因果检验、协整检验、自回归模型、冲击反应 北京物资学院硕士研究生毕业论文 a b s t r a c t i n t h i sp a p e r ，w em a d em o d e l b u i l d i n ga n a l y s i sa b o u tp r i c e so fc o p p e rf u t u r e so f s h a n g h a if u t u r e se x c h a n g et h r o u g hc o i n t e g r a t i o nt h e o r ya n dg r a n g e rc a u s a l 时t e s t i n ga n d i m p u l s ea n a l y s i sw h i c hb a s e do nv a r u n i t - r o o t - t e s t i n gr e s u l t ss h o wt h a tt i m es e p e sd a t a w h i c hw e r es e l e c t e d ，a r ei ( 1 ) g r a n g ec a u s a l i t yt e s t i n gs h o w st h a tf u t u r e sp r i c eo fc o p p e ro f l o n d o nm e t a le x c h a n g ea n ds p o tp r i c e so fc o p p e ri ns h a n g h a i ，u sd o l l a ri n d e xa n dr m b e x c h a n g er a t ea r eg r a n g ec a u s eo ff u t u r e sp d c e so fs h a n g h a ic o p p e r ，a n da l lg r a n g e rc a u s e s o fs h f ec o p p e rf u t u r a sp r i c ea r es i n g l ed i r e c t i o n a l c o r r e l a t i o nm a t r i xs h o w st h a tt h e c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tb e t w e e ns h a n g h a ic o p p e rf u t u r e sp d c e sa n ds p o tp r i c e si s09 8 5 a n d t h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n tb e t w e e nc o p p e rf u t u r e sp r i c e si ns h f ea n di nl m ei s09 8 7 c o i n t e g r a t i o n t e s t i n g s h o w s t h a t f u t u r e s p r i c e o f c o p p e r i nl m e s p o t p n c a s o f c o p p e r i n s h f e b o t hh a v ec o i n t e g r a t i o nr e l a t i o n s h i pw i t hf u t u r e sp d c e so fc o p p e ri ns h f e ，a n dc o i n t e g r a t i o n c o e f f i c i e n t sa r e0 9 5a n d1 0 3r e s p e c t i v e l y b u te i t h e ru sd o l l a ri n d e xo rr m be x c h a n g er a t e h a v ec o i n t e g r a t i o nr e l a t i o n s h i pw i t hf u t u r e sp r i c e so fc o p p e ro fs h f e a n d 仃o md y n a m i cv a r m o d e l sw ec a nf i n di nt h es h o r tt e r mf u t u r e sp r i c eo fc o p p e ri nl m e 、s p o t p n c e s o fc o p p e r 、 u sd o l l a ri n d e xa l lb r i n gi m p a c to nf u t u r e sp d c e so fc o p p e ri ns h f e d y n a m i cm o d e l sh a v e g o o ds t a t i s t i c a lp r o p e r t ya n dg o o df i t n e s sa n df o r e c a s t i n gp r e m i s e t h e r e f o r e ，t h em o d e l s h a v eg o o dc o n s u l t a t i o nf u n c t i o nt of o r e c a s ta n dc o n t r o ld s k so ff u t u r e sp d c e so fc o p p e ri n s h a n g h a if u t u r e se x c h a n g e k e yw o r d s ：c o p p e rf u t u r e sp r i c e ，g r a n g e rc a s u a l t yt e s t ，c o i n t e g r a t i o nt e s n n g ，v a r ， m p u l s aa n a l y s i s 4 北京物资学院硕士研究生毕业论文 一、绪论 1 1 本研究课题的学术背景及其理论与实际意义 期货市场作为现代经济的重要组成部分，在现代经济中发挥着重要的作用， 期货市场主要有两种主要的功能：套期保值和价格发现，套期保值是指利用期货 合约与标的物之间的关系构造投资组合来有效规避风险( 非系统风险) 的投资行 为；价格发现指在一个公开、公平、高效、竞争的期货市场中，通过期货交易形 成的期货价格，具有真实性、预期性、连续性和权威性的特点，能够比较真实地 反映出未来商品价格变动的趋势。期货市场的这两种主要功能对于不同的交易者 来说具有不同的意义，对于投机者来说会侧重于期货市场的风险管理的功能，而 对于套期保值者来说则更侧重于价格发现功能，但是多数观点认为价格发现功能 具有更重要的意义，人们经常把期货市场的价格发现功能看作是衡量该市场发展 水平的一个标志。期货与现货之间的动态关系从侧面揭示期货市场的运行效率， 如果期货市场是有效的，则它就具有良好的价格发现功能，即期货与现货价格的 运动方向是一致的且价格变化的幅度也是相当接近。我国的期货市场自2 0 世纪 9 0 年代初成立以来，经过十几年的发展已成为中国经济中不可缺少的重要组成 部分，而铜期货作为我国期货市场中发展时间最长的，相对来说最为规范的成熟 期货品种，其价格发现功能的发挥水平一直是受到各方的关注。上海市场已经成 为铜价的第二定价中心，而且作用和影响力呈上升趋势。但上海期货交易所的影 响力究竟有多大，上海期货交易所的期铜价格又受哪些市场因素的影响，正是本 文所要研究的问题。本文的研究结果将给投机者和套期保值者带来理论和实践的 支持。本文正是基于此目的试图采用协整理论及基于v a r 的格兰特因果关系检验 方法及冲击反应函数及方差分解的方法探求中国金属铜期货价格的形成机制，研 究铜期货价格与现货价格的长期关联及动态走势。 1 2 国内外文献综述及研究进展 国内外对期货市场交易及其规律的研究由来己久。尤其是近年来，从经济建 模的角度研究期货市场的价格走势是一个发展方向。 1 2 1 国内方面 由于期货市场规范发展时间不长，对期货市场的价格运行规律及风险控制的 研究多是集中在定性的角度，从定量的角度研究的还不多，尤其对金属期货市场 7 北京物资学院硕士研究生毕业论文 的研究文献较少。已有的文献诸如： 1 吴冲锋1 等在国外三种基本期货价格模型的基础上，提出了上海期货交易所 期货价格的改进模型( 1 9 9 4 ) 。 2 华仁海和仲伟俊2 使用协整的方法，运用上海期货交易所的铜和铝价格数据以 及华通有色金属市场、长江有色金属市场的现货价格进行了分析( 2 0 0 2 ) 。 3 高辉3 以上海期货交易所与英国伦敦金属交易所( l m e ) 为例，从实证的角度分 析了中国期货市场与国际期货市场的关联度，对上海期货交易所铜期货收盘价与 未平仓手数之间的协整关系作了分析发现上海期交易所铜期货价格与现货价格 之间存在协整关系、期货价格与现货价格之间的收敛关系，证实了上海期货市场 的有效性( 2 0 0 4 ) 4 高辉4 采用协整理论以及基于v a r 的格兰特因果关系检验方法分别对中国上 海期货交易所期铜价格、天然橡胶生产及消费、现货价格及期货价格以及上海期 货交易所的燃料油期货价格的形成机制等作建模分析，同时给出价格的动态预 测，检验结果表明预测效果均较好( 2 0 0 4 、2 0 0 5 ) 。 5 高辉5 采用协整模型、格兰特因果关系检验、e c m 模型及几种g a r c h 模型对中 国上海与英国伦敦的期货价格及收益率和波动性做了实证分析。发现两市期货价 格之间存在双向的格兰特因果关系和显著的协整关系。两个市场之间存在显著的 同向变动关系和长期的共同趋势。两市的长期期货价格收益率几乎没有显著差 异，两市均受到对方市场期货价格收益率的影响，短期波动过程存在着一定的差 异。建立的g a r c h 类模型发现，两市在波动性的传导和影响上存在一定程度的非 对称性且两市均存在溢出效应与一定的杠杆效应。上海期货市场对伦敦期货市场 的溢出效应显著存在，而伦敦期货市场对上海期货市场的溢出效应不显著存在。 市场的波动性对消息影响呈现一定程度的非对称性。两市存在的利空消息均大于 利多消息的作用( 2 0 0 5 ) 。 6 张光平6 应用相关分析和线形回归分析方法研究了从1 9 9 3 年3 月3 1 日至2 0 0 3 年1 2 月1 5 日上海期货交易所和伦敦金属交易所三月期铜期货价格之间的联系， 研究结果表明：l m e 期货价格对上海期货交易所( s h f e ) 期货价格具有相当的引 导作用，但s h f e 对l m e 的影响从2 0 0 1 年第四季度开始逐渐系统性增强，上海铜 价格对国际市场的影响力在逐步增大( 2 0 0 4 ) 。 7 华仁海、陈百助7 利用j o h a n s e n 协整检验、误差修正模型、格兰特因果检验 吴冲锋、何勇、李卫东：“期货价格及其模型初探” j ，系统工程理论方法应用 ，1 9 9 4 年4 月，第3 卷第4 期，7 1 - 7 7 2 华仁海仲伟俊( 2 0 0 2 ) ：对上海期货交易所金属铜量价关系的实证分析 。统计研究 ，2 0 0 2 年第 8 期，7 1 7 4 。 高辉( 2 0 0 4 ) = 中国上海与英国伦敦期货价格的协整分析，哈尔滨师范大学学报，2 0 0 4 4 。i - 8 。 4 高辉( 2 0 0 4 ) ：中国上海期期货交易所天然橡胶期货交易风险控制的模型研究，上海期货交易所第二期 招标课题全球天然橡胶生产、消费及其交易风险控制研究的研究成果。2 0 0 4 1 2 。 5 高辉( 2 0 0 5 ) = 中国上海期铜价格的形成机制的模型研究，浙江证券期货2 0 0 5 1 ，1 2 2 5 。 6 张光平( 2 0 0 3 ) ：上海期铜市场与国际期铜市场相关性分析，期货日报2 0 0 3 年1 2 月2 4 日。 7 华仁海仲伟俊( 2 0 0 2 ) ：t x 寸上海期货交易所金属铜量价关系的实证分析 ，统计研究) ，2 0 0 2 年第8 期 8 北京物资学院硕士研究生毕业论文 以及冲击反映分析，对上海期货交易所与伦敦金属交易所铜期货价格之间的动态 关系进行了实证研究，研究结果显示：上海期货交易所与伦敦金属交易所铜的期 货价格之间存在长期均衡关系，两个市场相关品种的期货价格相互影响、相互引 导，相对而言，伦敦市场对上海市场的影响力大于上海市场对伦敦市场的影响力 ( 2 0 0 4 ) 。 8 韩德宗8 则探讨了宏观经济因素与铜期货价格之间的联系( 2 0 0 4 ) 。 1 2 2 国外方面 从国外方面来看，对期货价格的定量研究较多。尤其是近年来，协整等时 间序列理论的发展极大地推动了关于期货研究的进程。 9 e n g l eg r a n g e r 。发展的崭新e g 两步法( 1 9 8 7 ) 。 1 0 j o h a n s e n ”提出了向量自回归模型为基础的协整检验方法( 1 9 8 8 ) 。 i i s h e e n & w a n g “首次运用e n g l e 和g r a n g e r ( 1 9 8 7 ) 提出的协整的方法来检验期 货市场的价格发现( 1 9 9 0 ) 。 1 2 l a i k s & l a i m a ”( 1 9 9 1 ) ，s c h r o e d e r ”( 1 9 9 1 ) q u a nj “( 1 9 9 2 ) 分别对远期 外汇、生猪、原油期货市场的价格发现功能作出了一系列实证分析。 1 3 f a t i m a hm o h da r c h e d ”z a i n a l a b i d i nm o h a m e d 运用协整的方法实证分析 了棕榈油期货市场的定价效率问题( 1 9 9 3 ) 。 1 4 j e a ny a n g ”& d a v i dhg e s s e l d a v i djl a t h a m 把协整关系运用到研究商 品的可储存性和商品期货市场的价格发现中，他们认为商品的可储存性可能对于 期货价格对于现货价格预测的精确度是有影响的( 2 0 0 1 ) 。 1 5 j e a ny a n g ，h i c h a e ls h e l g a d a v i dj l a t h a m ”通过g a r c h 模型模拟出 农产品期货价格的波动性( 2 0 0 1 ) 。 7 l - 7 4 。 o 韩德宗( 2 0 0 5 ) ：s h f e 与l m e 期铜价格发现功能的比较研究，期货日报，2 0 0 5 年5 月1 2 日 e n g l er f , g r a n g e rcw j c o i n t c g r a t i o na n de i t o rc o r r e c t i o nr e p r e s e n t a t i o ne s t i m a t i o na n dt e s t i n g m e c o n o m e t r i c a , 1 9 8 7 5 5 0 p ：2 5 l 2 7 矗 j o h a n l ls “s t a t i s t i c a l a n a l y s i s o f c o i n t e r g r a t i o n v o c o l s 们i o a r n a l o f e e n n o m i c d y r m m i e s a n d c o n t r o l i ， 1 9 髓2 p p ：2 3 1 - 2 5 4 ”h a r m o y a n dm a s u l i s , 1 l w ，c o r r e l a t i o n si np r i c e sc h a n g e sa n dv o l a t i l i t ya c r o s si n t e m a - t i o n a ls t o c km a r k e t s ” f j l r e v i e w so f f i n a n c ia ls t u d i e s , 1 9 9 0 ，3 p p ：2 8 i - 3 0 7 ， “埘，k s a n d 蹦m a “c o i n t e g r a t i o nt e s tf o rm a r k e te f f i c i e n c y ”们n cj o u r n a lo f f u t u r e sm a r k e t s , 1 9 9 i v b l 1 1 5 6 7 - 5 7 5 ”s c h r o e a e r , t c a n dg o o d w i n , b k “p r i c ed i s c o v e r ya n dc oi n t e g r a t i o nf o rl i v eh o 擎”们t h cj o u r n a lo f f u t i i r e sm a r k e t s 1 9 9 1v 0 1 1 1 p p ：6 8 5 - 6 9 6 ”q l l a i l j t w o s t e pt e s t i n gp r o c e d u r ef o rp r i d i s c o v e r yr o l eo f f u t u r e sp r i ”阴t h cj o u r n a lo f f u t u r e s m a r k c t s1 9 9 2 v b l 1 2 1 3 9 1 4 9 of a t i m a h m o h d a r s h a de n dz a i n a l a b i d i nm o h a m c d p r i c ed i s c o v e r yt h r o u g hc r u d ep a l mo i if u t u r e sm a r k e t ； a n e c o n o m i c e v a l u a t i o m ”p 1 i n e r d e n c l k a y n a k a n d m o h a m e ds u l a i m a n i n p r o c e e d i n g s 咖n i r d a n n u a l c o n g r e s s o l l c a p i t a l i z i n g t h e p o t e n t i a l s o f g l o b a l i z a t i o n s t r a t e g i e s a n d d y n a m i c s o f b u s i n e s s ，p a n g ： i n t e r n a t i o i l a lm a n a g e m e n td e v e l o p m e n t a s s o c i a t i ( i m d a ) a n du n i v c r s i t i e ss a i i i sm a l a y s i a , 1 9 9 4 p p7 3 9 2 ”j i a n y a n g , d a v i d a b e s s l c r , a n d d a v i dj l e n t h a n l a s s a t s t o r a b i l i t ya n d p r i c e d i s c o v e r y i n c o m m o d i t y f u t u r e s m a r k a t s ：a n e w l 0 0 k ”【刀j o u m a lo f f u t u r e s m a r k e t s ，m a r c h 2 0 0 1 2 1 ( 3 ) ：2 7 9 3 0 0 ”j i a ny a n g , d a v i da b e s s l e r , a n dd a v i dj l e a t h a m “a s s e ts t o r a b i l i t ya n dp r i c ed i s c o v e r yi nc o m m o d 时 f u t u r e s m a r k e t s ：a n c w t o o k 【j 】j o u r n a l o f f u t u r e s m a r k e t s , m a r c h2 0 0 1 2 1 ( 3 ) ：2 7 9 - 3 0 0 9 北京物资学院硕士研究生毕业论文 1 6 m i c h a e ld m c k e n z i e ”，h e a t h e rm i t c h e l l ，采用a r c h 系列模型a r c h 模 型、g a r c h 模型和a p - g a r c h 模型来对l m e 所有期货合约的价格波动性，进行模 拟( 2 0 0 1 ) 。 1 7 d e a 1 l e n ，s n c r u i c k s h a n k ”使用a r c h 对悉尼商品交易所，伦敦国际 金融期货和期权交易所以及新加坡国际金融交易所的商品期货的波动性进行建 模( 2 0 0 2 ) 。 1 8 g a n g 和b u t c h e r ”应用格兰特因果检验研究了上海金属交易所( 上海期货交 易所的前身) 与伦敦金属交易所铜期货价格之间的引导关系( 1 9 9 4 ) 1 2 3 国内外文献的述评 研究国内外已有的文献发现针对中国上海期货交易所期铜价格的研究存在 以下两点不足： 1 研究方法的不足，目前对期货价格的定量研究基本是建立在简单线性回归模 型以及时间序列建模角度。 2 变量指标选取的不足，例如仅仅研究期货价格与现货价格的关系，或者国内 期货价格与国外期货价格的关系，研究指标的选取过于单一。 1 2 4 本文的创新点 本课题拟在总结前人研究的基础上，运用合理的方法，通过深入分析研究， 进行创新的尝试。本文尝试在以下两个方面进行了创新： 1 在变量指标的选取上，从前人研究的结果来看，现货价格、国外期货价格对 国内期货价格的影响比较大，因此本文首先选取长江有色金属市场的铜现货价 格、伦敦l m e 三月铜期货价格作为研究的变量指标，同时考虑全球经济因素及 2 0 0 5 年7 月2 1 日的人民币汇率改革对上海期货交易所期货价格也会带来影响， 因此在变量指标体系中加入美元指数和人民币汇率。 2 在研究方法上，本文试图利用协整理论研究各因素对上海期货交易所期铜价 格的长期影响，利用基于向量自回归( v a r ) 的方差分解以及冲击响应函数方法来 研究各因素对上海期货交易所期铜价格的短期影响。 ”m i c h 卵l d m a c k e n z i e , h e a t h e r m i t c h d l p o w 盯a r c h m o d e l i n g o f c o m m o d i t y f u t u r e sd a t a o l l t h e l o n d o n m e a l e x c h a n 驴【j 】t h e e u r o p e a nj o u r n a lo f f i n a n ，r o u t l e d g c ，p a r t o f t h e t a y l o r f r a n c i s g r o u p , m a r c h1 2 0 0 i ，v o l u m e7 n u m b e r1 ，p p ：2 2 - 3 8 ”d e - d l o na n ds ，n c r u i e k s h a n l e m p i r i c a l t e s t i n g o f t h e s a m u e l s o n h y p o t h e s i s ：a n a p p l i c a t i o n t o f t 咖m m a r k e t s i n a u s t r a l i a , s i n g a p o r e a n d t h e u k 川，w o r k i n g p a p e r , s c h o n l o f f i a n n c c a n d b u s i n e s s e c o n o m i c s s o c t , 2 0 0 2 ”g a n g , s a n db u t c h e r , b ( 1 9 9 4 ) ：p r i c ce q u i l i b r i u ma n dt r a n s m i s s i o ni nac o n t r o l l e re c o n o m y ：a c a s e 咖d yo f t h em e t a le x c h a n g ei nc h i n a , j o u r n a lo f f u m r e sm k e t s , 1 9 9 4 , v 1 4 ( 8 ) 8 7 7 - 8 9 0 1 0 北京物资学院硕士研究生毕业论文 二、本文研究方法及相关理论 2 1 单位根检验与因果关系检验 2 1 1 单位根检验 检查序列平稳性的标准方法是单位根检验。本文主要介绍两种单位根检验方 法：a d f 检验，p p 检验。 一、a d f 检验 d i c k e y ，f u l l e r ( 1 9 7 9 ) 提出考虑一阶自回归基础上d f 检验，检验方 程锄。芦+ r y , q 十乓，甄：7 = ，d i c k e y ，f u l l e r ( 1 9 8 1 ) 名ed f 检验z - 的基础上进 行了扩展，通过假定其序列是一个p 阶自回归过程，增加一个滞后的差分项来解 决误差项s 的高阶序列相关问题，称之为a d f 单位根检验( u n i tr o o t t e s t i n g ) 2 。即检验方程： 龇等芦+ ，残l + 点由i + 五白0 2 + l + 磊锄_ + 丐 ( 】) h 0 ：_ r 一0 ，l ：， 0 若，。0 被拒绝，即表明不存在单位根，序列则是平稳的。 如果一个原始序列平稳，我们称之为i ( 0 ) 过程。如果一个原始时间序列不平 稳，而经过一阶差分变成平稳的，我们就说原始( 随机) 序列存在一个单位根，是 一阶单整，简称i ( 1 ) 。 在a d f 检验中，我们采用滞后长度的选取标准是：在保证残差项不相关的前 提下，同时采用a i c 准则与s c h w a r z 信息标准，即s c 准则，作为最佳时滞的标 准。在二者值同时为最小时的滞后长度即为最佳长度。 在a i ) f 检验中存在一个问题，即检验回归中包括常数，常数和线性趋势，或 二者都不包括。选择标准为：如序列好像包含有趋势( 确定的或随机的) ，在序列 回归中应既有常数又有趋势：如序列没表现任何趋势且有非零均值，在回归中应 仅有常数；如序列在零均值波动，在检验回归中应既不含有常数又不含有趋势。 二、 p p 检验 2 1 d f 检验：计量经济分析方法与建模e v i e w s 应用及实例p 1 4 5 笠a d f 检验：计量经济分析方法与建模e v i 州s 应用及实例p 1 4 6 北京物资学院硕士研究生毕业论文 另外，p h i l l i p s 和p e r r o n ( 1 9 8 8 ) 。提出一种非参数方法来控制序列中高阶序 列相关，即p p 法。p p 检验方程为： 锄。口+ 取1 + 弓 ( 2 ) 凰：，一0 ，马：， 乏，则拒绝o 假设，认为耳对咒有因果关系。 2 2 协整的概念5 假定一些经济指标被某经济系统联系在一起，那么从长远看来这些变量应该 具有均衡关系，这是建立和检验模型的基本出发点。在短期内，因为季节影响或 随机干扰，这些变量可能会偏离均值。如果这种偏离是暂时的，那么随着时间推 移将会回到均衡状态；如果这种偏离是持久的，就不能说这些变量之间存在均衡 关系。协整可被看作这种均衡关系性质的统计表示。 协整概念是一个强有力的概念。因为协整允许我们刻画两个或多个序列之间 的平衡或平稳关系。对于一个序列单独来说可能是非平稳的，这些序列的矩，如 均值、方差和协方差随着时间而变化，而这些时间序列的线形组合序列却可能有 不随着时间变化的性质。e n g l e 和g r a n g e r 指出两个或多个非平稳时间序列的线 形组合可能是平稳的。假如这样一种平稳的或i ( 0 ) 线形组合存在，这些非平稳 ( 有单位根) 时间序列之间被认为具有协整关系。在经济领域内做建模研究均存 在着动态的稳定性假设，即以时间序列为依据的经验分析，都假定时间序列是平 稳的( s t a t i o n a r y ) 。实际上，经济时间序列通常都是非平稳的，基于一个稳定的 模型而使用非稳定的时间序列数据来建模，体现了以往建模技术一定的在经济领 域应用的局限性，而“协整”技术正好弥补了这一稳定假设的不足。“协 整”( c o i n t e g r a t i o n ) ，最初由格兰特在1 9 8 1 年提出概念性设想，后由e n g l e 与g r a n g e r 一起在1 9 8 7 年提出严谨的定理证明及具体的可操作框架。 “协整”是描述时间序列之间长期关系的一种统计性质。考虑两个或多个 i ( 1 ) 序列，一般它们的线性组合仍然是i ( 1 ) 的，但如果存在某个线性组合，使 新得到的序列是平稳的，那么就说这几个时间序列之间是“协整”的( c o 笛协整关系：计量经济分析方法与建模 e v i c w s 应用及实例5 4 ip 1 5 4 北京物资学院硕士研究生毕业论文 i n t e g r a t e d ) 。组合中序列的系数为协整向量。用规范化的语言表述即：对于时 间序列弓，m ，如果它们满足下述条件，则它们是协整的： ( 1 ) 弓和咒是i ( 1 ) 的，即它们本身是非平稳的，而其一阶差分是平稳的。 ( 2 ) 存在一个非零常量，使得嚣晒。辱i ( o ) ，即是平稳的。 变量协整性分析的经济意义在于：对于两个具有各自长期波动规律的变量， 如果它们之间是协整的，则它们之间存在一个长期的均衡关系。反之，如果这两 个变量不是协整的，则它们之间不存在一个长期的均衡关系。 2 3 协整关系的检验与估计 关于协整关系的检验与估计，目前有许多具体的技术模型，如e g 两步法”， j o h a n s e n 极大似然法，g r e g o r yh a n s a n ( 1 9 9 6 ) 法，自回归分布滞后模型( a r d l ) 方法，频域非参数谱回归法，b a y e s 方法等等。 协整检验从检验的对象上可以分为两种：一种是基于回归系数的协整检验， 如j o h a n s o n 协整检验；另一种是基于回归残差的协整检验，如c r o w 检验、d f 检验、a d f 检验。 本文主要采用e n g l e 和g r a n g e r 提出的e g 两阶段法做协整检验，这种协整 检验方法是对回归方程的残差进行单位根检验。从协整理论的思想来看，自变量 和因变量之间存在协整关系。也就是说，因变量能被自变量的线形组合所解释， 两者之间存在稳定的均衡关系，因变量不能被自变量所解释的部分构成一个残差 序列，这个序列应该是平稳的。因此检验一组变量( 因变量和解释变量) 之间是 否存在协整关系等价于检验回归方程的残差序列是否是一个平稳序列。通常对残 差的检验采用a d f 检验。 2 4v a r 模型 v a r 模型是由s i m s ( 1 9 7 2 ，1 9 8 0 ) 首先发展的，v a r 模型的核心思想就是不考 虑经济理论，而直接考虑作为时间序列的各经济变量间的关系。传统的经济计量 方法( 如联立方程模型等结构性方法) 是以经济理论为基础来描述变量关系的模 型。遗憾的是，经济理论通常并不足以对变量之间的动态联系提供一个严密的说 明，而且内生变量既可以出现在方程的左端又可以出现在方程的右端使得估计和 推断变的更加复杂。 向量自相关( v a r ) 是基于数据的统计性质建立模型，v a r 模型把系统中每 计量经济分析方法与建模e v i e w s 应用及实例p 1 5 5 1 4 北京物资学院硕士研究生毕业论文 一个内生变量作为系统中所有内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单受 量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的“向量”自回归模型。 考虑阶数为p 的v a r 模型：乃4 踟+ + 4 ，+ 甄+ 巳( 6 ) 其中，乃是一个含有非平稳的i ( 1 ) 变量的墨维向量；岛是扰动向量。 我们可把v a r 重写为以下形式： 幻，# n ，r + 善r l 幻r 一+ b xr + m r ( 7 ) 其中n 。笔 一f r 1 一未- - 。g 。a 。g e ，定理指出：如果系数矩阵兀 的秩， 七，那么存在k x r 阶矩阵口和卢，它们的秩都是，使 得兀5 印，并且妒饥是稳定的。其中，是协整关系的数量( 协整秩) 并 且的每列是协整向量。口中的元素是向量误差修正模型v e c 中的调整参 数。j o h e n s e n 方法是在无约束v a r 的形式下估计兀矩阵，然后求出，从 而检验出协整秩，( 秩( 兀) 2r 七) ，得出协整向量。 j 。h a n s e n 的迹统计量为：口r - 一了善l o g ( 1 一 ) ，其中：k 是所检验的一 组序列包含的序列个数，五是第i 步最大特征根，而r 是假设的协整关系个 数，0 r 玉k - 1 。检验假设：爿o ：在这一组序列中至多存在r 个协整关 系。聊：至多有k 个协整关系。由于在k 序列组成的协整检验中，不可能存 在k 个协整关系，即协整向量矩阵不可能是满秩的，医此，备择假设表明，不 存在协罄关系。 2 5 误差校正模型与冲击反应分析 根据g r a n g e r 表达定理，协整系统有三种等价的表达形式：向量自回归v a r 、 移动平均m a 和误差修正模型( e r r o rc o r r e c t i o nm o d e l ，e c m ) ，其中e c m 最能直 接描述短期波动与长期均衡的综合，应用最为普遍。 向量误差修正模型( v e c ) 是一个有约束的v a r 模型，并在解释变量中含有协 整约束，因此它适用于已知有协整关系的非平稳序列。当有一个大范围的短期动 态波动时，v e c 表达式会限制内生变量的长期行为收敛于它们的协整关系。因为 一系列的部分短期调整可以修正长期均衡的偏离，所以协整项被称为是误差修正 北京物资学院硕士研究生毕业论文 项。 误差校正模型是短期动态模型。为方便起见，考虑一个只有两个变量的 a d l ( p ，q ) 模型： ，- 几+ 艺 k 。+ 艺几，+ t ，。 _ 州 石， 经过简单的变换得到误差校正表示形式： ，r 霉盘+ 艺口1 ，卜+ 艺口t ”h + 工c ，一鼻x ) ，+ ， 、 一- - “ k 了， 误差校正模型( 5 9 ) 只是方程( 5 8 ) 的适当变形，它与方程( 5 8 ) 是等价的， 采用误差校正的形式有许多优点，因此，变量序列不平稳的时候，采用e c m 可以 避免伪回归的问题，序列协整时，应该建立误差校正模型，这时只能采用差分后 的变量建模。经济中许多变量序列是不平稳的，而且经济理论往往假设某些变量 之间存在长期均衡关系，因此可以采用协整和误差校正方法建立模型。 根据e n d e r ( 1 9 9 5 ) 的研究，一个时间序列预测的误差方差是自身扰动及系统 其他扰动共同作用的结果。冲击分解的耳的就是研究一个系统中，当某一扰动发 生时，系统随后的变动多大程度是受到该扰动的影响。冲击响应函数刻画的是在 扰动项上加一个标准差大小的冲击，对于内生变量当前值和未来值所带来的影 响。对一个变量的冲击直接影响这个变量，并且通过v e c 模型的动态结构传导给 其它所有的内生变量。 为了对我国宏观经济变量的动态特性有一个清楚的了解，应用上面的v a r 模型，对经济变量进行冲击响应( i m p u l s er e s p o n s e ) 分析，即计算1 个单位的各 种冲击对中国金属铜生产、消费及交易的宏观经济变量的影响，相应地做出冲击 响应曲线。 1 6 北京物资学院硕士研究生毕业论文 2 6 本文实证结构图 1 7 北京物资学院硕士研究生毕业论文 三、变量的确定及样本数据的选取 影响中国金属铜期货价格的因素有很多，诸如：国家的宏观调控政策；现货 的供给与需求；现货的价格：铜期货成交量与持仓量；国际政治形势；国际期货 市场的影响；汇率政策的变动等等。为了遵循建模简化的原则，我们仅从现货价 格、国际期货市场、美元指数、人民币汇率四方面的联动影响方面考虑，选取对 沪铜期货价格可能产生较大影响的长江金属铜的现货价格、伦敦金属交易所l m e 三月期铜价格、美元指数、人民币汇率四个变量作为我们建模的主要变量，通过 建模分析试图找到国内外金属铜价格的定量的关联关系，从而对未来中国上海金 属铜期货价格走势做出准确的预测。 3 1 铜期货价格指标的选取 上海期货交易所铜期货目前不仅是国内铜的定价中心，也成为国际三大铜交 易中心之一。铜期货的“上海价格”已经被公认为全球铜交易的三大权威报价之 一，直接影响着全球铜市的价格走向。为克服期货价格的不连续性，我们按照以 下方法产生一个连续的期货价格序列，即选取成交量最大的期货合约每天的收盘 价格序列作为代表，这样做的目的是为了克服最近期月份可能成交量比较小，价 格波动不稳定的缺点。样本取日收盘价( 共2 9 9 个样本) ，样本区间从2 0 0 5 年 6 月2 3 日到2 0 0 6 年1 0 月1 3 日。数据来源：实达期货历史数据查询 ( w w w s t a r f u t u r e s v a 3 m c n ) 3 2 伦敦l m e 期铜合约的选取 伦敦金属交易所是世界上最大的有色金属交易所，伦敦金属交易所的价格和 库存对世界范围的有色金属生产和销售有着重要的影响。伦敦金属交易所3 月、 1 5 月、2 7 月期的期货合约均为连续合约，考虑到数据来源的局限性，我选取l m e 铜3 月合约，样本取日收盘价( 共2 9 9 个) ，样本区间从2 0 0 5 年8 月9 日到2 0 0 6 年1 0 月1 3 日。数据来源：实达期货历史数据查询( w 啊s t a r f u t u r e s a o m c n ) 3 3 铜现货价格指标的选取 长江有色金属市场现货价格成为了有色金属生产和加工企业的重要参照价， 因此选用长江铜现货价格代表中国铜现货价格，样本取日平均值( 共1 0 0 1 个样 本) ，样本区间从2 0 0 4 年1 月1 日到2 0 0 6 年1 0 月1 3 日。数据来源：上海有色 北京物资学院硕士研究生毕业论文 金属网( w 啊s m l l l c o i n a n ) 3 4 美元指数的选取 美元指数从某种程度反映了世界经济的状况，同时期铜的标价也是美元，因 此选取美元指数作为变量是很有必要的。美元指数样本取自经济计量网 ( w w w e c o n s t a t s c o m ) 。样本区间从2 0 0 5 年8 月1 日到2 0 0 6 年9 月2 6 日，共 3 0 0 个样本数据。 3 5 人民币汇率指标的选取 2 0 0 5 年7 月2 1 日人民币汇率改革，在有管理的浮动汇率制度下，研究人民 币汇