（交通运输规划与管理专业论文）基于ARCH模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究.pdf

，oq，q s t u d yo nv o l a t i l i t yo fc h i n ac o a s t a lc o a l f r e i g h tr a t eb a s e d o na r c h f a m i l ym o d e l at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y y a n g j u a n ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rl i uc u i l i a n m a y ，2 0 1 1 5ii859删8ji啪y 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 = = 基王基垡搓型箧的虫国渲连堪邃运纶这动丝硒究：。除 论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已 经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：阻一 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打“ ) 论文作者签名： 柄嫡 导师签名： 么l 孳过 日期：加1 1 年易月) 生日 中文摘要 摘要 沿海煤炭运价波动性受到航运经营者的广泛关注，研究沿海煤炭运价指数的 变化特征及波动规律对沿海散货运输经营者及投资者把握市场动态、制定投资决 策方案起到重要的作用。本文针对近年来沿海煤炭运价波动的特点及影响因素分 析出运价波动具有一定的规律性，如季节性及趋势性波动，但是也包含大量的随 机性，如突发性金融危机所引起的波动，文中基于a r c h 模型族对这种看似无规 律的波动进行描述并发现其内在的规律性及波动特性。主要从以下几个方面展开 研究。、 首先，基于我国沿海煤炭运价指数波动的实际情况，总结出煤炭运价的三个 基本特点，并对影响运价波动的因素进行了归纳。 其次，用运价指数的对数差分( 运价指数收益率) 来刻画运价波动，基于g a r c h 模型对沿海煤炭综合运价指数、秦皇岛广州，秦皇岛上海以及秦皇岛宁波航线 运价指数收益率波动的敏感性及持续性进行了分析，并基于e g a r c h 模型对运价 指数收益率波动的反杠杆效应进行了描述，最后利用a r c h 模型族与格杰尔因果 检验相结合的方法对各航线运价的波动溢出效应作了解析。 最后，在实证基础上对波动特性进行了总结，为沿海散货航运公司经营策略 的制定提出了相应建议，并指出论文进一步的研究方向。 关键词：沿海煤炭运价波动；a r c h 模型族；敏感性和持续性；杠杆效应；波动溢 出效应 ( 英文摘要 a b s t r a c t t h ev o l a t i l i t yo ft h ec o a s t a lc o a lf r e i g h th a sa l w a y sa t t r a c t e dt h ea t t e n t i o no fb u l k s h i p p i n go p e r a t o r s i ti sc r u c i a lf o rt h eb u l ks h i p p i n go p e r a t o r sa n di n v e s t o r st os t u d y t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dr u l eo ft h ev o l a t i l i t yo ft h ec o a s t a lc o a lf r e i g h ti n d e x b e c a u s ei t m a k eac o n t r i b u t i o nt og r a s pt h ed y n a m i co fc o a s t a lc o a lm a r k e ta n dm a k ei n v e s t m e n t d e c i s i o n s a c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dr e l a t e df a c t o r so ft h ev o l a t i l i t yo ft h e c o a s t a lc o a lf r e i g h ti nr e c e n ty e a r s ，t h i sp a p e rm a k e st h ec o n c l u s i o nt h a tt h i sv o l a t i l i t y h a sac e r t a i nr e g u l a r i t y , s u c ha ss e a s o n a la n dt e n d e n c yf l u c t u a t e , a l s oc o n t a i n sal o to f r a n d o m n e s s ，s u c ha st h es u d d e nf i n a n c i a lc r i s i s t h et h e s i sa p p l i e sa r c hf a m i l ym o d e l t od e s c r i b et h er e g u l a r i t ya n di t si n h e r e n tc h a r a c t e r i s t i c so fv o l a t i l i t yw h i c hs e e m i n g l y h a sn or u l e t h es t u d ye x p a n d sf r o mt h ef o l l o w i n ga s p e c t s f i r s t l y , i ts u n l su pt h et h r e eb a s i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o a lf r e i g h tr a t e s ，b a s e do n t h ea c t u a lv o l a t i l i t yo fc h i n ac o a s t a lc o a lf r e i g h ti n d e x t h e nt h er e l a t e df a c t o r sw h i c h i n f l u e n c et h ev o l a t i l i t yo ft h ef r e i g h tr a t e sa r es u m m a r i z e d s e c o n d l y , t h ed i f f e r e n t i a lo ft h el o g a r i t h mf r e i g h ti n d e x ( f r e i g h ti n d e xy i e l d ) i s d e s c r i b e df o rt h ev o l a t i l i t yo ft h ec o a s t a lc o a lf r e i g h ti n d e x t h eg a r c hm o d e li s i m p l e m e n t e dt or e v e a lt h es e n s i t i v i t ya n dp e r s i s t e n c eo fv o l a t i l i t yo ft h ec o a s t a lc o a l f r e i g h ti n d e x ，q i n h u a n g d a o g u a n g z h o u , q i n h u a n g d a o - s h a n g h a i a n dq i n h u a n g d a o - n i n g b or o u t e sf r e i g h ti n d e x t h e ni ta n a l y z e st h el e v e r a g ee f f e c to ft h ev o l a t i l i t yb a s e d o ne g a r c hm o d e l i na d d i t i o n ，t h ev o l a t i l i t ys p i l l o v e re f f e c t sa r er e s o l v e db a s e do n t h ea r c h f a m i l ym o d e la n dg r a n g e rc a u s a l i t yt e s t f i n a l l y , t h ev o l a t i l i t yc h a r a c t e r i s t i c sw e r es u m m a r i z e do nt h eb a s i so fe m p i r i c a l a n a l y s i s t h e ni tg e t ss o m es t r a t e g yr e c o m m e n d a t i o n sf o rt h ec o a s t a lb u l ks h i p p i n g c o m p a n y , a n dn o t e st h ed i r e c t i o no ff u r t h e rr e s e a r c ho f t h i sp a p e r k e yw o r d s ：t h ev o l a t i l i t yo fc o a s t a lc o a lf r e i g h t ；a r c hf a m i l ym o d e l ；p e r s i s t e n c e a n d s e n s i t i v i t y ；l e v e r a g ee f f e c t ；t h ev o l a t i l i t ys p i l l o v e re f f e c t s trio j 目录 目录 绪论l 选题背景及意义1 国内外研究综述3 1 2 1 国外研究综述，3 1 2 2 国内研究综述。4 本文主要内容及结构框架5 第2 章沿海煤炭运输运价波动分析7 2 1 沿海散货运价及运价指数介绍。7 2 2 沿海煤炭运价特点分析8 2 2 1 沿海煤炭运价季节性波动明显9 2 2 2 沿海煤炭运价正处于“后危机时代一1 0 2 2 3 沿海煤炭运价整体趋势模糊ll 2 3 影响沿海煤炭运价波动的因素分析1 4 2 3 1 沿海煤炭运价波动受供求关系的影响：。1 4 2 3 2 沿海煤炭运价波动受经济环境及贸易需求的影响l5 2 3 3 沿海煤炭运价波动受航运成本的影响。：1 5 2 3 4 其他因素对沿海煤炭运价市场波动的影响1 6 2 4 小结。l7 第3 章a r c h 模型族及波动溢出效应相关理论介绍18 3 1a r c h 模型族产生背景介绍18 3 2a r c h 模型族的相关检验1 9 3 2 1 平稳性检验1 9 3 2 2 自相关性检验2 0 3 2 3a r c h 效应检验。2 2 3 3a r c h 模型族的基本形式及评价标准介绍2 3 3 3 1a r c h 模型。2 3 3 3 2g a r c h 模型。2 4 3 3 3e g a r c h 模型及t g a r c h 模型2 5 3 3 4 模型评价标准2 6 3 4 波动溢出效应理论介绍2 8 3 4 1 波动溢出效应的概念2 8 3 4 2 波动溢出效应分析：2 8 3 4 3 格兰杰因果检验介绍2 9 目录 3 5 小结。3 0 第4 章沿海煤炭运价指数的波动性实证研究3 l 4 1 数据选取及其统计特征分析j 3l 4 1 1 数据选取及说明3 l 4 1 2 数据基本统计特征分析。3 2 4 2 均值模型的确定及残差序列的a r c h 效应检验3 5 4 2 1 平稳性及自相关性检验3 6 4 2 2a r m a 模型识别3 7 4 2 3a r m a 模型定阶与参数估计4 0 4 2 4 残差序列的a r c h 效应检验。4 l 4 3 沿海煤炭运价指数波动的敏感性及持续性分析4 2 4 3 1g a r c h 模型的建立4 2 4 3 2g a r c h 模型的诊断4 2 4 3 3g a r c h 模型结果分析4 4 4 4 沿海煤炭运价指数波动的反杠杆效应分析4 6 4 4 1e g a r c h 模型的建立与诊断4 7 4 4 2t g a r c h 模型的建立与诊断5 0 4 4 3e g a r c h 及t g a r c h 模型结果分析5 3 4 5 沿海煤炭运价波动溢出效应分析。5 4 4 5 1 运价波动溢出效应的概念5 4 4 5 2 运价收益率波动的量化5 5 4 5 3 沿海煤炭运价指数波动溢出分析5 6 4 5 4 沿海煤炭运价指数波动溢出检验5 8 4 6d 、结6 0 第5 章结论与展望_ 6 l 5 1 结论。6 l 5 2 建议6 2 5 3 展望6 3 参考文献6 3 附录a 收益率序列均值模型参数估计与检验结果6 8 附录b 收益率序列均值模型拟合效果图，7 0 附录cg a r c h 模型参数估计与检验结果7 2 附录de g a r c h 模型参数估计与检验结果。：7 4 附录et g a r c h 模型参数估计与检验结果7 6 目录 附录f 格兰杰因果检验结果7 8 致 谢7 9 ，j 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 第1 章绪论 1 1 选题背景及意义 受金融危机影响，世界经济大幅下挫，波罗的海干散货运价指数( b d i ) 近年来 疲弱不振，而据克拉克森网统计2 0 0 9 - 2 0 1 0 年全球散货船新增运力达1 0 4 亿d w t ， 2 0 11 年干散货运力规模将突破6 亿，运力增长率为1 4 ，运力供给和需求的增速 之差可能扩大到8 t 1 1 ，使得国际市场上的散货船运力严重富余，国际市场上国内 船舶出现回流，严重挤压国内运力，给承运沿海散货的航运企业造成重重压力； 与此同时受国际煤价倒挂，以及我国逐步限制煤炭产能，并对煤炭产业进行大规 模资源整合和治理，使得煤炭进口量激增，2 0 0 9 年我国累计进口煤炭1 2 5 8 3 4 2 万 吨，同比增长2 11 9 【2 1 ，而由于“十二五末工业二氧化碳排放量比2 0 1 0 年降低 1 8 以上的目标【3 】，无疑也抑制了国内煤炭的需求，使沿海航线的煤炭运输需求增 加受到限制；受国际形势影响，2 0 1 0 年9 月以来国内燃油价格一路飙升，截止到 2 0 11 年4 月1 8 0 c s t 燃油价格已达到5 5 0 0 元吨，比去年同期上涨了约3 0 【4 】，燃 料成本的增加使航运企业运输成本也不断增加。 在复杂的沿海煤炭运输市场形势下，货主们与大型航运企业签订的长期包运 合同量也在逐年减少，货主们纷纷建立自己的航运公司和接卸码头，使得自有船 队、合资船队及长短期租用船队间的竞争越来越激烈，运价越来越趋于市场化。 2 0 1 0 年沿海煤炭运价市场呈现明显的波动趋势( 如图1 1 【5 1 ) ，据中散散货运输分析 报告，2 0 11 年散货运输形势将更加复杂，运价波动可能愈加剧烈，尤其是煤炭运 价f 6 】。 第1 章绪论 数据来源：秦皇岛煤炭网 图1 12 0 1 0 年沿海煤炭运输各航线运价指数波动 f i g 1 1t h ev o l a t i l i t yo f c o a s t a lc o a lr o u t sf r e i g h ti n d e xi n2 0 1 0 运价的波动会给航运经营者在经营中带来不确定性的风险，使船东或租船人 在经济上处于不利地位，甚至遭受巨大的经济损失。而掌握沿海煤炭运价的波动 特性，对于及时准确作出买卖、租赁或拆解散货船的决策，对于正确的航线配船， 对于制定恰当的风险规避策略都有指导意义。 随着航运金融的迅速发展，用运价指数收益率来刻画运价的波动情况已经被 广泛应用，它已经成为全球航运经营人、经纪人及相关航运投资者的首要决策依 据。运价指数收益率受到经济政治甚至军事等各方面因素的影响和冲击，但是始 终以航运市场供需变化而变动，是国际组织、政府、企业以及个人都无法调控的， 其动态行为有别于可以被政府及金融组织监管的一般金融时间序列，同时它又具 有一般金融时间序列的一些性质。因而针对沿海煤炭运价实际波动情况，通过已 经成熟的金融时间序列相关模型对运价收益率进行分析，提出刻画其波动特征的 模型，具有重要理论意义。 此外，对于散货及油轮运价市场的波动风险评估已成为当今航运业学者研究 的热点问题 7 1 【8 】【9 】， “在险价值 v a r ( v a l u e a t - r i s k ) 也被广泛用于刻画波动风险， 由v a r 的计算公式1 1 可看出：在持有期及置信水平一定的情况下，反映波动大 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 小的条件异方差忽为波动风险大小的唯一决定t l r ( k 表示持有期， 为c 时的z 分布临界值) 。 v a r = z c h , 瓜 z c 表示置信水平 因此，恰当的波动模型的提出为刻画波动大小提供了理论支撑， 的测度提供了方法。 ：醅 ( 1 1 ) 为波动风险 1 2 国内外研究综述 国内外专家学者主要是从波动机理、波动特性、波动风险评估及波动风险规 避策略四个方面对干散货运价波动进行研究，本文对运价波动机理作了简短分析， 引出对运价收益率分布的尖峰厚尾、杠杆效应及波动溢出效应等特性，属于波动 特性的研究范畴，对运价波动特性的研究是伴随着计量经济学模型的发展而发展 的。 1 2 1 国外研究综述 。国外对干散货运价的波动性研究，自1 9 8 5 年波罗的海运价指数b f i ( b a l t i c f r e i g h t i n d e x ) 设立以来就开始了，随着1 9 9 9 年b d i ( b a l f i c d r y i n d e x ) j e 式启用及航 运金融衍生品的发展，航运界专家学者对运价波动风险有了新的认识，对运价的 波动性进行了更加深入的研究。c u l l i i l a l 【1 9 9 2 ) 使用a r m a ( a u t o - r e g r e s s i v em o v i n g a v e r a g e ) 模型首次对b f i 的期货指数b i f f e x ( b a l t i ci n t e r n a t i o n a lf r e i g h tf u t u r e s e x c h 觚g e ) 进行了研究和预测【i o 】；希腊著名的航运经济学者k a v u s s a n o s 在航运运费 市场研究方面发表了大量的学术著作，尤其是在于散货和油轮市场方面有着突出 的贡献。k a v u s s a n o s ( 1 9 9 6 ) 运用a r c h ( a u t o - r e g r e s s i v ec o n d i t i o n a lh e t e r o s c e d a s t i c i t y ) 模型对比不同吨位散货船的价格波动动态，运用金融风险理论的分析和模型结果 检验，得出运费率剧烈波动的原因及其对风险的影响【1 1 】；v e e n s t r a 和f r a n s e s ( 1 9 9 7 ) 利用单位根检验方法对b f i 指数收益率的平稳过程建立了v a r ( v e e t o ra u t o r e g r e s s i v e ) 模型，对b f i 的进行了短期预测【1 2 】；随后k a v u s s a n o s 和a l i z a d e h ( 2 0 0 1 ) 把马尔科夫转换模型( m 缸k o vs w i t c h i n g ) 首次应用于运费率的波动中来，研究了在 不同市场条件下( 扩张和收缩) 不同类型散货船的运费率的季节性波动，结果表明季 节性普遍存在于各种船型中，且与船型大小相关，大型船舶运费率的季节性变化 更明显，最后还得出了扩张型市场中季节性变量更加显著的特征，这个结论为船 第1 章绪论 东和租船方经营决策提供了依据【1 3 】；k a v u s s a n o s 和v i s v i k i s 等( 2 0 0 4 ) 研究了 f f a ( f o r w a r df r e i g h ta g r e e m e n t ) 交易和投机行为对即期市场价格波动的影响，结果 显示，f f a 交易的存在能显著改善信息传递的速度和质量，对稳定即期价格的波 动有着明显的影响。但是，当引入其他对即期市场价格有影响的经济变量后，价 格波动的降低与f f a 交易之间不存在很明显的因果关系【1 4 】；a l i z a d c h ( 2 0 1 0 ) 通过 对2 0 0 3 2 0 0 9 年大量的干散货期租合同进行分析，对影响干散货运价的微观经济 因素作了总结，得出运价受到受载期、载重吨、船龄等微观经济因素的影响【1 5 】。 1 2 2 国内研究综述 国内对干散货运价波动性的研究起步较晚，宫进( 2 0 0 0 ) 对b f i 指数所代表的干 散货运输市场运价的季节效应进行分析，并用g a r c h ( g e n e r a l i z e da u t o r e g r e s s i v e c o n d i t i o n a lh e t e r o s k e d a s t i c i t y ) 模型分析了运价指数收益率波动的尖峰厚尾性，并得 出b f i 指数的变异性是时变的，且正干扰所引起的价格波动幅度比相同程度负干 扰引起的波动更强烈【1 6 1 。吕靖( 2 0 0 3 ) ，李正宏( 2 0 0 4 ) 对波罗的海干散货运价指数先 后提取长期趋势项、周期波动项以及季节波动项后，得到一个符合a r m a 模型建 模要求的零均值平稳序列，并用该模型对序列作了拟合，得出短期预测误差很小， 但是远期误差很大【1 礓1 8 】。c h e n ( 2 0 0 4 ) 使用e g a r c h ( e x p o n e n t i a lg e n e r a l i z e d a u t o r e g r e s s i v ec o n d i t i o n a lh e t e r o s k e d a s t i c i t y ) 模型研究了干散货运价收益率的杠杆 效应，并与以前使用的g a r c h 模型的研究结果进行了比较，发现e g a r c h 能更 好地对序列进行拟合【1 9 1 。吕靖等( 2 0 0 6 ) 选取波罗的海1 9 9 9 2 0 0 5 年的b d i 指数为 样本数据，应用a r c h 模型对散货运输市场上的3 种典型船型( 灵便型、巴拿马型、 好望角性) 的运价指数波动特性分别进行了研究【2 0 1 。在此研究基础上，吕靖等( 2 0 0 8 ) 通过将上面样本数据分为两个阶段，利用e g a r c h 模型探讨了运价收益率波动的 非对称性问题，得出不同类型的散货船在两个不同阶段的航运市场上所表现出的 非对称性的特性也有所不同【2 l 】。h a ox u ，w e if a n g ( 2 0 0 8 ) 利用r s ( r e s c a l e dr a n g e s t a t i s t i c s ) 方法验证了运价收益率的条件异方差项具有长记忆性，并通过计算 g p h ( g e w e k e 、p o r t e r 和n u d a k ) 值测度了运价收益率波动的长记忆性程度，对这种 波动行为的长记忆性研究能为航运经营者的投资提供决策依据【2 2 】【2 3 1 。魏方( 2 0 0 8 ) 在其博士论文中针对干散货远洋航运市场的波动特点，利用a r c h 族模型提出了 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 基于v a r ( v a l u ea ti d s k ) 的长记忆性波动风险评估、极端性波动风险评估及相关性 波动风险评估方法洲。陆克从等( 2 0 0 8 ) 利用g a r c h ( 1 ，1 ) 模型对b d i 收益率序列进 行了分析，发现其具有明显的波动聚集效应，同时利用e g a r c h 模型分析了不同 时期外部信息对国际干散货运价市场造成的影响以及区别f 2 5 1 。赵国m ( 2 0 0 9 ) 选取 2 0 0 5 - 2 0 0 9 年巴拿马型船三条期租航线的即期及远期运价为样本数据，利用格兰杰 因果检验分析了即期运价与远期运价间的引导关系，总结了防范远期运价市场的 风险的策略【2 6 1 。施文明( 2 0 0 9 ) 利用向量自回归模型研究c c b f i ( c h i n a ，sc o a s t a lb u l k c a r g of r e i g h ti n d e x ) 与b d i 指数间的关系，分析出中国因素对世界干散货运输市场 的影响有限1 2 7 1 。何应杰( 2 0 1 0 ) 首次将应用于金融时间序列的随机波动模型对航运市 场运价波动进行了研究，并通过基于马尔科夫链蒙特卡洛模拟方法参数进行了估 计，得到了比较好的拟合效果【2 8 】。 可见，在研究对象上，国内外学者主要集中于波罗的海干散货运价指数，而 对我国沿海干散货运价指数的研究处于起步阶段；在研究方法上，由于干散货运 价波动具有显著的异方差现象，因此较成熟的条件异方差模型族被广泛应用于波 动特性的描述。 1 3 本文主要内容及结构框架 基于国内外学者在干散货运价波动性方面的研究成果，本文以我国沿海煤炭 运价为研究对象，利用自回归条件异方差模型族分析了运价的波动特性。具体内 容安排如下： 第l 章：阐明了研究沿海煤炭运价波动性的背景和意义，并对国内外专家学 者在干散货运价波动性这一领域的研究成果作了综述，从而引出本文的主要内容。 第2 章：介绍了我国沿海煤炭运输运价波动情况。结合沿海煤炭运价指数总 结出运价市场的波动性特点，并对影响运价波动的因素进行了分析。 第3 章：按照广义自回归条件异方差模型的发展过程，分别对刻画金融时间 序列波动敏感性及持续性的g a r c h 模型，刻画波动“杠杆效应 的e g a r c h 模 型以及t g a r c h 模型进行了介绍，最后对波动溢出效应理论作了介绍，为后面的 分析作了理论铺垫。 第4 章：沿海煤炭运输运价指数的波动性实证分析，此部分为本文核心部分。 第1 章绪论 选取沿海煤炭综合运价指数，秦皇岛广州，秦皇岛一上海，秦皇岛一宁波的煤 炭运价指数为样本数据，通过对数据进行处理及分析，以运价收益率来刻画运价 的波动，并分别用第3 章的数学模型对波动的敏感性、持续性、杠杆效应及波动 溢出效应等特性作了解析。 第5 章：在实证基础上对波动特性进行了总结，为沿海散货航运公司的经营 策略提出了建议，并指出论文进一步的研究方向。 文章的结构框架图如图1 2 ： 绪论 选题背景及意义国内外研究综述 主要内容及框架 沿海煤炭运价波动分析 沿海散货运价及 运价指数介绍 沿海煤炭运价 特点 影响沿海煤炭运价 波动的因素分析 a r c h 模型族及波动溢出效应相关理论介绍 模型产生 背景介绍 a r c h 模型 族相关检验 a r c h 模型族基本形 式及评价标准介绍 波动溢出效应 理论介绍 沿海煤炭运价指数的波动性实证分析 数据选取 及其统计 特征分析 均值模型的确定 及残差序列的 a r c h 效应检验 沿海煤炭运价指 数波动的敏感性 及持续性分析 沿海煤炭运价 指数的反杠杆 效应分析 沿海煤炭运价 指数波动溢出 效应分析 结论与展望 图1 2 论文研究框架图 f i g 1 2f l o wc h a r to ft h ep a p e r - 6 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 第2 章沿海煤炭运输运价波动分析 沿海散货运价及运价指数介绍 航运经营人在对货物进行海上运输的过程中，要发生诸如船员工资、伙食、 燃油、物料、修理、船壳险、保赔险、港口使费以及企业管理费用等项经营 。为了维持和扩大再生产需要，还要计提折旧并获取一定的合理利润。为了 补偿开支并取得合理利润，托运人或货方要支付给船公司或承运人一定的运输劳 务费用，这种劳务费用称为运费，把计收这种劳务费用的单位价格称为运价【2 9 1 。 随着中国航运市场的发展，以及上海航运交易所的建立。中国运价指数的运 价信息数据采集、指数编制方案研究以及日常运转发布工作等有了实体依托。 为全面反映我国沿海运输市场运价变化情况，配合国内航运市场全面整顿工 作，交通运输部于2 0 0 1 年1 1 月在上海航运交易所正式启动中国沿海散货运价指 数( c b f i ) ，这一指数的定期发布成为我国沿海海上运输市场行情的晴雨表，能准确 地反应了航线当时的运价水平。为适应国内沿海散货运输市场的变化，经2 0 0 7 年 4 月2 4 日中国沿海( 散货) 运价指数编委会第4 次全体会议表决通过，从2 0 0 7 年5 月1 8 日起，中国沿海( 散货) 运价指数正式启用新方案编制。新编制方案在船型、 航线、样本公司、权重、发布形式和时间等方面均做出了调整，使指数能更加准 确、客观地反映市场变化，下面将对调整前后的编制方式进行比较分析f 3 0 】： ( 1 ) 基期。中国沿海( 散货) 运价指数以2 0 0 0 年1 月为基期，基期指数1 0 0 0 点， 修改前后无区别。 ( 2 ) 样本航线的选择。依据重要性原则，选择列入我国沿海港口散货吞吐量前 五位的货种作为沿海运价指数样本货种，包括煤炭、原油、成品油、金属矿石和 粮食。基于运量规模，兼顾区域覆盖性，以及航线未来发展趋势，2 0 0 1 年选取1 8 条样本航线，分别是：原油：大连上海、宁波南京、舟山南京、广州南京； 成品油：大连上海、大连广州；金属矿石：八所上海、北仑一上海、北仑南通： 粮食：大连广州、营口深圳；煤炭：秦皇岛一广州、秦皇岛上海、秦皇岛宁波、 日照上海、天津、京唐一上海、秦皇岛福州、秦皇岛厦门。而修改后选取2 1 条 样本航线，其中原油航线从5 条减为4 条，去掉了大连上海航线；成品油航线增 加了2 条，分别是天津温州台州、天津汕头广州；金属矿石航线添加了青岛 第2 章沿海煤炭运输运价波动分析 张家港、舟山张家港2 条，去掉了八所上海航线；粮食航线没改变；煤炭航线 去掉了日照上海、秦皇岛厦门航线，增加了天津南通、天津一宁波、黄骅一上海 3 条航线。 ( 3 ) 运价信息的采集。2 0 0 1 年，有1 7 家港航单位提供运价信息。它们是：长航 上海海运公司、大连万通船务股份有限公司、大连远洋运输公司、福建省轮船总 公司、福建省厦门轮船总公司、广东顺峰船务有限公司、广东海运股份有限公司、 广州港集团有限公司、河北省海运总公司、南京长江油运公司、宁波港集团有限 公司、宁波海运股份有限公司、秦皇岛港务集团有限公司、上海国际港务( 集团) 有限公司、天津港集团有限公司、浙江省海运集团、中国海运( 集团) 总公司。2 0 0 7 年添加了大连金恒航运有限公司、大连辽河油田海运有限公司、大连远昌船务有 限公司、德勤集团有限公司、福建国航远洋运输( 集团) 股份有限公司、江苏省炜伦 航运有限责任公司、日照市腾翔海运有限公司、深圳远洋运输股份有限公司、舟 山浙华石油运输有限公司、舟山中昌海运有限责任公司l o 家港航单位提供的运价 信息。 ( 4 ) 发布方式。2 0 0 1 年由行交所每周五发布，中国沿海( 散货) 综合运价指数、 分货种指数及1 8 条分航线指数。修改后为每周三编制并发布综合运价指数、各货 种综合运价指数、2 l 条分航线的运价指数。 此外指数的计算方式确定为拉式指数法，即以对比期数量或质量作为同度量 因素，也称常数加权或固定加权综合法。具体公式如下： 丢器舢。 ， 式中：拉式价格指数； - 报告期商品单价； 昂对比期商品单价； 蜴对比期商品流转量； 2 2 沿海煤炭运价特点分析 我国沿海散货运输市场有一定的特殊性，长期以来船公司与货主签订的长期 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 运输合同( c o a ) 运量占了总量的很大一部分，这在很大程度上缩小了沿海煤炭运价 的波动幅度。但是近年来随着沿海运力供需失衡，运价低位波动，油价高涨，大 部分船公司的c o a 运量明显降低，据调查部分船公司2 0 0 9 年c o a 运量较2 0 0 8 年下降近2 0 【3 1 1 。随着沿海散货运输市场的不断放开，市场运价越来越成为沿海 散货航运市场的引导力量。运价指数的波动是运价波动的直观体现，根据运价指 数的波动情况可看出沿海煤炭运价呈现出以下特点： 2 2 1 沿海煤炭运价季节性波动明显 沿海运输属于高风险性行业，由于季节性所引起的气候变化可能会导致航道 回於、船舶靠泊不安全、封港、装卸效率低等问题，导致沿海运力供给的浪费【3 2 1 。 而用煤需求也受到季节性的影响，特别是电煤的运输需求具有明显的季节性，冬 夏季节电煤需求量比较大，而随着用煤大户风险防范意识的不断增强及多年实践 经营经验，企业一般在冬夏季来临前2 3 个月便开始备煤，因而用煤高峰期一般 集中在5 6 月及l o 1 1 月。总之，沿海煤炭运输的供需都受到季节影响，运价的 季节性波动因此也比较明显。2 0 1 0 年沿海煤炭综合运价指数波动如下图2 1 。 时间 数据来源：上海国际海事信息与文献网【3 3 】 图2 12 0 1 0 1 2 0 11 4 沿海煤炭综合运价指数波动 f i g 2 1t h ev o l a t i l i t yo f c o a s t a lc o a lf r e i g h ti n d e xb e t w e e n2 0 1 0 1a n d 2 0 11 4 从图中可以看出运价存在着明显的季节性波动，且运价高峰和用电高峰期不 第2 章沿海煤炭运输运价波动分析 太一致，运价高峰往往出现在冬季和夏季用电高峰期来临前的2 3 个月。当夏季 和冬季用煤高峰来临之时，高的库存能使企业对市场变化的敏感度大大降低，对 煤炭运输的需求也不会出现明显上涨。于是用煤大户越来越懂得合理利用市场机 制的作用，不断增加淡季采购，适当减少旺季采购。同时，用煤高峰期船舶压港 以及煤价上涨等现象也加大了淡季煤炭的进厂。 正是由于这种反规律现象的出现，航运企业对煤炭运输需求难以把握，缺乏 对运价市场正确判断的灵敏性。 2 2 2 沿海煤炭运价正处于“后危机时代 受金融危机影响，沿海煤炭运价在经历了2 0 0 8 年6 月的历史最高位后迅速下 跌，2 0 0 9 年上半年运价指数回落到基期状态，2 0 0 9 年下半年开始缓慢波动上升， 但势头并不明显。图2 2 为2 0 0 5 1 2 0 1 1 4 秦皇岛广州航线4 - 5 万d w t 船舶的运 价指数波动情况，可见金融危机对沿海煤炭运价的影响极大，与2 0 0 9 年下半年的 低谷相比局势有缓解趋势，但是运价并无明显上涨势头，且波动明显比金融危机 前要大，要想恢复到危机前那种平稳上升的状态还较困难。 数据来源：上海航运交易所【蚓 图2 22 0 0 5 1 - - 2 0 11 4 秦皇岛，州航线沿海煤炭运价指数波动图 f i g 2 2t h ev o l a t i l i t yo f c o a s t a lc o a lf r e i g h ti i l d 既o fq i n h u a n g d a o - - c m a n g z h o ur o u tb e t w e e n 2 0 0 5 1a n d 2 0 1 1 4 基于a r c h 模型族的中国沿海煤炭运价波动性研究 沿海煤炭运价整体趋势模糊 于沿海煤炭运输需求与国内电煤的消耗拉动关系极大，如表2 1 为 0 0 9 年国内煤炭消费量和主要港口吞吐量。 表2 11 9 9 6 - - 2 0 0 9 年国内煤炭消费量和主要港口煤炭吞吐量 t a b 2 1t h ec o n s u m p t i o no f d o m e s t i cc o a la n dt h ec o a lt h r o u g h p u to f m a i np o r tb e t w e e n1 9 9 6a n d 2 0 0 9 数据来源：中华人民共和国统计年鉴( 2 0 1 0 ) 3 5 1 在e v i e w s 6 0 软件平台上对煤炭总消费量和主要港口煤炭吞吐量进行分析，发 现两者的相关系数为c i = 0 9 7 8 ，同样对电煤总消费量和主要港口煤炭吞吐量进行 分析，得到相关系数为c 2 = 0