（数量经济学专业论文）人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用.pdf

内容摘要 人民币汇率问题一直都是国内乃至国际金融学领域的热点研究问题。伴随着 中国经济的高速发展，其经济大国地位的不断加强，人民币在国际贸易以及人们 的投资活动中越来越多地发挥重要作用。近几年来，随着人民币汇率体制的几次 重大改革以及人民币升值压力的增加，人民币汇率的波动行为也日益引起国内外 广泛的关注。 早期对金融市场的经典线性假设，使得汇率问题往往也被看作是线性时间序 列问题。随着越来越多的研究表明金融数据非线性行为的存在，人们开始将注意 力转向了金融市场的非线性分析，门限自回归模型就是随之产生的一类经典非线 性时间序列模型。本文以人民币兑美元日汇率时序的非线性和复杂性为主要研究 对象，旨在扩充丰富人民币汇率非线性时间序列理论和实证的内容。 本文的创新之处主要体现在如下过程中：( 1 ) 通过对人民币兑美元汇率值时 间序列的b d s 和h u r s t 指数法的r s 方法的非线性检验分析，得到了人民币汇率时 间序列存在非线性结构的一系列结论。( 2 ) 通过建立拟合该汇率序列的自激励门 限自回归模型，得到了在研究人民币汇率问题中，门限模型优于传统线性拟合模 型的结论。并在理论与实践上都有较大的改进和尝试。( 3 ) 通过分析，得出的结 论与政策建议，不仅为人民币汇率的管理提供了重要的基础，而且对非线性时间 序列问题的进一步讨论，提供了理论与实证的依据。 关键词：人民币汇率；非线性时间序y i j ；门限自回归模型 a b s t r a c t r e s e a r c hi ne x c h a n g er a t ep r o b l e mo fr m bi sa l w a y sv e r yi m p o r t a n tb o mi i l d o m e s t i cf i n a n c ef i e l da n di n t e r n a t i o n a lf i n a n c ef i e l d a sc h i n e s ee c o n o m y d e v e l o p i n gf a s ta n di t se c o n o m yi n f l u e n c ei nw o r l db e c o m i n gl a r g e r m bh a sm o r e a n dm o r ee f f e c to n1 9 0 t hi n t e r n a t i o n a lt r a d ea n dm o n e yi n v e s t m e n to fp e o p l e d u r i n g r e c e n ty e a r s t h e r ew e r es e v e r a li m p o r t a n tr e f o r i l l so fr m be x c h a n g er a t er e g i m e a n d t h ep r e s s u r et ot h ea p p r e c i a t i o no fr m bb e c a m el a r g e r m o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni s p a i dt ot h ef l u c t u a t i o no fr m be x c h a n g er a t e b e c a u s eo ft h ee a r l i e rc l a s s i c a ll i n e a r i t yh y p o t h e s i so nt h et h e o r yo ff i n a n c e m a r k e t f l u c t u a t i o no fe x c h a n g er a t ew a sa l w a y sc o n s i d e r e dt ob el i n e a r a sm o r ea n d m o r er e s e a r c hd e m o n s t r a t e dt h a tt h e r ew e r es o m en o n l i n e a rc h a r a c t e r i s t i c si nf m a n c i a l d a t a , p e o p l eb e g a nt op a ya t t e n t i o nt ot h ea n a l y s i so fn o n l i n e a r i t yi nf i n a n c em a r k e t , a n dt h en o n l i n e a r i t yt h e o r ys h o w e di t ss u p e r i o r i t ya n dp o t e n t i a l i t yi nm a n yk i n d so f s c i e n c ef i e l d s t h r e s h o l da u t o r e g r e s s i v em o d e li so n ek i n do fn o n l i n e a rt i m es e r i e s m o d e l ，w h i c hw a su s e db yo u rd o m e s t i cs c i e n t i s t st os t u d ya s t r o n o m y , g e o l o g y , h y d r o l o g y , p h y s i e s ，m e d i c a ls c i e n c ee t c h o w e v e rt h e r ew a sm u c hl e s sr e s e a r c hi n f m a n c es t u d yf i e l dt h a nm a n yo t h e rc o u n t r i e s t 1 1 i sp a p e ra i m sa te n r i c h i n ga n de x p a n d i n gn o n l i n e a rt i m es e r i e st h e o r yo f 剐m b e x c h a n g er a t ea n di t se m p i r i c a lr e s e a r c h a n ds o m ei m p r o v e m e n ti nt h e o r ya n d p r a c t i c ew i l lb et r i e do u t a f t e ra p p l y i n gb d s m e t h o da n dr sm e t h o dt ot e s tw h e t h e r t h e r ei sa n yn o n l i n e a rc h a r a c t e r i s t i ci nt h ee x c h a n g er a t et i m es e r i e so fi 讣d bi i l e x c h a n g ef o ru sd o l i a r , as e r i e so fc o n c l u s i o n sh a v eb e e nm a d ei n c l u d i n gt h a ts o m e n o n l i n e a rs t r u c t u r ei n d e e de x i ti nr m b 厂u s de x c h a n g er a t et i m es e r i e s b ym e a n so f m o d e l i n gs e l f - e x c i t i n gt h r e s h o l da u t o r e g r e s s i v em o d e lt of i tt h et i m es e r i e s ，a c o n c l u s i o nh a sb e e nm a d et h a tt h r e s h o l dm o d e lo u t d o e sc l a s s i c a ll i n e a rm o d e li n s t u d y i n gr m be x c h a n g er a t e t l l en o n l i n e a r i t ya n dc o m p l e x i t yo ft h ee x c h a n g er a t et i m es e r i e so fi 洲bi i l e x c h a n g ef o ru sd o l l a ri st h em a i no b j e c tt ob es t u d i e di nt h i sp a p e r , a n ds o m e p r o b l e m sr e l a t i v et ot h e mh a v eb e e nr e s e a r c h e dd e e pa n ds y s t e m a t i c a l l y t h e r e f o r e ， f u r t h e rr e s e a r c ha n dd i s c u s si nn o n l i n e a rt i m es e r i e sm a yb e n e f i tf r o mt h et h e o r ya n d e m p i r i c a lr e s e a r c hs u p p l i e db yt l l i sp a p e l k e y w o r d ：r m be x c h a n g er a t e ，n o n l i n e a rt i m es e r i e s ，t h r e s h o l da u t o r e g r e s s i v em o d e l 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利 和责任。 声明人( 签名) ：考笃 伽侈年3 月e l 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦 门大学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸 质版和电子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关 数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“) 日期：伽够年3 月砂日 日期：幽妨年弓月才日 第一章背景介绍 1 1 文章结构安排 第一章背景介绍 本文共包含五章和一个总结六个部分。第一章首先叙述了国内外汇率问题 的研究状况，主要包括汇率决定理论、汇率制度选择理论以及汇率实证研究理 论三个方面，在此基础上简单介绍了近些年来主要的用于汇率波动研究的计量 模型。接着简要描述了我国人民币汇率制度的改革和变动情况，为下文的进一 步分析作背景交待。第二章对研究对象数据进行了处理和统计分析，初步得到 了人民币兑美元日汇率时间序列是非平稳的、非正态分布以及波动存在集群性 和持久性等结论。第三章引入两种非线性检验方法，b d s 方法和h u r s t 指数法， 来检验汇率时间序列的非线性结构的存在并得到了一些相关结论。第四章详细 介绍了t a r ( 门限自回归) 模型和s e t a r ( 自激励门限自回归) 模型的原理和建 模方法。第五章对汇率时间序列数据进行了非线性时间序列建模分析。文章的 最后一个部分对全文进行了总结。 1 2 国内外汇率理论研究简述 ( 汇率决定理论汇率制度选择理论汇率实证研究理论及主要研究模型) 从人们发现汇率在国际交换过程中的重要作用那天起，人们对于汇率理论 的研究就从来没有间断过，而且日益成为金融经济领域的一个热点研究问题。 随着国际经济局势和政治局势的发展变化，不同时期人们研究汇率理论的偏重 不同，往往形成了专门针对某个特定时段的汇率理论。但是随着时间的推移， 国际金融形势的变化，原有的汇率理论经常被发现无法与时俱进一一不再适应 另一个时期的汇率实际变化状况，这在汇率决定理论的发展上有很好的体现。 1 2 1 汇率决定理论 所谓的汇率决定理论是西方学者在不同历史时期，从不同的角度对汇率的 决定因素进行分析的理论。 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 按照经典的马克思主义汇率理论来说，在现在的商品交换过程中，各国纸 币实际代表的金量或者价值量的对比，就是决定各国货币汇率的基础。而西方 汇率决定理论的发展过程历经了铸币平价理论，国际借贷理论，资产组合理论， 购买力平价理论，利率平价理论，汇兑心理理论，均衡汇率理论模型以及蒙代 尔一弗莱明模型等。虽然这些汇率决定理论考察汇率的角度不尽相同，但都描 述了决定汇率的重要影响因素。 这其中均衡汇率理论是近年来发展较完善的一种理论，有着相应的数理模 型分析。均衡汇率理论完整的概念是由纳克斯n u r k s e ( 1 9 4 5 ) 提出的。近年来这 一理论被广泛用于研究发展中国家的均衡汇率问题，大致包括四个方面：购买 力平价理论( p p p ) 、基本要素均衡汇率理论模型( f e e r ) 、行为均衡汇率理论模 型( b e e r ) 和自然均衡汇率理论( n a t r e x ) 。而最早将均衡汇率理论应用于发展 中国家汇率分析的是爱德华兹( s e b a s t a i ne d w a r d s ，1 9 8 9 ) ，他构建了估计汇 率的动态计量模型，运用普通最t j 、- - 乘法或者工具变量法实证研究发展中国家 的汇率。目前有关发展中国家均衡实际汇率的代表理论模型主要有e d w a r d s 模 型、e l b a d a w i 模型和m o n t i e 模型。 各个时期的汇率决定理论，虽然观点不尽相同，有的甚至差别很大，但每 一种理论都从自己的角度对当时的现实情况做出了解释。因此每个理论的论述 并不是全面的，或多或少有着缺陷和错误。 1 2 2 汇率制度选择理论 汇率制度选择理论是在固定汇率制和浮动汇率制孰优孰劣的争论的伴随下 不断发展和完善的。西方汇率制度选择理论历经了成本收益决定论，经济结构 决定论，政策搭配论等较早期的阶段以及原罪论，浮动论与害怕浮动论，汇率 目标区理论，中间制度消失论，退出战略论等较为现代的理论阶段。 一般而言，固定汇率制度的支持者认为，长期稳定的汇率水平有助于人们 建立稳定的预期，为国内外投资者的决策制定提供一个确切的基础，从而促进 国际贸易和跨国投资的发展( b i r da n dr a j a h ，2 0 0 1 ) 。尤其是发展中国家，其 外汇市场不成熟，套利渠道相对缺乏，无法灵活应对浮动汇率。因此，相当一 部分发展中国家选择固定汇率制度，虽然他们中( 包括一定时期的中国) 很多 2 第一章背景介绍 声称自己采取的是有管理的浮动汇率制。 浮动汇率制度的支持者则认为，作为本国货币的外国价格，汇率可以在外 汇市场上由供求决定，由市场力量决定的价格信号往往是最优的，有利于经济 资源的有效配置。 另外还存在着汇率制度选择的中间论者，他们认为，汇率变动对经济发展 的影响是不确定的，而且可能与经济实体的特点及初始条件有关。因此，应对 外部冲击的合适政策应该是具有本国特色的政策( c h a n ga n dv e l a s c o ，1 9 9 9 ) 。 有一些学者认为发展中国家尤其应当采取中间汇率制度，比如有管理的浮动汇 率制和钉住汇率制，以避免单一的固定和浮动汇率制所带来的诸如努力追求汇 率稳定而妨碍国家经济增长以及容易受到国际投机资本的攻击等问题。 1 2 3 汇率实证研究理论及主要研究模型 正如马克思所说：“一门学科只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完 善的地步。 西方学者对于汇率的研究理论也是一方面从其影响和被影响因素的 角度进行分析，另一方面，从汇率自身运动的角度去分析，将其作为一个时间 序列，运用统计学、计量经济学等数学知识对其进行建模来拟合汇率的运动， 探索汇率波动的规律和各种特征。清晰的数学数理逻辑比单纯的语言描述更能 科学地揭示汇率运动的内在机理。在当代的汇率发展理论中，这已经成为重要 的研究方向。金融学领域已有的对汇率波动的研究和预测的研究很多，从目前 来看，广义条件异方差模型，非线性误差修正模型，混沌、人工神经网络、小 波以及遗传算法等非线性方法将会是汇率预测的发展方向。 下面是一些在研究汇率理论过程中有用到过的计量经济模型。 一、经典线性模型 a r m a a r i m a 类模型 a r m a 模型是将p 期滞后变量和q 期残差项进行回归，同时运用d f 法( 迪 基一福勒) 检验判断ag 数值并确定，或者通过最小信息准则a i c 、s c 施瓦茨 检验来判断最佳滞后期。a r m a 模型原理如下： 设置是平稳随机时间序列，则可以建立一个线性时间序列模型： 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 五一珐e 一。一唬置一：一九= 口，一日q 一。一包q 一：一吃口，一， ( 1 1 ) 该模型称为( p ，口) 阶回归滑动平均模型，简记为a # g ao ，g ) 。其中q ，t - - 1 ，2 ，7 是方差为z 的白噪声序列；谚，芒= 1 ，2 ，p 为自回归系数；2 ， 舌= 1 ，2 ，q 为滑动平均系数。它的含义是在时刻k 的输出也是系统前p 一1 个输出和k 到k g 时刻中q 个相互独立的白噪声的线性和。 当q _ - - - ( ，得到的即为p 阶自回归模型，简写为彳刀纠。当p = o 时，得到的 就是q 阶滑动平均模型，简写为俐俐模型。 a t r i a ( 历彩模型的识别遵循a c f 和p c f 规则。若时间序列z 的自相关函数 a c f 和偏自相关函数p a c f 都是拖尾的，则此序列是自回归滑动平均序列。模型 中( 历口) 的识别一般要从低阶开始逐步试探，直到定出合适的模型为止。 在国内，戴晓枫和肖庆宪在2 0 0 5 年曾针对我国加入世贸组织后的2 0 0 3 年 人民币兑美元日汇率值建立a r m a 模型，得到最佳模型为a r m a ( 8 ，o ) 。a r m a 模 型的好处在于它们表达式的简约及其建模理论的浅显易懂性，但它的局限性在 于，a r m a 模型的预测精度会随着预测期限的扩展而下降。 通常在分析一个时间序列之前，先要对数据进行处理，是序列变得平稳才 能够应用a r m a 模型。一但时间序列是非平稳的，就需要对其进行差分变换，剔 除序列的趋势，再对得到的平稳序列进行分析建模，这就得到了a r i m a 模型， 自回归融合滑动平均模型。有学者曾经发现用a r m a 模型对1 9 9 4 年至1 9 9 6 年的 人民币汇率月度数据进行分析时会出现样本自相关系数平滑上升的趋势，所以 判断其存在不平稳性，进一步分析发现采用a r i m a 模型进行一阶差分移动平均 能够很好地拟合汇率波动( 范正绮，王正云，1 9 9 7 ) 。 二、 常用非线性模型 1 、a r c h g a r c h 类 在研究金融时间序列时经常会出现这样的问题，即数据具有异方差的特点， 这表现在序列的高峰厚尾、波动聚类以及持久记忆等现象，一般来说，a r m a 和 a r i m a 类模型对于这类时间序列的拟合效果不理想，因此a r c h 和g a r c h 类模型 4 第一章背景介绍 越来越多地得到了关注。研究过程中人们发现这类模型在捕捉金融时间序列的 某些非线性特征时非常有效( b o l l e r s l e v ，c h o u ，k r o n e r ) 。如果我们把a r c h 类模型与随机系数自回归模型( r c a ) 联系起来考虑的话，a r c h 类模型的成功 之处就更可以理解了，即某种程度上它们是随着经济环境的变化而调整的。a r c h 类模型能够很好地拟合汇率波动的尖峰、厚尾、非对称性等特征，较之a r m a 类 模型更为适合用来研究汇率的非线性波动行为。 自回归条件异方差模型( 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 d a s t i c ， a r c h ) 是e n g l e ( 1 9 8 2 ) 提出的，该模型的原理是这样的： 设时间序列( 弘) 服从如下回归模型： 咒= # + l q l n ( 0 ，j i i ) + 喁吐l + 吐g j j i = v a t ( 坼iq 1 ) = ( 1 2 ) 其中，q 一。是时间的信息集，包含了一。及其以前的信息。为了满足条件方差的 非负性，要求模型的系数满足： 0 ，q t 0 ( j = 1 ，2 ，口) ，则该模型就是 a r c h ( 口) 模型，即( 只) 服从具有线性参数形式的q 阶自回归条件异方差模型。 而a r c h ( g ) 模型的稳定性要求是： 1 ( j = 1 ，2 ，口) 。a r c h 模型提出了解 决异方差问题的新方法，其具体做法就是把方差和条件方差分开，让条件方差 作为过去误差的函数而变化。a r c h 模型在金融学范围内有着非常广泛的应用， 尤其是对于波动率的束性趋势能给出很好的分析。 1 9 8 6 年b o l l e r s l e v 在e n g l e 所做工作的基础上，借助a r m a 的建模思想， 提出了 g a r c h(g e n e r a l i s e d a u t o r e g r e s s i v e c o n d i t i o n a l h e t o r o s c e d a s t i c i t y ) 模型，即广义自回归条件异方差模型。模型如下： 墨= q ，q n ( o ，1 )q 2 = + 屈蠢，+ 哆砟 ( 1 3 ) j - - i j - - i g a r c h 模型允许过去的波动影响现在的波动，即让条件方差作为误差和滞 后条件方差的函数而变化，因此更加突出了波动的聚类性。g a r c h 模型比a r c h 模型有更灵活的滞后结构，它考虑了时间序列的独立性，增加了误差项。 b o l l e r s l e v 曾指出，这个模型最大的特点是描述在大多扩展的模型中也能适用。 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 国外对于a r c h g a r c h 类模型的实证研究及应用比较早，许多学者把这一类 模型应用在汇率问题的分析中。c h o u d h r y ，w e s t 以及c h o 都有证明g a r c h 模型 比随机游走模型的预测精度相对更高。a k g i r a y 和b o o t h 发现可以用g a r c h 过 程来拟合加拿大的汇率波动时间序列。b r o o k s 和s i m o n 选用特定的g a r c h 模型 预测了美元汇率的收益波动情况。n a j a n d 和s e i f e r t 运用g a r c h 模型验证了汇 率波动和利率以及股票收益率之间的关系。进入二十一世纪后，a g u i l a r 和 n y d a l h ( 2 0 0 0 ) 对汇率进行了g a r c h 建模。t o b e r 等人( 2 0 0 1 ) 基于德国马克 和日元兑美元的日汇率波动分布和相关性，完善了g a r c h 模型在使用过程中对 样本分布的限制条件。c h a r a l a m b o s 和p r t t i c h e s ( 2 0 0 3 ) 运用g a r c h 模型对欧 盟十五个成员国的名义汇率和实际汇率以及贸易额之间的关系进行了研究，发 现进出口贸易额的时间序列是平稳序列i ( 0 ) ，而名义汇率和实际汇率的时间 序列数据则是一阶单整序列i ( 1 ) ，因而得出两者之间不存在长期的均衡协整 关系的结论。 国内学者对于a r c h g a r c h 类模型的研究起步较晚，在汇率方面的应用分析 是最近几年才开始逐渐多起来的，早期这一类模型主要被用在对证券市场的研 究和分析中。戴晓枫，肖庆宪( 2 0 0 5 ) 对人民币兑美元的日汇率值进行e g a r c h 建模分析，并得到了e g a r c h 模型拟合汇率波动效果和预测效果更好，适合描述 人民币汇率变动趋势的结论。池启水，刘晓雪( 2 0 0 7 ) 建立人民币汇率波动的 g a r c h 模型，对汇率制度改革以来人民币汇率波动的特征进行研究，发现美元 对人民币的汇率收益序列具有厚尾的特征，以及波动集群性和较强的记忆性等 非线性特征。谷宇，高铁梅( 2 0 0 7 ) 通过对人民币汇率建立g a r c h 模型，分析 了人民币汇率波动性及其对中国进出口的长短期影响，最终发现在长期内，人 民币汇率波动性对中国进口、出口的影响显著不同，从而得到了我国经济存在 着内外需求不均衡、贸易结构、贸易方式不合理等矛盾。 g a r c h 模型的一个局限性在于条件方差q 2 对于残差项一的正负值的反应 是无差别的，但是实际金融时间序列中的经验证据表明，当前收益值序列和将 来收益值序列之间存在着负相关的关系，而这是仉2 无法反应出来的。为此 n e l s o n 于1 9 9 1 年提出了e g a r c h 模型，用来克服这一缺陷。在此不再赘述。 6 第一章背景介绍 2 、s t a r 类 s t a r ，即平滑转换自回归模型( s m o o t ht r a n s i t i o na u t o r e g r e s s i v e ) 也 是用于拟合非线性时间序列的类模型，它最早是由t e r 苴s v i r t a 和a n d e r s o n 于 1 9 9 2 提出的，目的是对商业周期进行非线性建模，其统计特征和估计过程是由 g r a n g e r 以及t e r i i s v i r t a 于1 9 9 3 年研究得到的。在这类模型中，两个机制的转 换是逐渐连续平滑的，这不同于本文将重点研究的s e t a r 模型的跳跃性。 变量e 的七阶s t a r 模型描述如下： 弓= 属+ p ；x 。+ ( 岛+ o ；x ) xf ( 岛d ) + ， ( 1 4 ) 这里x = ( q 。，q ：，) 7 ，p 。= ( 届，屈，展) ，o 。= ( 岛，岛，幺) ， - n i d ( o ， 仃2 ) ，f 是转换函数，是转换变量，d 是延迟参数。 s t a r 模型的估计由三部分构成( g r a n g e ra n dt e r a s v i r t a ，1 9 9 3 ；a n d t e r a s v i r t a ，1 9 9 4 ) ： ( 1 ) 设定一个线性a r 模型。估计不同阶的a r 模型，依据a i c 准则和 l j u n g b o x 自相关统计检验来选择k 的最大值。 ( 2 ) 对于不同的延迟参数d 检验s t a r 模型的线性。我们估计以下的辅助 回归来做这一检验： m = 属+ p ：x t + p ：x 。qd + p ：x t 孑d + p ：x t 才d + 嵋 ( 1 5 ) 这里的一是a r 模型的残差项。线性检验是h 。：p ：= p ：= p ：- 0 。为设定延迟 参数d 的值，对式子( 1 5 ) 的估计在1 挺d 的范围内进行。当线性性被一个 以上的d 值拒绝时，则在1 挺d 范围内选择具有最小p ( a 值的击这里p 是 线性检验的p 值( 概率值) ( r e 哟；咖aa n da n d e r s o n ，1 9 9 2 ；t e r i i s v i r t a ，1 9 9 4 ) 。 ( 3 ) 在线性假设被拒绝的情况下，在l s t a r ( l o g i s t i c 型) 模型和e s t a r ( 指数型) 模型之间进行选择。这个步骤是按以下嵌入测试完成的： h ：p 4 - - 0 ， h 0 3 ：p 3 - - 0 p 4 - - - - 0 ， h 0 2 ：p 2 = 0 p 3 = p 4 = 0 ， 7 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 拒绝h 意味着应选择l s t a r 模型。如果接受h 咀并且拒绝h 。，就应当选择 e s t a r 模型。接受h 0 4 和h 0 3 并且拒绝h 0 2 说明应该选择l s t a r 模型。g r a n g e r 和 t e r 五s v i r t a ( 1 9 9 3 ) 以及t e r 苴s v i r t a ( 1 9 9 4 ) 认为，这一系列严格的测验可能会 导致错误的结果，因为用于推导这些测试的泰勒展开式的较高阶项被忽略了。 因此他们认为应当计算h 舛、h 。，和h 。：的所有f 值的p 值，并且根据最小的p 值来选择s t a r 模型。 然而s t a r 模型的应用目前为止仍然比较少。g r a n g e r 等人( 1 9 9 3 ) 曾用s t a r 模型来分析g n p 增长和先行指标( 1 e a d i n gi n d i c a t o r ) 之间的非线性关系。6 c a l 和0 s b o r n ( 1 9 9 7 ) 曾应用s t a r 模型研究英国的消费和工业产出之间的非线性 关系。l e y b o u r n e 和m i z e n ( 1 9 9 7 ) 将s t a r 模型应用于消费者物价方面，s k a li n 和t e d i s v i r t a ( 1 9 9 8 ) 使用s t a r 模型检验瑞典国家的经济周期。可见s t a r 模型 还是较少应用于汇率问题的，目前所知的只有m i c h a e l 等人( 1 9 9 7 ) 的一篇相 关文章可查，但也主要是针对发达国家。在国内，陈建，冉茂盛，钱灿( 2 0 0 5 ) 曾将s t a r 模型用于人民币实际有效汇率( r e e r ) 波动性的研究，王璐( 2 0 0 7 ) 建立了人民币汇率均值回复的s t a r 模型，并得到了人民币偏离均值的动态行为 呈现非线性，且其均值回复具有非对称性的结果。 三、其他方法 1 、马尔可夫机制转换模型( m r s ) 原始模型马尔可夫链，由俄国数学家a a 马尔可夫于1 9 0 7 年提出。该过 程具有如下特性：即在已知目前状态( 现在) 的条件下，它未来的演变( 将来) 不依赖于它以往的演变( 过去) 。设( x ( 幻，芒t 4 ) 为一随机过程，若对任意的 非负整数乇，之，圳i ，j 以及一切力0 ，有： p ( 以+ l = i 以= j ，五= ，k = l ，2 ，n - - 1 ) = p ( e + l5 i 以= 1 3 = 风( 力) ， 则称( x ( 力，t e t 4 ) 为一个马尔可夫链( 或马氏链) ，简记为 以，力0 ) 。如 果马氏链的一步转移概率既( 力) 与初始时刻1 7 无关，即p ( 以+ 。= i 五= d 8 第一章背景介绍 = 以，( 力) = 阢，则称此马氏链为齐次马氏链( 即关于时间为齐次) 。马氏链 的定义表明，随机过程在每一时刻上的状态仅仅取决于过程在前一时刻上的状 态，而与这之前的状态无关。这一性质便是马氏链的无后效性或无记忆性。 马尔可夫模型的应用范围很广，在国内，李慧君等( 2 0 0 2 ) 以日元汇率为 研究对象，运用马尔可夫链对其历史数据进行分析，并预测了日元汇率的走势。 吕剑( 2 0 0 6 ) 基于马尔可夫链模型，对东亚9 个国家汇率制度转换概率进行了 实证研究，并对人民币汇率制度改革得出了有益的启示，认为人民币一方面应 该向着富有弹性的浮动汇率方向改革，另一方面又要在条件成熟的情况下再次 实行固定汇率，以获得更多的利益。 2 、非参数方法 除上述各种方法外，在研究汇率波动和预测问题过程中，一些新的方法越 来越多引起经济学家们的关注，非参数方法就是典型的一类。非参数方法在预 测方面相对于传统的统计方法而言有着较强的优越性，它能够发现观察结果和 输入数据的关系，而不是用事先确定好的一种模型来拟合。h i l l 等( 1 9 9 6 ) 曾 指出，相比于传统统计方法，当数据是非线性且具有季节波动时，非参数方法 的预测能力更为敏感，传统统计方法往往需要事先假设，而这会导致模型的误 选，离群值点( o u t l i e r s ) 会偏移模型参数，这又会引起模型的错误估计。h i l l 等认为神经网络技术( 非参数方法的一种) 能够克服这些缺陷。 在国内非参数方法在近两年得到越来越多的关注。陈诗一( 2 0 0 7 ) 曾利用 一种非参数方法对中国、韩国、印度和瑞士四种货币的日汇率进行了预测检验， 并得到了非参数方法具有更强的预测能力的结论。 目前非参数方法主要包括神经网络( n e u r a ln e t w o r k ) ，小波分析( w a v e l e t a n a l y s i s ) ，以及非线性组合预测法( n o n - l i n e a rc o m b i n a t i o nf o r e c a s t m e t h o d ) 。在国内，何红弟等( 2 0 0 5 ) 将遗传神经网络模型应用到汇率价格的短 期预测，并且认为如果对网络以一组汇率数据加以良好的训练，模型就有较好 的预测能力。史建平等( 2 0 0 7 ) 利用小波分析方法对汇率波动序列进行了分析， 结果表明各汇率波动序列存在长记忆效应。 虽然非参数方法在研究汇率问题中有着诸多的优越性，但如何更好的运用 9 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 非参数方法，处理好模型在样本和非样本中都适合的问题，并将这一解决方法 运用于捕捉汇率走势的动态变化问题还需进一步深入研究。 1 3 人民币汇率制度发展变革简述 自1 9 4 9 年建国以来，为了能够适应不同历史时期的世界经济局势以及促进 我国对外贸易事业和国民经济的发展，人民币汇率制度经历了数次的调整和变 动，最为重大的汇率体制改革主要有两次： 1 3 119 9 4 年汇率体制改革 1 9 9 4 年1 月1 日，人民币汇率实现了一次重大的改革。其主要内容之一就 是从该日起，实行官方汇率和外汇调剂市场汇率并轨，人民币汇率成为以市场 供求为基础的、单一的、有管理的浮动汇率，即所谓以市场为基础的浮动汇率 制度，最初的人民币汇率定为8 7 0 兑1 美元。 在此之前，为了与相应历史时期的我国对外贸易活动以及国内经济发展相 协调，人民币汇率制度虽然经历了十数次变动和小规模的改革，但总体来说都 是坚持实行钉住美元或参考西方主要国家的汇率来制定的固定汇率制。尤其在 1 9 5 5 年 - 1 9 8 1 年1 2 月期间，人民币汇率基本保持与美元的兑换在1 ：2 4 6 1 8 的比率，固定不变。从1 9 8 1 年到1 9 9 4 年间，人民币汇率多数时间实行双重汇 率制，且人民币汇率调整比较频繁。 1 9 9 4 年实行的汇率制度改革取得了显著的成果，从1 9 9 4 年至2 0 0 5 年这1 0 年间，为稳定中国金融体系，免受亚洲金融危机的严重冲击，人民币汇率一反 连续贬值的常态，稳中趋升，这不仅提高了人民币的国际地位和威信，还降低 了进出口交易的成本。从而促进了进出口额大幅增长，发挥了汇率对外贸的调 节功能。 1 3 22 0 0 5 年汇率体制改革 2 0 0 5 年7 月2 1 日，人民币汇率制度再一次实行重大改革，自这天起，我国 开始实行以市场供求为基础、参考一篮子货币进行调节、有管理的浮动汇率制 l o 第一章背景介绍 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。此前虽 然1 9 9 4 年汇率体制改革取得了巨大的成功，但随着改革开放的深入，人民币汇 率制度安排的一些问题逐渐凸显，如强制结售汇制并未真正意义上实现人民币 经常项目下的可自由兑换；央行被动地吞吐外汇和人民币，与宏观调控的初衷 相悖，一定程度丧失了货币政策的自主性等。 2 0 0 5 年7 月2 1 日1 9 ：0 0 时，美元对人民币交易价格调整为l ：8 1 1 。此 后中国人民银行根据市场发展状况和经济金融形势，适时调整汇率浮动区间。 同时，中国人民银行负责根据国内外经济形势，以市场供求为基础，参考篮子 货币汇率变动，对人民币汇率进行管理和调节，维护人民币汇率的正常浮动， 促进国际收支基本平衡，维护宏观经济和金融市场的稳定。 1 9 4 9 年建国至今，人民币汇率体制的变动，总体上历经了一个从钉住单一 货币的固定汇率制，到钉住单一货币的管理浮动汇率制，到钉住一篮子货币的 管理浮动汇率制的变化过程，可见人民币汇率也是一步步走向开放，逐渐改革 为更富弹性的汇率机制的。 1 3 3 小结 2 0 0 5 年7 月2 1 日以前，人民币汇率制度名义上是实行有管理的浮动汇率 制，但实际上，其固定汇率制的特征很明显，汇率变动缺乏灵活性，无法真正 反应人民币市场的供需变化。2 0 0 5 年汇率体制改革之后，人民币汇率的弹性大 大增强，市场力量在人民币汇率的形成过程中发挥了前所未有的重大作用，人 民币汇率的波动因此也越来越频繁和复杂。为了能够掌握汇率波动的特征，探 索汇率波动的原因，本文运用一种非线性时间序列建模方法来分析人民币汇率 波动，为进一步研究汇率变化提供一定的参考依据和方法。 人民币汇率波动非线性时序模型的研究与应用 第二章研究对象的选取和预处理 2 1 研究对象的选取 历经多年的国内国际政治经济形势变化，人民币汇率波动在不同的时间段 和不同的历史条件下也呈现出不同的波动特点，对于人民币汇率的研究所采用 的方法也相应地不断变化。从如下1 9 9 4 年1 月 - 2 0 0 8 年1 月的人民币兑美元 日汇率值折线图可以看出，作为一个分界点，9 5 年之后的汇率波动方式与9 4 年显著不同。这也反映出我国1 9 9 4 年汇率体制改革在这年内发挥了有别于之前 汇率制度的作用，这时期的汇率体制改革实现了人民币官方汇率与市场汇率并 轨，并实行以市场供求为基础的、单一的、有管理的浮动汇率制，并轨时的人 民币汇率为1 美元兑8 7 0 元人民币。经过这一年时间的调整，在1 9 9 5 年后人 民币兑美元汇率一直保持在8 3 上下波动，主要是因为这之后，我国国内普遍 出现产能过剩的现象，为了维持我国产品在国际市场上的竞争力，并以出口产 业作为主要的支柱来带动经济的发展，中国政府将人民币汇率稳定在一个较低 水平上。这种情形一直持续到2 0 0 5 年7 月之前。从2 0 0 5 年7 月2 1 日起，我国