基于markov机制转换模型的我国原油价格波动特征研究

1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文基于Markov机制转换模型的我国原油价格波动特征研究基于Markov机制转换模型的我国原油价格波动特征研究摘要：石油作为重要的生产原料，对国民经济发展有着至关重 要的作用。本文采用大庆原油现货月平均价格数据，建立Markov机制转换模型对我国原油价格的波动特征进行研究，得出以下结论：第一，油价波动主要有大幅下跌、小幅上涨、大幅上涨三种状态，而且 不同状态下的波动具有非对称性；第二，1998年以来原油价格主要 处于上涨阶段，其中油价小幅上涨是一种经常、持续的现象；第三， MSMH3） -AR（4）模型比简单的AR模型能更好地刻画我国原油价格 波动。关键词：原

2、油价格；Markov机制转换模型；非对称性中图分类号：F830.73文献标识码：A文章编号：1、引言自从1998年6月1日我国实行与国际油价接轨的定价机制以来， 国内原油价格主要受国际市场的影响。 近年来，由于经济环境和政治 环境风云莫测，国际原油价格波动剧烈，对我国这样的石油消费大国 的经济发展造成很大的冲击，已经成为我国宏观经济不稳定的重要因 素。因此，研究我国原油价格的波动特征具有重要意义，许多学者也 对此开展了大量工作。张跃军、范英、魏一鸣（2007）建立了基于 GED分布的GARC类模型，说明我国原油价格波动具有显著的GARCH效应，但半衰期比国际油价短。肖龙阶、仲伟俊（2009）利

3、用ARIMA （1, 1, 4）模型对大庆原油价格进行拟合，并对 2009年1月至6月 的油价进行短期预测，结果模拟值与实际值十分接近，预测结果良好。 王雪标、周维利、范庆珍（2012）利用DCC-MGAR模型比较分析了 Brent、Dubai、WTI与我国原油价格的波动溢出效应。侯建朝、谭忠 富、施泉生（2011）基于非对称协整检验的方法，发现国内外原油价 格和我国宏观经济之间具非对称协整关系， 油价下降对宏观经济的影 响大于油价上升。目前，关于我国原油价格的研究成果丰富，但是对 我国原油价格波动本身特征的研究不够充分， 主要停留在以GARC类 模型为分析方法的风险测度上。本文采用 1996

4、年10月至2012年10 月大庆原油现货月平均价格数据，建立 MSMH3） -AR （4）模型进行 实证分析，从而比较准确地刻画我国原油价格的波动特征。2数据来源与模型设定2.1数据来源无论是美国能源情报署网站公布的世界各地原油价格，还是世界知名交易所公布的原油价格数据，都是以大庆原油价格作为中国原油 价格的代表。因此，本文选取美国能源情报署网站的大庆原油从1996年10月至2012年10月的月平均现货价格共169个数据，对其对数 进行一阶差分得出原油收益率，即 ，其中，为 时刻的收益率， 为 时刻的价格，并以计算出的168个原油收益率数据作为研究样本。2.2模型设定Markov机制转换模型最

5、早由Hamilton于1989年提出，其基本 形式如下：其中 表示时间序列在t时刻所处的状态，它不能被直接观察到， 只能通过时间序列的外在表现推断出来。设时间序列有m种状态，则 可记为（j=1，2,m），同时 在各个状态机制之间的转换服从一阶 马尔科夫过程，即未来状态仅与当前状态有关，与过去所有状态无关。 若在t-1时刻，在t时刻，则转换概率表示为。模型设定主要考虑状态个数 m和滞后阶数q。现实经济中油价变 动总体上可分为上涨、下跌和不变三种状态，因此可设定模型的状态 个数为3,即m=3滞后阶数可以利用AIC信息准则确定，经过比较 可以得出滞后阶数为4时模型最合适，即q=4。根据上述分析，可以

6、 对原油收益率建立三状态、异方差、四阶Markov机制转换模型（MSMH（3）-AR（ 4）如下：其中 表示原油收益率，表示状态变量；、分别表示t时刻 的 均值和方差，它们的值均取决于t时刻所处的状态。3实证分析3.1基本统计分析图1为1998年10月至2012年10月大庆原油收益率的时间序列 图。从图1中可以看出，我国原油收益率波动频繁，而且在不同时间阶段具有不同的特征。根据原油收益率的大小研究原油价格的增长 率，可以发现原油价格主要呈现小幅波动，只有小部分时间内剧烈波动；上升的时间段明显多于下降的时间段，油价总体呈现上涨趋势； 2008年9月至12月期间原油价格暴跌，一度超过 40%究其根

7、源， 主要是受到金融危机以及多家机构做空的影响。3.2参数估计及解释本文利用OxMetrics6对所建立的MSMH3） -AR（4）模型进行 参数估计，所得结果均显著，如表1所示。由表1结果可知，三种机制下的均值分别为 =-9.8190、=2.2886、=11.2964，即，基本上与现实经济中油价变动的三种状 态相符。即机制1,原油价格月平均下跌-10.0936%，可视为大幅下 跌阶段；机制2,原油价格月平均上涨1.3706%,可视为小幅上涨阶 段；机制3,原油价格月平均上涨10.2442%,可视为大幅上涨阶段。 与此同时，三种机制下的标准差明显不同，=11.9529、=2.8669、= 4.

8、9003，即，体现了油价波动在不同阶段具有非对称性的特征：大 幅下跌过程中原油收益率的波动最为剧烈，大约是大幅上涨过程的两倍还多，极易受市场或非市场因素的影响；相对而言，油价大幅上涨 过程中波动幅度次之，为4.9003%;油价小幅上涨时波动最小，仅为 2.8669%。模型中的三种机制总在一定的概率下进行转换，表2为各种机制下相应的转移概率矩阵。由表2的结果可知，即当月油价大幅下 跌时，下月油价继续大幅下跌、转而小幅上涨以及大幅上涨的可能性 分别为28.25%、46.11%、25.64%,由此可见如果当月油价大幅下跌， 下月油价变动的三种状态都有可能出现，但是小幅上涨的可能性最 大，继续大幅下跌

9、比大幅上涨的可能性略大一些；，即当月油价小幅上涨时，下月油价突然大幅下跌、保持小幅上涨以及大幅上涨的可 能性分别为17.80%、62.69%、19.51%,由此可见如果当月油价小幅 上涨，未来油价最有可能继续保持小幅上涨状态，大幅上涨和大幅下跌的可能性均较小；，即当月油价大幅上涨时，下月油价突然大幅 下跌、转而小幅上涨以及保持大幅上涨的可能性分别为26.48%、73.52%、0,由此可见如果当月油价大幅上涨，未来几乎不可能继续大幅上涨，一般会放缓增长速度转而小幅上涨，同时也有较小可能大 幅下跌。根据对Markov机制转换模型的推导，平均持续期的计算公式为，从表2中我们可以知道各状态的自身持续概

10、率分别 为，因此“大幅下跌”、“小幅上涨”、“大幅上涨”三种机制的 平均持续期分别为1.39个月、2.68个月、1个月。这说明我国原油 价格处于小幅上涨阶段的持续期最长，大约是大幅下跌阶段的两倍， 大幅上涨阶段的持续期最短。同时，我国原油价格上涨阶段平均持续 期为3.68个月，远高于下跌阶段的平均持续期1.39个月，说明我国 原油价格主要处于上涨阶段，与现实情况基本相符。在参数估计的基础上，可以进一步得到“大幅下跌”、“小幅上涨”、“大幅上涨”三种机制下的平滑概率，分别如图2、图3、图4所示。通过观察平滑概率，可以更深入了解各个机制的持续性，以 及对每个时刻最有可能出现的机制作出判断：如果的平

11、滑概率大于0.5，表示出现油价的大幅下跌；如果的平滑概率大于0.5，贝卩表示出现油价的小幅上涨；如果 的平滑概率大于0.5 ,则表示出现油价 的大幅上涨。由各机制的平滑概率图，我们可以发现油价大幅下跌与 大幅上涨状态下平滑概率形成的波峰窄一些，油价小幅上涨状态下形 成的波峰更宽一些，说明大幅上涨和大幅下跌机制持续的时间较短， 小幅上涨机制持续的时间较长，这与平均持续期的计算结果是一致 的；从总体上来说，三种机制交替出现，但其中油价大幅下跌与大幅 上涨机制出现的次数较少，小幅上涨机制出现很多，即油价小幅上涨是一种经常的、持续的现象，这与我国原油价格的整体表现是一致 的。3.3模型检验AR模型可以

12、视为Markov机制转换模型的一个特例，即如果 Markov机制转换模型中只存在一种机制，那么 Markov机制转换模型 等同于AR模型。因此，有必要对Markov机制转换模型是否优于AR 模型进行检验。本文利用Hansen( 1992)提出的似然比检验方法，对于 Markov 机制转换模型的假设检验为：对于该假设的检验统计量为：，其中k为两个模型参数个数之 差，分别为Markov机制转换模型、AR线性模型的对数似然值，似 然比统计量渐近服从自由度为k的卡方分布。本文所建立的MSMH3) -AR(4)模型有10个参数，相应的AR (4)模型有6个参数，因此k=10-6=4，即似然比统计量LR服

13、从自 由度为4的卡方分布。另外，当显著水平为1%寸，因此可以 拒绝假设，说明MSMH3) -AR (4)模型是更适合的模型。4结论本文通过建立MSMH3) -AR (4)模型对我国原油价格波动特征 进行研究，经实证分析后可以得到如下几点结论：(1) 油价波动主要有大幅下跌、小幅上涨、大幅上涨三种状态， 而且不同状态的波动具有非对称性，大幅下跌过程中原油收益率的波 动最为剧烈。(2) 油价波动的三种状态总在一定的概率下进行切换。如果当月油价大幅下跌，未来油价变动的三种状态都有可能出现，但是小幅上涨的可能性最大；如果当月油价小幅上涨，未来油价最有可能继续 保持小幅上涨状态，大幅上涨和大幅下跌的可能

14、性均较小；如果当月油价大幅上涨，未来几乎不可能继续大幅上涨，一般会放缓增长速度 转而小幅上涨，同时也有较小可能大幅下跌。(3) 我国原油价格处于小幅上涨阶段的平均持续期最长，大约 是大幅下跌阶段的两倍，大幅上涨阶段的持续期最短。我国原油价格 主要处于上涨阶段，油价小幅上涨是一种经常的、持续的现象。(4) 与简单的AR(4)模型相比，本文所建立的 MSMH3) -AR(4) 模型能更好地刻画我国原油价格波动。参考文献1 James DHamilton.A newapproach to the economic analysis of non statio nary time series and

15、 the bus in ess cycle J.Econometrica , 1989 (57) 2: 357-384.2 Hansen , B.E.The Likelihood Ratio Test under Nonstandard Conditions : Testing the Markov Switching Model ofGNPJ .J our nal of Applied Eco no metrics, 1992 (7): s61-s82.3 赵留彦，王一鸣.中国通胀水平与通胀不确定性：马尔柯夫域变分析J.经济研究，2005 （8）: 60-72.4 张跃军，范英，魏一鸣.基于GEGARC模型的中国原油价 格波动特征研究J.数理统