【摘要】： 石油市場是一個典型的復(fù)雜系統(tǒng)，除了受到市場供求關(guān)系的影響外，還受到其他眾多因素的影響，如經(jīng)濟(jì)形勢、國際關(guān)系、突發(fā)事件、投機(jī)行為和市場心理等。這些因素的共同作用使得石油市場變化異常復(fù)雜，任何一個因素微小變化都有可能造成難以預(yù)料的結(jié)果。大量實證研究表明，國際石油市場是一個非線性的、具有混沌和分形特征的復(fù)雜系統(tǒng)；對于這樣的復(fù)雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的線性研究范式已經(jīng)失效，基于還原論的研究思路不足以探求國際石油市場的內(nèi)在動力學(xué)機(jī)制。為了探索國際石油市場及其價格問題的內(nèi)在特征，得到相應(yīng)的定性和定量分析結(jié)果，為我國有關(guān)石油戰(zhàn)略的制定提供實證依據(jù)和決策支持，本文在復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性理論框架內(nèi)，采用混沌和分形分析方法，對國際石油市場復(fù)雜性問題進(jìn)行了系統(tǒng)的實證分析和仿真研究。本文主要取得了如下創(chuàng)新： (1)應(yīng)用相空間重構(gòu)技術(shù)，對Brent和WTI原油價格收益率的時間序列進(jìn)行相空間重構(gòu)；應(yīng)用G-P算法，求得了不大于3的分?jǐn)?shù)維吸引子的關(guān)聯(lián)維度，表明上述系統(tǒng)是具有分形特征的低維動力學(xué)系統(tǒng)；應(yīng)用Wolf方法得出了大于0的最大Lyapunov指數(shù)，給出了系統(tǒng)混沌存在的初步證據(jù)；利用關(guān)聯(lián)積分求出了Kolmogorov熵，給出了對系統(tǒng)的混沌程度的估計以及對Brent和WTI原油價格進(jìn)行有效性預(yù)測的時間尺度，如對于Brent日收益率的Kolmogorov熵為0.2787，相應(yīng)的進(jìn)行有效性預(yù)測的時間尺度小于36天。 (2)針對Brent和WTI原油價格、新加坡含鉛和鹿特丹粗柴油價格等國際主要基準(zhǔn)石油價格時間序列，應(yīng)用R／S分析方法，探討了國際油價系統(tǒng)中存在的分形特征，得到了不同時間標(biāo)度下，上述市場油價的Hurst指數(shù)，發(fā)現(xiàn)了Hurst指數(shù)均大于0.5，從而說明上述系統(tǒng)是有偏的，具有正向持續(xù)性特征；引入V統(tǒng)計量分析了系統(tǒng)的長程記憶機(jī)制，發(fā)現(xiàn)均存在對歷史信息的長期記憶性，并估算了長程記憶的非周期循環(huán)長度，如Brent的60日收益率的非周期循環(huán)長度約為683天；跟蹤了不同時延下Hurst指數(shù)的演化軌跡，根據(jù)不同的動力學(xué)行為將其相應(yīng)劃分為三個階段，并認(rèn)為上述階段的動力學(xué)行為分別由噪聲交易商、生產(chǎn)商和基本面交易商所主導(dǎo)；應(yīng)用多重分形分析方法，發(fā)現(xiàn)在被考察的系統(tǒng)中存在奇異多重分形，從而說明其分形結(jié)構(gòu)存在不規(guī)則性和不均勻性。 (3)針對國際主要基準(zhǔn)原油和成品油價格時間序列，結(jié)合投資者的投資時間尺度τ和收益預(yù)期ε進(jìn)行研究，運用Zipf分析方法，將石油價格的τ-收益率序列映射為三字符序列(絕對頻率)和二字符序列(相對頻率)；通過在不同的時間標(biāo)度下分析序列中價格波動的漲跌信息，得到價格看漲概率與看跌概率的偏差，發(fā)現(xiàn)在各特征時間標(biāo)度下均存在大于0的偏差，且隨著時間標(biāo)度的增加而上升，這說明上述系統(tǒng)的價格行為都是不對稱和有偏的；通過將絕對和相對頻率結(jié)合τ和ε進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)τ和ε對于價格行為均會產(chǎn)生影響，總體上，時間標(biāo)度越長，看漲概率越大；收益預(yù)期越高，對價格行為的扭曲越大；但是，投資者的收益預(yù)期一旦達(dá)到臨界點，將不再能夠扭曲價格行為，這意味著除非修改其過高的期望，否則投資者將被清除出市場。此外，盡管在定量結(jié)果上存在細(xì)微差別，就價格行為而言，Rotterdam成品油和Brent原油在定性意義上差別不大。 (4)引入了二維三狀態(tài)類RFIM(Random Field Ising Model)市場模型，采用格點網(wǎng)絡(luò)和Torus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引入了周期性邊界條件，建立了一個由做市商和異構(gòu)的agents組成的虛擬市場；同時，還引入了agent的自信度，agent間的耦合強度，agent的個性化收益率預(yù)期等參數(shù)，討論了上述參數(shù)對虛擬市場價格收益率的影響。通過這個高度抽象化的模型，生成了大量的虛擬價格收益率數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該市場可以很好地模擬金融市場的如波動聚集等典型現(xiàn)象；通過相空間重構(gòu)技術(shù)，得到的關(guān)聯(lián)積分展示出了和實證結(jié)果相符的明顯的分形定性特征；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過分形／多重分形分析方法，得到的Hurst指數(shù)與真實石油市場的實證結(jié)果比較接近。綜上所述，發(fā)現(xiàn)該市場所生成的價格行為與真實市場的價格行為具有定性意義上的內(nèi)在的一致性。這暗示了盡管真實市場展示出種種紛繁復(fù)雜的典型現(xiàn)象和動力學(xué)行為，其內(nèi)在機(jī)理卻可能是極其簡單的。 在上述對國際石油價格問題的實證和仿真研究所得到的定性和定量結(jié)論的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步對國際石油價格安全和相應(yīng)的石油市場金融化改革等問題進(jìn)行了政策研究，得出了相應(yīng)的分析結(jié)論和政策建議，為中國石油戰(zhàn)略和有關(guān)政策的制定提供了理論的和實證的依據(jù)以及決策參考。
【圖文】：

中已科李拭術(shù)大毋博士李位份義認(rèn)知相對于后者的扭曲。圖4一6顯示了投資者的認(rèn)知均存在對實際歷史價格行為的扭曲。其中圖4一6(l)顯示了投資者對于看跌頻率的認(rèn)知存在拐點，相應(yīng)的數(shù)值結(jié)果見表4一3.表4一6顯示了收益預(yù)期對p。仕，0)造成的扭曲最大且為正向的。與此相反，表4一5，4一7顯示收益預(yù)期造成的扭曲是負(fù)向的。圖4一6和表4一7表明，隨著時間標(biāo)度r的增加，收益預(yù)期造成的扭曲趨于減小。SPeculator，，s偽 gnitionPatternsofPrice氏havfors(1)石IT。(0)speculator

￡=0.4E=D.5圖4-8，4一9顯示了非貪婪型和貪婪型投資者在相對頻率意義下對歷史價格信息認(rèn)知的截然不同:前者的認(rèn)知與實際歷史信息(即人倉，0))總體上是相似的(見圖4一8)，而后者則與歷史信息完全不同(見圖4一9)。M目目年瀏.叭偽沙i向.P吐比口sof晰偽加血.vi明(B徹0 ModestSpeCUI.to『15偽pi如.Pa訛rnsof巧i“Bc知av10“扭otte二山口) 1.0丫~~~~~~~~~~~~~~~石.42s。l。目等g山。去，工。民:。。;口。J匕。^一1.一.目護(hù).，護(hù)護(hù)護(hù)護(hù)護(hù)礦護(hù)圖4一&非貪婪型投資者對歷史價格信息的認(rèn)知(相對頻率)(1‘二‘2500) GreedySpeculator， 5CogoitionPatte心 ofPri“價如aviors(B比nt)C代.dys件culator， sCognitionPatternsofPri沈Behaviors(Rol比rd姻) 1.2
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：F416.22;F224

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