石油期貨價格影響

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[摘要]本文運(yùn)用新型的多元統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析方法偏最小二乘PLS回歸方法，分析了影響石油期貨價格的相關(guān)因素，為進(jìn)行石油期貨交易提供了有益的定量分析依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]石油期貨偏最小二乘回歸實(shí)證分析

一、引言

國際油價的大幅波動給世界經(jīng)濟(jì)增長帶來風(fēng)險和挑戰(zhàn)，對石油生產(chǎn)國和消費(fèi)國均有顯著的影響。近兩年國際油價大幅上漲引起國際社會的普遍關(guān)注，由于石油期貨交易作為規(guī)避價格風(fēng)險的有效手段越來越被人們所重視，所以本文旨在研究石油期貨價格影響因素的分析。

國內(nèi)外諸多學(xué)者曾采用普通最小二乘法、協(xié)整分析等方法對石油期貨價格做定量分析。采用這種方法分析，模型可能存在多重共線性問題，影響模型的準(zhǔn)確性。偏最小二乘回歸(PLS)能夠有效地消除多重共線性的影響，它是一種新型的多元統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析方法，它集多元線性回歸分析、典型相關(guān)分析和主成分分析的基本功能為一體，將建模預(yù)測類型的數(shù)據(jù)分析方法與非模型式的數(shù)據(jù)認(rèn)識性分析方法有機(jī)地結(jié)合起來，能夠充分反映出自變與從變之間的關(guān)系。它自能夠在自變存在多重共線性的條件下，建立起合理的回歸模型，本文將采用偏最小二乘法建立模型，分析影響石油期貨價格的因素。

二、影響石油氣貨價格主要因素

石油期貨價格受到諸多因索的影響，如石油現(xiàn)貨價格、供求關(guān)系、匯率、經(jīng)濟(jì)狀況、社會政治因素等，這些因索對石油期貨價格的影響程度不同、影響方式不同，且其影響會隨著時間和條件的變化而發(fā)生改變。

1.石油需求量。全球經(jīng)濟(jì)于2002年開始出現(xiàn)恢復(fù)性增長，2003年則呈現(xiàn)快速增長勢頭，美國在該年第三季度的GDP增長速度高達(dá)7.4%。強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長推動了全球石油需求的快速增長，據(jù)國際能源總署資料顯示，近年石油需求增長分別為160萬桶/日，100萬桶/日和400萬桶/日。需求是影響價格的基本因素之一，快速增長的石油需求必然引發(fā)石油價格的上漲。

2.石油供應(yīng)是影響油價的另一個重要因素。在石油供應(yīng)中，歐佩克（OPEC）扮演著重要角色。歐佩克成員國擁有世界石油探明儲量的75%，2004年歐佩克石油儲量供應(yīng)量占全球的40%，正是這樣一種石油供應(yīng)格局決定了歐佩克在國際石油市場中占有舉足輕重的地位。20世紀(jì)70年代，歐佩克通過禁運(yùn)、限產(chǎn)等方式使原油價格大幅上漲，從而導(dǎo)致了1973年和1978年的兩次經(jīng)濟(jì)危機(jī)。1986年歐佩克成員國超產(chǎn)，當(dāng)年6月的原油價下跌到10美元以下。由此可見，歐佩克可以通過石油供應(yīng)調(diào)控國際油價。

3.美元匯率。國際油價是以美元標(biāo)價而且大多也是以美元結(jié)算，美元匯率的變動對國際石油價格必然產(chǎn)生直接的影響。美元貶值，牽引油價上升；美元升值，導(dǎo)致油價下跌。2002年3月份以來美元持續(xù)貶值，美元貶值本身以及對貶值的預(yù)期推動了油價的上漲。據(jù)國際能源總署、路透社資料顯示，歐元兌美元匯率從2002年0.945上升至2005年1.248。與此同時，Brent原油期貨價格從24.82美元/桶上升至55.35美元/桶。

三、石油期貨價格影響因素實(shí)證分析

1.偏最小二乘基本原理。設(shè)有多元線性回歸模型

式中Y為因變量，X為自變量觀測值構(gòu)成的矩陣(設(shè)計矩陣);為回歸系數(shù)向量;為誤差向量。

當(dāng)數(shù)據(jù)總體滿足高斯一馬爾可夫假設(shè)條件時，的最小二乘解為:(2)

從上式容易看出，正規(guī)矩陣必須是可逆矩陣，但當(dāng)X變量中存在多重相關(guān)性時接近奇異，回歸系數(shù)的值可能失效。但偏最小二乘回歸分析可避免這個問題。它的基本思想是:分別在X和Y中提取成分t1和u1，t1是x1，x2，…xp的線性組合，u1是y1，y2，…yp的線性組合。在提取這兩個成分時為了回歸分析的需要有下列兩個要求:t1和u1應(yīng)盡可能多地攜帶各自數(shù)據(jù)表中的變異信息;t1和u1的相關(guān)程度應(yīng)最大。這表明，t1和u1能夠盡可能好地代表數(shù)據(jù)表x和Y。同時t1和u1又有最強(qiáng)的解釋能力。在第一個成分t1和u1被提取后，偏最小二乘回歸分別實(shí)施X對t1的回歸以及Y對t1的回歸，如果回歸方程已經(jīng)達(dá)到了滿意的精度，則算法終止。否則，將利用X被t1解釋后的殘余信息以及Y被t1解釋后的殘余信息進(jìn)行第二輪的成分提取，如此往復(fù)，直到能達(dá)到一個較滿意的精度。若最終對X共提取了m個成分t1，t1，…，tm。偏最小二乘回歸分析將通過實(shí)施yk對t1，t2，…，tm的回歸方程，然后再表示為yk與對x1，x2，…xp的回歸方程，即偏最小二乘回歸方程。

2.基本算法。本文以因變量向量僅有一個的偏最小二乘回歸為例，簡單介紹偏最小二乘回歸的基本算法。

假設(shè)F0是因變量y的標(biāo)準(zhǔn)化變量，是自變量x的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。

第一步：首先從E0中提取一個成分;

于是：

第二步：實(shí)施E0在t1上的回歸和F0在t1上的回歸，即

回歸系數(shù)為:（7）

E1、F1是第一次回歸的殘差矩陣。用E1代替E0，F(xiàn)1代替F0，用同樣的方法重復(fù)第一步的工作，從而建立E1、F1對t2的回歸：

如此類推，至第h步，依據(jù)一定的原則(一般是依據(jù)交叉有效性)確定h的個數(shù)，h的個數(shù)應(yīng)小于P，到h步建立：

由于均為的線性組合。所以,最終可得到回歸模型:

交叉有效性是用來確定:，這里誤差平方和為SSh，預(yù)測誤差平方和為：PRESSh一般認(rèn)為:當(dāng)0.0975時終止計算，取h-1個成分。

四、石油期貨價格影響因素實(shí)證分析

1.變量與數(shù)據(jù)選取。本文在對影響石油期貨價格的諸多因素分析后，選取布倫特石油期貨價格為因變量y（future），影響石油期貨價格的因子（自變量）有美元兌歐元匯率（rate）、世界石油需求量（demand）與供應(yīng)量（supply）、石油現(xiàn)貨價格（price）以及美國GDP增長率（由于美國GDP占全球GDP20%，所以用美國GDP增長率代替全球GDP增長率）。用2000年～2005年的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。原始數(shù)據(jù)來源國際能源總署、路透社。

為了研究的方便，考慮對各時序數(shù)據(jù)取對數(shù)以后并不影響變量之間的關(guān)系，且所得到的數(shù)據(jù)容易得到平穩(wěn)序列。我們對各變量數(shù)據(jù)作對數(shù)處理，處理后的時序變量分別記為:Y=log(future),x1=log（rate），x1=log（demand），x3=log（supply），x4=log（price），=log（GDP）。