基于GARCH模型的我国原油价格波动性分析

基于GARCH模型的我国原油价格波动性分析东北财经大学陈艳芳、舒书静、韩晓庆摘要本文利用1999年1月至2011年4月中国国内原油（大庆）月度价格数据，基于ARMA(1,6)-GARCH(1,1)模型、GARCH-M模型、EGARCH模型对我国原油价格波动性进行了实证分析，通过在均值方程中引入国际油价，在方差方程中引入通货膨胀率，来探讨影响原油价格波动性的因素。研究结果表明我国原油价格对国际油价依赖程度较高，通货膨胀率的变化对原油价格有影响，但比较微弱。最后给出了相关政策性建议。关键词：国内原油价格GARCH模型通货膨胀率国际原油价格目录一、引言........................................................................................................................1二、油价波动性研究文献述评....................................................................................2（一）经济学理论背景下油价波动的定性分析................................................2（二）以时间序列为工具的油价波动研究........................................................2（三）其它研究方法述评....................................................................................2三、数据选取、来源和处理........................................................................................3（一）数据选取....................................................................................................3（二）数据来源....................................................................................................3（三）数据处理....................................................................................................3四、模型选择与设定....................................................................................................4（一）ARCH类模型理论说明...........................................................................4（二）ARCH类模型的检验...............................................................................6（三）大庆原油价格收益率的GARCH模型....................................................6五、模型实证前的数据检验........................................................................................8（一）数据的波动特征........................................................................................8（二）数据的尖峰厚尾特征................................................................................9（三）ADF检验...................................................................................................9（四）序列自相关性检验....................................................................................9（五）ARCH效应检验.....................................................................................10六、模型结果与分析..................................................................................................10（一）GARCH(1,1)模型结果分析....................................................................10（二）基于国际油价和通货膨胀率的分析......................................................11（三）GARCH—M模型结果分析...................................................................12（四）EGARCH模型结果分析........................................................................13七、结论及政策建议..................................................................................................13（一）结论..........................................................................................................13（二）政策建议..................................................................................................14参考文献......................................................................................................................151一、引言自石油价格与国际正式接轨以来，我国采取了“与国际油价变化相适应，在政府调控下以市场形成价格为主”的石油价格形成机制，这使得国内的原油价格在很大程度上依赖于国际原油的价格，因而国际油价的波动也会带动国内油价的波动。近几年，国际原油价格的频繁波动对中国的石油市场造成较大冲击，原油价格的波动性研究也日趋成为国内理论界关注的焦点。我国大庆原油价格从1998年6月到2003年底，基本处于平稳的状态，原油价格起伏不大；由于伊拉克战争的影响，从2004年年初到2006年年底，原油价格处于稳速上升阶段，波动也开始加剧。油价从2004年初开始上涨到2004年10月的52.65美元/桶。之后2004年12月下跌到29.76美元/每桶，随后经过几个小的波动上升到2006年8月的每桶76.49美元之后又迅速跌落，年末跌到50美元左右；从2007年初开始，油价在每桶50美元左右盘整一段时间之后，陡然上升，短短的一年半时间便涨到每桶140多美元，在2008年7月达到其顶峰每桶143.75美元；之后受美国金融危机的影响仅仅半年的时间原油价格竟跌到每桶34.38美元，这一段时期国内原油价格可谓“大起大落”；自2009年初，随着世界经济的复苏，原油价格开始快速回升到80美元左右，在2010年年初的几个月内，油价基本在每桶70-80美元附近徘徊；但是好景不长，由于非洲战事纷起，国际油价飞涨，我国的原油价格再次开始高速上涨，在2011年4月份再次达到每桶124美元的高价。目前由于各国政府的调控，国际油价下滑，我国的油价也开始回落。由于我国现在正处于工业化快速发展的关键时期，石油作为一种必不可少的战略性商品和化工原料，在整个国民经济中扮演着十分重要的角色。尤其随着人民生活水平的日益提高，我国对能源和石油产品的需求越来越大。原油价格的上升对国民经济的稳定运行和国家的经济安全构成潜在威胁。原油价格的上升，会导致成品油价格的上升和下游工业制品的成本增加，继而带动工业制品的价格上升，从而使其他商品价格的上升，增加居民消费成本，并可能最终引发通货膨胀。因此研究我国原油价格的波动情况掌握其规律并预测未来发展情况对国民经济的稳定运行和发展具有十分重要的意义。2二、油价波动性研究文献述评原油价格的波动一直以来都是各国关注的焦点问题，国内外学者对其进行了大量研究，并取得了丰硕的研究成果。目前学术界的研究主要集中在以下三个层面。（一）经济学理论背景下油价波动的定性分析部分学者从经济学理论的背景出发，单纯的对石油价格的波动性进行定性分析。例如，胡蓉(2002)从期货市场、石油库存、气候等几方面分析了影响油价的非供求因素，为预测国际油价的走势提供了基本的研究框架；史丹(2003)分析了我国当前油价机制的效果、缺陷及完善措施。（二）以时间序列为工具的油价波动研究部分学者主要应用时间序列分析的工具来研究油价的波动。由于原油价格的波动很好的满足ARCH模型的“尖峰厚尾”和集聚性特征，因此大多数对原油价格的波动性进行定量分析的学者均采用了ARCH类模型：如Cortazar和Schwartz(2003)建立了石油期货价格的随机模型；冯春山(2003)等利用ARCH模型研究了国际原油价格的波动性；潘慧峰（2005）等通过建立ARCH和TARCH模型证明国内原油价格收益率波动存在“尖峰厚尾”现象，且不服从正态分布，而且具有杠杆效应；张跃军（2007）等建立GED-GARCH模型，分析表明基于GED分布的GARCH模型比基于正态分布的GARCH模型能更好地描述中国原油价格的波动性且具有较好的预测能力；魏巍贤（2007）等利用GARCH模型和Granger因果关系检验表明国内外原油价格波动性存在集聚性、持续性和风险“溢出效应”等特征，国际油价的波动对国内油价具有导向作用，两市场油价存在长期协整关系，但短期波动过程相异；王明（2009）通过建立ARCH模型对WTI原油价格的分析得到当今国际原油价格波动受期货影响较大且呈现较长的持续性；杨晓华（2010）通过一系列GARCH模型表明中国原油价格的波动性存在GARCH效应，受到预期的显著影响和信息冲击的杠杆效应。（三）其它研究方法述评此外，国内还有一些学者使用其他的理论和方法来研究石油价格：比如王健构建的用混沌理论结合时间序列来预测油价，李红军建立的石油价格系统的系统3动力学模型，以及梁强（2005）提出的用小波分析来预测油价的方法，赵晓燕（2006）年提出的用神经网络和时间序列进行变权重组合预测石油价格的方法。三、数据选取、来源和处理（一）数据选取在1998年之前，我国原油价格实行的是政府控制或以政府控制为主、市场为辅的定价机制，所以我国国内原油价格一直是很平稳的。从1998年6月实行国际接轨的定价机制之后尤其是