基于非参多元Expectile模型的原油价格风险测度研究—宏观不确定性视角

当下政治经济环境存在诸多不确定性，原油价格随着不确定性的增加而大幅波动，因此在当前不确定性环境中建立一个有效的风险预测模型具有重要的实际意义。本文基于非参多元Expectile模型，选取2010年1月5日至2020年1月6日的美国西德克萨斯原油价格的日度数据，构建同时包含地缘政治风险、经济政策不确定性等六个宏观不确定性变量的原油价格风险预测模型。此外，引入APARCH模型和基于蒙特卡罗方法的GARCH模型，比较以上三个模型预测能力。最后，基于预测的VaR值计算调整的Sharpe比率。结论表明，整体上，非参多元Expectile模型能较好处理多个宏观变量包含的信息，具有更高的预测能力。在不确定性事件叠加发生的时期预测表现依然优于其他模型，减少了不确定性增加导致原油市场波动幅度增加带来的风险，具有更强的稳定性。因此，在经济转型的关键时期，本研究可为政策制定者和监管当局面临不确定性上升环境下建立有效的原油价格风险预测模型提供参考，制定应对政策防范化解风险，同时也为投资者在当前复杂的国际形势下提供预测参考，尽量规避损失同时获取收益。     

ECONOMICS AND CLIMATE CHANGE: INTEGRATED ASSESSMENT IN A MULTI‐REGION WORLD

This paper develops a model that integrates the climate and the global economy—an integrated assessment model—with which different policy scenarios can be analyzed and compared. The model is a dynamic stochastic general‐equilibrium setup with a continuum of regions. Thus, it is a full stochastic general‐equilibrium version of RICE, Nordhaus’s pioneering multi‐region integrated assessment model. Like RICE, our model features traded fossil fuel but otherwise has no markets across regions—there is no insurance nor any intertemporal trade across them. The extreme form of market incompleteness is not fully realistic but arguably not a bad approximation of reality. Its major advantage is that, along with a set of reasonable assumptions on preferences, technology, and nature, it allows a closed‐form model solution. We use the model to assess the welfare consequences of carbon taxes that differ across as well as within oil‐consuming and ‐producing regions. We show that, surprisingly, only taxes on oil producers can improve the climate: taxes on oil consumers have no effect at all. The calibrated model suggests large differences in views on climate policy across regions.     

An optimal run-mode scheduling for oil refinery production–a case study on Taiwan CPC Corporation

The refinery industries have been going through very difficult time from fierce competition and high price of crude oil. To increase compatibility, it is essential to increase efficiency in the inventory, production and transportation. Refineries start generating revenues while their products are sold in the market. This article examines the possible costs of additional inventories and recurrent times of refineries derived from early or late shipment in a continuous production system. Then, based on the developed mathematical programming model, an optimal production structure with the minimum total cost of production, inventory and start-up is proposed. Tolerance analysis is conducted to cope with uncertain environment. A case study on applying the proposed model to perform scenario analysis for CPC Corporation, Taiwan is demonstrated. The results show that the developed model is able to provide useful information towards developing cost-effective oil refinery strategies.     

Using simulation to manage project supply chain in the offshore oil and gas industry

This paper is aimed at comparing simulation against spreadsheets as decision support tools to properly manage project supply chain in the offshore oil and gas industry. The paper presents a case study related to the problem of sizing a chain for pipeline laying from an offshore field in the Barents sea to the Russian coast. Results obtained through a spreadsheet developed by an oil and gas company have been compared to the ones gathered from an ad hoc simulation model. A simulation model with no stochastic variable has been introduced: results are quite similar to the ones of the spreadsheet, which allowed to validate the simulation model. However, the spreadsheet cannot take into account the continuous move of the pipe-lay vessel while laying the pipes and it does not consider stochastic variables whose effect in real life is not negligible. Both weaknesses above are discussed.     

不同突发事件下进口原油采购策略

石油对经济生活的重要性不言而喻,中国原油的高对外依存度及集中的进口来源区域引起我们对能源安全的广泛关注,如何有效最小化国际原油价格波动和供应短缺或中断带来的风险,制定突发事件影响下的最佳采购策略是我们必需关注的焦点,但目前结合突发事件的采购策略研究还不足。论文通过采用符合中国原油进口习惯的月度数据,建立了突发事件下的CVaR模型,综合考虑价格波动、供应中断造成的GDP冲击和战略石油储备因素,分析三种不同突发事件情景下的原油进口采购策略。研究表明：当预期中东区域出现危机时,非洲和欧洲/俄罗斯是增加采购量的理想选择,若迪拜价格波动不剧烈,亚太采购量也可适当增加;对于仅仅只有价格变动,动用战略石油储备降低风险有限,只有当供给中断时,动用战略储备才能发挥巨大的降低风险,更好的减少对国民经济冲击的作用。本文在最小化原油进口风险值且同时考虑进口来源多样化、风险、成本及价格变动率的情况下,构建的基于CVaR的应急原油进口采购策略模型,丰富了该领域的研究成果,为中国原油进口采购策略提供了具体可操作的参考。     

中国原油期货动态风险溢出研究

本文首次量化分析了我国原油期货与国际基准原油、上证指数以及人民币汇率之间的风险溢出关系。通过构建收益率和波动率的静态和动态网络,本文对我国原油期货与国内外市场之间的信息流向的强度、方向和动态性进行了初步的探索。研究发现,我国上市的原油期货与国际基准原油之间的信息关联密切,与股票市场以及汇率市场之间的关系相对较弱。同时,在构建的原油-股票-汇率系统中,我国原油期货处于信息的接收方,国际油价波动信息对我国原油期货市场存在明显的正向冲击作用。     

国际原油价格系统结构性突变识别与分析

选取1997年至2011年作为样本区间,以国际原油市场结构的周期性和突变特征作为研究对象,在筛选变量的基础上,以原油的价格、供应、需求、美元指数和中国原油净进口为内生变量,以库存和投机因素为外生变量,建立原油市场结构经验VARX模型,分析各变量对原油价格的影响,并以此为基础建立基于Bayes理论的原油价格系统MSBVAR模型,识别和分析原油价格系统在考察期内的结构性变化。研究结果表明,影响原油价格波动的首要因素为中国原油净进口,存在亚洲溢价现象且持续期为2个多季度,美元指数影响次之,之后是原油需求,原油供应的贡献率影响最小;原油价格的翘尾效应在不同状态下的滞后期均为1个季度,且效应显著。突发事件对原油价格系统均衡结构的冲击不可忽视,1997年至2011年国际原油市场只存在一个结构突变点,即美国金融危机是导致该次原油价格系统结构平衡被打破的唯一事件。     

石油期货收益率的分位数建模及其影响因素分析

石油期货收益率的分位数反映了收益率分布特征和石油市场风险特征,有必要建模考察分位数的变化模式与影响因素。针对现有研究在模型方法和分析角度上的不足,本文考虑分位数受市场冲击影响而产生的非线性自回归特征,提出门限CAViaR模型并用以分析石油期货收益率的分位数及其影响因素。基于1998-2009年布伦特原油期货价格的研究表明,石油期货收益率的分位数具有自回归特征并受前期油价涨跌的不对称影响,且油价下跌的作用更强。左尾分位数受油价涨跌的共同影响,而右尾分位数仅受油价下跌的影响,二者呈现不同特征。此外,本文通过考察分位数的动态变化模式揭示了油价风险特征,具有重要的风险管理作用。     

基于贝叶斯Wishart波动模型的原油市场与股市动态相依性研究

针对时变相关系数矩阵在多变量随机波动模型的估计问题,构建了贝叶斯动态相关Wishart波动模型。在CC-MSV模型的基础上,设置精度矩阵服从Wishart分布,使得模型的相关系数矩阵具有时变特征。通过模型的统计结构分析,选择参数先验分布,设计相应的Gibbs-MTM-ARMS混合算法,据此估计模型参数;并利用上证综合指数、标普500指数与原油期货价格数据进行实证分析。研究结果表明：模型能够有效地刻画原油市场与股票市场的动态相依性;金融危机期间,股票市场与原油市场的相关性较强,并且难以判断正负方向;金融危机后,中国股票市场与原油市场呈现极微弱的相关性,而美国股票市场与原油市场的正相关性较为明显。     

基于改进均值回归的波罗的海原油运价指数模型研究

针对波罗的海原油运价指数波动机理,通过分析原油运价指数的均值回归特性,研究其波动趋势,运用单位根检验及方差比检验方法对原油运价指数的均值回归特性进行验证,从而对传统均值回归模型进行改进,给出参数的估计方式,对波罗的海原油运价指数进行分析预测并验证改进模型的拟合效果及预测精度。本文的特色与创新一是基于特性检验,建立"均值水平"随时间变动的均值回归方程,体现原油运价指数均值随时间变化的特征;二是基于柯尔莫哥洛夫前向方程得到基于改进均值回归模型的预测模型,确定预测值及置信区间,从而对原油运价指数样本路径进行拟合,并通过与传统预测模型的比较,表明改进预测模型的显著性。实证结果表明,原油运价指数具有显著的均值回归的特性,且改进后的均值回归方法平均预测相对误差达到0.1597,低于传统模型的平均预测相对误差0.1908。     

The Ocean Ranger Oil Rig Disaster: A Risk Analysis

This paper analyzes quantitatively the design of the Ocean Ranger off-shore oil drilling rig that capsized and sank on February 15, 1982 off the coast of Canada. A review of the actual disaster is also included based on evidence gathered by the Canadian Royal Commission. The risk analysis includes the construction of a failure modes and effects analysis (FMEA) table, a fault tree, and a quantitative evaluation including common cause failure of the rig components. In the case of the Ocean Ranger ballast control system, it was shown that the analysis was able both to successfully model the catastrophic system failure of the portholes, the actual system failure mode, and identify a common cause failure mode of the pump system. This study represents an application of reliability and risk techniques to the oil services industry.     

石油储备价值研究:基于供应链视角

石油储备是应对石油供应链危机的重要途径.构建了反映石油供应链运营的线性规划模型,利用该模型模拟供应链发生不同程度的供应危机和价格危机时,30 d、60 d和90 d的石油储备在应对需求及价格危机中的作用.研究结果表明:当需求及价格发生较大幅度上升时,供应链石油储备可以有效抑制需求及价格上升引起的运作成本上涨,且不同规模...     

WHY AGNOSTIC SIGN RESTRICTIONS ARE NOT ENOUGH: UNDERSTANDING THE DYNAMICS OF OIL MARKET VAR MODELS

Sign restrictions on the responses generated by structural vector autoregressive models have been proposed as an alternative approach to the use of exclusion restrictions on the impact multiplier matrix. In recent years such models have been increasingly used to identify demand and supply shocks in the market for crude oil. We demonstrate that sign restrictions alone are insufficient to infer the responses of the real price of oil to such shocks. Moreover, the conventional assumption that all admissible models are equally likely is routinely violated in oil market models, calling into question the use of posterior median responses to characterize the responses to structural shocks. When combining sign restrictions with additional empirically plausible bounds on the magnitude of the short‐run oil supply elasticity and on the impact response of real activity, however, it is possible to reduce the set of admissible model solutions to a small number of qualitatively similar estimates. The resulting model estimates are broadly consistent with earlier results regarding the relative importance of demand and supply shocks for the real price of oil based on structural vector autoregressive (VAR) models identified by exclusion restrictions, but imply very different dynamics from the posterior median responses in VAR models based on sign restrictions only.     

上海原油期货市场是否具有稳定中国股票市场的作用？

自2018年3月上海原油期货INE在上海国际能源交易中心上市以来,目前已成为规模仅次于WTI和Brent原油期货的第三大国际原油期货,随市场容量的持续增长,上海原油期货在准确地反映市场基本面变化的同时,具有更为灵敏价格发现和风险管理功能,如何判别中国原油期货是否有助于规避全球原油市场对中国股市的风险溢出已经是一个亟待解决的理论和现实问题。本文拟从动态条件风险溢出的角度探索上海原油期货对中国金融市场稳定的有效性。选取了2002至2020年约4000多个日度数据,分别对比了4种国际原油期货市场与2组股票综合指数的相关影响。基于DCC-MGARCH模型,本文依次研究了多元国际原油市场与股票市场的动态关联性、重大突发事件对二者相关性的影响以及采用CoVaR量化了风险溢出效应。本文研究发现国际原油价格对两组股票综合指数的异质性主要表现在两组股票是原油进口国和出口国;中国(美国)结构突变点时间点分别是5(3)个,这与突发性重大经济、政治等事件的时间点高度吻合;国际证据表明,INE对中美股票市场的CoVaR最小,且原油期货市场比现货市场CoVaR更低。本文揭示了一些新的证据,验证了中国原油期货市场启动有利于实现与国际风险脱钩,并建议风险监管部门改善系统性风险可以采取平滑对冲重大突发事件期间的风险溢出。     

分布式供应链中基于准时制的原油采购计划方法

本文研究了分布式供应链多供应商/多炼油厂的原油采购计划问题,建立了在有限资源约束下的准时制多目标采购优化数学模型,以实现总采购费用和供应链循环时间最小。然后,本文将非线性规划模型转化为线性规划模型,并利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)与多目标规划相结合的方法求解模型得到采购计划方案。数值仿真结果表明本文所提出的原油采购方法的有效性和实用性。     

Testing for Nonlinear Dependence in Inventory Data

This paper describes the properties of nonlinear dynamical systems in demand data and assesses the implications for inventory management. A test from Brock, Dechert, and Scheinkman (BDS) [6] for detecting nonlinearities is presented. This test assists inventory managers with two issues. First, it can be used to detect departures from the independence and stationarity assumptions of particular inventory models, thereby identifying the need for more suitable models. Second, the BDS test can determine whether forecasting model improvements are possible, and can measure improvements in the forecasting model process. The corresponding reductions in forecast errors improve inventory management and lead to reduced inventory costs. Using actual weekly demand for oil filters, this paper demonstrates the use of the BDS test and the effects of nonlinearities in demand data on inventory model performance.     

供给与需求驱动型原油价格变动对股票市场的多时间尺度影响研究

不同时间尺度下，供给和需求驱动型原油价格变动对股票市场的影响具有差异性，本文结合小波变化及向量自回归模型，从影响方向、影响强度及影响持续时间三个角度对这种差异性展开研究。首先，在多时间尺度下识别供给和需求驱动型原油价格变动；随后，就不同类型原油价格变动对全球综合股指的动态影响进行分析。结果发现：1）两类原油价格变动对股票市场在短、中及长期下均有显著影响，但需求驱动型原油价格变动在超短期（尺度1：2-4个月）和超长期（尺度6：64-128个月）下对股票市场没有显著影响；2）两类原油价格变动对股票市场的影响方向在短期和中期下具有随机性，在长期下具有正向影响；3）两类原油价格变动对股票市场的影响强度在短期和中期较在长期要高出至少60%；4）两类原油价格变动对股票市场的影响时间随着时间尺度的增长而增长，由短期下的20个月左右延长至长期下的60个月以上。     

基于小波分析的石油价格长期趋势预测方法及其实证研究

本文将小波方法引入到油价长期趋势的预测中,利用小波多尺度分析的功能,提出了一种可以较为准确地根据油价时序列预测其未来长期走势的方法。这种方法的优点在于可以准确地提取油价的长期趋势,从总体上把握油价的非线性波动特征,从而能够很好地利用油价时间序列的历史数据,开展对未来一段时期内的多步预测。实证研究中,对Brent油价开展了时间跨度为1年的趋势预测,并将预测结果与ARIMA、GARCH、Holtwinters等方法得到的结果进行了比较,表明了基于小波分析的长期趋势预测法的预测能力是其他方法所不能比拟的,反映了本文所建立的石油价格长期趋势预测方法的有效性。     

国际油价与中美股价的相依关系研究——基于不同行业数据的分析

石油市场和股票市场作为现代经济中两个重要的市场,在经济活动中发挥着重要的作用。二者之间的关系对研究市场间的价格波动和风险传递有着重要的意义,本文通过vine copula模型对国际油价和中美两国股价之间相依关系进行分析,并将得到的相依关系运用到风险管理中。利用国际油价和中美各十个行业股票价格指数进行相依关系建模,得到相应的相依结构和相依关系,选择出与油价相依关系较强的行业股票价格指数和油价构建投资组合,利用相依关系模拟出收益率数据,度量投资组合的风险。实证研究结果表明中美两国的行业股票价格指数与国际油价的相依关系存在着显著的不同,中国行业股票价格指数与国际油价之间的相依关系要弱于美国行业股票价格指数与国际油价的相依关系;同时利用相依关系组成投资组合,对两组投资组合进行风险度量,风险度量的结果显示vine copula-GARCH能对具有较强的相依关系的变量组成的投资组合风险有很好的估计。     

多油品供给受限下多油库被动配送车辆路径问题研究

成品油供给不足将导致加油站油品订单无法完全满足,如何安排有限油品的合理配送对保障能源供给安全至关重要。为此,本文考虑有限供给下不同客户配送的优先次序,开展配送计划、车辆调度和路径优化等油品配送网络规划活动,对多油品供给受限情况下多油库被动配送车辆路径问题（Multiple Depot Vehicle Routing Problem,MDVRP）进行深入研究。首先,文章构建了考虑需求优先等级和配送成本的多油品多油库车辆路径规划多目标优化模型。其次,采用多目标粒子群优化算法（Multi-Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO）对模型进行求解,以实现车辆高效调度和油品配送路径优化。最后,基于CNPC在青岛市部分油库和加油站点的数据信息,构建油品配送网络进行实证检验。算例结果显示,配送车辆路径经过优化后,生成Pareto非劣解集,配送成本显著降低,配送满足率明显提高,这也进一步验证了该模型及相关算法的可行性和有效性。