張耀杰,王玉東

(南京理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,南京 210094)

原油價(jià)格預(yù)測(cè)一直都是學(xué)術(shù)界和業(yè)界的研究熱點(diǎn)與難題。在錯(cuò)綜復(fù)雜的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,原油價(jià)格表現(xiàn)出高波動(dòng)性的特點(diǎn)。圖1描繪了1986-01～2022-05期間的美國(guó)西德克薩斯中間基原油(West Texas Intermediate,WTI)1)WTI也經(jīng)常翻譯為西德克薩斯輕質(zhì)原油或西德克薩斯中質(zhì)原油,又稱為德州輕質(zhì)低硫原油和英國(guó)北海布倫特(Brent)原油的現(xiàn)貨價(jià)格變化情況。在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),油價(jià)波動(dòng)愈加劇烈,并且與經(jīng)濟(jì)周期和地緣政治事件緊密聯(lián)系。特別地,在2020 年4 月20 日,WTI原油5月期貨合約的最終結(jié)算價(jià)為-37.63美元/桶,引發(fā)了金融市場(chǎng)的強(qiáng)烈反響與恐慌。在原油價(jià)格波動(dòng)劇烈的背景下,其預(yù)測(cè)研究顯得尤為重要。

圖1 WTI和Brent原油現(xiàn)貨價(jià)格時(shí)間序列(1986～2022)

為了分析原油價(jià)格預(yù)測(cè)的研究趨勢(shì),本文檢索了該主題下的學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況。一方面,利用Web of Science數(shù)據(jù)平臺(tái)以“Forecasting oil price”為主題詞進(jìn)行相關(guān)英文論文的檢索;另一方面,利用中國(guó)知網(wǎng)以“原油價(jià)格預(yù)測(cè)”為主題詞進(jìn)行相關(guān)中文論文的檢索2)本文并沒(méi)有在初步檢索的基礎(chǔ)上對(duì)每一篇文獻(xiàn)進(jìn)行排查。理由如下:①大部分檢索結(jié)果是與主題完美契合的文獻(xiàn);②小部分檢索結(jié)果雖然不是與主題完全相關(guān),但也基本貼近;③檢索過(guò)多或過(guò)少的文獻(xiàn)對(duì)每年的趨勢(shì)判斷影響甚小。最后,需要說(shuō)明的是,雖然僅檢索了一個(gè)最核心的主題詞匯,但檢索結(jié)果還是包含了相關(guān)衍生詞或近義詞,如“Oil price forecasting”“Forecasts”“Prediction”和“Crude oil”等。圖2給出了1990～2021 年該主題學(xué)術(shù)論文的數(shù)量變化趨勢(shì)。首先,英文論文數(shù)量明顯多于中文論文數(shù)量。主要原因是大家都更加關(guān)心以WTI和Brent原油為代表的國(guó)際原油基準(zhǔn)價(jià)格。以人民幣計(jì)價(jià)的原油期貨合約在2018年才開(kāi)始上市交易,尚處于起步階段,而中文期刊相對(duì)偏好中國(guó)問(wèn)題的研究。其次,原油價(jià)格預(yù)測(cè)的論文數(shù)量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì),說(shuō)明學(xué)術(shù)界對(duì)此研究的積極性正在不斷提高。圖3進(jìn)一步給出了發(fā)表原油價(jià)格預(yù)測(cè)論文數(shù)量排名前20的英文期刊以及發(fā)表數(shù)量超過(guò)3 篇的中文期刊。能源經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域主流期刊Energy Economics發(fā)表了244篇相關(guān)論文,在數(shù)量上遙遙領(lǐng)先。總體而言,能源類期刊發(fā)表數(shù)量最多,占據(jù)榜單的前5名。此外,經(jīng)濟(jì)學(xué)和金融學(xué)綜合期刊的上榜數(shù)量有7個(gè),占該榜單期刊總數(shù)約1/3,說(shuō)明原油價(jià)格預(yù)測(cè)也受到經(jīng)濟(jì)學(xué)和金融學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注。這是符合預(yù)期的,因?yàn)樵蛢r(jià)格預(yù)測(cè)是宏觀經(jīng)濟(jì)及金融領(lǐng)域重要的研究議題之一。最后,兩本預(yù)測(cè)領(lǐng)域的重要期刊Journal of Forecasting(第6名)和International Journal of Forecasting(第8名)也發(fā)表了大量油價(jià)預(yù)測(cè)的論文。截止目前,只有兩本中文期刊的發(fā)文量在3篇以上:《北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)》(10篇)和《中國(guó)科學(xué)院院刊》(8篇)。

圖2 近30年(1990～2021)以原油價(jià)格預(yù)測(cè)為主題的中英文論文數(shù)量

圖3 以原油價(jià)格預(yù)測(cè)為主題發(fā)表的論文數(shù)量前20名的英文期刊及論文數(shù)量超過(guò)3篇的中文期刊

本文的研究目的是:一方面,對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)、技術(shù)細(xì)節(jié)、理論模型和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行綜合回顧,幫助感興趣的讀者加深對(duì)這一研究領(lǐng)域的理解;另一方面,給出一些未來(lái)值得研究的方向,以供參考討論。

第1節(jié)主要介紹原油價(jià)格的預(yù)測(cè)對(duì)象。這部分的內(nèi)容較為基礎(chǔ),但非常重要。預(yù)測(cè)原油價(jià)格的第一步就是確定預(yù)測(cè)的具體對(duì)象。從廣義上講,原油價(jià)格預(yù)測(cè)的對(duì)象包含了很多維度,具有很多分類。①討論了油價(jià)基準(zhǔn)的對(duì)象選擇問(wèn)題,對(duì)WTI和Brent等多種原油品種進(jìn)行了詳細(xì)介紹。②區(qū)分了名義價(jià)格和實(shí)際價(jià)格的差異,討論它們之間不同的經(jīng)濟(jì)含義和預(yù)測(cè)機(jī)理。③結(jié)合不同的研究背景和研究目標(biāo),分析了原油價(jià)格和收益率之間的對(duì)象選擇問(wèn)題。④依然從研究背景和研究目標(biāo)的角度分析了原油交易的平均價(jià)格和收盤(pán)價(jià)格之間的對(duì)象選擇問(wèn)題。⑤從樣本時(shí)間范圍的角度討論了不同歷史時(shí)期下原油價(jià)格變動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)因素,并給出了相關(guān)樣本時(shí)間范圍的選擇建議。⑥討論預(yù)測(cè)頻率和預(yù)測(cè)周期的對(duì)象選擇問(wèn)題,給出了多周期預(yù)測(cè)的過(guò)程細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)。上述討論對(duì)后續(xù)預(yù)測(cè)建模和理論解釋都是有幫助的。最后,正如Kilian等[1]所強(qiáng)調(diào)的,某一種原油價(jià)格對(duì)象難以滿足所有的研究目標(biāo),應(yīng)該根據(jù)不同的研究目標(biāo)選擇合適的預(yù)測(cè)對(duì)象;如果實(shí)證結(jié)果對(duì)不同的原油價(jià)格對(duì)象都是一致或相似的,那么,研究結(jié)論也會(huì)更加穩(wěn)健可靠。

第2 節(jié)介紹了原油價(jià)格的影響因素和預(yù)測(cè)變量。原油定價(jià)也符合普通商品的定價(jià)規(guī)律,受到市場(chǎng)供求的影響。在需求端,原油作為經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中必要的工業(yè)原材料商品,其需求與全球經(jīng)濟(jì)周期有緊密的聯(lián)系。當(dāng)經(jīng)濟(jì)行情好的時(shí)候,原油需求旺盛。在供應(yīng)端,原油具有“石油外交”的政治屬性,戰(zhàn)爭(zhēng)和恐怖主義等地緣政治風(fēng)險(xiǎn)對(duì)中東等地區(qū)產(chǎn)油國(guó)的原油生產(chǎn)和運(yùn)輸造成極大的影響。此外,原油期貨市場(chǎng)及原油相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)格信息也對(duì)原油現(xiàn)貨價(jià)格有指導(dǎo)意義和預(yù)測(cè)能力。隨著原油相關(guān)金融交易市場(chǎng)的發(fā)展和完善,原油商品表現(xiàn)出金融化的屬性。因此,基于交易價(jià)格和交易量的技術(shù)指標(biāo)和金融市場(chǎng)預(yù)測(cè)變量都提供了豐富的預(yù)測(cè)信息。

第3節(jié)介紹了原油價(jià)格的預(yù)測(cè)模型和方法。首先分析了樣本內(nèi)預(yù)測(cè)和樣本外預(yù)測(cè)的聯(lián)系與區(qū)別,并討論了實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的問(wèn)題;然后介紹了幾種流行的原油價(jià)格預(yù)測(cè)基準(zhǔn)模型,并在統(tǒng)計(jì)和經(jīng)濟(jì)意義層面分別給出了預(yù)測(cè)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。繼續(xù)介紹了兩種傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法:專家調(diào)查預(yù)測(cè)和傳統(tǒng)計(jì)量模型。進(jìn)一步,回顧了結(jié)合經(jīng)濟(jì)理論的約束方法和組合預(yù)測(cè)方法在原油價(jià)格預(yù)測(cè)上的成功研究。最后,討論了降維、變量選擇、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他混合模型等一系列的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。

第4節(jié)從實(shí)踐角度出發(fā),分別討論了政府、企業(yè)和個(gè)人投資者能夠從原油價(jià)格預(yù)測(cè)中獲得哪些實(shí)際的幫助。政府可以從原油價(jià)格預(yù)測(cè)中了解經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀和走勢(shì),制定合理的經(jīng)濟(jì)調(diào)控政策。相關(guān)企業(yè)可以依據(jù)原油價(jià)格預(yù)測(cè),合理調(diào)整投融資決策以提高企業(yè)價(jià)值。投資者可以根據(jù)油價(jià)預(yù)測(cè)進(jìn)行投資組合或市場(chǎng)擇時(shí)以提高投資收益或降低投資風(fēng)險(xiǎn)。

第5節(jié)提供了3個(gè)值得進(jìn)一步研究的方向。首先,在 “雙碳”目標(biāo)的背景下,本文推薦研究各類氣候風(fēng)險(xiǎn)對(duì)原油價(jià)格長(zhǎng)期變化的預(yù)測(cè)作用;其次,研究者可以考慮從文本、圖像和音頻等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)中提取油價(jià)預(yù)測(cè)信息;最后,本文提醒避免機(jī)器學(xué)習(xí)方法在原油價(jià)格預(yù)測(cè)領(lǐng)域的“過(guò)度”使用,要結(jié)合經(jīng)濟(jì)理論解釋,爭(zhēng)取打開(kāi)機(jī)器學(xué)習(xí)的“黑箱”,剖析出令人信服的內(nèi)在預(yù)測(cè)機(jī)理。

1 原油價(jià)格預(yù)測(cè)對(duì)象

1.1 原油基準(zhǔn)價(jià)格

國(guó)際上公認(rèn)的原油基準(zhǔn)價(jià)格是WTI和Brent原油價(jià)格。WTI原油在美國(guó)德克薩斯州、路易斯安那州和北達(dá)科他州的油田開(kāi)采提取,通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒃洼斔偷蕉砜死神R州庫(kù)欣的油庫(kù)中,再進(jìn)一步依靠管道或鐵路將其運(yùn)送到墨西哥灣沿岸地區(qū)的煉油廠,最后精煉后的原油產(chǎn)品運(yùn)往美國(guó)及世界各地。相比之下,Brent原油主要以海運(yùn)的方式進(jìn)行運(yùn)輸,成本更低。Brent原油的產(chǎn)地為歐洲北海,主要通過(guò)海上石油平臺(tái)的方式進(jìn)行開(kāi)采提取,通過(guò)浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船(Floating Production Storage and Offloading,FPSO),原油可以直接從該設(shè)備方便地卸到油輪上,從而低成本的海運(yùn)至世界各地。

在原油品質(zhì)方面,WTI和Brent原油都是輕質(zhì)低硫的高品質(zhì)原油。WTI原油的含硫量為0.24%,API3)美國(guó)石油學(xué)會(huì)(American Petroleum Institute,API)。API度表示石油的密度,即輕質(zhì)度。石油的API度越高,意味著其密度越低,越輕質(zhì),即品質(zhì)越高輕質(zhì)度為39.6,而B(niǎo)rent 原油的含硫量為0.37%,API輕質(zhì)度為38。因此,WTI原油的品質(zhì)略高于Brent原油,這也基本反映在這兩種原油的早期定價(jià)中。由圖1可以發(fā)現(xiàn),在2011年之前,更高品質(zhì)的WTI原油價(jià)格略高于Brent原油。但是,2011年之后出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)的價(jià)格關(guān)系,即Brent原油價(jià)格略高于WTI原油。具體原因是:①北海Brent原油逐漸枯竭,出現(xiàn)供應(yīng)不足的局面;②金融危機(jī)之后,全球經(jīng)濟(jì)開(kāi)始復(fù)蘇,全球原油需求增加,而相比之下,Brent原油以亞歐等美國(guó)以外地區(qū)原油需求驅(qū)動(dòng)為主,WTI原油則以美國(guó)國(guó)內(nèi)原油需求驅(qū)動(dòng)為主;③隨著21世紀(jì)初美國(guó)頁(yè)巖油革命的成功,美國(guó)國(guó)內(nèi)的油氣產(chǎn)量大幅提高。

在影響因素方面,Brent原油價(jià)格在需求端受以歐洲和亞洲為主的全球石油需求影響,在供應(yīng)端主要依賴于石油輸出國(guó)組織(OPEC)的原油產(chǎn)量變化。因此,Brent原油價(jià)格的主要影響因素是亞歐國(guó)家的經(jīng)濟(jì)行情和中東地區(qū)等產(chǎn)油國(guó)的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。相比之下,WTI原油價(jià)格的主要驅(qū)動(dòng)因素是美國(guó)國(guó)內(nèi)的原油產(chǎn)量與需求。因此,庫(kù)欣地區(qū)的原油庫(kù)存量會(huì)對(duì)WTI原油價(jià)格造成直接影響。當(dāng)然,WTI也是全球重要的原油價(jià)格基準(zhǔn),其價(jià)格在一定程度上受到全球原油供需的影響。

在交易方面,WTI原油的期貨合約在紐約商品期貨交易所(NYMEX)交易,Brent原油期貨合約在倫敦國(guó)際石油交易所(ICE)交易。WTI原油期貨憑借其報(bào)價(jià)透明和高流動(dòng)性的優(yōu)勢(shì)以及美國(guó)超級(jí)原油買家的地位和紐交所的世界影響力,在全球商品期貨的成交量方面占據(jù)龍頭地位。但是,全球約2/3的原油交易量是以Brent原油作為基準(zhǔn)進(jìn)行定價(jià)的。表1總結(jié)了上述對(duì)WTI和Brent原油的對(duì)比情況。

表1 WTI原油和Brent原油對(duì)比

與Brent原油相比,原油價(jià)格預(yù)測(cè)的研究更加偏愛(ài)WTI原油。此外,美國(guó)煉油商進(jìn)口原油的購(gòu)置成本(U.S.Refiner’s Acquisition Cost for Imported Crude Oil,以下簡(jiǎn)稱RAC)也是文獻(xiàn)中經(jīng)?？紤]的原油價(jià)格[2-6]。相比于同為美國(guó)的WTI原油,RAC通常被認(rèn)為是更好地反映全球行情的原油價(jià)格代理[2,7-9]。但是,RAC 存在兩個(gè)缺點(diǎn):一是價(jià)格數(shù)據(jù)公布有延遲,通常延遲3個(gè)月左右;二是存在數(shù)據(jù)修正問(wèn)題,和CPI等經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)類似,會(huì)在首次公布后,對(duì)RAC價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整修正。

在亞洲的原油交易市場(chǎng),阿聯(lián)酋迪拜商品交易所(DME)的阿曼原油和新加坡國(guó)際金融交易所(SIMEX)的迪拜原油也是國(guó)際上較為公認(rèn)的原油價(jià)格基準(zhǔn),具有較為廣泛的影響力。特別地,阿曼原油期貨合約具有目前國(guó)際上最大的原油實(shí)物交割量。但是,這些亞洲原油期貨的國(guó)際地位正受到挑戰(zhàn)。

2018年3月26日,以人民幣計(jì)價(jià)的原油期貨在上海國(guó)際能源交易中心(INE)掛牌交易,交易代碼為SC。SC 期貨合約的交割標(biāo)的為中質(zhì)含硫原油,含硫量為1.5%,API輕質(zhì)度為32。在原油品質(zhì)上,SC原油期貨是對(duì)WTI和Brent輕質(zhì)原油期貨的補(bǔ)充。彭博新聞社專門(mén)發(fā)布了題為“中國(guó)即將撼動(dòng)石油期貨市場(chǎng)(China Is About to Shake Up the Oil Futures Market)”的新聞報(bào)道,認(rèn)為以人民幣計(jì)價(jià)的中國(guó)原油期貨將對(duì)以美元計(jì)價(jià)的原油定價(jià)體系發(fā)起挑戰(zhàn)。在上市交易百日之內(nèi),SC原油期貨交易量迅速攀升,日均成交量很快超過(guò)了迪拜原油期貨合約和阿曼原油期貨合約,成為僅次于WTI與Brent原油期貨的全球第三大原油期貨合約。Wei等[10]研究了上海SC原油期貨、紐約WTI期貨和倫敦Brent期貨之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)三者之間的價(jià)格收益率和波動(dòng)率均存在顯著的溢出效應(yīng)和很強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系,SC期貨價(jià)格在其中扮演了重要的信息傳遞和接收作用?；谏虾C 期貨的成功上市與積極作用,越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始研究其價(jià)格收益率[11-12]和波動(dòng)率[13-16]的可預(yù)測(cè)性。

1.2 名義價(jià)格還是實(shí)際價(jià)格?

預(yù)測(cè)原油的名義價(jià)格還是實(shí)際價(jià)格? 在回答這個(gè)重要問(wèn)題之前,先給出名義價(jià)格和實(shí)際價(jià)格之間的轉(zhuǎn)換公式:

由式 (1)和式(2)可以得出:當(dāng)原油名義價(jià)格的未來(lái)走勢(shì)不可預(yù)測(cè)時(shí),如果CPI的變化是可預(yù)測(cè)的,則原油實(shí)際價(jià)格的變化是可預(yù)測(cè)的,但其可預(yù)測(cè)性僅僅來(lái)源于通貨膨脹率的可預(yù)測(cè)性;反之,當(dāng)原油實(shí)際價(jià)格不可預(yù)測(cè)時(shí),名義價(jià)格可能因通貨膨脹率的可預(yù)測(cè)性而變得可預(yù)測(cè)。特別地,經(jīng)典的經(jīng)濟(jì)理論告訴我們:通貨膨脹可以影響商品(包括原油)的名義價(jià)格,但不能影響實(shí)際價(jià)格。因此,通貨膨脹的相關(guān)因素在理論上可以預(yù)測(cè)原油的名義價(jià)格。Gillman等[17]和Alquist等[7]通過(guò)格蘭杰因果檢驗(yàn)給出了相關(guān)實(shí)證證據(jù),發(fā)現(xiàn)通貨膨脹率和貨幣供應(yīng)量都領(lǐng)先于原油名義價(jià)格的變化。反之,許多學(xué)術(shù)研究也經(jīng)常論證原油名義價(jià)格上升是否加劇了通貨膨脹[18-19]。在現(xiàn)實(shí)中,該問(wèn)題被多次經(jīng)濟(jì)危機(jī)所證實(shí):高油價(jià)引發(fā)高通脹,造成需求下降,從而引發(fā)經(jīng)濟(jì)危機(jī)。

不同于原油的名義價(jià)格,其實(shí)際價(jià)格在經(jīng)濟(jì)理論上應(yīng)該受實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況的影響,例如實(shí)際利率和實(shí)際GDP等。換言之,貨幣增發(fā)如果不能刺激真實(shí)經(jīng)濟(jì),只會(huì)造成原油名義價(jià)格的上升;只有實(shí)際經(jīng)濟(jì)狀況好轉(zhuǎn),需求增加,才能提高原油的實(shí)際價(jià)格。Alquist等[7]給出了對(duì)應(yīng)的綜合實(shí)證結(jié)果,他們發(fā)現(xiàn),芝加哥聯(lián)儲(chǔ)全國(guó)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)指數(shù)(Chicago Fed National Activity Index,CFNAI)、工業(yè)生產(chǎn)指數(shù)和Kilian[20]的全球真實(shí)經(jīng)濟(jì)活力指數(shù)4)該指數(shù)的構(gòu)造在學(xué)術(shù)界存在一定的爭(zhēng)議都是能夠提前捕捉原油實(shí)際價(jià)格變化的預(yù)測(cè)變量。反之,原油的實(shí)際價(jià)格也經(jīng)常被視為真實(shí)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)的代理指標(biāo)和驅(qū)動(dòng)因素[21-25]。

原油價(jià)格是宏觀經(jīng)濟(jì)狀態(tài)的內(nèi)生變量還是外生變量? 長(zhǎng)期以來(lái),這是一個(gè)比較有爭(zhēng)議的話題。基于上述分析,本文認(rèn)為原油價(jià)格是內(nèi)生的5)原油價(jià)格內(nèi)生性的特殊情況討論見(jiàn)1.5節(jié),其價(jià)格變化是受經(jīng)濟(jì)活力或經(jīng)濟(jì)周期所驅(qū)動(dòng)的。具體而言,宏觀貨幣政策和通貨膨脹水平會(huì)影響原油的名義價(jià)格;而真實(shí)的經(jīng)濟(jì)活力與需求會(huì)影響原油的實(shí)際價(jià)格。由于原油實(shí)際價(jià)格更加適合經(jīng)濟(jì)理論建模,越來(lái)越多的研究開(kāi)始關(guān)注實(shí)際價(jià)格的預(yù)測(cè)問(wèn)題。但是預(yù)測(cè)名義價(jià)格和實(shí)際價(jià)格的相關(guān)學(xué)術(shù)論文在數(shù)量上是接近的。這是因?yàn)樵兔x價(jià)格不僅是政府實(shí)施宏觀調(diào)控政策的依據(jù)6)當(dāng)然,政府監(jiān)管部門(mén)也關(guān)心原油的實(shí)際價(jià)格。實(shí)際價(jià)格與真實(shí)經(jīng)濟(jì)情況聯(lián)系更加緊密,還是原油消費(fèi)者在貨幣幻覺(jué)下的關(guān)注重點(diǎn),也是相關(guān)企業(yè)財(cái)政預(yù)算和管理決策的依據(jù)。

1.3 價(jià)格還是收益率?

本文討論的原油價(jià)格預(yù)測(cè)是一個(gè)廣義籠統(tǒng)的概念,既包括價(jià)格預(yù)測(cè),又包括收益率預(yù)測(cè)。那么,應(yīng)該預(yù)測(cè)原油的價(jià)格還是收益率? 如果沒(méi)有任何限制條件,這個(gè)問(wèn)題的答案很簡(jiǎn)單:預(yù)測(cè)價(jià)格或收益率都可以。因?yàn)轭A(yù)測(cè)未來(lái)的價(jià)格(或收益率)可以輕松地通過(guò)價(jià)格和收益率之間的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換成未來(lái)的收益率(或價(jià)格)。

首先,價(jià)格預(yù)測(cè)在技術(shù)上存在一些局限性。如果使用傳統(tǒng)的計(jì)量模型進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè),時(shí)間序列的平穩(wěn)性是必要的前提條件。但是,以圖1的原油價(jià)格序列為例(1986～2022),無(wú)論是WTI還是Brent原油價(jià)格,其實(shí)際價(jià)格和名義價(jià)格,或是原始價(jià)格和對(duì)數(shù)價(jià)格,都不能通過(guò)單位根檢驗(yàn)。因此,預(yù)測(cè)原油價(jià)格的對(duì)數(shù)差分(即收益率)是一個(gè)更好的選擇。但是,在學(xué)術(shù)研究中,直接對(duì)原油價(jià)格或?qū)?shù)價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)或建模也是較為常見(jiàn)的[2,9,20,26-30]。其可能的原因是,部分研究的原油價(jià)格序列在對(duì)應(yīng)的樣本時(shí)間范圍內(nèi)是平穩(wěn)的。例如,圖1的原油價(jià)格序列在1986～2003年的時(shí)間范圍內(nèi)是平穩(wěn)的。此外,在一些研究中,原油價(jià)格與其他變量的時(shí)間序列存在協(xié)整關(guān)系。再或者,序列的非平穩(wěn)性是時(shí)間趨勢(shì)造成的,引入時(shí)間趨勢(shì)變量就可以解決該問(wèn)題。最后,有些預(yù)測(cè)方法不受平穩(wěn)性的限制,例如基于原油期貨價(jià)格的現(xiàn)貨價(jià)格預(yù)測(cè)模型、專家調(diào)查預(yù)測(cè)和部分機(jī)器學(xué)習(xí)方法等(詳見(jiàn)第3節(jié))。但是,一般而言,平穩(wěn)的時(shí)間序列更有利于預(yù)測(cè)建模,因?yàn)槠浔旧泶嬖谝欢ǖ姆植家?guī)律,時(shí)序的前后具有較為穩(wěn)定的自相關(guān)性。而非平穩(wěn)序列過(guò)于雜亂無(wú)章,例如隨機(jī)游走序列完全無(wú)規(guī)律可循,從而難以預(yù)測(cè)。

其次,基于不同的預(yù)測(cè)目標(biāo),應(yīng)當(dāng)對(duì)原油價(jià)格和收益率進(jìn)行有選擇的預(yù)測(cè)。原油是一種能源商品,其價(jià)格受經(jīng)濟(jì)活力的影響,也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)行情產(chǎn)生影響。因此,央行等政府部門(mén)在實(shí)施宏觀調(diào)控政策時(shí),航空公司和汽車生產(chǎn)廠商等原油價(jià)格敏感企業(yè)在做成本預(yù)算和管理決策時(shí),都更加關(guān)注的是原油價(jià)格而非收益率。此外,原油也是金融交易市場(chǎng)的交易品種。在以投資決策為目標(biāo)時(shí),原油價(jià)格收益率,特別是普通超額收益率而非對(duì)數(shù)超額收益率7)需要注意的是,原油期貨的超額收益率在計(jì)算時(shí)無(wú)需再減去無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益率。因?yàn)樵推谪浀氖找姘ＷC金和抵押物的收益,而這個(gè)收益通常被視為無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益,是投資者更加關(guān)心的預(yù)測(cè)對(duì)象。

雖然價(jià)格預(yù)測(cè)和收益率預(yù)測(cè)之間可以相互轉(zhuǎn)換,但是在根據(jù)研究目標(biāo)確定預(yù)測(cè)對(duì)象后,應(yīng)該直接對(duì)關(guān)心的對(duì)象進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)。因?yàn)閮r(jià)格和收益率預(yù)測(cè)在轉(zhuǎn)換前后可能得到不一致的評(píng)價(jià)結(jié)果。具體而言,在經(jīng)濟(jì)層面,應(yīng)該直接對(duì)價(jià)格(而非收益率)預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià);而在金融層面,應(yīng)該直接對(duì)收益率(而非價(jià)格)預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià)。相關(guān)評(píng)價(jià)方法見(jiàn)3.2節(jié)。

1.4 平均價(jià)還是收盤(pán)價(jià)?

在金融預(yù)測(cè)領(lǐng)域,資產(chǎn)價(jià)格數(shù)據(jù)一般是基于收盤(pán)價(jià)。但在能源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,原油的平均價(jià)是研究人員更關(guān)心的對(duì)象。對(duì)應(yīng)的解釋和上一節(jié)的話題是類似的。在金融層面,投資者關(guān)心的是資產(chǎn)的收益率,因此,需要用收盤(pán)價(jià)來(lái)計(jì)算收益。為了實(shí)現(xiàn)投資目的,應(yīng)該使用原油期貨價(jià)格而非原油現(xiàn)貨價(jià)格。因?yàn)樵趯?shí)際投資方面,期貨比現(xiàn)貨的可操作性更強(qiáng),更加靈活。特別地,由于保證金制度,期貨投資杠桿顯著高于股票等其他普通金融資產(chǎn)。Zhang等[4]考慮了期貨投資的杠桿問(wèn)題,并給出了改進(jìn)后的最優(yōu)投資組合構(gòu)建方法和對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)濟(jì)層面,監(jiān)管部門(mén)、消費(fèi)者和相關(guān)企業(yè)關(guān)心的是原油在一段周期內(nèi)的平均價(jià)格,因?yàn)槠骄鶅r(jià)格更加能夠反映這一周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)狀況、購(gòu)買成本和生產(chǎn)利潤(rùn)等。這與CPI和GDP等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的構(gòu)建思想是一致的。

在統(tǒng)計(jì)性質(zhì)方面,平均價(jià)和收盤(pán)價(jià)的時(shí)間序列呈現(xiàn)出一些有趣且值得考慮的差異。Working[31]指出,相比于周期末尾的收盤(pán)價(jià),周期內(nèi)平均價(jià)的一階差分表現(xiàn)出更低的方差和更高的自相關(guān)性。Schwert[32]進(jìn)一步指出,相比于收盤(pán)價(jià),周期內(nèi)平均價(jià)的差分序列與其他變量的協(xié)方差表現(xiàn)出向下的偏誤。這些統(tǒng)計(jì)推斷也得到了股票市場(chǎng)[32-34]和原油市場(chǎng)[35]的實(shí)證結(jié)果支持。特別地,Conlon等[35]強(qiáng)調(diào),在現(xiàn)有文獻(xiàn)中,大部分變量和模型對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)能力依賴于數(shù)據(jù)的選取,可預(yù)測(cè)性通常只在原油平均價(jià)下有效,但在月末收盤(pán)價(jià)上幾乎無(wú)效。

最后,需要提醒讀者一項(xiàng)關(guān)于數(shù)據(jù)下載的問(wèn)題。美國(guó)能源信息署(Energy Information Administration,EIA)是最權(quán)威的原油價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)源之一,其周期性的原油價(jià)格數(shù)據(jù)都是平均價(jià)格而非收盤(pán)價(jià)。例如,EIA 提供了WTI和Brent原油的月度期貨和現(xiàn)貨價(jià)格。所有相關(guān)的月度價(jià)格數(shù)據(jù)都是當(dāng)月每天收盤(pán)價(jià)的算術(shù)平均值。如果想要得到當(dāng)月的收盤(pán)價(jià)數(shù)據(jù),需要下載對(duì)應(yīng)的日度數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,或者直接從金融數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行月度數(shù)據(jù)下載。財(cái)經(jīng)網(wǎng)站和金融數(shù)據(jù)庫(kù)的原油月度數(shù)據(jù)大部分都是當(dāng)月的收盤(pán)價(jià)格。請(qǐng)根據(jù)不同的研究目的,下載使用對(duì)應(yīng)的原油價(jià)格數(shù)據(jù)。

1.5 樣本的時(shí)間范圍

在預(yù)測(cè)原油價(jià)格時(shí),應(yīng)該選擇多長(zhǎng)的樣本時(shí)間范圍? 由于小樣本偏差的問(wèn)題[36],實(shí)證研究通常傾向于選擇盡可能長(zhǎng)的時(shí)間樣本。Gupta 等[37]和Salisu等[38]在研究原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí),使用了從1859年開(kāi)始的跨越一個(gè)半世紀(jì)以上的原油價(jià)格數(shù)據(jù)樣本。但是原油價(jià)格預(yù)測(cè)并非樣本越長(zhǎng)越好。WTI價(jià)格是實(shí)證研究中最流行的代理變量,但是WTI原油價(jià)格在1985年之前并不是由市場(chǎng)決定的,而是由美國(guó)政府的相關(guān)部門(mén)嚴(yán)格監(jiān)管控制的。圖4展示了1948～1985年之間的WTI價(jià)格時(shí)間序列,其中實(shí)際價(jià)格以1970年1月為基期。在圖4(a)(1948～1973)中,WTI的名義價(jià)格在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)都是恒定不變的常數(shù)8)該圖中涉及的WTI價(jià)格和CPI數(shù)據(jù)來(lái)自FRED經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)(https://fred.stlouisfed.org/),并不能反映出該時(shí)期內(nèi)真實(shí)的原油供需情況。即使在經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期,原油的名義價(jià)格也是幾乎恒定不變的,這與圖1形成了鮮明的對(duì)比。雖然圖4(a)中的實(shí)際價(jià)格是連續(xù)變動(dòng)的,但和1.2節(jié)的討論類似,這時(shí)的實(shí)際價(jià)格變動(dòng)大部分反映的是通貨膨脹的變化情況而非真實(shí)原油市場(chǎng)的行情變化。圖4(b)描繪了WTI價(jià)格在1974～1985年之間的變化情況。由圖4(b)可以發(fā)現(xiàn),WTI原油價(jià)格雖然還是階梯式的變動(dòng),但變動(dòng)頻率越來(lái)越快。

圖4 WTI原油的名義價(jià)格和實(shí)際價(jià)格(1948～1985)

接下來(lái),對(duì)原油價(jià)格在圖1和圖4之間的不同變化形態(tài)給出相關(guān)解釋。在1973年之前,美國(guó)國(guó)內(nèi)的原油基本是自給自足的。但是在1973年后,美國(guó)的原油進(jìn)口量急劇上升,不受價(jià)格管制的國(guó)外進(jìn)口原油和美國(guó)國(guó)內(nèi)的管制原油之間的價(jià)格偏離壓力不斷加大,從而驅(qū)使美國(guó)國(guó)內(nèi)原油價(jià)格的調(diào)整頻率不斷提高。在1985年之后,WTI原油價(jià)格基本不再受美國(guó)政府的管制,可以客觀反映出原油市場(chǎng)的供需情況和宏觀經(jīng)濟(jì)行情。這可能是EIA 的下載數(shù)據(jù)和絕大部分相關(guān)論文的使用數(shù)據(jù)起始于1986年的主要原因。另一個(gè)值得一提的原因是,在1973～1985年期間,第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)、伊朗的伊斯蘭革命和兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)等地緣政治事件主導(dǎo)了原油價(jià)格的變動(dòng)。期間,OPEC成員國(guó)紛紛宣布對(duì)美國(guó)禁運(yùn)并持續(xù)減產(chǎn),導(dǎo)致原油價(jià)格飆升。兩次石油危機(jī)導(dǎo)致全球失業(yè)率和通貨膨脹率同時(shí)上升,引發(fā)了世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)大衰退。在此期間,OPEC 對(duì)全球油價(jià)有直接的定價(jià)權(quán)和絕對(duì)的影響力。但是經(jīng)濟(jì)衰退伴隨著原油需求的下降,OPEC慢慢陷入囚徒困境,逐漸對(duì)原油產(chǎn)量和定價(jià)做出讓步和妥協(xié)。

把研究樣本的時(shí)間范圍放寬之后,重新討論原油價(jià)格的內(nèi)生性問(wèn)題(之前的相關(guān)討論見(jiàn)1.2節(jié))。根據(jù)圖4(a),可以發(fā)現(xiàn),原油的名義價(jià)格在1973年之前應(yīng)該是外生的,不會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)行情的變化做出響應(yīng)。油價(jià)的外生性在油價(jià)恒定不變的時(shí)間段內(nèi)是基本成立的。Hamilton[22]和Gillman等[17]利用20世紀(jì)50年代和60年代的樣本,發(fā)現(xiàn)通貨膨脹等經(jīng)濟(jì)變量確實(shí)對(duì)原油名義價(jià)格沒(méi)有影響。但是,在1973～1985的OPEC控制油價(jià)時(shí)期,油價(jià)變化的外生性是存在爭(zhēng)議的。雖然OPEC 成員國(guó)的原油禁運(yùn)和減產(chǎn)有時(shí)是基于戰(zhàn)爭(zhēng)等外生事件,但也常常會(huì)對(duì)美國(guó)非預(yù)期的通脹、降息和美元貶值做出減產(chǎn)提價(jià)的回應(yīng)。因此,原油價(jià)格在1973年后表現(xiàn)出一定程度的內(nèi)生性。Barsky等[21]給出了相關(guān)實(shí)證來(lái)支持這一結(jié)論。

最后,新冠疫情和俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)等突發(fā)事件的爆發(fā)可能會(huì)造成原油價(jià)格的結(jié)構(gòu)突變。但是,不同于排除原油價(jià)格管制時(shí)期的一般做法,我們總是將最新的研究樣本包含進(jìn)來(lái)。為了解決突發(fā)事件可能引起的結(jié)構(gòu)突變問(wèn)題,一方面可以通過(guò)識(shí)別結(jié)構(gòu)斷點(diǎn),劃分獨(dú)立的子樣本,進(jìn)行分樣本的樣本內(nèi)分析;另一方面可以運(yùn)用滾動(dòng)窗口、時(shí)變參數(shù)和機(jī)制轉(zhuǎn)換等技術(shù)進(jìn)行樣本外預(yù)測(cè)研究。

1.6 預(yù)測(cè)頻率與周期

第2個(gè)與時(shí)間有關(guān)的對(duì)象選擇問(wèn)題是原油價(jià)格的預(yù)測(cè)頻率?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的頻率一般為月度、季度和年度[5,7,39-42]。其主要原因是,大部分經(jīng)濟(jì)基本面的預(yù)測(cè)變量都只能在月度等低頻率上獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。另外,學(xué)者們也會(huì)對(duì)更高頻率的原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)研究,如周度[40]、日度[43]以及日內(nèi)高頻[12,44]。現(xiàn)有研究認(rèn)為更高頻率的原油價(jià)格更加不穩(wěn)定,因而更難預(yù)測(cè)[40,43]。此外,也有學(xué)者使用混合頻率的數(shù)據(jù)對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)[3,45-47]?；贕hysels等[48]提出的MIDAS 模型,研究發(fā)現(xiàn),混合頻率的數(shù)據(jù)可以提高對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

本文討論的最后一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的對(duì)象選擇問(wèn)題是預(yù)測(cè)周期。一部分原油價(jià)格預(yù)測(cè)文獻(xiàn)專注于單期預(yù)測(cè)[4,39-41],另一部分則同時(shí)進(jìn)行了單期和多期預(yù)測(cè)[5,7,49-50]。多期預(yù)測(cè)就是在t時(shí)刻預(yù)測(cè)未來(lái)h(h＞1)期的價(jià)格或收益率。正如1.4 節(jié)的討論,有必要對(duì)平均價(jià)和收盤(pán)價(jià)的多期預(yù)測(cè)進(jìn)行區(qū)分。

如果關(guān)心的是原油收盤(pán)價(jià),則可以直接預(yù)測(cè)第t+h期的原油價(jià)格,即Pt+h,或者預(yù)測(cè)第t+1期至t+h期的多期收益率,即rt+1:t+h=lnPt+h-lnPt,亦或預(yù)測(cè)第t+h期的單期收益率rt+h=lnPt+hlnPt+h-1。預(yù)測(cè)rt+h是間接的多期預(yù)測(cè),因?yàn)檫€需要分別單獨(dú)預(yù)測(cè)rt+1,rt+2,…,rt+h-1,才能真正實(shí)現(xiàn)多期預(yù)測(cè)的實(shí)際作用,所以預(yù)測(cè)rt+1:t+h是多期預(yù)測(cè)的直接實(shí)現(xiàn)?；趯?duì)數(shù)收益率的時(shí)間序列可加性,相關(guān)文獻(xiàn)一般將該多期收益率表示為

如果關(guān)心的是原油的平均價(jià),則可以直接預(yù)測(cè)第t+1期至t+h期的多期平均價(jià)格,即

或者預(yù)測(cè)第t+h期的單期價(jià)格,即Pt+h,亦或預(yù)測(cè)第t+1期至t+h期的多期收益率,即rt+1:t+h=lnPt+1:t+h-lnPt-h+1:t(注意,此處不是rt+1:t+h=lnPt+h-lnPt)。此時(shí),預(yù)測(cè)Pt+h是間接的多期預(yù)測(cè),因?yàn)檫€需要分別單獨(dú)預(yù)測(cè)Pt+1,Pt+2,…,Pt+h-1,才能真正實(shí)現(xiàn)多期預(yù)測(cè)的實(shí)際作用。

最后,給出多期預(yù)測(cè)的實(shí)際操作過(guò)程。以如下最簡(jiǎn)單的一元線性回歸模型為例:

首先,在第t期末,利用i=1至t-h的ri+1:i+h和xi數(shù)據(jù)回歸得到系數(shù)估計(jì)值。此時(shí),因變量和自變量所用到的最后一期數(shù)據(jù)分別為rt-h+1:t和xt-h,均不涉及第t期以后的未來(lái)信息。然后,將xt代入回歸方程,可得對(duì)應(yīng)的多期收益率預(yù)測(cè)值此時(shí),注意不要將樣本內(nèi)擬合數(shù)據(jù)的下一期,即xt-h+1,代入回歸方程,否則本質(zhì)上還是單期預(yù)測(cè)。

2 油價(jià)的影響因素和預(yù)測(cè)變量

2.1 經(jīng)濟(jì)基本面、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)和原油供需

原油作為一種常見(jiàn)的商品,其價(jià)格也是由供應(yīng)和需求所決定的。如果原油供應(yīng)越少(越多),需求越大(越小),則原油的價(jià)格就會(huì)越高(越低)。眾多實(shí)證研究證實(shí)了該供求理論。Ye等[26]發(fā)現(xiàn),原油庫(kù)存量作為同時(shí)反映供給和需求的變量,可以有效預(yù)測(cè)原油價(jià)格。

在需求層面,原油作為一種重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工業(yè)原料,經(jīng)濟(jì)活力直接決定了原油的需求9)除了經(jīng)濟(jì)活力以外,還有其他影響原油需求與消費(fèi)的因素。Considine[51]指出,氣候條件會(huì)顯著影響能源的需求;特別地,溫暖的氣候會(huì)降低取暖油的消費(fèi)。在經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期,原油需求較大,原油價(jià)格上升;而在經(jīng)濟(jì)衰退期,原油需求較小,原油價(jià)格下降。Kilian[20]通過(guò)航運(yùn)數(shù)據(jù)構(gòu)造了全球真實(shí)經(jīng)濟(jì)活力指數(shù)以反映原油需求,并發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格有顯著的影響。Kilian等[52]發(fā)現(xiàn),全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)可以預(yù)測(cè)原油真實(shí)價(jià)格的上升。類似地,Baumeister等[24]研究了2014年以來(lái)的原油價(jià)格下降,認(rèn)為其中一部分可預(yù)測(cè)的價(jià)格下跌是由于全球經(jīng)濟(jì)放緩造成的原油需求下降。

在供應(yīng)層面,由于“石油外交”的政治屬性,地緣政治風(fēng)險(xiǎn)直接決定了原油的供應(yīng)。Caldara等[30]利用新聞報(bào)紙的文本數(shù)據(jù)構(gòu)建了地緣政治風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。Bouoiyour等[53]研究了其中兩個(gè)子類指標(biāo),發(fā)現(xiàn)地緣政治行動(dòng)比地緣政治威脅對(duì)原油價(jià)格的影響更加顯著。Akram[54]發(fā)現(xiàn),地緣政治的不確定性風(fēng)險(xiǎn)上升會(huì)伴隨著原油價(jià)格的上升,并且該關(guān)系會(huì)在原油出口國(guó)的貨幣貶值時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)。Su等[55]強(qiáng)調(diào)了原油的政治屬性,發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致原油價(jià)格上升,并且原油市場(chǎng)與地緣政治事件是緊密聯(lián)系的。Phan等[56]發(fā)現(xiàn),將恐怖襲擊作為變量可以預(yù)測(cè)油價(jià),恐怖襲擊對(duì)油價(jià)會(huì)產(chǎn)生正向影響,并且影響效應(yīng)主要集中在產(chǎn)油國(guó)的恐怖襲擊。Ozcelebi等[57]發(fā)現(xiàn),巴西、俄羅斯和印度的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)上升(或下降)會(huì)導(dǎo)致原油價(jià)格的上升(或下降)。此外,通過(guò)觀察圖1中油價(jià)和戰(zhàn)爭(zhēng)的聯(lián)系以及1.5小節(jié)的相關(guān)討論,可以發(fā)現(xiàn),產(chǎn)油國(guó)(特別是中東地區(qū))的戰(zhàn)亂和恐怖襲擊是油價(jià)變化的重要推手。

對(duì)于原油的需求和供應(yīng),哪一個(gè)因素對(duì)油價(jià)變化的影響更大? 學(xué)術(shù)界一直在嘗試回答這個(gè)問(wèn)題。相關(guān)研究一致認(rèn)為,油價(jià)變化主要是由原油需求沖擊而非供給沖擊引起[20,58-59]。但是,Baumeister等[60]給出了正好完全相反的結(jié)論,認(rèn)為原油供給才是油價(jià)的主導(dǎo)者。Kilian[61]正面反駁了該觀點(diǎn),給出了全新的實(shí)證以證明需求沖擊確實(shí)是原油真實(shí)價(jià)格變動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)者。Herrera等[62]基于需求和供給的油價(jià)爭(zhēng)論指出,不同識(shí)別假設(shè)和模型設(shè)定可能會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)論。目前,該問(wèn)題的爭(zhēng)論還在繼續(xù)。

2.2 原油期貨市場(chǎng)及原油相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)的預(yù)測(cè)信息

在期貨定價(jià)中,預(yù)期理論認(rèn)為期貨價(jià)格是未來(lái)現(xiàn)貨價(jià)格的無(wú)偏估計(jì)。因此,部分學(xué)者直接將原油期貨價(jià)格作為未來(lái)現(xiàn)貨價(jià)格的預(yù)測(cè),并認(rèn)為其是一個(gè)有效的預(yù)測(cè)基準(zhǔn)[2,7,50,63]。程剛等[64]研究發(fā)現(xiàn),在2004年之前,原油期貨價(jià)格對(duì)到期日現(xiàn)貨價(jià)格的預(yù)測(cè)基本都是無(wú)偏的,能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)提供比較有效的信息;在2004年之后,期貨價(jià)格對(duì)相應(yīng)到期日現(xiàn)貨價(jià)格的預(yù)測(cè)是有偏的。Bai等[65]則檢驗(yàn)各種預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)WTI原油月度價(jià)格密度預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)WTI原油期貨價(jià)格是唯一能夠在不同時(shí)間范圍內(nèi)都產(chǎn)生良好的樣本外密度預(yù)測(cè)的有效變量。Chu等[66]研究發(fā)現(xiàn),簡(jiǎn)單的無(wú)變化基準(zhǔn)預(yù)測(cè)在短期(小于1年)的原油價(jià)格預(yù)測(cè)表現(xiàn)優(yōu)于基于期貨價(jià)格的預(yù)測(cè);然而,從長(zhǎng)期(1～5年)預(yù)測(cè)來(lái)看,基于期貨價(jià)格的預(yù)測(cè)比無(wú)變化的基準(zhǔn)預(yù)測(cè)表現(xiàn)得更好。

相比之下,持有成本理論認(rèn)為期貨價(jià)格應(yīng)該等于現(xiàn)貨價(jià)格加上持倉(cāng)費(fèi)用。持倉(cāng)費(fèi)用包括現(xiàn)貨倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)以及借款利息。換言之,使用期貨價(jià)格作為原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)考慮一個(gè)合理的調(diào)整項(xiàng)。Coppola[67]基于持有成本模型考慮期貨和現(xiàn)貨的協(xié)整關(guān)系,構(gòu)建向量誤差修正模型(Vector Error Correction Model,VECM)以預(yù)測(cè)原油價(jià)格,結(jié)果表明,考慮期貨信息的模型在樣本內(nèi)外的原油價(jià)格預(yù)測(cè)都有較高的精度,其中樣本外預(yù)測(cè)可以打敗隨機(jī)游走模型。信息逐步擴(kuò)散理論則認(rèn)為信息首先在期貨市場(chǎng)上有所反應(yīng),然后逐步擴(kuò)散到現(xiàn)貨市場(chǎng)上。換言之,期貨市場(chǎng)領(lǐng)先于現(xiàn)貨市場(chǎng),可以為現(xiàn)貨市場(chǎng)的預(yù)測(cè)提供有價(jià)值的信息。相應(yīng)地,學(xué)者們將原油期貨價(jià)格作為預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)[5,49]。此外,也有學(xué)者認(rèn)為相關(guān)產(chǎn)品價(jià)差可以為原油價(jià)格預(yù)測(cè)提供信息。Baumeister等[68]認(rèn)為原油產(chǎn)品價(jià)差對(duì)原油價(jià)格具有預(yù)測(cè)能力,通過(guò)實(shí)證分析發(fā)現(xiàn),考慮汽油和取暖油現(xiàn)貨價(jià)差的時(shí)變參數(shù)模型是預(yù)測(cè)原油價(jià)格最準(zhǔn)確的模型,優(yōu)于無(wú)變化預(yù)測(cè)模型。總體而言,期貨市場(chǎng)信息和相關(guān)產(chǎn)品價(jià)差可以為原油價(jià)格預(yù)測(cè)提供信息。

2.3 金融市場(chǎng)變量

原油具有金融屬性,其價(jià)格與金融市場(chǎng)的狀況緊密相關(guān)。因此,學(xué)者們考慮使用金融市場(chǎng)變量對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先介紹的金融市場(chǎng)變量是技術(shù)指標(biāo)?？紤]到異質(zhì)信息、異質(zhì)投資者以及反應(yīng)不足和反應(yīng)過(guò)度等原因,Neely等[69]證明技術(shù)指標(biāo)在股票市場(chǎng)上具有預(yù)測(cè)能力。相應(yīng)地,在原油市場(chǎng)上,Yin等[70]直接考察了技術(shù)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)能力,實(shí)證結(jié)果表明,技術(shù)指標(biāo)在統(tǒng)計(jì)和經(jīng)濟(jì)意義上對(duì)原油價(jià)格都有顯著的預(yù)測(cè)能力。此外,技術(shù)指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力超過(guò)常用的宏觀經(jīng)濟(jì)變量。Yin 等[70]認(rèn)為預(yù)測(cè)能力部分來(lái)自于投資者情緒的變化,這與Neely等[69]的觀點(diǎn)一致,表明了原油市場(chǎng)的金融化。隨后,Liu等[71]從投資者的視角,使用技術(shù)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。具體而言,他們基于流行的移動(dòng)平均線規(guī)則構(gòu)建技術(shù)指標(biāo),結(jié)果表明,基于技術(shù)指標(biāo)的組合預(yù)測(cè)優(yōu)于基于宏觀變量的組合預(yù)測(cè),可以為投資者帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)收益。此外,他們還發(fā)現(xiàn),技術(shù)指標(biāo)和宏觀經(jīng)濟(jì)變量之間具有互補(bǔ)的信息,這與Neely等[69]的發(fā)現(xiàn)也是一致的。最近,Wen等[72]對(duì)傳統(tǒng)的移動(dòng)平均技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)證結(jié)果表明,改進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)相比于宏觀經(jīng)濟(jì)變量和傳統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)預(yù)測(cè)能力更強(qiáng)。此外,Wen 等[41]、He等[40]和Zhang 等[39]基于技術(shù)指標(biāo)分別從經(jīng)濟(jì)約束、擴(kuò)散指數(shù)和變量選擇的角度對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。值得注意的是,基于技術(shù)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)大多針對(duì)于原油平均價(jià)格而非原油收盤(pán)價(jià)格。當(dāng)對(duì)原油收盤(pán)價(jià)格的收益率進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),技術(shù)指標(biāo)往往并未顯示出較好的預(yù)測(cè)能力。換言之,原油市場(chǎng)是弱勢(shì)有效的。

另有一些研究直接使用金融市場(chǎng)變量對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。Degiannakis等[46]將高頻金融信息與石油市場(chǎng)基本面相結(jié)合預(yù)測(cè)原油價(jià)格,發(fā)現(xiàn)盡管原油市場(chǎng)基本面對(duì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)是有用的,但是結(jié)合高頻金融數(shù)據(jù)后仍可進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度。Zhang等[73]使用眾多預(yù)測(cè)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格波動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明,股票類指標(biāo)被選擇使用的頻率最高,能提供最多的預(yù)測(cè)信息,其中最有用的單個(gè)變量是股市隱含波動(dòng)率指標(biāo)。Ma等[74]也同樣發(fā)現(xiàn),金融類變量對(duì)原油價(jià)格波動(dòng)具有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力?？傮w而言,隨著原油金融化程度的不斷加深,金融市場(chǎng)變量,包括技術(shù)指標(biāo)和股市變量等,都能夠?yàn)樵蛢r(jià)格預(yù)測(cè)提供有用的信息,甚至超過(guò)原油的基本面信息。

2.4 小結(jié)

從經(jīng)濟(jì)理論的角度看,供求關(guān)系是原油價(jià)格變化的基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)基本面是需求端的主要驅(qū)動(dòng)因素,而地緣政治風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)常引起原油生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)墓?yīng)沖擊。根據(jù)預(yù)期理論和持有成本理論,原油的期貨價(jià)格能夠?yàn)槲磥?lái)的原油現(xiàn)貨價(jià)格提供有價(jià)值的預(yù)測(cè)信息。此外,基于投資者的有限關(guān)注和信息逐步擴(kuò)散理論,與原油相關(guān)的其他產(chǎn)品或商品市場(chǎng)的價(jià)格信息對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)也有幫助。從金融的角度看,原油價(jià)格的可預(yù)測(cè)性探究也是對(duì)有效市場(chǎng)理論的一種檢驗(yàn)。相比于經(jīng)濟(jì)變量,技術(shù)指標(biāo)表現(xiàn)出更強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力。隨著原油金融化的不斷加深,原油市場(chǎng)與其他金融交易市場(chǎng)的關(guān)系變得更加緊密,市場(chǎng)之間的信息溢出效應(yīng)更加明顯。因此,金融市場(chǎng)變量也表現(xiàn)出對(duì)原油價(jià)格的良好預(yù)測(cè)能力。相關(guān)原油價(jià)格理論的綜述可參考文獻(xiàn)[75],該文獻(xiàn)從投機(jī)、供求關(guān)系、OPEC壟斷和稀缺租金等多個(gè)視角,討論了原油定價(jià)的經(jīng)濟(jì)理論基礎(chǔ)。

3 預(yù)測(cè)方法

3.1 樣本內(nèi)、樣本外和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)

現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)可以分為樣本內(nèi)和樣本外預(yù)測(cè)兩個(gè)方面。樣本內(nèi)預(yù)測(cè)是指利用全部樣本對(duì)模型進(jìn)行擬合,然后基于模型的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)效果的解釋,故樣本內(nèi)預(yù)測(cè)也通常被稱為樣本內(nèi)估計(jì)。樣本外預(yù)測(cè)是指在保證觀測(cè)值時(shí)序性的前提下,將全部觀測(cè)值分成兩部分,前一部分用來(lái)對(duì)模型進(jìn)行樣本內(nèi)估計(jì),后一部分用來(lái)迭代預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。在1.6節(jié)給出了樣本外預(yù)測(cè)過(guò)程的例子。

大量文獻(xiàn)表明,良好的樣本內(nèi)預(yù)測(cè)效果并不能保證樣本外預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[76-78]。Welch 等[76]通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)中的眾多預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)證分析,發(fā)現(xiàn)這些預(yù)測(cè)指標(biāo)不能提供優(yōu)于簡(jiǎn)單歷史均值模型的樣本外預(yù)測(cè)。樣本內(nèi)可預(yù)測(cè)性無(wú)法保證樣本外可預(yù)測(cè)性的原因包括過(guò)度擬合、虛假回歸和結(jié)構(gòu)突變等[78]。過(guò)度擬合導(dǎo)致模型樣本內(nèi)性能較好,樣本外拓展能力較差[6,79]。Hansen等[80]通過(guò)考慮一系列數(shù)據(jù)挖掘的例子,發(fā)現(xiàn)樣本外分析比樣本內(nèi)分析更能解決數(shù)據(jù)挖掘?qū)е碌哪Ｐ瓦^(guò)擬合問(wèn)題。Granger[81]指出,模型與數(shù)據(jù)的擬合度較高可能是虛假回歸的原因,這使得模型變得不再可靠。此外,數(shù)據(jù)中結(jié)構(gòu)突變的存在也導(dǎo)致不能進(jìn)行有效的建模[5,82]。一般而言,樣本內(nèi)預(yù)測(cè)提供了更有效的參數(shù)估計(jì),因此,對(duì)目標(biāo)的預(yù)測(cè)會(huì)更準(zhǔn)確;而樣本外預(yù)測(cè)則隱含地對(duì)數(shù)據(jù)生成過(guò)程的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)采用樣本內(nèi)和樣本外預(yù)測(cè)有助于得到更可靠的結(jié)果[69]。應(yīng)當(dāng)注意的是,樣本內(nèi)可預(yù)測(cè)性是樣本外可預(yù)測(cè)性的必要條件[78]。

實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)也是原油價(jià)格預(yù)測(cè)研究中重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。數(shù)據(jù)的滯后公布和修正是實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的兩個(gè)重要問(wèn)題。Baumeister等[50]指出,并非所有的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)得到,并且許多預(yù)測(cè)原油價(jià)格的指標(biāo)會(huì)受到數(shù)據(jù)修正的影響。例如,RAC原油價(jià)格只有在延遲3個(gè)月左右才能獲得,而用于構(gòu)建原油實(shí)際價(jià)格的CPI數(shù)據(jù)只有在延遲1 個(gè)月后才能獲得;并且,因統(tǒng)計(jì)誤差等原因,這些期初公布的初始數(shù)據(jù)可能會(huì)在之后的幾個(gè)月中被調(diào)整修正。Baumeister等[50]首先對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究,并構(gòu)建了一個(gè)用于月度原油價(jià)格預(yù)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),研究發(fā)現(xiàn),即使在實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的真實(shí)預(yù)測(cè)環(huán)境下,原油價(jià)格依然具有較好的可預(yù)測(cè)性,利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型可以打敗基準(zhǔn)模型;此外,他們還發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)修正在一定程度上也反映了有價(jià)值的預(yù)測(cè)信息。Baumeister等[2]則基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)原油的季度價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。隨后,Wang等[5]和Liu等[71]也構(gòu)建了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),基于改進(jìn)模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。最近有關(guān)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)也對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了考慮[39-41]。

3.2 基準(zhǔn)模型及預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

基準(zhǔn)模型的選擇對(duì)于原油價(jià)格的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)是非常重要的。文獻(xiàn)中常用的原油價(jià)格預(yù)測(cè)基準(zhǔn)包括無(wú)變化(No-change)預(yù)測(cè)[5,41,49-50]、基于期貨價(jià)格的預(yù)測(cè)[2,7,50]以及歷史均值預(yù)測(cè)[39-40,71-72]等。

假設(shè)原油市場(chǎng)是有效的,即原油價(jià)格不可預(yù)測(cè),則隨機(jī)游走模型就為原油價(jià)格提供了一個(gè)有效的預(yù)測(cè)基準(zhǔn)?；跓o(wú)漂移項(xiàng)的隨機(jī)游走模型,未來(lái)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)值就是當(dāng)前的價(jià)格水平,即無(wú)變化預(yù)測(cè),可以表示為

式中:Pt為第t期的原油價(jià)格;為在第t期對(duì)t+h期原油價(jià)格的預(yù)測(cè);h為預(yù)測(cè)周期。

學(xué)者們也普遍認(rèn)為,原油期貨價(jià)格是預(yù)測(cè)未來(lái)原油價(jià)格的最佳指標(biāo)[5,49,83]。期貨市場(chǎng)價(jià)格發(fā)現(xiàn)理論中的預(yù)期理論認(rèn)為,期貨價(jià)格是未來(lái)現(xiàn)貨價(jià)格的無(wú)偏估計(jì),其預(yù)測(cè)值可以表示為

歷史均值一直是股票收益率預(yù)測(cè)的基準(zhǔn)模型[69,76-77,84],在原油價(jià)格收益率預(yù)測(cè)中也被廣泛使用。歷史均值預(yù)測(cè)的核心思想同樣是基于有效市場(chǎng)和隨機(jī)游走,其預(yù)測(cè)值表達(dá)式為

式中:ri為第i期的原油價(jià)格收益率;為在第t期對(duì)t+h期原油收益率的預(yù)測(cè)值。

為了比較基準(zhǔn)模型和其他模型對(duì)于原油價(jià)格預(yù)測(cè)能力的優(yōu)劣,選擇合適的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是必要的。常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括均方預(yù)測(cè)誤差比率(Mean Square Prediction Error Ratio,MSPE Ratio)[5,7,42,49-50]、樣本外R2(Out-of-sampleR2,以及成功率[5,39,49-50]等。

MSPE比率衡量了其他模型相對(duì)于基準(zhǔn)模型均方預(yù)測(cè)誤差的比例,可以表示為

式中:Pt+h為第t+h期的原油真實(shí)價(jià)格;為基準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)的t+h期的原油價(jià)格;為其他模型預(yù)測(cè)的t+h期的原油價(jià)格。顯然,MSPE比率小于1表明,其他模型的預(yù)測(cè)結(jié)果比基準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。

樣本外R2由Campbell等[86]提出,衡量了其他模型相對(duì)于基準(zhǔn)模型MSPE的減少程度,可以表示為

式中:rt+h為第t+h期的原油真實(shí)收益率為基準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)的t+h期的原油收益率為其他模型預(yù)測(cè)的t+h期的原油收益率。顯然,樣本外R2＞0,說(shuō)明其他模型相對(duì)于基準(zhǔn)模型的MSPE較小,即預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。樣本外R2的統(tǒng)計(jì)顯著性可以基于Clark等[87]統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行檢驗(yàn)。此外,由MSPE比率和樣本外R2的定義可知,如果預(yù)測(cè)對(duì)象都是收益率或價(jià)格,這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是一致的、可相互轉(zhuǎn)換的[39,88]。

在實(shí)際應(yīng)用中,預(yù)測(cè)市場(chǎng)的漲跌走勢(shì)有時(shí)比獲得準(zhǔn)確的點(diǎn)預(yù)測(cè)更為重要[89]。因此,檢驗(yàn)市場(chǎng)走勢(shì)預(yù)測(cè)精度的成功率指標(biāo)被用于原油價(jià)格預(yù)測(cè)的評(píng)價(jià),其可以表示為

式中:Dt為啞變量,當(dāng)對(duì)第t期原油價(jià)格漲跌走勢(shì)的預(yù)測(cè)和真實(shí)漲跌走勢(shì)一致時(shí),其值為1,否則為0;N為評(píng)價(jià)樣本的長(zhǎng)度。成功率的統(tǒng)計(jì)顯著性可以基于Pesaran等[90]統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行檢驗(yàn)。

上述3個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)了原油價(jià)格預(yù)測(cè)的統(tǒng)計(jì)精度。然而,投資者在利用原油價(jià)格預(yù)測(cè)構(gòu)造投資組合時(shí),更加關(guān)心原油價(jià)格預(yù)測(cè)能否帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)收益的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括確定性等價(jià)收益(Certainty Equivalent Return,CER)和夏普比率(Sharpe Ratio,SR)等。CER是投資者不采用有風(fēng)險(xiǎn)投資組合時(shí)愿意接受的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)回報(bào)率[39,69-70,86];夏普比率可以被解釋為單位風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的投資超額收益。Yin 等[70]、Liu等[71]和Zhang等[39]的研究都使用了這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.3 專家調(diào)查預(yù)測(cè)

專家調(diào)查預(yù)測(cè)是利用專家的專業(yè)知識(shí)、判斷、意見(jiàn)和直覺(jué),分析研究并尋求原油價(jià)格的變動(dòng)規(guī)律,推測(cè)未來(lái)原油價(jià)格的一種預(yù)測(cè)方法10)類似地,Anderson等[91]利用了消費(fèi)者調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行原油價(jià)格的預(yù)測(cè)。專家通常更熟悉原油相關(guān)的短期經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài),以及可能的長(zhǎng)期演變或整體經(jīng)濟(jì)將發(fā)生的結(jié)構(gòu)性變化。長(zhǎng)期以來(lái),原油價(jià)格長(zhǎng)期預(yù)測(cè)一直尋求專家的意見(jiàn)和建議[92-93]。提供原油價(jià)格專家調(diào)查預(yù)測(cè)的組織和機(jī)構(gòu)有美國(guó)能源信息署 (Energy Information Administration,EIA)11)https://www.eia.gov/、經(jīng)濟(jì)學(xué)人智庫(kù)(Economist Intelligence Unit,EIU)12)https://www.eiu.com/以及共識(shí)經(jīng)濟(jì)公司(Consensus Economics,CE)13)https://www.consensuseconomics.com/等。

相關(guān)文獻(xiàn)將專家調(diào)查預(yù)測(cè)與其他模型進(jìn)行比較,分析其預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。基于共識(shí)經(jīng)濟(jì)公司的原油價(jià)格預(yù)測(cè),Reitz等[94]發(fā)現(xiàn),專家調(diào)查預(yù)測(cè)與隨機(jī)游走預(yù)測(cè)相比表現(xiàn)不理想。相似地,Alquist等[95]研究發(fā)現(xiàn),專家調(diào)查預(yù)測(cè)不如無(wú)變化預(yù)測(cè)準(zhǔn)確。Alquist等[7]則評(píng)估了不同來(lái)源的專家調(diào)查預(yù)測(cè)的表現(xiàn),通過(guò)將其與無(wú)變化預(yù)測(cè)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)專家調(diào)查預(yù)測(cè)對(duì)于原油價(jià)格預(yù)測(cè)精度的提升是有限的。Kunze等[96]從短期和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的角度對(duì)專家調(diào)查預(yù)測(cè)進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)其在短期預(yù)測(cè)時(shí)不如天真的基準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確,然而,其長(zhǎng)期的預(yù)測(cè)表現(xiàn)好于天真的基準(zhǔn)預(yù)測(cè)。Figuerola-Ferretti等[97]對(duì)彭博社的原油價(jià)格專家調(diào)查預(yù)測(cè)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,基于期貨價(jià)格的預(yù)測(cè)比基于分析師的預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確。專家調(diào)查預(yù)測(cè)表現(xiàn)不佳的原因可能是因?yàn)閷＜也⒉皇峭耆硇缘腫98-100]。相比之下,Zhou 等[101]發(fā)現(xiàn),專家調(diào)查預(yù)測(cè)相對(duì)于定量方法的預(yù)測(cè)是一種有效的補(bǔ)充。Cortazar等[102]也指出,可以從眾多專家預(yù)測(cè)中提取出有用的油價(jià)預(yù)測(cè)信息?？傮w而言,專家調(diào)查預(yù)測(cè)并沒(méi)有給出令人信服的原油價(jià)格預(yù)測(cè)。

3.4 傳統(tǒng)計(jì)量模型

傳統(tǒng)計(jì)量模型在原油價(jià)格預(yù)測(cè)中被廣泛使用。其中,有代表性的模型主要包括自回歸模型(Autoregressive Model,AR)、自回歸移動(dòng)平均模型(Autoregressive Moving Average Model,ARMA)、自回歸綜合移動(dòng)平均模型(Autoregressive Integrated Moving A verage Model,ARIMA)、廣義自回歸條件異方差模型(Generalized Autoregressive Conditional Heteroscedasticity,GARCH)、向量自回歸模型(Vector Autoregressive Model,VAR)以及其他普通的線性回歸模型。

AR 模型利用過(guò)去若干期原油價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的原油價(jià)格。Baumeister等[50]、Alquist等[7]和Gupta等[37]在進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí)都考慮使用AR模型,然而,得到的預(yù)測(cè)結(jié)果并不理想。ARMA模型以AR 模型與移動(dòng)平均模型為基礎(chǔ)組合構(gòu)成。AR模型是一種特殊的ARMA 模型,而ARIMA 模型則是為了保證ARMA 模型中數(shù)據(jù)平穩(wěn)而得到的模型。Xie等[103]利用ARIMA 模型預(yù)測(cè)WTI原油價(jià)格,發(fā)現(xiàn)ARIMA 表現(xiàn)一般。Moshiri等[104]運(yùn)用ARIMA 和GARCH模型,對(duì)1983～2003 年在NYMEX 交易的原油期貨價(jià)格進(jìn)行建模和預(yù)測(cè),結(jié)果表明,ARIMA 和GARCH 模型的表現(xiàn)不如其他被考慮的模型。雖然這些模型預(yù)測(cè)表現(xiàn)一般,但是它們?cè)陬A(yù)測(cè)原油價(jià)格的文獻(xiàn)中非常流行[7,50,105-107]。

由Sims[108]提出的VAR 模型是一個(gè)線性回歸方程組。在VAR 模型中,特定的變量對(duì)自身的滯后項(xiàng)和模型中其他變量的滯后項(xiàng)進(jìn)行回歸。Alquist等[7]發(fā)現(xiàn),VAR 模型能夠比AR 和ARMA模型產(chǎn)生更準(zhǔn)確的短期原油價(jià)格預(yù)測(cè)值?？紤]到原油市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之間的非線性關(guān)系,Gupta等[37]使用定性VAR 模型對(duì)WTI原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),發(fā)現(xiàn)定性VAR 模型的預(yù)測(cè)表現(xiàn)優(yōu)于隨機(jī)游走、AR 以及傳統(tǒng)VAR 模型?；陬A(yù)測(cè)變量構(gòu)建一元線性回歸模型也是一種流行的原油價(jià)格預(yù)測(cè)方法。Yin等[70]利用線性回歸模型比較了經(jīng)濟(jì)變量和技術(shù)指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力,發(fā)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)能力更強(qiáng)。其他預(yù)測(cè)原油價(jià)格的文獻(xiàn)也考慮了簡(jiǎn)單的線性回歸模型[4,40,49,109]。總體而言,傳統(tǒng)計(jì)量模型無(wú)法捕捉原油市場(chǎng)的非線性等特征,并且其前提假設(shè)較為嚴(yán)格,對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)存在一定的限制。

3.5 經(jīng)濟(jì)約束

在預(yù)測(cè)過(guò)程中,統(tǒng)計(jì)模型有時(shí)會(huì)違背經(jīng)濟(jì)理論。在這種情況下,對(duì)統(tǒng)計(jì)模型施加合理的經(jīng)濟(jì)理論約束能夠提高預(yù)測(cè)效果。例如,在股票收益率預(yù)測(cè)時(shí),Campbell等[86]認(rèn)為理性的投資者出于賣空約束等理由會(huì)拋棄負(fù)的收益預(yù)測(cè),因此,當(dāng)收益預(yù)測(cè)為負(fù)值時(shí),將其約束為零。同時(shí)認(rèn)為預(yù)測(cè)變量回歸系數(shù)的正負(fù)性應(yīng)該符合理論預(yù)期,否則放棄該預(yù)測(cè)變量,直接使用基準(zhǔn)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。此后,Pettenuzzo等[84]在非負(fù)收益的基礎(chǔ)上繼續(xù)使用合理的夏普比率對(duì)收益預(yù)測(cè)加以約束。類似地,Zhang等[110]使用3σ準(zhǔn)則對(duì)收益率預(yù)測(cè)的極大值進(jìn)行合理約束。這些研究都發(fā)現(xiàn),施加經(jīng)濟(jì)約束后可以進(jìn)一步提高股票收益率的預(yù)測(cè)表現(xiàn)。

受此啟發(fā),學(xué)者們?cè)谶M(jìn)行原油價(jià)格的預(yù)測(cè)時(shí)也嘗試考慮施加經(jīng)濟(jì)約束以提高預(yù)測(cè)精度。Wang等[49]在進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí),同時(shí)考慮了經(jīng)濟(jì)約束和統(tǒng)計(jì)約束。在經(jīng)濟(jì)約束方面,他們借鑒Campbell等[86]的思想,對(duì)預(yù)測(cè)指標(biāo)回歸系數(shù)的符號(hào)進(jìn)行約束,保證模型中得到的回歸系數(shù)與經(jīng)濟(jì)理論預(yù)期是一致的,結(jié)果表明,施加該經(jīng)濟(jì)約束可以提高原油價(jià)格預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。最近,Wen等[41]在使用技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí)也考慮經(jīng)濟(jì)約束方法,并提高了原油價(jià)格的預(yù)測(cè)表現(xiàn)。其他原油價(jià)格預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)也考慮了經(jīng)濟(jì)約束的作用[39,42,111]?？傮w而言,施加經(jīng)濟(jì)約束可以使得原油價(jià)格預(yù)測(cè)更符合經(jīng)濟(jì)理論,進(jìn)而提高原油價(jià)格的預(yù)測(cè)精度。

3.6 組合預(yù)測(cè)

金融預(yù)測(cè)研究經(jīng)常存在模型不確定性的問(wèn)題,導(dǎo)致單個(gè)模型的預(yù)測(cè)性能有限,預(yù)測(cè)精度較差。Stock等[112]和Rapach 等[77]都對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了探究,并推薦使用組合預(yù)測(cè)方法來(lái)解決這一問(wèn)題。Rapach等[77]指出,組合預(yù)測(cè)方法能夠有效降低預(yù)測(cè)誤差方差,進(jìn)而提高預(yù)測(cè)表現(xiàn)。

Baumeister等[9]較早在原油價(jià)格預(yù)測(cè)的研究中考慮預(yù)測(cè)組合的作用,發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)組合會(huì)比無(wú)變化預(yù)測(cè)的原油價(jià)格更加準(zhǔn)確,如基于成功率的預(yù)測(cè)精度高達(dá)72%,因此,他們建議構(gòu)建合適的組合預(yù)測(cè)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的原油價(jià)格預(yù)測(cè)方法。隨后,Wang等[5]基于時(shí)變參數(shù)模型的多種組合方法對(duì)原油的實(shí)際價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明,在長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月的預(yù)測(cè)周期內(nèi),基于時(shí)變參數(shù)模型的預(yù)測(cè)組合方法的原油價(jià)格預(yù)測(cè)精度高于無(wú)變化預(yù)測(cè)、單個(gè)模型預(yù)測(cè)以及基于恒定系數(shù)模型的預(yù)測(cè)組合方法。這一結(jié)果的原因是不同時(shí)變參數(shù)模型預(yù)測(cè)誤差之間的相關(guān)性較低。Zhang等[4]則考慮了一種新的迭代組合方法對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),研究發(fā)現(xiàn),迭代組合預(yù)測(cè)和傳統(tǒng)的組合預(yù)測(cè)方法都能夠提供優(yōu)于基準(zhǔn)模型的原油價(jià)格預(yù)測(cè)。相比之下,迭代組合預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)精度更高。組合預(yù)測(cè)方法不僅表現(xiàn)優(yōu)異且十分穩(wěn)定可靠,在原油價(jià)格預(yù)測(cè)的研究中被廣泛使用[39-41,45,113-116]?？傮w而言,組合預(yù)測(cè)方法可以解決原油價(jià)格預(yù)測(cè)中的參數(shù)及模型不確定性問(wèn)題,是一種提高原油價(jià)格預(yù)測(cè)精度的穩(wěn)健方法。

3.7 機(jī)器學(xué)習(xí)

3.7.1降維方法 降維是一種處理多元信息的方法,而且可以有效防止模型過(guò)擬合等問(wèn)題[5-6,40,70,72,117]。原油價(jià)格預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)常常會(huì)涉及幾十甚至上百個(gè)變量[4,27,39,73],亟需進(jìn)行降維處理。其中,常用的降維方法包括主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)、偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)以及縮放主成分分析法(Scaled Principal Component Analysis,SPCA)等。

Yin等[70]利用PCA 方法從經(jīng)濟(jì)變量和技術(shù)指標(biāo)中提取主成分,并對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明,PCA 可以有效地從預(yù)測(cè)指標(biāo)中提取信息,對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確。相比于PCA 的無(wú)監(jiān)督降維,PLS是一種有監(jiān)督的降維方法。Zhang等[39]和Wen等[41]基于PLS方法對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)。與PLS的思想類似,Huang等[118]提出SPCA 方法也是一種有監(jiān)督的降維方法。He等[40]基于技術(shù)指標(biāo),使用SPCA 方法預(yù)測(cè)原油實(shí)際價(jià)格,研究發(fā)現(xiàn),SPCA 能夠識(shí)別對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)能力強(qiáng)的技術(shù)指標(biāo),從而提升原油價(jià)格的預(yù)測(cè)效果。最近,Zhang等[6]將PCA 和組合預(yù)測(cè)方法進(jìn)行結(jié)合,提出了一種新的降維組合預(yù)測(cè)方法,實(shí)證結(jié)果顯示,該降維組合方法優(yōu)于相關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)預(yù)測(cè)模型,對(duì)原油收益率的預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確?？傮w而言,降維方法可以有效解決因變量數(shù)目多而產(chǎn)生的多重共線性和過(guò)度擬合問(wèn)題,在原油價(jià)格預(yù)測(cè)領(lǐng)域取得了一定的成效。

3.7.2變量選擇 變量選擇是另一種適合多變量環(huán)境的預(yù)測(cè)方法,在原油價(jià)格預(yù)測(cè)中也經(jīng)常被使用[6,27,39-41,72]。Lasso(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)[119]和彈性網(wǎng)[120]是常見(jiàn)的變量選擇方法。這些方法由于在普通最小二乘的目標(biāo)函數(shù)上進(jìn)一步引入了L1范數(shù)的懲罰項(xiàng),可以讓一些相對(duì)“無(wú)用”變量的回歸系數(shù)收縮為零,從而實(shí)現(xiàn)變量選擇的功能。換言之,回歸系數(shù)非零的變量就是被選擇的變量。

Zhang等[39]利用變量選擇模型對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)進(jìn)行了一個(gè)全面的研究,發(fā)現(xiàn)Lasso和彈性網(wǎng)的預(yù)測(cè)表現(xiàn)優(yōu)于嶺回歸、組合預(yù)測(cè)和主成分分析法等競(jìng)爭(zhēng)模型,并進(jìn)一步探究了原油價(jià)格預(yù)測(cè)的變量選擇問(wèn)題,給出了一些有意義的發(fā)現(xiàn):①Lasso和彈性網(wǎng)并不總是選擇預(yù)測(cè)能力強(qiáng)的變量,也會(huì)兼顧那些能夠提供互補(bǔ)信息的變量;②變量選擇呈現(xiàn)出有趣的動(dòng)量效應(yīng);③基于每一期所選擇的變量,普通的多元線性回歸模型也可以表現(xiàn)出較好的預(yù)測(cè)能力;④模型的變量選擇及預(yù)測(cè)能力與投資者情緒緊密相關(guān)。這些有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)對(duì)進(jìn)一步解釋和理解變量選擇模型的預(yù)測(cè)能力是很有幫助的。Miao等[27]考慮供給、需求、金融市場(chǎng)、商品市場(chǎng)、投機(jī)和地緣政治6個(gè)方面的預(yù)測(cè)指標(biāo),使用Lasso模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明,Lasso模型的預(yù)測(cè)性能優(yōu)于無(wú)變化預(yù)測(cè)和期貨基準(zhǔn)預(yù)測(cè)。Wen等[41]在考慮經(jīng)濟(jì)約束的前提下利用Lasso和彈性網(wǎng)等模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)研究,發(fā)現(xiàn)變量選擇模型確實(shí)可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)原油價(jià)格,并且考慮經(jīng)濟(jì)約束后,它們的預(yù)測(cè)性能可以得到進(jìn)一步提升。

總體而言,變量選擇模型通過(guò)引入了L1范數(shù)的懲罰項(xiàng),放棄了普通最小二乘法的無(wú)偏估計(jì),通過(guò)犧牲估計(jì)的偏差來(lái)提高估計(jì)的穩(wěn)定性,從而實(shí)現(xiàn)提高預(yù)測(cè)精度的目標(biāo)。因此,和降維方法一樣,變量選擇模型也可以解決多變量環(huán)境下的過(guò)度擬合和多重共線性問(wèn)題,在原油價(jià)格預(yù)測(cè)領(lǐng)域頗有建樹(shù)。

3.7.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 真實(shí)的原油市場(chǎng)具有復(fù)雜的非線性、高波動(dòng)性和不規(guī)則的特點(diǎn)[121],導(dǎo)致傳統(tǒng)計(jì)量模型在進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè)時(shí)不可避免地存在一定的局限性。因此,眾多學(xué)者考慮使用能夠捕捉預(yù)測(cè)指標(biāo)與原油價(jià)格之間非線性關(guān)系的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)[107,122-127]。

現(xiàn)有文獻(xiàn)表明,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)具有優(yōu)越的性能。Tang等[122]構(gòu)建了一個(gè)多小波遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Multiple Wavelet Recurrent Neural Network,MWRNN)仿真模型,并利用該模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),然后通過(guò)結(jié)合一個(gè)反向傳遞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Back Propagation Neural Network,BPNN),得到原油價(jià)格的最優(yōu)預(yù)測(cè),仿真結(jié)果表明,該模型具有較高的預(yù)測(cè)精度。Xiong等[123]提出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Feed-forward Neural Network,FNN)的修正混合模型,該模型能夠捕捉原油價(jià)格的復(fù)雜動(dòng)態(tài)。Godarzi等[128]研究發(fā)現(xiàn),在石油價(jià)格平穩(wěn)期和振蕩期,帶外生輸入的非線性自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果比線性時(shí)間序列和靜態(tài)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確。范秋楓等[125]將模糊邏輯系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合,采用量子粒子群智能算法調(diào)整模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的參數(shù),使用此系統(tǒng)對(duì)Brent原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果表明,基于量子粒子群智能算法的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)原油價(jià)格的預(yù)測(cè)精度高于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和普通最小二乘法。

3.7.4其他預(yù)測(cè)方法及小結(jié)評(píng)述 除了上述用于原油價(jià)格預(yù)測(cè)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,學(xué)者們也探索并使用了其他可提高預(yù)測(cè)精度的方法對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),例如支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)、小波分析以及眾多混合方法。

李建立等[129]通過(guò)建立多因素SVM 模型對(duì)原油價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè),實(shí)證結(jié)果表明,基于此模型的原油價(jià)格預(yù)測(cè)相對(duì)于誤差修正模型和基于油價(jià)本身的自回歸SVM 模型具有更好的預(yù)測(cè)效果。Fan 等[130]在原油價(jià)格預(yù)測(cè)中也使用了SVM 模型。Lin等[131]運(yùn)用小波分析與其他模型結(jié)合,提出了一種新的原油價(jià)格預(yù)測(cè)方法,發(fā)現(xiàn)新模型在極端事件期間具有優(yōu)越的預(yù)測(cè)能力。劉金培等[105]和Jammazi等[132]也基于小波分析預(yù)測(cè)原油價(jià)格。此外,眾多混合方法也被用于原油價(jià)格的預(yù)測(cè)。Wang等[133]將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法與人工智能算法進(jìn)行混合;Chai等[134]將變點(diǎn)識(shí)別方法、時(shí)變轉(zhuǎn)移概率馬爾科夫機(jī)制轉(zhuǎn)換模型、貝葉斯模型平均和時(shí)變結(jié)構(gòu)時(shí)間序列模型進(jìn)行混合;Abdollahi[135]將完備集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法、支持向量機(jī)、粒子群優(yōu)化算法和馬爾科夫轉(zhuǎn)換GARCH 模型進(jìn)行混合;Abdollahi等[136]將自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)、自回歸分?jǐn)?shù)積分移動(dòng)平均以及馬爾科夫轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行混合;張金良等[137]將小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及GARCH 模型進(jìn)行混合。其他很多文獻(xiàn)也利用混合方法進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè)[106,138-141]。

機(jī)器學(xué)習(xí)方法通過(guò)解決原油價(jià)格預(yù)測(cè)中存在的復(fù)雜性問(wèn)題,提高原油價(jià)格的預(yù)測(cè)精度。例如,降維方法和變量選擇模型都可以處理多變量環(huán)境下的過(guò)度擬合問(wèn)題,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可以捕捉到變量之間非線性的交互信息。單個(gè)模型可能無(wú)法同時(shí)解決預(yù)測(cè)過(guò)程中的多個(gè)問(wèn)題。為了綜合各個(gè)模型的優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)一步混合多種預(yù)測(cè)方法進(jìn)行原油價(jià)格預(yù)測(cè),結(jié)果顯示,確實(shí)可以提高預(yù)測(cè)精度。然而,相較于單個(gè)模型,混合模型更加難以解釋,其背后的經(jīng)濟(jì)邏輯和理論基礎(chǔ)都不夠清晰。此外,混合模型存在過(guò)多超參數(shù)調(diào)試、模型設(shè)定及多個(gè)方法排列組合等選擇偏誤問(wèn)題,更加容易引起數(shù)據(jù)挖掘和p值操縱的實(shí)證問(wèn)題,使得這些復(fù)雜模型的預(yù)測(cè)能力缺乏擴(kuò)展性和可復(fù)制性。在研究這類預(yù)測(cè)方法時(shí),需要重點(diǎn)關(guān)注這些問(wèn)題,并予以解決14)將在5.3小節(jié)繼續(xù)對(duì)該話題進(jìn)行了相關(guān)討論。

4 我們可以從油價(jià)預(yù)測(cè)中獲得什么?

4.1 政府監(jiān)管視角

原油是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的工業(yè)原材料之一,因此,油價(jià)變化會(huì)影響宏觀經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行情況。Narayan等[142]對(duì)原油價(jià)格能否預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)行探究,考慮了28個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家和17個(gè)發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與原油價(jià)格的關(guān)系,結(jié)果表明,名義原油價(jià)格相比于實(shí)際原油價(jià)格可以為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)提供更多的信息。Hamilton[143]和Kilian等[144]指出,原油價(jià)格沖擊是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退的主要原因之一。其他大量文獻(xiàn)也對(duì)原油價(jià)格和宏觀經(jīng)濟(jì)的關(guān)系進(jìn)行了論證[145-147]。

總體而言,原油價(jià)格是評(píng)估宏觀經(jīng)濟(jì)狀態(tài)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的重要依據(jù)。政府監(jiān)管部門(mén)(如央行、財(cái)政部和工信部等)在進(jìn)行宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控時(shí),應(yīng)該根據(jù)原油價(jià)格的當(dāng)前水平和未來(lái)預(yù)期,實(shí)行對(duì)應(yīng)的政策和措施。例如,在油價(jià)急劇上升時(shí),經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的成本會(huì)升高,宏觀經(jīng)濟(jì)會(huì)面臨通貨膨脹和失業(yè)率增加的風(fēng)險(xiǎn)。政府監(jiān)管部門(mén)應(yīng)該實(shí)行相關(guān)經(jīng)濟(jì)保護(hù)措施和經(jīng)濟(jì)刺激手段以避免發(fā)生經(jīng)濟(jì)衰退。此外,原油儲(chǔ)備關(guān)乎國(guó)家能源安全問(wèn)題。油價(jià)預(yù)測(cè)是國(guó)家原油儲(chǔ)備動(dòng)態(tài)調(diào)整的重要依據(jù)。

4.2 企業(yè)管理視角

原油價(jià)格變化也會(huì)影響相關(guān)企業(yè)的成本預(yù)算、投資決策和經(jīng)營(yíng)管理。例如,當(dāng)油價(jià)下降時(shí),OPEC希望成員國(guó)的石油開(kāi)采企業(yè)通過(guò)降低原油的開(kāi)采與供應(yīng)來(lái)維持油價(jià)。原油價(jià)格是航空公司重要的運(yùn)營(yíng)成本,對(duì)其成本預(yù)算和機(jī)票定價(jià)都有重要影響。油價(jià)上升通常會(huì)提高機(jī)票的燃油附加費(fèi)。此外,油價(jià)水平會(huì)影響消費(fèi)者對(duì)燃油汽車和新能源汽車的購(gòu)買決策,同樣也會(huì)影響汽車生產(chǎn)廠商的研發(fā)和生產(chǎn)決策。隨著原油的慢慢耗竭或價(jià)格上升,汽車廠商有更強(qiáng)的動(dòng)機(jī)去研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車。

在相關(guān)研究中,Driesprong等[148]發(fā)現(xiàn),由于原油是大多數(shù)公司的重要投入,原油價(jià)格上漲會(huì)增加其運(yùn)營(yíng)成本,從而減少利潤(rùn)。Gupta等[149]對(duì)不同宏觀經(jīng)濟(jì)條件下原油價(jià)格和企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)之間的關(guān)系進(jìn)行研究,結(jié)果表明,隨著原油價(jià)格上漲,如果宏觀經(jīng)濟(jì)條件有利(不利),企業(yè)會(huì)增加(減少)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)。

4.3 金融投資視角

原油及其衍生的金融產(chǎn)品(如期貨、期權(quán)和基金15)美國(guó)石油指數(shù)基金(United States Oil Fund,USO)是全球最有名的原油價(jià)格指數(shù)交易基金等)是機(jī)構(gòu)和個(gè)人投資者的重要投資對(duì)象。眾多文獻(xiàn)分析了原油價(jià)格收益率預(yù)測(cè)值的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4,6,39-41,70-72]。油價(jià)預(yù)測(cè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值檢驗(yàn)主要分為兩大類:第1類是從資產(chǎn)配置的角度,根據(jù)油價(jià)收益率的預(yù)測(cè)值構(gòu)建基于原油期貨和無(wú)風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)(如國(guó)債)之間的投資組合,并檢驗(yàn)其投資組合的經(jīng)濟(jì)效益[4,12,39,41,70,72];第2類是從市場(chǎng)擇時(shí)的角度,根據(jù)原油預(yù)測(cè)的漲跌,買入或賣空原油產(chǎn)品,并檢驗(yàn)其市場(chǎng)擇時(shí)的投資效益[12,40-41,44]。

除了投資目標(biāo)以外,油價(jià)預(yù)測(cè)還可以應(yīng)用于避險(xiǎn)。原油的多頭(如原油生產(chǎn)廠商)和空頭(如航空公司)都可以利用原油期貨進(jìn)行套期保值。雖然套期保值主要取決于現(xiàn)貨和期貨之間的相關(guān)性(或協(xié)方差),但是油價(jià)預(yù)測(cè)可以為是否避險(xiǎn)提供決策依據(jù)。例如,當(dāng)預(yù)測(cè)油價(jià)上升(下降)時(shí),原油的多頭(空頭)方就沒(méi)有必要進(jìn)行套期保值的避險(xiǎn),而空頭(多頭)方則需要進(jìn)行避險(xiǎn)。這與市場(chǎng)擇時(shí)的邏輯是相似的。

總之,政府、企業(yè)到個(gè)人投資者都很關(guān)心原油價(jià)格的預(yù)測(cè),并從中獲得幫助。政府可以從原油價(jià)格預(yù)測(cè)中了解經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀和走勢(shì),制定合理的經(jīng)濟(jì)調(diào)控政策。相關(guān)企業(yè)可以依據(jù)原油價(jià)格預(yù)測(cè),合理調(diào)整投融資決策以提高企業(yè)價(jià)值。投資者可以根據(jù)油價(jià)預(yù)測(cè)進(jìn)行投資組合或市場(chǎng)擇時(shí)以提高投資收益或降低投資風(fēng)險(xiǎn)。因此,油價(jià)預(yù)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。需要注意的是,對(duì)于不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用,需要關(guān)注不同的原油價(jià)格預(yù)測(cè)對(duì)象。

5 未來(lái)研究展望

5.1 氣候風(fēng)險(xiǎn)

隨著全球變暖和極端天氣的頻繁出現(xiàn),氣候風(fēng)險(xiǎn)正成為金融學(xué)的熱門(mén)研究話題。金融學(xué)頂級(jí)期刊Review of Financial Studies和Journal of Financial Economics分別在2020年和2021年組織了以“氣候金融”為主題的?？?6)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),近年來(lái),以“氣候金融”和“綠色金融”等相關(guān)主題組織專刊的期刊還包括Review of Finance、Journal of Corporate Finance、Journal of Banking &Finance、Journal of Financial Stability、Ecological Economics和Finance Research Letters等。眾多研究發(fā)現(xiàn),氣候風(fēng)險(xiǎn)可以顯著影響房地產(chǎn)[150-151]、債券[152-153]、股票[154-156]和其他金融衍生產(chǎn)品[157]的定價(jià)。氣候風(fēng)險(xiǎn)包括氣候變化風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)氣候變化的政策風(fēng)險(xiǎn)。在“雙碳”目標(biāo)下,從長(zhǎng)期來(lái)看,化石能源的使用應(yīng)是逐漸減少的,但氣候風(fēng)險(xiǎn)的短期效應(yīng)還不明確。目前為止,氣候風(fēng)險(xiǎn)如何影響原油價(jià)格,相關(guān)文獻(xiàn)的研究還明顯不足。

但是,原油的開(kāi)采、提煉和消耗都是碳排放強(qiáng)度高的活動(dòng)。因此,氣候風(fēng)險(xiǎn)對(duì)原油及其金融衍生產(chǎn)品的定價(jià)影響具有扎實(shí)的經(jīng)濟(jì)理論基礎(chǔ)。如何從眾多氣候風(fēng)險(xiǎn)因素中找出對(duì)原油價(jià)格預(yù)測(cè)的有效變量是未來(lái)值得研究的方向。

5.2 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,可以在傳統(tǒng)預(yù)測(cè)變量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建新的預(yù)測(cè)指標(biāo)。具體而言,可以利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、文本分析、圖像識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)獲取及處理豐富的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。目前,原油價(jià)格預(yù)測(cè)在這方面的研究還比較缺乏。Fantazzini等[158]、Han等[85]和Yao等[159]都利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行了油價(jià)預(yù)測(cè)的指標(biāo)構(gòu)建。劉嶺等[160]利用新聞數(shù)據(jù)構(gòu)建了新聞?dòng)绊懥χ笖?shù)衰減指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)油價(jià)。Kertlly de Medeiros等[47]根據(jù)EIA 的原油市場(chǎng)報(bào)告數(shù)據(jù),提取構(gòu)建了一個(gè)文本情緒指標(biāo)。

石油鉆井平臺(tái)、煉油廠、大型油桶、港口集裝箱和海洋冰川等衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)反映了原油的供應(yīng)與需求、經(jīng)濟(jì)活力和氣候風(fēng)險(xiǎn)等信息。Mukherjee等[161]發(fā)現(xiàn),投資者會(huì)根據(jù)儲(chǔ)油罐上空的衛(wèi)星圖像計(jì)算石油庫(kù)存量,但晴天的圖像可以清晰地獲得該信息,但陰天的衛(wèi)星圖像因云層遮擋而不能反映該信息。此外,石油行業(yè)上市公司的年報(bào)和電話視頻會(huì)議數(shù)據(jù)反映了具有專業(yè)背景的管理者對(duì)于油價(jià)行情的預(yù)期和原油市場(chǎng)的情緒。能否從這些文本、圖像和音頻等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)中提取出有效的原油價(jià)格預(yù)測(cè)信息是未來(lái)值得研究的問(wèn)題。

5.3 機(jī)器學(xué)習(xí)和經(jīng)濟(jì)理論解釋

本文回顧了大量機(jī)器學(xué)習(xí)與原油價(jià)格預(yù)測(cè)的文獻(xiàn)。這些文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以提升原油價(jià)格的預(yù)測(cè)表現(xiàn),但沒(méi)有給出預(yù)測(cè)模型成功背后的因果邏輯和經(jīng)濟(jì)理論基礎(chǔ)。顯然,這會(huì)造成數(shù)據(jù)挖掘和p值操縱的問(wèn)題,使得實(shí)證結(jié)果不可靠,缺乏擴(kuò)展性和可復(fù)制性。特別地,大量文獻(xiàn)采用了多種統(tǒng)計(jì)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)模型相互混合的形式來(lái)預(yù)測(cè)原油價(jià)格,這種混合模型對(duì)梳理經(jīng)濟(jì)理論解釋造成較大難度。

機(jī)器學(xué)習(xí)是原油價(jià)格預(yù)測(cè)領(lǐng)域未來(lái)可以進(jìn)一步研究的方向。但其重點(diǎn)是打開(kāi)機(jī)器學(xué)習(xí)的“黑箱”,給出對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)理論解釋,避免數(shù)據(jù)挖掘和p值操縱的陷阱。Chinco等[162]利用Lasso方法進(jìn)行橫截面股票收益率的預(yù)測(cè)研究,并證明了Lasso預(yù)測(cè)能力的經(jīng)濟(jì)理論解釋是:那些包含基本面信息的公司股票收益率總是在新聞發(fā)布前10 min 左右被Lasso所提前捕捉到。Gu等[163]發(fā)現(xiàn),回歸樹(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是預(yù)測(cè)股票收益率最成功的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,因?yàn)樗鼈兡軌虿蹲阶兞恐g的交互信息,這是其成功的關(guān)鍵;此外,還發(fā)現(xiàn),動(dòng)量、流動(dòng)性和波動(dòng)率是所有眾多變量中最成功的變量,這3類變量都是富有經(jīng)濟(jì)理論基礎(chǔ)的。總之,剖析機(jī)器學(xué)習(xí)方法成功預(yù)測(cè)原油價(jià)格背后的因果邏輯和經(jīng)濟(jì)理論,是未來(lái)值得進(jìn)一步研究的方向。