沥青价格预测模型研究

吴涛

苏州大学东吴商学院 江苏苏州 215000

沥青价格预测模型研究

吴涛

苏州大学东吴商学院 江苏苏州 215000

沥青是一种重要的工程物资，沥青的合理定价对生产方和建设方都有重要意义。本文在前人的研究基础上，利用2009年到2013年的沥青价格、国际原油价格与国内道路建设里程数据，通过协整分析，发现石油沥青价格与国际油价、国内道路建设里程存在长期均衡关系。对国际油价和国内道路建设里程数据的追踪，对石油沥青的价格预测具有重要参考作用。

沥青价格协整预测

问题提出

沥青主要用于公路路面铺设、加固高层建筑中的地板铺面、水利工程中的密封等，是一种重要的石油工业附属产品。在高速公路、大型水利工程、高层建筑防水工程等项目中，沥青供应的招投标工作在开工建设前或初期进行，但是沥青的实际供应需要到工程项目后期，之间有几个月甚至更长的时间间隔。在这段时间沥青的价格的波动对于沥青生产企业和工程承包商之间定价策略具有重要的影响。沥青价格的影响因素的研究，对于缓解供需矛盾、合理安排建设项目、充分利用金融工具规避价格风险具有重要的意义。

文献综述

目前对于国内沥青价格预测模型的研究并不多。郭瑞分别建立了回归预测模型、时间序列预测模型和灰色系统预测模型，并加权平均三个模型的预测结果得出最终的预测值。通过2003年1月到2007年3月的预测模型的构建，较好的预测了石油沥青价格的走势，并且证明组合模型在预测方便优于其他单个的模型[1]。辛望等人选取原油价格、石化产品价格、美元指数、美元汇率、股票市场价格、沥青期货价格等9个主要影响因素作为建模变量，基于GA-GMDH算法构建沥青价格系统模型并对未来短期沥青价格进行了预测[2]。

上述预测方法在不同的侧面都取得了比较好的预测效果，但在一些方面还需要进一步完善。一方面是差分处理解决了未回归问题却缺乏对经济意义的解释力度。另一方面将同期沥青期货价格引入为解释变量降低了预测模型的实用意义。

影响要素选择与数据来源

影响要素选择

原油价格

石油沥青是原油加工过程中制得的一种沥青产品。生产沥青的原油主要是选择环烷基原油和蜡含量较低的中间基原油或稠油。原油是沥青生产中最主要的原料投入，其价格对沥青生产成本具有重要且直接的影响，故本文选取石油价格作为解释变量[3]。

道路建设里程数

石油沥青最主要的用途在于各级公路建设。我国万余里高速公路中，大约95%的里程采用了半刚性基层沥青路面。随着国民经济的高速发展，公路建设投资规模不断扩大，道路沥青用量持续增长[4]。公路建设里程反映了石油沥青的需求状况，本文也将其作为解释变量。

数据来源

本文使用的数据为2009年1月到2014年11月的月度数据。其中，公路运输固定投资额数据来源于国家统计局。国际原油价格由于交易所所在地和交易原油的品质有所区别，价格并不相同。布伦特是出产于北海的布伦特和尼尼安油田的轻质低硫原油，现全球65%以上的实货原油挂靠布伦特体系定价，故本文选择用北海布伦特原油期货价格最为国际原油价格，月度数据使用当月每日价格的均值。原油价格原始数据来源于交易所公布的价格。石油沥青的现货价格在各地并不完全相同，出去一致性的考虑，石油沥青现货市场价格选取了江苏省的沥青价格数据，数据来源于Choice金融数据终端。

实证分析

在选取的期间内，沥青价格、原油价格和道路建设里程数这三个变量之间的升降具有一定的联动性，很可能存在相关关系。为此首先确定变量是否是平稳时间序列。

单位根检验

经济序列往往是非平稳的，这些序列的矩(如均值、方差、协方差)随而时间变化，但其线性组合却可能不随时间变化。协整理论所能处理的是单整序列，因此为进行协整分析首先要检验序列是否为单整序列，即进行单位根检验。考虑数据生成过程:

式中：∆表示差分算子；μt为零均值的白噪声序列；若yt包含单位根(r =1)，则yt为一阶单整向量。本文采用ADF检验来进行时间序列的单位根检验。原假设为r=1，备择假设为r<1。原假设成立说明序列{yt}是单整序列，备择假设成立说明{yt}是平稳序列(至少是渐进平稳的)。

Dickey-Fuller test for unit root

检验结果显示，沥青价格的T值为-1.408，而5%临界值为-2.914，T值大于所对应的临界值，故拒绝原假设，所以沥青价格为非平稳的时间序列。同时，对沥青价格进行差分后在进行检验，此时的T值为-8.197，显著小于临界值-2.915，因而接受原假设，石油沥青价格的一阶差分序列为平稳序列。这样，可以确定沥青价格为一阶单整。同理可以得出原油价格和公路建设里程也为一阶单整。即三个变量均为I（1）一阶单整过程，可以进行协整分析。

VECM模型估计

在单方程协整检验中，由于是基于回归残差序列进行，故在第一阶段需要采用OLS进行回归分析，应用很不方便。为此，Johansen（1988）及Juselius(1990)提出了一个以VAR模型为基础的基于回归系数的特别适合于多变量的协整检验法。

协整检验是为了检验变量之间是否存在长期均衡关系。一般而言，对于多变量（>2）之间的协整检验，一般利用Johansen检验方法。其检验模型为：

关系，矩阵Π的秩将不会显著地不同于零[5]。

Johansen 协整检验

原假设为“最大协整秩为1”的检验置信度为18.17%，无法拒绝原假设，而原假设为“最大协整秩为2”的检验置信度为3.74%，拒绝最大协整秩为2的假设，故最大协整秩为1，只有一个线性无关的协整向量。

然后检验对应VAR表示法的滞后阶数：

滞后阶数检验

上述检验表明，滞后阶数选择为1是满足大部分信息报告准则的要求，所以将模型的滞后阶数选择为滞后一阶。

最后用Johansen的极大似然估计方法估计该系统的向量误差修正模型，所得到的长期均衡关系如下表所示：

Johansen normalization restriction imposed

根据表中的信息可以将石油沥青的价格预测函数写为：

从石油沥青的价格预测函数可以看出，石油沥青的价格与原油期货价格和公路建设里程数都有显著的相关关系，且为正相关。国际石油价格越高，沥青生产企业的原材料成本增加，推高石油沥青的价格。这是在供给端对价格的影响。另一方面，沥青的需求主要为公路建设，公路建设里程增加，市场对石油沥青的需求也增加，需求增大也导致价格的上升。

稳健性检验

残差的自相关性检验

自相关性检验的原假设为“在对于滞后阶数不存在自相关性”，检验结果显示在一阶和二阶都无法拒绝原假设。这表明上文中选择模型的滞后阶数为一阶是正确的，如果无法通过自相关性检验，需要增加滞后阶数。

VECM系统稳定性检验

结果显示，除了VECM模型本身所假设的单位根之外，伴随矩阵的所有特征值均落在单位圆之内，故系统是稳定的。

结论

本文是根据沥青产业上下游企业的现实所需而展开的研究。石油沥青作为道路桥梁施工的原材料，在我国用量巨大，上下游相关企业众多，但是最为以石油为原料的化工产品，沥青价格也随国家油价波动频繁。另一方面，道路施工工程期限长，需要的沥青往往需要提前预定，这就使得买卖双方在制定协议价格是缺乏定价依据。沥青价格的预测模型为沥青中长期协议价格的制定提供了基础。随着上海商品交易所石油沥青品种的上市交易，企业可以通过对沥青价格走势的预判进行套期保值，降低价格变动风险。

本文通过对跨度为60期的沥青、石油价格和道路建设里程的时间序列分析，得出了石油沥青价格的预测模型，实证结果证明沥青价格与油价和道路建设里程都具有强的相关性。最终的出的预测模型对于石油沥青价格预测有一定的参考价值，能为沥青行业的交易定价提供决策依据。

[1]郭瑞.沥青行业价格预测模型研究[D].暨南大学,2008.

[2]辛望,王晶,王涛,et al.基于ga-gmdh算法的沥青价格系统建模及预测[J].公路与汽运,2014(06):204-7.

[3]姚瑶新.石油沥青期货价格影响因素分析[N].2013-10-16.

[4]杨春晖.国内沥青市场发展趋势分析[J].企业技术开发,2013(16): 8-9.

[5]Johansen S. Statistical analysis of cointegration vectors[J].Journal of economic dynamics and control, 1988,12(2): 231-54.

作者：吴涛（1992-），男，汉族，江苏苏州人，就读于苏州大学，研究方向：技术创新管理。