哪些行业承载来自上海原油期货市场更多的风险溢出

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《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期11
哪些行业承载来自上海原油期货市场更多
的风险溢出
宋加山,魏思 ,蒋坤良
(西南科技大学经济管理学院,四川绵阳 621010)
摘 要:自2018年建立以来,上海原油期货市场与我国股市风险波动的联动愈发明显。

不同于以往更关注整体股市的研究,本文从行业维度出发,探究上海原油期货市场对我国各行业的风险溢出效应。

选取2019年9月1日到2022年9月1日期间上海证券市场十个一级行业指数的5分钟收益率数据,引入GAS模型弥补GARCH类模型的不足,并建立MIDAS-Copula-CoVaR模型对各行业的条件风险以及承载的风险溢出强度进行度量。

结果表明:第一,含有MIDAS结构的Copula模型拟合效果更好,充分说明纳入高频数据的重要性。

第二,上海原油期货市场风险条件下各行业的上行风险明显大于下行风险,呈现出较为明显的非对称性,说明各行业风险对油价上涨更敏感。

第三,分行业看,上海原油期货价格下跌对能源行业影响最大、公用行业影响最小,价格上涨对医药行业影响最大、金融行业影响最小。

第四,相较于正常情况,极端上行风险对医药行业的风险溢出强度最大、对消费行业最小,极端下行风险对可选行业的风险溢出强度最大、对金融行业最小。

关键词:上海原油期货市场;GAS模型;混频数据抽样;风险溢出效应
文章编号:2095-5960(2023)06-0011-11;中图分类号:F830;文献标识码:A
一、引言与文献回顾
原油是现代工业社会最重要的原料,是关系国民经济和社会发展全局的重要战略资源,兼有商品、金融和政治的三重属性。

中国是全球最大的原油进口国和消费国,各行业对原油的需求量巨大、经济发展对原油的依存度很高。

为规避国际原油市场风险、争夺亚洲能源定价权,我国在2018年推出了上海原油期货(ShanghaiCrude-oilFuture,SCF),截至目前已成为规模仅次于WTI原油与布伦特原油的国际第三大原油期货。

[1]与此同时,上海原油期货市场也承载了大量来自国际市场的风险传导,对国内股市的风险溢出效应也逐渐凸显。

尤其在2020年新冠肺炎疫情暴发后,油价频繁波动对我国股市发展与金融稳定都产生了强烈冲击。

而美国股市罕见的四次熔断与俄乌战争爆发等不可控因素叠加,使上海原油期货市场对我国股市的风险溢出效应变得更加复杂。

因此,有必要就上海原油期货市场对我国股市的风险溢出效应进行研究。

由于我国推出上海原油期货时间较晚,现有研究主要聚焦于国际原油市场与我国股市的关系上。

部分学者侧重于研究国际油价冲击与我国股市间的因果关系[2][3],但更多学者将研究重点放在国际原油市场变化对我国股市的风险溢出效应上:Nguyen&Bhatti认为国际油价变动与中国股市间不存在尾部相依性[4],但Chen&Lv认为国际油价变动与我国股市存在上尾相依性[5],而Jiang&Ye在研究原油市场对金
收稿日期:2023-03-31
基金项目:西南科技大学博士研究基金“基于宏观经济因素的金融市场尾部风险传染与度量研究”(22sx7111)。

作者简介:宋加山(1979—),男,四川内江人,西南科技大学经济管理学院教授,硕士生导师,研究方向为系统性风险度量;魏思 (1998—),男,贵州贵阳人,西南科技大学经济管理学院硕士研究生,研究方向为金融科技与风险管理;蒋坤良(1992—),男,四川仪陇人,西南科技大学经济管理学院讲师,硕士生导师,研究方向为金融工程与风险管理。

12 《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期
砖国家股市风险溢出时发现,中国股市的下行风险对油价变化更敏感。

[6]尽管上述观点不尽相同,但都为
相关研究提供了诸多参考。

然而,我国行业间存在明显的异质性[7]
,因此相关研究仅考虑我国整体股市是不够的。

Congetal.发现国际原油市场对我国制造业、采矿业和石化业有正向溢出效应,对其他行业的
溢出效应并不显著。

[8]
在此基础上,Caporaleetal.发现国际原油市场对我国消费、金融和能源行业具有负
向溢出效应[9]

Mensietal.发现国际油价波动对我国工业和消费行业风险溢出效应最显著,且风险溢出呈现明显的非对称性。

[10]
这些发现不仅为相关研究提供了新的视角,也充分说明了从行业维度进行异质性分析的必要性。

除考虑行业差异外,模型选择是实证研究的关键一步。

在传统相依性或风险溢出研究中,VAR等线
性模型经常被用以研究金融市场间的关联[11]
,但这往往难以捕捉变量间的非线性相依特征。

因此,学者
们开始采用Copula函数刻画资产间的相依结构,并基于此度量风险。

[12][13]
其中,GARCH-Copula-Co
VaR模型常被用于测度原油市场对股市的风险溢出效应。

[14][15][16]
但一方面,在描述金融数据的厚尾特征或长记忆性时,
GARCH类模型还存在些许不足,而与依赖过去条件矩的GARCH类模型相比,Crealetal.提出的广义自回归得分(GeneralizedAutoregressiveScore,GAS)模型拟合效果更优。

[17][18]
另一方面,相关研究通常仅选取日度数据作为样本,忽视了高频数据缺失可能造成的影响。

因此,部分学者基于GAS模
型,试图探索更高频数据的建模方式,如:
Salvatierra&Patton[19]、龚玉婷等[20]、蔡光辉等[21]
、Gongetal.
[22]
,但仍有拓展空间。

可见,大量文献就国际原油市场对我国股市的风险溢出效应提出了深刻见解,也推动了该领域研究的进一步完善和成熟,但由于上海原油期货上市时间较短,尽管已有学者意识到该市场会对我国股市产
生不可忽视的影响[23][24]
,但相关研究依旧较少。

而且,现有研究主要以日度数据和线性模型为基础,不仅忽视了金融序列间的动态、非线性相依结构,还忽视了高频数据缺失会对风险估计产生偏差。

另外,现有研究主要聚焦于我国整体股市,并未考察上海原油期货市场对我国不同行业的溢出效应存在异质性。

因此,本文选取上海原油期货指数(
SCFI)和上海证券交易所一级行业指数的5分钟收益率数据,引入GAS模型来弥补GARCH类模型的不足,并基于此建立MIDAS-Copula模型以得到拟合效果更优的相依结构。

进一步,选取CoVaR和ΔCoVaR就上海原油期货市场对我国各行业的风险溢出效应进行度量,从而分析我国哪些行业会承载来自上海原油期货价格波动更多的风险溢出。

本文可能的贡献是:第一,目前有关原油市场波动的研究主要集中于国际市场上的WT
I原油和布伦特原油,有关上海原油期货的研究较少。

本文有助于丰富上海原油期货市场风险溢出的相关研究,为我国风险管理提供新证据。

第二,目前有关风险溢出的研究主要采用线性模型或GARCH-Copula-CoVaR模型,前者可能忽略序列间的非线性相依结构,后者可能忽略序列的厚尾、长记忆性等特征。

本文引入GAS模型来弥补GARCH类模型的不足,并针对各行业建立了MIDAS-Copula-CoVaR模型,不仅证明该模型有更好的拟合效果,还充分考虑了高频信息对风险度量的影响。

第三,目前有关原油市场对我国股市的风险溢出效应研究主要针对整体市场,本文从行业视角切入,不仅考虑了不同行业存在异质性,还有助于进一步拓展研究视角、厘清溢出对象。

因此本文认为,以GAS模型为补充,建立基于GARCH模型和GAS模型的MIDAS-Copula-CoVaR模型,以此分析上海原油期货价格波动对我国各行业的风险溢出效应,从而厘清哪些行业承载来自原油市场更多的风险溢出,对我国各行业规避原油市场风险,促进金融市场稳定,具有一定理论意义和现实价值。

二、理论与模型构建
(一)边缘分布拟合:GARCH模型与GAS模型
金融数据通常具有波动聚集效应,本文首先引入GARCH模型与GAS模型对数据的边缘分布进行拟合。

GARCH模型是最常用的波动率模型,假设时间序列rt=μt+εt=μt+σtzt,其中:μt为序列均值;εt
为随机扰动项,由波动率σt和残差zt组成,而zt
为(0,1)上服从某种条件分布的随机序列。

GARCH(1,1)模型将波动率定义为:σ2t=ω+αε2t-1+βσ2t-1,
模型要求:ω,α,β>0且α+β<1。

GAS模型是一种以得分函数作为条件分布函数中时变参数的更新机制,假设yt为因变量,ft为时变参数,xt为外生变量;
令:
《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期13
 因变量集合Yt={y1,y2,…,yt},时变参数集合Ft={f0,f1,f2,…,ft},外生变量集合Xt={x1,x2,…,xt
},则t时刻的可用信息集为Int={Yt-1,Ft
}。

假设yt服从分布yt|Int~p(yt
;θ),其中θ为静态参数。

至此,更新时变参数ft的机制由自回归方程得出,
如下所示:ft+1=κ+∑p
i=
1Aist-i+1+∑q
j=
1Bjft-j+1 (
1)其中,κ为常数向量,以偏t分布为例:κ≡(κμ,κφ,κζ,κυ
)T
,分别表示位置参数常数向量、尺度参数常数向量、偏态参数常数向量和形状参数常数向量,对应的参数集(μ,φ,ζ,υ)T
分别表示条件均值、尺度参数、偏度和自由度;Ai和Bj为系数矩阵;st为可用信息数据的函数,
通常表示为放缩矩阵和得分函数的乘积,即st=St· t,其中:St为信息矩阵的逆,表示为St=[E( t Tt)]-1
; t为关于时变参数ft
的得分函数,表示为: t= lnp(yt|ft,Ft;θ)/ ft。

这类模型被称作G
AS(p,q)模型。

特别地,当GAS(1,1)模型中ft=σ2t时,GAS(1,1)模型就变成GARCH(1,1)模型:ft+1=ω+αy2
t+βft。

随即,可通过对波动率建模将原始序列转换成基于边缘分布函数的概率积分变换序列。

(二)相依结构刻画:MIDAS-Copula模型在得到概率积分变换序列后,本文对序列间进行相依性建模。

根据Gongetal.的研究[25],二元MI DAS-Copula模型如下所示:
(u1,t,u2,t)~C(u1,t,u2,t;θt),θt=Λ(λt
)λt=αcg(u1,t-1,u2,t-1)+βcλt-1+γc∑K
k=
1φ
k(ωc)RCorrt-k-1 (2)其中,ui,t是第i个资产的收益率序列基于边缘分布函数进行的概率积分变换序列;C(u1,t,u2,t;θt
)是Copula函数,θt是Copula函数的时变参数;Λ(·)是Logistic非减转换函数,目的是将时变参数保持在Copula函数要求的区间范围内。

针对椭圆类Copula函数,一般将Logistic函数设为Λ(x)=(1-exp(-x))/(1+exp(-x))。

第二行公式为Copula函数参数演变过程,囊括了高频数据成分和低频数
据成分:g(u1,t-1,u2,t-1)是短期数据驱动部分,一般取g(u1,t-1,u2,t-1)=F-11,t-1(u1,t-1)F-1
2,t-1(u2,t-1
);权重函数φk(ωc)=((1-k/K)ω-1)/∑K
k=1(
1-k/K)ω-1。

根据蔡光辉等的研究[21],本文设置滞后最大期K=21。

RCorrt表示收益序列间的已实现相关系数,
表达式如下所示:RCorrt=

tNs=(t-1)N+1r1,sr2,s
/∑
tNs=(t-1)N+1r

1,槡s

tNs=(t-1)N+1r2
2,槡(
)s

3)其中:r1,s和r2,s
表示两个金融资产在s时刻的收益率;Nc
表示一天之内收益率的采样次数,本文选取
5分钟收益率数据,因此取Nc=48;[26]
γc为放松参数,用于调节MIDAS结构的权重。

另外,参数αc,βc∈
(-1,1)。

本文引入椭圆类Copula模型中的GaussianCopula模型和tCopula模型刻画序列间的相依结构,模型如下所示:
1.GaussianCopula模型的分布函数与密度函数:
Cgauss(u1,u2;ρ)=ΦρΦ-1(u1),Φ-1(u2
())cgauss(u1,u2
;ρ)=ρ-1/2
exp-ξT(ρ-1-I)ξ()

(4)其中,ρ为相关系数矩阵,ρ为该矩阵的行列式值;Φρ(·)是相关系数矩阵为ρ的标准正态分布函数,Φ-1(·)是标准正态分布函数的逆函数;另外,ξ=Φ-1(u1),Φ-1(u2())T。

2.tCopula模型的分布函数与密度函数:
Ct(u1,u2;ρ,υc)=tρ,υtυ(u1),tυ(
u2())ct(u1,u2;ρ,υc)=ρ-1/2
Γυc+n()2Γυc()2Γυc()
2Γυc+1() 2n
1+1υcξTρ-1()
ξ-(υ+2)/2∏ni=1
1+ξ2iυ()

-(υ+1)/2 (5)
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其中,tρ,υ(·)是相关系数矩阵为ρ、自由度为υc的t分布函数,t-1
υ(
·)是自由度为υc的t分布函数的逆函数;Γ(·)是伽马函数;另外,ξ=tυ(u1),tυ(
u2())T
;其余变量设定与式(4)相同。

本文采用极大似然估计法对M
IDAS-Copula模型参数进行估计:二维变量的联合概率分布密度函数为f(x1,t,x2,t;θt)=c(u1,t,u2,t;θt)p(x1,t)p(x2,t),其中:p(x1,t),p(x2,t)是变量x1,x2的概率密度分布函
数,可由GARCH模型或GAS模型拟合得到;c(u1,t,u2,t;θt
)表示Copula模型的概率密度函数。

因此,Copula模型的参数集Θ可根据极大似然函数求出:
Θ=argmax∑T
t=1lnf(x1,t,x2,t;θt
())=argmax∑T
t=1
lnc(u1,t,u2,t;θt)p(x1,t)p(x2,t
())=argmax∑T
t=1
ln∑2
i=1
p(xi,t())+∑T
t=1
lnc(u1,t,u2,t;θt
()[]) (6)
(三)风险溢出度量:CoVaR方法
本文采用CoVaR方法[27]
度量上海原油期货市场风险条件下、各行业的条件风险。

CoVaR是指在一
个变量发生损失大小为VaR的条件下,另一个变量的最大可能损失。

假设rA,t是市场A在t
时刻的收益率,rB,t是市场B在t时刻的收益率,当市场B处于极端下行风险条件时,市场A面临的下行条件风险可定义为:
PrrA,t≤CoVaRAβ,t|rB,t≤VaRBα
,()t=β (7)其中,CoVaRAβ,t表示当置信水平为1-β且市场B收益不超过VaRB
α
,t时,市场A的条件在险价值,也称作市场A的下行条件风险;VaRB
α
,t是市场B的收益率分布的α分位点,也称作市场B的下行绝对风险。

在本文中,市场A指代国内各行业,
市场B指代上海原油期货市场。

类似地,当市场B处于极端上行风险条件时,市场A面临的上行条件风险可定义为:
PrrA,t≥CoVaRA1-β,t|rB,t≥VaRB1-α
,()t=1-β (8)其中,CoVaRA1-β,t表示当置信水平为β且市场B收益不超过VaRB
1-α
,t时,市场A的条件在险价值,也称作市场A的上行条件风险;VaRB
1-α,t是市场B的收益率分布的1-α分位点,也称作市场B的上行绝对风险。

根据Copula函数定义,CoVaRAβ,t与CoVaRA
1-β
,t可由下式得到:CFA,t(CoVaRAβ,t),FB,t(VaRBα
,t())=αβ (9)CFA,t(CoVaRA1-β,t),FB,t(VaRB1-α
,t())=(1-α)(1-β) (10)其中,FA,t(·)和FB,t
(·)是市场A和市场B收益率的边缘分布函数。

本文在实证研究中将分位点α和β定义为0.05,则上行风险衡量的是收益率分布超过95%分位点的极端情况下的风险发生,下行风险衡量的是收益率分布低于5%分位点的极端情况下的风险发生。

本文采用Reboredo&Ugolini提出的两
步法求解CoVaR[28]:第一步,根据式(9)和式(10)求出FA,t(CoVaRAβ,t)和FA,t(CoVaRA
1-β,t)的值;第二步,通过反函数F-1A,tFA,t
()(·)计算出CoVaRAβ,t和CoVaRA
1-β,t。

另外,本文引入Δ
CoVaR度量极端情况下,各行业承载上海原油期货市场的风险溢出强度。

下行ΔCoVaRA|B
β,t被定义为:在市场B的收益率从中间状态(α=0.5)到下行极端状态(α=0.05)的情况下,市场A的CoVaR变化率。

上行ΔCoVaRA|Bβ,t被定义为:在市场B的收益率从中间状态(α=0.5)到上行极端状态(α=0.95)的情况下,市场A的CoVaR变化率。

下行和上行风险溢出ΔCoVaR具体表达式如下所示:
ΔCoVaRA|B(α=
0.05)β,t=CoVaRA|B(α=0.05)β,t-CoVaRA|B(α=
0.5)β,tCoVaRA|B(α=
0.5)β
,tΔCoVaRA|B(α=
0.95)β,t=CoVaRA|B(α=0.95)β,t-CoVaRA|B(α=
0.5)β,tCoVaRA|B(α=
0.5)β
,t (11)
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 三、实证结果与分析
(一)样本数据选择及边缘分布拟合
本文选取上海期货交易所公布的上海原油期货市场指数(SCFI)和上海证券交易所公布的上证一级行业指数作为研究样本。

上证一级行业指数是上交所以2
003年12月31日为基期编制的,将沪市全部样本按照行业分类标准划分为1
0个一级行业的股票指数。

其包括:上证能源行业指数、上证材料行业指数、上证工业行业指数、上证可选行业指数、上证消费行业指数、上证医药行业指数、上证金融行业指数、上证信息行业指数、上证通信行业指数、上证公用行业指数。

样本数据选取2019年9月1日到2022年9月1日的5分钟交易数据,在数据清洗后,最终取得729个交易日,每个行业有34992个高频交易数据。

本文收益率采用5分钟交易数据的对数收益率,定义为rt,s=100×ln(Pt,s/Pt,s-1),其中:rt,s和Pt,s定义为第t日第s时刻的对数收益率和价格。

本文数据来源于Wind
数据库,各行业指数
波动情况如图1所示。

图1 上海证券市场各行业指数与SCFI的波动情况
从波动情况看,所有行业指数均在2020年2月出现大幅下跌,但医药、信息和通信行业指数却及时止住下跌趋势并开始上涨。

这主要源于2
020年新冠肺炎疫情暴发,许多企业长时间停工停产,大多数行业发展受到阻碍。

但与此同时,疫情迫使民众居家办公、学习,反而驱动了信息、通信等行业发展,而疫苗、口罩等医疗资源需求上升也促使医药行业大幅反弹。

除此之外,其他行业指数波动也呈现不同差异,这也充分说明考虑行业异质性的必要性。

表1是各序列的描述性统计结果。

可以看到,
除金融行业外,各序列均呈现左偏、有峰特征,且J-B检验结果表明序列拒绝服从正态分布的假设,这与大多金融数据的特性相符。

同时,ADF检验和ARCH-LM检验表明各序列平稳且具有波动聚集效应,这为后续波动率建模奠定了基础。

表1
各序列的描述性统计结果
均值标准差
偏度
峰度
J-B检验
ADF检验
ARCH-LM检验
原油
0.06712.5424-0.31002.6957234.7118
-9.0783
86.8180
能源0.05721.8509-0.25802.0419136.2979
-9.5974
72.4140
材料0.03831.6793-0.43052.0854156.2733
-9.5279
45.0991
工业0.03371.3999-0.46313.7587458.9131
-9.6079
23.5440
可选0.04101.5666-0.60642.7793281.8076
-9.2944
32.1300
消费0.04871.6628-0.52261.344589.0877
-9.3435
26.4230
医药0.01081.6839-0.47310.825548.4744
-9.6734
48.3271
金融-0.03271.30770.22214.4786620.0399
-9.7061
34.9393
信息-0.02001.9943-0.34571.7708111.1007
-9.3000
38.0471
通信0.00331.6723-0.45563.3499369.2428
-9.8950
49.1750
公用
0.0231
1.3890
-0.0873
4.6167
653.3418
-8.9846
77.0582
注: , ,
分别表示在10%,5%,1%置信水平下显著,下同。

本文首先采用GARCH模型对各序列的边缘分布进行拟合。

在充分比对各序列的条件分布为:正态分布、t分布、偏t(Skew-t)分布、广义误差分布(GED)以及偏广义误差分布(Skew-GED)时的模型拟合结果后,我们发现原油、能源、医药和金融行业指数更服从Skew-GED,而其余序列更服从Skew-t分布,参数估计结果如表2所示。

可以看出,核心参数在1%置信水平下均显著,参数α+β<1且均接近1,说明采用GARCH模型拟合是稳定合理的。

另外,ARCH-LM检验结果显示残差序列已不存在波动聚集效应,K-S检验结果显示概率积分变换后的序列服从(0,1)上的均匀分布。

16
 《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期表2采用GARCH模型拟合的参数估计结果
μωαβ偏度自由度对数似然值ARCH-LMK-S
原油
0.00010.00000.1385 0.8355 0.9527 1.3352
(0.0008)(0.0000)(0.0389)(0.0434)(0.0444)(0.0948)
-1635.4550
14.49700.0274
(0.1515)(0.6418)
能源
0.00010.00000.1695 0.8154 1.0063 1.2746
(0.0006)(0.0000)(0.0766)(0.0386)(0.0403)(0.1610)
-1394.0690
8.64960.0241
(0.5656)(0.7916)
材料
0.00020.00000.1764 0.7457 1.1329 7.1737
(0.0005)(0.0000)(0.0469)(0.0690)(0.0549)(2.1141)
-1350.2560
7.65750.0202
(0.6623)(0.9284)
工业
0.00030.00000.1262 0.8125 1.0918 8.7454
(0.0005)(0.0000)(0.0167)(0.0278)(0.0563)(2.5863)
-1225.9020
9.74660.0149
(0.4630)(0.9971)
可选
0.00020.00000.0943 0.8797 1.1199 8.0989
(0.0005)(0.0000)(0.0401)(0.0332)(0.0663)(3.6562)
-1302.8110
4.58160.0281
(0.9173)(0.6136)
消费
0.00040.00000.0723 0.9091 1.1427 11.4481
(0.0006)(0.0000)(0.0267)(0.0295)(0.0649)(5.2842)
-1367.7320
7.61940.0209
(0.6666)(0.9091)
医药
0.00010.00000.0765 0.8838 1.2083 1.8963
(0.0006)(0.0000)(0.0096)(0.0153)(0.0661)(0.1538)
-1383.6030
9.23010.0161
(0.5104)(0.9916)
金融
-0.00010.00000.1091 0.7637 0.9044 1.2592
(0.0003)(0.0000)(0.0382)(0.0893)(0.0757)(0.0887)
-1175.2170
13.64600.0235
(0.1898)(0.8141)
信息
-0.00030.00000.0452 0.9265 1.0448 8.5128
(0.0007)(0.0000)(0.0042)(0.0108)(0.0530)(2.4757)
-1501.3570
6.92520.0199
(0.7325)(0.9336)
通信
0.00000.00000.0671 0.8980 1.0771 9.2761
(0.0004)(0.0000)(0.0072)(0.0163)(0.0565)(2.7486)
-1346.7740
8.51770.0182
(0.5784)(0.9690)
公用
0.00010.00000.1481 0.8404 0.9839 5.7467
(0.0002)(0.0000)(0.0409)(0.0488)(0.0603)(1.2604)
-1143.8940
15.28000.0220
(0.1222)(0.8716)
注:除ARCH-LM列和K-S列的括号内表示检验的p值,其余括号内均为估计标准误,下同。

为了弥补GARCH类模型的不足,本文引入GAS模型进行拟合。

除了选取上述五种条件分布外,本文还逐一比对了位置参数、尺度参数、偏态参数、形状参数为动态参数时的模型估计结果,最终发现所有序列更服从Skew-t分布,且更偏好尺度参数为动态时的GAS模型,参数估计结果如表3所示。

可以看出,核心参数均显著,说明采用基于动态尺度参数的GAS模型拟合也是稳定合理的。

另外,ARCH-LM检验结果显示残差序列已不存在波动聚集效应,K-S检验结果显示概率积分变换后的序列服从(0,1)上的均匀分布。

表3采用GAS模型拟合的参数估计结果
μφξυAφBφ对数似然值ARCH-LMK-S
原油
0.00012.4842 0.9772 5.9748 0.0103 0.9703
(0.0003)(0.0037)(0.1588)(0.6974)(0.0015)(0.0173)
-1642.8150
13.3270.0271
(0.2059)(0.6595)
能源
0.00421.6719 0.9898 4.0000 0.0158 0.9872
(0.0551)(0.0051)(0.1807)(0.0000)(0.0036)(0.0082)
-1396.6570
8.63890.0289
(0.5667)(0.5755)
材料
0.03671.6192 0.9040 6.4545 0.0252 0.9544
(0.0540)(0.0117)(0.1785)(0.6996)(0.0054)(0.0267)
-1352.1930
7.21600.0478
(0.7049)(0.0717)
工业
0.04111.3367 0.9439 8.2079 0.0308 0.9527
(0.0450)(0.0072)(0.1924)(0.5545)(0.0078)(0.0252)
-1227.8130
8.88720.0435
(0.5428)(0.1270)
可选
0.04241.4768 0.9249 8.5582 0.0235 0.9727
(0.0503)(0.0059)(0.1885)(0.5891)(0.0057)(0.0150)
-1305.8551
5.24450.0378
(0.8743)(0.2497)
消费
0.06281.5764 0.8851 12.2448 0.0151 0.9727
(0.0563)(0.0070)(0.2006)(0.6883)(0.0038)(0.0150)
-1369.4900
6.88850.0322
(0.7359)(0.4345)
医药
0.01661.6124 0.8242 32.4543 0.0131 0.9657
(0.0591)(0.0091)(0.2307)(2.6500)(0.0035)(0.0187)
-1383.9540
6.20090.0255
(0.7981)(0.7300)
金融
-0.01161.2738 1.1267 5.2357 0.0315 0.9159
(0.0441)(0.0138)(0.2304)(0.8795)(0.0093)(0.0574)
-1174.1582
12.78300.0428
(0.2361)(0.1388)
信息
-0.03471.9229 0.9534 8.8290 0.0071 0.9761
(0.0687)(0.0096)(0.1889)(0.6380)(0.0021)(0.0153)
-1501.7311
6.88460.0312
(0.7363)(0.4776)
《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期
17
 续表3
通信


.00421.7288 0.9343 9.2416 0.0149 0.9842
(0.0544)(0.0086)(0.1891)(0.6014)(0.0043)(0.0229)-1349.38207.922
10.0295(0.6364)(0.5490)公用
0.00241.1439 1.0215 5.6149 0.0340 0.9831
(0.0374)
(0.0024)
(0.1998)(0.6487)(0.0023)(0.0090)
-1144.6500
12.53800.0314(0.2507)
(0.4669)
图2 两种模型拟合下的标准差走势 根据GARCH模型和GAS模型的拟合结果,本文发现
两种模型的对数似然值非常接近,无法确定其是否存在统计意义上的差异。

为更直观刻画两种模型所估计的时变标准差(尺度参数)变化趋势,本文描绘了各序列在两种模型估计下的标准差走势,如图2所示,可以看出在市场
震荡时,两种标准差的差异较大。


020年新冠肺炎疫情暴发后,整个市场呈现大幅下跌态势,基于GARCH模型估计的标准差明显高于GAS模型,说明GARCH模型拟合效果可能受到下尾极端值影响。

反过来,材料和能源行业分别在2021年3月和9月整体走强,基于GAS模型估计的标准差也明显高于GARCH模型,说明GAS模型拟合效果可能受到上尾极端值影响。

至此,表2和表3佐证了GARCH模型和GAS模型都能较好拟合所选序列数据,这为后续进行相依性建模奠定了基础。

但是,图2表明了GARCH模型拟合效果可能受到下尾极端值影响,而GAS模型拟合效果可能受到上尾极端值影响,在市场不同状态下,两者会出现一定程度的风险测度偏差。

究竟哪个模型更适用于本文的风险溢出效应研究,需要在相依性建模中进一步探索。

图3 Kendall相关系数与已实现相关系数波动情况(二)Copula模型参数估计及最优模型选择首先,本文绘制了各行业指数与原油指数的Kendall相关系数与已实现相关系数,如图3所示。

从Kendall相关系数可以看出,能源行业与原油市场正相关度最高,信息行业与原油市场负相关度最高,而消费行业与原油市场的相关度最低。

然而,Kendall相关系数并不能充分反映序列间的动态相依性,因此需要重点考察已实现相关
系数的波动情况。

[29]
可以看出,2020年1月,所有行业指数与原油指数间的已实现相关系数急剧上涨,而在2022年2月,所有行业指数与原油指数间的已实现相关系数呈现先急剧上涨、后整体下降的倒“V”型波动。

结合图1本文认为,一方面,新冠疫情蔓延导致全球进入隔离模式,原油需求量骤降,但由于原油供给不减,“油满为患”情形出现,油价与其他行业行情一同走低,相关度随之提高。

另一方面,俄乌战争爆发直接导致能源使用成本上升,在全球疫情逐渐稳定、经济稳步复苏的大背景下,油价与其他行业行情一同走高,相关度再次提高。

但油价暴涨后,国内再次受到疫情冲击,油价与各行业行情走势偏离,二者相关度明显下降。

为更准确地刻画各行业指数与原油指数间的相依结构,本文分别选取基于G
ARCH模型和GAS模型拟合的残差序列与八种Copula模型进行相依性建模,包括:GARCH-GaussianCopula模型、GARCH-MI DAS-GaussianCopula模型、GAS-GaussianCopula模型、GAS-MIDAS-GaussianCopula模型、GARCH-tCopula模型、GARCH-MIDAS-tCopula模型、GAS-tCopula模型和GAS-MIDAS-tCopula模型。

限于
篇幅,表4只展示最优C
opula模型的参数估计结果,其余结果备索。

表4
最优Copula模型的参数估计结果
αc
βc
ωcυc
γc
AIC
最优Copula模型
原油-能源
2.0056
2496.6920GARCH-tCopula原油-材料0.2175
0.7050
3.0265
2.0040
2.9671
2549.3040GAS-MIDAS-tCopula原油-工业
0.2890
-0.0858
9.10672.0047
1.6698
2575.2060GARCH-MIDAS-tCopula
18 《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期
续表4
原油-可选0.1272
0.4682
7.2675
2.0049
1.9648
2559.9340
GARCH-MIDAS-tCopula
原油-消费0.1566
-0.4168
4.69982.0030
-0.3447
2591.7720GARCH-MIDAS-tCopula原油-医药0.2464
-0.7596
9.44722.0154
-2.8328
2556.5740GARCH-MIDAS-tCopula原油-金融0.9687
0.0738
9.72712.0044
1.3218
2612.9940GAS-MIDAS-tCopula原油-信息0.2250
-0.1918
9.51322.0126
-2.1670
2566.6160GARCH-MIDAS-tCopula原油-通信0.2318
0.6135
2.05462.0085
1.3657
2597.1060GARCH-MIDAS-tCopula原油-公用
0.3883
0.7275
4.60562.0153
0.5960
2598.8780GARCH-MIDAS-tCopula
由表4可知,GARCH-MIDAS-tCopula模型能更好刻画工业、可选、消费、医药、信息、通信、公用行
业指数与原油指数间的相依结构,
GAS-MIDAS-tCopula模型能更好刻画材料、金融行业指数与原油指数间的相依结构,GARCH-tCopula模型能更好刻画能源行业指数与原油指数间的相依结构。

总体而言,tCopula模型的拟合效果比GaussianCopula模型更优,可能是因为tCopula模型更能捕捉金融序列的厚尾特征。

在具体比较后发现,除能源行业外,考虑MIDAS结构的Copula模型拟合效果更好;特别地,模型中的放松参数显著,说明对MIDAS结构赋权是有意义的。

对能源行业来说,可能由于与原油市场相关度最高,tCopula模型足以刻画二者相依性,无需加入MIDAS结构。

值得一提的是,除了材料、可选、金融、通
信和公用行业外,其余行业最优模型中的βc均小于0,结合图3分析认为,这可能是由于其余行业指数与原油指数的相关度不高,甚至多次出现负相关,导致模型中的滞后一阶自相关系数βc为负。

(三)上海原油期货市场对我国行业的风险溢出效应分析在得到最优Copula模型后,本文计算了上海原油期货市场风险条件下各行业指数的动态VaR和Co VaR值,包括:上行VaR、下行VaR、原油市场上行风险条件下的上行CoVaR(简称上行CoVaR)和原油市
场下行风险条件下的下行C
oVaR(简称下行CoVaR)。

图4展示了各行业的动态VaR与CoVaR走势,限于篇幅,描述性统计结果备索。

总的来说,一方面,各行业指数的上行风险显著大于下行风险,呈现较为
明显的非对称性特征;另一方面,下行C
oVaR显著小于下行VaR,上行CoVaR显著大于上行VaR,说明不论上行还是下行,上海原油期货市场风险都会进一步放大我国各行业的风险。

图4 上海原油期货市场风险条件下各行业指数的动态VaR与CoVaR
《贵州财经大学学报》2023年第6期 总第227期19
 从下行风险看,上海原油期货市场对能源行业影响更大,对公用行业影响较小:能源行业作为与原油市场正相关度最高的行业,油价下跌会进一步放大能源行业的下行风险。

同时,受政治、经济等宏观因素影响,油价频繁波动也会使能源行业蕴藏较大的下行风险。

而公用行业作为服务于城市生产、流通和居民生活各项事业的行业,其经营不仅具有垄断性和典型地域特征,服务或产品的价格波动也会受到政府的管理调控,受油价下跌冲击也较小。

从上行风险看,上海原油期货市场对医药行业影响更大,对金融行业影响较小:油价上涨会迫使溶剂供应商提高用于大宗原料药(指医药行业中应用普遍、规模较大的原料药)的碳氢化合物和含氧溶剂的价格,再加上疫情期间国内药品供应短缺,大宗原料药的价格不断上涨,医药行业持续上行。

而金融行业作为我国稳定行情的坚实力量,对风险控制的能力较为突出,且我国金融行业以银行板块为主,长期以来处于估值低位、成长空间较小,受到油价上涨冲击也较小。

另外,大多行业的V
aR和CoVaR在2020年2月和7月、2022年3月和5月达到峰值。

在2020年,2月的疫情暴发使得原油需求大幅下降,股市整体走弱与油价下行因素叠加,我国股市下行风险增大;随后7月,在我国出色的疫情防控能力与取得的成绩背景下,我国经济逐步复苏,股市呈现大涨态势。

在2022年,3月的俄乌战争爆发使得国际原油成本大涨,价格的频繁波动以及未来前景的不确定性导致原油市场
风险增加,我国股市出现剧烈波动;随后5月,
美联储高达50个基点的加息政策,使得原油市场风险条件下的股市风险被进一步放大,市场不稳定因素增多。

值得一提的是,医药行业的下行VaR均大于0,
说明
若不考虑原油市场风险条件,医药行业将呈现净收益状态,这是疫情时期出现的特有情形。

图5 原油市场极端风险条件下各行业指数的ΔCoVaR图5是相对于正常状况,各行业在原油市场极端风险条件下的ΔCoVaR。

特别说明一点,Δ
CoVaR小于0意味着行业在极端条件下受到的风险溢出强度比正常情况下更弱。

限于篇幅,描述性统计结果备索。


的来说,上行Δ
CoVaR大于下行ΔCoVaR,说明相较于极端下行风险条件,极端上行风险条件下原油市场对我国各行业的风险溢出强度更大,进一步支持了上述对上海原油期货市场上行风险更敏感的判断。

分开来看,在极端上行风险条件下,上海原油期货市场对医药行业的风险溢出强度最大,对消费行业的风险溢出强度最小;在极端下行风险条件下,上海原油期货市场对可选行业的风险溢出强度最大,对金融行业的风险溢出强度最小。

究其原因,我国的消费行业主要由食品饮料、家居、农业等板块构成,尽管油价波动会对整体价格产生影响,但我国人口基数较大,日常消费的规模和能级通常不会受到太大冲击。

相对于消费行业,可选行业的需求性本身比较弱,而且具有一定周期性。

当经济状况下行时,可选行业会受到较大的冲击,消费者往往会选择延期消费或者购买更便宜的替代品,这与本文的发现相符。

能源、医药和金融行业的原因上文已经分析过,这里不再赘述。

四、结论及进一步讨论
原油市场对我国股市的溢出效应研究一直是学术界重点关注的课题,但大多目光主要集中于国际原油市场。

2018年我国推出的上海原油期货,截至目前已成为全球第三大原油期货。

随着上海原油期货市场建立与不断完善,该市场对我国股市的风险溢出效应也不可忽视。

为此,本文从行业维度出发,选取2019年9月1日到2022年9月1日上海原油期货指数和上海证券市场一级行业指数的5分钟收益率数据作为样本,以探究哪些行业承载来自上海原油期货市场更多的风险溢出。

首先,本文引入GAS模型作为GARCH类模型的补充,通过拟合数据边缘分布,得到不含波动聚集效应且服从均匀分布的残差序列。

其次,本文选取了8个不同的Copula模型,刻画原油指数与各行业指数间的非线性相依结构,并选取拟合效果更好的模型进行相依性建模。

随后,本文选取VaR和CoVaR分别对各行业的绝对风险,以及上海原油期货市场风险条件下各行业的条件风险进行测度。

最后,本文选取Δ
CoVaR就极端情况下,上海原油期货市场对我国10个行业的风险溢出强度进行度量。

实证结果表明:。

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