人民幣匯率改革對股市的影響基于支持向量機的人民幣兌美元匯率實證研究

人民幣匯率改革對股市的影響基于支持向量機的人民幣兌美元匯率實證研究

一、人民幣匯率制度改革的基本內容。我國當前的匯率體制經(jīng)歷了一個階段,其匯率傳統(tǒng)的匯率確定理論在國際貨幣體系中的固定集中相對應的時期非常流行。它代表了卡塞爾的購買力平原論、凱恩的利率平原論和瓊約翰遜提出的國際收支論。這些匯率決定理論分別從不同角度闡明了匯率是如何確定的,但是由于當時各國對資本實行管制,這些理論沒有考慮或充分考慮資本流動因素對匯率水平的影響。隨著金融一體化的加強、管制政策的放松以及信息技術變革的發(fā)展,國際資本流動日益增強,外匯已經(jīng)成為國際經(jīng)濟活動不可或缺的媒介和工具。自從20世紀70年代實行固定匯率制的布雷頓森林體系瓦解后,世界各主要國家紛紛實施浮動匯率制度,外匯市場波動日益加劇。由于外匯市場每時每刻都處于變動之中,甚至不時會出現(xiàn)劇烈變動,這給進行國際貿(mào)易、投資的公司和企業(yè)帶來極大的匯率波動風險。我國的匯率經(jīng)歷了不同的時期。新中國成立以來至改革開放前,在傳統(tǒng)的計劃經(jīng)濟體制下,人民幣匯率由國家實行嚴格的管理和控制。根據(jù)不同時期的經(jīng)濟發(fā)展需要,改革開放前我國的匯率體制經(jīng)歷了新中國成立初期的單一浮動匯率制(1949~1952年)、五六十年代的單一固定匯率制(1953~1972年)和布雷頓森林體系后以“一籃子貨幣”計算的單一浮動匯率制(1973~1980年)。黨的十一屆三中全會以后,我國進入了向社會主義市場經(jīng)濟過渡的改革開放新時期。我國的匯率體制從單一匯率制轉為雙重匯率制。經(jīng)歷了官方匯率與貿(mào)易外匯內部結算價并存(1981~1984年)和官方匯率與外匯調劑價格并存(1985~1993年)兩個匯率雙軌制時期。1993年12月,國務院正式頒布了《關于進一步改革外匯管理體制的通知》,采取了一系列重要措施,具體包括,實現(xiàn)人民幣官方匯率和外匯調劑價格并軌;建立以市場供求為基礎的、單一的、有管理的浮動匯率制;取消外匯留成,實行結售匯制度;建立全國統(tǒng)一的外匯交易市場等。1994年1月1日,人民幣官方匯率與外匯調劑價格正式并軌,我國開始實行以市場供求為基礎的、單一的、有管理的浮動匯率制。企業(yè)和個人按規(guī)定向銀行買賣外匯,銀行進入銀行間外匯市場進行交易,形成市場匯率。中央銀行設定一定的匯率浮動范圍,并通過調控市場保持人民幣匯率穩(wěn)定。近年來,我國經(jīng)常項目和資本項目雙順差持續(xù)擴大,加劇了國際收支失衡。2005年6月末,我國外匯儲備達到7110億美元。2005年以來對外貿(mào)易順差迅速擴大,貿(mào)易摩擦進一步加劇。黨中央、國務院于2005年7月21日出臺了完善人民幣匯率形成機制改革。改革的內容是,人民幣匯率不再盯住單一美元,而是按照我國對外經(jīng)濟發(fā)展的實際情況,選擇若干種主要貨幣,賦予相應的權重,組成一個貨幣籃子。同時,根據(jù)國內外經(jīng)濟金融形勢,以市場供求為基礎,參考一籃子貨幣計算人民幣多邊匯率指數(shù)的變化,對人民幣匯率進行管理和調節(jié),維護人民幣匯率在合理均衡水平上的基本穩(wěn)定。自2005年7月21日人民幣匯率制度改革以來,人民幣兌美元的名義匯率從8.11下降到6.820左右,人民幣大幅升值,這給中國的國民經(jīng)濟發(fā)展帶來極大影響。但是,從2008年底以來,人民幣匯率開始平走,維持在6.82的水平。近期130位美國國議員聯(lián)名致信美國財長蓋特納和商務部長駱家輝,希望把中國列為匯率操縱國,但也有很多美國學者和經(jīng)濟界人士對此表示反對。國內,溫總理、央行行長周小川、貨幣委員會官員和一些經(jīng)濟學家也紛紛發(fā)表了看法。對于業(yè)界廣為關心的人民幣匯率問題,外匯管理局局長易綱就曾經(jīng)表示,實際上在中國內部,在不同的行業(yè)、不同的群體、不同的地區(qū),對人民幣匯率大家也有不同的意見。那么,人民幣匯率對中國股市又將會產(chǎn)生怎樣的影響呢?二、利率推動理論匯率問題非常復雜,基礎經(jīng)濟變量變動不大時,匯率的波動頻率和幅度也會很大。為此,經(jīng)濟學家發(fā)展了各種理論來研究匯率的變動規(guī)律。從早期的匯率決定理論,到金融時間序列模型,到近期非線性非參數(shù)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型和支撐向量機模型。匯率預測的基礎是不能脫離匯率決定理論的。匯率決定理論(葉蜀君,2005)主要有:購買力平價說、利率平價說、國際收支學說和資產(chǎn)市場說。瑞典經(jīng)濟學家卡塞爾在1918年發(fā)表的《外匯反常的離差現(xiàn)象》和1922年出版的《1914年以后的貨幣和外匯》中提出匯率是如何決定的購買力平價理論。該理論認為,兩國貨幣之所以能夠互相兌換,是因為它們各自在國內具有購買力。因而兩國貨幣的匯率應該等于兩國貨幣的國內購買力大小之比。利率平價理論認為,兩國之間的即期匯率與遠期匯率的關系與兩國的利率有密切的關系。投資者投資于國內所得到的短期利率收益應該與按即期匯率兌成外匯在國外投資并按遠期匯率買回本國貨幣所得到的短期投資收益相等。國際收支學說指出了匯率與國際收支之間的密切關系,分析了短期內匯率的變動和決定。該理論認為外匯匯率必須處于其平衡水平——即能產(chǎn)生穩(wěn)定經(jīng)常帳戶余額的匯率。資本市場說強調了資本流動在匯率決定理論的作用。匯率被看做未來資產(chǎn)的價格,由資產(chǎn)的供求決定。隨后有一些科學家用統(tǒng)計型方法來研究外匯。較具代表性的有隨機游走模型(RandomWalk)、自回歸條件異方差(Arch、Garch)模型和自回歸單整移動平均(ARIMA)模型。統(tǒng)計估計方法的重要理論基礎之一是統(tǒng)計學。傳統(tǒng)統(tǒng)計學中,參數(shù)的相關形式是已知的,用訓練樣本來估計參數(shù)的值。這種方法有一些局限性:它需要已知樣本分布形式;而且傳統(tǒng)統(tǒng)計學研究的是樣本數(shù)目趨于無窮大時的漸近理論,現(xiàn)有學習方法也多是基于此假設。但在實際問題中,樣本數(shù)往往是有限的,因此一些理論上很優(yōu)秀的學習方法實際中表現(xiàn)可能不盡人意。隨后出現(xiàn)了其它的金融時間序列預測方法(GuillaumeC,HendryFD,2005)。它們不考慮概率分布,直接進行分類,比如線性分類器、非線性分類器。最具代表性的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)和支撐向量機(SVM)。支撐向量機的本質是一個最大邊緣分類器,它在經(jīng)濟、金融時間序列預測領域得到了大量應用。NeumannJ,SchnorrC,SteidlG等(2005)研究了基于SVM的特征提取和分類。BurgesJCC(1998)研究了SVM在模式識別中的應用。Yuh-JyeLee,MangarasianOL(2001)研究了一個光滑的支持向量機在分類中的應用。LeanYu,HuanhuanChen,ShouyangWang(2009)用支持向量機來研究股票市場的運動趨勢。三、線性回歸算法支撐向量機(SVM)作為一個最大邊緣分類器,它的的主要思想可以概括為兩點:(1)它是針對線性可分情況進行分析,對于線性不可分的情況(NeumannJ,SchnorrC,SteidlG,2005),通過使用非線性映射算法將低維輸入空間線性不可分的樣本轉化為高維特征空間使其線性可分,從而使得高維特征空間采用線性算法對樣本的非線性特征進行線性分析成為可能;(2)它基于結構風險最小化理論(BurgesJCC.A,1998)之上在特征空間中建構最優(yōu)分割超平面,使得學習器得到全局最優(yōu)化,并且在整個樣本空間的期望風險以某個概率滿足一定上界。支撐向量機(SVM)作為匯率預測的一種新工具,它的優(yōu)勢在于處理非線性數(shù)據(jù)的能力,有效解決了“過學習”問題,并能得到全局最優(yōu)解。給定兩類數(shù)據(jù)點(xi,yi),其中為由道瓊斯中國88指數(shù)、道瓊斯中國指數(shù)、道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)、道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)和道瓊斯中國海外50指數(shù)的日數(shù)據(jù)共同構成的一個六維向量;yi∈{-1,1}人民幣兌美元匯率上升時為1,下降時為-1。希望能找到一個分類超平面可以將(xi,yi)嚴格分成2類,支持向量機的原始模型即是一個最大間隔分類器。先考慮線性可分情況。設給定訓練樣本集:ue420ε>0,定義樣本集S是ε-線性近似的,如果存在一個超平面f(xi)=<w,x>+b,其中w∈R6,b∈R,下面的式子成立:令di表示點(xi,yi)∈S到超平面f(x)的距離:因為S集是ε-線性近似的,所以有:可以得到:于是有:定義ε-線性近似的最優(yōu)近似超平面是通過最大化S中的點到超平面距離的界而得到的超平面。由定義知,需最大化,即最小化,即最小化就可以得到最優(yōu)近似超平面。于是線性回歸問題就化為下面的優(yōu)化問題:1+w2ε1+w2w2對于線性不可分的情況,構造最優(yōu)化中的罰函數(shù)(ClementsPM,FransesHP,SwansonRN,2004)。只需引入松弛變量ξi,ξi*≥0,i=1,2,…,l和懲罰系數(shù)C,求解罰函數(shù)的最小值即可。此時的優(yōu)化方程為約束條件為對于非線性回歸問題,可通過非線性變換轉化到某個高維特征空間,在高維特征空間中進行線性回歸,然后求出原空間中的非線性回歸。此時的f(x)為非線性函數(shù)即可解決問題,得到的模型同上。由最優(yōu)化理論知,求解上述問題可轉化為求解該問題的對偶問題。因為根據(jù)KKT條件求解上述問題的對偶問題比求解原問題要容易,故一種解法是先求出上述問題的對偶問題,再求出原問題的待求參數(shù)w,b,寫出預測所需的回歸決策方程f(x)=<w,x>+b。事實上在估算過程中,無需顯性確定w=g(xi),然后計算內積<w,x>。只需轉化為計算核函數(shù)K(xi,x)。這樣可極大的降低高維特征層的計算復雜度。故問題的關鍵是選擇合適的核函數(shù)形式。核函數(shù)K(xi,x)的形式?jīng)Q定了特征空間的結構,它的選擇好壞直接影響到算法的實現(xiàn)與效果。核函數(shù)的種類很多,常用的有四種:1.線性函數(shù)線性功能2.多因素函數(shù)polinomas3.支持向量機與人民幣匯率預測也可以將上述4種核函數(shù)進行組合,得到混合內核模式(LeanYu,HuanhuanChen,ShouyangWang,2009)。很多學者運用最優(yōu)化理論來構造核函數(shù)。平滑支持向量機(Yuh-JyeLee,MangarasianOL,2001)運用了牛頓法,可以得到高度非線性的分離面。三階樣條平滑支持向量機(YuboYuan,ChunzhongLi,2005)構造了一個連續(xù)的三次多項式,經(jīng)證明它的精度比平滑支持向量機要好。利用上述方法得到的回歸函數(shù)只與支持向量有關,可以看成是關于支持向量的展開式。當時,xi為支持向量,支持向量的個數(shù)要小于樣本數(shù)l。至此將預測數(shù)據(jù)也分為了兩類。周伽研究了非經(jīng)典數(shù)學方法在非線性時間序列預測中的應用(周伽,2006)。劉立霞研究了多變量金融時間序列的非線性檢驗及重構(劉立霞,2007)。SVM被大量的運用于金融時間序列的預測。其中包括基于支持向量機的外貿(mào)出口預測(肖志,陳婷婷,2006);支持向量回歸機在物價預測上的應用(紀娟,2008);上市公司財務危機預測的最小二乘支持向量機方法研究(林紅華,2006);支持向量機在基金評估中的應用(李大峰,2008);基于計算智能的外匯交易系統(tǒng)的研究與開發(fā)(王向宇,2009)。本文中將支持向量機運用于人民幣匯率預測中。當計算出的,預測當天人民幣兌美元匯率上升;當,預測當天人民幣兌美元匯率下降。四、大指數(shù)及兩個商業(yè)公司作為道瓊斯工業(yè)股票平均價格指數(shù)的締造者,道瓊斯長期提供市場的基準指標。全球數(shù)百萬的決策者和新聞制造者每天都關注著道瓊斯指數(shù)。在1996年5月27日紀念道瓊斯工業(yè)股票平均價格指數(shù)誕生一百周年之際,道瓊斯公司推出了道瓊斯中國指數(shù)系列。作為第一個由全球指數(shù)編制機構為中國大陸股票市場編制的指數(shù)系列,道瓊斯中國指數(shù)為投資者提供了一個衡量中國國內資本市場表現(xiàn)的權威性工具。道瓊斯中國指數(shù)系列包括:道瓊斯中國88指數(shù)、道瓊斯中國指數(shù)、道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)、道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)、道瓊斯第一財經(jīng)中國600行業(yè)領先指數(shù)、道瓊斯中國海外50指數(shù)。為了準確代表投資者可實際交易的股票數(shù)量,道瓊斯中國指數(shù)在股票選取和指數(shù)計算中采用了流通股,其中排除了國有股、機構持股和非上市流通的職工股。在為挑選成份股而計算自由流通股本時,道中指數(shù)系列排除了持股超過整個市值5%的個人、其它公司以及政府持有的股份。道瓊斯中國88指數(shù)由滬深股市市值最大且流動性最強的88只A股股票組成。道瓊斯中國88指數(shù)的樣本空間包括道瓊斯中國指數(shù)中的所有A股公司。道瓊斯中國指數(shù)涵蓋了滬深兩市流通總市值的95%左右。由于道瓊斯中國88指數(shù)只衡量可供中國國內投資者投資的股票的表現(xiàn),因此它不包括外資可以持有的B股,以及在香港、紐約和其它海外交易所上市的股票。該指數(shù)在計算樣本股的流通股本時不包括未上市的股票種類(這些種類包括國有股、職工股、法人股和其它未在國內交易所上市交易的股票類別),而且在對樣本公司流通市值進行排名時,樣本公司上述未上市的股票也不計入在內。道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)的成份股分別選自于在上海交易所和深圳交易所中全部上市交易的股票,它們分別覆蓋當?shù)厥袌隹偸兄档?5%。成份股的選取以調整后的流通市值和股票流動性為依據(jù)。為了能多元化反映所有產(chǎn)業(yè)和行業(yè),在選取成份股的過程中同樣考慮了不同產(chǎn)業(yè)部門之間的分配。道瓊斯中國指數(shù)由道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)合并而成,代表了在上海證券交易所和深圳證券交易所中交易的股票中的95%。這三個指數(shù)都被設計為股市標尺性指數(shù),用以跟蹤中國日益增長的股票市場的總趨勢。它們?yōu)橹袊顿Y者衡量市場運行提供了準確而具有權威性的工具。道瓊斯中國指數(shù)系列中的所有成份股均按照行業(yè)分類標準(ICB)劃分。該標準共有四個等級,其中包括10個產(chǎn)業(yè)、18個超行業(yè)、39個行業(yè)和104個從屬行業(yè)。其中最高等級的10個產(chǎn)業(yè)包括石油和天然氣、基礎材料、工業(yè)、生活消費品、衛(wèi)生保健、消費服務、電信服務、公用事業(yè)、金融和科技。與道瓊斯全球指數(shù)系列中的所有指數(shù)一樣,道瓊斯中國指數(shù)系列的編制同樣確保:準確優(yōu)質的指數(shù)計算;計算方法高度透明;成份股選擇規(guī)則的客觀性;以市場表現(xiàn)為唯一標準、并具有根據(jù)未來金融市場變化進行調整的靈活性。此外,成份股的選擇和評審依據(jù)系統(tǒng)性和透明化的原則,運用數(shù)量化方法以減少人為因素帶來的偏見并可以支持測試。道瓊斯中國指數(shù)系列每季度評審一次,進行成份股的調整。由于中國的股票市場日益繁榮并持續(xù)發(fā)展,同時結構在不斷調整,所以,道瓊斯中國指數(shù)的換股率也會相應較高。上述四個指數(shù)均以人民幣元計算,基期均為1993年12月31日,基數(shù)定為100。盡管上海證券交易所與深圳證券交易所于1990年12月開始運行,但是我們決定在編制指數(shù)時不追溯1993年之前的歷史數(shù)據(jù)。這是由于,1993年之前,由于種種原因,兩個市場并未形成規(guī)律性的交易。這些原因包括上市股票數(shù)量不足、交易的投機性較強以及缺乏標準化的市場規(guī)范。道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)是一個涵蓋廣泛且可供投資的指數(shù),它是衡量中國國內投資者可以投資的股票的一個指標。該指數(shù)由滬深股市流通市值最大的600只A股股票組成。該指數(shù)由道瓊斯公司和上海媒體公司第一財經(jīng)傳媒有限公司聯(lián)合推出。道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)的樣本空間包括道瓊斯中國指數(shù)(DowJonesChinaTotalMarketIndex)中的所有A股公司。道瓊斯中國指數(shù)涵蓋了滬深兩市流通總市值的95%左右。由于道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)只衡量可供中國國內投資者投資的股票的表現(xiàn),因此它不包括外資可以持有的B股,以及在香港、紐約和其它海外交易所上市的股票。該指數(shù)在計算樣本股的流通股本時不包括未上市的股票種類(這些種類包括國有股、職工股、法人股和其它未在國內交易所上市交易的股票類別),而且在對樣本公司流通市值進行排名時樣本公司上述未上市的股票也不計入在內。道瓊斯中國海外50指數(shù)是作為指數(shù)相關產(chǎn)品特別是交易型開放式指數(shù)基金(ETF)以及指數(shù)衍生品的基準而編制的。道瓊斯中國海外50指數(shù)代表了主要業(yè)務在中國大陸但在香港或美國證券交易所上市交易的最大50只股票的表現(xiàn)。道瓊斯中國海外50指數(shù)的成份股選自涵蓋廣泛的道瓊斯中國海外指數(shù)。成份股的選取充分考慮了具有投資性的指數(shù)所需的一些最重要因素:股票的流動性、換手率、交易成本和較市場基準指數(shù)的跟蹤誤差。道瓊斯中國海外50指數(shù)的樣本空間包括道瓊斯中國海外指數(shù)(DowJonesChinaIndex)中的所有H股、紅籌股、在美國上市的中國公司股票和美國存托憑證(ADRs)。以下為道瓊斯中國海外指數(shù)選股規(guī)則:道瓊斯中國海外指數(shù)涵蓋中國海外市場和香港市場。中國海外市場中符合條件的股票包括上海和深圳證交所的B股股票,僅在美國市場交易的中國股票,中國公司的美國存托憑證和H股。香港市場符合條件的股票包括香港上市的股票以及紅籌股。在中國海外市場和香港市場,符合條件的股票將按照流動性進行篩選,從而防止不活躍的股票被納入指數(shù)。任何股票如果在上一個季度內未交易天數(shù)超過10天則不會被納入指數(shù),除非無交易狀態(tài)肯定只是暫時現(xiàn)象。篩選出的股票將按照自由流通股本進行調整,以更精確地體現(xiàn)股票真正可供投資的規(guī)模。除去樣本空間內流通市值排在最后1%和換手率排在最后0.01%的股票,占樣本空間總流通市值前95%的股票將被選為指數(shù)成份股。黨中央、國務院于2005年7月21日出臺了完善人民幣匯率形成機制改革。改革的內容是,人民幣匯率不再盯住單一美元,而是按照我國對外經(jīng)濟發(fā)展的實際情況,選擇若干種主要貨幣,賦予相應的權重,組成一個貨幣籃子。中國外匯管理局授權中國人民銀行公布人民幣與主要貨幣之間的匯率。本文取用了2005年7月21日至2010年3月15日人民幣兌美元、道瓊斯中國88指數(shù)、道瓊斯中國指數(shù)、道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)、道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)和道瓊斯中國海外50指數(shù)的日數(shù)據(jù)。首先將所有數(shù)據(jù)按時間先后順序排列,剔除時間不對應的數(shù)據(jù)。將道瓊斯中國88指數(shù)、道瓊斯中國指數(shù)、道瓊斯上海指數(shù)、道瓊斯深圳指數(shù)、道瓊斯第一財經(jīng)中國600指數(shù)和道瓊斯中國海外50指數(shù)的日數(shù)據(jù)進行歸一化,將數(shù)據(jù)全部轉化到區(qū)間上。對人民幣兌美元當天的數(shù)據(jù)與前一天的數(shù)據(jù)進行比較,如果上升令,否則令。將預處理后的數(shù)據(jù)列成矩陣。將它們分為三個階段,然后在MATLAB環(huán)境下用SVM進行預測和訓練。本文采用了預測出的匯率變化方向與實際的匯率變化方向的吻合度來評價模型的預測精度。五、美元匯率多次破82006年5月15日,一度創(chuàng)下1美元兌7.9972元人民幣的高位,這是自2005年7月21日匯率制度改革以來,首次突破8元大關。此后人民幣兌美元匯率先后多次在8元大關反復,直至6月30日最終破8。2008年4月10日,中國人民銀行公布了當天外匯市場價格:1美元兌6.992元人民幣?；卣{了2個交易日之后,于4月14日人民幣再次突破“7.0”大關。人民幣兌美元首次突破7元大關后,歷經(jīng)多次反復,于2008年5月16日成功破7。此后大致維持在6.82的水平。人民幣升值突破重要的臨界點時,對股市會產(chǎn)生較大影響。本文將對這三個階段的數(shù)據(jù)分別用SVM進行分析。預測數(shù)據(jù)處理對所有數(shù)據(jù)預處理后,用前120個數(shù)據(jù)作訓練數(shù)據(jù)集,后71個數(shù)據(jù)作預測數(shù)據(jù)集,多次迭代取最優(yōu)參數(shù)。經(jīng)過四次交叉試驗,結果見表1。其中,訓練數(shù)據(jù)個數(shù)可變,預測數(shù)據(jù)為71個。其中,