全球原油的相关结构和主成分

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英文标题：
《Correlation structure and principal components in global crude oil
  market》
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作者：
Yue-Hua Dai (ECUST), Wen-Jie Xie (ECUST), Zhi-Qiang Jiang (ECUST),
  George J. Jiang (WSU), Wei-Xing Zhou (ECUST)
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最新提交年份：
2014
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英文摘要：
  This article investigates the correlation structure of the global crude oil market using the daily returns of 71 oil price time series across the world from 1992 to 2012. We identify from the correlation matrix six clusters of time series exhibiting evident geographical traits, which supports Weiner\'s (1991) regionalization hypothesis of the global oil market. We find that intra-cluster pairs of time series are highly correlated while inter-cluster pairs have relatively low correlations. Principal component analysis shows that most eigenvalues of the correlation matrix locate outside the prediction of the random matrix theory and these deviating eigenvalues and their corresponding eigenvectors contain rich economic information. Specifically, the largest eigenvalue reflects a collective effect of the global market, other four largest eigenvalues possess a partitioning function to distinguish the six clusters, and the smallest eigenvalues highlight the pairs of time series with the largest correlation coefficients. We construct an index of the global oil market based on the eigenfortfolio of the largest eigenvalue, which evolves similarly as the average price time series and has better performance than the benchmark $1/N$ portfolio under the buy-and-hold strategy.
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中文摘要：
本文利用1992年至2012年全球71个石油价格时间序列的日收益率，研究了全球原油市场的相关结构。我们从相关矩阵中确定了六组具有明显地理特征的时间序列，这支持Weiner（1991）的全球石油市场区域化假设。我们发现，时间序列的簇内对具有高度相关性，而簇间对具有相对较低的相关性。主成分分析表明，相关矩阵的大多数特征值都位于随机矩阵理论的预测范围之外，这些偏离特征值及其对应的特征向量包含着丰富的经济信息。具体来说，最大特征值反映了全球市场的集体效应，其他四个最大特征值具有区分六个集群的分配函数，最小特征值突出了具有最大相关系数的时间序列对。我们基于最大特征值的特征值Fortfolio构建了一个全球石油市场指数，该指数与平均价格时间序列的演化过程类似，在买入持有策略下，其表现优于基准1美元/牛美元投资组合。
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分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Statistical Finance        统计金融
分类描述：Statistical, econometric and econophysics analyses with applications to financial markets and economic data
统计、计量经济学和经济物理学分析及其在金融市场和经济数据中的应用
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一级分类：Physics        物理学
二级分类：Physics and Society        物理学与社会
分类描述：Structure, dynamics and collective behavior of societies and groups (human or otherwise). Quantitative analysis of social networks and other complex networks. Physics and engineering of infrastructure and systems of broad societal impact (e.g., energy grids, transportation networks).
社会和团体（人类或其他）的结构、动态和集体行为。社会网络和其他复杂网络的定量分析。具有广泛社会影响的基础设施和系统（如能源网、运输网络）的物理和工程。
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PDF下载：
--> Correlation_structure_and_principal_components_in_global_crude_oil_market.pdf (2.42 MB)

2022-5-18 17:38:35 上传

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关键词：主成分 Quantitative Partitioning Econophysics coefficients

全球原油市场中的相关结构和主成分岳华岱，谢文杰，b，志强，江A，乔治J.江C，魏兴洲A，b，*华东科技大学商学院，上海200237，华东科技大学数学系，上海200237，华盛顿州立大学金融与管理科学系，普尔曼，美国摘要本文利用1992年至2012年全球71个油价时间序列的日收益率，研究了全球原油市场的相关结构。我们从相关矩阵中识别出六个时间序列聚类，显示出明显的地理特征，这支持Weiner（1991）关于全球石油市场的区域化假设。我们发现，时间序列的簇内对具有高度相关性，而簇间对具有相对较低的相关性。主成分分析表明，相关矩阵的大多数特征值都位于随机矩阵理论的预测范围之外，这些偏离特征值及其对应的特征向量包含着丰富的经济信息。具体而言，最大特征值反映全球市场的集体效应，其他四个最大特征值具有区分六个集群的分配函数，最小特征值显示具有最大相关系数的时间序列对。我们基于最大特征值的特征组合构建了一个全球石油市场指数，该指数的演化类似于平均价格-时间序列，在买入持有策略下比基准1/N组合具有更好的性能。JEL分类：G1，C15关键字：原油，主成分分析，相关结构，区域化，地理信息，特征值1。

简介原油是现代工业社会的血液，是一种独特的战略资源，对任何经济体都至关重要。原油价格是由供需不平衡以及这种不平衡的不确定性所驱动的，这种不平衡会导致投机增加（Alvarez-Ramirez等人，2002；He等人，2009；Kaufmann-andUllman，2009；Sornette等人，2009）。有大量文献致力于研究原油价格的动态及其相互关系。相当一部分文献关注不同地区油价的共同运动和趋同。阿德尔曼（1984）声称，全球原油市场被统一为“一个大池”。相反，韦纳（1991）认为原油市场是区域化的，这挑战了阿德尔曼（1984）的“一个大池”假设。1993年和1993年，威廉姆斯和罗德里格斯的辩论引发了许多争论。大多数实证研究都支持“一大池”假说。在这方面，采用了不同的计量经济学方法，并隐含地假设了市场统一的不同“定义”。Sauer（1994）将协整关系纳入多变量时间序列模型，以检验全球原油进口市场的区域化程度，并发现实证结果支持Adelman（1984）的“一个大油池”主张。G¨ulen（1997年、1999年）对三组质量相似的原油的月度和每周价格的共同变动进行协整检验，发现1980-95年期间世界原油市场是统一的，拒绝了区域化假设。Bentzen（2007）发现了这些主要原油之间的双向因果关系*通讯作者。地址：P.O.梅隆路130号。

华东科技大学商学院114号信箱，中国上海200237，电话：+86 21 64253634。电子邮件地址：乔治。jiang@wsu.edu（乔治·J·蒋），wxzhou@ecust.edu.cn（周卫星）2014年5月21日提交给爱思唯尔的预印本价格（欧佩克、布伦特和WTI），并认为全球石油市场的区域化假设因此被拒绝。Fattouh（2010年）使用Caner和Hansen（2001年）的两种制度阈值自回归（TAR）方法研究了原油价格差异的动态，并找到了调整过程中对长期均衡的阈值影响的有力证据。由于原油价格是相互关联的，Fattouh（2010）认为，石油市场在非常普遍的层面上是“一个大池”。Rebredo（2011）使用copulas检验了原油基准价格之间的依赖结构，并找到了原油价格之间显著对称的上下尾部依赖的证据。他表示，在牛市和熊市期间，原油价格的关联强度相同，因此支持“一个大池”假设，而不是区域化假设。考夫曼（Kaufmann）和乌尔曼（Ullman）（2009）认为，如果世界石油市场是统一的，并且不同原油的价格之间不存在因果关系，那么世界石油价格就没有创新进入市场的空间。他们指出，变化可能会首先出现在一种或多种基准原油的价格上，然后蔓延到全球市场。他们发现了从基准标记到其他原油市场的格兰杰因果关系证据。Akhmedjonov和Lau（2012）使用指数平滑自回归增强Dickey-Fuller单位根检验研究了83个俄罗斯地区四种能源产品的月度能源价格，未发现俄罗斯国家能源市场完全一体化的证据。刘等人。