摘 要

随着我国金融市场建设的不断完善，期货市场的投资潜力越来越受到投资者的关注，尤其是商品期货市场，近年来交易规模不断扩大，成交量与成交额不断创造历史新高。跨品种商品期货套利作为商品期货套利的类型之一，也凭借着其高盈利和强稳定性的特点，成为新的期货投资热点。

本文选取2014年6月到2016年3月郑州商品交易所交易活跃度最高的6种期货品种（一号棉、甲醇、菜籽粕、白糖、PTA、玻璃）的数据，基于协整理论和误差修正模型（VECM）分析6种期货品种之间的关联性。首先，通过相关性分析，得到6种期货品种具有较强相关性的结论；接着通过单位根检验和滞后期检验，建立了VAR（3）模型，并进行了Granger因果检验，检验结果发现：6种期货品种之间存在显著的Granger因果关系并且CF对其他5种期货品种均存在单向Granger因果关系；然后通过Johansen协整检验得到6种期货品种之间具有长期均衡关系的结论并通过协整方程来描述长期均衡关系；最后建立VECM并在VECM基础上利用脉冲响应函数和方差分解来分析6种期货品种之间短期联系和相互影响程度，结果发现：CF、FG、SR与误差修正项之间具有显著相关性并且CF在6种期货品种短期价格调整中起着重要的作用。本文在实证之后，根据实证结论，构建6种期货品种之间的套利模型并进行了套利模拟，模拟结果具有正收益。

本文创新之处在于，一是选择郑商所活跃度最高的6种期货品种作为研究对象，使得研究结果具有较强的现实意义；二是不仅分析了这6种期货品种的长期均衡关系，还分析了它们之间的短期价格变化关系，使得研究结果更加全面。

关键词：商品期货；协整检验；误差修正模型；统计套利

Abstract

Investment potential of futures appears to more and more investors along with the constant improvement of China's financial market construction. Especially, in recent years, the transaction scale increases in the commodity future markets with trading volume and turnover continuing to create a record high. Cross commodity arbitraging as one of the arbitrages in the commodity future markets becomes a new investment hot spot by virtue of its profitability and stability.

This paper selects six most highly active futures data (CF MA RM SR TA FG) from June 2014 to March 2016 from Zhengzhou Commodity Exchange (ZCE) to analyze the relations among the six kinds of futures basing on Cointegration Theory and Vector Error Correction Model. First, this paper uses the correlation analysis proves strong correlations among the six futures. After ADF unit root tests and lag length tests, this paper establishes VAR(3) to carry out Granger causality tests and the result shows that CF Granger-causes the other five futures significantly and there are one-way Granger-cause among the selected futures. Though Johansen cointegration test, it finds long-run equilibrium relationship among them and get a cointegration equation to depict the relationship. Finally, VEC model of the selected future is established and impulse response analysis and variance decomposition are conducted to analyze the short-term relationship among them. The results show CF, FG, SR has significant correlation with error correction term respectively and CF plays an important role in short-term futures price adjustment. According to the empirical conclusions, this paper establishes the arbitrage model among them and the simulation results show a positive return.

Innovations of this paper are showed below: the first is that the highest active six futures selected for the study make the results of such research more practical significance; the second is that it analyzes not only the long-term equilibrium relationship, but also the short-term price changes among them, which makes the results more comprehensive.

Key Words: Commodity futures; Cointegration test; VECM; statistical arbitrage

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 本文的研究背景及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 本文的研究思路、组织结构及创新点 4

1.4.1 本文的研究思路及方法 4

1.4.2 本文研究的主要内容 5

1.4.3 本文的创新点 5

第2章 研究的相关基础知识 6

2.1 相关的计量模型知识 6

2.1.1 ADF单根检验 6

2.1.2 VAR模型 6

2.1.3 Granger因果检验 6

2.1.4 Johansen协整检验 7

2.1.5 误差修正模型（VECM） 7

2.2 相关的金融理论知识 8

2.2.1 有效市场理论 8

2.2.2 期货市场套利理论 9

第3章 郑商所多品种商品期货相关性实证研究 10

3.1 数据选择 10

3.2 相关性分析 10

3.3 VAR模型的建立 11

3.3.1 单位根检验 11

3.3.2 滞后期检验 12

3.4 Granger因果检验 13

3.5 VECM模型的构建 14

3.5.1 Johansen协整检验 14

3.5.2 VECM模型的建立 14

3.5.3 模型稳定性分析 17

3.5.3 脉冲响应分析 18

3.5.3 方差分解 19

3.6 套利交易模拟 20

3.6.1 期货组合的选择 20

3.6.2 ECM统计性描述 21

3.6.3 入场指标的构建 21

3.6.4 模拟交易 23

第4章 总结与展望 25

4.1 总结 25

4.2 展望 25

参考文献 27

附 录 29

附录A 29

附录B 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 引言

随着我国金融市场建设的不断完善，期货市场的投资潜力越来越受到投资者的关注。700年前的欧洲人，在农产品交易中就率先使用了期货交易方式，不仅如此，17世纪的日本也出现了期货市场。期货交易的定义有多种，其中一种定义是——交易双方签订一份购销契约，约定在未来的某一时间内按照契约上所确定的价格，支付货款并交割货物。随着交易方式的演变，期货交易只能在交易所进行，合约也有了统一的标准格式。当期货交易的标的资产为商品时，就形成了商品期货^[1]。

从传统意义上讲，期货市场具有两项主要的市场功能——价格发现、规避风险。价格发现能够让现货市场上现货的价格从期货市场上的期货推断得到。规避风险让投资者将现货市场的风险转移到期货市场，对所持有的风险部位进行卖出避险。

1.2 本文的研究背景及意义

中国作为享受期货市场“后发利益”的国家，在借鉴国外期货市场经验的基础上，于1990年组建了第一家引入期货市场机制的郑州粮食批发市场，短短几年，走过了国外100多年发展的路程。截止2015年3月底，国内期货市场新增加聚丙烯、热卷轧板、纤维板、胶合板和硅铁、硅锰等多个品种。至此，四大交易所（上海期货交易所（SHFE）、大连商品交易所（DCE）、郑州商品交易所（ZCE）、中国金融期货交易所（CFFE））期货品种累计达47种。2015年我国期货市场成交数据超过往年，又一次创造新纪录。与12年数据比较，15年我国期货市场累计成交量从14.5亿手增长到35.78亿手，累计成交额从171万亿元增长到554.23万亿元。相较14年，两项指标同比增长42.78%和89.81%。以上数据可以看出，成交量与成交额明显高于2014年全年水平。仅考虑商品期货的成交量和成交额，2015年下半年这两项指标呈现明显增长，以铜、锌为代表的有色金属和以金、银为代表的贵金属交放量明显，年末两个月份工业品板块的期货成交额均超过50%。（数据来源中国期货业协会）