陳曉珊，田良輝，韓曉茹

（1.華南師范大學數(shù)學科學學院，廣東廣州510631；2.佛山科學技術(shù)學院數(shù)學與大數(shù)據(jù)學院，廣東佛山528000）

黃金作為一種貴重金屬，其用途十分廣泛，黃金不僅是可以用于儲備和投資的特殊通貨，還是電子、現(xiàn)代通訊、首飾、航天航空材料。近年來，黃金作為一種投資產(chǎn)品，越來越被人們所關(guān)注，黃金的價格也隨之成為人們關(guān)注的焦點。因而對黃金價格的預(yù)測有著重要的意義，這不僅對廣大投資者的投資決策起到導向作用，也有利于與黃金相關(guān)聯(lián)的企業(yè)制定企業(yè)發(fā)展計劃。

不少研究者通過對黃金市場的研究，發(fā)現(xiàn)黃金價格的波動并非是毫無規(guī)律可言的，而是具有一定的可預(yù)測性。目前國外學者通過對1976-1990年的黃金價格進行分析，發(fā)現(xiàn)匯率的波動對黃金的價格波動是可以起到解釋作用的。Mahdavi等［1］試圖探究CPI和倫敦黃金價格之間的聯(lián)系，但是通過利用1970年至1994年的數(shù)據(jù)檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者并未有較為突出的相關(guān)關(guān)系。除此之外，Shafiee等［2］也先后從多個角度對其他因素進行論證分析。國內(nèi)的金融市場發(fā)展相對較晚，但對于黃金的相關(guān)研究也有研究成果，不少學者對黃金展開了深入分析，提出了多種模型對黃金價格進行預(yù)測［3-5］。

隨著1973年布雷頓森林體系的解體，黃金的非貨幣化使得其原本的貨幣屬性進一步弱化，黃金開始逐漸成為一種金融市場的投資工具，黃金的價格波動變成了許多黃金市場投資者所關(guān)注的問題。目前的黃金市場具有高風險高回報率并存的特點，為了盡可能的降低自身風險，業(yè)界已經(jīng)提出了多種黃金價格預(yù)測的理論，但是現(xiàn)階段的黃金價格受到多種因素的共同影響，黃金市場日益復雜存在著多種不確定和不可控因素，因而許多黃金價格的預(yù)測模型和理論都不能很好地預(yù)估黃金價格的走勢。本文嘗試將現(xiàn)有的兩種黃金價格預(yù)測方法——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型與時間序列預(yù)測模型進行有機結(jié)合，通過理論和數(shù)據(jù)實證篩選出對黃金價格影響較為突出的相關(guān)因素，并利用模型對短期的黃金價格走勢進行預(yù)測，嘗試對黃金價格研究做出有益探索。

1 黃金價格影響因素

目前，已有不少研究者分析了黃金價格的影響因素［6-7］。美元指數(shù)常常和黃金價格是呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系的。首先，黃金和美元都可以作為儲備資產(chǎn)，兩者本身就存在很強的替代關(guān)系。一旦美元走強，則其作為硬通貨的地位就進一步得到鞏固，這說明了美國本土經(jīng)濟形勢較為良好，因而人們更樂意將資產(chǎn)投入像股票債券市場，這類有著較高收益率的地方，而較少會考慮將資產(chǎn)用來存儲黃金，所以黃金需求量便會出現(xiàn)下降，黃金價格出現(xiàn)下落。反之，當美元出現(xiàn)疲軟時，投資者就會對美國經(jīng)濟的未來走勢表示擔憂，從而將會有更多的人傾向于儲存黃金，黃金的需求量增加，從而使得價格上升。其次，目前國際上大多數(shù)的黃金產(chǎn)品價格都是以美元來進行標價的，一旦美元出現(xiàn)貶值，由于匯率的變動，許多國外的投資者由于匯率上存在優(yōu)勢便會更樂意購買黃金作為儲備資產(chǎn)。

原油作為一種全球公認的戰(zhàn)略物資可以說已經(jīng)滲透到了全球政治經(jīng)濟的方方面面，而黃金作為一種優(yōu)質(zhì)的資產(chǎn)儲備，自然與原油存在著密切的關(guān)聯(lián)。一方面，原油作為一種重要的工業(yè)原料，與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)可以說涵蓋了政治經(jīng)濟生活的方方面面，一旦原油價格出現(xiàn)上漲，那么相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成本也會出現(xiàn)上漲，從而使得許多產(chǎn)品的價格出現(xiàn)增長，生產(chǎn)生活成本的增加將會不可避免地引起通貨膨脹，此時黃金作為一種硬通貨的保值手段將會更被人們看重，使得黃金的需求量增加，引起價格的提升。另一方面，目前全球的原油價格主要是以美元來標價，而且美國的石油消費位居世界前列，一旦原油價格出現(xiàn)波動，勢必影響美元的走勢，而美元的升跌又會帶動金價的起伏。由此可見，國際原油價格對黃金價格的影響是十分顯著的。

一般情況下，當股市出現(xiàn)下挫，此時金價便會上升。這是由于股票市場和黃金市場是兩個風格截然不同的領(lǐng)域，前者積極冒進，后者扎實保守。當股票市場出現(xiàn)較為強勢的情況之時，投資者普遍對經(jīng)濟前景看好，因而就會將資金主要集中在股票市場，以此來追求更高的收益。反之，當股票市場出現(xiàn)低迷情況之時，投資者普遍對未來經(jīng)濟形勢表示擔憂，此時投資者就會更傾向于將資金投入黃金市場，以此達到穩(wěn)定保值的目的。

除了上述因素之外，國家貨幣政策、CPI指數(shù)等因素都會對黃金價格的波動產(chǎn)生影響，可以說現(xiàn)階段的黃金價格，是很難僅僅利用某一單一條件因素就可以決定黃金價格的走勢。

2 實證分析

本文首先對眾多變量進行分析，選擇性地抽取，使歷史數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理的同時不丟失所包含的信息。筆者認為白銀價格、原油價格、美元指數(shù)對黃金價格會有較大影響，因此選擇某一時段（2015.6.14-2016.6.14）黃金、白銀、原油價格以及美元指數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。

2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

缺失值處理：在數(shù)據(jù)獲取后，由于交易日存在差異以及其他某些原因，黃金、白銀、原油價格以及美元指數(shù)在選取的時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)存在差異，造成部分交易日數(shù)據(jù)存在缺失的情況，考慮到存在缺失的數(shù)據(jù)量遠小于總數(shù)據(jù)量，故對部分缺失值進行刪除，使得各變量交易時間和價格數(shù)據(jù)保持一致，有利于后續(xù)進行數(shù)據(jù)挖掘。

歸一化處理：由于各因素的價格基數(shù)差異較大，倘若不進行數(shù)據(jù)處理將無法獲取有效信息（如圖1所示），而歸一化是一種無量綱處理手段，使數(shù)值的絕對值變成某種相對值關(guān)系，是一種縮小量值的有效辦法。根據(jù)公式（最大-x）/（最大-最?。⒏鱾€變量進行歸一化處理。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測及時間序列預(yù)測

（1）可視化分析各個變量的變化規(guī)律：將已歸一化處理的各個變量進行可視化處理，對可視化處理的結(jié)果進行分析，判斷各變量之間存在的關(guān)系，可視化結(jié)果如2所示。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模：把歸一化處理后的數(shù)據(jù)導入spss modeler中，分析黃金價格與白銀、原油、美元指數(shù)的相關(guān)性，得到黃金價格與美元指數(shù)和白銀價格的相關(guān)性較強，而與原油價格的相關(guān)性較弱，也就是說美元指數(shù)和白銀價格對黃金價格預(yù)測的影響比較大，原油價格對黃金價格預(yù)測的影響比較小。

圖1 未經(jīng)歸一化處理

圖2 可視化處理

本文將白銀價格、原油價格以及美元指數(shù)分別作為屬性，運用spss modeler進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立，建立的模型流如圖3所示。

圖3 預(yù)測的spss modeler流

同時利用SAS軟件對相關(guān)變量未來7日的價格進行預(yù)測［8-9］。

2.3 模型結(jié)果與驗證

根據(jù)上述2.2的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型和時間序列預(yù)測，對未來7日即2016年6月15日到2016年6月21日這段時間的黃金價格進行預(yù)測，得出這段時間的黃金價格，如圖4所示。

圖4 預(yù)測結(jié)果

圖5 現(xiàn)實結(jié)果

通過與2016年6月15日至2016年6月21日的現(xiàn)實結(jié)果進行對比發(fā)現(xiàn)，該模型的結(jié)果較為準確地反映了未來短期的黃金價格走勢，除了在6月16日出現(xiàn)了較為明顯的漲幅，總體來說黃金價格是呈現(xiàn)出下降走勢的，這與預(yù)測的結(jié)果相符合。

3 統(tǒng)計結(jié)果與分析

通過將數(shù)據(jù)歸一化處理，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的構(gòu)建，實現(xiàn)了基于白銀價格、原油價格以及美元指數(shù)的歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測黃金價格，但該模型只能根據(jù)歷史數(shù)據(jù)推測同期黃金價格數(shù)據(jù)，也就是說無法單純通過歷史數(shù)據(jù)對未來黃金價格數(shù)據(jù)進行預(yù)測，如果想知道未來某段時間的黃金價格走勢，必須依靠未來該段時間其余變量的數(shù)據(jù)才能進行預(yù)測，顯然這種預(yù)測是無效的，因為我們是無法提前得知白銀、原油、美元的未來數(shù)據(jù)。因此，必須借助其他方法首先預(yù)測出白銀、原油以及美元指數(shù)的未來某段時期的價格，然后根據(jù)上述變量的預(yù)測值，再通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型實現(xiàn)對黃金價格的預(yù)測。通過SAS進行時間序列預(yù)測，獲得了未來一周相關(guān)變量的預(yù)測值，然后將相關(guān)變量的預(yù)測值通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，實現(xiàn)對未來一周黃金價格的預(yù)測。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學習功能，通過對過去歷史數(shù)據(jù)的學習，訓練出一個具有歸納全部數(shù)據(jù)的特定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這種自學習功能對于預(yù)測有特別重要的意義。同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有高度的并行結(jié)構(gòu)和并行實現(xiàn)能力，具有高速尋找優(yōu)化解的能力，能夠發(fā)揮計算機的高速運算能力，有助于處理這類非線性問題。我們在訓練樣本的時候，通過將神經(jīng)網(wǎng)路的訓練值以及時間序列的值分別與實際數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的擬合情況更為良好，這也是選擇利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行預(yù)測的主要原因。

根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測結(jié)果，可以推測未來黃金價格將呈現(xiàn)下跌的趨勢，這就意味著當前持有黃金的投資者應(yīng)當減少持有量，避免由于黃金價格的下跌造成投資者蒙受損失。其次，考慮未來價格將出現(xiàn)下跌，當前并不是購入黃金的良好時機，應(yīng)當選擇在未來一段交易日選擇購入黃金，這樣有利于減少投資成本。

黃金期貨，是以國際黃金市場未來某時點的黃金價格為交易標的的期貨合約。投資人買賣黃金期貨的盈虧，是由進場到出場兩個時間的金價價差來衡量，契約到期后則是實物交割。

（1）當期持有黃金。在這里，不妨假設(shè)市場尚未做出反應(yīng)，即意味著當前黃金價格尚未出現(xiàn)下跌，此時黃金期貨價格大于黃金現(xiàn)貨價格。考慮到預(yù)計黃金價格未來將出現(xiàn)下跌趨勢，因此應(yīng)當及時出手黃金現(xiàn)貨進行套現(xiàn)，然后在期貨市場賣空黃金期貨，當進行交割的時候，此時黃金價格已經(jīng)低于當初出售的價格，可以利用套現(xiàn)的貨幣購買黃金，實現(xiàn)交割，從而實現(xiàn)盈利。

（2）當前持有黃金期貨。在這里，依舊假設(shè)市場尚未做出反應(yīng)。倘若投資者當前已經(jīng)持有黃金期貨，由于未來黃金價格將出現(xiàn)下跌，因此投資者，可以考慮去借入實物黃金，然后賣出，而在交割日時由于黃金價格已經(jīng)出現(xiàn)下跌，從而可以低價買入實物黃金，償還之前借入的實物黃金，從而實現(xiàn)獲利。