干散貨運價系統混沌的控制

康小勇 楊蕾

世 界貿易貨量的90%通過海運完成，去年全球通過海運完成的貿易貨量高達9.9億噸，國際航運市場的發展狀況直接反映世界經濟的運行狀況。

作為一個完全競爭性的市場，國際干散貨運輸市場風險極高。波羅的海干散貨運價指數（BDI）在2008年國際金融危機前后大幅波動：從2008 年5月20日的最高值11793點，一路暴跌至2008年12月5日的663點，跌幅高達94.3%。由此可見，國際干散貨運輸市場受世界經濟的影響更大。

隨著大數據、移動互聯網時代的到來，社會各個產業都在潛移默化地發生著變化。航運業作為一個典型的傳統行業，也受到新潮流的影響，其未來必將隨著新思想、新技術的產生，發生巨大的變化。要改變航運業的現狀，首先要探究航運市場背后的運行機制，具體就是探究航運市場與世界經濟的深層次關系，其關聯點就在金融業。

本文以金融的視角探析國際干散貨運輸市場與世界經濟的關聯性，以基于混沌理論的金融系統來分析國際干散貨運輸市場運價系統的特性，以混沌控制方法，為國際干散貨運輸市場運價系統的良性運行提出合理化建議。旨在發掘國際干散貨運輸市場運價系統背后的運行機制，為投資人、政府以及相關研究機構提供決策支持，也為研究傳統航運業與金融結合尋找理論基礎，開辟新的航運金融時代。

理論基礎

本文主要是用混沌理論分析BDI時間序列，從而探究國際干散貨運輸市場與世界經濟深層次的關聯性。

BDI

BDI是研究航運股未來業績和投資價值的重要指數，也是國際貿易和國際經濟的領先指標之一。它集中反映全球對礦產、煤炭、糧谷以及其他干散貨運輸的需求；反映整個干散貨運輸市場的變化，具有很大波動性。BDI的前身是1985年開始發布的每日運價指數（BFI），直到1999年，BDI取代BFI（見下表）。BDI計算方法在2001年作出調整，構成指數由之前的BCI、BPI、BHI更改為BCI、BPI、BHMI。

混沌

混沌就是指在確定性系統中出現的一種貌似無規則的類似隨機的現象?；煦绮皇呛唵蔚臒o序，而是沒有明顯的周期和對稱，具有豐富內部層次的有序結構，即“無序中有序，有序中無序”，它是非線性系統的一種新的存在形式。混沌理論在金融系統中的應用非常廣泛，金融時間序列的混沌識別便是其中一個很活躍的分支，例如股票價格序列，匯率序列等。

金融混沌是指基于混沌理論的金融系統中的混沌現象。金融混沌現象在實際中的表現就是金融風暴、金融過熱、金融危機等。隨著經濟全球化、貿易自由化的推進，金融系統成為一個越來越開放的系統，作為一個典型的非線性系統，其混沌特性顯露無疑。2008年開始的歐洲債務危機、2007年美國次貸危機、1997年東南亞金融風暴，以及再往前1994年墨西哥金融危機，都可以解釋為金融系統產生的混沌現象。

雖然目前對混沌現象的定義還未明確統一，但一般具有以下特征。

內部隨機性?；煦绗F象的特定屬性，由系統內部的分線性特性造成，是造成系統不穩定的主要原因之一。

對初始條件的敏感性?；煦绗F象的又一重要特征，差之毫厘的初始條件值，能產生謬以千里的結果。

有界性。無論系統內部多么不穩定，混沌運動的軌跡和區域都是有界的，不會超過混沌吸引子所輻射的區域。

無序中的有序?；煦绗F象看似無序、雜亂，毫無周期性可言，但這種無序并非真的完全無序，而是不具有明顯周期性以及其他明顯對稱性的一種狀態，可以說是另一種類型的有序運動?；煦绗F象揭示某一系統中有序與無序的統一。

存在吸引子?；煦邕\動既可能是發散的，也可能是收縮的，但無論是發散還是收縮都會在混沌吸引子所影響的范圍內運動，都會不自覺地向混沌吸引子靠近。

數據來源與處理

BDI反映的是整個干散貨運輸市場的經營狀況。1999年11月3日波羅的海航運交易所開始每日公布BDI，本文選自1999年11月3日至2014年4月10日的BDI每日值，通過對數據進行時間單位的處理，使每天的單位抽象為更細小的時間單位，共得到3609個數據，時間軸從到3609。本文研究的時間序列是BDI抽象過來的3609個數據，對該時間序列進行混沌控制。

混沌控制

金融市場本身固有的一些缺陷和金融監管與創新是影響金融系統運行狀況、形成金融混沌的重要因素。本文試就金融監管與創新給國際干散貨運價系統混沌特性的影響作些探討。假設t時刻運價系統的穩定性為Yt，建立描述運價系統運行狀況的Logistic模型如下：

Yt+1=ItMtYt [1-Yt]

模型中It和Mt分別代表運價系統中金融監管與創新的程度，其中It、Mt都是大于0并且小于1的數。

金融監管對混沌特性的影響

為研究金融監管對國際干散貨運價系統的影響，暫且忽略金融創新的影響，即固定Mt=M。此時的Logistic模型就變成了關于參數It的離散動力學模型，即：

Yt+1=ItMYt [1-Yt]

取運價系統初始穩定性為Yt=0.2，利用MATLAB軟件對運價系統的Logistic模型進行仿真研究。在金融創新程度一定的前提下，隨著金融監管程度加強，運價系統從混沌狀態走向有序狀態。

金融創新對混沌特性的影響

同樣，為研究金融創新Mt對國際干散貨運價系統混沌特性的影響，暫且固定金融監管的強度It=1：

Yt+1=IMtYt [1-Yt]

取金融監管的程度為It=1=0.5，系統穩定的初始值為Yt=0.6。利用MATLAB對運價系統的穩定性狀態進行仿真研究，當金融監管處于一定程度時，不斷加強金融創新會導致系統進入混沌狀態。

金融監管與創新對混沌特性的影響

由上發現，當金融監管與創新兩者中某一因素處于一定水平時，隨著另一因素強度增加，運價系統最終會走出混沌，走向有序穩定的狀態。在現實操作中，一般采取兩個因素并行的做法，即同時使用金融創新與監管政策，以維護運價系統的穩定運行。

為了研究金融創新與監管同時對運價系統混沌特性的影響，假設金融監管與創新指數比為：

ρt=It/Mt

如此，運價系統的Logistic模型變成關于ρt的離散方程：

Yt+1=1ρtYt（1-Xt）

取運價系統初始穩定性為Yt=0.2，利用MATLAB軟件對運價系統的Logistic模型進行仿真研究?？煽闯鲭S著金融監管與創新比值的不斷增大，運價系統會從混沌區域走向穩衡區域。

結論分析

通過以上分析可得出結論，在國際干散貨運輸市場運價系統中：

金融監管程度一定時，隨著金融創新程度升高，運價系統逐漸從穩定有序走向混沌。

金融創新程度一定時，隨著金融監管力度加大，運價系統逐漸從混沌狀態走向有序。

在一定時期，協調使用金融監管與創新手段，會降低運價系統進入混沌狀態的概率；不同時期，金融監管與創新側重實施哪一個，要視市場運行狀況而定。

世界經濟決定世界貿易，世界貿易決定航運市場，探究三者間深層次的關系，是今后航運市場研究的重點。

（作者單位為中國交通通信信息中心）