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分形视角下国际干散货航运价格指数的深度剖析与应用研究

一、绪论

1.1研究背景与意义

国际干散货航运市场作为国际航运市场的关键构成部分，在全球贸易中占据着举足轻重的地位。干散货主要涵盖铁矿石、煤炭、粮谷等大宗货物以及铝矾土、磷矿石等小宗散货，这些货物大多是工业生产的重要原材料，是世界经济发展的根基，其运输主要依赖海运。据统计，在世界贸易中，85%-90%的货物通过海洋运输实现，而国际干散货航运市场的海运量约占世界海运总量的1/3，国际干散货航运市场需求的主要构成部分，即铁矿石、煤炭、粮谷三种大宗干散货，约占国际干散货海运总量的60%左右。国际干散货运输作为国际贸易的派生性需求，与世界经济贸易的发展变化紧密相连，在世界经济、贸易以及国际航运市场中都有着极其重要的地位。

国际干散货航运价格指数作为衡量国际干散货航运市场运价水平的关键指标，能够直观反映市场的供需状况和价格波动情况。例如波罗的海干散货运价指数（BDI），是全球海运市场的重要指标，主要用于衡量运送大宗商品，如煤炭、铁矿石和粮食等的成本。其变动直接影响贸易商、运输公司及最终消费者的成本结构。当该指数上升时，通常表示市场需求增加，运输成本上升，反之则可能反映出需求减弱或供应过剩的态势。在过去的几十年里，国际干散货航运价格指数经历了剧烈的波动，这种波动不仅给航运企业带来了巨大的经营风险，也对全球贸易和经济发展产生了深远影响。如受全球金融危机影响，国际航运价格大幅下跌，中远集团2009年1年亏损75.4亿元人民币；全球最大的航运企业马士基集团亏损12.92亿美元。因此，深入研究国际干散货航运价格指数的波动规律，对于航运企业、贸易商以及相关投资者制定合理的经营策略和投资决策具有重要的现实意义。

传统的金融市场理论，如有效市场理论，以正态分布为前提假设，认为市场价格能够充分反映所有可用信息，价格波动是随机的、不可预测的。然而，随着对金融市场研究的不断深入，人们发现实际的金融市场价格波动并不完全符合有效市场理论的假设。国际干散货航运市场受到世界贸易、国际政治、自然条件等众多不确定性因素的影响，航运价格波动的频率和幅度越来越大，周期性越来越不明显，呈现出复杂的非线性特征。在这种情况下，传统的研究方法难以准确地描述和解释国际干散货航运价格指数的波动行为。

分形理论作为一种新兴的数学理论和方法，为研究复杂系统的不规则和自相似特性提供了有力的工具。分形理论认为，自然界和社会经济系统中的许多现象都具有分形特征，即局部与整体在形态、结构或功能上具有相似性，并且系统的变化具有长期记忆性。将分形理论应用于国际干散货航运价格指数的研究，可以更深入地揭示其波动的内在规律和特征。通过对价格指数序列的分形分析，能够发现价格波动中的自相似性、长期记忆性等分形特征，从而为航运市场的风险评估、价格预测和投资决策提供更科学的依据。此外，分形理论还可以帮助我们更好地理解国际干散货航运市场的复杂性和动态性，为市场参与者提供新的视角和思路，有助于提高市场的运行效率和稳定性。

1.2国内外研究现状

在国际干散货航运市场和价格指数研究方面，国内外学者已取得了一系列成果。Beenstock和Vergottis早在1989年构建了世界干散货货运和航运市场的计量经济模型，为后续研究提供了基础框架。Hawdon在1978年对油轮运费率的短期和长期表现进行了研究，探讨了运费率波动的相关因素。此后，Tvedt于2003年提出了干散货市场价格动态的新视角，进一步深化了对市场价格变化的理解。Berg-Andreassen在1997年研究了国际海运市场中定期租船费率和即期租船费率之间的关系，分析了两者的相互影响及市场作用。Kavussanos和Nomikos在1999年研究了货运期货市场的远期定价功能，为市场参与者提供了关于价格预期和风险管理的参考。

在国内，李正宏于2004年对波罗的海运价指数波动规律进行研究与预测，采用时间序列分析等方法，试图揭示运价指数的变化趋势。李耀鼎和宗蓓华在2006年对国际干散货运价波动进行随机游走检验，探讨了干散货运价的随机性和市场效率。翟海杰和李序颖在2009年运用不同分布的GARCH族模型研究波罗的海干散货运价指数波动率，分析了市场波动的特征和影响因素。

随着分形理论的发展，其在航运市场及价格指数研究中的应用逐渐受到关注。分形理论最早由法国数学家曼德尔布罗特提出，用于描述不规则与残缺不全的几何图形，其核心在于自相似性，认为局部与整体在一定程度上具有相似性。在金融市场领域，分形理论的应用打破了传统有效市场理论的局限，为研究价格波动提供了新的视角。

在航运市场研究中，李电生、万培祥和员丽芬在2012年运用