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基于ARIMA模型的新疆阿克苏地区棉花价格分析与预警

2019-02-12谢渠吴月杨兴祖齐立美宋炼

农村经济与科技 2019年19期
关键词:棉花价格ARIMA模型预警

谢渠 吴月 杨兴祖 齐立美 宋炼

[摘要]选取1983~2017年的阿克苏地区棉花价格,结合经济波动周期理论,借助价格指数、拟合指数和波动指数,对棉花价格波动特征进行分析,并通过构建ARIMA模型预测未来棉花价格。结果表明,阿克苏地区棉花价格能够在较短时间内由复苏进入繁荣,具有较强的经济恢复能力,但衰退后会持续较长的时间才能复苏;预计未来几年棉花价格将呈现缓慢下降趋势。用ARIMA模型对阿克苏地区棉花价格的波动分析与预测,能较好地反映其动态变化,为政府制定棉花产业相关政策提供决策参考。

[关键词]ARIMA模型;棉花价格;预测;预警

[中图分类号]F323.7[文献标识码]A

新疆是我国最大的植棉区,2018年新疆植棉面积占全国的八成之多,而阿克苏地区占全疆棉花种植面积的五分之一。棉花价格是行业发展最基本、最活跃的信息,也是农产品行业最敏感的信息来源。棉花收入是新疆农民的主要经济收入之一,棉花价格的大幅波动将直接影响棉农的收益。研究棉花价格,有助于棉农、纺织业主和投资者更好地运用价格波动特征和预测值,规避棉花价格风险,完善价格预警系统,有利于稳定棉花市场,推进棉花产业的健康发展。

本文利用《阿克苏地区统计年鉴》得到1983~2017年阿克苏地区棉花价格,首先,结合经济波动周期理论,借助价格指数、拟合指数和波动指数,对棉花价格波动特征进行分析;其次,建立ARIMA模型,对阿克苏地区棉花价格进行短期预测;最后,给出了棉花价格预警建议。

1 棉花价格波动特征分析

借助SAS软件,确定棉花价格的拟合指数,再对阿克苏地区棉花价格指数分别进行线性函数、双曲线函数、指数函数、二次函数、幂函数、S型函数、对数函数形式的回归分析,通过比较回归模型的R?、Adj R?,最终选取棉花价格的最优拟合方程。依次计算1983~2017年阿克苏地区棉花价格的价格指数等数据,结果见表1。

根据经济波动周期理论,从图1中发现,除了2003~2006年波幅为中幅型、2006~2010年波幅为弱幅型外,其余年份价格波动均为强幅型,平均波动周期为3.6年,说明阿克苏地区棉花价格起伏较大,呈不稳定走势,波动周期较短(见表2)。

根据经济波动周期理论,一个完整的经济周期可以分为复苏期、繁荣期、衰退期、萧条期,其中复苏期和繁荣期合并为扩张期,衰退期和萧条期合并为收缩期。在1983~2017年的35年中,价格波动有九个完整的周期,平均扩张期1.6年小于平均收缩期2.0年,说明阿克苏地区棉花价格能够在较短时间内由复苏进入繁荣,具有较强的经济恢复能力,但是衰退后将会持续较长的时间才能复苏。

2 棉花价格短期预测

2.1 ARIMA模型

ARIMA模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model)可以分析研究事物的变动趋势并进行预测。在ARIMA(p, d, q)模型中,p是自回归项数,d是差分次数,q是移动平均项数。ARMA(p, q)模型的表达式为:

其中,表示时间序列,是常数项,是独立地误差项,和为待定系数。

建立ARIMA模型的步骤:平稳性检验→白噪声检验→模型识别→参数估计→模型检验。

2.2实证研究

下面借助SAS软件,对1983~2016年阿克苏地区棉花价格建立ARIMA模型,并做短期预测。

2.2.1 平稳性检验。对棉花价格时间序列进行ADF单位根平稳性检验,Pr

需要进行差分平稳化处理消除趋势。对差分后的序列再进行平

稳性检验,检验结果显示一阶差分、二阶差分后的序列均平穩。但是一阶差分序列的ARIMA模型的参数估计不显著,因此,采用二阶差分序列建立ARIMA模型。

2.2.2 白噪声检验。检验棉花价格序列是否为白噪声序列,Pr>Chi-Sq的p值小于0.05,说明二阶差分后的序列是非白噪声序列,可以进行ARIMA模型识别。

2.2.3 模型识别。下面采用最小信息化准则、扩展的样本自相关函数准则以及典型相关系数平方估计准则,通过对二阶差分序列进行ARIMA模型识别,从而确定p和q的阶数。最终确定出p=4,q=0,因此,模型为ARIMA(4,2,0)。

2.2.4 参数估计。利用条件二乘估计法,对阿克苏地区棉花价格序列的ARIMA(4,2,0)进行参数估计,将不显著的参数剔除,结果如表4所示。

2.2.5 模型检验。采用LB检验(Ljung-Box test),对ARIMA模型进行残差序列自相关检验,LB统计量的p值大于0.05,说明ARIMA(4,2,0)模型显著。

2.2.6 模型预测。根据参数估计值,确定棉花价格序列ARIMA(4,2,0)模型的方程:

利用拟合方程(1),预测2017年到2021年阿克苏地区棉花价格,结果见表5。

为了评估预测效果,将预测价格和真实值作对比,从《2018年阿克苏地区统计年鉴》中计算得到2017年棉花价格的实际值为9.3366元/kg,与ARIMA(4,2,0)模型预测值的相对误差为0.1315(小于0.15),因此模型ARIMA(4,2,0)精度较高,可以用于对阿克苏地区棉花价格进行短期预测。根据2017~2021年阿克苏地区棉花价格预测值,未来五年阿克苏地区棉花价格呈现出缓慢下降趋势,但下降幅度不大。

3 对策与建议

3.1 政府建设市场预警机制

在市场经济环境下,受商品价值规律影响,价格波动是一种正常现象。但由于在市场调节过程中各方面因素的影响,引发棉花价格出现异常波动,将会影响棉农的经济收益。根据本文对阿克苏地区棉花价格的预测,未来五年棉花价格呈现缓慢下降趋势,下降幅度不大。结合前面阿克苏地区棉花价格波动特征的分析,得出,阿克苏地区棉花价格正处于收缩期,从衰退到萧条将持续较长时间。在这样的情况下,政府应该采取相应的预警机制,及时关注市场变化,并针对变化,制定相应的政策指导棉农进行棉花生产,保障当地棉花产业稳步发展。

3.2 政府推进“双化”改革

在棉花市场稳定的情况下,降低生产成本是提升棉农经济收益的有效途径,要降低生产成本,政府就应该积极推进生产“集约化、规模化”的“双化”改革。棉花产业的稳定要建立在稳定产量的基础上,除了稳定种植面积和改进种植技术以外,还可以从降低生产成本和提高棉花品质两方面着手。政府应积极推进棉花规模化种植,在“规模化种植”取代“小户承包”的基础上,大力推进机械化生产,成立农机合作社,利用现代化机械手段,从棉花种植到收获全过程大力发展机械化生产,以此来减少对劳动力的需求,同时减少在采摘和加工过程中对棉花品质的降低,以降低棉花生产成本来稳定棉花价格,积极推进棉花产业“集约化”进程。

3.3 借助保险市场规避风险

农业保险是风险管理的重要手段,新疆棉花保险工作一直走在全国前列,自2007年起开始开办棉花种植成本保险,结合2014年启动的棉花目标价格补贴试点工作,近几年开始探索“价格保险+期货”、棉花收入保险等保险模式。因此,应进一步推广棉花保险,让农业保险为新疆棉花生产保驾护航。

[参考文献]

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