background image

 

 
 

 

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś 

Wydział Zarządzania, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, e-mail: augustyn@zarz.agh.edu.pl 

 
 
 

Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania 
matematycznego cen miedzi na LME 

 

 
Słowa kluczowe: 
 
finansowe  szeregi  czasowe,  ceny  miedzi  na  giełdzie  LME,  analizy  zmienności  korelacji 
szeregów czasowych  

 

Streszczenie  

 
Zbadano  stacjonarność  korelacji  cen  miedzi  na  Londyńskiej  Giełdzie  Metali  LME,  z 
wiodącymi  wskaźnikami  koniunktury  światowej  w  okresie  ostatnich  15  lat.  Wykazano,  Ŝe 
miarodajna  estymacja  parametrów  statystycznych  tych  szeregów  wymaga  danych  za  okres 
60 miesięcy.  Stwierdzono  bardzo  znaczące  zmiany  tych  parametrów  w  minionej  dekadzie. 
Niemniej,  wyniki  analizy  sugerują  ich  umiarkowaną  stacjonarność  w  czasie  ostatnich  dwóch 
lat,  co  daje  obiecujące  moŜliwości  predykcji  cen  miedzi  z  wyprzedzeniem  6-12  miesięcy, 
z wykorzystaniem zaleŜności regresyjnych. 
 
1. Wprowadzenie 
 

Zapotrzebowanie  na  miedź  na  rynkach  światowych  utrzymuje  się  ciągle  na  wysokim 

poziomie  ze  względu  na  jej  istotną  rolę  w  budownictwie  i  przemyśle  elektrotechnicznym. 
W ostatnich dwu latach, po okresie silnej dekoniunktury na światowym rynku miedzi, obserwuje 
się ciągły wzrost cen tego metalu, podobny do tendencji cenowych produktów ropopochodnych. 
Powstaje  pytanie,  czy  tendencja  ta  ma  charakter  długookresowy,  czy  teŜ  jest  przejawem 
cykliczności  koniunktury  światowej  (Augustynek,  Duda-Kękuś  2005a),  (Watson  1994). 
Odpowiedź na to pytanie ma waŜne znaczenie dla polskiej gospodarki, gdyŜ na liście światowych 
eksporterów miedzi znajdujemy się na wysokiej ósmej pozycji (Copper 2004). Efektywność tego 
eksportu zaleŜy w znacznej mierze od umiejętności przewidywania cen na rynkach światowych z 
duŜym wyprzedzeniem, do kilku miesięcy. Światowe ceny miedzi kształtują się na Londyńskiej 
Giełdzie Metali (ang.  London Metal Exchange,  LME) oraz  na Giełdzie Towarowej COMEX  w 
Nowym  Jorku.  Notowania  LME,  najbardziej  istotne  dla  Europy,  faktycznie  spełniają  rolę  cen 
światowych dla miedzi rafinowanej oraz dla rud i koncentratów, które są głównym przedmiotem 
zainteresowania  polskich  eksporterów.  Na  bazie  cen  miedzi  na  LME  zawiera  się  ok.  70% 
światowych  kontraktów.  Uwarunkowania  i  mechanizmy  kształtowania  cen  LME  omówiono  w 
monografii  (Szeląg  2003),  a  takŜe  w  artykule  (Augustynek  i  in.  2003).  Sprzyjają  one  redukcji 
zmienności  cen,  co  daje  podstawy  do  przypuszczenia,  Ŝe  szeregi  cen  miedzi  mogą  być 
efektywnie  przetwarzane  przy  pomocy  formuł  teorii  procesów  stochastycznych.  Warto 
nadmienić, Ŝe notowania dzienne LME są jawne i łatwo dostępne poprzez Internet.  

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

Problematyka ta była przedmiotem zainteresowania autorów od szeregu lat [Augustynek i 

in. 2003a, Augustynek 1984, Augustynek 1984a, Augustynek i in. 2003b], głównie pod kątem 
ocen  skuteczności  formalnych  metod  statystycznych  [Box,  Jenkins  1983].  W  artykule 
[Augustynek  i  in.  2003a]  porównano  efektywność  wykorzystania  modeli  ARIMA  [Box, 
Jenkins 1983] (ang. autoregresive-integrated-moving average) oraz oryginalnej metody opartej 
na adaptacyjnym predyktorze Holta [Holt 1957] do prognozowania  krótkoterminowego (do 7 
sesji).  Przeprowadzona  analiza  wykazała,  Ŝe  szeregi  cen  miedzi  są  bardzo  zbliŜone  do  ciągu 
sumowanych,  niezaleŜnych  liczb  losowych.  Dla  takich  sygnałów,  formalnie  optymalnym 
predyktorem  jest  podtrzymanie  zerowego  rzędu  (ang.  zero-order-hold  -  ZOH),  a  więc 
prognoza trywialna. Próby zastosowania  modelu  ARMA dla przyrostów tych ciągów okazały 
się  zasadne,  ale  redukowały  dyspersję  błędu  ZOH  mniej  niŜ  o  5%.  Predyktor  Holta 
[Augustynek  i  in.  2003a,  Augustynek  1984a]  dostosowany  do  predykcji  szeregów 
niestacjonarnych, okazał się nieprzydatny. Ze względu na specyfikę transakcji dokonywanych 
na  giełdach  metali  [Szeląg  2003],  szczególnie  istotne  jest  prognozowanie  z  wyprzedzeniem 
kilkumiesięcznym.  W  pracy  [Augustynek  i  in.  2003b]  pokazano,  Ŝe  efektywne  prognozy 
miesięczne moŜna uzyskać poprzez uzupełnienie formuły ARMA dodatkowymi zaleŜnościami 
regresyjnymi,  uwzględniającymi  powiązania  cen  miedzi  z  innymi  szeregami  czasowymi.  Dla 
okresu  panującej  wówczas  głębokiej  dekoniunktury  stwierdzono  bardzo  istotną  zaleŜność 
średniomiesięcznych cen miedzi od stanu zapasów miedzi na autoryzowanych składach LME. 
W  powiązaniu  z  modelem  AR  pozwoliła  ona  poprawić  prognozy  miesięczne  na  rok  2003  o 
około 25% w stosunku prognoz ZOH. Późniejsze badania ujawniły jednak bardzo szybki zanik 
tej zaleŜności w miarę poprawy sytuacji na rynku miedzi, co zainspirowało podjęcie szerszych 
analiz  stacjonarności  powiązań  statystycznych  cen  miedzi  ze  wskaźnikami  koniunktury 
światowej. Niniejszy artykuł omawia niektóre wyniki tych analiz. 

Badaniom  poddano  szesnastoletnie  szeregi  czasowe  dziennych  notowań  giełdowych  cen 

bieŜących  miedzi  (LMECash),  zapasów  miedzi  na  LME  (LMEStock)  i  dla  porównania  – 
dwóch miarodajnych wskaźników światowej koniunktury gospodarczej, tj. wskaźnika SP500 i 
cen  produktów  ropopochodnych  WTI.  Wykazano,  Ŝe  w  minionej  dekadzie  właściwości 
statystyczne  6.miesięcznych  i  1.rocznych  logarytmicznych  przyrostów  tych  szeregów  były 
bardzo zmienne, niemniej w okresie ostatnich dwóch lat stały się w miarę stacjonarne. Stwarza 
to  moŜliwości  efektywnego  prognozowania  cen  miedzi  z  wyprzedzeniem  ponad 
6.miesięcznym.   
 
2. Dane i metodyka badań 

 
W  pracach  [Augustynek  i  in.  2003b,  Duda,  Augustynek  2005]  wykazano,  Ŝe  najbardziej 

efektywne modele do prognozowania średniookresowego szeregów danych giełdowych uzyskuje 
się  przez  identyfikację  zaleŜności  stochastycznych  wiąŜących  bezpośrednio  przyrosty  szeregów 
w  przedziałach  czasu  równych  horyzontowi  predykcji,  z  opóźnieniem  nie  mniejszym  niŜ  ten 
horyzont.  W  analizach  ekonometrycznych  wykorzystuje  się  zwykle  przyrosty  logarytmiczne 
[Augustynek  i  in.  2003a,  Augustynek  1984a,  Augustynek,  Duda-Kękuś  2005]  i takie  były 
przedmiotem  prezentowanych  badań.  Analizom  poddano  przyrosty  6.  i  12  miesięczne,  których 
prognozowanie ma istotne znaczenia dla typowych transakcji terminowych [Szeląg 2003].  

Wykorzystane w badaniach szeregi i ich analizowane przyrosty logarytmiczne pokazano na 

rysunku 1. Jak widać, dla szeregów SP500, WTI oraz zapasów miedzi (LMEStock) obserwuje 

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

się  znaczącą  zmianę  zakresu  wahań  w  ostatnim  dziesięcioleciu,  podczas  gdy  wahania  ceny 
miedzi zachowują długookresową regularność w całym analizowanym okresie 16 lat.  

 

 

 

 

 
Rys.1. Wybrane szeregi czasowe i ich przyrosty logarytmiczne (unormowane wartością maksymalną). 
Przerywane linie pionowe oznaczają początki kwartałów i lat (pogrubione). Dwie ciągłe linie pionowe 
pokazują atak terrorystyczny na WTC (11/09/2001) i początek wojny w Iraku (22/03/2003).  

Stock market indices and petrol products prices used in calculations. The values in each series are related 

to their maximal value. Vertical lines – three months and 1 year (bold) intervals. 

 

Efektywność prognozowania pewnego szeregu Y

M

={y

1

, .. y

M

} moŜna ocenić formalnie badając 

przebiegi  czasowe  współczynników  jego  autokorelacji  i  korelacji  z  innymi  szeregami 
X

Md

={x

1

x

M-d

} opóźnionymi o liczbę d próbek, taką jak wymagany horyzont predykcji.  

RozwaŜmy szeregi Y

Nm

 i X

Nmd

 w ruchomym oknie zawierającym N próbek (Y

Nm=

{y

m-N+d+1

, .. y

m

}, 

X

Nmd=

{y

m-N+1

, .. y

m-d

}) z moŜliwością wystąpienia brakujących danych. Przebiegi kowariancji K

yx Nmd

 

i korelacji R

yx Nmd

 oblicza się według następujących wzorów: 

;

1

*

d

Nm

Nm

m

d

N

m

n

d

n

n

nd

Nmd

yx

x

y

N

x

y

p

K

+

+

=

=

       

d

xNm

Nm

y

yxNmd

Nmd

yx

s

s

K

R

=

,     dla m=N, …, M     (1) 

+

+

=

=

m

d

N

m

n

n

nd

Nm

N

y

p

y

1

*

;          

+

+

=

=

m

d

N

m

n

d

n

nd

d

Nm

N

x

p

x

1

*

 

+

+

=

=

m

d

N

m

n

d

Nm

d

n

nd

d

Nm

x

x

N

x

p

s

1

2

*

2

)

(

;   

+

+

=

=

m

d

N

m

n

Nm

n

nd

Nm

y

y

N

y

p

s

1

2

*

2

)

(

       

(2) 

gdzie    s

x Nm-d

,  s

y Nm

d

Nm

Nm

x

y

,

  oznaczają  bieŜące  wartości  dyspersji  i  średniej  X

Nmd

  oraz  Y

Nm

p

nd

  ={0,  1}  jest  zmienną  binarną:  p

nd

  =1  jeśli  zarówno  y

n

  and  x

n-d

  są  dostępne,  a  p

nd

  =0  w 

przeciwnym przypadku, N

*

 jest sumą p

nd

 dla wszystkich N próbek (licznością próby).  

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

Współczynnik korelacji R

yx Nmd

 jest bezpośrednio związany z najprostszą, jednoczynnikową 

liniową  funkcją  regresji,  wiąŜącą  odchyłki

)

(

Nm

n

y

y

 

)

(

d

Nm

d

n

x

x

  w  sposób  minimalizujący 

sumę kwadratów błędów

2

n

e

dla n=m-N+d+1, …, m, co moŜna zapisać w postaci:  

n

d

Nm

d

n

Nmd

yx

Nm

n

e

x

x

a

y

y

+

=

)

(

,     

2

d

xNm

yxNmd

Nmd

yx

d

xNm

yNm

def

Nmd

yx

s

K

R

s

s

a

=

=

 

 

(3) 

W przypadku, gdy opóźnienie d jest równe wyprzedzeniu prognozy, równanie (3) stanowi 

najprostszy  model  1.rzedu  typu  ARI  lub  ARIX  [Augustynek  1984a].  Niech  s

eNmd

  oznacza 

dyspersję reszt e

n

  modelu (3)  w rozwaŜanym oknie (przedziale obserwacji). MoŜna  wykazać, 

Ŝe 

2

1

Nmd

yx

yNm

eNmd

R

s

s

=

 

 

 

 

(4)  

Zakładając,  Ŝe  model  (3)  spełnia  formalne  załoŜenia  Gaussa-Markova  [Duda,  Augustynek 

2005],  a  właściwości  statystyczne  szeregów  pozostaną  stałe  do  chwili  n+d,  wzór  (4)  moŜna 
wykorzystać do oszacowania efektywności s

eNmd

/s

yNm

 formuły predykcyjnej o postaci:  

d

Nm

Nm

m

yxNd

d

m

y

x

x

a

y

+

+

+

=

)

(

ˆ

    

 

 

(5) 

gdzie 

d

Nm

y

+

 jest średnią odcinaka szeregu Y

Nm+d

, którą moŜna prognozować oddzielnie [Duda, 

Augustynek 2005]. Dane w Tabeli 1 pokazują, Ŝe R

yxNmd

<0.20 oznacza praktycznie brak korelacji.  

Tabela 1. Maksymalna efektywność predykcji odpowiadająca róŜnym wartościom współczynnika R

yxNmd

  

 

 

Ze względu na czynniki losowe, przydatność estymaty R

yxNmd

 dla praktycznych zastosowań 

określa poziom jej istotności statystycznej, który moŜna określić relacją:  

|R

yxNmd

|

 

>

 

R

tN

    

gdzie     

2

2

a

a

tN

t

N

t

R

+

=

   

 

(7) 

a  t

a

  jest  wartością  progową  statystyki  Studenta  dla  testowania  hipotezy  E{a

yxNmd

}=0  (Box 

1983, Duda, Augustynek 2005).  

Kluczowym  problemem  estymacji  parametrów  formuły  prognostycznej  (3)  jest  dobór 

szerokości  okna  N.  Podstawowym  kryterium  jest  uzyskanie  we  wzorze  (7)  poziomu 
istotności R

tN

 niŜszego niŜ minimum przyjętego poziomu korelacji wg wzoru (4) (Tabela I).  

JednakŜe,  liczne  prace  [Watson  1994]  sygnalizują,  Ŝe  światowe  szeregi  finansowe 

zawierają  istotne  składowe  periodyczne.  Z  naszych  analiz  wynika,  Ŝe  w  ostatniej  dekadzie 
cykle  te  mają  okres  około  pięciu  lat  [Augustynek,  Duda-Kękuś  2005a].  W  pracy  [Duda, 
Augustynek  2005]  pokazaliśmy,  Ŝe  ze  względu  na  formalne  właściwości  takich  szeregów 
estymacja  dyspersji  i  funkcji  korelacji  winna  być  prowadzona  w  oknie  obejmującym  próbki 
z 5.lat.  Jest  oczywiste,  Ŝe  takie  uśrednianie  powoduje  utratę  informacji  o  istotnych  zmianach 
właściwości szeregów w okresie do 1 roku, które mogą mieć znaczący wpływ na efektywność 
predykcji  z  wyprzedzeniem  kilkumiesięcznym.  Niemniej,  stałość  wartości  R

yxNmd

,  s

yNm

  i  s

xNm

 

obliczonych  w  ruchomym  oknie  o  takiej  szerokości  daje  podstawy  do  wnioskowania  o 
przydatności predyktora (5) dla prognoz kilkumiesięcznych. 

R

yxNmd 

0.0  0.100  0.200  0.250  0.300  0.500  0.707  0.866  0.900  0.950 

s

eNmd

/s

yNm

  1.0  0.995  0.980  0.968  0.954  0.866  0.707  0.500  0.436  0.312 

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

Analiza  korelacji  szeregów  czasowych  wymaga  przypisania  danych  konkretnym  chwilom 

czasu  (zwykle  ze  stałym  rozstępem).  W  związku  z  tym,  istotnym  problemem  w  badaniach 
szeregów  finansowych  jest  brak  notowań  w  dniach  weekendowych,  świątecznych,  a  takŜe  w 
stosunkowo  częste  losowe  przerwy  w  pracy  giełd.  Problem  brakujących  danych  moŜna 
rozwiązać  poprzez  usunięcie  dni  weekendowych,  i  uzupełnienie  pozostałych  braków  metodą 
interpolacji  liniowej.  Uspójnione  w  ten  sposób  szeregi  moŜna  dalej  przetwarzać 
z wykorzystaniem  standartowych  procedur  numerycznych,  ale  –  jak  wykazano  w  pracy 
[Augustynek, Duda-Kękuś 2005] - interpolacja ma wpływ na wyniki analiz korelacyjnych. W 
związku  z  tym  w  omawianych  badaniach  zastosowano  bardziej  odpowiednie  podejście,  w 
którym przetwarza się tylko faktycznie zarejestrowane dane, z uwzględnieniem ich pozycji na 
faktycznej  osi  czasu.  W  tym  celu  stworzono  szeregi  zawierające  rekordy  odpowiadające 
wszystkim dniom  w badanym okresie, przy czym  na pozycjach brakujących danych (równieŜ 
weekendowych) wpisano charakterystyczną, nierealnie ujemną wartość (BRAK). Wymagało to 
opracowania  dedykowanych  procedur  przetwarzania  szeregów,  które  we  wzorach  (1)  i  (2) 
pomijają składniki odpowiadające brakom (opcja p

nd

=0). Przyjęto, Ŝe przy liczeniu przyrostów 

y

n

=y

n

y

n-d

  na  pozycji  n  wstawiana  jest  wartość  BRAK,  jeśli  y

n

=BRAK.  W  przypadku,  gdy 

y

n

d

 =BRAK przyjęto alternatywnie: ∆y

n

 =BRAK lub ∆y

n

 = y

n

-y

n

, gdzie n-δ

 n-d jest pierwszą 

pozycją,  na  której  występuje  zarejestrowana  dana  (liczy  się  zatem  przyrosty  pomiędzy 
notowaniami odległymi co najmniej o d próbek). Analogicznie obliczone są równieŜ wartości 
średnie danych w przedziale o długości d.  

W  analizach  danych  giełdowych  istotną  rolę  odgrywają  miesięczne  rozstępy  czasu.  (okresy 

kontraktowania są najczęściej wyraŜane w miesiącach). Do takich analiz zastosowano specjalne 
procedury  wydzielające  przedziały  miesięczne  (z  uwzględnieniem  zmiennej  liczby  dni  w  tym 
okresie).  Opracowany  przez  nasz  zespół  pakiet  pracuje  w  środowisku  MATLAB  i zawiera 
ponadto  szereg  procedur  ułatwiających  wydzielanie  okresów  analizy  wg  daty,  prezentację 
graficzną  danych  spójnych  i  niespójnych  na  osi  czasu  i  integrację  (synchronizację)  szeregów 
pozyskanych z róŜnych źródeł. PosłuŜył on do wykonania prezentowanych tu wykresów.  
 
3. Omówienie wyników bada
ń 
 

Przedmiotem  analiz  były  zmiany  średnich,  dyspersji  i  współczynników  korelacji 

logarytmicznych  przyrostów  6.  i  12.  miesięcznych,  obliczane  w  oknie  5.letnim  dla  szeregów 
LMECash,  LMEStock,  SP500  i  WTI.  Przebiegi  czasowe  tych  wielkości  w  okresie  10  lat 
(z 15.letnich  ciągów  danych)  przedstawiają  rysunki  2–6.  Dla  porównania  pokazano  równieŜ 
efekty  zastosowania  okna  o  szerokości  1. roku.  Jak  widać  na  tych  rysunkach,  estymaty 
jednoroczne są bardzo zmienne i ewidentnie cykliczne, o wahaniach znacznie wykraczających 
poza przedział ufności. Ceny  miedzi zachowują się przy tym podobnie, jak notowania SP500 
i WTI.  Wskazuje  to  na  obecność  istotnych  cykli  5.letnich  zmian  cen  miedzi  LME.  Istnienie 
takich  cyklicznych  wahań  notowań  SP500  i  WTI  stwierdziliśmy  w  naszych  pracach  [Duda, 
Augustynek 2005] i [Augustynek, Duda-Kękuś 2005a]. Powodują one przede wszystkim duŜą 
zmienność  momentów  2.  rzędu  (dyspersji  –  patrz  rys.2  i 3  oraz  korelacji  –  patrz  rys.  4  i  5), 
obliczanych  w  oknie  rocznym,  a  więc  znacznie  krótszym  niŜ  okres  podstawowy  cyklu. 
W efekcie,  model  (3)  identyfikowany  w  rocznym  przedziale  danych  nie  moŜe  być  podstawą 
wiarygodnego  prognozowania  wg  wzoru  (5)  z  wyprzedzeniem  większym  niŜ  1.miesiąc, 
a nawet  znacznie  krótszym.  Miarodajnych  podstaw  do  prognozowania  dostarczają  dopiero 

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

estymatory  wyznaczane  w  przedziale  5.lat.  Rysunki  2  i  3  pokazują,  Ŝe obliczone  w  takim 
przedziale średnie i dyspersje przyrostów 6. i 12. miesięcznych badanych notowań giełdowych 
są praktycznie stałe (LMECash), a przynajmniej łatwo prognozowalne.  

 

 

 

 

Rys.2. Średnie i dyspersje przyrostów 6 miesięcznych w oknach 1.rocznym i 5.letnim.  

Rolling mean values (upper rows in row pairs) and dispersions (lower rows) calculated for 6 months returns in 5 

years windows (see figure 1 for description of vertical lines). 

 

 

 

 
 

Rys.3. Średnie i dyspersje logarytmicznych przyrostów 12 miesięcznych w oknach 1.rocznym i 5.letnim.  

Rolling mean values (upper rows in row pairs) and dispersions (lower rows) calculated for 12 log months 

returns in the 5 years windows (see figure 1 for description of vertical lines). 

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

DuŜą  zmienność  wykazują  natomiast  parametry  przyrostów  zapasów  miedzi  LME. 
Właściwości te są szczególnie wyraźne  w okresie ostatnich dwóch lat. Warto zwrócić uwagę, 
Ŝe zaznaczone na rysunkach dwa wydarzenia globalne nie wpłynęły znacząco na te parametry 
notowań  giełdowych  (estymaty  na  rok  2005  obejmują  efekty  zarówno  ataku  na  WTC, 
jak i wojny w Iraku). Miały one jednak znaczący wpływ na współczynniki korelacji wzajemnej 
pokazane na rysunkach 4–6.  

Rysunki te ujawniają bardzo interesujące zmiany globalnych mechanizmów kształtowania 

cen  miedzi,  jak  równieŜ  powiązań  gospodarki  światowej  z rynkiem  energii  reprezentowanym 
tu  notowaniami  WTI.  Szczególnie  godne  uwagi  są  przebiegi  współczynników  korelacji  cen 
LMECash ze stanem zapasów i wskaźnikiem SP500 w ostatnich 5 latach.  

 

 

 

 

Rys.4. Współczynniki korelacji 6.miesięcznych logarytmicznych przyrostów względnych opóźnionych o 

6 miesięcy, obliczane w oknach o szerokości 1.roku i 5.lat. Linie poziome – granice istotności. 

Rolling cross-correlations of 6.months log returns delayed by 6.months in 5.years windows. . Horizontal lines–

significance bounds.  

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

Jak  widać  na  rysunku  4,  korelacja  przyrostów  6.  miesięcznych  ze  stanem  zapasów 

(opóźnionym  o  6  miesięcy)  była  bardzo  wysoka  od  początku  roku  1999  do  końca  2003 
(R

yxNmd

 

0.6). Było to prawdopodobnie spowodowane polityką giełdy LME w okresie głębokiej 

dekoniunktury  na  rynku  miedzi,  zmierzającą  do  wyjścia  z  niekorzystnej  sytuacji.  Podobnie 
wysoką  korelację,  ale  w  dłuŜszym  okresie  wykazywały  teŜ  przyrosty  roczne  (rysunek  5). 
W obu przypadkach, od roku 2004 następuje gwałtowny zanik tej współzaleŜności do wartości 
nieistotnych  w  chwili  obecnej.  Znamienne  jest,  Ŝe  w  tym  samym  okresie  czasu  korelacja 
6.miesięcznych  przyrostów  LMECash  ze  wskaźnikiem  SP500  zwiększa  się  stopniowo  od 
poziomu  nieistotności  w  roku  2003  do  wartości  około  0.5.  Warto  teŜ  zauwaŜyć,  Ŝe  korelacja 
wskaźnika SP500 z opóźnioną ceną miedzi jest znacznie niŜsza. Sugeruje to, Ŝe po wyjściu z 
okresu  dekoniunktury,  rynek  miedziowy  staje  się  istotnie  zaleŜny  od  globalnej  sytuacji 
gospodarczej, z opóźnieniem około 6.miesięcznym. 

Korelacje przyrostów rocznych z opóźnieniem rocznym mają podobne tendencje, ale w roku 

2005 nie wychodzą poza przedział istotności merytorycznej (R

yxNmd

 

0.2, patrz Tabela I) 

 

 

 

 

Rys.5. Współczynniki korelacji 1.rocznych logarytmicznych przyrostów względnych opóźnionych 

o 1 rok, obliczane w oknach o szerokości 1.roku i 5.lat. Linie poziome – granice istotności.  

Rolling cross-correlations of 12.months log returns delayed by 12.months. Horizontal lines–significance bounds 

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

Rysunek 6 przedstawia korelacje przyrostów 6.miesięcznych z opóźnieniem 9.miesięcznym. 

Dla  takich  opóźnień  w  roku  2003  stwierdziliśmy  [Augustynek  i  in.  2003b]  najistotniejsze 
powiązania  miesięcznych  cen  miedzi  ze  stanem  zapasów.  Widać  jednak,  Ŝe  korelacje 
przyrostów 6.miesięcznych są tu słabsze niŜ dla opóźnień  6.miesięcznych, przy czym  w roku 
2005 są nieistotne. 

 

 

 

Rys.6. Współczynniki korelacji 6 i 9.miesięcznych logarytmicznych przyrostów względnych 

opóźnionych o 9 miesięcy, obliczane w oknie 5.letnim 

Rolling cross-correlations of 6 months log returns delayd by 9.months in 5.years months. 

4. Podsumowanie 

Przeprowadzone  badania  wykazują  znaczne  wahania  parametrów  statystycznych  notowań 

cen  miedzi  na  giełdzie  LME  w  ostatnich  15  latach.  Szczególnie  istotne  zmiany  nastąpiły  po 
ataku  na  WTC  i  rozpoczęciu  wojny  w  Iraku.  Niemniej  w  ostatnim  roku  obserwuje  się 
względną stacjonarność tych parametrów, co daje podstawy do oceny efektywności prognoz z 
wyprzedzeniem kilkumiesięcznym.  

W  okresach  dekoniunktury  na  rynku  miedzi  ceny  te  były  silnie  skorelowane  ze  stanem 

autoryzowanych  zapasów  giełdy.  W  miarę  poprawy  sytuacji  korelacja  ta  ulegała  zanikowi,  z 
równoczesnym  wzrostem  zaleŜności  od  wskaźników  światowej  koniunktury  gospodarczej 
(reprezentowanej w naszych badaniach wskaźnikiem SP500).  

W  ostatnim  roku  korelacje  przyrostów  rocznych  badanych  szeregów  są  w  ostatnim  roku 

nieistotne  statystycznie,  co  oznacza  brak  moŜliwości  ich  prognozowania.  Niemniej, 
6.miesięczne przyrosty cen LME wykazują istotną i w miarę stałą korelację z SP500 oraz nieco 
słabszą,  ale  istotną    z cenami  produktów  ropopochodnych  (reprezentowanych  notowaniami 
WTI).  Daje  to  obiecujące  perspektywy  uzyskania  wiarygodnych  prognoz  z  wyprzedzeniem 
6.miesięcznym  o  efektywności  s

eNmd

/s

yNm

 rzędu 0.76.  Nieco  gorszych,  ale  równieŜ  wiarygod-

nych prognoz moŜna oczekiwać dla wyprzedzenia 9.miesięcznego.  

background image

Jan Tadeusz Duda, Andrzej Augustynek, Anna Duda-Kękuś: 

 Formalne oceny efektywności średniookresowego prognozowania matematycznego cen 

miedzi na LME 

 
 

10 

Literatura 

 

[1]. Augustynek A. Duda J.T., Waszkielewicz W. (2003): Mechanizmy kształtowania cen miedzi na 

Londyńskiej Giełdzie Metali LME. „VI Międzynarodowa Konferencja Naukowa Ekonomia, 
Informatyka, Zarządzanie. Teoria i praktyka”, AGH, Kraków. 2003 

[2]. Augustynek A. Klemiato M, Duda J.T. (2003a): Matematyczne prognozowanie cen miedzi na giełdzie 

LME. XV Sympozjum n.t.”Zastosowania teorii systemów”, Zakopane, październik 2003. 

[3]. Augustynek  A.  (1984):  Prognozirowanije  cen  miedi  na  osnowie  adaptiwnych  mietodow.  W 

„Naucznyje trudy: Modelirowanie ekonomiczeskich processow”. Moskwa MESI 1984. 

[4]. Augustynek  A.  (1984a):  Kratkosrocznoje  prognozirowanie  cen  na  mirowych  rynkach  syriewych 

towarow. Praca doktorska,  Moskiewski Instytut Ekonomiki Statystyki i Informatyki, Moskwa, 1984 

[5]. Augustynek A. Duda J.T., Waszkielewicz W. (2003b): Wykorzystanie technik regresyjnych do 

prognozowania cen miedzi na LME. „VI Międzynarodowa Konferencja Naukowa Ekonomia, 
Informatyka, Zarządzanie. Teoria i praktyka”, AGH, Kraków, listopad 2003r.  

[6]. Box, G. E. P., Jenkins, G. M. (1983): Analiza szeregów czasowych, WNT, Warszawa 1983. 
[7]. Copper Quarterly Industry and Market Outlook, 2003 rok. 
[8]. Duda J.T., Augustynek A. (2005): A Study of Cross-correlation Nonstationarity of World Economy 

Indices and Energy Pricess. [In:] Information Systems and Computational Methods in Management 
AGH-UST University Press. Kraków 2005 

[9]. Augustynek A. Duda-Kękuś A.(2005): Analysis of word energy prices and stock indices (in Polish) 

Application of System Theory. AGH-UST University Press, Series Monographs. Kraków 2005, No.3, 
pp 7-18. 

[10]. Augustynek A., Duda-Kękuś A. (2005a): Evaluation of Periodic Cycles in World Economy Indices 

by Fourier Spectra Analysis. [In:] Information Systems and Computational Methods in Management, 
Kraków 2005, pp. 151-161 

[11]. Holt, C. C. (1957): Forecasting Trends and Seasonals by Exponentially Weighted Moving Averages, 

Carnegie Institute of Technology, Pittsburgh, Pennsylvania, 1957. 

[12]. Szeląg T. (2003): Hedging w teorii i praktyce. Przykład światowego rynku miedzi. Wydawnictwo 

Przecinek, Wrocław 2003.  

[13]. Watson M.W. (1994): Business-Cycle Durations and Postwar Stabilization of the U.S. Economy. 

American Economic Review 1994, 84, pp. 24-46. 

 

Formal Evaluation of medium-horizon prediction of lme cooper prices 

 

Keywords: 

 

 

financial time series prediction, LME cooper prices, rolling correlations of time series   

 

Summary: 

 

Rolling  correlations  of  LME  cooper  prices  with  selected  World  Economy  indices  during 

last 15 years are studied. It was shown that estimation of the series statistical parameters needs 
the  observation  window  of  60  months  width.  Very  significant  changes  of  these  parameters 
during  the  last  decade  were  revealed.  Nevertheless,  the  study  suggests  moderately  stationary 
properties  of  the  series  in  latest  two  years.  It  gives  promising  perspectives  for  reliable 
prediction of LME cooper prices at 6-12 months ahead, by employing regression techniques.  

 

Przekazano: 30 października 2005 r.(italic, 10 pkt.)