基于进化博弈链结构模型的股票市场非理性泡沫研究

南京航空航天大学硕士学位论文基于进化博弈链结构模型的股票市场非理性泡沫研究姓名：张一帆申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程（金融工程）指导教师：刘思峰2011-03南京航空航天大学硕士学位论文I摘要从十八世纪的英国南海危机和法国的密西西比泡沫开始，股市价格泡沫现象不断涌现，并且无数次地考验了各国股市，股市泡沫是指股票在经历了一个持续的涨价过程后高于其内在价值的经济现象，股市泡沫可以分为理性泡沫和非理性泡沫，理性泡沫是活跃股市所必需的，而非理性泡沫是由于系统的金融风险以及市场狂热而形成的股市价格的过度膨胀，非理性泡沫会对股票市场和国民经济的发展产生重大的危害，因此，分析目前国内外股市的泡沫程度和股市泡沫生成、膨胀和破裂的内在机理，测算股票市场非理性泡沫的大小，对于金融市场监管和金融管理决策具有重要意义。本文首先分析了股市泡沫的危害，并回顾了前人的相关研究成果。针对股市噪声不断累积，强化和排除的循环过程，基于噪声交易理论，建立了股票市场对称进化博弈链结构模型和动态决策方程，讨论了进化博弈的稳定均衡状态，通过仿真分析，较好地解释了股市泡沫的演化规律，并对中国股票市场发生的“异常现象”进行深入分析，基于上海证券交易所正常情况下和极端情况下采用噪声交易策略比例的博弈进化过程和进化稳定策略，本文将这个动态比例过程扩展到改进的DSSW模型中，据此测算出上证股市非理性泡沫大小。基于市盈率、换手率和泡沫系数等指标，建立了股市泡沫的综合测度体系，并运用所建立的动态非理性泡沫模型测算出道琼斯工业指数中所含非理性泡沫。研究发现，在一定条件下，市场中的噪音交易者越多，风险资产价格非理性泡沫成分越大，波动越剧烈。本文的工作为股市泡沫的分析和测度提供了新的思路和工具。关键词：股票市场，非理性泡沫，噪声交易，进化博弈链基于进化博弈链结构模型的股票市场非理性泡沫问题研究IIAbstractThephenomenaofstockpricebubbleshavealonghistory.SincethesouthseacrisisinBritainandtheMississippibubblesinFranceinthe18thcentury,thestockpricebubbleshavehadtestedstockmarketsindifferentcountriesformanytimes.Stockmarketbubbleisaneconomicphenomenonthataftersustainedappreciationinstock,themarketpriceofstockishigherthanitsrealvalue.Stockmarketbubblecanbedividedintorationalbubbleandirrationalbubble.Theformerisnecessarytoactivatethestockmarketandthelatterwillgiverisetogreatharmtothestockmarket,eventothedevelopmentofthewholenationaleconomy.Therefore,itisimportanttoanalyzethedevelopmentprocessofstockmarketbubbleandcalculatethesizeoftheirrationalbubbles,ithasgreatsignificanceforfinancialmarketregulationandfinancialmanagementdecisionmaking.First,Isummarizetheharmfulnessofstockpricebubblesandresearchfruitsthatarerelatedtothisthesis.TothecirculationprocessofaccumulationstrengthenandexclusioninthestocknoisewhichbasedontheNoiseTheory,thesymmetricchainmodelofevolutionarygameofcombinationofstockmarketandDynamicDecision-makingEquationhavebeenestablished;thestateofbalanceandequilibriumofevolutionarygamehasbeendiscussed.Throughtheimitativeanalysis,theevolutionofcombinationofStockBubblehasbeenwellexplainedandtheprofoundconclusionofithasbeendrewout,whichofferreasonstoidentifyandunderstandanomalyphenomenaofChinesestockmarket.Basedonthestableratiooftherationalandirrationalinvestorsandtheasymptoticallystablestrategyofthemodelintwocases,Iusetheimprovedclassicmodelofnoisetrading(DSSW)tocalculatetheirrationalbubblesonshanghaistockmarket.Then,IgiveasummarizationofstockmarketbubblesbystudyingthebasicvariablesofP/Eratio,stockexchangeandthebubblesratio,italsocalculatetheirrationalbubblesonDowjonesindustrialaverage,Ievaluatethesituationofstockmarkethomeandabroadbyestablishingacomprehensivemeasurementsystemoffinancialbubbles.Finally,Ifindthatthemoreirrationalinvestorsare,thehighertheirrationalbubbleshave.Itprovidesnovelapproachesandtoolsfortheanalysisandmeasurementofstockbubbles.Keywords:Stockmarket,Irrationalbubbles,Noisetrading,Chainmodelofevolutionarygame南京航空航天大学硕士学位论文V图清单图1.1研究技术路线图...................................................................................................................7图2.1一般商品的价格波动图.....................................................................................................11图2.2股票市场泡沫的产生、发展及破裂过程.........................................................................11图3.1对称进化博弈链模型简图.................................................................................................19图3.2噪声交易策略比例博弈进化过程.....................................................................................23图3.3平均期望收益博弈进化过程.............................................................................................23图3.4噪声交易策略比例博弈进化过程.....................................................................................24图3.5平均期望收益博弈进化过程.............................................................................................24图3.61990~2010年我国股票市场上证指数年K线图...............................................................24图4.1非理性泡沫的形成、膨胀和破灭情况下的进化稳定策略.............................................28图4.22002年1月1日到2004年12月31日的上证指数.......................................................32图4.32002年－2004年上证股市噪声交易策略比例博弈进化过程........................................32图4.42002年～2004年上证指数非理性泡沫变化趋势............................................................33图4.52007年1月1日到2007年12月30日的上证指数.......................................................33图4.62007年上证指数非理性泡沫变化趋势.............................................................................34图4.72005年1月1日到2005年12月30日的上证指数.......................................................34图4.82005年上证指数非理性泡沫变化趋势.............................................................................35图5.11970~2010年道琼斯工业指数年K线图...........................................................................40图5.22004年1月1日到2005年12月31日的道琼斯工业指数...........................................40图5.32004年～2005年道琼斯工业指数非理性泡沫变化趋势................................................41图5.42007年1月1日到2007年12月30日的道琼斯工业指数...........................................41图5.52007年道琼斯工业指数非理性泡沫变化趋势.................................................................42图5.62008年1月1日到200