石油市场和石油价格的波动涉及到多方面因素的综合影响，其变化具有复杂系统的典型特征，如非线性、不确定性、综合性和动态性等。近年来，受全球经济平稳强劲增长、石油市场的金融衍生工具大量涌现、投机热潮近乎狂热、美元汇率持续贬值、石油输出国地缘冲突频频爆发等因素的共同影响，国际油价连创历史新高，市场风险凸显，引发了世界各国和社会各界的高度关注。但是，现有相关文献对石油市场风险问题定量研究不够，研究方法也更多地依赖于正态分布、线性回归和最小二乘法等传统思路，在反映石油市场复杂性方面具有较大局限性。　　 本文在石油市场复杂系统的背景下，围绕石油市场风险管理中的若干实际科学问题，采用计量经济学、统计学和金融学等领域的理论方法和模型，定量描述了石油价格的波动特征，探讨了石油市场风险信息传递规律，并分析了油价变动的主要风险因素及其影响机制，从石油市场本身的风险状况及外部风险来源两个角度较为系统地揭示了石油市场复杂系统风险管理的主要特征。　　 概括起来，本文的主要研究工作和创新点包括以下几个方面：　　 (1)根据石油市场价格波动的实际状况，引入基于GED分布的多种GARCH模型，从油价波动的半衰期、预期油价风险与收益率的关系以及油价波动的不对称性即杠杆效应等几个方面实证研究了中国原油价格自与国际接轨以来的波动特征，并比较了中国油价的波动特征与国际油价的主要异同。结果表明，基于GED分布的GARCH类模型可以较好地刻画原油市场的波动特征。还发现，我国原油价格波动具有与国际油价类似之处，如条件异方差性、波动集聚性和波动杠杆效应；但也有差异之处，如我国原油价格波动半衰期仅为5天，远小于国际油价的5-10周，而且与国际油价不同，我国油价波动并不具备高风险高收益的特征。　　 (2)按照石油市场风险的特点，引入基于GED的GARCH类模型改进了传统的VaR风险模型，并分别建立了国际石油市场在收益率上涨与下跌情况下的VaR风险模型；在此基础之上，引入风险-Granger因果关系检验方法考察了WTI和Brent原油现货市场之间、WTI原油期货和现货市场之间、WTI原油现货和纽约港汽油现货市场之间。以及WTI原油现货和纽约港取暖油现货市场之间的风险溢出效应。研究发现，不同石油市场之间的风险溢出效应明显，但在市场收益率上涨和下跌情况下，不同市场之间的风险信息传递机制各有差异。　　 (3)基于投机炒作在石油期货市场的重要影响，引入线性Graner因果关系检验方法讨论了投机交易与油价之间的先导-滞后关系，并采用OLS和分位数回归方法分别度量了平均意义下和不同油价波动水平下投机交易对油价的影响，包括线性和非线性影响。研究表明，石油期货市场上非商业交易商的投机交易对油价的影响显著，影响程度是商业交易商对冲交易的2.5倍；在非商业交易商的两种投机活动中，与油价互动的主要是头寸投机，其对油价波动的影响程度是套利投机的5.3倍。而且，随着油价波动水平的上升，投机交易对油价的影响呈现明显的倒U型结构。　　 (4)美元是国际石油市场交易的主要计价货币，美元汇率对油价波动的影响不可忽视，为此，引入向量自回归模型和线性Granger因果关系检验方法、基于GARCH类模型的波动溢出效应检验模型和风险-Granger因果关系检验方法，分别从均值溢出、波动溢出和风险溢出三个角度综合考察了美元汇率与石油市场之间的互动关系。结果发现，美元汇率是影响国际油价长期走势的重要因素，但短期而言，美元汇率在波动特征和风险状况方面对油价的影响都相当有限。　　 (5)股票市场与石油市场联系紧密，投资或投机资金进出频繁，为考察股市风险对石油市场的冲击，引入基于Kalman滤波的状态空间模型求得了股票市场对石油市场的动态风险冲击；在此基础之上，采用带有虚拟变量的线性和非线性回归模型分别考察了成熟股市和新兴股市的动态风险对石油市场的线性和非线性影响，并引入Wald检验方法讨论了这些影响的对称性。实证研究表明，股市风险对石油市场的冲击具有时变性，非线性特征明显，而且成熟股市比新兴股市的冲击程度大，正向股市和负向股市风险对石油市场的冲击基本上不对称。　　 (6)黄金市场与石油市场同为主要大宗商品，价格变化步调相当一致，为研究黄金市场与石油市场的互动关系，分别引入线性和非线性Granger因果关系检验方法全面探讨了它们之间的价格先导-滞后关系；并引入永久短暂(PT)模型和信息份额(IS)模型考察了石油市场和黄金市场对价格发现的贡献。研究发现，石油价格与黄金价格长期均衡关系突出，油价变化会引起金价变化，但反之未必；短期而言，金价对油价的影响只保持在当天，而油价对金价的影响可以持续至第2天；另外，石油在价格发现方面的贡献率大于黄金价格。　　 (7)油价波动是一系列风险因素共同作用的结果，引入协整理论、误差修正模型和分付数回归方法分别考察了各风险因素其同对油价产生的长期影响、短期影响以及不同油价水平下各风险因素对油价的影响。结果发现，长期来看，美元汇率和投机力量是推动油价波动的主要因素；短期看，油价与各风险因素之间的长期均衡关系对油价波动存在显著调整作用，但各风险因素对油价波动的短期影响均不显著。而且，不同油价水平下，美元汇率一直是影响油价波动的最重要因素，投机力量、股市行情和黄金价格依次尾随其后。　　 通过上述研究，有助于进一步加深对石油市场复杂系统风险管理的认识和理解，为石油价格预测、宏观经济研究以及有关机构的投资决策提供科学的信息支持和参考依据。