我国是航运大国,但还不是航运强国,这主要是因为虽然我国港口货物吞吐量位列世界第一,但我国在世界航运市场定价方面缺少话语权,导致这种局面的一个重要原因就在于我国航运衍生品市场发展的严重滞后。2014年,国务院印发的《中国(上海)自由贸易试验区总体方案》明确提出了积极发展航运金融、加快发展航运运价指数衍生品交易业务的目标。上海航交所已经发布了一系列运价指数,在此基础上又相继推出了以之为标的的运价指数衍生品,初步构建了航运金融衍生品市场,但就目前来看其在国际上的影响并不大。根据业界的直觉判断,当前上海航交所的运价指数衍生品并没有很好地发挥其价格发现功能,而这是无助于提高我国在国际航运市场定价话语权的。为了验证这种直觉判断,就必须深入分析已经建立的衍生品交易的性质以及市场交易的效率,这样才能在学理上提出市场改善的依据,避免仅仅依据经验判断而造成的政策误差。目前国内对此问题的理论上的关注度尚嫌不够。本文将综合使用计量经济学、金融物理等相关理论和方法对此问题进行系统研究,以期得到稳健的结论。首先,本文以分形理论为基础,从多重分形的视角,研究我国上海出口集装箱(欧洲航线和美西航线)、沿海煤炭(秦广和秦沪航线)现货和期货市场的多重分形特性,采用新的风险指标来度量两个市场的风险情况。分形市场理论为我们提供了确定目前价格走势与未来走势的一种方法,从而提高我们的交易效率。其次,本文采用计量方法作为研究工具,对上海航运交易所上海出口集装箱(欧洲航线和美西航线)、沿海煤炭(秦广和秦沪航线)运价指数及其衍生品做了计量分析,主要涉及到时间序列分析、单位根检验、Johansen协整检验、Granger因果关系检验、脉冲响应函数和方差分解等方面。最后,本文采用热最优路径理论(Thermal Optimal Path)研究上海航运交易所上海出口集装箱(欧洲航线和美西航线)、沿海煤炭(秦广和秦沪航线)现货和期货市场之间动态的领先滞后关系,通过引入两个时间序列之间的距离矩阵,将传统的经济问题转化为统计物理学中的经典概率传递模型,利用配分函数的递归运算,最终可以得出两序列之间动态的领先滞后关系。经过实证研究,本文发现:在风险特征方面,(1)采用多重分形交叉降趋脉动分析方法(MF-X-DFA)研究上海集装箱(欧洲和美西航线)的期货和现货市场的周收益率序列,结果发现上海集装箱的欧洲和美西两大航线的现货和期货市场均具有多重分形特性,且现货市场的多重分形特性强度较期货市场大;基于MF-X-DFA方法得出的分形参数—多重分形谱宽度和广义霍斯特指数跨度都表明:上海集装箱现货市场的风险较衍生品市场—期货市场的风险大。(2)采用多重分形交叉降趋脉动分析方法(MF-X-DFA)研究中国沿海煤炭(秦皇岛—广州航线和秦皇岛—上海航线)的期货和现货市场的日度收益率序列,结果发现中国沿海煤炭:秦沪和秦广两条航线的期货市场均具有多重分形特性;然而,沿海煤炭现货市场的多重分形特性还没有形成。在价格发现功能方面,(1)根据计量分析,四个市场的期货序列和现货序列没有表现出稳定的对应关系,不能认为期货市场的价格波动是现货价格的无偏估计,期货对现货的预测不能比回归模型的预测结果更好,因此得到四个市场均未达到市场有效性,该期货市场不确定性和潜在风险都比较大的结论。(2)根据热最优路径方法(TOP),对我国航运衍生品期货和现货之间的非线性领先滞后关系的研究发现,四个市场的期货现货之间的关系一直处于动态变化中。根据以上发现,可以确信上海航运衍生品市场存在风险异常以及价格发现功能缺失的不足,由于期货市场的重要功能就是价格发现功能,因此价格发现功能的缺失就是造成我国在国际航运市场缺乏定价话语权的重要的内在原因。为了解决这一问题,可以采取相关措施,例如放松对金融机构和国有企业参与航运衍生品交易的诸多限制,提升航运衍生品交易者航运专业知识,推进航运衍生品的创新等等。