能源在经济发展中的作用已经日益受到重视，而石油作为主要能源之一和优质的化工原料，是一种关系到国计民生的重要战略物资，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。自2002年开始，国际油价从二十几美元/桶涨至一百美元/桶以上，引起了全球的高度关注。随着我国经济的高速发展，石油需求也急剧增长，油价对我国的影响愈加显著。因此，对油价波动的原因，对油价的预测以及对油价风险控制这些问题的研究显得更加重要。如何防范油价风险，保障石油安全，是目前我们亟待解决的问题。　　 为了有助于解决上述问题，本文立足于当前国际上最为关注的油价预测、油价与石油消费和油价与经济增长三个热点领域，提出了一些具有重要理论和现实意义的新模型，在相应领域拓展了研究思路和方法；改进了一些原有的油价研究模型，使之更为准确地反映我国石油市场的实际状况；引进了一些经典的数量分析模型，使某些油价相关问题得到了更好的解决。本文的主要工作和创新如下：　　 (1)提出了基于小波多尺度分析的长期趋势多步预测模型，能够很好的分离油价的长期稳定趋势与短期随机扰动，并从中选取合适的成分，较为准确的对油价长期趋势进行长达一年的多步预测。实证研究中，对Brent油价开展了时间跨度为一年的趋势预测，并与ARIMA、GARCH和Holt-Winters模型进行了比较，实证结果表明，小波长期趋势多步预测模型更为有效。　　 (2)提出了基于遗传算法的模糊模式匹配短期多步预测模型，能够从油价的历史数据中挖掘出和近期的价格变动模式最相似的价格变化规律，并在考虑历史相似性的同时还通过变换考虑了历史的差异，从而实现更为准确的短期多步预测。实证研究中，采用该模型对Brent和WTI油价开展了时间跨度各为一个月的短期多步预测，取得了良好的预测效果，通过与模式建模识别系统以及Elman神经网络等方法的比较，展示了该模型的有效性和预测能力的优越性。　　 (3)提出了基于模式建模识别系统的期货加权短期多步预测模型，在模式建模识别系统中同时考虑了石油期货价格信息，提高了对现货价格的预测能力。实证研究中以自然预测模型和标准的模式建模识别系统作为评价基准，对WTI原油、普通汽油和燃料油的现货价格进行了短期多步预测。结果表明，该模型具有更为优越的预报性能。　　 (4)研究提出了原油价格同时具有集群性、均值回复性及运动非对称性三大内在波动特征，并建立了准确表达这些特征的集群漂移布朗运动模型。采用K-Means聚类、Dickey-Fuller单位根检验和Zipf-type分析等方法对WTI原油价格波动行为进行了定量研究，发现原油价格具有集群性、均值回复性及运动非对称性等变化特征，与宏观层面上的定性分析相吻合。基于上述波动特征建立了带漂移的布朗运动模型，实证研究表明该模型能够很好的描述原油价格波动，其模拟生成的时间序列与原石油价格序列的统计分布特征基本一致，在石油项目评估和石油市场风险管理等领域都具有重要的应用前景。　　 (5)提出了基于集群漂移布朗运动的蒙特卡洛模拟方法，改进了油价的VaR估计效果。实证研究评价了该模型和方差-协方差、历史模拟和基于几何布朗运动的蒙特卡洛模拟等几种传统的VaR计算方法对于WTI原油现货价格VaR的预测效果。结果显示该模型能够得到更为灵活和准确的VaR估计，是石油价格有效的风险量化手段。　　 (6)提出了基于集群漂移布朗运动的概率预测方法，改进了油价的点预测和区间预测效果。1986年1月至2006年12月WTI原油现货价格的样本外实证研究表明，该方法能够产生良好的点估计和区间估计。同时，通过与鞅过程、自回归移动平均模型和广义自回归条件异方差等传统模型的实证结果对比，该模型表现更为出色。　　 (7)从部门、生产要素、生产函数、产能限制和市场政策五个方面对CGE模型做了改进，更好的反映了我国石油市场的现实状况，为市场政策研究提供了有效工具。总的来说，改进的模型更为准确的考察了国际油价上涨对我国经济发展造成的不利影响，并为进一步研究能够有效的减少这些不利影响的具体应对策略提供了手段。实证结果表明，国际石油价格上涨会严重阻碍国民经济的发展，而市场管制有利于缓解油价上涨导致的实际GDP、居民消费、收入、福利损失和通货膨胀。　　 (8)采用小波奇异性分析方法对油价时间序列进行了研究，提高了对油价奇异点的检验能力，探索了奇异点出现之前油价及其Lipschitz指数的变化规律。从美国炼油厂进口原油平均价格中检测出的奇异点与历史上的三次石油危机联系密切，奇异点出现之前油价会剧烈变化，相应的Lipschitz指数也会单调递减并趋近于1。　　 (9)采用协整理论和因果关系检验考察了我国石油消费和油价之间的相互影响，发现我国的石油消费和价格存在脱节现象，并提出了有助于完善我国石油市场体制的政策建议。我国石油消费和油价之间存在长期协整关系，但只具有单向因果关系。与美国的比较研究表明，我国石油市场化改革取得了显著成效，随着改革的深入，还应该建立充足的商业石油储备，并基于市场调整当前石油定价体制与进口机制，进一步放开油价，采用主动的进口策略，才能根本解决消费与价格存在的脱节问题，适应市场经济的需要。　　 (10)采用协整理论、向量误差修正模型、脉冲响应函数分析和方差分解分析研究了我国化石能源需求的长期和短期弹性，发现市场政策在降低我国的能源消耗上具有最为突出的效果，并提出了相应的政策建议。与美国的比较研究表明，我国的化石能源需求在长期内富有收入弹性和价格弹性，而在短期内缺乏收入弹性。因此，我国存在巨大的节能潜力，关键问题在于降低GDP增长对能源消耗的高依赖性。此外，实证结果还表明通过价格起作用的能源市场政策要比由政府强制施行的管制政策更为有效，为了有效地减少我国能源需求，政府应该关注能源价格形成和税收等市场机制，而不是采取限制产能等管制政策。