基于改进果蝇优化算法的欧盟碳价预测.pdf

摘要

为了减轻日益恶化的环境问题，1997年在日本京都制定的《京都议定书》

将碳排放权市场推向了现实阶段。作为碳现货市场的衍生市场，碳期货市场理论

上具有价格预测和规避风险的功能，对碳资源的合理分配、降低风险、减少温室

气体排放具有决定性的影响。欧盟排放交易机制（EUETS）是世界最早的碳减

排市场。本文以EUETS下的主要碳排放合约期货——欧盟碳排放配额期货和核

证减排量期货为研究对象，对国际碳期货市场进行了研究。对碳期货价格走势的

研究不仅有助于帮助投资者做出合理决策，也有利于进一步发挥碳减排功能，同

时为中国建立统一的碳排放权市场提供参考。

本文主要对EUETS下的主要碳排放合约期货——欧盟碳排放配额期货和核

证减排量期货进行研究。全文主要分为五个部分：第一部分，介绍本文的研究意

义、文献综述与主要内容。第二部分，阐述了果蝇优化算法与机器学习的相关理

论。第三部分，针对果蝇优化算法容易陷入早熟收敛和精度低的缺点，分别从混

沌理论、Lévy飞行和自适应步长三方面对传统果蝇优化算法进行改进，并将改

进后的果蝇优化算法运用于BP神经网络的权值阈值以及支持向量机的宽度参数

和惩罚因子等重要参数的优化。第四部分，综合考虑供给因素、国内能源、国际

能源、经济因素、汇率和气候因素等不同方面的因素与碳价的关系，运用Lasso

变量选择方法进行变量选择和参数估计，将构建好的混合模型用于欧盟碳排放配

额期货和核证减排量期货的日交易结算价格的预测。实验证明，基于改进的果蝇

优化算法的碳价模型比传统机器学习模型有更高的预测精度以及更快的收敛速

度。

本文主要贡献在于：（1）运用Lasso变量选择方法进行变量选择和参数估

计，探究了碳排放权交易价格的影响因素以及影响的程度；（2）针对果蝇优化

算法容易陷入早熟收敛和精度低的缺点，提出了三种改进果蝇优化算法的方法，

实验结果表明，改进的果蝇优化算法在收敛精度方面有显著提高；（3）运用改

进后的果蝇优化算法优化BP神经网络和支持向量机的重要参数，避免了参数设

置的盲目性。

关键词：碳排放；果蝇优化算法；混沌理论；Lévy飞行；BP神经网络；支

持向量机

Abstract

Inordertoalleviatethedeterioratingenvironmentalproblems,theKyoto

ProtocolformulatedinKyoto,Japan,haspushedthecarbonemissionrightsmarketto

arealisticstagein1997.Asaderivativemarketofcarbonspotmarket,carbonfutures

markettheoreticallyhasthefunctionofpricepredictionandriskaversion,whichhasa

decisiveimpactontherationalallocationofcarbonresources,thereductionofrisk

andthereductionofgreenhousegasemissions.EUEmissionTradingSystem(EU

ETS)istheearliestcarbonemissionreductionmarketintheworld.Thispaperstudies

theinternationalcarbonfuturesmarketbytakingthemaincarbonemissioncontract

futuresunderEUETS-EUcarbonemissionallowancefuturesandcertifiedemission

reductionfuturesastheresearchobjects.Theresearchonpricetrend