煤炭行业智能研究深度报告：基于机器学习方法的动力煤价格预测

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1、投资案件结论和投资建议相对于多元线性回归模型，两种机器学习算法（LASSO和高斯回归）表现较好，大大提高了预测精度。高斯回归的误差均值为3.07，5以内误差比例和涨跌幅命中率均为85，表现略优于LASSO。LASSO的误差均值为3.49，5以内误差比例和涨跌幅命中率均为80。投资建议：对于8月份的动力煤价格，两种算法给出的预测结果均为下跌（7月目前均价664元/吨），与我们之前的判断相一致，分析认为主因当前过高的港口和电厂库存压力所致。其中，高斯回归的预测值为636.46元/吨。原因及逻辑相对于传统的多元线性回归，两种机器学习算法有各自的优势。LASSO在解释变量较多（宏观与行

2、业指标）的情况下将15个解释变量缩减为12个解释变量，更好地进行指标选取。在普通最小二乘法目标函数的基础上，通过构造一个L1范数的惩罚项，从而可以将一些绝对值较小的系数直接压缩为0，得到一个较为稳定的模型高斯回归在处理非线性、高维数据等问题上有很好的适应性，而经济数据之间的相互关联往往是非线性的。其特点是将贝叶斯思想引入到高斯过程中，跳过传统的线性回归模型，直接拟合形式为多维高斯分布的后验分布，并通过核函数建立输入量与输出量之间的逻辑关系。有别于大众的认识目前市场上对动力煤价格的预判方法多为基于供需关系的主观判断。我们认为，单独的主观判断是不足以预判煤价的，因此结合了机器学习算法，

3、选取相关宏观经济和行业指标，用数量化的方法对动力煤价格进行预判。若出现排版错误，可凭借下载记录，加微信535600147，获取PDF版本目录1.从宏观和行业两个维度选取指标51.1宏观经济指标51.2煤炭行业指标62.中心化消除数据单位影响72.1数据区间72.2数据预处理73.建立多元线性回归模型83.1回归模型构建方程83.2回归模型优化，消除多重共线性84.结合机器学习算法的两种改进方法104.1机器学习主要分类104.2一种有偏估计方法——LASSO114.3交叉验证确定拟合系数125.从有参到无参——高斯过程回归模型的建立125.1参数模型的缺点125.2高斯过程与贝叶斯

4、理论126.基于金融数据的实证检验136.1滚动窗口法——一种动态预测方法136.2三种方法的预测效果对比147.不足与展望16若出现排版错误，可凭借下载记录，加微信535600147，获取PDF版本图表目录图1：秦皇岛港动力煤价格走势（元/吨）5图2：货币供给及价格指数6图3：利率指标（）6图4：秦皇岛港、六大发电集团煤炭库存（万吨）7图5：秦皇岛港锚地船舶数、海运价格指数7图6：六大发电集团日耗煤量、东南沿海平均气温7图7：纽卡斯尔动力煤现货价、布伦特原油现货价7图8：机器学习主要分类11图9：高斯回归逻辑图13图10：预测值与实际值环比变化情况对比15图11：三种模型预测效果

5、对比16表1：指标选取与数据处理方法8表2：回归结果和VIF值9表3：解释变量相关系数表9表4：优化模型回归系数和VIF值10表5：测试集预测结果14表6：三种方法预测效果对比15若出现排版错误，可凭借下载记录，加微信535600147，获取PDF版本1.从宏观和行业两个维度选取指标在煤炭行业的重点关注指标中，价格是最根本的盈利驱动因素，因此对煤炭价格的预测在煤炭股估值中具有重要意义。秦皇岛港是环渤海地区的重要港口，也是动力煤的主要运输港口和结算地，2017年完成煤炭吞吐量2.14亿吨，秦皇岛港的港口煤炭成交价格在煤炭行业中具有风向标的作用。因此本文结合机器学习算法，对秦皇岛港动力

6、煤Q5500平仓价进行预测。从宏观和行业两个维度确定解释变量。除煤炭行业相关指标外，煤炭作为一个周期性行业，其价格波动也受到宏观经济的影响。因此在指标的选取上，本文分为宏观经济指标和行业指标两大部分。宏观经济指标包括货币供给、价格指数和利率指标，行业指标的选取主要从煤炭库存、运输成本、供需关系以及国际市场等方面分析。图1：秦皇岛港动力煤价格走势（元/吨）9008007006005004003002001002008-122009-042009-082009-122010-042010-082010-122011-042011-082011-122012-042012-082012-

7、122013-042013-082013-122014-042014-082014-122015-042015-082015-122016-042016-082016-122017-042017-082017-122018-040秦皇岛港:平仓价:动力末煤(Q5500):山西产:月资料来源：中国煤炭市场网、申万宏源研究1.1宏观经济指标周期性行业的表现与宏观经济的波动息息相关，市场中的流动性体现在货币供给指标上。M1指狭义货币供应量，包含流通中的现金和企事业单位活期存