Экономическая цикломатика конъюнктуры газового рынка России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Ильясов, Руслан Хизраилевич

• Ильясов, Руслан Хизраилевич
• кандидат экономических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Ильясов, Руслан Хизраилевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ДОБЫЧА И ЭКСПОРТ ПРИРОДНОГО ГАЗА. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА.

1.1 История развития газовой промышленности в России.

1.2 Ресурсы и динамика добычи природного газа.

1.3 Газотранспортная система.

1.4 Анализ факторов формирования динамики экспортных и внутренних цен на природный газ.

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ТЕНДЕНЦИЙ В ГАЗОВОЙ СФЕРЕ.

2.1 Методы аппроксимации функциональных зависимостей экономической динамики.

2.2 Сплайн-подход к моделированию «кусочной» динамики в переходных экономиках.

2.3 Фазовый сплайн-анализ как метод поиска, обнаружения, выделения и обсчета циклических конструкций.

2.4 «Ложная цикличность»: причины её возникновения и способы нейтрализации.

2.5 Системы принятия решений на базе системы компьютерной математики МАРЬЕ 9.5.

3 НОВАЯ МЕТОДОЛОГИЯ АНАЛИЗА ГАЗОВОЙ КОНЪЮНКТУРЫ И ВЫЧЛЕНЕНИЯ ИЗ НЕЁ ЦИКЛОВ.

3.1 Циклы в динамике экспортных цен на природный газ.

3.2 Характерная периодичность в динамике объемов добычи газа, цены его производителей и их взаимозависимости.

3.3 Сплайн-анализ зависимостей объёмов экспорта природного газа от объёмов его добычи и от экспортных цен на него.

3.4 Зависимость экспортных цен на природный газ от экспортных цен на нефть и исследование временного лага между ними.

3.5 Влияние экспортных цен природного газа на макроэкономические показатели России.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экономическая цикломатика конъюнктуры газового рынка России»

наша экономика стала частью мировой экономики.

Мы к этому стремились, в этом есть много плюсов, но в этом есть и издержки. Как известно, мировая экономика развивается циклическим путем, бывают стадии роста, бывают спады.»1

Экономическое развитие государства зависит, в первую очередь, от уровня развития промышленного производства, что неразрывно связано с ростом потребления углеводородных энергоресурсов - нефти и газа. В связи со стремительным сокращением мировых запасов нефти, сегодня всё большую роль в удовлетворении спроса на энергоносители начинает играть природный газ.

На конъюнктуру рынка природного газа действуют многочисленные факторы - темпы роста промышленного производства, ценовая политика стран-производителей и стран-экспортёров, колебания сезонного спроса, себестоимость производства (добычи), состояние инфраструктуры, стоимость транспортировки и т.д. Рынок природного газа демонстрирует яркий пример неравномерности экономического развития - смена различных периодов роста, спада, стабильности и депрессии часто проявляется в виде циклических конструкций.

В переводе с латинского слово «cicle» означает «окружность» или «законченный круг». В жизни мы встречаемся с множеством примеров циклического движения или развития процессов в самых различных областях - в траекториях планет в космосе, в эволюции природных систем, в тенденциях развития искусства, в работе технических систем и т.д. Не раз мы становимся свидетелями того, что «всё возвращается на круги своя». В то же время мы чётко осознаём и то, что «нельзя войти в одну и ту же воду дважды» - при непрерывном циклическом развитии экономического явления или процесса мы имеем и непрерывные изменения(^^ам^ро^временнь1х (время начала, время конца, длина, период) и метрических (радиус, диаметр, инерционность) этих циклов. В противном слу

1 Интервью президента РФ Д.А. Медведева ведущим российским телеканалам 24 декабря 2008 г. - Режим доступа: http://ww.kremlin.rU/appears/2008/l2/24/1838 type63379type82634 210963 .shtml чае мы имеем дело с периодичностью процесса, связанной, чаще всего, с влиянием сезонности. Таким образом, цикличность экономической динамики проявляется в виде круговых или спиралевидных конструкций, параметры которых не могут быть заранее известны (а priori), а могут быть оценены только в результате анализа {аposteriori) [106-108], [114], [118], [135], [152], [159].

Ещё в конце XIX века Г. Адаме выявил закономерное чередование экономических, социальных и политических процессов. Качание маятника им определено в 12 лет и жизнь подтверждает это. Правда, фазы этого циклического процесса не совсем симметричны, взмах маятника обычно дольше набирает высоту: либерализм сменяется социально-ориентированной экономикой, и, наоборот, национализация - приватизацией и денационализацией, подъём - спадом, а потом оживлением (в соответствии с фазами кризиса) и т.д. Волновая теория общественного развития (JI.H. Гумилёв, Н.Д. Кондратьев, A.JI. Чижевский) находила в нём естественные ритмы. Ф. Энгельс в середине XIX века доказал цикличность промышленного развития, выявив циклы длиной в 5 и 10 лет. К. Маркс обосновал повторяемость экономических кризисов через 7, 10, 11 лет. Н.Д. Кондратьев открыл волнообразные циклические колебания экономики. Для деловой активности им выделены 4 вида циклов: очень короткие сезонные колебания; короткие - длительностью 3-3.5 года; средние (торгово-промышленные) - 7-11 лет; длинные (большие циклы конъюнктуры) - 50-60 лет [79], [98-99], [120].

Цикличность может проявляться не только во временном поведении отдельно взятого экономического процесса, но и в эволюции параметров взаимосвязи экономических показателей. Одним из наиболее известных примеров является «паутинообразная» модель рынка, в которой Тинбергеном были описаны колебания, возникающие в процессе «нащупывания» параметров равновесия спроса и предложения. Данная модель может быть более качественно и эффективно реализована путём параметрического сплайн-представления взаимозависимости пары глобальных экономических категорий - спроса и предложения, это представление действительно подтверждает возможность проявления цикличности в изменениях параметров связи.

Эконометрика, выявляя закономерности развития экономического процесса под воздействием многочисленных и слабо формализуемых факторов, пыталась описать сложные связи простыми и «удобными» для линейной парадигмы регрессионными уравнениями. Такой подход предполагал, что незначительные колебания факторного признака приводят к незначительным же изменениям результативного. На самом деле регрессионная прямая или кривая почти никогда не показывает действительную реакцию процесса на конкретные значения факторного признака в конкретный момент времени - мы имеем только обобщённую или усреднённую реакцию процесса на совокупную вариацию факторного признака на всём исследуемом периоде времени. Однако очевидно, что экономический процесс протекает под воздействием непрерывно меняющейся внешней среды - если вчера реакция процесса на изменение определённого фактора была незначительной, то сегодня, при изменившихся параметрах окружающей среды, реакция может оказаться значительной, т.е. оказаться нелинейной. Учитывая, что поиск закономерностей развития в экономике предопределён необходимостью принятия решений по управлению процессом, нужно искать методы обнаружения и анализа связей, способные описать и локальную реакцию процесса на колебания факторных признаков.

До сих пор при моделировании экономической динамики формальное описание процесса опиралось на использование одной непрерывной функции, параметры которой оценивались по методу наименьших квадратов или подчиг « •• .»А нялись требованию о совпадении модели с решетчатой функцией процесса в узловых точках - это так называемый тренд. Если же моделировалась динамика процесса, подверженного влиянию цикличности, то использовались различные приёмы сглаживания волн (пиков и спадов) тренда в исходной динамике, после чего оказывалось удобным описывать «облагороженный» процесс непрерывными периодическими функциями, более пригодными для моделирования сезонности. Именно в этом и заключается причина заблуждения исследователей, приписывающих экономическим циклам свойство повторяться через определённое количество лет. Подобное допущение является и удобным инструментом прогнозирования цикличности (или кризисов), но, к сожалению, инструментом прогнозирования «ложного».

Цикличность и непостоянство временного класса экономической динамики придают ей | «кусочный» характер, что приводит к необходимости прибегнуть к методам моделирования, анализа и прогнозирования, опирающимся на «кусочную»-же парадигму. Попытки описать подобные процессы с помощью одной только функции часто приводят к проявлениям так называемой «ложной цикличности», что ставит результаты всего исследования под сомнение. Тогдгу для качественного моделирования и анализа циклической динамики экономических процессов, разделяющейся частой сменой тенденции на различные периоды роста, спада или стабильности, и, как следствие, имеющих «кусочную» структуру, становится очевидной необходимость использования «кусочно-аппроксимационных^функций или многочленов на базе сплайнов.

Переход на новую платформу «кусочной» парадигмы со сплайн-аппроксимацией рядов исследуемой динамики, с фазовым сплайн-анализом цикличности и параметрическим сплайн-представлением экономических связей позволил на более высоком и содержательном уровне получить результаты исследования. Ряд как известных, так и впервые выявляемых в работе преимуществ сплайн-подхода перед обычными эконометрическими методами в моделировании и анализе цикличности экономической конъюнктуры определили актуальность темы исследования. Анализ экономической цикломатики газовой конъюнктуры особенно актуален, потому что существенные изменения в динамике показателей энергетической отрасли часто являются причинами улучшения или ухудшения показателей всей экономики страны, а иногда и причинами мировых экономических кризисов.

Большой вклад в развитие теоретических и практических основ экономической теории, анализа, прогностики и её новой ветви — синергетической экономической парадигмы - внесли зарубежные ученые, в первую очередь Н. Винер, В.В. Леонтьев, а также А.Е. Андерсон, И. Бернар, Р. Винн, К. Кергели, Дж. Джонстон, К.

Доугерти, Дж.Ф. Дьюхорст, П.Л. Йейтс, Э. Кейн, М.Дж. Кендалл, А. Клас, Ю. Колек, Ж.-К. Колли, Дж. jo. Коппок, О. Ланге, Г. Ландсберг, Ф. Лион, Э. Маленво, Б.Б. Мандельброт, Дж. Мартино, М. Осборн, Р. Отнесс, К. Паррамоу, М. Пессаран, Э. Петере, А.И. Пришжин, Д. Пуарье, Э. Сигел, Л. Слейтер, А. Стьюарт, Г. Тейл, Г. Тинтнер, Т.Дж. Уотшем, Дж. Фишер, Л. Фишман, Г. Хакен, Д. Хейс, К. Холден, А. Хоскинг, Г. Шустер, И. Шуян, Р.Н. Эллиот, Л. Эноксон, Э. Янч.

Отметим выдающиеся труды известных отечественных ученых: Л.И. Абалкина, А.Г. Аганбегяна, С.А. Айвазяна, Г.В. Гореловой, С.В. Жака, А.Н. Ильченко, В.И. Калиниченко, Л.В. Канторовича, В.А. Кардаша, B.C. Немчинова, В.В. Новожилова, A.A. Первозванскош, В.А. Перепелицы, Е.В. Поповой,^Н.Х. Токаева, Г.Н. Хубаева, С.С. Шаталина, А.Н. Ширяева.

Многое сделали для становления и развития математических и инструментальных методов экономики труды соотечественников : И.В. Бестужева-Лады, В.А. Буторова, A.A. Горчакова, А.Г. Гранберга, В.А. Долятовского, В.Е. Демидова, A.C. Емельянова, И.С. Енюкова, Э.Б. Ершова, В.А. Житкова, П.С. Завьялова, В.В. Ковалёва, Л.Н. Ковалёвой, A.M. Кочкарова, С.П. Курдюмова, Ф.М. Левшина, И.П. Липатовой, Е.Б. Лобановой, Ю.П. Лукашина, В.И. Максименко, Г.Г. Малинецкого, E.H. Мельниковой, Л.Д. Мешалкина, Н.П. Молчановой, A.B. Морозова, Т.Г. Морозовой, A.A. Новиковой, А.Л. Новосёлова, И.В. Орловой, Б.В. Рязанова, Т.А. Салтановой, P.A. Фатхутдинова, В.В. Федосеева, A.A. Френкеля, Н.В. Чепырных, Е.А. Черныш, Е.А. Четыркина, B.C. Яковенко и др.

Объектом исследования служит цикломатика конъюнктуры рынка природного газа России в переходном периоде, а предмет исследования составляют временные ряды экспортных цен, цен производителей природного газа, динамика объёмов его добычи и экспорта.

Целью диссертационной работы можно считать совершенствование методов моделирования, анализа, поиска циклов, их выделения и визуализации как в «кусочной» исходной динамике экономических показателей газовой сферы, так и в эволюции параметров их взаимосвязей. елт,

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

• исследовались преимущества сплайн-аппроксимационного подхода перед полиномиальной аппроксимацией при моделировании «кусочной» динамики экономических показателей;

• определено место и роль предлагаемой «кусочной» концепции, новых подходов, математического аппарата, инструментальных средств в ряду методологии, способов, инструментов экономической науки;

• апробирован фазовый сплайн-анализ как инструмент выделения, анализа и обсчёта циклических конструкций в экономической динамике на примере показателей газовой сферы;

• исследованы причины возникновения «ложной цикличности» в стохастической эволюции и показано принципиальное отсутствие её проявлений при моделировании экономической динамики кусочно-аппроксимационными многочленами на базе сплайнов;

• выявлены преимущества обнаружения и анализа сезонности фазовыми методами по сравнению с эконометрической классикой;

• исследованы параметры зависимости объёмов экспорта природного газа от экспортных цен на него в страны дальнего зарубежья и в страны СНГ;

• определены параметры связи между экспортными ценами на природный газ и экспортными ценами на нефть и показаны реальные преимущества сплайн-представления взаимосвязей с помощью параметрической картины перед полиномиальной регрессией;

• найдено влияние вариации цен на природный газ на макроэкономические показатели России.

Теоретико-методологическую основу исследования составили научные труды современных российских и зарубежных учёных по экономической цик-ломатике, статистическим методам анализа временных рядов, по теории сплайнов, теории приближений, экономической синергетике, по фазовому анализу, а также работы, посвящённые обоснованию выбора методов математического моделирования и качественной инструментальной интерпретации результатов анализа экономических процессов.

Информационной и эмпирической базой исследования стали аналитические и статистические материалы Госкомстата России, Министерства финансов России, Центрального банка России и ОАО «Газпром».

Рабочая гипотеза диссертационного исследования свелась к тому, что для моделирования «рваной» динамики экономических показателей необходимо обратиться к новому для экономики аппарату «кусочной» сплайн-аппроксимации, показать его преимущества перед полиномиальной аппроксимацией. Следует обнаружить циклы в динамике экономических показателей газовой сферы методами фазового сплайн-анализа, вычислить их временные характеристики (время начала, время конца, длина периодов) и метрические (радиус и диаметр циклов). Надо показать на фазовых параметрических картинах появление циклических конструкций в эволюции параметров взаимозависимостей экономических показателей. Стоит исследовать причины возникновения «ложной цикличности» при моделировании экономической динамики эконометрическими методами.

Основные положения, выносимые на защиту, можно свести к следующим:

1. Неопределённость и нестабильность временного класса, полиформ-ность, «кусочный» характер экономической динамики в сложной архитектонике мирового газового рынка (добыча, поставки, транзит, продажа и потребление газа) делают необходимым привлечение новой экономико-математической технологической платформы и современного математического аппарата со сплайн-аппроксимацией и фазовым анализом для её моделирования, анализа и экстраполяции.

2. Отсутствие в классической эконометрике временных реперов на регрессионных кривых превращает динамические строящиеся закономерности в усреднённые по времени статические коллигации. Сплайн-аппроксимация становится эффективным методом моделирования циклической динамики, так как представление циклического участка в виде траектории в фазовом пространстве с временными отметками (реперами) позволяет выполнять точную хроноскопию фаз циклов.

3. Известный из математической статистики эффект «ложной цикличности» в экономической динамике оставляет исследователя в полном недоумении относительно причин и времени его проявления, амплитуды и способов борьбы с ним. Использование внутренних оптимизационных свойств кубического сплайна с минимизацией нормы или минимизацией кривизны по теореме Холлидея позволяет принципиально избежать появления «ложной цикличности» в предлагаемых моделях исследуемой динамики.

4. Параметры взаимозависимостей экономических показателей могут сильно различаться внутри даже короткого промежутка времени, их не удаётся качественно описать единой полиномиальной регрессией. В ответ на это сплайн-представление параметрической картины связи демонстрирует на фоне общей тенденции локальную реакцию процесса на колебания факторного признака.

5. До сих пор при рассмотрении динамики показателей газовой сферы не было представления об экономических циклах, их временных и метрических параметрах, о начале и окончании циклических конструкций, об эволюции пар взаимосвязей. Новыми методами цикличность может обнаруживаться как в конъюнктуре одного экономического показателя газового рынка, так и в динамике взаимосвязанных параметров нескольких переменных.

6. Сложность взаимодействия экономических процессов газового рынка, необходимость точного расчёта, визуального наглядного представления результатов исследования, рассмотрения многих вариантов — всё это требует применения современных инструментальных средств, каковыми являются системы компьютерной математики (в исследовании это МАРЬЕ 9.5).

Научная новизна диссертационного исследования была определена системной функциональной разработкой новой исследовательской платформы с новыми конструктами - сплайн-аппроксимационным моделированием, фазовым анализом, системами компьютерной математики как инструментарием.

Конкретное приращение научного знания заключается в следующем: 1. Выявлены и наглядно доказаны принципиальные преимущества сплайн-аппроксимационного («кусочного» или полиформного) подхода перед моноформной полиномиальной аппроксимацией при моделировании /(газовое/экономической динамики в переходных экономиках. Преимущества сплайнов особенно ярко выявляются при фазовом анализе цикличности, при моделировании «событийных составляющих» экономической динамики, при аппроксимации рядов с большим количеством узловых точек, а также при неравномерном расположением узлов.

2. Предложено использовать фазовое пространство и фазовый анализ как инструмент поиска, обнаружения, выявления, визуализации, количественного расчёта метрических и временных параметров экономических циклов, их хроноскопии во всех технологических сферах производства, транспортировки, продажи и потребления природного газа.

3. Показано, что использование в фазовых портретах первых производных переменных позволяет более точно, качественно и содержательно описывать тенденции исследуемых экономических процессов на газовом рынке. Строго определяемый однозначный алгоритм получения производных выгодно отличается от той неопределённости и произвола, которые имеют место при конструировании и моделировании трендов.

4. Исследованы причины возникновения «ложной цикличности» в экономической динамике газовых показателей и показано принципиальное отсутствие «ложных» волн при аппроксимации рядов экономической динамики рынка природного газа кубическими сплайнами.

5. Показано, что при заведомо существующем и необходимом во временных рядах «сжатии» данных становится полезным и необходимым использование «кусочных» функций, сохраняющих такой важный для исследования динамических процессов параметр, как время. Это позволяет одновременно работать с моделями процессов, «опирающихся» на временные ряды с различной степенью «сжатия» данных, и непосредственно сравнивать их.

6. В качестве основы для построения эконометрических законов, позволяющих описать эволюцию параметров связи внутри различных периодов роста или спада, предлагается использовать параметрическое представление связи переменных с помощью сплайнов, а также показать локальную реакцию процесса на конкретные колебания факторного признака.

7. Найден эконометрический закон и вычислен переменный временной лаг между поведением экспортных цен на природный газ и на нефть. Показано, что максимум коэффициента корреляции - показателя «тесноты» взаимосвязи между экспортными ценами на газ и нефть г определяет величину временного лага. В этой связи вариативность исследуемой пары цен относительно тенденций роста или тенденций спада оказывается значительной.

8. В динамике экспортных цен на природный газ выявлена систематическая цикличность, различные фазы которой соответствуют «точкам возврата», т.е. временам начала кризисных явлений, она выступает индикатором процессов общего роста или спада в российской экономике.

9. Исследованы параметры взаимосвязи динамики объёмов экспорта природного газа и экспортных цен на него как в страны дальнего зарубежья, так и в страны СНГ в разные периоды, построены эконометрические законы.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследования состоит в универсальности применённой математико-инструментальной платформы с новыми подходами к моделированию и анализу экономических процессов (добычи, поставки, транзита, потребления и продажи природного газа) и их тенденций в непростой архитектонике мирового газового рынка. Погружение процессов газового рынка в сплайн-модели и фазовое пространство позволяет определять наличие или отсутствие цикличности (сезонности) в экономических показателях рынка природного газа, эффективно находить, выделять, обсчитывать, объяснять и визуализировать циклические конструкции. Параметрическое сплайн-представление значительно выигрывает перед регрессионным подходом при интерпретации параметров экономических взаимосвязей за счёт сохранения такого важного параметра, как время.

Обоснованность и достоверность научных положений и результатов исследования подтверждается применением современных математических методов, таких как: численные методы, математическая статистика, экономическая синергетика, теория циклов, экономическая цикломатика, эконометрика, методы приближения, теория аппроксимации, теория сплайнов. В качестве эффективного инструментального средства анализа использована система компьютерной математики МАРЬЕ 9.5. Она позволяет аналитически, графически и численно решать все задачи метода: генерирует сплайны 1.4 порядков; аналитически их дифференцирует с получением производных 1.3 порядков; позволяет строить фазовые траектории исследуемых процессов и получать экономет-рические законы на параметрических картинах взаимосвязей как в трёх измерениях, так и в проекции на двумерную плоскость.

Предлагаемые в дарйой работе математические методы моделирования и инструментальные средства анализа экономической динамики включены в учебные программы дисциплин «Эконометрика», «Экономико-математическое моделирование», «Методы социально-экономического прогнозирования», «Информационные технологии в экономике» специальности 080116.65 «Математические методы в экономике» в Чеченском государственном университете. Предложенные методы включены также в структуру многих экономико-математических учебных дисциплин, математических и инструментальных разделов учебных курсов специальностей 080801.65 - «Прикладная информатика», 080502.65 - «Экономика и управление на предприятии» и 130503.65 - «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» Грозненского государственного нефтяного института имени академика М.Д. Миллионщикова.

Апробация и внедрение результатов исследования выполнялось в течение 2005-2009 гг., основные положения и результаты диссертационной работы представлялись в виде докладов и получили положительную оценку:

• на 4-ой Международной научно-практической конференции «Экономическое прогнозирование: модели и методы» (гг. Санкт-Петербург, Орёл, Воронеж: Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов, Орловский государственный университет, Воронежский государственный университет, 10-11 апреля 2008 г.);

• на 7-ой Всероссийской научно-практической конференции «Социальноэкономическое развитие России в XXI веке» (г. Пенза: Приволжский дом знаний, июль 2008 г.);

• на 9-ой Всероссийской научной конференции «Краевые задачи и математическое моделирование» (гг. Новокузнецк, Новосибирск, Томск: Кемеровский государственный университет, Новокузнецкий филиал-институт Кемеровского государственного университета, Сибирский государственный индустриальный университет, Институт гидродинамики им. М.А^Даврентьева СО РАН, Томский политехнический университет, 28-29 ноября 2008 г.).