Previsão do preço do petróleo utilizando modelos lineares, não lineares e ensembles

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Matos, Camila
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35724
Resumo: Crude oil is the primary material for fuel and chemical products and is considered a vital mineral for the economy, remaining dominant at least for the next decade. One type of crude oil used as a benchmark in determining oil prices is West Texas Intermediate (WTI), as it influences the movement of other crude oil prices. As the factors affecting international oil prices become increasingly nonlinear, predicting oil prices become challenging. This study emerged from identifying gaps in the existing literature, where the steps for forecasting oil prices were not clearly addressed, and there was uncertainty about the amount of data required and the effectiveness of handling large volumes of data due to computational demands. To address these gaps, the aim was to develop a methodology for forecasting crude oil prices, employing a methodological approach that included a systematic literature review and the application of Design Research Methodology (DRM) steps. To achieve the objectives, 13 forecasting models were tested on two data series: the full series and the broken series. Price data were extracted from the US Energy Information Administration database and analyzed using Python and R. The LSTM, AR, and Ensemble 4 models achieved the best results, with minimal differences between the metrics of the two tested series. The proposed methodology offers a detailed and adaptive approach, covering everything from data collection to the analysis of external variables and structural breaks. Key limitations include reliance on historical data and the high computational demands of the models, which may limit real-time application. Future research should incorporate additional external data, optimize the parameters of nonlinear models, and test the proposed methodology in different commodity markets to validate and adapt the models to new economic contexts.
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This study emerged from identifying gaps in the existing literature, where the steps for forecasting oil prices were not clearly addressed, and there was uncertainty about the amount of data required and the effectiveness of handling large volumes of data due to computational demands. To address these gaps, the aim was to develop a methodology for forecasting crude oil prices, employing a methodological approach that included a systematic literature review and the application of Design Research Methodology (DRM) steps. To achieve the objectives, 13 forecasting models were tested on two data series: the full series and the broken series. Price data were extracted from the US Energy Information Administration database and analyzed using Python and R. The LSTM, AR, and Ensemble 4 models achieved the best results, with minimal differences between the metrics of the two tested series. The proposed methodology offers a detailed and adaptive approach, covering everything from data collection to the analysis of external variables and structural breaks. Key limitations include reliance on historical data and the high computational demands of the models, which may limit real-time application. Future research should incorporate additional external data, optimize the parameters of nonlinear models, and test the proposed methodology in different commodity markets to validate and adapt the models to new economic contexts.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)O petróleo bruto é a principal matéria prima para combustíveis e produtos químicos, além de ser considerado um mineral vital para a economia e permanecerá dominante pelo menos na próxima década. Um tipo de petróleo usado como referência na determinação dos preços é o West Texas Intermediate (WTI), que influencia o comportamento de outros preços de petróleo. À medida que os fatores que afetam os preços internacionais se tornam cada vez mais não lineares, a previsão dos preços do petróleo se torna um desafio. Este estudo surgiu da identificação de lacunas na literatura existente, onde os passos para a previsão do preço do petróleo não foram claramente abordados e havia incerteza quanto a quantidade de dados necessária e a eficácia da manipulação de grandes volumes devido às exigências computacionais. Para preencher essas lacunas, o objetivo foi desenvolver uma metodologia para a previsão do preço do petróleo, empregando uma abordagem metodológica que incluiu uma revisão sistemática da literatura e a aplicação da Metodologia de Pesquisa em Design. Treze modelos de previsão foram testados em duas séries de dados: a série completa e a série fracionada. Os dados de preços foram extraídos da base de dados da Administração de Informações sobre Energia dos EUA e analisados com Python e R. Os modelos LSTM, AR e Ensemble 4, destacaram-se com melhores resultados e a diferença entre as métricas das duas séries testadas foi mínima. A metodologia proposta oferece uma abordagem detalhada e adaptativa, abrangendo desde a coleta de dados até a análise de variáveis externas e quebras estruturais. As principais limitações incluem a dependência de dados históricos e a alta demanda computacional dos modelos, que podem limitar a aplicação em tempo real. Pesquisas futuras devem incorporar dados externos adicionais, otimizar os parâmetros dos modelos não lineares e testar a metodologia em diferentes mercados de commodities para validar e adaptar os modelos a novos contextos econômicos.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoUTFPRSiqueira, Hugo Valadareshttps://orcid.org/0000-0002-1278-4602http://lattes.cnpq.br/6904980376005290Bacalhau, Eduardo Tadeuhttps://orcid.org/0000-0002-3936-0375http://lattes.cnpq.br/5891481079465508Trojan, Flaviohttps://orcid.org/0000-0003-2274-5321http://lattes.cnpq.br/1688457940211697Matias, Gustavo de Souzahttps://orcid.org/0000-0002-9490-2632http://lattes.cnpq.br/8658951144881109Siqueira, Hugo Valadareshttps://orcid.org/0000-0002-1278-4602http://lattes.cnpq.br/6904980376005290Alves, Thiago Antoninihttps://orcid.org/0000-0003-2950-7377http://lattes.cnpq.br/0763708094190677Matos, Camila2025-01-06T13:08:07Z2025-01-06T13:08:07Z2024-10-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMATOS, Camila. Previsão do preço do petróleo utilizando modelos lineares, não lineares e ensembles. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35724porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-01-07T06:09:53Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/35724Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-01-07T06:09:53Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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