Herbert Simon講座系 列#26

Agent-Based Macro Economic Models

一種在古典經濟學原理支配下的基於Agent建模方式的可計算經濟學模型：

建模機理、行為規則、模型結構、數據採集和應用 方式

吳傑教授 是中國數量經濟學會理事，廣州市長程軟體有限公司經濟研究所的首席科學家，中國社會科學院和廣東省社會科學院的客座教授，國家仿真控 制工程技術研究中心經濟仿真基地主任，多年來從事經濟學數學建模和電腦仿真產品的開發和研究。

議程 Program Schedule

                                                                                                                                                                                          Summary

  The three lectures will cover the two fundamental economic laws governing the entire stability of the agent-based macroeconomic model.  The two laws are related to the Lyapunov stability theory, including the use of both the direct (second) and indirect (first) methods. The second lecture is on the rules of agents, more from the functionality viewpoint, rather than from the behavioral or psychological viewpoints.  The third lecture is on the macroeconomic regulations in terms of the closed-loop feedback control.   It can be viewed as an application of the modern optimal control theory to agent-based macroeconomic dynamics.  

      The scale of the agent-based macroeconomic model to be presented is probably so far the largest one that we have ever seen, covering 130 thousand agents and 42 economic sectors.  This is far larger than the scale of EURACE and ICEACE.  It is also the largest agent-based model ever been presented in Taiwan.  The large scale of model brings in interesting challanges and phenomena that we do not encounter in the small world.  These three lectures will provide us a flavour of the challenges and the frontiers of modeling and simulation.

基於Agent建模方式的可計算經濟學是過去十多年來世界上新興的經濟學研 究方法之一。這種研究方法的特點是由現實社會經濟系統中的各種異質的Agent開始建模，逐步構造一個由海量的異質Agent按照層級結構由下至上組成的社會經濟系統，使得底層的Agent通過內因驅動，在各種客觀的外部環境下進行運動，並表現出與 現實的社會經濟運動相同的經濟運動規律。一個成功的ACE模型的建立必須解決如下幾個問題：1、選擇一種科學的建模理論，使得所有的異質Agent的行為有一個統一的價值計量標準，並藉此衡量異質Agent的行為效果的優劣，保證絕大多數Agent的行為被客觀存在的統一的經濟規律支配；2、制定一個系統的行為規則體系，使得模型構造的Agent的行為規則逼近模擬的對象；3、賦予Agent群體一個合理的社會組織結構，使得每一個獨立的Agent的行為規範在一定的經濟制度下活動；4、解決數據採集的有效性；5、選擇低成本和有效的使用方式，保證模型應用產生的經濟效益 能夠支持模型的完善和發展。總之，建立一個與現實逼近的，具有實用性的ACE模型是這一種理論研究方法的根本目標。此次，我們邀請在ACE建模理論領域頗有建樹的學者，吳傑教授進行三場學術演講。

吳傑教授 多年以來一直主持一個具有獨創性的ACE-CE模型的研發。ACE-CE模型是一個具有初步實用性的電腦仿真模型，有一個國家政府和42行業，可以運行13萬個Agent，仿真一個國家經濟運行過程與現實逼近，其主要經濟指標與現 實統計數據的誤差率在5%以內。該模型於2006年建成，並在中國政府部門進行了三次實際應用。在2009年-2010年進行的《國際金融危機背景下中國政府四萬億財政投資效益分 析》的課題研究完成後，由中國工程院王禮恒院士、中國科學院陳定昌院士、中國社科院學部委員汪同三、國防科技大學一級教授黃柯棣、北 京仿真中心主任（原）蔣酂平研究員、航太710研究所副所長（原）於景元研究員、廣東省社會科學院院長王君教授、中山大學李江帆教授組成的評審委員會的 評審意見：“本課題……運用了宏觀和微觀相結合的系統分析方法，初步構建了經濟社會的數學模型和電腦仿真模型（SED模型[1]），是科學合理的。……採用微觀、中觀、宏觀一體化建模具有 創新性。模型基本構成了研究經濟社會複雜巨系統的仿真平臺，其難度高、工作量大，已具有初步的實用性。對國際金融危機以來我國採取的 宏觀調控政策的效果進行了模擬分析，模擬結果基本符合實際情況，在此基礎上提出的政策建議是有意義的，表明使用SED模型進行重大的經濟社會問題研究是可行的。其研究工作對於分 析經濟社會重大問題、為國家的宏觀科學決策提供支持是非常必要的。作為跨學科、跨領域的交叉科學研究成果，其總體水準達到了國內領 先、國際先進水準，在某些指標上處於國際領先水準。”

演講摘要 Abstracts

講座I: ACE模型的社會財富價值計算和穩定性調控機制

這個講座 將討論如何建立ACE模型的穩定性調控機制的問題：一個由成千上萬個異質Agent構成的模型，當它在差異的Agent的內因驅動下，進行個體的追逐利潤的行為作用下，必然會產生 一種千變萬化的社會經濟運動過程。因此，採用電腦技術進行這種極其複雜的社會經濟系統的仿真，必須首先解決模型運行的收斂性問題。否 則模型就無法仿真各種複雜經濟的運動過程和一般經濟運動的規律。當前，在各種主流的ACE模型中，構造市場供求模型的基本方法是通過數據建模的方式進 行的。這種方法通常遇到的困難是無法解決模型的通用性問題，即任意一個在某些特定場合有效的模型，都無法適用於大多數其他常見的環 境。但是，基於古典經濟學的價值計算公式具有通用性，可以在一般的市場環境中發揮市場供求平衡關係的調節作用。在ACE模型中，典型的市場供求平衡關係有兩種表現形式，即第一穩定 性形式和李雅普諾夫第二穩定性形式。在第一穩定性下的市場供求關係的可調控方式是一個一般均衡的穩定模式，即市場供求平衡點將趨向於 一個穩定的常量；在第二穩定性下的市場供求平衡點則是一個有規律地發生漂移的數值，即它是相應的高效用等級（檔次）下的產品的市場供 求平衡點。在以上所述的市場雙穩態的可調控系統下，社會的財富生產系統是一個穩態可控和持續發展的經濟系統。

講座 II:  ACE模型中的Agent的行為規則的制定和管理

這個講座 將討論如何建立ACE模型中的異質Agent的行為規則和對其進行管理的問題。在ACE模型中通常有許多不同形式和特徵的異質Agent，如何建立這些各種不同的Agent的行為規則，關係到我們構建的ACE模型是否與現實逼近，是否具有實用性的問題。在現實的社會經 濟系統中，通常有各種不同的行業分工，並形成各種不同行業的Agent類型，包括原材料生產、生活資料生產、生產資料生產、商業、銀行、證券公司、政府管理部門等不同的經濟行 業和社會公共部門，這些行業和部門中的Agent的行為各有不同的行業規則。同時，即使是同一行業的不同Agent也可能有不同的行為規則。制定合理、逼近現實的異質Agent的行為規則需要有一定的科學原則和有效方法。本講座將對此進 行具體說明。

講座 III:  ACE模型的政府宏觀管理結構和基本調控方式

這個講座將討論建立在古典經濟學基礎上的ACE模型中的政府是如何進 行宏觀經濟管理的方式。在ACE-CE模型中，社會經濟總系統由微觀經濟子系統和宏觀經濟子系統構 成。微觀經濟子系統是社會經濟總系統的基礎，它由實體經濟和金融經濟組成；宏觀經濟子系統是社會經濟總系統的上層建築，它通過對微觀 經濟子系統的管理，保障微觀經濟系統的正常和穩態的發展運行。在ACE-CE模型中，宏觀經濟系統 對微觀經濟系統的管理通過三種基本方式實現：1、穩定的制度構造的管理方式；2、個人參與和隨動調控 的開環控制方式；3、動態規劃和自動調控的閉環控制方式。以上三種政府宏觀經濟管理方式各有不同的功能，是ACE模型實現科學的宏觀經 濟管理的基本手段。

主辦單位 Sponsor

人工智慧經濟學研究中心(AI-ECON Research Center)

國立政治大學經濟系(Economics Department, National Chengchi University)