微观模拟模型与宏观经济分析

作者：张世伟邓创

东北亚论坛 2003年09期

　　中图分类号：F016　文献标识码：A　文章编号：1003-7411(2003)03-0091-(05)

　　微观经济是宏观经济的基础，宏观经济制约和影响微观经济。目前，宏观经济分析最常用的工具是宏观经济计量模型和可计算一般均衡模型。这些宏观经济模型一般采用累积数据来描述其特征量，采用与特征量有解析关系的方程组来描述多个特征量之间的关系，并通过求解方程组派生出经济分析的结果。由于现实经济的复杂性和计算能力的有限性，经济学者在建立—个宏观经济模型时，必须进行许多简化处理。传统方法是：或者采用总量分析模式，完全忽略微观个体的行为分析；或者采用典型个体分析模式，完全忽略个体同的差异性。无论那种分析模式，都会导致宏观经济分析缺少坚实的微观基础。

　　为了使得宏观经济分析具有坚实的微观基础，美国学者0rcutt于1957年提出一种新的宏观经济模型——微观模拟模型，它能够实现微观—宏观的自然联接。40年来，随着微观模拟模型的建模技术不断发展和完善以及政府统计部门微观数据资源的日益丰富，微观模拟模型得到日益广泛的应用，目前已成为西方国家分析和制定经济政策的有效工具。本文将首先论述宏观经济模拟模型，其次论述微观模拟模型及其在宏观经济分析中的应用，最后论述微观模拟模型的优势与有待解决的问题。

　　一、宏观经济模拟模型

　　模型是对现实的描述和模拟。然而长期以来，精细的社会现象模型是比较少见的。近年来，计算技术的发展才使得社会系统的计算模型变得可能了。这种模型被设计成计算机程序，模拟出现实社会中存在的各种过程。模拟意味着驱动一个系统的模型，由合适的输入观察相应的输出。研究模拟的最初动力是对传统理论假设的“过分简化”的不满意。模拟的目的是为了更好地分析和预测感兴趣的现象，或开发人类能力的替代物。

　　归纳和演绎是传统科学研究的两种标准方法论。归纳是在经验数据中发现模式，是一个从具体到一般的过程。演绎是由给定的假设（或公理）出发，应用精确推理方法，推导出具体结论（或证明定理）的过程。计量经济学属于归纳方法，而数理经济学属于演绎方法。模拟是第3种研究方法论，与演绎一样，模拟开始于精细的假设。但与演绎的不同之处在于，模拟产生能够被归纳分析的数据，而不是直接证明定理。与归纳不同，模拟数据产生于具体的规则，而不是现实世界的直接度量。在复杂的系统中，局部主体相互作用的形式即使很简单，相互作用的所有效应也是很难完全预测的。例如在新古典经济学模型中，依据信息有效性和优化性假设，理性主体通过无成本交易能够使系统的资源达到有效配置。但如果主体应用适应策略而非最优策略，则演绎出所有结论通常是不可能的，这时模拟是必须的。

　　经济学者一直希望存在一种工具来帮助他们探索假设经济政策的效应。这种工具能够起到类似自然科学领域中实验室的作用，将有用的反馈和相互作用融入模型，提供一种方法来理解政策效应是如何变化的。如果经济学者能够用现实经济模型探索政策的实验方法来预测政策的效应，则设计一个宏观经济政策就容易多了。但由于经济是一个复杂的人工系统，不能直接做可控实验，只能根据系统结构与功能的相互关系建立系统模型进行模拟。经济动力学属于传统的模拟方法，它以复杂的经济系统为研究对象，依据系统动力学的基本原理，从经济系统的整体出发，研究系统内各个子系统之间的因果关系和信息反馈环的动态行为特征。建立各个经济要素及其相互作用的模拟模型（构造方程式），实施不同的政策调控（参数调节），应用计算机模拟出系统的宏观经济行为，寻求解决问题的途径。经济动力学模型可以有效地模拟经济系统在内部反馈机制作用下的长期发展趋势，突破了经济计量学方法依赖样本、适于短期发展研究的局限性。

　　应用计算机进行政策模拟常常会为经济学者提供较深层次的洞察。因为经济是一个复杂的系统，经济系统长期的发展趋势通常是未知的和不可预测的。借助计算机的帮助，人们才能够观察到经济系统长期发展过程的基本趋势。然而经济动力学方法仍然未能将宏观层次和微观层次有机地联系起来。当经济处于不断发展变化的环境，经济个体之间存在广泛的相互作用时，经济动力学方法将无能为力。经济学者希望研制一种相互作用（甚至是适应）模型，来更好地演示经济政策调整所带来的政策效应。微观模拟模型就是一类能够很好解决微观个体相互作用问题的模型。

　　二、微观模拟模型

　　为了构建宏观经济分析和微观经济分析的桥梁，美国学者Orcutt于1957年提出了微观模拟模型的概念。在此之前，宏观经济模型几乎不涉及经济政策对微观个体的影响，如经济政策对经济中不同微观个体的分配效应。微观模拟模型最初将注意力集中于微观个体的经济行为分析上，主要是为了调查社会政策变化对群体产生的影响。研制模型的典型方法是选择一系列微观个体的典型样本，测量经济政策对这些样本的影响。

　　微观模拟是指以家庭或企业等微观个体作为描述和处理的对象，应用计算机模拟现实经济系统的过程。微观模拟模型充分强调经济系统的复杂性，因而它比传统宏观经济模型更为一般。首先，它们包含由多个个体组成的群体，不再是应用一个典型个体代替一个群体。其次，每个微观个体具有丰富的内部认知结构。再次，以微观个体作为决策单位，模拟经济政策的实施和执行。最后，通过对微观个体进行累积和统计，得到经济政策的宏观效应。作为一种精细的模型，它为经济系统模拟和辅助经济决策的实质性改进提供了巨大的潜力。例如，研制基于家庭的微观模拟模型的基本思路是适时地在同一时间随机搜集几千个家庭样本数据，然后轮流模拟每个家庭在一年中的行为，进而得出家庭状态的变化，最后对样本进行统计分析。对于整个社会水平变化的预测是基于个体家庭行为的模拟。

　　微观模拟模型一般可以分为静态微观模拟模型和动态微观模拟模型两种。静态模型仅关注群体中不同个体在某一时刻的状态，而不考虑随时间而变的状态和行为。基于群体中的典型样本，模型探查经济政策变化的首轮效应。模型主要用于解决经济状态的复杂性，而非经济行为的复杂性。例如，在西方国家，家庭要根据其收入支付社会保险，社会保险总额依赖于个体的支付，收入税与社会的收入结构有关。税收政策的制定涉及到复杂的社会经济问题，并且政策效应通常是未知的。群体中存在大量异类的家庭，微观模拟模型检验经济政策对特定类型家庭的影响，并可能进而估计政策变化的宏观效应。

　　在许多情况下，待分析和预测的环境随时间而变，如群体的结构等。我们掌握的数据与待分析的环境存在不一致，需要将这些数据进行转换。把基础期的微观数据应用数学方法修改为目标期的数据，使新的微观数据能反映目标期的经济现实的过程称为“时化”(ageing)技术。时化技术分为静态时化和动态时化。静态时化是把数据从基础期一步时化到目标期，中间间隔的时间较长。通常采用重新加权和属性调整的方法。例如，为了预测3年以后的税收情况，我们必须根据群体结构的变化、通货膨胀和收入分布情况的变化，对基础期的数据进行调整，使之较好地反映3年以后的经济情况。动态模型采用动态时化技术，一步一步逐次通过状态模型时化到目标期，使微观个体的状态得到逐步更新。受经济政策的影响，微观个体状态的变化体现在每一次更新的数据样本上，可以不断地进行调整。由于微观个体状态的改变与经济政策和经济环境的变化是同步的，因而它更接近经济现实。但动态模型要求完整的时间序列数据和强大的计算技术支持，因而其应用受到限制。

　　微观模拟模型研制方法是根据对经济系统的微观个体进行抽样调查得到的数据组成数据文件；根据真实的个体经济行为建立模拟模型；应用算法模拟经济政策和微观个体状态变化导致不同微观个体状态的变化；通过对微观个体状态值的统计、分析和综合，可以洞察到经济政策对微观个体的影响，进而洞察到宏观经济变量的变化情况。微观模拟模型的研制过程包括经济系统分析，模拟系统设计，模拟系统的编程实现和调试，模拟结果的分析，提出政策建议。这与一般的经济信息系统的开发过程类似，只不过其中的每个环节都相对复杂一些。

　　三、微观模拟模型在宏观经济分析中的应用

　　尽管Orcutt在50年代就提出了微观模拟模型的基本思路，但由于受计算技术发展水平、微观层次数据资源及其模型自身复杂性的限制，在70年代中期以前它一直未能成为经济学者研究宏观经济的有效工具。70年代中期以后，随着计算技术的飞速发展和微观层次数据资源的日益丰富，微观模拟模型技术与应用才得到长足的进展。

　　1976年，美国学者Orcutt等率先研制了美国经济微观模拟模型，该模型对家庭部门进行了微观模拟：应用现实家庭样本，并将他们假设的行为模式应用于样本个体上；数据库中每个个体的特征用于确定模拟行为和模拟行为结果。该模型用于分析税收和收入转移项目的分配效应及其对财政收入的影响，它已被美国政府部门广泛地用于分析经济政策对家庭部门的第一轮影响。其后，美国学者又对该模型进行许多扩展，并应用于社会保险、房地产政策和税收改革等领域，但这些模型仍仅关注家庭部门。

　　企业的微观模拟模型最初是由Eliasson在研制瑞典经济模型中提出。模型的组成包括：1.一系列企业，每个企业的生产计划和投资理财模型；2.精细的市场模型，通过劳动力市场、产品市场和信贷市场将这些企业联系起来；3.企业的技术知识状态，它们与企业资本设备和宏观经济系统有关。模型包含了瑞典最重要的企业，对这些企业的模拟几乎复制了瑞典经济。所有企业的行为共同决定了经济系统的所有价格水平——产品价格、工资水平和利率。从宏观层次看，该模型与Leontief的10部门投入—产出模型很相似，不同之处在于每个部门都由多个企业组成。

　　除了企业的初始状态、经济结构的初始描述和企业在市场中的行为规则以外，模型根据一系列外生变量的设置运行。这些外生变量包括政府经济政策、外币价格、国外利率、新投资中的技术变化率和劳动力供给总量。模型与传统宏观经济模型的不同之处包括：经济系统是由大量微观个体（企业）组成；模型是过程模型，而非均衡模型；企业根据对市场上的价格和数量信号的理解，制定自己的生产决策；企业追求利润最大化的过程是长期的和渐进的；企业内部和企业之间的结构不是严格确定的；宏观经济总量是企业相互作用的结果。

　　模型数据库应用1976年底的数据定义了150个实际企业的状态，所有数据都与结构化的宏观数据库约束相一致。模型用于度量和预测某个外生变量的影响。实验结果表明：1.没有一个外生变量能控制经济的增长路径，经济增长是内生确定的；2.外生变量的设置要服从于内生变量，政策制定者必须调整外生变量以防止宏观经济行为的混乱。

　　类似于Eliasson模型，Tongeren在荷兰经济模型中引入企业的微观模拟模型，该模型模拟了荷兰的120个企业。模型用于宏观层次对微观层次（企业）的影响分析，以及微观层次对宏观层次的反馈分析。主要包括：1.销售预期变化的影响分析；2.行业层次结构变迁的分析；3.投资补贴政策影响分析。通过模型的模拟运行，可以评价政府的产业政策和企业政策。

　　美国学者Bennett和Bergmann研制了美国经济微观模拟交易模型（简称交易模型）。该模型的系统结构包括：家庭个体，就业和失业的工人700个；企业个体，农业、矿业、建筑业、汽车制造业、其它耐用品制造业、非耐用品制造业、资本密集型服务业、贸易业、其它服务业和房地产业；金融个体，金融中介和银行；政府个体，联邦政府、地方政府和货币当局；国外个体。由于除了家庭类个体以外，其它类个体均为典型个体（类似于投入—产出模型），因而模型可以被认为是“半微观”模拟模型。

　　交易模型采用比例因子法将美国经济缩微入交易模型中。美国经济数据已被用于建立模型的数据库，模型中的个体行为与现实经济个体行为类似，放松理性行为假设，强化行为的细节，每个个体的情景和实践被追踪并进入决策过程。个体的行为导致数据库中相关记录的特征值的改变。个体之间的交互作用采用“买方—卖方”的交易形式，货币与实物的交易行为被精确地集成入模拟经济中。模型操作依据个体的决策行为，决策行为基于其状态一轮改变一次。宏观经济总量，如总产出、价格水平、失业率等，均可通过微观层次的行为派生出来。模型每一轮运行都依赖于一特定的理由集合：在不同的政策和宏观经济环境中运行和规划未来。每一期提供给企业的变量包括资本存量初值、企业库存量和金融资产和负债等。提供给家庭的变量包括雇佣状态、资产、债务、消费水平和婚姻状态等。一旦初始状态给定后，模型按固定的事件发生次序运行模型。

　　交易模型主要用于研究工商企业的政策效应，但理论上可以用于探查任何政策的全部效应。该模型恰当地描述了：1.发行指数化债券的财政和货币效应；2.劳动时数变化的就业和劳动生产率效应。

　　20世纪70年代，经济学者主要关注大规模微观模拟模型的开发，如美国DYNASIM系列模型。80年代，德国、瑞典等国也陆续开发了适合本国国情的宏观经济微观模拟模型。由于宏观经济模型要求计算机具有很高的计算能力、大量的微观经济数据和大量的人力，限制了模型开发和利用的范围。因而，部分经济学者转向开发局部小型的微观模拟模型并得到应用。

　　除了以上这几个模型外，还有一些用于经济领域的其它微观模拟模型。例如，收入分配机制模拟分析，生产—定价—收入分配模拟分析，失业率—通货膨胀模拟分析，企业竞争—创新行为与经济增长关系模拟分析等等。

　　四、微观模拟模型的优势与有待解决的问题

　　和传统的宏观经济模型相比，微观模拟模型允许一个群体中包含多个个体，不同个体的状态和行为存在差异性。因而，微观模拟模型给经济系统的精确模拟提供了可能，进而为制定经济政策提供有力的支持。微观模拟模型的优势主要包括以下几个方面。首先，微观模拟模型的思想比较简单和易于理解。由于应用与微观个体相关的假设，经济主体的行为比较易于解释。与微观个体有关的经济政策可以给出明确的描述。模型具有集成微观个体行为模拟和经济政策行为模拟的能力。其次，微观模拟模型能够在一个较细的粒度上估计经济政策变化的效应。甚至当几个政策工具同时使用时，模型能够探查它们之间的相互作用以发现最终效应。因而，模型可以作为政策具体设计的辅助工具。最后，微观模拟模型能够较精确地估计政策变化的分配效应。经济学者可以按照期望的形式进行统计分析。模型不仅能够提供宏观层次的结果，而且能够提供政策对群体中不同个体影响的差异性。例如，模型不仅可以预测政策的改变如何影响总的国民收入和失业水平，而且可以预测收入和失业在不同特征家庭中的分布。

　　尽管微观模拟模型具有以上无可争辩的优势，但也存在一些亟待解决的建模技术问题，这些问题可能会影响模型的应用。首先，在一些微观模拟模型中许多个体的行为假设缺少坚实的理论和经验基础。微观个体行为假设的估计和描述是模型的核心，直接影响整个模型的质量。与传统宏观经济模型相比，微观模拟模型需要更多的行为假设和更多类型的微观经济数据。由于传统的完全理性假设不适合描述模型中的个体行为，微观模拟模型仍依靠不太充分的经验行为假设。进一步的研究应依赖于有限理性假设的不断完善和经验行为的不断发现。其次，大多数微观模拟模型描述行为变化的能力较弱。目前，大多数模型通常假设：如果行为为何变化和如何变化是未知的，则假设它是不变的。因而，如果一个政策涉及影响和改变行为的目标，得到的结果有时就是莫名其妙的。另外，在有些模型中，行为方程的参数一直是常数，进而与时间无关，这显然与经济现实不符。进一步的研究是行为应与时间和环境变化有关。第三，大多数微观模拟模型未能关注政策的高阶效应。大多数模型的开发仅限于分析政策的一阶效应，即关注微观层次的相互作用和宏观层次的相互作用。例如，Orcutt的模型仅关注税收政策对不同家庭收入的影响。进一步的研究应加强宏观层次和微观层次相互作用的动态模拟分析。第四，微观模拟模型的复杂性限制了它的开发和使用。一方面，模型需要大量的微观经济数据，对数据的质量有较高要求，而宏观经济数据（统计年鉴数据）通常不能直接使用，使得有效的数据获取存在一定难度。另一方面，模型涉及大量的数据计算和存储问题，目前的微型机尚不具备处理大型模型的能力。第五，尽管微观模拟模型的开发和应用已经有几十年的历史，但关于模型的使用情况的检验研究却一直被忽略。许多政府部门通常应用它们估计经济政策的首轮效应，对把它们应用到更复杂的经济问题上存在顾虑，这也限制了它们的广泛应用。最后，传统的微观模拟模型均未涉及到经济进化问题。90年代中期，经济学者应用人工适应主体技术开发了ASPEN等智能模型，但它们离实际应用尚有段距离。

　　总之，尽管微观模拟模型存在以上诸多有待解决的问题，但它无疑为经济学者提供了在复杂经济环境下研究经济理论和经济现实问题的新工具。

　　五、结束语

　　由于现实社会的复杂性，经济学不能直接做可控实验。现代计算技术的发展为经济学界提供了一个间接的实验途径——经济模拟实验。作为现实经济的一个“缩影”，模拟经济中的微观个体可以在很大的自由度和很细的粒度上被描述和处理，通过分析他们对宏观经济政策的反应，我们深入地研究宏观经济政策的作用机制，帮助政府部门科学地制定经济政策。作为我们研究复杂经济系统规律性的一个有力工具，微观模拟模型正在改变经济学研究的前沿。

　　传统的宏观经济模型通过对经济的历史数据的计量分析来派生出经济结果，是一个由上而下的分析过程。相反，微观模拟模型的分析模式则是由下而上，宏观经济总量由微观经济个体的状态累积产生。由于传统的凯恩斯宏观经济理论缺少微观基础而受到经济学界的责难，新凯恩斯经济学和新古典宏观经济学则均强调从微观层次入手去研究宏观经济问题。作为与这些新经济理论相适应的方法论，微观模拟模型的研究目前在西方经济学界倍受重视。

　　理论上，微观模拟模型不仅使得宏观经济分析具有坚实的微观基础成为可能，而且使得研究宏观经济政策的分配效应成为可能。尽管由于时间的关系，目前微观模拟模型尚达不到传统宏观经济模型的分析和预测精度。但是，许多经济学者坚信：在不久的将来，微观模拟模型将和宏观经济计量模型与可计算一般均衡模型一样，成为经济学者分析经济理论和宏观经济政策的—个有力工具。

　　收稿日期：2002-10-14

作者介绍：张世伟(1964-)，男，吉林长春人，吉林大学数量经济研究中心教授、经济学博士　吉林大学数量经济研究中心　吉林长春　130012 邓创(1979-)，男，湖南益阳人，吉林大学数量经济研究中心硕士研究生　吉林大学数量经济研究中心　吉林长春　130012