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(数量经济学专业论文)基于人工神经网络的中国货币需求建模与预测.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
摘要 在现代经济社会里,金融的调控和导向作用h 益突出。长期以来, 如何模拟经济运行来建立货币需求模型,是金融理论界的热门话题, 不少专家、学者都在不同的历史时期建立了独具匠心韵各种经济模 型,为“稳定货币,发展经济”出谋划策。随着我国经济向市场经济 迈进j 建立适合我国实际的货币需求模型已成为我国金融理论工作者 所面临的一项亟待解决的课题。从1 9 7 8 年改革开放以来,特别是在 1 9 8 4 年中国人民银行开始执行中央银行职能以后,我国金融体制发 生了重大变革。中央银行的宏观调控手段也从直接调控向间接调控转 变,并且中央银行货币政策的目标为“保持货币值的稳定,并以此促 进经济增长”。而货币需求模型由于经济变量的增多及随机因素的影 响变得更加复杂,因此,立足于中国的具体国情,加强对货币需求的 各种决定因素以及各因素作用于货币抗通量的理论与应用研究,就显 得十分迫切而有必要。 近年来,国内许多专家和学者关于货币需求理论和实证的学术论 文和专著不少,但在定量分析方面大多采用传统的计量经济模型。然 而我们知道,宏观经济系统是一个非常复杂的系统,其中广泛存在着 非线性、时变性和不确定作用关系。在计量经济学理论基础上建立的 各种宏观经济模型,大部分都是线性模型。线性模型在发挥巨大作用 的同时,也逐渐显露出它的缺陷,即很难把握宏观经济系统中的非线 性现象。尤其在目前我国正处于社会主义市场经济体制各方面有待改 革和完善阶段,一些因素在线性模型中很难反映出来,即使在有些情 况下能反映出来,解释力度也不够。在这种情况下,迫使人们寻求一 种非线性工具进行经济建模,人工神经网络的非线性高度逼近能力为 宏观经济分析提供了一条全新的途径。迅速发展的人工神经网络不仅 在模式识别、信号处理、自动控制等众多j i := 程领域得到了大量的研究 应用,而且以其在多变量非线性建模方面的突出能力在经济预测领域 也引起1 r 越来越多的研究兴趣和实践。虽然人工神经网络在经济预测 领域的研究和应用尚处于初级阶段,关于其实际预测能力还存在争 议,但已有不少证据表明,人工神经网络模型在非线性经济关系的确 立和非线性经济过程的预测方面相对于传统的计量经济和统计预测 模型及建模方法有独特的优越性。 基于此,本文以期在央行逐步加强货币政策运用的背景下,运用 人工神经网络方法,采用b p 算法,构造一个合理、可预测的货币需 求模型,并依据中国近十年来的经济数据,通过模型数值计算后预测 货币需求,在宏观经济管理的客观要求下与货币政策的实践紧密联 系,提出一定的政策建议。 本文共分为四章,各章的结构和基本内容如下: 第一章货币需求理论概述 货币需求理论是整个货币经济理论的重心,也是宏观经济理论的 重要组成部分,同时,也是中央银行实行宏观控制的依据,历来受到 各国政府和经济学家的重视。从古典的费雪交易方程式到流动性偏好 理论和现代货币数量论,都曾为政府经济决策提供理论依据。本章将 通过对货币需求理论的研究,结合对中国国情的分析,对中国的货币 需求进行探讨。 本章首先从货币需求的基本涵义出发,从理论上阐明货币需求的 概念、职能范畴以及研究目的;其次主要考察了货币需求量的度量问 题,详细阐述在供求均衡分析中货币供给与货币需求的动态调整过 程,并说明名义货币与实际货币的关系。最后对西方主流经济学派关 于货币需求问题的探讨进行历史回顾与简要评述,在此基础上,重点 探讨对中国的货币需求研究的启示,分析了货币需求表现及其影响因 素在中国的特点。 第二章货币需求实证研究文献综述和人工神经网络 货币需求仅仅进行理论分析是不完全的,因为理论分析不能解决 货币需求对各影响因素在数量上的反映,不能确定具体的货币需求函 数形式;也就得不鲥货币需求的度量,中央银行更无法基于它进行政 策操作。到目前为止,对于货币需求实证研究的文献可以说是浩如烟 海,对这一领域的工作做详尽的概述几乎是不可能的。在本章,笔 者首先通过文献介绍,简单阐述和比较货币需求实证研究中的三种传 统计量模型及文献介绍,第二节对写作中参考的经济金融领域中人工 神经网络运用的实证研究文献做一综述,着重介绍人工神经网络在金 融经济中的应用研究现状,第三节阐述人工神经网络( a n n ) 的原理 及特点,第四节重点讨论国内外运用人工神经网络研究货币需求的启 示。 第三章货币需求建模与预测 本章是全文的重点。在对我国货币需求研究的理论基础上,找出 9 0 年代经济转轨之后影响中国货币需求函数的最主要变量,构建了 中国货币需求理论模型。为了比较预测的效果和精度,本章先运用计 量模型对我国货币需求进行建模与预测,由于经济系统的复杂性及高 度非线性,笔者尝试将神经网络领域中的b p 人工神经网络运用到货 币需求预测问题的研究中,构造一个合理、可预测的货币需求模型。 本文的研究模型使用了三个三层b p 人工神经网络,共构造了两个网 络结构模型,在此基础上对中国的货币需求做了预测分析。 第四章结论与政策思考 本章对全文做了总结,即本文提供了一个将人工神经网络方法应 用于我国货币需求分析的实践。从中可以看出这种方法比传统的线性 计量模型方法更科学、更合理,更能指导货币政策决策实践。 总体来讲,本文的研究特色就在于将神经网络领域中的b p 人工 神经网络运用到货币需求预测问题的研究中,构造了一个合理、可预 测的货币需求模型。“合理”是指在经济理论的基础上;。建立货币需 求模型所应考虑的一些基础结构及关系,运用计量模型建立长期趋势 方程,从统计意义上剔除对货币需求不显著的变量,意在找出9 0 年 代经济转轨之后影响中国货币需求函数的最主要变量,再纳入神经网 络结构模型进行建模与预测。“可预测”是指笔者所构造的神经网络 结构模型在非线性经济过程的预测方面相对于传统的计量经济和统 计预测模型及建模方法有独特的优越性,预测精度较高,可以选择为 实际预测的模型。 而在模型变量与数据方面,很多文献中采用的数据年限一般是从 1 9 7 8 年到2 0 0 0 年,都是年度数据,较少建立我国近期的季度货币需 求函数,从而建立的模型对我国未来货币需求的预测,趋势效果明显, 但波动的变化反映不够,而运用短期数据建立模型更能反映短期波动 对货币需求变动的影响。此外,与我国其他学者实证研究相比,本文 在建立我国货币需求模型时,不仅考虑我国股市对货币需求的影响, 还考虑了近年来快速增长的外汇储备对货币需求的影响。 最后需要指出的是,神经网络的知识表达采用的是一种隐式表 达,它把知识( 即信息) 蕴含于网络的互连结构与连接权中。由于其 复杂的函数形式,神经网络模型的经济意义和统计意义都难以解释, 在统计预测模型建模中广泛采用的模型假设检验和参数置信区间等 尚不能适用于神经网络预测模型,这就可能产生对神经网络所确定的 非线性关系在什么意义下成立的疑问。但是我们认为,神经网络模型 主要是一种实用有效的手段,虽然它不能反映经济过程中非线性因素 的来源和有关的机理,但是从它不断反复地“学习过程”以及对经验 数据的拟合能力,可以看出所揭示的证据应该是对经济理论做出的合 理解释。从这个角度上讲,神经网络模型也是探索经济事实的一种先 进手段。本文就是在这方面对我国货币需求建模和预测进行了积极地 探索。同时,笔者也相信,随着研究和应用的不断深入,人工神经网 络在经济预测中的优势应用领域和有效应用方式将越来越清楚地被 研究者和应用者所认识。这些也是我们将来继续的研究方向。 基于人工神经网络在货币需求预测领域的研究和应用尚处于初 级阶段,这一类的文献、研究国内较少,这使得笔者掌握的资料有限, 加之笔者的学识水平有限,文中难免有疏漏,恳请各位老师和同学批 评指正。 关键字:货币需求人工神经网络非线性货币政策 a b s t r a c t i nt h em o d e ma n de c o n o m i cs o c i e t y ,t h ee f f e c t so fr e g u l a t i o na n d c o n t r o lb yf i n a n c ea r eo u t s t a n d i n gd a yb yd a y f o rl o n gt i m e ,h o wt o e m u l a t ee c o n o m yc i r c u l a t e st ob u i l du pt h em o n e t a r yd e m a n dm o d e l ,i s t h eh o ti s s u ei nt h ec i r c l eo ff i n a n c i a lt h e o r i e s l o t so fe x p e r t sa n d s c h o l a r sh a v eb u i l tu pv a r i o u se c o n o m i cm o d e l si nd i f f e r e n th i s t o r i c a l p e r i o d st o s t a b i l i z ec u r r e n c ya n dd e v e l o pe c o n o m y w 汕o u rc o u n t r y s e c o n o m ym o v i n gf o r w a r dm a r k e te c o n o m y ,t ob u i l du pt h e a c t u a l m o n e t a r yd e m a n dm o d e lo fo u rc o u n t r yh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tt o p i c f o rf i n a n c i a lt h e o r i e sw o r k e r so fo u rc o u n t r y s i n c et h er e f o r ma n d o p e n i n g - u pt ot h eo u t s i d ew o r l ds t a r t e di n1 9 7 8 ,e s p e c i a l l ya f t e rp e o p l e s b a n ko fc h i n as t a r t e dt op e r f o r ma st h ef u n c t i o no fn a t i o n a lc e n t r a l b a n ki n1 9 8 4 ,g r e a tc h a n g e sh a v et a k e np l a c ei nt h ef i n a n c i a ls y s t e mo f o u rc o u n t r y t h em a c r oa d j u s t m e n tm e a n so f t h en a t i o n a lc e n t r a lb a n ki s a l s of r o md i r e c t l yt oi n d i r e c t l y ,a n dt a r g e to fm o n e t a r yp o l i c yo f n a t i o n a l c e n t r a lb a n ki st o “k e 印t h es t a b i l i t yo f t h ec u r r e n c yv a l u e ,a n dp r o m o t e w i t he c o n o m yg r o w t h ”b u tt h em o n e t a r yd e m a n dm o d e lb e c o m e sm o r e c o m p l i c a t e dw i t ht h ei n c r e a s i n go fe c o n o m yv a r i a b l e sa n dt h ei n f l u e n c e o ft h er a n d o mf a c t o r s ,a n dt h e r e f o r e ,t os t r e n g t h e na p p l i c a t i o ns t u d i e so f t h em o n e t a r yd e m a n dh a v i n gaf o o t h o l di nt h ec o n c r e t es t a t eo f t h en a t i o n o fc h i n as e e m st ob ev e r yu r g e n ta n dn e c e s s a r y i nr e c e n ty e a r s ,l o t so fl o c a le x p e r t sa n ds c h o l a r sh a v ew r i t t e nm a n y e s s a y so ft h e o r i e sa n dd e m o n s t r a t i o na b o u tm o n e t a r yd e m a n d ,b u tm e y a d o p tm o s t l yt r a d i t i o n a le c o n o m e t r i cm o d e l si nt h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s h o w e v e ra sw ek n o w ,t h em a c r o e c o n o m i cs y s t e mi sav e r yc o m p l i c a t e d s y s t e m ,w i t he x i s t i n ge x t e n s i v e l yn o n l i n e a r i t y ,t i m e - v a r y i n gv o l a t i l i t ya n d t h ei n d e t e r m i n a t i o nf u n c t i o nr e l a t i o n s v a r i o u sk i n d so fm a c r o e c o n o m i c m o d e l st h a ts e tu po nt h eb a s i so fe c o n o m e t r i c st h e o r y ,i sm o s t l yl i n e a r m o d e l s t h el i n e a rm o d e lm a n i f e s t si t sd e f e c tg r a d u a l l yw h i l ep l a y i n ga g r e a tr o l e nc a l lh a r d l yh o l dn o n l i n e a r i t yo ft h em a c r o e c o n o m i cs y s t e m e s p e c i a l l ya tp r e s e n to u rc o u n t r yi s a tt h e s t a g e , o fs o c i a l i s tm a r k e t e c o n o m ys y s t e ma w a i t i n gr e f o r ma n dp e r f e c t i o n s o m ef a c t o r sa l ev e r y d i f f i c u l tt or e f l e c ti nt h el i n e a rm o d e l ,e v e nc a r lb er e f l e c t e du n d e rs o m e s i t u a t i o n s e x p l a i ne x t e n ti sn o te n o u g h h lt h i sc a s e , i tf o r c e sp e o p l et o s e e kak i n do fn o n - l i n e a rt o o la n dc a r r yo ne c o n o m i cm o d e l i n g ,t h e h i 曲l ya p p r o a c h i n gn o n l i n e a r i 岛,a b i l i t yo ft h ea r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k h a so f f e r e dab r a n d - n e ww a yf o rm a c r o e c o n o m i ca n a l y s i s 1 1 1 ea r t i f i c i a l n e u r a ln e t w o r kd e v e l o p e dr a p i d l yi st ob ea p p l i e dt on o to n l yn u m e r o u s p r o j e c t s f i e l d ss u c ha s p a t t e r n - r e c o g n i t i o n ,s i g n a l a n a l y s i s a n d a u t o m a t i c c o n t r o l ,b u ta l s ot h ef i e l do fe c o n o m i cf o r e c a s t i n gw i t hi t s o u t s t a n d i n ga b i l i t yi nn o n - l i n e a lm o d e l i n go fm a n yv a r i a b l e s t h o u g ht h e a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r kr e s e a r c h e di nt h ef i e l do fe c o n o m i cf o r e c a s t i n gi s s t i l la tp r i m a r ys t a g e ,a n di t sa c t u a l l yp r e d i c t e da b i l i t yi ss t i l lad i s p u t e b u ta sm a n ye v i d e n c e sh a v ea l r e a d yi n d i c a t e d ,a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k m o d e lr e l a t i v et ot r a d i t i o na n ds t a t i s t i c a lf o r e c a s tm o d e lh a su n i q u e s u p e r i o r i t yo ft h en o n - l i n e a re c o n o m i cr e l a t i o na n dp r e d i c t i o no ft h e n o n - l i n e a re c o n o m i cc o u r s e b e c a u s eo ft h i s ,u n d e rt h eb a c k g r o u n dt h a tc e n t r a lb a n ks t r e n g t h e n s t h em o n e t a r yp o l i c y ,t h i st e x tu s e dt h em e t h o de ft h ea r t i f i c i a tn e u r a l n e t w o r k ,a d o p t e db pa l g o r i t h m ,c o n s t r u c t e d ar a t i o n a l , m e a s u r a b l e m o n e t a r yd e m a n dm o d e l ,a n da c c o r d i n gt ot h ee c o n o m i cd a t ai nt h ep a s t t e ny e a r so fc h i n a , p r e d i c t e dm o n e t a r yd e m a n da f t e rc a l c u l a t i n gt h r o u g h t h en u m b e rv a l u eo f t h em o d e l ,g o ti nt o u c hw i t hp r a c t i c eo f t h em o n e t a r y p o l i c y c l o s e l yu n d e rt h eo b j e c t i v ed e m a n do fm a c r o e c o n o m i c m a n a g e m e n t ,p u tf o r w a r ds o m ep o l i c yr e c o m m e n d a t i o n s t m st e x ti sd i v i d e di n t of o u rc h a p t e r sa l t o g e t h e r , t h es t r u c t u r eo f r e v e r y c h a p t e ra n db a s i cc o n t e n ta r ea sf o l l o w s : c h a p t e ro n e 一一t h e o r ys u m m a r yo f t h em o n e t a r yd e m a n d n em o n e t a r yd e m a n dt h e o r yi st h ec e n t e ro ft h ew h o l em o n e t a r y e c o n o m i ct h e o r y , a n da ni m p o z - t a n tc o m p o n e n to ft h em a c r o e c o n o m i c t h e o r yt o o ,m e a n w h i l e ,i ti st h eb a s i so ft h a tt h em o n e t a r ya u t h o r i t i e s - i m p l e m e n tt h em a c r o c o n t r o lt o o ,a n dh a sb e e na l w a y sp a i da t t e n t i o nt o b yg o v e r n m e n ta n d e c o n o m i s to fv a r i o u sc o u n t r i e s f r o mc l a s s i c a l f i s h e r sw a d e e q u a t i o nt ot h em o b i l ep a r t i a l i t yt h e o r ya n dm o d e l t l m o n e t a r yq u a n t i t yt h e o r y , t h e yh a v eo f f e r e dt h et h e o r e t i c a lf o u a d a t i o nf m t h ef a c tt h a tg o v e r n m e n t se c o n o m ym a k e sp o l i c 3 ,t h ea u t h o rc o m b i n e s t h ea n a l y s i so r lc h i n a 。sa c t u a lc o n d i t i o n st oc a r r yo nt h ed i s c u s s i o no nt h e m o n e t a r yd e m a n do fc h i n at h r o u g ht h es t u d yo nm o n e t a r yd e m a n dt h e o r 3 , i nt h i sc h a p t e r t h i sc h a p t e rs e t so u tf r o mt h eb a s i cm e a n i n go ft h em o n e t a r y d e m a n da tf i r s t ,e x p o u n dc o n c e p t ,f u n c t i o nc a t e g o r ya n dr e s e a r c hp u r p o s e o ft h em o n e t a r yd e m a n dt h e o r e t i c a l l y ;s e c o n d l yi th a si n v e s t i g a t e dt h e q u e s t i o no fm e a s u r i n go fm o n e t a r yd e m a n dm a i n l y , h a se x p l a i n e dt h e d y n a m i ca d j u s t m e n tc o u r s eo fm o n e t a r ys u p p l ya n dm o n e t a r yd e m a n di n t h es u p p l ya n dd e m a n di sa n a l y s e dp r o p o r t i o n a l l yi nd e t a i la n ds t a t et h e r e l a t i o nb e t w e e nn a m ec u r r e n c ya n dr e a l c u r r e n c y f i n a l l yc a r r y0 n h i s t o r yt or e v i e wa n dc o m m e n tt ot h ed i s c u s s i o na b o u tt h em o n e t a r y d e m a n dq u e s t i o no fe c o n o m i cs c h o o lo ft h ew e s t e r nm a i n s t r e a mb r i e f l y , o nt h i sb a s i s , e n l i g h t e np r o b i n gi n t ot h em o n e t a r yd e m a n dt oc h i n aa n d s t u d y i n ge s p e c i a l l na n da n a l y s et h em o n e t a r yd e m a n dd i s p l a y i n ga n d c h a r a c t e r i s t i ci nc h i n ao fi n f l u e n c ef a c t o r c h a p t e rt w o - - t h e r e s e a r c hd o c u m e n ts u r v e yo ft h em o n e t a r y d e m a n da n da r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k 。i ti si n c o m p l e t et h a tt h em o n e t a r yd e m a n do n l yc a r r i e so nt h e o r y a n a l y s i s ,b e c a u s et h e o r ya n a l y s e sc a n tp o i n to u tm o n e t a r yd e m a n d s r e f l e c t i o nt oe v e r yi n f l u e n c ef a c t o r i nq u a n t i t a t n e ,c a n tc o n f i r mt h e c o n c r e t em o n e t a r yd e m a n df u n c t i o nf o r m ,a n dt h e m o n e t a r ya u t h o r i t i e s a r eu r l a b l et ou t i l i z ei tt oc a r r yo nt h ep o l i c yt oo p e r a t e u pt i l ln o w , s a yt o b ev o l u m i n o u st od o c u m e n t so f t h ep o s i t i v er e s e a r c ho fm o n e t a r yd e m a n d i ti sa l m o s ti m p o s s i b l ef o rw o r k e r si nt h i sf i e l dt od oa ne x h a u s t i v e s u m m a r y f i r s t l y , t h i sc h a p t e re x p l a i n s a n dc o m p a r e st h r e et r a d i t i o n a l e c o n o m e t r i cm o d e l so fm o n e t a r yd e m a n da n dd o c u m e n tr e c o m m e n d b r i e f l y t h e ni t i n t r o d u c e st h ep r i n c i p l ea n dc h a r a c t e r i s t i c so fa r t i f i c i a l n e u r a ln e t w o r k a n n ) e m p h a t i c a l l y f i n a l l yi tm a k e sa s u r v e y t o r e s e a r c hd o c u m e n tt h a ta r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r ku s e si nt h ee c o n o m ya n d f i n a n c ef i e l dt h a ti sc o n s u l t e di nt h ew r i f i r i g ,a n dd i s c u s se s p e c i a l l y s t u d y i n gs t a t eo ft h em o n e t a r yp r o b l e mw i t ht h ea r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ( a n n ) b yd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ls c h o l a r s c h a p t e rt h r e e - 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