（金融学专业论文）基于广义归神经网络的货币需求函数非线性建模应用.pdf

n o n l i n e a r m o d e l i n g a n d f o r e c a s t i n go fm o n e y d e m a n df u n c t i o nb a s e do ng e n e r a l i z e d r e g r e s s i o nn e u r a ln e t w o r k b yw a n gy u n z h u o s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rz e n g h u a n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 8 f蚋霄n朋 ， 中取得 撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢 二巴 恧。 学位论文作者签名： 日期： 丑压辱 炒绛z 日州 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年口- - 年r 7一年半口两年i 导师躲魄彳 签字日期：力由l 刁乒日 i 艺以1 荏羽 a同 名a 吖 签 撕 捌加 作 ： 文 期 沦 日 位 字 学 签 i 叶、 东北大学硕士学位论文摘要 基于广义回归神经网络的货币需求函数非线性建模与应用 摘要 货币供给量是我国中央银行货币政策中介目标，对货币供给量的调控将对货币政策 最终目标产生重大影响，而要把握货币供给量，则应从货币市场均衡角度出发，对当前 经济环境中的货币需求进行分析。所以确立一个稳定、合理和可预测的货币需求函数对 于货币当局实施有效的货币政策具有重要的意义。 由于宏观经济系统是一个非常复杂的系统，广泛存在着非线性、时变性和不确定作 用关系。尤其在当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，经 济变量的增多及随机因素的影响等使得货币需求函数变得更加复杂。在这种情况下，迫 使人们寻求一种非线性工具进行建模。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。但是传统的b p 神经网络由于本身存在收敛速度慢，人工 神经网络易陷入局部极小值的原因，使得其在应用方面具有一定的局限性。因此综合考 虑以上原因，需要搭建一种更适合的模型来建立货币需求函数。广义回归神经网络以其 良好的非线性映射能力和建模需要样本数量少的特性提供了有效的工具。 本文通过对广义回归神经网络与b p 神经网络训练过程的比较，给出了解决货币需 求函数人工神经网络非线性建模方法的选择。选取中国近十年的宏观经济变量季度数 据，对协整与误差校正模型界定并估计，建立了基于广义回归神经网络的货币需求函数 非线性模型。通过论文给出模型与货币需求函数m 1 、m 2 三次多项式误差校正模型预测 结果比较，证明了论文给出模型的有效性及抗干扰性。根据货币需求函数模型预测结果 与2 0 0 7 年的季度实际值比较，验证了模型的可行性。 关键词：货币需求函数；非线性协整；广义回归神经网络 i i 1l ， 东北大学硕士学位论文 a b st l a c t n o n l i n e a rm o d e l i n ga n d f o r e c a s t i n g o fm o n e y d e m a n df u n c t i o nb a s e do ng e n e r a l i z e d r e g r e s s i o nn e u r a ln e t w o r k a b s t r a c t m o n e ys u p p l yi st h ei n t e r m e d i a t et a r g e to fm o n e t a r yp o l i c y t h ea d j u s t m e n to fm o n e y s u p p l yw i l lh a v eg r e a te f f e c to nt h ef i n a lt a r g e to ft h em o n e t a r yp o l i c y f o rt a k i n gh o l do ft h e m o n e ys u p p l y , w en e e dt oa n a l y z em o n e y d e m a n df r o mt h ea n g l eo ft h eb a l a n c eo fm o n e y m a r k e t s o ，as t a b l e ，r e a s o n a b l ea n df o r e c a s t a b l em o n e yd e m a n df u n c t i o ni sv e r yi m p o r t a n t f o re f f e c t i v em o n e y p o l i c y 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 ds y s t e m w i t he x t e n s i v e l yn o n l i n e a r , t i m e v a r y i n ga 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 e s p e c i a l l ya tp r e s e n t ，o u rc o u n t r yi s a tt h es t a g eo fs o c i a l i s tm a r k e te 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 s a r ev e r yd 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 i lb er e f l e c t e du n d e rs o m es 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 i nt h i sc a s e ，i tf o r c e sp e o p l et os e e ka k i n do fn o n - l i n e a rt o o la n d c a r r yo ne c o n o m i cm o d e l i n g t h eh i g h l ya p p r o a c h i n gn o n l i n e a r i t ya b i l i t yo ft h ea r t i f i c i a l n e u r a ln e t w o r kh 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 g i v e nt h e t r a d i t i o n a lb pn e u r a ln e th a sp r o b l e m st h a tt h ec o n v e r g e n c es p e e di ss l o w l ya n dt h en e tm a y b e 仃a p p e di n t ol o c a lm i n i m u m ，i ti sl i m i t e di na p p l i c a t i o n s s ow e n e e da n o t h e ra r t i f i c i a ln e u r a l n e tt ob u i l tt h em o n e yd e m a n df u n c t i o n g e n e r a l i z e dr e g r e s s i o nn e u r a ln e t w o r ki sv e r y e f f e c t i v eb e c a u s eo ft h ea b i l i t yo fn o n l i n e a rm a p p i n ga n dt h ep r o p e r t yo ff e w e rs a m p l e sf o r m o d e l i n gt h a nb p n e t c o m p a r e d 谢t ht r a i n i n gp r o c e s so f t h eb pn e ta n dg r n n ，t h i st h e s i sg a v et h ec h o i c eo f t h en e u r a ln e ti ns o l v i n gn o n l i n e a rm o d e lo fm o n e yd e m a n d t h em a c r o e c o n o m i cq u a r t e r d a t a o fv a r i a b l e sd u r i n g19 9 6t o2 0 0 6w a sc h o u s e dt oe s t i m a t et h en o n l i n e a re r r o rc o r r e c t i o nm o d e l a n db u i l dt h en o n l i n e a rm o n e yd e m a n df u n c t i o nb a s e do ng r n n c o m p a r e d 、析t 1 1t h e f o r e c a s t e dr e s u l t so fc u b i cp o l y n o m i a le r r o rc o r r e c t i o nm o d e lf o rm1a n dm 2 ，t h eg r n n i i i 东北大学硕士学位论文 m o d e li se f f e c t i v ea n da n t i i n t e r f e r e n c e w eu s e dt h i sm o d e lo nt h ea p p l i c a t i o no ff o r e c a s t i n g t h em o n e yd e m a n do f2 0 0 7 a n di ti sp r o v e df e a s i b i l i t yc o m p a r e dw i t ht h er e a ld a t e s k e yw o r d s ：m o n e yd e m a n df u n c t i o n ；n o n l i n e a rc o i n t e g r a t i o n ；g e n e r a l i z e dr e g r e s s i o nn e u r a l n e t w o r k i v ，0 l 东北大学硕士学位论文目录 目录 声明i 中文摘要i i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 选题背景及意义1 1 2 国内外研究现状2 1 3 本文的研究方法5 1 4 本文的结构及主要内容6 1 5 本文的创新点j 一7 第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相关理论综述9 2 1 货币需求函数9 2 1 1 货币需求的概念9 2 1 2 货币需求理论的发展1 0 2 1 3 货币需求函数的计量模型1 4 2 2 协整与误差校正模型理论1 7 2 2 1 线性协整理论与误差校正模型17 2 2 2 非线性协整理论与误差校正模型2 0 2 3 人工神经网络理论2 3 2 3 1 人工神经网络原理2 3 2 3 2 人工神经网络建模过程2 6 2 3 3 人工神经网络在经济领域的应用2 7 第3 章货币需求函数非线性模型的估计与界定2 9 3 1 影响我国货币需求的因素分析2 9 3 1 1 因素的分析2 9 东北大学硕士学位论文 目录 3 1 2 变量数据的选取及处理3 2 3 2 广义回归神经网络用于货币需求函数非线性建模的可行性分析3 4 3 2 1 广义回归神经网络的结构与算法3 4 3 2 2 广义回归神经网络与b p 神经网络的对比3 6 3 3 货币需求函数的非线性协整检验3 8 3 3 1 向量时间序列的记忆性判断3 8 3 3 2 非线性协整函数的估计3 9 3 3 3 残差序列的检验3 9 3 4 三次多项式的非线性误差校正模型4 1 3 4 1 三次多项式非线性误差校正模型的估计4 1 3 4 2 三次多项式非线性误差校正模型的解释4 4 3 5 基于广义回归神经网络的货币需求函数4 5 3 5 1 广义回归神经网络模型的设计与结构4 5 3 5 2 基于广义回归神经网络的货币需求函数的建立4 7 第4 章非线性货币需求函数的应用：5 1 4 1i 己m l 非线性模型预测结果比较5 1 4 2r m 2 非线性模型预测结果比较5 3 4 3 两种非线性模型应用比较5 5 4 4 两种非线性货币需求函数的比较5 7 第5 章结论及展望5 8 5 1 论文工作总结5 8 5 2 展望。5 8 参考文献6 0 致谢6 3 附录6 4 h f 0 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 选题背景及意义 随着中国经济的持续高速发展，金融的调控和导向作用日益突出，中央银行的宏观 调控手段也从直接调控向间接调控转变。而货币政策的实施，必须有一个合理的中间目 标。近年来对有关货币政策中间目标的选择问题学术界进行了激烈的讨论。由于上世纪 七八十年代广泛兴起的金融创新削弱了货币供应量作为中介目标的可测性、相关性和可 控性，西方国家在9 0 年代纷纷放弃货币供应量而采用利率作为中介目标。我国也有部 分学者对货币供应量作为货币政策中间目标的合理性产生了质疑。但考虑到我国货币政 策的运行环境：银行体系是我国货币政策传导的主要载体，货币供应量较为准确的衡量 了整个社会的信用规模；货币性资产的概念相对清晰，替代性资产少；利率市场化进程 虽然取得一定进展，但距离完全市场化尚存在巨大差距，利率仍然难以成为货币政策中 介目标；中央银行独立程度相对较低等因素，货币供应量作为中介目标仍然具有优势。 我国现阶段仍采用货币供应量作为货币政策的中介目标，而联系这个中介目标和最终目 标的纽带就是货币需求。因为中央银行在掌握合理、可预测的货币需求函数后就可以有 效调节货币投放总量，通过对总产出、利率水平以及物价水平等宏观经济变量产生影响， 有效的实现货币政策目标。所以确立一个稳定、合理和可预测的货币需求函数对于货币 当局实施有效的货币政策具有重要意义。 货币需求主要探讨货币需求动机和国民经济各因素变动对货币需求量的决定，研究 货币数量变动后经济部门的各种调整适应活动对国民经济运行可能产生的实际影响，从 而找出规律性，指导和评价货币政策的规定与操作。经过三十年的改革实践，我国的经 济和管理模式都发生了巨大的变化，随着金融市场的发展和金融工具的不断创新，金融 机构与体质也逐步完善。在这种背景下，影响货币需求的因素也处于不断地发展和变化 中。长期以来，不同学者在不同理论指导下，对于货币需求函数中自变量的选择存在不 同见解，本文将在学术界普遍接受的变量的基础上，综合考虑中国改革开放三十年来国 内外实际情况，深入探讨影响货币需求的诸因素。 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在定量分析方面 采用的传统的计量经济模型大多是线性模型。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。宏观经济系统是一个非常 一1 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 复杂的系统，广泛存在着非线性、时变性和不确定作用关系。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，经济变量的增多及随机因素的影响等 使得货币需求函数变得更加复杂。在这种情况下，迫使人们寻求一种非线性工具进行建 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。近阶 段，不少学者不断尝试将b p 神经网络作为一种新的预测手段应用于经济领域。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，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。但是传统的b p 神经网络由于本身 存在收敛速度慢，人工神经网络易陷入局部极小值的原因，使得其在应用方面具有一定 的局限性。 本文拟搭建一种更适合的广义回归神经网络以建立货币需求函数模型，解决货币需 求函数非线性问题。通过对广义回归神经网络与b p 神经网络训练过程的比较作为切入 点，给出解决货币需求函数非线性模型的神经网络方法的选择。选取中国近十年的宏观 经济变量季度数据，对协整关系界定与估计，建立基于广义回归神经网络的货币需求函 数非线性模型。通过论文给出模型与货币需求函数m 、m 2 三次多项式误差校正模型预 测结果比较，证明论文给出模型的有效性、简洁性及抗干扰性。根据货币需求函数模型 预测结果与2 0 0 7 年季度实际值比较，验证模型的可行性。达到货币需求函数预测效果 更佳的目的。 1 2 国内外研究现状 6 0 年代以来的西方学者从实证角度对货币与宏观经济运行问题进行了分析。 f r i e d m a n & s c h w a r t z ( 1 9 6 3 ) 通过对美国近百年的数据( 1 8 6 7 1 9 6 0 ) 资料为基础，得出的货 币增长率变化引起实际经济活动变化的系统性证据，支持了货币导致产出波动这种因果 关系的解释【1 1 。s i m s ( 1 9 7 2 ) 弓1 入g r a n g e r 因果检验法来检验货币供给和经济增长的因果 关系，以名义g n p 和货币供给建立双变量模型，发现货币供给的变化是名义g n p 变化 的显著原因，货币的历史行为有助于预测未来的国民生产总值【2 】。m c c a n d l e s 与 w e b e r ( 1 9 9 5 ) 考察了不同货币统计口径下，来自1 1 0 个国家、跨越3 0 年的样本数据资料， 通过计算众多国家在一个较长期间内的平均通货膨胀率、平均产出增长率以及不同口径 下的货币增长率，得出了两条结论：第一、货币供给增长率与通货膨胀率之间的相关系 - 2 、 l 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 数几乎是唯一确定的，数值在0 9 2 o 9 6 之间波动，取决于货币供给口径的不同，但这 种高度相关性并没有表明任何因果关系；第二、不论是货币增长率还是通货膨胀率，他 们与实际产出增长率之间都没相关关系，即前者与后者之间没有任何固定的规律可循。 具有较大的不确定性 3 1 。b r a n d t & z h u ( 2 0 0 0 ) 通过对经济增长波动性与通货膨胀的循环影 响关系，发现中国的通货膨胀率在改革之后部分的反映了货币政策 4 1 。 我国货币需求理论研究的轨迹是从马克思的货币必要量理论逐步向西方货币需求 理论靠拢。我国学术界对于货币需求函数的研究在1 9 9 6 之前大都停留在介绍西方的货 币需求理论的层面上，对我国的货币需求函数研究的颇少；1 9 9 6 年之后，我国学者在充 分借鉴外国的货币需求理论的基础上，结合我国经济发展的实际，通过理论研究和计量 分析相结合的方法对我国货币需求函数进行了大量的实践研究，提出了许多新的观点和 研究方法。 喻肠( 1 9 9 7 ) 通过对1 9 7 8 至1 9 8 7 、1 9 8 8 至1 9 9 4 两个阶段的货币需求函数进行邹氏检 验，得出我国货币需求函数不稳定，主要原因来自于我国个人需求函数的不稳定【5 1 。董 承章( 1 9 9 9 ) 通过对货币需求的微观和宏观需求研究得出，微观方面个人货币需求主要影 响因素是收入和利率，企业需求的主要影响因素是国内生产总值和预期通货膨胀率；宏 观方面m 0 与消费品零售总额正相关，与预期通货膨胀率负相关，与利率关系不显著； m 1 ，m 2 与国内生产总值正相关，与预期通货膨胀率负相关 6 1 。谢富胜( 2 0 0 0 ) 研究表明我 国股票市场的涨落已开始影响我国的货币需求，尽管弹性值很低，但是从股票市值的规 模来看，其影响并不是很小。随着我国资本市场的发展，其弹性值会逐步上身【7 1 。曾令 华( 2 0 0 0 ) 用回归分析法研究1 9 8 7 1 9 9 9 年间m ，m ，的增长与名义经济增长之间的关系， 通过分析名义经济增长及实际经济增长与货币供应量的相关性得出货币短期对经济有 影响且货币政策在低于充分就业的经济水平时是有效的【8 】。石建民( 2 0 0 1 ) 通过实证得出 我国股票市场与货币需求量正向相关，但股票市场交易与货币需求之间的系数还不大， 我国股票市场己经对货币总需求函数具有影响，而且这种影响表现为正相关，说明在股 票市场对货币需求产生的则富效应、资产组合效应、交易效应、替代效应等不同方向的 作用力中，增加货币需求力量( 财富效应、交易效应等) 超过降低货币需求力量( 替代效 应) ，从而使股票市场与货币总需求之间呈正相关关系【9 】。汪红驹( 2 0 0 2 ) 应用误差修正模 型估计中国1 9 7 9 至2 0 0 0 年间的货币需求函数，结果说明m 1 实际余额与实际g d p 和 一年期存款利率存在同积关系，m 2 与实际g d p 和一年期存款利率以及通货膨胀率存在 3 - 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 同积关系，这表明实际货币余额与实际g d p 和利率或通货膨胀率之间存在长期稳定关 系，但是m 和m 2 货币需求的误差修正模型并不稳定，这给短期货币需求的预测增加 了困难【1 0 1 。易行健( 2 0 0 4 ) 采用j o h a n s e n 协整方法检验了一个包含股票市场交易额变量的 标准货币需求函数和货币流动性函数，实证结果表明我国股票市场的发展与扩张减少了 对狭义和广义货币的需求，体现了极强的资产替代效应【1 1 1 。蒋瑛琨等( 2 0 0 5 ) 利用协整理 论和误差修正模型估计了两个阶段( 1 9 7 8 至1 9 9 3 和1 9 9 4 至2 0 0 4 ) ) 的中国静态和动态货 币需求函数。实证结果表明，m 、m 2 与收入、利率、价格预期、货币化程度变量之 间存在长期稳定的协整关系。货币化程度的引入有助于建立更为精确合理的货币需求函 数。第一阶段m 和m 2 的短期动态方程比较稳定，而第二阶段稳定性较差【1 2 1 。段炜 ( 2 0 0 6 ) 认为金融产品创新是货币需求量减少和货币结构发生变化，并使货币需求函数的 稳定性降低【1 3 】。黎欢等( 2 0 0 7 ) 采用1 9 9 6 年第一季度到2 0 0 7 年第一季度宏观经济变量数 据，根据协整理论和非因果关系检验方法对中国的货币需求函数进行了实证分析j 结果 表明无论狭义或广义的实际货币余额需求与实际国民收入、利率、货币化进程之间均存 在线性协整关系，同业拆借利率对广义、狭义货币需求均存在显著影响【1 4 1 。 以上对货币需求函数的研究均建立在线性模型基础上，国内对货币需求的研究大多 数仍依靠线性模型。相对而言对于非线性模型的研究起步较晚，近年来国内也有少部分 学者进行了货币需求函数非线性建模的尝试。 h e n d r y 和e s c r i b a n o 使用三次函数形式误差校正模型来分析英国货币需求，得到了 非常好的拟合效果和预测效果【1 5 1 。刘斌、邓述慧等( 1 9 9 9 ) 是我国较早对货币需求的非线 性建模进行研究的学者。在其著作货币供求的分析方法与实证研究中，以实际g d p 、 零售物价的定基比指数尸，三年期定期存款利率为变量，选取从1 9 8 0 年的第一季度到 1 9 9 4 年的第四季度数据为样本，分别建立四个模型进行比较分析，l i l j ( 1 ) 线性协整与误 差修正模型；( 2 ) 非线性协整；( 3 ) 误差修正模型的多项式形式；( 4 ) 纯粹的人工神经网络 模型。结果表明，非线性模型( 2 ) ，( 3 ) ，( 4 ) 的预测结果在三个误差指标均比线性模型( 1 ) 的预测结果要小，从预测角度证实了非线性模型的优越性【1 6 】。杨雪( 2 0 0 5 ) 选择g d p 、价 格指数尸、一年期定期利率、预期通胀率、股票市值、国家外汇储备总额作为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，选取1 9 9 4 2 0 0 4 年经济数据构建了 基于b p 人工神经网络的中国货币需求理论模型，并在此基础上对中国的货币需求做了 预测分析，通过与误差校正模型进行比较发现，无论是预测狭义货币需求还是广义货币 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 需求，神经网络结构模型的预测精度是比较高的。这为我国货币需求的研究拓展了更宽 的思路【1 6 】。曾华以进化的全局粒子群优化算法调整和优化小波神经网络结构，建立了基 于b p 神经网络和小波神经网络二级组合网络结构的非线性误差校正模型，解决货币需 求函数形式中解释变量和参数非线性问题。通过对中国近2 5 年来的货币需求函数的估 计与预测，验证了模型的有效性和实用性。通过对其它方法建立的模型、给出模型预测 与实际值比较，证明给出模型具有较高的预测精度1 引。 1 3 本文的研究方法 本文将采用计量经济学和广义回归神经网络方法对货币需求函数非线性建模进行 研究。 ( 1 ) 计量经济学的研究方法 经济计量学是以经济理论和事实为依据在定性分析的基础上，用数学模型方法定量 描述具有随机性特征的经济变量数量关系和经济活动规律的应用经济学学科，即用数学 模型方法对经济问题进行探讨、分析和预测。协整和误差校正模型一直在货币需求函数 建模中占有十分重要的位置。作为一种线性模型最大优点是它的解释性、直观性和简便 性。但在非线性系统中，一些非线性因素就很难在线性模型中表现出来，而且模型线性 化将引起较大的误差。尽管如此，线性协整与误差校正模型对本文建立非线性的货币需 求函数仍有重要意义。 ( 2 ) 人工神经网络是在现代神经学研究成果的基础上发展起来的一种模仿人脑信息 处理机制的网络系统，它是由大量简单的人工神经元广泛连接而成的。神经网络反映了 人脑功能的若干特性，它既是高度非线性的超大规模连续的动力系统，又是自适应组织 系统，它可以完成学习、记忆、识别和推理等功能，其主要特征是连续时间非线性动力 系统网络的全局作用，具有大规模并行分布处理和联想学习能力，网络的学习和识别决 定于各种神经元件连接权系数的动态演化过程。从人工神经网络的角度建立货币需求函 数将成为非线性建模的重要研究方向之一。 ( 3 ) 研究方法比较 在用经济计量方法探讨变量之间的数量关系时，首先要对所研究的经济问题，构造 出它的数学模型。经济计量模型是反映一定经济理论结构，揭示各项主要经济因素的内 在联系，从数量上说明某项或某些因素的变化对另一些因素的影响程度的数学方程。进 5 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 行建模预测时候存在一些问题，一是模型的数学函数形式有时很难描述，二是模型中参 数的正负符号和大小做出的估计未必符合模型需要，三是对参数的理论期望值估计未必 准确等等。人工神经网络模型，是一种近乎“黑箱”的操作，只需要利用历史数据训练网 络，具体变量之间的函数表达关系不需要知道。 1 4 本文的结构及主要内容 第一部分为绪论。首先分析了本文的研究背景及意义，其次介绍了本文的研究方法， 对国内外的研究现状做以综合性论述，最后指出了本文的研究方法、结构安排和创新之 处。 第二部分为相关理论综述。首先是对货币需求函数理论的综述。在介绍了货币需求 函数概念的基础上，论述了货币需求理论的发展和货币需求函数的计量模型。其次介绍 了线性和非线性协整和误差校正模型理论和广义回归神经理论，为本文的实证研究提供 了理论依据。 第三部分是本文的核心，搭建了两个不同的非线性货币需求函数。首先对我国1 9 9 6 年至2 0 0 6 年的货币需求量m 1 、m ，分别与国内生产总值g d p 、消费物价指数c p i 、全 国银行间同业拆借利率，和金融创新变量脚，之间，运用广义回归神经网络进行非线性 协整检验。在存在非线性协整关系的基础上建立了三次多项式非线性误差校正模型和广 义回归神经网络的非线性模型。 第四部分为模型应用的比较。通过对2 0 0 7 年四个季度的货币需求量的预测结果的 比较，得出基于广义回归神经网络的非线性模型具有更好的预测效果的结论，从而证明 该模型的有效性和实用性。 第五部分为总结和展望。在对本文结论总结的基础上，提出了本文今后的拓展方向 及展望。 本文的结构框架图见图1 1 - 6 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 5 本文的创新点 图1 1 论文框架结构图 f i g 1 1f r a m e w o r ko ft h e s i s 从国内外研究现状可以看出，货币需求的研究手段一般是集中在反应线性均衡关系 的线性协整与误差校正模型，而对非线性均衡的研究很少。本文针对货币需求函数研究 不足，进行以下的创新选择： ( 1 ) 针对线性协整理论研究非线性经济系统的不足，提出利用广义回归神经网络进 - 7 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 行非线性模型的研究，给出非线性建模方法，完善了非线性协整理论，并对我国货币需 求相关变量进行实证研究，证明存在非线性协整关系，利用广义回归神经网络所建立的 非线性模型与三次多项式非线性误差校正模型的预测相对比，结果证明广义回归神经网 络非线性模型有更好的预测效果。 ( 2 ) 对影响货币需求因素的选择上进行了创新。除选择国内生产总值g d p 、价格水 平c p i 这些在货币需求函数建模经常采用的变量外，用全国银行间同业拆借利率r 这一 我国市场化水平最高的利率作为货币的机会成本变量，反映出市场化利率对货币需求的 影响，并加入金融创新因素聊以反映9 0 年代中期以来金融改革对货币需求的影响。 ( 3 ) 在技术分析手段上采用计量经济学e v i e w s 统计软件和m a t l a b 软件中的神经 网络工具箱，拓宽了研究手段，使得研究过程更有效率，研究结果更为准确。 东北大学硕士学位论文第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相关理论综述 第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相 关理论综述 本章作为搭建非线性货币需求函数的预备知识。在以下的小节中将分别介绍货币需 求函数概念、线性及非线性协整与误差校正模型以及人工神经网络原理等相关基础理 论。 2 1 货币需求函数 2 1 1 货币需求的概念 货币需求是指市场经济行为主体在一定的资源约束下持有或结存的货币数额。由于 货币是一般财富的代表同时也是一般等价物，这就决定了人们对货币需求意愿的无限性 和货币需求能力的有限性是矛盾的。而正是由于这种矛盾的均衡和统一构成了货币需求 的存在。具体来说只有同时满足两个基本条件才能形成货币需求：一是有能力获得或持 有货币，二是必须愿意以货币形式保有其资产。货币需求也是一个存量的概念。它考察 的是在特定时点和空间范围内社会各部门在其拥有的全部资产中愿意以货币形式持有 的数量或份额它着眼于各经济主体利益，偏重需求主体的选择行为。 货币需求的研究主要体现在：( 1 ) 研究特定经济条件下的货币需求量是多少，用以事 前指导货币供给的计划决策；( 2 ) 研究货币数量的变动实际影响经济过程的方向和程度， 指导货币政策工具的选择和具体操作；( 3 ) 研究每一时点的货币需求量，与实际的货币存 量比较，以便识别经济过程的异常变动以及及时采取对策。 货币需求有宏观和微观两个方面的含义。从宏观角度来看，货币需求为一个国家或 地区在一定的经济发展水平上，需要多少货币才能使生产和流通正常运行。这是指从总 量层次上国民经济运行的货币需求总量。与之相对，微观货币需求是指作为国民经济运 行基本单位的经济主体的居民户、企业和政府机构等的货币需求行为。它是指当收入或 财富总量为一定的条件下货币持有量与其他资产持有量之间存在此消彼长的关系时，人 们需要持有的货币数量。从两者的关系看，微观经济主体的货币需求行为是宏观货币需 求的基础，宏观货币需求是各微观经济主体货币需求行为共同作用的结果。本文研究将 研究宏观层次的货币需求，利用货币需求目标变量和作用变量的函数关系来探讨货币需 一9 东北大学硕士学位论文第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相关理论综述 求的变动规律，并预测货币需求量。 从纯理论角度看，货币均衡是指货币的供给与需求相等。但现实经济生活是错综复 杂的，它是一种受各因素影响的相对发展的势态。货币供应或需求的变动不是孤立的， 它们在任何时候都是相互制约和相互影响的，不应该简单理解为测算出货币需求量，由 中央银行控制货币供给使之与货币需求均衡。当货币需求大于供给之际，经济系统内部 将产生一种普遍和强烈增加货币供给的压力，迫使中央银行增加货币供给。一方面是公 众社会压力和经济现状迫使货币当局增加供给量，另一方面是采取紧缩政策使经济增长 速度放慢，降低货币需求量，最终使货币供求在某一国民收入水平上均衡。当货币供给 大于货币需求之际，典型的现象就是通货膨胀。通胀可能产生两种现象：( 1 ) 生产潜力仍 可挖掘，上涨的物价可以刺激一部分产量增加，部分增加实际货币需求量；( 2 ) 超过一定 界限，通胀较为严重，各经济实体均已按高的通货膨胀率调整自己的生产经营，生产将 不再上升。政府同样会采取边实施边修改的政策。一方面，在此过程中货币需求( 包括 名义和实际上) 一定程度上升，另一方面是货币供给( 名义和实际上) 一定程度下降，最终 在某一国民收入和相对较低物价上均衡。 概括地说，一般情况下，货币供给的变动可以部分创造出对它的需求，货币需求的 变动可以部分地改变对它的供给，二者在变动方向上有一种趋同性的内部关系。联系二 者的主要经济要素是国民收入和价格水平以及在开放市场条件下的利率水平。 2 。1 2 货币需求理论的发展 货币需求理论主要以经济主体内在自发的愿望及其对货币行为的决定，来解释货币 需求的动机及变动，从而在微观的最深层次把货币同人们的经济行为联系起来。 2 1 2 1 传统货币数量论 。 传统货币数量论最早产生于1 7 世纪，当时并不是完整系统的论述，而是散见在许多 学者的论述中。其主要意思是货币本身没有内在价值，对经济并不发生实质性的影响，物 、 价水平的变动由货币数量的多少决定的。传统货币数量论在2 0 世纪3 0 年代发展到了顶 峰，并采取了数学的表达方式。其中影响最广的是费雪的现金交易数量说和马歇尔、庇 古为代表的剑桥学派的现金余额数量说 ( 1 ) 费雪的现金交易数量说 美国经济学家欧文费雪在其1 9 1 1 年出版的货币购买力一书中，对传统货币数 - 1 0 东北大学硕士学位论文第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相关理论综述 量论作了系统清晰的阐述【2 引。费雪十分注重货币的交易媒介功能，认为货币是用来交换 商品和劳务，以满足人们的欲望，货币最终都将用于购买。因此，在一定时期内，社会的货 币支出量与商品、劳务的交易量的货币总值一定相等。据此，费雪提出了著名的数量方 程式： m v = p t ( 2 1 ) 式中，m 代表货币数量：v 代表货币流通速度：尸代表物价水平：丁代表交易总量。 由此可看出，费雪强调的不是货币需求，而是货币的交易流通速度儿费雪分析， y 是由制度因素决定，而制度因素变化缓慢，因而它可视为常数。丁与产出水平保持一定 的比例，大体上也是相对稳定的。交易方程式虽然主要说明m 决定只但当把p 视为给定 的价格水平时，交易方程式也就成为货币需求的函数： m = i v p t ( 2 2 ) 这一公式表明，在给定的价格水平下，总交易量与所需要的名义货币量具有一定的 比例关系，这个比例就是j 以因而货币需求与交易量或国民收入由稳定的关系，这一 关系只在长期内随着制度结构等社会因素的变化围绕市场行为而作缓慢变动。 ( 2 ) 剑桥学派的现金余额数量说 以马歇尔和庇古为代表的剑桥学派从微观经济学中关于需求的一般理论出发，对货 币需求问题进行了研究。庇古认为，行为人持有货币可以随时满足行为人对于交易的需 求( 也就是交易动机) 。因此，货币需求可以根据行为人的效用最大化原则推导出来。由 于交易水平与收入水平之间具有稳定的比例关系，货币需求应当与收入水平正相关。此 外，剑桥学派认为，由于货币还具有价值储藏功能，因此，持有货币会有一定的机会成 本，这样，货币需求就应与利率水平负相关。剑桥学派认为，在短期内，如果其他情况不 发生变化( 特别是利率保持稳定) ，有如下的货币需求方程式： 童万= 豇尸】厂 ( 2 3 ) 式中，m d 代表货币需求量；k 是个常数；尸代表物价水平；】，代表总收入；尸y 代表 名义总收入。剑桥方程式表明，实际货币需求由实际收入水平决定，并且与实际水平同比 例变化。 剑桥学派的现金余额数量说比较费雪的现金交易数量说是货币需求理论的一大进 步。尽管两者理论方程式中k 与y 在数学上是倒数关系，但是，在经济意义上却有着因 果关系，是货币的停留时间决定货币的流通速度。在这个意义上，货币流通速度只是描述 东北大学硕士学位论文第2 章货币需求函数、协整分析和神经网络相关理论综述 了货币流通中的现象，而k 的研究才进入到决定这种现象的原因探讨，后来的凯恩斯、 弗里德曼的研究正是沿着这个方向作进一步的展开。剑桥学派的现金余额数量说因此比 费雪的现金交易数量说具有更新的承前启后的意义。 2 1 2 2 凯恩斯学派的货币需求理论 ( 1 ) 凯恩斯的流动性偏好理论 凯恩斯经济理论是在二十世纪z - - 十年代资本主义经济出现大萧条的背景下产生 的。在其1 9 3 6 年出版的就业、利息和货币通论 2 9 1 书中，对货币需求提出著名的 流动性偏好理论。 凯恩斯把行为人对于货币的需求称为流动性偏好，他认为形成流动性偏好是出于以 下三个动机：交易动机，预防动机和投机动机。这是凯恩斯作出同古典学派不同并运用 规范化的分析建立起的函数方程式，这也是他对货币需求理论的发展做出的重大贡献之 所在。投机动机的货币需求取决于三个因素，即当前市场利率、投机者正常利率水平的 目标值以及投机者对利率变化趋势的预期。其中第三个因素依赖于前两个因素，所以投 机动机的货币需求实际上取决于当前市场利率水平与投机者对正常利率目标的取值之 差。从总体分析，如果当前市场利率水平较低，那么预期利率上升的投机者就会越多， 从而以货币形式持有其财富的投机者也就越多，货币的投机性需求就越大，反之亦然。 所以，货币的投机性需求是当前利率水平的递减函数。综上，凯恩斯的货币需求函数如下： m = m 14 - m 2 = l i ( y ) 千髓似 ( 2 4 ) 式中m 代表交易动机和预防动机引起的货币需求，它是】，的函数；m 2 代表投机 动机的货币需求，是r 的函数；三是作为“流动性偏好”函数的代号，货币最具有流动性， 所以流动性偏好函数也就相当于货币需求函数。凯恩斯提出，当利率降低到某一低点后， 货币需求就会变得无限大。