（金融学专业论文）风险收益对应论的经验研究——一个基于计算经济学的分析.pdf

摘要 摘要 “天f 熙熙，旨为利来：天f 攘攘，皆为利往”。在令人眼花缭乱的证券市场l i 备疗才 智之士殚精竭智所要追求的不过就是如何在降低自身所承担的风险的同时尽量提高收益。在 马克维茨( 1 9 5 3 ) 开创性的论文提出之前，风险和收益的关系只是一个感性的指标。马克维 茨第一次提出利用收益率的期望度量收益而用它的方差度量风险从而为数量化风险和收 益的关系提供了一条可行的途径。 上世纪九十年代后期陈云贤博l ：从多年的投资银行研究和实践的过程中适时地提出了 “风险受益对应论”是投资银行的管理轴心的观点。有“博士军团”美誉的广发证券，组织 了专门的课题组，对“风险收益”关系进行了深入的理论研究并且已经取得了丰硕的 成果。本文从计算经济学这一前沿研究领域出发，应用人工智能技术分析了证券市场的风险 收益对应关系。 具体来说，本文的工作包括两大部分： 第一部分文献回顾和综述性工作。该部分包括三章内容：传统资产定价理论的分类和 文献回顾；基于人工智能的资产定价方法：基于a g e n t 的计算经济学的文献综述。 第二章是对现有资产定价理论的一个文献回顾。按照逻辑分析基础的不同，现有的资产 定价理论可以分为演绎型和归纳型两大类。其中演绎型资产定价理论按照两条发展线索又可 以分为演绎i 型和演绎i i 型两个亚类。而技术分析和基于人工智能的资产定价方法则是归属 于归纳型资产定价方法。本章回顾了各类资产定价方法发展历史，比较了它们之间的差异， 以及各自存在的一些不足之处。 第三章的内容是关于基于人工智能的资产定价理论的一个综述。最近几十年以来，计算 机技术得到了飞速发展。与之对应，将计算机科学领域的研究成果应用于金融经济学领域的 努力也直没有停止过。将人i 智能( a 1 ) 技术应用于资产定价方面也是这种努力之一。本 章主要介绍其中的两种：基于人工神经网络( n e u r a l n e t w o r k s ) 技术的定价方法和基于遗传算 法( g e n e t i ca l g o r i t h m ，g a ) 的定价方法。 第四章对基于a g e n t 的计算经济学( a g e n t - b a s e dc o m p u t a t i o n a le c o n o m i c s ) 的发展历史、 摘要 基本思想和研究现状进行了比较全面的概述和总结。基于a g e n t 的计算经济学是人工智能技术 与经济学研究方法相结台的一个前沿研究领域。目前尽管还存在着许多缺点和不足，但是 作为传统经济学研究方法的+ 种补充，基于a g e n t 的计算经济学为使用传统经济学、金融学研 究方法所无法解决的某些问题提供了。种新的研究思路。 第二部分，创新性1 = 作。该部分内容是应用基于a g e n t 的计算经济学的方法研究旧场的风 险和收益关系、制度设计的影响等多方面内容，其具体内容也包括三章。 第五章的内容是应用计算经济学研究方法的。个实例讨论涨、跌停板制度安排对于 股市稳定性影响。通过建立人工智能模拟的股票市场并进行大量的实验分析的基础上，我们 发现：当股市的规模较小时涨、跌停板的规定有利于股票市场的稳定，在一定程度上减少 了股价的波动：当股市的规模较大时，涨、跌停板的规定却降低了股票市场的稳定程度加 剧了股价的波动。由此我们认为：当前中国股票市场的涨、跌停板制度提高了股市的稳定 程度。但是从长期而言当中国的股市达到较大规模后逐步取消涨、跌停板制度是比较合适的。 第六章是应用计算经济学研究方法的另一个实例讨论我国电力批发市场最优竟价机 制的选择问题。当前电力批发市场的主要的竞价机制包括单一价格单向拍卖、多种价格单向 拍卖、单一价格双向拍卖和多种价格双向拍卖四种类型。针对我国电力批发市场的机制选择 问题，通过模拟实验的方法，我们分别对“单一购买者”和竞争性市场两种情况进行了讨论。 结果表明，在“单一购买者”条件下。单一价格单向拍卖机制具有最高的市场效率；而在竞 争性市场环境下。单。价格双向拍卖则要优于其它几种竟价机制。 第七章的内容是应用计算经济学研究方法的第三个实例债券发行的单一价格和多种 价格招标的比较分析。目前债券的发行一般采用单一价格机制和多种价格机制两种招标形 式。为了比较这两类拍卖机制的经济效率，通过模拟实验的方法，我们分析了两类招标机制 的效率差异。结果显示，从长期来看，单一价格招标要优于多种价格招标。与此同时。多种 价格招标机制作为短期的政策调控手段是可行的，但如果作为一种长期政策则不太合适。 第八章是对本文t 作的一个总结和对将来进一步工作的设想和展望。 关键词 计算经济学，资产定价，人工智能 i i a b s 竹a c t a b s t r a c t t h em o s ti m p o r t a n tp r o b l e m si ns e c u r i t i e sm a r k e ti sh o wt of i n daw a yt om a x i m i z et h er e t a j f f n a n dm i n i m i z et h er i s k i n1 9 5 3 ，t h ep o r t f o l i os e l e c t i o nt h e o r yw a sp u tf o r w a r db ym a r k o w i t z h e s u g g e s t e dt h a tt h er e t u r nc a n b ee x p r e s sa st h ee x p e c t a t i o no f y i e l da n dt h er i s kc a nb ee x p r e s sa st h e v a r i a n c e a f t e rp o r t f o l i os e l e c t i o nt h e o r yw a sb i n g e df o r w a r d , t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sb e c o m e st h e i n e s c a p a b l e t o o l si nf i n a n c i a lm a r k e t s i n1 9 9 0 s ，d r , c l a ny l m x i a np u tf o r w a r dt h a tt h er e l a t i o no fr i s ka n dr e t u r ni st h ek e r n e lo f i n v e s t m e n tb a n km a n a g e m e n t as p e c i a lr e s e a r c ht e a mw a ss e tu pt os i n + t h er e l a t i o no fr i s ka n d r e t u r ni ng o a nf as e c u r i t i e sc o m p a n ya l s o m a n yr e p o r t sh a v eb e e nc o m p l e t e ds i n c et h e n i nt h i s d i s s e r t a t i o n , ac o m p u t a t i o n a le c o n o m i c sa p p r o a c ht or i s k - r e t u r na n a l y s i si ns e c u r i t i e si n v e s t m e n t b a n kw a ss t u d i e dw i t ha r t i f i c i a li n t e l l i g e n c em e t h o d t h ed i s s e r t a t i o ni n c l u d e st w o p a r t s ： t h ep a r to mi st h es u m m a r yo fr e l a t e dw o r k i ti n c l u d e st h r e ec h a p t e r s ：t h er e f e r e n c ea n d c a t e g o r yo ft r a d i t i o n a la s s e tp r i c et h e o r y ；t h ea s s e tp r i c em e t h o db u s e da i ；t h es u m m a r y o fa g e n t i nc h a p t e r2 ，t h er e l a t e dw o r ko f a s s e tp d c e t h e o r yi ss u m m a r i z e d t h e a s s e tp r i c et h e o r i e sc a n e b ec l a s s i f i e da si n d u c t i o nc l a s sa n dd e d u c t i o nc l a s sb yt h et h e i rl o g i c a lm e t h o d , t oi n d u c t i o nc l a s s ，i t c a na l s ob ec l a s s i f i e da st w os u b c l a s s e s ：ia n di i a n dt e c h n i c a la n a l y s i sa n da i - b a s e da s s e tp r i c e m e t h o da r et h ep a r to fd e d u c t i o nc l a s s i nc h a p t e r2 ，t h ed e v e l o p m e n th i s t o r yo fa s s e t 两c et h e o r y a n dt h ed i f f e r e n c ea m o n gt h e s et h e o r i e sa r ec o m p a r e da l s o i n c h a p t e r3 ，a i b a s e d a s s e tp r i c em e t h o d sa r ei n t r o d u c e d n e u r a ln e t w o r ka n dg e n e t i c a l g o r i t h m a r eu s u a l l yw a y si n a l - b a s e da s s e tp r i c et h e o r i e s t h e ya r ci n t r o d u c e di nc h a p t e r3 i nc h a p t e r4 ，a g e n t b a s e dc o m p u t a t i o n a le c o n o m i c s ( a c e ) i si n t r o d u c e d a c ei st h e c o m p u t a t i o n a ls t u d yo f e c o n o m i c m o d e l sa se v o l v i n gs y s t e m so f a u t o n o m o u si n t e r a c t i n ga g e n t s t h e c o m p u t a t i o n a lm o d e l e v o l v e so v e rt i n ea si t sa g e n t sr e p e a t e d l yi n t e r a c tw i t he a c ho t h e ra n dl e a r n h i a b s t r a c t f r o m t h e s e i n t g r a c t i o r t s a c e i s a b o s o m - u pc u l t u r e - d i s h a p p r o a c h t o t h es t u d y o f e c o n o m i cs y s t u s t h i sc h a p t e rd i s c u s s e st h ek e yc h a r a c t e r i s t i c sa n dg o a lo f t h ea c e m e t h o d o l o g y t h ep a r tt w oi st h ei n n o v a t i v ew o r ki nt h ed i s s e r t a t i o n w i t ha c em e t h o d , i ts t u d i e st h e r e l a t i o n o f r i s k - r e t u r n i n t h e m a r k e t , t h e e f f e c t s o f i n s t i t u t i o n a ld e s i g n 如t h e p a r t t w oa l s o i n c l u d e s t h r e ec h a p t e r s i nc h a p t e r5 ，a na p p l i c a t i o no f a c ei si n t r o d u c e d w i t hd e v e l o p i n gac o m p u t e rs i m u l a t i o n s y s t e m f o rt h er e a ls t o c km a r k e t , t h er e l a t i o nb e t w e e nt h er a i s i n gl i m i ta n dt h es t a b i l 姆o f s t o c k m a r k e ti sa n a l y z e dt h r o u g has e r i e so f e x p e r i m e n t s t h er e s u l t ss h o wt h a tw h e nt h es c a l eo f s t o c k m a r k e ti s s m a l l ”t h es t a b i l i t yo f s t o c km a r k e tw i l li n c r e a s e o nt h eo t h e rh a n d , w h e nt h es c a l eo f s t o c k m a r k e t i s “l a r g e 7 t l l e s t a b i l i t y o f s t o c k m a r k e t w i b d m s e i nc h a p t e r6 ，a n o t 蛔a p p l i c a t i o no fa c ei si n t r o d u c e d i nt h ee l e c t r i c i t yw h o l e s a l em a r k e t s ， t h e r ea r ef o u rt y p ea u c t i o nm e c h a n i s m s t h e ya f eu n i f o r m - p r i c es i n g l es i d ea u c t i o n , u n i f o r m - p r i c e c o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o n , d i s c r i m i n a t o r ys i n g l es i d ea u c t i o na n dd i s c r i m i n a t o r yc o n t i n u o u sd o u b l e a u c t i o n i no r d e rt os e l e c ta r to p t i m u mm e c h a n i s mi nc h i n e s ee l e c t r i c i t ym a r k e t ，w ec o m p a r et h e d i f f e r e n to ft h e s ef o u rm e c h a n i s m sw i t hs i m u l a t e de x p e r i m e n t s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e u n i f o r m p r i c es i n g l es i d ea u c t i o ni st h eb e s tc h o i c ew h i l et h e r ei so n l yo n eb u y e ra i l d t h e t m i f o r m p r i c ec o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o ni so p t i m = n 访c o m p e t i t i v em a r k e t s i nc h a p t e r7 ，t h et h i r da p p l i c a t i o no f a c ei si n t r o d u c e d t h et m i f o r m p f i c ea n dd i s c r i m i n a t o r y a u c t i o n sm 醴i nb o n di s s u e d w h i c ha u c t i o nh a s h i g h e rm a r k e te f f i c i e n v yi ss t i l l u r c e s o i v e d p r o b l e m i nt h i sc h a p t e r , w ec o m p a r e t h ed i f f e r e n to f u n i f o r m - p r i c ea n dd i s c r i m i n a t o r ya u e t i o r l sw i t h s i m u l a t e de x p e r i m e n t s t h er e s u l t ss h o wt h a tt h eu n i f o r m - 州a u c t i o ni sab 附c h o i c et oal o n g t i m e a n dd i s c r i m i n a t o r ya u c t i o ni se f f i c i e n ta s ；as h o l tt i m ep o l i c y i nc h a p t e r8 t h es m a m m r yo f t h ed i s s e r t a t i o na n dt h ef u t u r ew o r ka ei n t r o d u c e d k e y w o r d s a c e ，a s s e tp r i c e ，a i 目录 图索引 图2 1 资产定价理论的发展线索与分类 图2 2 技术分析与基于a i 技术的证券价格确定方法 图3 1 一个神经元的例子 图3 2 神经网络的层次结构 图3 3 遗传算法的计算周期 1 1 2 2 2 8 2 8 3 1 图3 。4 交换染色体和变异3 1 图5 1 股票市场模拟系统交易流程4 7 图6 1 模拟模型交易流程6 0 图6 , 2 买方竞争情况下的市场效率6 3 图7 1 模型的交易流程7 1 图7 2 单期博弈情况7 4 图7 3 多期重复博弈情况7 5 目录 表索引 表2 1 三类资产定价模型的比较2 6 表5 11 0 0 个交易者，4 9 表5 ，23 0 0 个交易者4 9 表5 31 0 0 0 个交易者4 9 表5 43 0 0 0 个交易者4 9 表6 1 浙江电力市场电厂装机容量6 2 表6 2 不同竟价机制市场效率的比较6 2 导论 1 1 风险收益对应论是投资银行的管理轴心 1 证券市场中各类业务的实质是如何正确处理风险收益的对应关系。随着我国证券市场的 发展和成熟对于风险和收益的关系的研究日益受到学术界和证券界的重视。商业银行的业 务管理轴心是“资产负债管理论”。与之相比投资银行的高风险业务还缺乏一个明晰的业务 管理轴心。在这种背景下，上世纪九十年代后期，陈云贤博士从多年的投资银行研究和实践 的过程中适时地提出了“风险收益对应论”是投资银行的管理轴心的观点。详细阐述这一观 点的专著风险收益对应论出版后在学术界、证券实务界引起了很大的反响。有关 风险与受益关系的研究正逐渐成为证券理论研究的重要热点之一( 陈云贤，t 9 9 8 ) 。 投资银行的孩心业务可以分为一级市场、二级市场、证券投资等主要几个方面。一级市 场业务包括证券的承销以及由证券的承销逐渐派生和延伸出来的项目融资、兼并收购、资产 管理( 包括代客理财、基金管理和托管等) 、政府或企业财务顾问等。一级市场业务面临着各 种风险，如成本费用的控制和操作风险、市场风险等。二级市场经纪业务包括对股票、债券 和期货交易收取佣金以及由此发展而来的各种金融衍生产品的交易。随着网上交易的普及和 佣金比率的降低经纪业务的竞争日趋激烈，投资银行面临着操作失误风险、系统故障风险、 违规违纪风险、违约风险和市场波动风险等。投资银行的证券投资业务( 即自营业务) 也随 着证券投资产品的多元化和证券投资的全球化而变得越来越复杂。就自营业务而言，投资银 i 风险收益对应论的经验研究一个基于计算经济学的分析 行面i 窿着信用风陵，攮作风险、流动性风险、结算风险、致策风硷和制度性风险等等。 可见，投资银行的业务存在着多种经营风险。这就使得投资银行的业务管理轴心必须确 定在：在定的业务时限内，以最小的风险，获取撮人的收益。进一步说，风险收益对应论 使投资银行把实现收益、安全、流动三者的侨调和统当作经营管理的总体目标。 作为收益性，投资银行根据其收益的来源把收益分为两个方面，一是与投资银行资产 负债业务没有必然联系的业务收益，包括证券经济佣金和证券承销赞用。这是投盎银行的本 源业务积基础性收益，应不断扩大；二是与投资银舒资产负债状况存在内在联系的业务收盏， 包括自营投资收入和资金营运收入这两种收益，要视投资银行自身的资产负债规模、资产 负债结构、资金运用成本风险大小而定。 作为安全性，投资银行把业务风险划分为三类：一类是低风险甚至是无风险的业务，例 如证券经纪业务该类业务应规模发展；一类是中等风险的业务，例如证券承销业务，资金 运用中的证券回购、票据贴现和拆借业务，该类业务可以把风险控制在一定程度，可以扩大 发展；另一类是高风险业务，例如自营投资，该类业务只能限定在资产规模的一定量上进行。 因此，投资银行力求低风险、中等风险业务的不断发展，并确保中等风险或高风险业务中资 本金、各种借入款以及证券资产等的安全。 作为流动性，主要指投资银行利润的四大来源之一资金营运收益，其既占投资银行 收益的较大份额( 4 1 一s 5 ) ，又靠其负债的流动性、资产的流动性和应付意外事件的流 动性的合理调剂来实现。因而投资银行从资产存量的角度。必须留有一定的现金资产( 占总 资产的贽0 一翦0 ) 或荔变资产，并便这些存量资产与预期的流动性需求相一致，并应髭增热 各种借入款等负债来源和及时收回资产的运用本金及利息部分，以有效地进行资金的运转和 满足必要的投资需求进而实现收益。 基于风险收益对应论的投资银行管理可以有效地把收益、安全、流动三者紧密地联系起 来，并根据不同阶段不同的外部环境和不同的具体要求，使三大目标在其间有所侧重。风险 收益对应论使投资银行力求实现收益、安全、流动三个目标之间的动态平衡和协调统一成为 可能。 在投资银行的各项业务的实践中，风险收益对应论可以被应用在证券承销的风险与收益、 证券经纪风黢与收益、证券投资风险与收益、资金营运风险与收益、证券公司管理风险与收 2 导论 益等多个领域。f 面以投资银行的资金营运为例说明风险收益对应论的应用： 投资银行的总资产可以分为固定资产投资、股权投资和营运资金三部分。其中营运资金 的有效运作是投资银行利润的主要来源。按照风险收益对应原则，投资银行的营运资金可以 分为四个档次：分别是稳定型资金、运营型资金、可调整犁资金和高风险型资金。 第谁次( 稳定型资金) ，包括现金、清算准备金、上缴储备金等。该部分资金不能为投 资银行带来直接收入但会合理保证投资银行在一定期限内的有效支付、交易清算、还本付 息。稳定型资金没有具体的运作风险，只需要审慎地确定其规模并保持相对稳定。 第二档次( 运营型资金) ，包括证券承销、股票自营所需要的资金。该部分资金的营运是 投资银行核心业务的主要部分，是投资银行除了经纪业务以外的基本利润来源之处。因而运 营型资金是既需要注意风险防范又需要按照规模确保的“运营型”创利资本。具体分析，证 券承销佣金一般为募集资金总额的1 5 一3 ，其对应的风险包括行业风险、价格风险、包销 风险、信用风险、操作风险等。由于承销收益比较固定防范承销风险的主动权相对掌握在 投资银行手中，且承销成功与否和收益大小不仅饺依靠资金占用的多少。更主要依靠业务人 员的素质和技能。因此，此类业务是资金占用规模相对确定、且收益相对稳定的核心业务之 一。证券自营收益随市场变化和操作人员的素质技能高低而定，其所面临的系统和非系统风 险大小也视管理机制的完善与否和操作人员素质技能高低而定。在成熟的资本市场中，成功 的投资银行用于自营业务的资金一般不超过公司总资产的2 5 。因此投资自营业务是受最 高限额制约、资金占用规模具有上限限定的核心业务之一。 第三档次( 可调整型资金) ，包括债券投资( 国债、企业债、回购、公开市场操作和贴现 与再贴现等) 、利差管理( 同业拆借、协议回购、票据贴现、证券存货、抵押放款等) 、互换 交易( 利率掉期、货币掉期等) 以及套利和套期保值等业务所需资金。该类资金所对应的资 产多以速动资产形式存在，主要靠利差作为收入来源。可调整型资金规模的大小根据增加融 资的不同成本以及相关投资决策和收益而决定，并随投资银行融资计划和投资策略的调整而 变化。可调整型资金的主要投资于能够带来利息和红利收益的利率敏感型证券。只要可调整 型资金的融资成本( 利息和红利) 支出低于收益，投资银行就有盈利。因此，投资银行短期 融资来源的多样化以及资产负债流动性的最火化，成为投资银行有效运用可调整型资金的主 要着眼点。可调整型资金对应的风险包括利率风险、汇率风险。股票市场风险、信用风险、 3 风险收益对应论的经验研究一一个基于计算经济学的分析 结算风险等。投资银行要针对上述每项风险研究制定防范的具体措施和操作流程，如通过 对冲、食期保值、成立风险管理委员会和信贷委员会等来确保可调整犁资金的高收益和低风 险。 第四档次( 高风险资金) ，包括金融期货套作、金融期货自营等。该类资金运营可能创造 高收益，但同时又可能带来高风险。高风险资金所开展的业务不仅要制定j r 损点，而且要 随时调整投资规模和投资策略，并根据风险大小程度决定是否继续开展此类业务。 1 2 已有的工作基础 对于风险收益对应论的理论研究和实证检验以及实用的量化模型的建立一直是素有“博 士军团”之誉的广发证券的研究重点之一。广发证券曾经组织专门的课题组进行专题研究， 并且先后有多名博士后研究员致力于该课题的深入研究。目前，针对“风险收益”关系 的相关研究已经积累了丰硕的成果，得到学术界和实务界的一致好评。 毕秋香博士的博士后研究工作从证券公司内部风险控制指标体系的建立为着眼点，讨论 了风险收益对应论在投资银行的决策和投资等活动中的应用( 毕秋香，2 0 0 2 ) 。她首先对比了 不同的风险度量模型的差异，并且针对现有的m a r 方法的不足，提出了一种新的方法条 件v a r 方法。基于条件v a r 方法，她对我国证券市场的数据进行了相关的实证检验，与传统 的正态估计方法和g a r c h 方法相比。得到了更好的估计结果。此外，毕秋香博士还从微观 层面上将中国a 股市场、b 般市场与国际上四个成熟市场的风险、收益行为进行比较，从不 同的角度考察了我国证券市场的数量特征，以及它与国际成热市场的差异。 张永东博士的搏士后研究工作引入非线性动力学的方法研究证券市场的“风险收益” 对应关系，并对中国证券市场证券收益的非线性相关进行了检验( 张永东，2 0 0 2 ) 。具体来说， 他的研究工作包括以下几个部分：对上海股票市场非线性与混沌的检验；中国股票市场多标 发行为的实证分析；中国股市日内价格行为与短期过度反应的实证分析：上海股市波动性预 测模型的实证比较；对中国证券市场风险的时f l r 度的实证分析；中国般市技术分析有效性 的检验；中国证券市场股票收益持久性的检验等。 4 导论 何荣天博士的报告跌风险收益对席论在投资风险管理的实际应用着手，做了4 系列工作。 具体包括：多层次风险值概念和模型的建立：综台风险收益率概念的确立和应用；风险收益 关系的动态对应原理和实证研究：基于风险收益对应论的产品创新；风险收益定价等( 何荣 天，2 0 0 3 ) 。 本文的工作则是利用人工智能技术作为重要的辅助工具，从计算经济学( c o m p u t a t i o n a l e c o n o m i c s ) 这全新的角度出发研究这一问题( t e s f a t s i o n ，2 0 0 2 ) 。目前。计算经济学仍然是 一个处在不断发展过程中的前沿研究领域，在该领域中还存在许多重要的问题急待解决。此 外，由于作者的时间和精力是有限的，本文只能够有选择地讨论和研究计算经济学领域有限 的几个方面的问题，因此，本文在整体框架方面不免存在一些不足之处。 1 3 本文的主要工作 顾名思义。计算经济学就是基于各种数值计算方法，利用计算机的计算能力来研究一些 经济学领域的问题。作为一种辅助工具计算机很早就被经济学家应用于经济学的研究工作 中了在早期计量经济学是它最重要的应用领域。其中最常见的应用就是使用各类数值 计算方法进行经济模型的估计和优化。常用的数值优化方法包括：动态规划、全局优化、模 拟估计、贝叶斯估计、人工智能方法估计等。到目前为止，这仍然是计算经济学中最活跃的 研究领域之一。 随着计算机技术的发展。计算机的计算能力和存储能力迅速提高，建立庞大而复杂的数 据库成为技术上的可能。各类经济学数据库的建立和完善，为宏观经济学的研究提供了另一 种新的途径：建立大量包括宏观经济各个部门的基于一般均衡模型的方程利用超级计算杌 的强大计算能力来解这一系列方程组，并通过这些计算结果来分析各种宏观经济问题。例如， 财政和货币政策对于通货膨胀和失业率的影响以及宏观景气预测等。 增长理论是计算经济学的另一个重要应用领域。传统的数理分析方法建立的增长模型往 往只包括一两个部门，这是因为当部门过多时，很难得到模型的解析解。利用线性规划方法 计算经济学很好地解决了这一问题。而且，计算经济学的增长模型是动态的，经济学家可以 5 风险收益对应论的经验研究一个基于计算经济学的分析 全程跟踪在模型的动态变化过程中，投资率、储蓄率等参数的变化( m a n n e , 1 9 7 3 ) 。此外，类 似的模型也被应_ ；| 于对国际贸易政策和环境政策的分析( d a m m e n p a l a n i a p p a n ，1 9 8 5 ) 。 在金融领域，计算经济学最重要的应用就是给出各种资产定价方法的数值解。以 b l a c k - s c h o l e s 期权定价公式为例( b l a c k & s c h o l e s ，1 9 7 3 ) ，得到b s 公式的数值解就需要解许 多的偏微分方程。为此。华尔街的许多大的金融机构纷纷建立自己的计算中心为各类期权 定价问题的提供实时的价格参考。 近年来，人工智能( a i ：a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e ) 技术的研究取得了巨大的进展。人工智能 领域的研究方法( 侧如遗传算法神经网络等) 源自于人类对于外界事物的感知方式和人 类自身的思维方式。与之类似，经济学也是研究人类社会经济活动的科学。从某种意义上来 说，人工智能技术与经济学的研究具有一定的天然上的契台性。因此，引入人工智能领域的 许多方法研究经济学领域的一些问题成为计算经济学的一种自然的选择。目前。人工智能技 术的成果已经被应用到了经济学的大量研究领域中了。 在微观经济学领域，人工智能技术的意义在于对个体决策方式的模拟，具体包括：利用 经验数据建立决策专家系统并基于这一专家系统的进行决策支持；使用演化计算方法确定 个体的决镱规则等。在新古典理论中，个体都是理性的，能够自动做出最优的理性选 擎。而 在实际的社会生活中，受到信息、智力和受教育水平等因素的制约，个体的决策行为往往表 现为一种“有限理性”的特点：个体的决策是在现有条件制约下的理性选择并不能保证是 最优的。通过模仿个体的这种“有限理性”的决策行为。人工智能技术为研究个体的决策方 式对经济活动的影响提供了一个全新的视角。它不但可以用于检验现有的经济理论，而且还 为经济理论的发展提供了一个可能的突破点。 人工智能技术在微观经济学领域的另一个重要应用领域是建立异质个体模型的研究。在 新古典理论中模型中的全体成员是通过一类或者几类代表性个体表示的。这种同质性个体 的表述方式有利于模型的数学表达和求解，但它无疑是忽略了个体之间的差异性对于分析结 果的影响。从各种经验数据的分析来看。个体的差异性也是影响经济活动的一项重要的因素。 如何建立一套包涵异质个体的经济学分析框架是最近几年经济理论研究领域的一个热点问 。这一点是新古典理论的一个重要的前提假设。同时，它也是新古典理论广受质疑的一个假设条件行为金融 学领域的许多工作就是曝绕着如何改变。理性预期”这一前提假设而展开的。 6 1 导论 题，相关的工作已经取得了一些进展。利用现代计算机强大鹊计算能力，人t 智能技术能够 轻易地建立异质个体的交互模型：为每个个体建立一段独立的人工智能程序，并依照不同个 体的特点赋予这些程序相应的决策规则、学习方式等特性。在设定的环境中，依照一定的规 则，夫量这样的“个体”不断的进行动态交互，模拟经济活动的运行和动态变化情况。在这 一动态过程中，不但群体的整体统计特征是可跟踪的，而且群体中每个个体的各项特征量也 是可跟踪的，这就为经济理论的检验和发展提供了技术上和客观上的保证。 在新古典的宏观经济理论中，宏观经济的总体只是大量代表性个体( 家户或者厂商) 简 单意义上的加总。为了数学表述的方便，它并没有考虑个体之问的异质性以及这种简单加总 方法的有效性。那么，应该如何有机地把宏观经济总体和微观个体联系起来呢? 这也是现有 的经济理论仍需要进一步讨论的一个问题。我们不妨借用物理学中的一些原理来说明这一问 题：在物理学中，单个气体分子的运动可以利用量子力学的方法来分析。单个气体分子可能根 活跃。也可能处于相对静止状态。但是作为大量分子的总体气体表现为相对稳定的状态 可以通过温度、气压等指标显示气体分子总体的活跃程度。与之相比。如果穷究每个分子的 运动情况，并将所有这些分子加总，反而可能得不到任何有效的结果。这个物理学的例证给 了我们一个启示：寄希望通过加总方式得到准确的宏观预测模型可能很难；在考察宏观经济 本身运行规律的基础上，建立能够近似准确的宏观预测模型是可能的。 按照上述思路，人工智能技术应用于宏观经济领域主要有两种途径：一是，利用已有的 宏观经济数据库，建立相应的专家系统采用适当的人工智能方法估计宏观经济运行模型： 二是，在一个可控的实验环境中，利用人工智能程序模拟宏观经济的各个主要组成部分( 政 府、银行、各个部门、厂商、家户等) ，进而建立一个人工模拟的宏观经济体。我们可以观察 这一人工宏观经济体的运行情况以及宏观经济各个组成部分的动态变化过程。 博奔论是人工智能技术最早的应用领域之一。通过模拟个体的决策方式，人工智能技术 不但可咀验证已有的博弈理论，而且有助于解决一些难解的理论问题( 例如。均衡的确定等) 。 但是，这种方法也存在一些不足之处。最突出的一点就是：它的结论不是通过数学推导得到的 解析解，因此稳固性较差。除了在博弈理论领域的应用外，在实际问题的解决方面，入工智 能技术也有着广泛的应用。其中，应用最多的就是机制设计问题。 由此可见，人工智能技术在计算经济学领域已经得到了广泛的应用。本文的工作也是从 7 风险收益对应论的经验研究一个基于计算经济学的分析 这一角度出发展开的。具体来说，本文的工作包括两犬部分： 第一部分文献回顾和综述性工作。该部分包括三章内容：传统资产定价理论的分类和 文献同顾：基于人二【智能的资产定价方法；基于a g e n t 的计算经济学的文献综述。 第二章是对风险收益对应论的理论基础一资产定价理论的个文献回顾。按照逻辑分 析基础的不同现有的资产定价理论可以分为演绎型和归纳型两大类。其中演绎型资产定价 理论按照两条发展线索又可以分为演绎i 型和演绎i i 型两个亚类。而技术分析和基于人工智 能的资产定价方法则是归属于归纳型资产定价方法。本章回顾了各类资产定价方法发展历史， 比较了它们之间的差异，阻及各自存在的一些不足之处。 第三章的内容是关于风险收益对应论的传统经验研究基于人工智能的资产定价理论 的一个综述。晟近几十年以来，计算机技术得到了飞速发展。与之对应，将计算机科学领域 的研究成果应用于金融经济学领域的努力也一直没有停止过。将人工智能( a i ) 技术应用于 资产定价方面也是这种努力之一。本章主要介绍其中的两种：基于人工神经网络( n e u r a l n e t w o r k s ) 技术的定价方法和基于遗传算法( g e n e t i c h a g o r i t h m , g a ) 的定价方法。 第四章对风险收益对应论的前沿经验研究基于a g e n t 的计算经济学( a g e n t - b a s e x t c o m p u t a t i o n a le c o n o m i c s ) 的发展历史、基本思想和研究现状进行了比较全面的概述和总结。 基于a g e n t 的计算经济学是人工智能技术与经济学研究方法相结合的一个前沿研究领域。目 前，尽管还存在着许多缺点和不足，但是作为传统经济学研究方法的一种补充基于a g e n t 的计算经济学为使用传统经济学、金融学研究方法所无法解决的某些问题提供了一种新的研 究思路。 第二部分创新性工作。该部分内容是应用基于a g e n t 的计算经济学的方法研究市场的风 险和收益关系、制度设计的影响等多方面内容，其具体内容也包括三章。 第五章的内容是风险收益对应论的应用研究。也是直用计算经济学研究方法的一个实例 讨论涨、跌停板制度安捧对于股市稳定性影响。通过建立人工智能模拟的股票市场并进 行大量的实验分析的基础上，我们发现：当股市的靓模较小时，涨、跌停板的规定有利于股 票市场的稳定，在一定程度上减少了股价的波动；当股市的规模较大时，涨、跌停板的规定 却降低了股票市场的稳定程度，加剧了股价的波动。由此，我们认为；当前中国股票市场的 涨、跌停板制度提高了股市的稳定程度。但是从长期而言当中国的股市达到较大规模后逐步 8 1 导论 取消涨、跌停板制度是比较合适的。 第六章是风险收益对应论的另一个应用研究，也是应 j 计算经济学研究方法的第- 个实 例讨论我国电力批发市场最优竞价机制的选择问题。肖前电力批发市场的主要竞价机制 包括单一价格单向拍卖、多种价格单向拍卖、单价格双向拍卖和多种价格双向拍卖四种类 型。针对我国电力批发市场的机制选择问题。通过模拟实验的方法，我们分别对“单一购买 者”和竞争性市场两种情况进行了讨论。结果表明，在“单一购买者”条件下，单一价格单 向拍卖机制具有最高的市场效率；而在竞争性市场环境f ，单一价格双向拍卖则要优于其它 几种竟价机制。 第七章的内容同样也是风险收益对应论的应用研究。它是应用计算经济学研究方法的第 三个实例债券发行的单一价格和多种价格招标的比较分析。目前。债券的发行一般采用 单一价格机制和多种价格机制两种招标形式。为了比较这两类拍卖机制的经济效率，通过模 拟实验的方法我们分析了两类招标机制的效率差异。结果显示，从长期来看，单一价格招 标要优于多种价格招标。与此同时，多种价格招标机制作为短期的政燕调控手段是可行的， 但如果作为一种长期政策则不太合适。 第八章是对本文工作的一个总结和对将来进一步工作的设想和展望。 9 2 风险收益对应论的理论基础 资产定价理论回顾 在探讨投资决策的风险收益关系之前我们首先需要确定所要投资的对象的真实价值。 事实上，资产定价问题不但是风险收益对应论的理论基础而且它也是金融经济学研究的一 个核心问题。本章将对现有的各类资产定价理论和方法作一个简单的回顾和总结。 2 1 资产定价理论的发展线索与分类 迄今为止，人类已经发展了大量的资产定价理论。尽管