博弈论应用与经济动态模拟研究

博弈论应用与经济动态模拟研究 王文举 都经济贸易大学经济学院 汇报内容： 一、 研究方法与技术路线 二、主要研究方向、研究项目和代表成果 三、拍卖、招标博弈分析 四、三次产业间资源优化配置分析 一、研究方法与技术路线 1. 博弈论与信息经济学方法 当今主流经济学的重要组成部分 经济学研究的一个有效方法 1838年， 寡头产量竞争模型 de 838. 1883年， J., de 1883, 499作为博弈论诞生的标志 J. & O. 1944. 冯 诺依曼和摩根斯顿 : 博弈论与经济行为 三联书店 , 2004. 19031902非合作博弈均衡理论 . 美国普林斯顿大学 德国波恩大学 美国加州大学泊克莱分校 1994年 非对称信息下的激励机制设计理论 英国剑桥大学 美国哥伦比亚大学 1996年 逆向选择：非对称信息下的市场交易理论 美国加州大学泊克莱分校 美国斯坦福大学 . 国哥伦比亚大学 2001年 通过博弈论分析而增进我们对冲突和合作的理解。 以色列耶路撒冷希伯来大学理性研究中心 国哈佛大学肯尼迪政府学院和马里兰大学经济学系暨公共政策学院 2005年 机制设计理论 美国明尼苏达大学 普林斯顿大学社会科学院高等研究院 芝加哥大学经济系 2007年 2. 动态模拟方法 动态模拟（仿真）模型和软件平台，可用于研究经济和社会发展问题。 （ 1）复杂适应系统 约翰 霍兰， 隐秩序：适应性造就复杂性 （ 2） 件平台 1994年美国 供了一套标准、灵活、可靠的软件工具，用来对复杂适应系统进行模拟研究。 （ 3） 1996年美国 996年研制的经济微观模拟模型，以代理人为基础，将微观与宏观经济融为一体，对美国经济和过渡经济进行了模拟，结果比较理想。 （ 1）实验经济学 ：通过简化和纯化处理，用可以控制的实验室环境来模仿真正的市场环境或其它交易方式，来研究人们的交易行为。 （ 2）获得理论界的认可，成为经济学研究的又一重要工具。 （ 3） 2002年诺贝尔经济学奖： 实验经济学和行为分析 实验经济学家 心理学家 （ 4） 经济实验的作用 理论检验； 寻找理论失效的原因； 建立经验性的规律作为新理论的基础； 环境比较； 制度比较； 对政策建议进行评价； 作为制度设计的测试平台 。 4、研究技术路线 利用博弈论思想和方法建立策略选择模型，进行主体行为分析；利用信息经济学思想方法进行机制设计；用动态模拟和实验经济学方法进行经济动态模拟分析；并用计量经济学等方法进行实证检验，得出结论，提出政策建议。 力求做到 方法科学，有理论与实践价值。 二、 主要 研究方向、 研究项目和代表成果 1、主要研究方向： （ 1） 拍卖、招标博弈分析 （ 2） 产业间资源优化配置及其动态模拟 （ 3）保险问题博弈分析与经济动态模拟 （ 4）垄断产业规制与放松规制分析与机制设计 （ 5） 我国碳排放总量确定、指标分配、实现路径机制研究 2、主要研究项目 （ 1） 主持完成国家社科基金项目（ 98 博弈论的应用与我国经济学的发展 ； （ 2） 主持完成国家社科基金项目（ 02 博弈论应用与经济动态模拟研究； （ 3）主持国家社科基金重点项目（ 10 我国碳排放总量确定、指标分配、实现路径机制综合研究 ； 2、主要研究项目 （ 4）主持北京市高等学校人才强教深化计划高层次人才资助项目（ 经济问题博弈分析与动态模拟研究 ； （ 5） 主持北京市优秀博士学位论文指导教师人文社科项目 （ 博弈论应用、定量分析及经济仿真研究 3、代表成果 （ 1）博弈论应用与经济学发展，首都经贸大学出版社， 2003。 （ 2）博弈论应用与经济动态模拟，中国社会科学出版社， 2010。 （ 3）保险问题博弈分析及动态仿真，科学出版社， 2010。 （ 4）经济博弈论基础，高等教育出版社， 2010。 （ 5）诺贝尔经济学奖获得者学术思想举要，首都经济贸易大学 出版社， 2010。 基于博弈论的应用，拍卖和招标理论有了长足的发展，得到了市场交易双方和社会公众的认可，拍卖和招标已成为必不可少的市场交易制度。 三、拍卖、招标博弈分析 拍卖是指以公开竞价的形式，由拍卖机构在一定的时间和地点，按照一定的章程和规则，将特定物品或财产权利转让给最高应价者的一种买卖方式。 1、拍 卖 公元前 500年左右，古希腊著名历史学家希罗多德记载：古巴比伦人用拍卖方式购买妇女作为妻子的行为。 古罗马帝国，拍卖已成为商品买卖的一种普遍形式。 拍卖的起源 1、揭示价格 2、减少代理成本 拍卖的作用 “ 三公一高 ” 原则 公平、公正、公开，价高者得 拍卖基本原则 英国伦敦的 索思比拍卖行 克里斯蒂拍卖行 （艺术品、古董） 世界著名拍卖行 1、英式拍卖 2、荷兰式拍卖 3、第一价格密封拍卖 4、第二价格密封拍卖 5、双方叫价拍卖 拍卖的主要形式 28 标的内容上的区别 实施机构上的区别 行为目的上的区别 拍卖和招标的区别 29 1961）首先认识到拍卖中的博弈问题，提出了著名的维克里拍卖，即第二价格密封拍卖，并给出了收益等价性定理的一些特例。 1981), 1981）几乎同时证明：维克里提出的有关不同拍卖方案会产生相同期望收入的结论在相当一般的情形下都成立，这就是著名的拍卖收益等价性定理。 2、拍卖的博弈分析 1993）从实验经济学的角度研究了独立私有成本下，在假定均匀分布的基础上，密封拍卖中投标人的报价随投标人数的增加而变化的情况。 2001）研究了一般情况下，第三级以及更高级别的密封价格拍卖中投标人的均衡投标函数。 对称独立私有价值模型 共同价值模型 关联价值模型 拍卖的基本分析模型 第一价格密封拍卖博弈分析模型 第二价格密封拍卖博弈分析模型 双方叫价拍卖模型 收入等价定理 拍卖的博弈分析模型 王文举 (1998) 对均匀分布情况下，第一价格密封招标中投标人风险中性的报价情况进行了分析。 黄樟友等 (2004)把第二价格密封拍卖理论引入了建设工程招标领域。 杨颖梅、王文举 (2007) 给出了招标支付等价性定理和招标人的最优保留价公式。 3、密封招标的博弈分析 王文举 、 杨颖梅 (2010) 基于不完全信息博弈理论 ， 运用次序统计量知识 ， 在投标人的私有成本对称独立且服从均匀分布的假定下 ， 对第 k( k )级价格密封招标中投标人的均衡报价进行博弈分析 ， 给出了均衡解 ，推广了王文举 (1998)第一价格密封招标和黄樟友等(2004)第二价格密封招标的成果 。 某单位有一项建设工程要出包，选择要价最低的承包者。让每个投标者将自己的标价写下来装入一个信封，密封后交给招标单位，信封打开后，招标单位选择标价最低者为中标者，并按起标价出包。 （ 1） 第一价格密封招标博弈分析 每个投标者的策略是根据自己的生产成本和对其他投标人的判断来选择自己的出价，赢者的支付是他的标价减去他的生产成本，其他投标者的支付为零。报价越低，中标的可能性就越大；但在给定中标的情况下，报价越低，利润就越小。 招标者策略分析 考虑 投标人 均匀分布 投标人 严格递增可微函数 符号与假设 0 , 1 0()i i ib b v考虑对称的均衡出价策略 ， 是 的逆函数。 * * 1( ) ( ( ) ) ( ) ( ) 1 ( )j j jP b b P b b v P b b b 均衡策略与概率 *1( ) ( )b b b * ()()b v 成本为 b, 他的期望支付函数为： 最优化的一阶条件： 均衡情况下， 1( ) ( ) ( ) 1 ( ) u b v P r o b b b b v b 博弈模型与均衡求解 12 () 1 ( ) ( ) ( 1 ) 1 ( ) 0nn b v n 12( 1 ) ( ) ( 1 ) ( 1 ) 0d b b v n v d v () 12( 1 ) 1 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 0d b b v n v d v 12( 1 ) ( ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 0d b b v n v d v 1 1 1( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 0n n nv d b b d v n v d v 11 1 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 0n n b v d v d 11 1( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) , 0n n v v v A 1 1 11 vb v vn n n 博弈模型与均衡求解 b*(v)随 别地，当 。就是说，投标人越多，招标者所付出的价格就越低；当投标人趋于无穷时，招标者所付出的价格几乎是中标者的真实生产成本。因此，让更多的人加入竞标是招标者的利益所在。 *, ( )n b v v 均衡的经济含义 分析表明， 每个投标者的标价依赖于他的类型 (这里为生产成本 )，但一般说来，贝叶斯均衡标价高于生产成本，二者之间的差异随投标人数的增加而减少。这就是说，让更多的企业参加投标 , 对招标者是有利的。 均衡的经济含义 对称独立私有成本（ 定 （ 1）单物品招标 （ 2）私有成本 （ 3）独立性 （ 4）对称性 （ 5）风险中性 （ 6）非合作行为 （ 2） 第 前 提 ： （ 1）基于 （ 2）投标者的私有成本服从在区间 0,1上的均匀分布 ， 。 招标规则 ： （ 1）报价最低的投标者是赢者 ; （ 2）赢者获得的支付价格等于第 （ 3）只有赢者一人获得支付 。 )( 1)( 前提与招标规则 ：投标者的支付函数 ：成为赢者的概率 假定： （ 1）这个投标者的真实私有成本是 ； （ 2）所有其他投标者的投标策略是 ； （ 3）这个投标者的投标为 。 ),( xv* 符号与假定 ：投标者的私有成本 : 私有成本的次序统计量 投标者的支付函数： , 21 )()2()1( , )()(|)()(),( *)2(*)(*支付函数与获胜概率 投标者在招标中获胜的概率： 由于 是严格单调递增的，以下条件密度函数相等： 11*)2(* )1()(1)()(P r )( |()()(|)( )1()(*)2(*)(* *支付函数与获胜概率 由次序统计量基本规则可知： 所以，投标者的支付函数为： 12)1()3( )(1)()()(1)()!2()!()!1()|()()1()!2()!()!1( 112*1)1()()1()!2()!()!1()()1(),(x 次序统计量 当且仅当偏离均衡投标 对投标者来说不值得时，策略 是一个对称的贝叶斯纳什均衡，即： 使上式成立的必要条件是： 由此可以得出： )(* (m a xa r g xv0|),( )1()1( )()1)()!3()!()!1( 均衡求解 对上式等号两端分别经过 果为： )1)()!()!1()1(1)1)(2()1()!()!1()1( *22均衡求解 定理： 当所有投标者的私有成本服从在 0,1区间上的均匀分布时，第 k(k1) 级价格密封招标中投标人的均衡报价为： 1)1)(2()(* 1 n 1 )k 均衡结论 1、 当 时， ，投标者的报价高于他自 己的私有成本 。王文举（ 1998） 当 时， ，即投标者的报价等于他自己的 私有成本 。 黄樟友等 (2004) 当 ， ，投标者的报价 低于他自己的私有成本。 1k 1)(*1v2k )(*2v3 n 1k k 1 )1)(2()(* 结论分析 2、当 以及 时，由于 ， 所以均衡投标报价随投标人数的增加而增加，逐渐接近 投标者的私有成本。 而 时， ，也就是说在第二价格密封招标 中，投标者的均衡报价与人数无关。 1k 3k 01)1)(2( k )(*2k )(*23、由于 ，所以从第 级价格密封招标转到第 级价格密封招标时，如果参与投标的人数不变，投标者的均衡报价降低。 2312王文举 . 拍卖与招标的对策论分析 . 数量经济技术经济研究， 1998年第 1期。 杨颖梅，王文举 . 招标支付等价性及最优保留价博弈分析 . 经济与管理研究， 2007年第 11期。 王文举，杨颖梅 . 密封招标均衡报价博弈分析 . 数量经济技术经济研究， 2010年 . 发表论文 杨颖梅，王文举 . 第一价格密封招标中最优保留价与报价策略博弈分析 . 中国物价， 2009 (8). 杨颖梅，王文举 . 国有建设用地使用权拍卖保留价研究 基于不完全信息博弈模型的分析 . 价格理论与实践， 2009 (10). 从生产函数出发，建立了经济系统中三次产业资源优化配置模型，给出了能使该经济系统收益最大化的三次产业间资本和劳动力配置均衡的必要条件，借以说明在我国劳动力从第一产业向第二、三产业流动的合理性和经济学机理。 四、三次产业间资源优化配置均衡分析 1、引 言 1672年威廉 配第在其出版的名著 政治算术 中描述了有关产业间资源流动和各产业间收入差异的现象，得出结论：工业比农业的收入多，商业比工业的收入多，即工业比农业、商业比工业附加价值高。而这种产业间相对收入的差异导致了劳动力在产业间的流动。 1、引 言 1935年经济学家费希尔（ A. 出了对现代产业结构理论影响深远的三次产业分类法。 1、引 言 20世纪 40年代经济学家克拉克（ C. 承了费希尔的研究成果，利用三次产业分类法，研究了资源在产业间的流动现象，他在 1940年出版的 经济发展条件 一书，通过对 40多个国家和地区不同时期三次产业劳动投入和总产出资料的整理和比较，总结出了劳动力在三次产业中的结构变化与人均国民收入的提高存在着一定的规律性，这一结论被称为配第 克拉克定理，揭示出产业结构演变的规律。 1、引 言 对于农业劳动力向非农产业的转移，国外的研究极其充分，其中又主要分为两条思路 :其一是刘易斯（ 费景汉和拉尼斯（ 人的二元经济理论模型；其二是库兹涅兹（ 钱纳里（ H. 人的经验分析。并且这些文献得出的基本关系都是在第一市场就业的工人的收入高于那些在第二市场就业的工人的收入。 1、引 言 1954年美国经济学家刘易斯（ A. 表著名论文 劳动无限供给条件下的经济增长 ，提出了用以解释发展中国家经济问题的 “二元经济结构 ”理论分析模型，其主要内容是：整个经济由弱小的资本主义现代部门与强大的传统农业部门所组成，经济的发展就是要扩大现代资本主义部门，缩小传统的农业部门。发展中国家可以利用劳动力丰富这一有利条件，加速经济的发展。 1、引 言 美籍华人费景汉和德国经济学家拉尼斯（ 989）对刘易斯的二元经济发展理论进行了进一步的补充和发展，把二元经济结构的演变分为三个阶段来进行分析。 1、引 言 王文举（ 2005）通过对我国二元劳动力市场的演变过程的介绍及对这种二元劳动力市场的特征进行分析，并从生产函数出发建立二元劳动力市场资源优化配置模型，通过数理分析给出使该经济系统收益最大化的资本和劳动力配置均衡的必要条件，借以证明在我国劳动力从农业向非农产业流动的合理性和经济学机理。 1、引 言 王文举和任韬 （ 2006） 在此模型及其结论的基础上 ，建立了计算机仿真模型 ， 在不同的假设条件下对该模型进行了仿真实验 ， 从实验的角度说明了降低我国劳动力从农村向城市流动成本的合理性 ， 同时利用实验的结果验证了该模型的正确性 。 1、引 言 王红玲 （ 1998） 给出了农业剩余劳动力数量的估计方法 ， 并进行了实证分析 。 郭犹焕 （ 1998） 研究了中国工业化过程中农业剩余劳动力转移问题 。 戴园晨和黎汉明 （ 1991） 分析了双重体制下的劳动力流动与工资分配问题 。 梅建明 （ 2003） 分析了二元经济结构转换与农村剩余劳动力转移问题 。 1、引 言 李克强 （ 1991） 认为中国传统经济中二元结构的特点 ， 决定了我国不能走从传统农业社会直接转变为现代工业社会的发展道路 ， 而必须经历一个农业部门 、 农村工业部门与城市工业部门并存的三元结构时期 。 论述了三元结构在我国形成的客观条件 、 意义及其相互关系 ， 分析了推动三元结构向一元结构转换的条件 ， 并且提出了相应的对策 。 陈吉元和胡必亮 （ 1994） 研究了中国的三元经济结构与农业剩余劳动力转移问题 。 1、引 言 随着信息技术的发展 ， 知识经济开始出现和形成 ， 进而改变了以制造业为基础的工业经济模式 ， 推动了产业升级 ， 强化了人力资本的作用 ， 给劳动力的流动设置了障碍， 也形成了农业经济 、 工业经济和知识经济并存的三元经济结构 。 1、引 言 张宏伟 （ 2008） 以二元经济劳动力流动理论为基础 ， 分析了三元经济结构下 ， 工业化过程对劳动力的新要求以及劳动力流动的新模式 ， 并构建了劳动力流动的分析框架 。 1、引 言 美国经济学家钱纳里 （ H. （ 1995） 在产业结构与劳动力流动问题研究方面也做出了重要贡献 。 他认为 ， 经济发展中资本与劳动的替代弹性是不变的 ， 从而发展了柯布道格拉斯 （ 的生产函数学说 。 1、引 言 本文从 推广王文举 （ 2005） 模型 ， 建立了经济系统中三次产业资源优化配置模型 ， 给出了能使该经济系统收益最大化的三次产业间资本和劳动力配置均衡的必要条件 ， 借以说明在我国劳动力从第一产业向第二 、 三产业流动的合理性和经济学机理 。 2、三次产业资源优化配置模型 假定一个经济系统是由第一产业 （ 农业 ） 、 第二产业（ 工业和建筑业 ） 、 第三产业三个子系统构成 ， 并假定各产业部门均采用 分别为： 1111111 22 2222 33 3333 2、三次产业资源优化配置模型 劳动力和资本的供给约束为： ； 则第一 、 二 、 三产业的纯收入为： 321 321 1111111 )1( 2222222 )1( 3333333 )1( 2、三次产业资源优化配置模型 资本和劳动力在整个经济系统中的合理配置就是使所有部门的纯收入之和最大化 ， 即 333333222222111111321,;,)1()1()1(m a x )(m a 321321 ,. 2、三次产业资源优化配置模型 利用 求解最优化的一阶条件 ， 整理得： )1()1()1( 333322221111 333333332222222211111111111 )1()1()1( 2、三次产业资源优化配置模型 上述两式是第一 、 二 、 三产业资源最优配置 （ 即资本和劳动力均衡配置