gams仿真在宏观经济学教学中的应用

gams仿真在宏观经济学教学中的应用

一、关于实验经济学的应用研究宏观经济学是管理侧的一项重要基础课程。中国关于宏观经济学教育的文献很多。然而，大多数关于宏观经济改革的研究主要集中在案例培训（陈银嫦娥，刘健，2008；王鹏飞，2010）和研究性教育（成华，2008）之间的讨论。需要指出的是,实验经济学已成为经济学研究和教学的重要方法。经济实验是指在可控的实验环境下,针对某一经济现象,通过控制某些条件以改变实验的环境或规则,并观察实验对象的行为,分析实验的结果,以检验、比较和完善经济理论并提供政策决策的依据(王文举、任韬,2004)。因此,在经济学教学中应用实验经济学可以起到事半功倍的效果。目前,国内大多数相关研究侧重于实验经济学理论层面的探讨,涉及实验经济学具体应用的研究非常有限。例如,林嘉永(2003)从实验程序标准化、货币激励显著化、实验语言无偏化、比较基准明确化与现实的一致性五个方面探讨如何设计科学的经济学实验;任韬(2007)从理论和方法两个角度分别对实验经济学和经济仿真进行了介绍,并探讨了实验经济学与经济仿真的区别与联系,以及在实际研究工作中的作用。鉴于国内宏观经济学教学中实验经济学应用不足的现状,本文以宏观经济学中的IS-LM模型为例,探讨GAMS仿真在宏观经济教学中的具体应用。二、is-lm模型及其性能(一)模型构建和变量选取本文中,考虑三部门经济(家庭、企业和政府)的IS-LM模型如下:产品市场均衡条件:Y=C+I+G(1)可支配收入:Yd=Y-T(2)消费函数:C=a+bYd(3)投资函数:I=e-dR(4)货币需求函数:MD=kY-hR(5)货币供给:MS=m(6)货币市场均衡条件:MS=MD(7)在上述模型中,C为消费,I为投资,G为政府支出,T为政府税收,Yd为可支配收入,R为利率,Y为国民收入,MD为货币需求,MS为货币供给。为了模拟不同政策的效果,必须确定一个基准点。本文中,基准参数和政策变量取值如下:a=40亿美元;b=0.8;e=140亿美元;d=10;k=0.2;h=5;m=100亿美元;G=50亿美元;T=50亿美元。(二)gams软件中的is-lm模型在GAMS软件中,IS-LM基准模型可分为六部分:标量定义;变量定义;方程的声明和定义;模型定义;政策变量的赋值;模型求解。1.常用的参数定义在标量定义中,需要对IS-LM模型中出现的参数(见表1)定义并赋值。例如,在GAMS中,边际消费倾向b的定义和赋值如下:scalarb边际消费倾向2.相关变量和政策变量都是受在GAMS中,需要对IS-LM模型中出现的各种变量进行定义。表1中的内生变量和政策变量都在这一部分定义。例如,消费的定义如下:variablecon消费特别需要注意的是,GAMS在求解方程组时,需要有最优化目标。为此,本文定义变量obj,该变量在模型求解时充当最优化目标的作用。3.消费函数的定义IS-LM模型中的消费函数、投资函数等需要在模型中进行定义。例如,消费函数的声明和定义如下:消费函数的声明:equationEqCon消费方程消费函数的定义:EqCon..Con=e=a+b*(y-tax)需要指出的是,obj变量此时在方程定义中被赋常数值。由于obj是最优化目标变量,且模型的均衡解与obj变量的赋值无关,故可令obj=1。此时,最优化方程定义如下:最优化方程的声明:equationEqobj最优化目标方程最优化方程的定义:Eqobj..obj=e=14.islm模型在GAMS软件中,需要定义IS-LM模型所包含的方程,具体定义如下:其中,ISLM为模型名。在IS-LM模型定义中,EqCon、EqInv、EqMD、EqMS、EqInc和Eqobj分别表示消费方程、投资方程、货币需求方程、货币供给方程、产品市场均衡条件方程和最优化方程。5.模型求解过程本模型选取了政府购买支出、税收和货币供给三个政策变量,并赋值如下:其中,后缀Fx表示变量在模型求解过程中保持不变。在本文中,通过改变上述政策变量的赋值,就可模拟财政政策和货币政策变动的影响。6.模型求解如前所述,obj为最优目标变量,且该变量已被赋值为常量。通过求解该方程组的最优化解,就可得到IS-LM模型的均衡解,具体代码如下:solveISLMusinglpminimizingobj其中,ISLM为模型名,obj为最优化目标变量,lp表示采用线性规划求解。在基准方案下,模型求解后得到的均衡国民收入、利率、消费、投资分别为:国民收入Y=650亿美元;均衡利率R=6;消费C=520亿美元;投资I=80亿美元。三、财政和货币政策的均衡在IS-LM基准模型基础上,本文从四个方面进行政策模拟:(1)财政和货币政策分别对均衡国民收入、利率、消费和投资的影响;(2)财政和货币政策混合的综合影响;(3)IS和LM曲线斜率对财政和货币政策效果的影响;(4)实现经济目标的政策选择。(一)政策影响变量的估计首先,分别考察财政和货币政策对经济的影响,具体模拟方案见表2。如表2所示,财政政策同时考察了扩张性和紧缩性财政政策。扩张性财政政策包含两个政策冲击模拟:(1)政策购买支出的增加;(2)政府税收的减少。紧缩性财政政策也包含两个政策冲击模拟:(1)政府购买支出的减少;(2)政府税收的增加。与此同时,货币政策同时也考察了扩张性和紧缩性货币政策,其中,扩张性货币政策的模拟为增加货币供给,紧缩性货币政策的模拟为减少货币供给。为了在GAMS中模拟以上财政政策和货币政策,需要修改模型中的政策变量赋值(见表2)。以扩张性财政政策为例,当模拟政府购买支出增加为60亿美元时,需要将政府购买变量的赋值修改为GovFx=60。类似的,当模拟政府增加货币供给至120亿美元时,需要将货币供给变量的赋值修改为MS.Fx=120。(二)政策混合效果关于财政和货币政策混合的综合影响,本文模拟四类政策组合,详见表3。为了模拟上述政策混合的效果,需要修改相关政策变量,具体代码见表3。以扩张性财政政策和扩张性货币政策为例,当模拟政府购买增加至60亿美元且货币供给增加至105亿美元时,政府购买和货币供给变量都需进行修改,即调整为:Gov.Fx=60;MS.Fx=105。(三)政策效果:两种斜率组合财政政策和货币政策效果分别取决于IS和LM曲线的斜率,而IS和LM曲线的斜率分别为(1-b)/d和k/h,故通过改变以上参数,就可改变IS和LM曲线的斜率。出于简便考虑,假定参数b和k保持固定不变,则通过改变d和h,就可分别改变IS和LM曲线的斜率,从而可以考察不同斜率组合下财政政策和货币政策的效果。具体而言,本文将考虑四种斜率组合,详见表4。基于以上四种情形,分别考察财政政策和货币政策冲击。财政政策冲击——政府支出从50亿美元增加到80亿美元。当政府支出增加ΔG时,IS曲线会向右平移ΔG/(1-b)。货币政策冲击——货币供给由100亿美元增加到110亿美元。当货币供给增加Δm时,LM曲线会向右平移Δm/k。显然,财政政策冲击会导致IS曲线的平移,而货币政策冲击会导致LM曲线的平移。通过考察不同斜率组合下IS曲线平移相同距离时均衡收入的变化,就可考察斜率对财政政策效果的影响。同理,通过考察不同斜率组合下LM曲线平移相同距离时均衡收入的变化,就可考察斜率对货币政策效果的影响。为了模拟上述政策效果,需要同时修改决定IS、LM曲线斜率的参数,以及相关政策变量。以LM斜率不变且IS斜率增加的情形为例,如果要模拟财政政策冲击的效果,就需要修改d参数(id=8)和政府购买支出变量(Gov.Fx=80)。(四)模型中变量的定义在基准方案的前提下,模型的均衡国民收入为Y=650亿美元。假定潜在均衡国民收入为Y*=680亿美元,为了实现潜在国民收入,既可采取扩张性财政政策,也可采取扩张性货币政策,同时还可混合使用两种政策。本文模拟实现潜在国民收入时下述方案的选择:(1)增加政府购买;(2)减少政府税收;(3)增加货币供给;(4)政府购买和政府税收的混合;(5)政府购买和货币供给的混合;(6)政府税收和货币供给的混合。在GAMS中,前三种政策的模拟较为简单,详见表5。从表5可知,为了实现潜在国民收入,当模拟不同政策方案时,需要对模型中政策变量的赋值做出调整。例如,为了得到实现潜在国民收入时必须的政府购买量,政策变量赋值调整如下:其中,税收和货币供给变量赋值不变,主要调整变动为:(1)增加潜在国民收入变量的赋值y.Fx=680;(2)去掉政府购买变量赋值,从而使政府购买变量由模型内生决定。需要指出的是,在GAMS中,后三种政策方案的模拟更为复杂。主要原因在于,政策混合以实现潜在国民收入的可能选择不止一种。本文模拟为了实现潜在国民收入,当某一个政策变量在一定范围内浮动时,另一政策变量的内生变动,详见表6。四、模型性能分析的结果(一)财政当局和货币政策对1.扩张性财政政策会导致is线右移表7显示了政府采取扩张性和紧缩性财政政策的模拟结果。其一,当政府购买增加10亿美元时,国民收入增加16.7亿美元,利率增加0.7个百分点,消费增加13.3亿美元,投资减少6.7亿美元。其二,当税收减少10亿美元时,国民收入增加13.3亿美元,利率增加0.5个百分点,消费增加18.7亿美元,投资减少5.3亿美元。其三,当政府购买减少10亿美元时,国民收入减少16.7亿美元,利率减少0.7个百分点,消费减少13.3亿美元,投资增加6.7亿美元。其四,当税收增加10亿美元时,国民收入减少13.3亿美元,利率减少0.5个百分点,消费减少18.7亿美元,投资增加5.3亿美元。因此,扩张性财政政策会使IS曲线右移,从而导致国民收入、利率、消费的增加以及投资的减少;紧缩性财政政策会使IS曲线左移,从而导致国民收入、利率、消费的减少以及投资的增加。2.减少货币供给20亿美元,消费增加7.表8显示了政府采取扩张性和紧缩性货币政策的模拟结果。其一,当政府采取扩张性货币政策,即增加货币供给20亿美元时,国民收入增加66.7亿美元,利率减少1.3个百分点,消费增加53.3亿美元,投资增加13.3亿美元;其二,当政府采取紧缩性货币政策,即减少货币供给20亿美元时,国民收入减少66.7亿美元,利率增加1.3个百分点,消费减少53.3亿美元,投资减少13.3亿美元。因此,扩张性货币政策会使LM曲线右移,从而导致国民收入、消费和投资的增加以及利率的下降;紧缩性货币政策会导致LM曲线左移,从而导致国民收入、消费和投资的减少以及利率的增加。(二)均衡利率和均衡损害情况不确定表9显示了政府混合使用财政政策和货币政策影响的模拟结果。其一,扩张性财政政策和扩张性货币政策的混合运用会导致均衡国民收入的增加,但对利率的影响不确定。以增加政府支出和增加货币供给为例,当政府支出和货币供给分别增加10亿美元和5亿美元时,国民收入增加33.3亿美元,利率增加0.3个百分点;当政府支出和货币供给分别增加10亿美元和20亿美元时,国民收入增加83.3亿美元,利率降低0.8个百分点。其二,扩张性财政政策和紧缩性货币政策的混合运用会导致均衡利率的上升,但对国民收入的影响不确定。以增加政府支出和减少货币供给为例,当政府支出增加10亿美元且货币供给减少2亿美元时,国民收入增加10亿美元,利率增加0.8个百分点;当政府支出增加10亿美元且货币供给减少10亿美元时,国民收入减少16.7亿美元,利率增加1.3个百分点。其三,紧缩性财政政策和扩张性货币政策的混合运用会导致均衡利率的下降,但对国民收入的影响不确定。以减少政府支出和增加货币供给为例,当政府支出减少10亿美元且货币供给增加2亿美元时,国民收入减少10亿美元,利率减少0.8个百分点;当政府支出减少10亿美元且货币供给增加10亿美元时,国民收入增加16.7亿美元,利率减少1.3个百分点。其四,紧缩性财政政策和紧缩性货币政策的混合运用会导致均衡国民收入的减少,但对利率的影响不确定。以减少政府支出和减少货币供给为例,当政府支出减少10亿美元且货币供给减少2亿美元时,均衡国民收入减少23.3亿美元,利率减少0.5个百分点;当政府支出减少10亿美元且货币供给减少12亿美元时,均衡国民收入减少56.7亿美元,利率增加0.1个百分点。(三)模拟分析金融和货币政策对影响的影响1.财政政策效果表10显示了IS和LM曲线斜率对财政政策效果影响的模拟结果。其一,在基准方案下,政府购买增加30亿美元时,均衡国民收入增加50亿美元。其二,IS曲线的斜率越大,财政政策效果越明显。当IS斜率增加时(投资的利率系数减少为8),国民收入增加57.7亿美元;当IS斜率减少时(投资利率系数增加为12),国民收入增加44.1亿美元。显然,IS曲线斜率越大时,均衡国民收入的增加越多,即财政政策效果越显著。其三,LM曲线的斜率越小,财政政策效果越明显。当LM斜率增加时(货币投机需求的利率系数减少为4),均衡国民收入增加42.8亿美元;当LM斜率减少时(货币投机需求的利率系数增加为6),均衡国民收入增加56.2亿美元。显然,LM斜率越小,均衡国民收入的增加越多,即财政政策效果越显著。2.减少国家经济增长,体现两种政策效果表11显示了IS和LM曲线斜率对货币政策效果影响的模拟结果。其一,在基准方案下,货币供给增加10亿美元时,均衡国民收入增加33.3亿美元。其二,IS曲线的斜率越小,货币政策效果越明显。当IS斜率增加时(投资的利率系数减少为8),国民收入增加30.7亿美元;当IS斜率减少时(投资利率系数增加为12),国民收入增加35.2亿美元。显然,IS斜率越小时,均衡国民收入的增加越多,即货币政策效果越显著。其三,LM曲线的斜率越大,货币政策效果越明显。当LM斜率增加时(货币投机需求的利率系数减少为4),均衡国民收入增加35.7亿美元;当LM斜率减少时(货币投机需求的利率系数增加为6),均衡国民收入增加31.2亿美元。显然,LM斜率越大时,均衡国民收入的增加越多,即货币政策效果越显著。(四)实现潜在居民身份证的政策混合模拟在基准方案的前提下,均衡国民收入为Y=650亿美元。为了实现均衡国民收入Y*=680亿美元,首先考虑分别增加政府购买、减少政府税收、增加货币供给的情形,见表12。从表12可知,为了实现潜在国民收入,可以采取三种不同方案:(1)政府购买增加18亿美元;(2)税收减少22.5亿美元;(3)货币供给增加9亿美元。本文考察实现潜在国民收入的政策混合模拟的三种情形:政府购买和政府税收的混合模拟;政府购买和货币供给的混合模拟;政府税收和货币供给的混合模拟。1.税收增加时影响潜在居民收入的发生从图1可知,为了实现潜在国民收入目标,当政府购买为45亿美元时,税收为21.25亿美元;当政府购买由45亿美元增加到69亿美元时,税收必须随之同步增加,才能够实现潜在国民收入;随着税收的增加,可支配收入会减少,消费也会随之减少;由于政府购买和税收的作用相互抵消,故均衡利率和投资不受影响且保持不变。2.货币供给与