动态随机一般均衡模型概述

天津财经大学白仲林1结构宏观计量经济模型理论与应用内容提要z结构计量经济学模型z动态随机一般均衡模型概述zDSGE模型zDSGE模型的Bayesian分析zDynare程序集简介天津财经大学白仲林2结构计量经济学模型1953年，耶鲁大学考威尔斯经济研究基金会（theCowlesfoundationforResearchinEconomics）的Hood&Koopmans曾定义“计量经济学（Econometrics）是通过经济理论和统计方法相结合来分析经济数据的经济学分支。”然而，Stanford大学教授Peter&Frank（2003）认为“今天许多经济学家将计量经济学视为主要与统计问题相关、而与经济问题无关的领域，由此就产生了计量经济建模与结构计量经济建模之间的区别。结构计量经济建模方法旨在强调Cowles委员会关于计量经济学的原本。”事实上，经济学的经验建模研究一般被划分为两个范畴：描述性建模和结构建模（DescriptiveandStructuralModeling）。描述性建模集中于解释（constructing）和概括（summarizing）经济数据，无需经济理论模型的参考即可进行描述研究，它具有悠久和备受重视的传统。并且，经济学中绝大多数描述研究的目的是揭示可以激发进一步分析的趋势、模式或联系。例如，经济学家可以不依赖于关于就业或失业的经济模型而测量劳动力的规模和失业率。Engel的发现“食品支出比率与家庭支出的对数负相关”；Phillips曲线“英国失业率与工资变化负相关”。显然，在随后的数年里，发展了许多经济理论以解释为什么Engel曲线和Phillps曲线是稳定的经济关系。除此之外，描述研究还关注估计变量x和y的联合总体密度f(x,y)，或者由此衍生的目标，诸如：f(y|x)给定x时，y的条件密度；E(y|x)给定x时，y的条件期望；Cov(y|x)给定x时，y的条件协方差；Qα(y|x)给定x时，y的α条件分位数；BLP(y|x)给定x时，y的昀佳线性预测。在实践中，为了估计联合总体密度f(x,y)（或者相关的目的），描述性研究往往选择参数型统计分布或者非参数分布，分别使用参数和非参数统计方法估计联合总体密度函数f(x,y)的参数或者分布，以揭示x和y之间的相依性。结构建模着重说明如何在联合分布上施加经济活动约束，以恢复可观测经济数据底层的经济原本。显然，同描述性模型一样，结构计量经济建模也描述经济数据的联合分布f(x,y)，但是，结构计量模型旨在从联合分布估计经济参数、恢复经济原本。因此，恢复底层经济原本的经济学假设和统计学假设是结构模型的两个主要组成部分。并且，为了使结构是现实的，结构必须合理地描述生成数据的经济和制度环境；为了模型是可靠的，模型必须能够基于x和y的所有可能实现估计结构参数。一般来说，因对经济系统的经济学假设和统计学假设的区别，则建立了不同的结构宏观计量经济模型。例如，对于封闭的凯恩斯经济系统，线性联立方程模型()()20111120121222~..0,~..0,tttttttttttttCYuuiidIYYuuiidYCIGαασβββσ−=++=+++=++天津财经大学白仲林3就是根据经济学假设（凯恩斯绝对收入假设、凯恩斯投资函数和国民经济核算定义）和统计学假设（消费和投资均存在相互独立的未观测外生冲击）建立的一种结构宏观经济模型。再如，对于传统凯恩斯主义IS-LM-PC模型（Gali，1992）：11()()sismdmssyiEpmpyimppyαμσμφλμμβμ+−=+−−Δ+⎧⎪−=−+⎪⎨Δ=⎪⎪Δ=Δ+−⎩其中，y、i、m和p分别是实际GDP的对数、名义利率，名义货币存量的对数和价格水平的对数，sμ、isμ、mdμ和msμ依次是总供给冲击、实际需求（或IS）冲击、货币需求冲击和货币供给冲击。显然，IS-LM-PC模型的四个方程分别是IS方程、货币需求方程、货币供给方程和菲利普斯曲线（总供给曲线），在宏观经济学中常常依据该模型进行商品市场、货币市场和宏观经济政策动态效应的理论与实证分析。并且，在理性预期1（1Epp+Δ=Δ）的假设下，如果内生变量y、i、m和p是I(1)过程、外生冲击向量()()'~,smsmdisiidμμμμμΣ0，则经差分和变量替换后，IS-LM-PC模型即是一种结构计量模型——SVARMA模型（白仲林&林桐，2014）1112101000000101()100()0000()0100yyiiipipmpmpφλβσφλσλβφλλφλ−−−−Δ−Δ⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−Δ−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟=⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−ΔΔ−Δ⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−Δ−Δ−Δ−⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎝⎠222220000001000010-()00001001()00010smsmdisyiipmpμμφλβμμφλλλβ−−−−Δ⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟++⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−Δ⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟Δ−Δ−⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎝⎠1212121200100000021012010010000-10020ssmsmsmdmdisisμμβμμμμλβλλλλμμ−−−−−−−−−⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟−−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟++⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟−−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟−−−⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎝⎠3333000000100000000smsmdisμμμλμ−−−−⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠于是，令()-=‘iiiitismsmdisμμμμμ−−−−、()-=()()‘tiiiiiYyiipmp−−−−ΔΔΔ−ΔΔ−Δ，则得到SVARMA模型011220112233tttttttAYAYAYBBBBμμμμ−−−−−=+++++②在适应性预期（()1Epfp+Δ=Δ）的假设可以得到类似的结果。天津财经大学白仲林4下面以宏观经济动态随机一般均衡模型为例，介绍建立结构计量模型的一般过程。动态随机一般均衡模型概述1、DSGE模型及其建模目的动态随机一般均衡(Dynamicstochasticgeneralequilibrium，简称DSGE)模型综合了“动态演化”、“随机冲击”和“一般均衡分析”三种宏观经济学的分析方法。动态——经济系统各行为主体在进行决策时，不仅要考虑行为的当期影响，还要考虑行为的后续影响。即，各行为主体是在对未来预期的前提下，动态地考虑其行为决策的后果。所以，DSGE模型揭示和描述了经济系统由非均衡状态向均衡状态的动态调整机制。随机——在现实经济中有许多的不确定性，所以在DSGE模型中引入了多种外生随机冲击，并且，DSGE模型的动态过程是由行为主体的决策和外生随机冲击共同决定的。一般均衡——DSGE模型是在一般均衡的框架下考察各行为主体的决策，反映和刻画了经济系统长期均衡状态的特征。因此，建立DSGE模型的目的有如下三个方面：揭示经济系统在稳态水平的特征，推断实体经济演化的驱动因素，反映经济系统由非均衡状态向均衡状态的动态调整机制。所以，DSGE模型是近30年来在宏观经济研究领域中非常流行的数理经济模型，同时也是建立结构宏观经济计量模型的一个新视角。2、DSGE模型的特点由于DSGE模型能够通过对经济主体决策行为的关系进行清晰描述，并可以采用适当的微观经济加总技术得到经济总量满足的行为方程，以及对经济的长期均衡状态及短期的动态调整过程进行细致刻画。于是，DSGE模型具有如下的特点：理论的一致性、模型的整体性、微观与宏观经济分析的完美结合、长期与短期分析的有机整合等特点。因此，许多学者在该方面已经做出了重要的研究贡献。特别，DSGE模型为经济波动研究和宏观经济政策分析(宏观经济政策的有效性分析；昀优货币、财政政策分析；货币政策传导机制分析等)提供了一个统一的框架，理论界普遍认为DSGE已成为现代宏观经济学的基础之一(DeJong&Dave，2007)，并且其估计方法也被认为是宏观经济学的主流数量分析工具，Jesús(2009)称之为新宏观计量经济学(NewMacroeconometrics)。3、DSGE模型的应用在过去的20年里DSGE模型得到了广泛的应用，受到理论与实务界的普遍关注。目前，DSGE模型正在逐渐成为许多研究机构定量分析的一个基准模型，尤其，很多国家的央行都在发展适合国情的DSGE模型。事实上，DSGE模型始创于Kydland和Prescott(1982)，他们基于RBC理论构建了一个DSGE模型来分析经济波动，得到技术冲击是产出等宏观经济变量波动的主要原因，但是他们假定市场是完全竞争的、价格和工资具有完全的灵活性，这与实际经济环境难以相符，因此受到众多抨击。天津财经大学白仲林5为此，Yun(1996)在RBC模型中引入了垄断竞争和价格粘性，在新凯恩斯框架下开创了使用DSGE模型研究经济波动性的先河；随后Gali(1999)又在此基础上引入了技术冲击，更加准确地描述了实际经济的波动性。另外，Gali和Monacelli(2005)还基于Obstfeld和Rogoff(1995)关于开放经济的开创性工作，在DSGE框架中引入名义价格粘性，开启了DSGE模型对开放经济的研究。4、DSGE模型的估计方法在实证分析方法方面，自Kydland和Prescott(1982)提出DSGE模型以来，各种计量经济估计方法被用于估计DSGE模型。例如，Kydland和Prescott(1982)的参数校准方法、Christiano和Eichenbaum(1992)的GMM估计法、Christiano、Eichenbaum和Evans(2005)的昀小距离估计以及Altug(1989)和Kim(2000)等使用的全信息极大似然估计(full-informationlikelihood-basedestimation)方法。近年来Bayesian分析方法已成为DSGE模型的主流估计方法。实际上，DSGE模型的Bayesian估计方法与GMM估计比较，前者使用了DSGE模型的所有信息，而后者仅仅使用了DSGE模型一阶条件的矩方程信息；并且，Bayesian估计方法不仅包含了DSGE模型的极大似然估计；而且，Bayesian估计方法的先验分布为参数估计还提供一些样本外的经验信息。下面将以Kydland&Prescott(1982)的实际经济周期(RBC)模型和Ireland(2004)的新凯恩斯框架下封闭经济DSGE模型为例，较系统地介绍建立DSGE模型的理论方法和Bayesian分析。并且，将基于Matlab软件的Dynare程序包介绍DSGE模型的模拟分析与Bayesian估计实践。DSGE模型一、实际经济周期(RBC)模型在完全竞争市场和灵活价格的条件下，Kydland&Prescott(1982)建立了一个简单的实际经济周期(RBC)模型，并基于RBC模型揭示了经济周期波动的原因——技术冲击，同时它也是经济增长的驱动力。Kydland&Prescott(1982)建立的RBC模型是在新古典增长环境的基础上增加了两个主要的特征：(1)决策者面临对劳动和闲暇的取舍；(2)技术进步演变的不确定性。1经济环境在一个分散的经济中，只存在一种单一产品，这种产品既可以用于消费，也可以作为投资品进行投资。经济中存在无数的个人，每个人具有无限生命，它们通过向劳动力市场和资本市场分別提供劳动和资本获得收入，并通过昀大化其一生效用水平来决定其消费和储蓄(投资)行为。假设个人决策行为以家庭为单位。家庭作为一个整体通过提供劳动获得工资收入、通过向资本市场提供资本和投资(或债务)获得利息收入(或者支付利息)，同时用这些收入进行家庭消费和储蓄/投资活动，使家庭效用昀大化。假设每个家庭是同质的，于是可以通过分析代表性家庭来研究总体经济活动。家庭决策者在0时刻所考虑的家庭效用水平是家庭所有成员在当前和未来所有时刻效用水平的贴现和，即天津财经大学白仲林6()()000,ttttUEuclβ∞==∑(9.2.1)其中，0E是基于0时