实验二：货币政策传导机制及效果仿真模拟分析实验
实验项目开发背景
“中央银行学”、“金融学Ⅱ”是金融学专业的核心课程，“货币银行学”是经济学专业的核心课程，在这三门课程中，货币政策工具、货币政策传导机制及其效果都是重要的知识点。在传统的实验课中，通常采用实证类型的统计与计量模型对货币政策效果进行检验；但由于无法直接观测到货币政策传导过程，对于货币政策传导机制停留在理论分析的层面，而没有延伸到实验课程上，这也增加了学生对这一知识点的学习难度。现在，这一问题可以通过动态随机一般均衡模型（Dynamic Stochastic General Equilibrium Model, DSGE模型）来解决。经过最近30多年的发展，DSGE模型目前已经成为国际上货币政策的主流分析框架之一。与传统的实证方法不同，DSGE模型具有坚实的微观经济学基础，并能够很好地规避经济学中的“卢卡斯批判”问题，因而它获得了大量学者和政策当局的青睐，包括中国人民银行、美联储、欧洲央行、英格兰银行在内的多个国家和地区的货币政策当局都在积极地开发、应用DSGE模型，为政策制定提供参考。因此，为了使货币政策的实验课程在方法论上跟上政策发展趋势和理论研究的前沿，有必要在传统实验方法的基础上，补充运用DSGE模型分析货币政策的实验，这也有助于学生更好地掌握货币政策相关知识，深化对货币政策传导机制的认识。“货币政策传导机制及效果仿真模拟分析实验”就是一个代表性实验项目，由中央财经大学金融学院鄢莉莉老师设计开发。
一、实验目的
要求学生使用Matlab软件和Dynare程序实现DSGE模型对中国货币政策传导机制及传导效果的仿真模拟。通过该实验实现以下目的。
（1）使学生基本掌握DSGE模型的建模、求解及仿真模拟。
（2）使学生更直观地认知数量型货币政策工具与价格型货币政策工具的传导机制及传导效果的异同。
（3）引导学生对仿真模拟结果进行经济学解读，强化学生运用理论模型分析现实经济的能力，并启发学生构建能够刻画更多现实特征的DSGE模型。
二、实验准备
（1）经济学理论知识：消费者行为理论、生产者行为理论。相关课程：“宏观经济学”、“微观经济学”。
（2）货币政策理论知识，重点包括货币政策工具分类及货币政策传导机制。相关课程：“中央银行学”、“金融学Ⅱ”、“货币银行学”。
（3）DSGE模型的构建及求解知识。相关教材：《RBC之ABC：动态宏观经济模型入门》《货币政策、通货膨胀与经济周期：新凯恩斯主义分析框架引论》。
（4）设置好程序运行环境：安装Dynare程序，然后在Matlab软件中添加Dynare程序文件夹路径。
（5）掌握Matlab、Dynare的操作及常用命令。
（6）熟悉Wind资讯金融终端的数据查询和下载功能。
三、实验数据/案例
中国的利率市场化改革开始于20世纪90年代：1996年6月1日，中国放开了银行间同业拆借利率，实现了由拆借市场资金供给状况自主决定拆借利率，这也标志着中国利率市场化改革的正式开始。随后，中国沿着“先外币，后本币；先贷款，后存款；先长期、大额，后短期、小额”的思路逐步放宽了对各种市场利率的管制。2012年以来，中国利率市场化改革的步伐明显加快。2013年7月20日，完全放开贷款利率和票据贴现利率的管制。2015年10月24日，完全放开存款利率管制，这也标志着中国初步完成了利率市场化改革。利率管制的放开意味着中央银行的货币政策操作环境发生了深远的变化，对未来货币政策工具的选择也提出新的要求。很多学者认为，目前推动中国货币政策工具从数量型为主转向价格型为主的条件趋于成熟。实际上，2015年12月1日，中国人民银行副行长易纲公开表示：“要继续重视数量型工具，但是我们会更加重视价格型工具。”可见，货币政策工具的转换已经开始起步，而这个转变势必会影响货币政策传导机制及其效果。
传统的计量模型只能分析货币政策效果而无法分析传导机制，并且由于货币政策工具的转变正在进行中，也缺少足够的数据分析对比两类工具效果的差异。但我们可以运用DSGE模型来实现对政策变化的仿真模拟。构建DSGE模型后，可以查阅经典文献校准DSGE模型中的参数，使参数设定更加合理；也可以登录Wind资讯金融终端查询下载1996—2015年中国的一年期定期存款基准利率，用这些数据来校准参数，使模型更好地刻画中国的特征。
四、实验过程
1 构建DSGE模型模拟经济运行
DSGE模型是将总体经济抽象为若干个经济部门，然后推导出各部门的微观经济个体在约束条件下的最优行为决策，再加上所有部门之间所形成的市场均衡条件，共同构成了反映总体经济的多元方程组，通过对这个多元方程组的数值分析来实现对现实经济的模拟和仿真。为简化起见，这里将整体经济抽象为三个部门：家庭、企业和政府（中央银行）。
1.1 家庭
代表性家庭通过选择消费、持有现金和劳动来最大化其终生效用：
其中，ct、mt=Mt/Pt和nt分别是家庭的消费、持有现金实际余额和劳动供给。σ、η和φ分别是消费的跨期替代弹性、货币需求的利率弹性和劳动供给弹性，β是家庭的主观贴现率。在t期，家庭面临的预算约束为：
其中，bt是家庭购买的实际债券量，rt是名义利率，wt是实际工资，Tt是来自政府的一次性转移支付，
是来自企业的分红。可以求得家庭在预算约束下的最优决策满足：
1.2 企业
假设产品市场是垄断竞争的，代表性企业j雇佣家庭劳动进行生产，生产函数为：
其中，At表示技术水平。假设企业采用的是Calvo（1983）的交错定价方式，每期调整价格的概率是1-ξ，则可以求得产品的价格动态满足：
其中，
为变量Xt对其稳态值X偏离的百分比。
1.3 中央银行
中央银行的货币政策工具通常有两类：一类是采用价格型工具，以利率政策为代表，调节市场利率；另一类是采用数量型规则，通过各种措施调节货币供应量。其中，价格型政策假设货币当局采用标准的泰勒规则，即通过调整利率对通货膨胀和产出缺口做出反应：
其中，λ1是价格型货币政策的利率持续性参数，λ2和λ3分别是对通货膨胀的反应系数和对产出的反应系数，χˆt是外生的货币政策冲击。
数量型货币政策的设定参考Zhang（2009）对中国的研究，假设货币当局对货币供应量的增长率GM, t=Mt/Mt-1采用如下规则：
其中，ρg是政策的持续性参数，ρπ和ρy分别是数量规则货币政策对通货膨胀的反应系数和对产出的反应系数，
是外生的货币政策冲击。
1.4 市场均衡
劳动力市场均衡时，企业雇佣的总劳动恰好等于家庭提供的总劳动：
。产品市场均衡意味着企业总产出等于家庭的总消费：
从而上述的家庭部门最优决策（2-1）~（2-3）式、企业部门的生产决策（2-4）~（2-5）式、市场均衡条件（2-8）式以及中央银行的货币政策（2-7）式或（2-8）式就构成了完整的DSGE模型，既可以直接用Dynare程序求解，也可以进一步对非线性方程（2-1）~（2-4）式和（2-8）式进行对数线性化处理，从而将模型转化为线性模型，线性模型的特点在于能够帮助学生更直观地分析各宏观经济变量之间的动态关系：
2 对DSGE模型做参数校准
DSGE模型的参数确定主要有以下三种途径。
第一，参考经典文献赋值，具体见表2-1。不同的设定具有不同的经济学含义，刻画的经济特征也存在一些差异。当然，不同的文献对参数的设定存在一定的差异（本实验附录1中给出了其他文献的一些设定），可以让学生在扩展的仿真模拟中，对比在不同参数取值下模拟结果的差异。
表2-1 常见的参数校准（参考经典文献）
第二，根据实际数据直接测算。如按1996—2015年的实际数据做测算。设模型中的1期为一个季度，通过“Wind资讯金融终端”下载一年期定期存款基准利率，具体数据见表2-2，可以求得样本区间内利率的平均值为3.24%，从而可以将家庭的主观贴现率β校准为：β=[1/ (1+3.24%)]1/4≈0.99。可以鼓励学生查找其他市场利率指标进行测算，如同业拆借利率、回购利率等，对比测算结果的差异和不同取值对仿真模拟结果的影响。
表2-2 1996—2015年中国一年期定期存款基准利率 %
第三，根据实际数据进行估计。如通过“Wind资讯金融终端”查找中国的GDP、CPI、M2增速和利率的季度数据，运用OLS回归等方法测算货币政策（2-7）、（2-8）式中各个货币政策参数，可以鼓励学生自行估计和分析不同取值对仿真模拟结果的影响。也可以在模型中增加多个冲击，查找中国的实际数据运用贝叶斯估计的方法估计DSGE中的货币参数等部分参数——考虑到学生的知识结构，贝叶斯估计的方法需要另行安排课时学习，适合数理基础较好的硕士研究生和博士研究生。估计的方法在本实验中不做具体讲解。
3 根据DSGE模型编写基于Matlab的Dynare程序：mod文件
根据第1步推导出来的DSGE模型和第2步设定的参数编写基于Matlab的Dynare程序的代码（扩展名为“mod”的文件），不妨将数量型货币政策的DSGE模型所对应的程序命名为“mpe_money.mod”，将价格型货币政策的DSGE模型所对应的程序命名为“mpe_rate.mod”，具体代码分别见附录2、附录3。
4 调用Dynare程序运行mod文件，对模型做数值求解
在Matlab命令窗内输入“dynare + mod文件名”的命令，调用Dynare程序求解DSGE模型，模型数值求解结果保存到以“mod文件名_results.mat”的文件中。如图2-1所示，运行价格型货币政策的DSGE模型所对应的命令为“dynare mpe_rate”，模型数值求解结果保存到“mpe_rate_results.mat”中。
图2-1 调用Dynare程序求解DSGE模型
5 调用数值模拟结果，绘制脉冲响应函数图
用Matlab程序编写画图程序，调用第4步获得的两个DSGE模型的数值模拟结果，提取相关数据画出相应的脉冲响应图。以扩张性货币政策为例，可以画出数量型和价格型货币政策对产出、消费、通货膨胀、就业、工资和利率的影响，脉冲响应函数图见图2-2，具体画图程序见附录4。
图2-2 数量型、价格型的扩张性货币政策的脉冲响应函数
五、实验结果分析
根据第1步所构建的DSGE模型的结构方程和第5步的图2-2，我们可以对两类货币政策工具的效果及传导机制做如下分析。
1 两类货币政策效果的对比
从图2-2可以看出：扩张性的两类货币政策均使得利率下降，家庭减少储蓄增加消费、物价上涨、产出上升、企业雇佣的劳动增加、工资上涨。可见，尽管两类政策采用的政策工具不同，但对宏观经济的影响大体一致，这表明不同类型的货币政策都可以实现对宏观经济进行调控的目标。
2 两类货币政策传导机制的对比
对比图2-2中的两类货币政策可以看出，尽管两类政策对各宏观经济变量的影响方向相同，但两种政策对通货膨胀、利率的影响大小存在明显差异。结合DSGE模型中的各结构方程不难看出，这些差异实际上体现了两类政策的传导机制的差异：对于价格型货币政策，中央银行直接下调利率，这使得储蓄的收益下降，家庭在替代效应的作用下增加消费，进而刺激了经济。而对于数量型货币政策，中央银行增加货币供给，家庭持有的货币增加，在收入效应的作用下，家庭一方面增加消费、刺激了产出，并且货币供给的增加也使得物价增长幅度要大于价格型货币政策，可见如果未来中国人民银行转向使用价格型货币政策，将有助于降低扩张性数量型货币政策造成的通货膨胀压力；另一方面由于收入增加，家庭也会增加储蓄，从而导致利率下降，不过利率下降的幅度要远小于价格型货币政策，这意味着如果未来转向采用价格型货币政策，市场利率的波动将变大，这就要求利率敏感性高的机构（特别是金融机构）提高自身防范利率风险的能力。
3 鼓励学生对仿真模拟实验做扩展
鼓励学生在本实验的基础上做扩展性的仿真模拟分析，分析当经济发生其他的结构性变化时，两类货币政策的传导机制及传导效果的差异，扩展方式主要有两类：
一是DSGE模型不变，但用不同的参数校准来刻画不同的经济结构。如用实验步骤中的第2步提到的不同参数的取值（如附录1中取值），重新校准模型做仿真模拟；或是根据经济状况的变化调整参数做仿真模拟。以第二种为例，假设随着中国人民银行独立性的提高，中央银行的政策目标将更加关注通货膨胀，而对稳定经济增长的关注度有所下降，在本实验中，可以用货币政策对通货膨胀的反应系数λ2和ρπ上升、而对产出的反应系数λ3和ρy下降来度量，然后做模拟对比。以数量型货币政策为例，假设货币政策对通货膨胀的反应系数ρπ从1.5上升到2，而对产出的反应系数ρy从0.5下降到0.1，新模型的具体程序见附录5、对应的画图程序见附录6，仿真模拟结果见图2-3。从图2-3可以看出，各经济变量的变动方向没有变化，只在变化幅度有些变化，表明中央银行政策侧重点的转变并不影响货币政策传导机制，但对各经济变量的具体影响大小不同。对于同样强度的宽松型政策，更关注通货膨胀的政策对实体经济的刺激力度降低，但也降低了物价的上涨幅度。
图2-3 数量型货币政策更关注通货膨胀的影响
二是DSGE模型扩展，使模型能够刻画更多的现实特征。例如，在生产函数中引入资本要素、中间投入品；将三部门扩展至多部门，引入金融机构、财政部等。在扩展时，可以根据不同年级、不同专业的学生做不同难度的扩展要求。本实验不做详细展开。