第11卷第2期 智能系统学报 Vol.11 No.2 2016年4月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Apr.2016 D0I:10.11992/is.201509019 网络出版地址：http://www.enki..net/kcms/detail/23.1538.TP.20160315.1239.016.html 多Agent的复杂经济仿真系统构建策略 曲国华1，张振华2，徐岭3，刘增良4，曲卫华4，张汉鹏，张强 (1.山西财经大学管理科学与工程学院，山西太原030006：2.广东外语外贸大学经济贸易学院，广东广州510006： 3.北京石油化工学院经济管理学院，北京102600：4.北京理工大学管理与经济学院，北京100081：5.西南财经大学 工商管理学院，四川成都610074) 摘要：为了给复杂经济仿真系统找到通用的理论模型，通过对国内Agt经济系统的研究，提出复杂经济系统微观 模型(CESM)。采用智能Agent CESM和亚小CESM模拟的实现方式，界定了个人，企业、政府、国外贸易的经济行 为，采用模型转换和代码生成支持计算实验。根据所提出的CESM策略，设计和实现四部门复杂经济仿真系统 (FEAS),最后用经济学的观点对结果进行解释，结果表明，CESM最吸引人的地方是它通过异质性微观Ag©nt来涌现 宏观特征。系统的仿真过程表明提出的C$M策略是一种自治的、贴近复杂经济仿真系统问题研究的建模方法，可 以在集成项目的工作中发挥重要的作用。 关键词：Agent:复杂经济系统微观模型；结点；四部门复杂经济仿真系统 中图分类号：TP39文献标志码：A文章编号：1673-4785(2016)02-0163-09 中文引用格式：曲国华，张振华，徐岭，等.多Aget的复杂经济仿真系统构建策略[J].智能系统学报，2016,11(2)：163-171. 英文引用格式：QU Guohua,ZHANG Zhenhua,XU Ling,etal.A strategy to construct multi-Agent-based complex economic simu- lation systems[J].CAAI transactions on intelligent systems,2016,11(2):163-171. A strategy to construct multi-Agent-based complex economic simulation systems QU Guohua',ZHANG Zhenhua2,XU Ling',LIU Zengliang',QU Weihua, ZHANG Hanpeng,ZHANG Qiang (1.School of Management Science and Engineering,Shanxi University of Finance and Economics,Taiyuan 030006,China;2.School of Economics and Trade,Guangdong University of Foreign Studies,Guangzhou 510006,China;3.School of Management and Econom- ics,Beijing Institute of Petrochemical of Technology,Beijing 102600,China;4.School of Management and Economics,Beijing Insti- tute of Technology,Beijing 10081,China;5.School of Business Administration,Southwestern University of Finance and Economics U- niversity,Chengdu 610074,China) Abstract:To find a suitable theory model for complex economic simulation system,complex economic system mi- crocosmic model (CESM)was proposed through the domestic economic system for research and Agent classifica- tion,analyzing CESM mechanism.An implementation approach used CESM-simulation and sub-CESM simulation based on intelligent agent and person,enterprise,government and foreign trade actions was defined,and the simu- lation models are generated by model transformation in order to support computational experiments.Four depart- ments complex economic simulation system FEAS designing and implementation is developed according to CESM strategy proposed.Finally,simulation results are explained from Macroeconomics view,and the results show that the most attractive characteristics of CESM is that it can analyze its macro character by research heterogeneous a- gents behavior.FEAS simulation testifies that CESM strategy proposed is self contained,and it plays an important role in the integration of simulation system project. Keywords:Agent;CESM;Node;FEAS 收稿日期：2015-09-20.网络出版日期：2016-03-15. 基金项目：国家自然科学基金项目(61175122,71071018.71201089)： 20世纪末，随着复杂适应系统理论的完善与发 北京市哲学社会科学规划项目(SZ201410017006):广东省 展，许多学者开始从一个统一的视角来看待复杂适 哲学社科和软科学基金项目(GD12XGL14,2015A070704051. 2014A030313575):教育部人文社科项目(14XJC630010). 应系统川，而复杂经济系统就是一个由大量自由主 通信作者：徐岭.E-mail:xuling(@bipt.edn.cn
第 １１ 卷第 ２ 期 智 能 系 统 学 报 Ｖｏｌ．１１ №．２ ２０１６ 年 ４ 月 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｐｒ． ２０１６ ＤＯＩ：１０．１１９９２ ／ ｔｉｓ．２０１５０９０１９ 网络出版地址：ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ ／ ２３．１５３８．ＴＰ．２０１６０３１５．１２３９．０１６．ｈｔｍｌ 多 Ａｇｅｎｔ 的复杂经济仿真系统构建策略 曲国华１ ，张振华２ ，徐岭３ ，刘增良４ ，曲卫华４ ，张汉鹏５ ，张强４ （１． 山西财经大学 管理科学与工程学院，山西 太原 ０３０００６； ２． 广东外语外贸大学经济贸易学院，广东 广州 ５１０００６； ３． 北京石油化工学院经济管理学院，北京 １０２６００； ４．北京理工大学 管理与经济学院，北京 １０００８１； ５． 西南财经大学 工商管理学院，四川 成都 ６１００７４） 摘 要：为了给复杂经济仿真系统找到通用的理论模型，通过对国内 Ａｇｅｎｔ 经济系统的研究，提出复杂经济系统微观 模型（ＣＥＳＭ）。 采用智能 Ａｇｅｎｔ ＣＥＳＭ 和亚小 ＣＥＳＭ 模拟的实现方式，界定了个人、企业、政府、国外贸易的经济行 为，采用模型转换和代码生成支持计算实验。 根据所提出的 ＣＥＳＭ 策略，设计和实现四部门复杂经济仿真系统 （ＦＥＡＳ），最后用经济学的观点对结果进行解释，结果表明，ＣＥＳＭ 最吸引人的地方是它通过异质性微观 Ａｇｅｎｔ 来涌现 宏观特征。 系统的仿真过程表明提出的 ＣＥＳＭ 策略是一种自治的、贴近复杂经济仿真系统问题研究的建模方法，可 以在集成项目的工作中发挥重要的作用。 关键词：Ａｇｅｎｔ；复杂经济系统微观模型；结点；四部门复杂经济仿真系统 中图分类号： ＴＰ３９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１６）０２⁃０１６３⁃０９ 中文引用格式：曲国华，张振华，徐岭，等． 多 Ａｇｅｎｔ 的复杂经济仿真系统构建策略［Ｊ］． 智能系统学报， ２０１６， １１（２）： １６３⁃１７１． 英文引用格式：ＱＵ Ｇｕｏｈｕａ， ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｈｕａ， ＸＵ Ｌｉｎｇ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｍｕｌｔｉ⁃Ａｇｅｎｔ⁃ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｉｍｕ⁃ ｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］． ＣＡＡＩ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ， ２０１６， １１（２）： １６３⁃１７１． Ａ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｍｕｌｔｉ⁃Ａｇｅｎｔ⁃ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ＱＵ Ｇｕｏｈｕａ １ ， ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｈｕａ ２ ， ＸＵ Ｌｉｎｇ ３ ， ＬＩＵ Ｚｅｎｇｌｉａｎｇ ４ ， ＱＵ Ｗｅｉｈｕａ ４ ， ＺＨＡＮＧ Ｈａｎｐｅｎｇ ５ ， ＺＨＡＮＧ Ｑｉａｎｇ ４ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｉｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ， Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｔｒａｄｅ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍ⁃ ｉｃｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２６００， Ｃｈｉｎａ； ４． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉ⁃ ｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８１， Ｃｈｉｎａ； ５． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｉｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ Ｕ⁃ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００７４， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｆｉｎｄ ａ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｈｅｏｒｙ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｍｉ⁃ ｃｒｏｃｏｓｍｉｃ ｍｏｄｅｌ （ＣＥＳＭ） ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｇｅｎｔ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａ⁃ ｔｉｏｎ， ａｎａｌｙｚｉｎｇ ＣＥＳＭ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ． Ａｎ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｕｓｅｄ ＣＥＳＭ⁃ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｂ⁃ＣＥＳＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｐｅｒｓｏｎ， ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ， ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｔｒａｄｅ ａｃｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｄｅｆｉｎｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｕ⁃ ｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｍｏｄｅｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｕｐｐｏｒｔ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｆｏｕｒ ｄｅｐａｒｔ⁃ ｍｅｎｔｓ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ＦＥＡＳ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＣＥＳＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ Ｍａｃｒｏｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ｖｉｅｗ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＣＥＳＭ ｉｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ａｎａｌｙｚｅ ｉｔｓ ｍａｃｒｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｂｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ａ⁃ ｇｅｎｔｓ ｂｅｈａｖｉｏｒ． ＦＥＡＳ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｆｉｅｓ ｔｈａｔ ＣＥＳＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｓ ｓｅｌｆ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ， ａｎｄ ｉｔ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ａｇｅｎｔ； ＣＥＳＭ； Ｎｏｄｅ； ＦＥＡＳ 收稿日期：２０１５⁃０９⁃２０． 网络出版日期：２０１６⁃０３⁃１５． 基金项目：国家自然科学基金项目（ ６１１７５１２２， ７１０７１０１８，７１２０１０８９）； 北京市哲学社会科学规划项目（ ＳＺ２０１４１００１７００６ ）；广东省 哲学社科和软科学基金项目（ＧＤ１２ＸＧＬ１４，２０１５Ａ０７０７０４０５１， ２０１４Ａ０３０３１３５７５）； 教育部人文社科项目（１４ＸＪＣ６３００１０）． 通信作者：徐岭． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｘｕｌｉｎｇ＠ ｂｉｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ． ２０ 世纪末，随着复杂适应系统理论的完善与发 展，许多学者开始从一个统一的视角来看待复杂适 应系统［１］ ，而复杂经济系统就是一个由大量自由主
·164 智能系统学报 第11卷 体构成的复杂适应系统。首先，复杂适应系统是通 互运行与学习涌现出了宏观经济运行特征。 过众多的主体相互作用而表现出来的一系列宏观经 1 济行为现象，每个主体的属性与行为是随机的与非 复杂经济系统分析 线性的。从每个主体Agent只能获得系统的局部信 复杂经济系统包含大量的微观部分主体(A- 息，但是作为系统的整体，每个Agent又总是随着社 gent),这些微观成份不仅仅是聚集在一起，而且还 会经济网络的形成不断自发涌现出相应的现象。其 存在着复杂的相互作用与相互影响。通过这些相互 次，经济系统的每个主体会通过自己的环境不断改 作用与相互影响进行复杂结构的演化，从而呈现一系 变学习策略适应新的规则，这样各个主体各自的升 列的宏观现象。模拟社会宏观经济现象从社会宏观 级积累会呈现出系统的整体进化状况[。 角度和微观个体结合来考虑，因为在复杂经济社会系 运用Agent技术于经济领域的研究由来已久， 统中各个个体（微观主体）之间是非线性的，它们之间 胡代平、王浣尘[]利用Agent将复杂经济系统的决 的关系难以用数学的式子来表达。模拟社会的宏观 策理论、宏观经济决策与仿真技术结合起来设计了 经济现象应当研究微观个体的行为，通过微观个体的 宏观经济决策支持系统模型用来帮助用户做出更好 行为成份入手，建立微观个体行为模型，根据个体之 的决策；Arthur和Holland等合作的人工股市模型4) 间局部交互和整体交互涌现宏观的总特征。微观模 用于仿真在资产市场中买卖主体的行为：毛海军 型当中的主体用Agent来充当。在经济系统中存在 等s)对多Agent的宏观经济预测系统进行了大量的 着无数的微观主体，如居民、企业、政府等，它们都具 研究：王韶坤[o设计了基于Agent的企业经济行为 有自主性、自适应性。每个主体的微观经济行为汇 流动仿真研究平台，对金融系统中资金流动仿真进 集于宏观经济总量的发生与变化。我们可以把这些 行了探讨和研究：陈彬[)利用多Agent事件仿真技 决策主体定义为Agent,.经济中的主体(Agent)可以 术设计了一个人工社会模型实例一人工社会：徐 是代理人、银行、消费者、政府、公司或投资者，因此 敏杰等劉设计了一个包括居民、市场、政府在内的 对复杂经济系统的研究应从微观经济模型开始。人 三部门模型；朱永彬、薛耀文[9)利用Agent技术、人 类个体能够识别从微观个体涌现出来的宏观特性， 工智能技术、计算机技术设计了基于Agent金融交 而这些宏观特性又影响到微观个体行为[]。 易模拟终端的设计与实现。Aspen模型[1o是由 微观分析模拟概念由美国耶鲁大学奥乐卡特教 Rich Pryor和其他研究人员在Sandia国家实验室开 授提出，随着计算机技术的发展，微观模型也得到迅 发研制出来的，它成为复杂经济系统模拟领域的经 速的发展和应用，在应用方面取得了显著的成 典以及Epstein和Atella共同设计的Sugarscape模 绩45]。20世纪60年代末到70年代中期，微观模 型)。可以发现，现有的研究都是着眼于模拟不同 拟模型在发达国家得到了蓬勃的发展，如美国的 的战略和政策情景下，对复杂经济系统进行的模型 TRIM、MATH、DYNASIM等模型都在此期间得到了 构建。然而，如何针对无数的模型找到一个可遵循 开发和应用。法国、英国、加拿大、澳大利亚等许多 的理论模型，以服务于相关政策和重大战略决策实 发达国家都建立了本国个人的税收模型16.20世 施效果模拟有待进一步研究，而且应用多Agent技 纪80年代是稳定的发展时期，产生了多种微观模 术仿真四部门模型在相关文献中很少见到。 型41]：美国TRM3微观静态模型4,18)：澳大利亚 基于上述原因，从国外文献中，对一些典型的成 STINMOD微观静态模型16-)：欧盟EURMOD微观 功的微观模拟系统、各个要素以及它们的属性与行 静态模型[1)：加拿大SPSDM微观静态模拟模 为进行抽象，提出基于Agent的复杂经济系统微观 型4，表1对这些模型进行了总结。 模型(CESM)。由于设计出的CESM具有层次结 构，最下面是由最微观的Agent充当，处在不同层次 2 复杂经济系统的微观模型(CESM) 的Agent经过层层设计一直到顶端宏观模型，因此 的构建 CESM是经过“由下而上”的设计思路来完成的。根 据此思路，设计了Agent的四部门经济循环模型仿 2.1CESM构建思路 真系统。其中，Agent用来充当CESM的微观主体， 对多Agent典型的微观模拟模型系统研究和分 不同的Agent充当各自的角色，所有的微观主体相 析，抽象得出微观模拟模型的构成要素一微观主体
体构成的复杂适应系统。 首先，复杂适应系统是通 过众多的主体相互作用而表现出来的一系列宏观经 济行为现象，每个主体的属性与行为是随机的与非 线性的。 从每个主体 Ａｇｅｎｔ 只能获得系统的局部信 息，但是作为系统的整体，每个 Ａｇｅｎｔ 又总是随着社 会经济网络的形成不断自发涌现出相应的现象。 其 次，经济系统的每个主体会通过自己的环境不断改 变学习策略适应新的规则，这样各个主体各自的升 级积累会呈现出系统的整体进化状况［２］ 。 运用 Ａｇｅｎｔ 技术于经济领域的研究由来已久， 胡代平、王浣尘［３］ 利用 Ａｇｅｎｔ 将复杂经济系统的决 策理论、宏观经济决策与仿真技术结合起来设计了 宏观经济决策支持系统模型用来帮助用户做出更好 的决策；Ａｒｔｈｕｒ 和 Ｈｏｌｌａｎｄ 等合作的人工股市模型［４］ 用于仿真在资产市场中买卖主体的行为；毛海军 等［５］对多 Ａｇｅｎｔ 的宏观经济预测系统进行了大量的 研究；王韶坤［６］ 设计了基于 Ａｇｅｎｔ 的企业经济行为 流动仿真研究平台，对金融系统中资金流动仿真进 行了探讨和研究；陈彬［７］ 利用多 Ａｇｅｎｔ 事件仿真技 术设计了一个人工社会模型实例———人工社会；徐 敏杰等［８］设计了一个包括居民、市场、政府在内的 三部门模型； 朱永彬、薛耀文［９］ 利用 Ａｇｅｎｔ 技术、人 工智能技术、计算机技术设计了基于 Ａｇｅｎｔ 金融交 易模拟终端的设计与实现。 Ａｓｐｅｎ 模型［１０］ 是由 Ｒｉｃｈ Ｐｒｙｏｒ 和其他研究人员在 Ｓａｎｄｉａ 国家实验室开 发研制出来的，它成为复杂经济系统模拟领域的经 典以及 Ｅｐｓｔｅｉｎ 和 Ａｔｅｌｌａ 共同设计的 Ｓｕｇａｒｓｃａｐｅ 模 型［１１］ 。 可以发现，现有的研究都是着眼于模拟不同 的战略和政策情景下，对复杂经济系统进行的模型 构建。 然而，如何针对无数的模型找到一个可遵循 的理论模型，以服务于相关政策和重大战略决策实 施效果模拟有待进一步研究，而且应用多 Ａｇｅｎｔ 技 术仿真四部门模型在相关文献中很少见到。 基于上述原因，从国外文献中，对一些典型的成 功的微观模拟系统、各个要素以及它们的属性与行 为进行抽象，提出基于 Ａｇｅｎｔ 的复杂经济系统微观 模型（ ＣＥＳＭ）。 由于设计出的 ＣＥＳＭ 具有层次结 构，最下面是由最微观的 Ａｇｅｎｔ 充当，处在不同层次 的 Ａｇｅｎｔ 经过层层设计一直到顶端宏观模型，因此 ＣＥＳＭ 是经过“由下而上”的设计思路来完成的。 根 据此思路，设计了 Ａｇｅｎｔ 的四部门经济循环模型仿 真系统。 其中，Ａｇｅｎｔ 用来充当 ＣＥＳＭ 的微观主体， 不同的 Ａｇｅｎｔ 充当各自的角色，所有的微观主体相 互运行与学习涌现出了宏观经济运行特征。 １ 复杂经济系统分析 复杂经济系统包含大量的微观部分主体（Ａ⁃ ｇｅｎｔ） ［１２］ ，这些微观成份不仅仅是聚集在一起，而且还 存在着复杂的相互作用与相互影响。 通过这些相互 作用与相互影响进行复杂结构的演化，从而呈现一系 列的宏观现象。 模拟社会宏观经济现象从社会宏观 角度和微观个体结合来考虑，因为在复杂经济社会系 统中各个个体（微观主体）之间是非线性的，它们之间 的关系难以用数学的式子来表达。 模拟社会的宏观 经济现象应当研究微观个体的行为，通过微观个体的 行为成份入手，建立微观个体行为模型，根据个体之 间局部交互和整体交互涌现宏观的总特征。 微观模 型当中的主体用 Ａｇｅｎｔ 来充当。 在经济系统中存在 着无数的微观主体，如居民、企业、政府等，它们都具 有自主性、自适应性。 每个主体的微观经济行为汇 集于宏观经济总量的发生与变化。 我们可以把这些 决策主体定义为 Ａｇｅｎｔ，经济中的主体（Ａｇｅｎｔ）可以 是代理人、银行、消费者、政府、公司或投资者，因此 对复杂经济系统的研究应从微观经济模型开始。 人 类个体能够识别从微观个体涌现出来的宏观特性， 而这些宏观特性又影响到微观个体行为［１３］ 。 微观分析模拟概念由美国耶鲁大学奥乐卡特教 授提出，随着计算机技术的发展，微观模型也得到迅 速的发 展 和 应 用， 在 应 用 方 面 取 得 了 显 著 的 成 绩［１４⁃１５］ 。 ２０ 世纪 ６０ 年代末到 ７０ 年代中期，微观模 拟模型在发达国家得到了蓬勃的发展，如美国的 ＴＲＩＭ、ＭＡＴＨ、ＤＹＮＡＳＩＭ 等模型都在此期间得到了 开发和应用。 法国、英国、加拿大、澳大利亚等许多 发达国家都建立了本国个人的税收模型［１６］ 。 ２０ 世 纪 ８０ 年代是稳定的发展时期，产生了多种微观模 型［１４⁃１８］ ：美国 ＴＲＩＭ３ 微观静态模型［１４，１８］ ；澳大利亚 ＳＴＩＮＭＯＤ 微观静态模型［１６⁃１７］ ；欧盟 ＥＵＲＭＯＤ 微观 静态 模 型［１４］ ； 加 拿 大 ＳＰＳＤＭ 微 观 静 态 模 拟 模 型［１４］ ，表 １ 对这些模型进行了总结。 ２ 复杂经济系统的微观模型（ＣＥＳＭ） 的构建 ２．１ ＣＥＳＭ 构建思路 对多 Ａｇｅｎｔ 典型的微观模拟模型系统研究和分 析，抽象得出微观模拟模型的构成要素———微观主体 ·１６４· 智 能 系 统 学 报 第 １１ 卷
第2期 曲国华，等：多Agent的复杂经济仿真系统构建策略 ·165 Agent。它是现实经济社会生活当中一个真子集。 表1复杂经济系统微观模拟模型一览表 Table 1 complex economic system microscopic simulation model list 模型简称 模型名称 研制者与开发日期 用户 应用 Refrom in Income 城市开发所经济局总统“收入 1)模拟工资税、社会保险税与联邦所得税 RIM Maintenance 享德瑞克逊公司 支出”执会 2)模拟与政府制定的各种转移项目 城市开发所 Transfer Income 经济社会局)1974-1977年和1979年模拟进行的福利制度改革 TRIM 享德瑞克逊公司 2)1975年模拟新的保障项目 Model 财政部 (1970-1973) 3)与税收模型相连用以模拟政策所得税法规 家庭转移收入的 科学和 粮食、食品 1)用来模拟总统里根政府削弱政府福利性项目后果， MATH 微观模拟模型 包括AFOC项目和一些食品券的项目 社会学会 营养部 2)用来模拟用户退休储蓄私人效果的措施 1)税收及转移项目的政策分析 Transfer Income 城市开发所 卫生部预算参与 2)改变政策法律法规后的效果 TRIM2 Model II (1978年至今)办公室、各基金会 3)不同税收政策转移的效果分析 4)采用不同经济综合效果分析 1)大部分转移的支付项目模拟 美国城市 2)对贫困家庭的临时补助项目及 Transfer Income 政府决 TRIM3 研究所 一些基金保障项目分析 Model 策部门 (2000年至今) 3)医疗卫生服务方面 4)税收方面包含美国联邦所得税的模拟分析 National Center 澳大利亚国家 它主要用来模拟该政府在 for Social and STINMOD 模型中心(1993) 澳大利亚政府 政府转移支付、税收、 Economaie 社会经济国家中心 福利政策方面所产生的影响效果 Modelling 欧盟成员五个国家之间财政政策变化时 对个人家庭收入的影响，欧盟成员国地区 An Intergrated 欧盟国家 欧盟5个 EURMOD 和国家之间经济政策一体化时所产生的宏观和微观 benefit-tax Model (税收津贴模型) 成员国 方面的影响，同政策在各成员国之间所产生的影响， 以及同一政策在不同国家之间的影响。 应用于加拿大政府以及各州、私人机构、学术 Social policy simulation加拿大研究 团体与广大学生。加拿大政府用于税收改革、 SPSDM 加拿大政府 Database Model 中心(1985) 老年人养老项目、失业保险改革、家庭补助、 联邦儿童救济等政策的分析 宏观经济模型 CESM, --CESM,CESM, CESM, CESM,CESM,CESM, CESM 璦 MB MB MC MA, MA, MD, MD. 图1复杂经济仿真系统CESM Agent关系图 Fig.1 Relationship of CESM between simulation system and real system
Ａｇｅｎｔ。 它是现实经济社会生活当中一个真子集。 表 １ 复杂经济系统微观模拟模型一览表 Ｔａｂｌｅ １ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｌｉｓｔ 模型简称 模型名称 研制者与开发日期 用户 应用 ＲＩＭ Ｒｅｆｒｏｍ ｉｎ Ｉｎｃｏｍｅ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ 城市开发所经济局 享德瑞克逊公司 总统“收入－ 支出”执会 １）模拟工资税、社会保险税与联邦所得税 ２）模拟与政府制定的各种转移项目 ＴＲＩＭ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｉｎｃｏｍｅ Ｍｏｄｅｌ 城市开发所 享德瑞克逊公司 （１９７０－１９７３） 经济社会局 财政部 １）１９７４－１９７７ 年和 １９７９ 年模拟进行的福利制度改革 ２）１９７５ 年模拟新的保障项目 ３）与税收模型相连用以模拟政策所得税法规 ＭＡＴＨ 家庭转移收入的 微观模拟模型 科学和 社会学会 粮食、食品 营养部 １）用来模拟总统里根政府削弱政府福利性项目后果， 包括 ＡＦＯＣ 项目和一些食品券的项目 ２）用来模拟用户退休储蓄私人效果的措施 ＴＲＩＭ２ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｉｎｃｏｍｅ ＭｏｄｅｌⅡ 城市开发所 （１９７８ 年至今） 卫生部预算参与 办公室、各基金会 １）税收及转移项目的政策分析 ２）改变政策法律法规后的效果 ３）不同税收政策转移的效果分析 ４）采用不同经济综合效果分析 ＴＲＩＭ３ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｉｎｃｏｍｅ Ｍｏｄｅｌ 美国城市 研究所 （２０００ 年至今） 政府决 策部门 １）大部分转移的支付项目模拟 ２）对贫困家庭的临时补助项目及 一些基金保障项目分析 ３）医疗卫生服务方面 ４）税收方面包含美国联邦所得税的模拟分析 ＳＴＩＮＭＯＤ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍａｉｃ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ 澳大利亚国家 模型中心（１９９３） 社会经济国家中心 澳大利亚政府 它主要用来模拟该政府在 政府转移支付、税收、 福利政策方面所产生的影响效果 ＥＵＲＭＯＤ Ａｎ Ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ ｂｅｎｅｆｉｔ⁃ｔａｘ Ｍｏｄｅｌ 欧盟国家 （税收津贴模型） 欧盟 ５ 个 成员国 欧盟成员五个国家之间财政政策变化时 对个人家庭收入的影响，欧盟成员国地区 和国家之间经济政策一体化时所产生的宏观和微观 方面的影响，同政策在各成员国之间所产生的影响， 以及同一政策在不同国家之间的影响。 ＳＰＳＤＭ Ｓｏｃｉａｌ ｐｏｌｉｃｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｍｏｄｅｌ 加拿大研究 中心（１９８５） 加拿大政府 应用于加拿大政府以及各州、私人机构、学术 团体与广大学生。 加拿大政府用于税收改革、 老年人养老项目、失业保险改革、家庭补助、 联邦儿童救济等政策的分析 图 １ 复杂经济仿真系统 ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ 关系图 Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ＣＥＳＭ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅａｌ ｓｙｓｔｅｍ 第 ２ 期 曲国华，等：多 Ａｇｅｎｔ 的复杂经济仿真系统构建策略 ·１６５·
·166. 智能系统学报 第11卷 构成微观模拟模型的微观主体(Agent)由于相 CESM微观单元应当具有一定的学习能力，通过环 关政策和预期目标的需要性，所需要的微观主体数 境的变化，CESM要不断地完善自己并且要更新自 量与特征是各异的，最终导致的仿真预测目标是不 己的状态与行为规则，这种学习状态法可以通过遗 一样的。仿真的机理决定于所有涉及模型的微观主 传算法和人工神经网络智能算法来实现。 体各自的属性与行为与后天的不断学习。最终复杂 4)CESM建立一个稳态进化的联系是以虚拟时 经济系统的微观模型用来解释真实系统并要还原回 间VTS作为时间钟来协同各CESM的进程。从复杂 现实的“真实系统”。 经济系统的逻辑来看，不同的CESM在运行时往往 把真实系统根据仿真的目的分解为若干个微观 是并行的。因此为了满足这些顺序条件，CESM的 单元CESM Agent,然后对微观单元进行建模，最后 设计时要采用并行计算算法与技术，提高系统的整 再建立真实系统的仿真模型，然后运行仿真模型得 体运行效率。 到真实系统的相似解的结果。通过对仿真结果的解 为了更加理解CESM模型，一般地可以用函数 释与预测得到真实系统的本质规律。 与方程组来表示CESM。将每个CESM通过n个变 2.2CESM的基本设定策略 量输入端与环境作用后通过m个变量输出端来达到 CESM经济仿真在建模方法上强调构成宏观模 局部的宏观模型，如图2所示，这里我们抽取n个 型中各个微观模型(CESM)单元的属性与行为。它 CESM。在一个复杂经济系统当中有若干个CESM, 采用的是自下而上的模型，并通过通信机制建立各 每个CESM要进行相互通讯（通讯技术特点在第4 微观主体之间的经济联系，通过联系行为形成整体节作了介绍)，每个CESM的属性、数量及规则是不 的宏观系统的框架，在系统动态方面，CESM仿真中同的，但是它们的一般原理符合该模型。可以用一 引进了离散的虚拟系统VTS当作CESM仿真模个数学函数来表示CESM机理：y:= 型的时间基准，用它来协同各CESM的仿真进程与f(x,x2,…,x),其中该函数可以是连续的也可以 控制。CESM构建策略应当具有以下几个要点： 是离散的，自变量x:(i=1,2,,n)是每个CESM的 1)一个宏观仿真系统通常由多种类型的CESM 输入参数，因变量y:是由于自变量产生的结果。其 构成，如图1所示，同类型的CESM个体Aget应当值决定于f这个定义法则，f在这里就是规则与推理 具有相同的属性与行为的规则。CESM的属性与行 运算，它是CESM的核心、每个Agent作用机理的大 为用来改变CESM自身的状态，或者以消息的形式 脑和每个CESM推理机工作的原理。不管x1,x2, 传递给其他的CESM或者作用于环境，从而产生对 …,x。怎样变化，只要f相同，推理机输出结果是相 外界环境的影响。在一个宏观模型中，每个CESM 同的。无数个CESM涌现的宏观效应就是宏观经济 微观单元可以只有一个实例，如图中的MA,也可以 模型。 同时存在多个实例如MB,到MB、。 -V 环 图1中，为了一般性，我们把CESM、CESM2、 CESM 境 M CESM,和CESM,分别代表现实生活当中的个人，企 业、政府和对外貌易，CESM,代表个人（也称居民、 消费者、劳动者等)；CESM。代表企业的成员变量 CESM (包括大型企业、中型企业、小型企业)，CESM代表 境 的是成员变量（包含国税局、财政厅等），CESM,代 表对外贸易、成员变量（具体为一些国家）。 图2 CESM Agent作用机理策略 2)CESM间以消息的传递方式建立联系，亚小 Fig.2 CESM Agent mechanism strategy 的CESM构成小的CESM,小的CESM构成CESM, 3 CESM设计实例 从下往上一直构成宏观经济仿真模型。CESM发出 的消息对其他各自的亚小CESM,小的CESM、CESM 3.1四部门CESM Agent经济仿真系统设计 一直到宏观经济模型及所处的环境都产生影响。这 根据复杂经济系统微观模型CESM构建策略， 些CESM收到信息时会进行独立决策，以确定当前 基于Agent的四部门经济循环模型仿真系统 状态下自己的行为。 (FEAS)的CESM构建框架被建立如图3所示。利 3)在设计复杂经济系统时，根据CESM的需要， 用Agent的诸多特性[20.2]来仿真现实中的部门以及
构成微观模拟模型的微观主体（Ａｇｅｎｔ）由于相 关政策和预期目标的需要性，所需要的微观主体数 量与特征是各异的，最终导致的仿真预测目标是不 一样的。 仿真的机理决定于所有涉及模型的微观主 体各自的属性与行为与后天的不断学习。 最终复杂 经济系统的微观模型用来解释真实系统并要还原回 现实的“真实系统”。 把真实系统根据仿真的目的分解为若干个微观 单元 ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ，然后对微观单元进行建模，最后 再建立真实系统的仿真模型，然后运行仿真模型得 到真实系统的相似解的结果。 通过对仿真结果的解 释与预测得到真实系统的本质规律。 ２．２ ＣＥＳＭ 的基本设定策略 ＣＥＳＭ 经济仿真在建模方法上强调构成宏观模 型中各个微观模型（ＣＥＳＭ）单元的属性与行为。 它 采用的是自下而上的模型，并通过通信机制建立各 微观主体之间的经济联系，通过联系行为形成整体 的宏观系统的框架，在系统动态方面，ＣＥＳＭ 仿真中 引进了离散的虚拟系统 ＶＴＳ ［１９］ 当作 ＣＥＳＭ 仿真模 型的时间基准，用它来协同各 ＣＥＳＭ 的仿真进程与 控制。 ＣＥＳＭ 构建策略应当具有以下几个要点： １）一个宏观仿真系统通常由多种类型的 ＣＥＳＭ 构成，如图 １ 所示，同类型的 ＣＥＳＭ 个体 Ａｇｅｎｔ 应当 具有相同的属性与行为的规则。 ＣＥＳＭ 的属性与行 为用来改变 ＣＥＳＭ 自身的状态，或者以消息的形式 传递给其他的 ＣＥＳＭ 或者作用于环境，从而产生对 外界环境的影响。 在一个宏观模型中，每个 ＣＥＳＭ 微观单元可以只有一个实例，如图中的 ＭＡ１ ，也可以 同时存在多个实例如 ＭＢ１到 ＭＢＮ。 图 １ 中，为了一般性，我们把 ＣＥＳＭ１ 、ＣＥＳＭ２ 、 ＣＥＳＭ３和 ＣＥＳＭ４分别代表现实生活当中的个人，企 业、政府和对外貌易， ＣＥＳＭＡ 代表个人（也称居民、 消费者、劳动者等）； ＣＥＳＭＢ 代表企业的成员变量 （包括大型企业、中型企业、小型企业）， ＣＥＳＭＣ 代表 的是成员变量（包含国税局、财政厅等）， ＣＥＳＭＤ 代 表对外贸易、成员变量（具体为一些国家）。 ２）ＣＥＳＭ 间以消息的传递方式建立联系，亚小 的 ＣＥＳＭ 构成小的 ＣＥＳＭ，小的 ＣＥＳＭ 构成 ＣＥＳＭ， 从下往上一直构成宏观经济仿真模型。 ＣＥＳＭ 发出 的消息对其他各自的亚小 ＣＥＳＭ，小的 ＣＥＳＭ、ＣＥＳＭ 一直到宏观经济模型及所处的环境都产生影响。 这 些 ＣＥＳＭ 收到信息时会进行独立决策，以确定当前 状态下自己的行为。 ３）在设计复杂经济系统时，根据 ＣＥＳＭ 的需要， ＣＥＳＭ 微观单元应当具有一定的学习能力，通过环 境的变化，ＣＥＳＭ 要不断地完善自己并且要更新自 己的状态与行为规则，这种学习状态法可以通过遗 传算法和人工神经网络智能算法来实现。 ４）ＣＥＳＭ 建立一个稳态进化的联系是以虚拟时 间 ＶＴＳ 作为时间钟来协同各 ＣＥＳＭ 的进程。 从复杂 经济系统的逻辑来看，不同的 ＣＥＳＭ 在运行时往往 是并行的。 因此为了满足这些顺序条件，ＣＥＳＭ 的 设计时要采用并行计算算法与技术，提高系统的整 体运行效率。 为了更加理解 ＣＥＳＭ 模型，一般地可以用函数 与方程组来表示 ＣＥＳＭ。 将每个 ＣＥＳＭ 通过 ｎ 个变 量输入端与环境作用后通过 ｍ 个变量输出端来达到 局部的宏观模型，如图 ２ 所示，这里我们抽取 ｎ 个 ＣＥＳＭ。 在一个复杂经济系统当中有若干个 ＣＥＳＭ， 每个 ＣＥＳＭ 要进行相互通讯（通讯技术特点在第 ４ 节作了介绍），每个 ＣＥＳＭ 的属性、数量及规则是不 同的，但是它们的一般原理符合该模型。 可以用一 个 数 学 函 数 来 表 示 ＣＥＳＭ 机 理： ｙｉ ＝ ｆ ｘ１ ，ｘ２ ，…，ｘｎ ( ) ， 其中该函数可以是连续的也可以 是离散的，自变量 ｘｉ（ｉ ＝ １，２，．．．，ｎ） 是每个 ＣＥＳＭ 的 输入参数，因变量 ｙｉ 是由于自变量产生的结果。 其 值决定于 ｆ 这个定义法则， ｆ 在这里就是规则与推理 运算，它是 ＣＥＳＭ 的核心、每个 Ａｇｅｎｔ 作用机理的大 脑和每个 ＣＥＳＭ 推理机工作的原理。 不管 ｘ１ ，ｘ２ ， …，ｘｎ 怎样变化，只要 ｆ 相同，推理机输出结果是相 同的。 无数个 ＣＥＳＭ 涌现的宏观效应就是宏观经济 模型。 图 ２ ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ 作用机理策略 Ｆｉｇ．２ ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｔｒａｔｅｇｙ ３ ＣＥＳＭ 设计实例 ３．１ 四部门 ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ 经济仿真系统设计 根据复杂经济系统微观模型 ＣＥＳＭ 构建策略， 基于 Ａｇｅｎｔ 的 四 部 门 经 济 循 环 模 型 仿 真 系 统 （ＦＥＡＳ）的 ＣＥＳＭ 构建框架被建立如图 ３ 所示。 利 用 Ａｇｅｎｔ 的诸多特性［２０⁃２２］来仿真现实中的部门以及 ·１６６· 智 能 系 统 学 报 第 １１ 卷
第2期 曲国华，等：多Ag©nt的复杂经济仿真系统构建策略 ·167· 部门中的成员与执行特定功能的具体部门。 企业、中型企业、小型企业)，结点CESM P代表政 图3中，CESM M代表个人，CESM M,代表的是 府，CESM P,代表的是成员变量（包含国税局、财政 成员变量当中的个人（也称居民、消费者等）：CESM 厅等)，结点CESM Q代表对外贸易，CESMQ,代表 N代表企业，CESM N,代表的是成员变量（包括大型 的是成员变量（具体为一些国家）。 四部门CESM经济仿真系统 CESM☑ CESMN CESMP CESMO CESM M CESM N CESM P CESM O MB… MB.MC … MC. MA MA MD, … MD. 图3复杂经济仿真系统CESM Agent关系图 Fig.3 Relationship of CESM between simulation system and real system 在FEAS中用“CESM P”、“CESM Q”等来描述 实现各自的消费行为；企业Agent结点根据自己的 现实中的四部门，即利用Agent来扮演该CESM表 发展规模给本企业工作人员发放不同等级的工资， 示四部门当中的每个部门与它们之间的通讯行为： 对不同Agent结点的特性与行为分别设计，然后再 用亚小的CESM等来描述现实生活当中在每个部门 利用Agent的通讯机制来实现它们之间的收入流量 工作的人员和完成某个任务的具体部门（如用A- 循环关系。模型包括4个不同的结点，它们在现实 gent来扮演CESM M,与CESM N,完成“CESM M”与 生活当中分别代表个人、企业、政府、对外贸易。其 “CESM N”的任务)。在现实中每个部门及工作人 决策函数来自于国民生产总值四部门构成的GDP= 员（运行主体）对应不同的CESM和不同的亚小 C+I+G+(X-M)及其相关函数。四部门FEAS CESM M.;对不同类型、不同的亚小CESM M,来说， 循环模型可参考文献[20]。 CESM具有不同的类型特征。如果该亚小的CESM 3.3四部门结点Agent设定 是工作人员（包括：性别、年龄、身份、职业、社会地 模型包括企业、个人、政府和对贸易4个结点 位等)：如果该亚小的CESM是具体部门（包括财务 Agent,包含具有不同生产规模且拥有分布在不同企 部、国税局等)。这些特征在一定程度上能够影响 业的行业、投资倾向和消费倾向各异的个人、以及具 其行为类型。也就是说特定的亚小CESM其行为周 有履行不同职能的各级政府（包括财政厅、国税局） 期（如一个月、一个季度、一年等），其行为特征量， 还包含作为经济系统枢纽的银行部门。四部门之间 对亚小CESM是人员来说（工作周期、消费状况、储 的最终经济活动靠银行账号来关联，四部门结点A 蓄状况、投资状况)变化不大：对亚小CESM是具体 gent整体关系如图6所示。设计的FEAS是按照宏 部门来说（购买、征税、进出口）几乎周期变化相同。 观经济学当中国民收入核算中的收入流量循环模型 因此可以用“部门特征与行为”来描述一个CESM, 流程来设计的2)，先设计二部门结点，然后三部门 “部门工作人员的特征与行为”描述一个亚小 结点，最后设计四部门结点，这样设计的目的是保证 CESM,再利用Agent来扮演该CESM和亚小的 系统的规则库与规则事件具有协调性、连续性与整 CESM,实现模拟现实的目的。FEAS中结点和成员 体性。限于篇幅个人Agent结点设定、企业Agent 变量代替CESM的具体研究请参考文献[20]。 结点设定、政府Agent结点设定和国外Agent结点 3.2四部门结点Agent模型设计 详细设定及四部门结点Agent推理机与规则库设计 在FEAS中，为了更好地体现四部门之间的经 可参考文献[20]。 济收入流量活动关系，在此文中只研究国民收入核 算中四部门之间经济收入流量的一些关系。把四部 4 四部门CESM Agent经济仿真系统 门当中结点都看作是一个Agent。让每个Agent担 实现 任社会当中的一个不同运行主体。运行主体抽象地 说可以是有生命的，也可是无生命的。不同类型的 系统运行环境采用电脑：联想3000870020z台 Agent所扮演的功能是不一样的，比如，个人结点A 式电脑；操作系统环境：Windows XP Professional+ get根据自己的职业、性别、收人分配状况、年龄来 SP2;数据库环境：Microsoft SQL Server2005;开发语
部门中的成员与执行特定功能的具体部门。 图 ３ 中，ＣＥＳＭ Ｍ 代表个人， ＣＥＳＭ Ｍ１代表的是 成员变量当中的个人（也称居民、消费者等）；ＣＥＳＭ Ｎ 代表企业， ＣＥＳＭ Ｎ１代表的是成员变量（包括大型 企业、中型企业、小型企业），结点 ＣＥＳＭ Ｐ 代表政 府， ＣＥＳＭ Ｐ１代表的是成员变量（包含国税局、财政 厅等），结点 ＣＥＳＭ Ｑ 代表对外贸易， ＣＥＳＭＱ１代表 的是成员变量（具体为一些国家）。 图 ３ 复杂经济仿真系统 ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ 关系图 Ｆｉｇ．３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ＣＥＳＭ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅａｌ ｓｙｓｔｅｍ 在 ＦＥＡＳ 中用“ＣＥＳＭ Ｐ”、“ＣＥＳＭ Ｑ”等来描述 现实中的四部门，即利用 Ａｇｅｎｔ 来扮演该 ＣＥＳＭ 表 示四部门当中的每个部门与它们之间的通讯行为； 用亚小的 ＣＥＳＭ 等来描述现实生活当中在每个部门 工作的人员和完成某个任务的具体部门（如用 Ａ⁃ ｇｅｎｔ 来扮演 ＣＥＳＭ Ｍ１与 ＣＥＳＭ Ｎ１完成“ＣＥＳＭ Ｍ”与 “ＣＥＳＭ Ｎ”的任务）。 在现实中每个部门及工作人 员（运行主体） 对应不同的 ＣＥＳＭ 和不同的亚小 ＣＥＳＭ Ｍ１ ；对不同类型、不同的亚小 ＣＥＳＭ Ｍ１来说， ＣＥＳＭ 具有不同的类型特征。 如果该亚小的 ＣＥＳＭ 是工作人员（包括：性别、年龄、身份、职业、社会地 位等）；如果该亚小的 ＣＥＳＭ 是具体部门（包括财务 部、国税局等）。 这些特征在一定程度上能够影响 其行为类型。 也就是说特定的亚小 ＣＥＳＭ 其行为周 期（如一个月、一个季度、一年等），其行为特征量， 对亚小 ＣＥＳＭ 是人员来说（工作周期、消费状况、储 蓄状况、投资状况）变化不大；对亚小 ＣＥＳＭ 是具体 部门来说（购买、征税、进出口）几乎周期变化相同。 因此可以用“部门特征与行为”来描述一个 ＣＥＳＭ， “部门 工 作 人 员 的 特 征 与 行 为” 描 述 一 个 亚 小 ＣＥＳＭ，再 利 用 Ａｇｅｎｔ 来 扮 演 该 ＣＥＳＭ 和 亚 小 的 ＣＥＳＭ，实现模拟现实的目的。 ＦＥＡＳ 中结点和成员 变量代替 ＣＥＳＭ 的具体研究请参考文献［２０］。 ３．２ 四部门结点 Ａｇｅｎｔ 模型设计 在 ＦＥＡＳ 中， 为了更好地体现四部门之间的经 济收入流量活动关系，在此文中只研究国民收入核 算中四部门之间经济收入流量的一些关系。 把四部 门当中结点都看作是一个 Ａｇｅｎｔ。 让每个 Ａｇｅｎｔ 担 任社会当中的一个不同运行主体。 运行主体抽象地 说可以是有生命的，也可是无生命的。 不同类型的 Ａｇｅｎｔ 所扮演的功能是不一样的，比如，个人结点 Ａ⁃ ｇｅｎｔ 根据自己的职业、性别、收入分配状况、年龄来 实现各自的消费行为；企业 Ａｇｅｎｔ 结点根据自己的 发展规模给本企业工作人员发放不同等级的工资， 对不同 Ａｇｅｎｔ 结点的特性与行为分别设计，然后再 利用 Ａｇｅｎｔ 的通讯机制来实现它们之间的收入流量 循环关系。 模型包括 ４ 个不同的结点，它们在现实 生活当中分别代表个人、企业、政府、对外贸易。 其 决策函数来自于国民生产总值四部门构成的 ＧＤＰ ＝ Ｃ ＋ Ｉ ＋ Ｇ ＋ （Ｘ － Ｍ） 及其相关函数。 四部门 ＦＥＡＳ 循环模型可参考文献［２０］。 ３．３ 四部门结点 Ａｇｅｎｔ 设定 模型包括企业、个人、政府和对贸易 ４ 个结点 Ａｇｅｎｔ，包含具有不同生产规模且拥有分布在不同企 业的行业、投资倾向和消费倾向各异的个人、以及具 有履行不同职能的各级政府（包括财政厅、国税局） 还包含作为经济系统枢纽的银行部门。 四部门之间 的最终经济活动靠银行账号来关联，四部门结点 Ａ⁃ ｇｅｎｔ 整体关系如图 ６ 所示。 设计的 ＦＥＡＳ 是按照宏 观经济学当中国民收入核算中的收入流量循环模型 流程来设计的［２４］ ，先设计二部门结点，然后三部门 结点，最后设计四部门结点，这样设计的目的是保证 系统的规则库与规则事件具有协调性、连续性与整 体性。 限于篇幅个人 Ａｇｅｎｔ 结点设定、企业 Ａｇｅｎｔ 结点设定、政府 Ａｇｅｎｔ 结点设定和国外 Ａｇｅｎｔ 结点 详细设定及四部门结点 Ａｇｅｎｔ 推理机与规则库设计 可参考文献［２０］。 ４ 四部门 ＣＥＳＭ Ａｇｅｎｔ 经济仿真系统 实现 系统运行环境采用电脑：联想 ３０００ ８７００２０ｚ 台 式电脑；操作系统环境：Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ＋ ＳＰ２；数据库环境：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００５；开发语 第 ２ 期 曲国华，等：多 Ａｇｅｎｔ 的复杂经济仿真系统构建策略 ·１６７·