SoftwareX 9（2019）255原始软件出版物GABRIELE：基于通用Agent的Repast可扩展经济学实验室詹弗兰科·朱利奥尼G大学哲学、教育学和经济-数量科学系。D’Annunzio’’ of Chieti-Pescara, Viale Pindaro 42, 65127, Pescara,我爱你• 目前的工作提供了一个开源的代理为基础的模型，解决经济系统动力学的调查• 该软件是以协作的意图提供的一• 特别努力提供全面的文档（UML，Javadoc，LTE X，HTML），以使合作成为可能。ar t i cl e i nf o文章历史记录：接收日期：2018年收到修订版，2018年10月8日接受，2019年保留字：基于代理的模型宏观经济学开源软件经济系统决策者决策支持系统a b st ra ct目前的工作提供了一个开源的代理为基础的模型，解决经济系统动力学的调查。这包括一个总体框架，感兴趣的研究人员可以插入和开发其他元素来分析更具体的问题。该软件是以协作的意图提供的。对人类行为的不同方面感兴趣的学者之间的合作将有可能赋予经济主体以传统或更新的和复杂的基于知识的决策技术。这一进程还将为支持决策者的决定提供一个工具为了使合作成为可能，并为学者提供一个用户准备好的工具，可以迅速应用于模拟研究，特别努力提供一个全面的文档（UML，Javadoc，LATEX，HTML）描述如何使用，开发和改进该模型当前版本的功能与开放源代码一起提供，https://github.com/gfgprojects/gabriele网站。©2019作者由爱思唯尔公司出版这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）中找到。软件元数据当前软件版本1.0此版本可执行文件的永久链接https://github.com/gfgprojects/gabriele法律软件许可证GPL独立于计算平台/操作系统平台安装要求依赖关系Repast Simphony如果可用，请链接到用户手册-如果正式出版，请在参考列表中引用该出版物https://github.com/gfgprojects/gabriele/blob/master/manual.pdf问题支持电子邮件gianfranco. unich.it代码元数据当前代码版本1.0此代码版本使用的代码/存储库的永久链接https://github.com/ElsevierSoftwareX/SOFTX_2018_54法律代码许可证GPL使用git的代码版本控制系统使用的软件代码语言、工具和服务Java编译要求、操作环境依赖性JDK、eclipse如果可用，链接到开发人员文档/手册https://github.com/gfgprojects/gabriele/blob/master/manual.pdf问题支持电子邮件gianfranco. unich.it电子邮件地址：gianfranco. unich.it。https://doi.org/10.1016/j.softx.2019.03.0062352-7110/©2019作者。由爱思唯尔公司出版这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表SoftwareX期刊主页：www.elsevier.com/locate/softx256G. Giulioni / SoftwareX 9（2019）2551. 介绍本文介绍了一个基于代理的软件，建立investi-门的宏观经济系统的动态。对宏观经济动态的理解是经济学的核心，并一直由经济学家解决。如何改善生活条件（特别是在贫穷国家）或避免其恶化和防止严重的危机是宏观经济学家这些目标一直在使用人类知识进步所提供的最先进的工具来追求，但经济体系的结果有时会让经济学家感到惊讶，质疑他们理论的有效性[1]。计算机的普及及其计算能力的不断提高是推动各个学科发展的最重要的机会之一。在计算技术在经济学中的广泛应用中，基于主体的方法被认为是一种能够创建人工经济系统并观察其动态的方法最有前途的人这些技术的使用得到了越来越多的支持，特别是在“大衰退”之后在最近的经济衰退中，发达经济体的因此，基于主体的方法获得了兴趣，因为它提供了一个框架，分析复杂的宏观经济系统的动态。理解大规模经济危机发生的原因以及如何抑制其扩散的必要性是一个相当合理的优先事项[3]。正如我们将在下文中强调的那样，目前正在开发几种旨在研究宏观经济问题的基于中介的模型他们每个人都有自己的特点。然而，宏观经济主体模型应该具有一些共同的特征。本文提出的工作是努力建立一个模型，具有这样的共同特点。该代码是开放源代码，并已作出特别努力，以提供详细的文档。换句话说，这个项目的目的是提供一个基础，具有一定的编程技能的研究人员可以定制通过模拟他/她感兴趣的科学主题进行调查。2. 问题和背景基于主体的宏观经济建模的主要问题事实上，我们可以把经济看作是一组嵌套的复杂系统，其中每个子系统的组成部分本身就是复杂的。另一方面，经济的许多结果，即经济增长、波动、收入和财富不平等等，都与社会有关，因此值得研究。在这种情况下，使用基于主体的技术的宏观经济研究自然会看到研究人员或研究小组逐步将新特征纳入其最初从特定研究问题开始开发的模型中。这一进程产生了一套侧重不同的模式。例如，他们中的一些人强调了金融部门在塑造宏观经济动态方面的重要性，因此在建模代理人的资产负债表[ 4，5 ]和/或银行系统的作用[ 6 ]方面做出了特别的努力其他还包括技术进步的模型（建立在[7]上的模型）。还有许多其他著作可以引用，1但下面这句话出现在一篇描述欧洲种族主义和种族平等研究所模型的论文摘要中（该模型被认为是[1]由于本文不打算综述文献，参考文献只提供了一些例子。我们邀请读者阅读[8]，以便对文献有更广泛的迄今为止最完整的基于主体的宏观经济模型）比（在任何情况下都不是详尽的）引用列表更好地强调了这一点：构建基于主体的宏观经济模型的另一种方法将使所有感兴趣的研究人员有可能修改和逐步丰富该框架。从这个角度来看，计算宏观经济模型应该有一些可取的特点。其中最重要的是：有了详细的文件，具有开放源代码和容易获得的代码，在很大程度上分散的编程语言中开发，具有在个人计算机上以及在更大规模上运行的可能性，提供表征宏观经济模型的共同特征（例如主体类型、它们之间的关系、变量的静态和动态一致性），从而使研究人员能够专注于主体行为的替代和详细建模仔细研究一下目前可用的宏观经济模拟器就会发现，它们都具有一个或多个这些可取的特征，但没有一个具备所有这些特征。本文提出的宏观经济模拟器旨在具有上述所有功能，并恢复本节开始时讨论的工作流程，根据该工作流程，宏观经济（模型）的表示适用于特定的研究问题。这里的目的是提供宏观经济的一般表示，然后可以用来解决具体的研究问题。这一意图特别重视提供详细的文档，这是一个前提，将允许研究人员使用，适应并开发模拟器来回答他们的研究问题。特别是，该软件附带了一个文档集，可在http://erre.unich.it/gabriele/docs上获得。除了用户手册和JavadocAPI所代表的标准文档之外，一组丰富的UML活动图描述了每个模拟事件的细节。3. 软件框架该软件是用Java开发的，Java是基于代理建模领域最常用的语言。在[10]中报告的85个基于代理的工具包中，有47个是用Java开发的。至少有两个是带有Java源代码的宏观经济模拟器基于JavaAgent的宏观经济实验室（JAMEL），也在[ 10 ]中报道。它是为了研究复杂的货币经济[5]而开发的，其源代码可在https://github.com/pseppecher/jamel上获得;Java Macro Agent Based（JMAB）. 它被开发用于构建宏观库存流量一致的基于代理的仿真模型[11]，其源代码可在https：//github上获得。com/S120/jmab.本文所描述的软件的体系结构不同于这些宏观经济模拟器，主要是因为它是建立在一个通用的基于代理的模拟系统：RepastSimphony（https://repast.github.io）。除其他外，Repast提供以下重要设施：·······G. Giulioni / SoftwareX 9（2019）255257强大的调度机制，一种简单的方法来记录模拟数据，可以在批处理和图形模式下运行模型，一种简单的方法来创建图形元素，如时间序列图，直方图，地理信息系统地图等，以监控在图形模式下运行的模拟，使用不同的远程计算资源并行运行模拟的工具。这为用户创造了显著的优势，可以将她/他的努力独特地引导到模型的开发上。对另一方面，这种选择引入了学习如何使用Repast功能的成本。然而，这些费用由于所提供的文件而大大减少，这些文件为Repast设施的安装和使用提供了逐步指导。此外，Repast有很好的文档记录，并有一个非常活跃的邮件列表来支持用户。该模型具有通常的Java结构，因此被组织在包中。类被分组在以下包：代理人，机构，讨价还价和效用。由于空间有限，无法进行更详细的描述，因此有兴趣的读者可以参考软件中包含的文档，其中提供了所有细节。4. 执行本段中使用模型的可视化表示来提供对其实现的有效简洁描述。图 1报告了构成模型的代理人、市场、商品和合同，而图1报告了构成模型的代理人、市场、商品和合同。2描述事件的动态。后者报告一个类似时钟的动态表示;每个事件都由一个数字标识，该数字给出了每个迭代中的执行顺序关于哪些代理人正在执行该行动以及涉及哪些其他代理人（如果有的话）的信息与该行动的简要说明一起提供。图中的缩写 2如下：OFS：统计局，G：政府，CB：中央银行，F：公司，C：消费者，CS：学生消费者子集，CE：就业消费者子集，CU：失业消费者子集，B：银行，LM：劳动力市场。查看图2，读者可以一眼看出迭代中发生了什么。举个例子，可以看到就业消费者在循环的第1步中如何获得工资。以下行动（标签2）包括统计局、政府和中央银行之间的互动，以更新财政政策。接下来，使用更新的税率，消费者可以计算他们的可用收入（步骤3），并通过以下步骤来决定他们想要的消费 由于篇幅所限，我们不能对图1中所列的所有动作进行描述。二、因此，我们邀请读者查看软件文档。特别是，对www.example.com上的“事件序列的UML活动图”部分的http://erre.unich.it/gabriele/docs尽管推迟到文档，但下一节中给出的潜在应用示例提供了暗示一些主要循环动作的机会，这些动作也使用了图1和图2。1和2.5. 说明性实例上述软件有许多潜在的应用.本节简要讨论的几个问题将有助于评估软件在选定专题中的潜在应用，这些专题是目前活跃的研究领域，最终将受益于使用基于代理人的方法。5.1. 教育的作用因为教育和知识对经济系统的重要性已经强调了几十年[见12，最近的更新]，并且是一个活跃的研究领域[见13，最近的一个例子]，在该模型的当前版本中，每个人的教育历史都被建模，最终的教育水平影响经济的几个方面。每个消费者都有一个参数来描述其能力。这一参数影响教育期间所积累的知识水平。知识水平是影响就业状况和个人工资收入的因此，消费者群体被分为三类：学生、雇员和失业者，如图所示。1.一、消费者的状态是受管理的，并且在动态的几个点中是相关的（参见图11中的C E、CU和C S缩写）。2）的情况。特别是，不同类型的消费者遵循不同的消费行为，并受制于不同的融资条件（例如，学生和失业者享有补贴利率）。这些方面可以用来评估不同教育制度对宏观经济表现的影响。5.2. 人口动态模型的当前版本具有恒定的人口水平。每个消费者在给定的年龄退出模型，并由一名学生取代，该学生面临她/他的第一年教育，并具有新的随机抽取的能力水平。这是允许金融存量动态一致性的最简单方法，因为退出者的财务状况被转移到新进入者的财务状况。然而，正在进行的研究调查了人口动态对宏观经济的重要性[最近的例子见14]。因此，对种群动态效应感兴趣的研究人员可以用图28步骤中实施的简单的个体替换来代替。2具有更现实的后代生成机制。在这样做的过程中，建议保持金融股票的动态一致性，确保个人财富转移到经济中的其他人。5.3. 产品差异化该模拟器提供的一个可能的改进是它提供了考虑产品差异化的选项，这是另一个正在进行的研究主题[例如，见15特别是在这个过程中，产品新产品是现有产品的改进研究者可以将公司改进产品的成功概率与公司员工的教育水平联系起来消费者逐渐将他们的需求从不太先进的产品转移到更先进的产品上。这创造了一个时间变化的产品品种。生产质量等级相同的产品的公司按行业分组 如图所示。1.一、属于最先进产业的公司首先进行创新，创造一个新的产业。这家公司一开始就是垄断者。当新的公司成功地进入一个新的行业时，这个行业的竞争程度就会增加。因此，利润是在更先进的行业实现的。[2]因此，长期不创新的企业注定要失败。2 当创新过程没有被激活时，典型的生产部门由一个高度竞争的行业组成，将经济中的所有公司聚集在一起。在这种情况下，研究者的工作下，同质消费良好的假设，往往是在现有的宏观经济主体为基础的模型。·····258G. Giulioni / SoftwareX 9（2019）255图1.一、代 理 、市场、商品和合同的模式。5.4. 动态浆料稠度图二. 事件的顺序。第二种必须增加，的流量。最明显的应用包括一个公司正如最近的文献所强调的那样[例如，见11]，模型应该是存量-流量一致的，即当流量从一个代理流向另一个代理时，第一个代理的存量金融运作所隐含的资金流动（例如，参见上文人口动态部分中关于现有人民金融遗产的建议但是，其他方面也需要同样的关注。企业破产的案例可以用来讨论这一点。如果一家公司的债务高于G. Giulioni / SoftwareX 9（2019）255259资产的价值在该模型中，资产的价值由生产资本给出从模型中删除一个失败的公司将使公司的剩余生产资本从模型中消失。为了避免这种不合理的搬迁，我们将公司置于清盘状态。银行将给予这些公司的信贷从正常贷款预算项目转移到不良贷款项目。这些金额中的一部分仍然可以收回，因为我们在模型中包括了生产资本的二级市场（见图1）。①的人。（3）如果企业成功地在这个市场上出售了一部分或全部未被利用的生产资本，那么生产资本就会转移到购买它的企业（4）那里，而所筹集的资金就用来偿还银行。未被使用的生产资本，无论如何，是要折旧的。折旧提供了一个机会，突出了管理动态库存一致性的另一个困难。经济不是一个封闭的系统。价值出现和消失;真正的困难是尽可能多地识别6. 结论本文介绍的软件旨在提供一个具有进行宏观经济系统分析的基本要素的模型。在宏观经济学中有许多课题需要研究。然而，这些分析要求对宏观经济的某些方面进行详细的建模，或者要求在有关代理行为的几种建模策略中进行选择。本文提出的模型不涉及这些更具体的问题。它旨在提供一个框架，以便插入和发展这些更具体的问题。因此，该软件具有协作意图。从这一点来看，已特别努力提供一个全面的文件。这将允许修复模型当前实施中可能存在的缺陷，并使其他研究人员能够受益并为模型的开发做出贡献。利益冲突不涉及利益冲突引用[1]Colander D，Goldberg M，Haas A，Juselius K，Lux AKT，Sloth B. 金融危机和经济学专业的系统性失败。Crit Rev2009;21（2-3）：249-67。[2]Farmer JD ， Foley D. 经 济 需 要 基 于 代 理 的 建 模 。 Nature2009;460（August）：685-6.[3]布坎南湾 熔毁模型。 Nature2009;460（August）：680-1.[4] 放大图片作者：J.基于宏观经济主体的资本和信用模型的涌现动力学 JEconomDynamControl2014;（2011）：1-24.http://dx.doi.org/10.1016/j.jedc.2014.07.001，http：//linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0165188914001572网站，[5]塞普谢尔P，萨勒I.去杠杆化危机和深度衰退：一种谨慎的方法。应用经济2015;47（34-35）：3771-90。http://dx.doi.org/10.1080/00036846.2015.1021456，http://www.tandfonline.com/doi/full/10。1080/00036846.2015.1021456，[6] Ashraf Q，Gershman B.银行、市场组织与宏观经济绩效：基于代理人的计算分析。JEconBehavOrgan2017;135：143-80.http://dx.doi.org/10.3386/w17102，http：//dx.doi。org/10.1016/j.jebo.2016.12.023，[7]Dosi G，Fagiolo G，Roventini A.熊彼特与凯恩斯的会面：内生增长与商业周期 的 政 策 友 好 模 型 。 J Econom Dynam Control 2010;34 （ 9 ） ： 1748-67.http://dx.doi.org/10.1016/j.jedc.2010的网站。06.018，http://dx.doi.org/10.1016/j.jedc.2010.06.018，[8]放大图片作者：David H.基于主体的宏观经济学。In：Hommes C，LeBaronB，editors.计算经济学手册，第4卷。Elsevier;2018，p. 63-156，（chapter2）.[9][10]张文辉，张文辉. Eu-race@Unibi模型：用于经济政策分析的基于主体的宏观 经 济 模 型 。 Tech.Rep. 05-2012 ， BielefeldWorkingPapersinEconomicsandManagement，2012，AvailableatSSRN：https://ssrn.com/abstract=2408969orhttp://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2408969.[10]Abar S，Theodoropoulos GK，Lemarinier P，O'Hare GM.基于主体的建模与 仿 真 工 具 ： 最 新 软 件 评 述 。Comput Sci Rev 2017;24 ： 13-33.http://dx.doi.org/10.1016/j.cosrev.2017.03的网站。001，http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1574013716301198。[11]Caiani A，Godin A，Caverzasi E，Gallegati M，Kinsella S，Stiglitz JE. 基于代理的股票流一致宏观经济学：走向基准模型。J Econom Dynam Control2016;69 ： 375-408. http://dx.doi.org/10 的 网 站 。 1016/j.jedc.2016.06.001 ，http://dx.doi.org/10.1016/j.jedc.2016.06.001。[12]哈努谢克·EA，卢德格尔·W.国家的知识资本：教育与增 长 经济学。MIT Press;2015.[13] Ahsan H，Haque ME. Threshold Effects of Human Capital：Schoolingand Economic Growth. 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