摘要资本市场是一。个复杂系统，面对它所具有的规模大、结构复杂、非线性等特点，人们发现直接用数学方法或者其它形式化的方法对这些复杂性进行描述和分析已经变得很难，而系统建模和仿真的方法则可以解决传统方法所面临的难题。本文就是在这种背景下，试图采用基于S w a r m 平台的建模与仿真方法对资本市场进行建模分析，研究复杂系统中微观行为与宏观行为之间的关系，从而达到理解和控制复杂系统行为的目的。文章主体分为四部分：一、概述了复杂适应系统以及资本市场的复杂性；j 、具体介绍了基于A g e n t 的连续双拍卖市场理论模型的基本知识，首先宏观上详细解释了连续双拍卖市场交易机制也即Z I P 交易者的竟价过程，而后从微观层次上就单个交易者A g e n t 的决策制定过程使用超对策分析理论和预期均衡模型进行了讨论，最后作者将两个理论结合深化了A g e n t 的决策制定过程，为下面的建模奠定理论基础；三、介绍S w a r m 软件的相关知识，包括其开发背景和历史，S w a r m模型的开发工具J a v a ，以及如何架构一个S w a r m 模型，包括S w a r m 模型的建模思路、S w a r m 模型的主要构成模块以及之间的关系和连接、S w a r m 的类库主要功能等；四、以S w a r m 为工具，对满足连续双拍卖交易机制的资本市场进行建模仿真，得出了在限制价格和市场交易者数量可以发生变动的情况下，市场的交易价格随时间的变化趋势图。仿真模型的实验结果与市场的实际运行情况基本吻合。表明用复杂自适应方法研究资本市场是有效可行的。关键字资本市场：连续双拍卖；仿真；S w a r m北京工业大学管理学硕士论文A b s t r a c tT h ec a p i t a lm a r k e ti sac o m p l e xs y s t e mw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fl a r g es c a l e ，c o m p l i c a t es t r u c t u r e ，n o n - l i n e a r I ti sh a r dt od e s c r i b ea n da n a l y z et h e mw i t ht h em a t hm e t h o d so ro t h e rf o r m a l i z e dm e t h o d s S ow eh a v et os i m u l a t et h ec a p i t a lm a r k e tb yc o m p l e xs y s t e mm o d e l I nt h i sp a p e rw ea n a l y z et h ec a p i t a lm a r k e tw i t ht h eS w a r m b a s e dm o d e la n ds i m u l a t et h er e l a t i o nb e t w e e nt h em i c r ob e h a v i o ra n dm a c r ob e h a v i o ri nc o m p l e xs y s t e mt ou n d e r s t a n da n dc o n t r o lt h eb e h a v i o ro fc o m p l e xs y s t e m W ed i s c u s st h ec a p i t a lm a r k c ti nf o u rp a r t s F i r s t ，w es u m m a r i z et h ec o m p l e xa d a p t i v es y s t e ma n dt h ec o m p l e x i t yo fc a p i t a lm a r k e t S e c o n d l y , W ei n t r o d u c et h ea g e n t - b a s e dc o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o n ( C D A ) m o d e li nd e t a i l W ee x p l a i nt h et r a d i n gm e c h a n i s mo fC D A ，a n dt h e nw ed i s c u s st h ed e c i s i o n - m a k i n gp r o c e s so ft h es i n 甜et r a d e rA g e n tu s i n gt h es u p e r g a m et h e o r ya n dt h ef o r e c a s te q u a t i o nm o d e l T h i r d l y , w ei n t r o d u c et h eS w a r ms i m u l a t i o np l a f f o r mo nt h eJ a v ae n v i r o n m e n t ，w h i c hi n c l u d e st h em a i ni d e ao fb u i l d i n gS w a r mm o d e l ，t h em a i ns t r u c t u r em o d u l eo fS w a r mm o d e la n dt h ec l a s sl i b r a r i e so fS w a r m F i n a l l yo nt h eb a s eo ft h ea b o v et w op a r t s ，w es i m u l a t et h ec a p i t a lm a r k e tc o m p l e xs y s t e mu s i n gt h eS w a r ms i m u l a t i o np l a t f o r m A n dt h e nu n d e rt h ed i f f e r e n tc o m b i n a t i o no fl i m i tp r i c ea n dn u m b e ro ft r a d e r s ，w ep l o tt h ec h a n g i n gt r e n dg r a p ho ft h eb a r g a i np r i e 七o ft h em a r k e tw i t ht h et i m ei nt h ec 印i t a lm a r k e t A n dt h es i m u l a t i o nr e s u l ti si nc o n s i s t e n tw i t ht h ep r a c t i c a lm a r k e ts i t u a t i o n S ot h ec o m p l e xa d a p t i v es y s t e mm e t h o di ss u i t a b l ef o rt h ec a p i t a lm a r k c t K e yw o r dc a p i t a lm a r k e t ；c o n t i n u o u sd o u b l ea u c t i o n ；s i m u l a t i o n ；S w a r mI I独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：i ：! 煎塞日期：蟹! ：! !关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：塑l 煎酞导师签名第1 章绪论第1 章绪论1 1 选题背景及意义人们对于资本市场的研究已经经历了很多阶段，但是在近些年的研究巾，人们逐渐认识到，在资本市场中各投资者相互影响，相互协作，投资者之间的作用影响着整个资本市场的发展，反之，整个市场的发展又影响着投资者的决策，因此资本市场存在着一定的复杂性。资本市场的复杂性的决定因素是千差万别的投资者。实际市场中的投资者是不具备完全信息的，在此条件下，投资者对信息有不同的反应方式，有不同的预测与决策机制，从而形成了市场价格，反过来市场价格包含的信息又影响投资者的预测与决策。于是每个投资者的预测规则与市场是协同进化的。且在此进化过程中，投资者的聚集、分化、对信息的非线性反应方式造就了整个资本市场宏观层面上的复杂性。当然对于资本市场的复杂性，金融经济学家也早有认识。只不过他们更多把复杂性归结于外界随机信息冲击造成的，而很少考虑复杂性内生的可能性。因此，他们对资本市场的基本思想是秩序外加随机冲击。体现在模型上就是确定性方程加上随机变量。也就是说，他们处理复杂性的方法是引入随机变量，即在变化的某一环节中引入外来的随机因素，按照一定的分布影响演变的过程。这种方式中，随机因素的作用是“暂时的”，只在一个特定步骤上起作用。它只是通过对其系统状态的某些指标产生定量的影响。在这种影响过后，事物只是在状态参数上有所变化，而运作的规律、内部的机制并没有质的变化。形象地说，系统不会因此而“演化”“1 。这类模型曾经给投资者带来过希望，也对金融学的发展做出了不朽的功勋。数量金融学的大厦就在这块基石上建成的。但它们毕竟是在简化了资本市场上投资者预测与决策机制前提下推出来的，虽然它们解释了一些现象，但还有许多现象无法用它们的模型来回答。面对资本市场的复杂性，传统的线性数学分析方法，如趋势分析、样本均值等，也陷入了前所未有困境。因为用数学工具建模的前提假设是市场中的投资者只能是有限几类，或是假设市场的参与者是由理性交易者与噪声交易者组成，或是不分投资者的类型，仅认为投资者是非完全理性的。因此传统的这些数学分析型的模型不能容纳市场中有千差万别的投资者，而基于A g e n t 的计算机模拟模型则可以做到这一点。它以动态、进化、非线性而非静态、僵化、线性的观点来看北京工业大学管理学硕士论文待资本市场，这更符合资本市场的实际。同时，这种计算机模拟模型中还体现了一些以前在数理经济模型中被经常忽略的问题，如学习、制度和组织等。本文就是在这样的背景下，使用基于A g e n t 的计算机模型来研究资本市场，建立了资本市场交易过程的仿真模型，通过使用数学建模和系统仿真思想相结合的方法，研究资本市场中市场微观层次A g e n t 的行为，以此来揭示市场的宏观特性。研究复杂适应系统，关键因素就是研究各个A g e n t ，通过分析各A g e n t 之间的适应性和相互作用，可以得出整个系统的发展趋势。因此我们通过分析投资者与市场之间相互适应的过程，就可以得出资本市场的许多经济统计特性，这样就建立了一个研究资本市场从微观迈向宏观世界的桥梁，从而对于投资者把握市场形势有一定指导意义，同时我们还可以研究投资者的决策制定过程，以便于为实际资本市场或者更为具体地股票市场中的交易者的投资决策的制定而指明方向。1 2 国内外研究现状就经济学的研究方法来看，由于其不具备可实验性，因此过去只能用传统的数学分析方法来研究( 诸如计量经济学等) 。自从F r i s c h 和T i n h e r g e n 开创经济计量学以来，