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2022 年度 実施状況報告書

遅延をもつ経済動学モデルの分析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K01566
研究機関中央大学

研究代表者

松本 昭夫  中央大学, 経済研究所, 客員研究員 (50149473)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードTime delay / Bounded rationality / Monopoly dynamics / Average Profit / Stability switch / Emission charge / NPS pollution / Nash equilibrium
研究実績の概要

2022年度は二つの異なるモデルを開発した。一つは古典的な独占モデルの拡張、他は環境汚染除去に関するモデルである。前者はJ.Robinson(1936, Economics of Imperfect Competition)で提唱され、T. Puu (1995, CSF)において数理的に展開されたモデルの安定性を離散時間と遅延連続時間の枠組みのもとで考察したものである。後者は面源汚染(Non-point Source pollution)に対する環境政策の有効性に関する考察である。
(I) 独占モデル:教科書的な独占モデルとは以下の2点において異なる。(i)、Robinson (1936)に従い、需要曲線は右下がりと想定するが、限界収入曲線は単調減少ではなく右上がりになる部分を含む。(ii) 需要曲線に関する情報は不完全である。さらにその不完全性の度合い応じて、独占者を2種類に分類する。L(limited) monopolistは需要曲線の形状は不知で過去の取引履歴は既知であり、K(knowledgeable) monopolistは需要曲線の形状を知っている。この情報量の違いが生産決定およびその動学的な変動にどのような影響を及ぼすのかを考察した。主な結論は以下の3つである:離散時間モデルでは不安定経路は周期倍加分岐かNeimark-Sacker分岐を通じて複雑化するが、豊かな情報量が必ずしも利益の増大には結びつかない。他方、連続時間モデルにおいては取得情報の違いは動学に本質的な影響を与えない。
(II) 環境モデル:製品差別化のある複占モデルでは若干の例外はあるが、環境政策は環境汚染を逓減することができる。さらに環境政策は安定領域の拡大と不安定経路の安定化を周期半減分岐により実現する。製品差別化のないN企業寡占モデルではナッシュ解の存在と環境政策の有効性が示された。
。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

非線形独占モデル分析は2本の論文にまとめられ、イタリヤのミラノで開催されたNonlinear Economic Dynamics 2021(Universita Cattolica der Sacro Cuore, 13-15, September 2021)において報告された。その後、非線形動学の 専門雑誌である Chaos, Solitons and Fractals (Elsevier, IF 9.922, Cite Score 9.9) とCommunication in Nonlinear Science and Nonlinear Simulation(Elsevier, IF 4.186, Cite Score 7.7)に投稿後、採択された。また環境分析も2本の論文にまとめられ、それぞれJournal of Differential Equations and Applications(Tayloer and Francise, IF 1.352, Cite Score 2.2)とAsian-Pacific Journal of Regional Science(Springer, h-index 9)に投稿後、採択された。4本の論文はすでに刊行され、online および雑誌で閲覧可能である。

今後の研究の推進方策

2023年度はマクロ経済動学モデルによる景気変動の考察と環境課税の動学化に向けて静学モデルの拡充を目指す。
非線形な投資関数に依拠したマクロ経済動学を考察対象とするKaldorモデルでは景気循環は極限循環で記述され、その存在はすでにChang and Smyth (1971, RES)で示されている。これにKalecki流の生産遅延が導入されたKaldor-Kaleckiモデルも様々な角度からの考察が行われている。これを以下の二つの観点から再考察を試みる。(i) 遅延動学方程式の微分方程式による近似の可能性を探る。一般的に遅延微分方程式の近似精度はよくないと考えられていいるが、Kaldor-Kalecki モデルでは遅延があまり大きくない場合に、数値的には、かなり良い精度で近似できている。そこで解析面からの補完分析を行う。(ii)遅延に加え、将来の期待が現在の動学にどのような影響を与えるかの考察も加える。数学的には「進み」をもつ微分方程式(advanced differential equation)による動学を考える。また、非線形投資関数は定常点が一意の場合と複数解(基本的には3個)発生する場合が考えられる。先行研究の多くはは一意の定常点を前提とするが、本研究では複数定常点のケースを考察する。
昨年度の環境モデルは主に企業の利潤最大化行動と環境課金政策の有効性に焦点が絞られていたが、今年度は政府の最適環境政策を含む多段階モデルに拡張を行う。まずは政府と企業の情報の非対称性を勘案した不確実性を含む社会的厚生関数を構築する。最適環境政策は期待厚生関数の最大化とその分散の最小化を実現するmulti-objective optimizationの解として導出される。解の存在を解析的に示すのはかなりの困難が伴うと予想されるので、まずは数値的なアプローチを考えている。

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の影響により参加予定の国内・国外学会、研究集会等に大幅な変更が生じ、旅費、人件費等の支出に大幅な齟齬がでた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dynamics and adjunct profits in two boundedly rational models of monopoly2023

    • 著者名/発表者名
      Akio Matsumoto, Yasuo Nonaka, Ferenc Szidarovszky
    • 雑誌名

      Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation

      巻: 116 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.cnsns.2022.106868

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The chaotic monopolist revisited with bounded rationality and delay dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Akio Matsumoto, Ferenc Szidarovszky
    • 雑誌名

      Chaos, Solitions and Fractals

      巻: 159 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.chaos.2022.112142

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Emission charge controllability in Cournot duopoly: Static and dynamic effects2022

    • 著者名/発表者名
      Akio Matsumoto, Yasuo Nonka, Ferenc Szidarovszky
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations and Applications

      巻: 28 ページ: 1282-1307

    • DOI

      10.1080/10236198.2021,2020264

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] N-firm oligopolies with pollution control and random profits2022

    • 著者名/発表者名
      Akio Matsumoto, Ferenc Szidarovszky
    • 雑誌名

      Asian-Pacific Journal of Regional Science

      巻: 6 ページ: 1017-1039

    • DOI

      10.1007/s41685-022-00246-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Nonlinear Kaldor model augmented with retardation and anticipation2022

    • 著者名/発表者名
      Akio Matsumoto
    • 学会等名
      The 11th workshop of Dynamic Models in Economics and Finance
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Environmental Policy for NPS Pollution under Random Welfare2022

    • 著者名/発表者名
      松本 昭夫
    • 学会等名
      日本地域学会 題59回年次大会

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公開日: 2023-12-25  

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