jpfs 0.5.0

Japan Fiscal Simulator - New Keynesian DSGEモデルによる財政政策分析

jpfs - Japan Fiscal Simulator

消費税減税・社会保障費増額・補助金政策などの財政政策が日本経済に与える影響をシミュレートするツール。Smets-Wouters級の中規模New Keynesian DSGEモデルをPythonでフルスクラッチ実装。

特徴

• 14方程式の構造NKモデル: 16変数（state 5 + control 9 + 財政・税ブロック）、7構造ショック
• 5部門経済: 家計（習慣形成）、企業（Calvo価格・賃金硬直性）、政府、中央銀行、金融部門
• QZ分解ベースBK/Klein解法: scipy.linalg.ordqz による合理的期待均衡の一般解法
• ベイズ推定: Metropolis-Hastings MCMCサンプラー + カルマンフィルタ尤度計算
• 日本経済向けキャリブレーション: 低金利環境、高債務水準、消費税10%
• MCPサーバー: Claude Desktopとの連携
• CLI: コマンドラインからのシミュレーション実行

インストール

pip install jpfs

または

uvx jpfs --help

使用方法

CLI

# シミュレーション実行
jpfs simulate consumption_tax --shock -0.02 --periods 40 --graph
jpfs simulate price_markup --shock 0.01 --periods 40

# 財政乗数計算
jpfs multiplier government_spending --horizon 8

# 定常状態表示
jpfs steady-state

# パラメータ表示
jpfs parameters

# MCPサーバー起動
jpfs mcp

Pythonからの使用

import japan_fiscal_simulator as jpfs

# モデル初期化
calibration = jpfs.JapanCalibration.create()
model = jpfs.DSGEModel(calibration.parameters)

# 定常状態
ss = model.steady_state
print(f"産出: {ss.output:.4f}")
print(f"消費: {ss.consumption:.4f}")

# シミュレーション
simulator = jpfs.ImpulseResponseSimulator(model)
result = simulator.simulate_consumption_tax_cut(tax_cut=0.02, periods=40)

# 結果
y_response = result.get_response("y")
print(f"産出ピーク効果: {max(y_response) * 100:.2f}%")

MCP連携

Claude Desktopの設定ファイル（claude_desktop_config.json）に追加:

{
  "mcpServers": {
    "jpfs": {
      "command": "jpfs",
      "args": ["mcp"]
    }
  }
}

ドキュメント

ドキュメント	内容
Getting Started	インストールから最初のシミュレーションまで
CLI リファレンス	全コマンドの使い方とオプション
Python API	Pythonライブラリとしての利用方法
ベイズ推定	MH-MCMCによるパラメータ推定
MCP サーバー	Claude Desktopとの連携設定
数理モデル仕様書	全14方程式・解法・推定手法の数学的記述

モデル概要

家計部門

• 異時点間効用最大化（消費のオイラー方程式）
• 習慣形成（外部習慣）
• 労働供給の内生化（限界代替率）

企業部門

• Calvo型価格硬直性 + 価格インデクセーション
• Calvo型賃金硬直性 + 賃金マークアップショック
• Cobb-Douglas生産関数、実質限界費用の明示化
• 資本蓄積（投資調整コスト、Tobin's Q）

政府部門

• 消費税・所得税・資本所得税
• 政府支出・移転支払い
• 財政ルール（債務安定化）

中央銀行

• テイラールール
• 金利平滑化
• ゼロ金利下限（ZLB）考慮

金融部門

• 金融加速器（BGG型簡略版）
• 外部資金プレミアム
• リスクプレミアムショック

構造ショック（7種類）

技術(TFP)、リスクプレミアム、投資固有技術、賃金マークアップ、価格マークアップ、政府支出、金融政策

パラメータ

主要パラメータ（日本キャリブレーション）:

パラメータ	値	説明
β	0.999	割引率（低金利環境）
τ_c	0.10	消費税率（10%）
B/Y	2.00	政府債務/GDP比率
ρ_R	0.85	金利平滑化
θ	0.75	Calvo価格硬直性

出力形式

シミュレーション結果（JSON）

{
  "scenario": {
    "name": "消費税2%pt減税",
    "policy_type": "consumption_tax",
    "shock_size": -0.02
  },
  "impulse_response": {
    "y": {"values": [...]},
    "c": {"values": [...]},
    "pi": {"values": [...]}
  },
  "fiscal_multiplier": {
    "impact_multiplier": 0.85,
    "cumulative_multiplier_4q": 1.12
  }
}

開発

# 依存関係インストール
uv sync

# テスト実行
uv run pytest

# 型チェック（strictモード）
uv run mypy src/japan_fiscal_simulator

# Lint & フォーマット
uv run ruff check src tests
uv run ruff format src tests

今後の拡張候補（Phase 6: 日本固有の拡張）

モデル拡張

• ZLB制約の明示的モデル化: ゼロ金利下限での非線形ダイナミクス
• 高債務経済: リカーディアン/非リカーディアン家計の混合、財政持続可能性条件
• 人口動態: OLG要素の導入、労働力人口減少のトレンド
• 開放経済拡張: 為替レート、輸出入、海外金利の導入
• 金融加速器の本格実装: BGG型の完全版（現在は簡略化）

インターフェース

• Web UI: Streamlit/Gradioによるインタラクティブダッシュボード
• API サーバー: FastAPIによるREST API提供

ライセンス

MIT License

参考文献

• Smets, F., & Wouters, R. (2007). Shocks and frictions in US business cycles: A Bayesian DSGE approach.
• Bernanke, B. S., Gertler, M., & Gilchrist, S. (1999). The financial accelerator in a quantitative business cycle framework.
• Blanchard, O. J., & Kahn, C. M. (1980). The solution of linear difference models under rational expectations.