欧盟的贸易一体化和贸易失衡：一个网络

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英文标题：
《Trade integration and trade imbalances in the European Union: a network
  perspective》
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作者：
Gautier M. Krings, Jean-Fran\\c{c}ois Carpantier and Jean-Charles
  Delvenne
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最新提交年份：
2013
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英文摘要：
  We study the ever more integrated and ever more unbalanced trade relationships between European countries. To better capture the complexity of economic networks, we propose two global measures that assess the trade integration and the trade imbalances of the European countries. These measures are the network (or indirect) counterparts to traditional (or direct) measures such as the trade-to-GDP (Gross Domestic Product) and trade deficit-to-GDP ratios. Our indirect tools account for the European inter-country trade structure and follow (i) a decomposition of the global trade flow into elementary flows that highlight the long-range dependencies between exporting and importing economies and (ii) the commute-time distance for trade integration,which measures the impact of a perturbation in the economy of a country on another country, possibly through intermediate partners by domino effect. Our application addresses the impact of the launch of the Euro. We find that the indirect imbalance measures better identify the countries ultimately bearing deficits and surpluses, by neutralizing the impact of trade transit countries, such as the Netherlands. Among others, we find that ultimate surpluses of Germany are quite concentrated in only three partners. We also show that for some countries, the direct and indirect measures of trade integration diverge, thereby revealing that these countries (e.g. Greece and Portugal) trade to a smaller extent with countries considered as central in the European Union network.
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中文摘要：
我们研究欧洲国家之间越来越一体化、越来越不平衡的贸易关系。为了更好地捕捉经济网络的复杂性，我们提出了两项评估欧洲国家贸易一体化和贸易失衡的全球措施。这些措施是传统（或直接）措施的网络（或间接）对应措施，如贸易对GDP（国内生产总值）和贸易赤字对GDP的比率。我们的间接工具考虑了欧洲国家间贸易结构，并遵循（i）将全球贸易流分解为基本流，突出了出口和进口经济体之间的长期依赖性，以及（ii）贸易一体化的通勤时间距离，它衡量了一国经济波动对另一国的影响，可能是通过多米诺效应的中间合作伙伴。我们的应用程序解决了欧元启动的影响。我们发现，通过抵消贸易过境国（如荷兰）的影响，间接失衡措施可以更好地确定最终承担赤字和盈余的国家。其中，我们发现德国的最终盈余相当集中在三个伙伴国。我们还表明，对于一些国家来说，贸易一体化的直接和间接措施有所不同，从而表明这些国家（如希腊和葡萄牙）与被视为欧盟网络中心的国家的贸易规模较小。
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分类信息：

一级分类：Physics        物理学
二级分类：Physics and Society        物理学与社会
分类描述：Structure, dynamics and collective behavior of societies and groups (human or otherwise). Quantitative analysis of social networks and other complex networks. Physics and engineering of infrastructure and systems of broad societal impact (e.g., energy grids, transportation networks).
社会和团体（人类或其他）的结构、动态和集体行为。社会网络和其他复杂网络的定量分析。具有广泛社会影响的基础设施和系统（如能源网、运输网络）的物理和工程。
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一级分类：Computer Science        计算机科学
二级分类：Computational Engineering, Finance, and Science        计算工程、金融和科学
分类描述：Covers applications of computer science to the mathematical modeling of complex systems in the fields of science, engineering, and finance. Papers here are interdisciplinary and applications-oriented, focusing on techniques and tools that enable challenging computational simulations to be performed, for which the use of supercomputers or distributed computing platforms is often required. Includes material in ACM Subject Classes J.2, J.3, and J.4 (economics).
涵盖了计算机科学在科学、工程和金融领域复杂系统的数学建模中的应用。这里的论文是跨学科和面向应用的，集中在技术和工具，使挑战性的计算模拟能够执行，其中往往需要使用超级计算机或分布式计算平台。包括ACM学科课程J.2、J.3和J.4（经济学）中的材料。
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一级分类：Physics        物理学
二级分类：Data Analysis, Statistics and Probability        数据分析、统计与概率
分类描述：Methods, software and hardware for physics data analysis: data processing and storage; measurement methodology; statistical and mathematical aspects such as parametrization and uncertainties.
物理数据分析的方法、软硬件：数据处理与存储；测量方法；统计和数学方面，如参数化和不确定性。
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一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：General Finance        一般财务
分类描述：Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
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PDF下载：
--> Trade_integration_and_trade_imbalances_in_the_European_Union:_a_network_perspective.pdf (928.4 KB)

2022-5-4 22:21:24 上传

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关键词：一体化 Applications Quantitative Mathematical concentrated

欧盟的贸易一体化和贸易失衡：网络视角Gautier M.Krings1,2，Jean-Fran,cois Carpanier，Jean-Charles Delvenne1,4，*1卢旺天主教大学信息和通信技术、电子和应用数学研究所（ICTEAM），卢旺大道乔治·勒马埃特大街，41348卢旺-拉纽韦，比利时真实影响分析，比利时，弗拉吉广场7号，布鲁塞尔1050号，比利时，卢森堡大学林珀斯堡校区，BRC 0.02，162 A，德拉法伦西亚大道，L-1511卢森堡运筹学和计量经济学中心（CORE），德洛温天主教大学，罗马之音341348卢旺-拉纽韦，比利时* 电子邮件：让·查尔斯。delvenne@uclouvain.beAbstractWe欧洲国家之间的贸易越来越不平衡。为了更好地捕捉经济网络的复杂性，我们提出了两个评估欧洲国家贸易一体化和贸易失衡的全球措施。这些指标是传统（或直接）指标的网络（或间接）对应项，如贸易对GDP（国内生产总值）和贸易赤字对GDP的比率。我们的间接工具考虑了欧洲国家间贸易结构，并遵循（i）将全球贸易流分解为基本流，突出了出口和进口经济体之间的长期依赖性，以及（ii）贸易一体化的通勤时间距离，这衡量了一国经济波动对另一国的影响，可能是通过多米诺效应的中间合作伙伴。我们的应用程序解决了欧元启动的影响。我们发现，通过抵消贸易中转国（如荷兰）的影响，间接不平衡测量可以更好地确定最终产生赤字和盈余的国家。

除其他外，我们发现德国的最终盈余仅集中在三个合作伙伴。我们还表明，对于一些国家来说，贸易一体化的直接和间接措施有所不同，从而表明这些国家（如希腊和葡萄牙）与被视为欧盟网络中心的国家的贸易规模较小。引言欧洲贸易结构在过去二十年中经历了深刻的变革，如前社会主义经济体的融合和欧元的引入。多年来，在这些事件和世界贸易的演变下，欧洲的贸易结构已经发生了彻底的改变，总体而言，双方贸易水平提高，但贸易失衡加剧。在可以量化贸易结构的指标中，我们可以找到双边贸易的直接衡量指标，如对GDPratio的贸易，这是一个国家与环境贸易一体化的衡量指标，或如对GDPratio的定义，这是一个国家与其伙伴之间贸易失衡的衡量指标。这些措施是直接的，因为它们只考虑一个国家与其贸易伙伴之间的相互作用，而忽略了网络的其余部分。在本文中，我们提出了两种互补的方法来分析贸易网络的全球结构。这些方法参与了复杂网络经济学理论的发展（例如，经济学中的一般工作参见[1,2]，贸易中的具体工作参见[3-8]）。复杂网络理论的一个关键思想是承认网络的节点，例如贸易网络中的国家，贸易是商品和服务的进口和出口的总和。GDP指的是国内生产总值。贸易差异是指进口和出口之间的差异。

负赤字是贸易顺差。相互影响，不仅直接（在邻居对邻居的关系中），而且间接（通过中间节点）。考虑到这些间接影响，可以为直接影响提供补充性见解。在第一种方法中，我们将商品和服务的年流量（由以共同货币计量的货币对应物量化）分解为三种连贯的流量之和，以阐明贸易网络的不同方面。第一流是对称的，它衡量各国贸易在多大程度上是两两平衡的。第二种流动是周期性的，每个国家的贸易都是全球平衡的（但不是成对的）。例如，这种流动可能表现出一个四向循环，其中a国向B国出口，B国向C国出口，C国向D国出口，D国向a国出口相同的数量。从第三个国家开始的货币流动是不循环的。如果A从B进口的货物与从C进口的货物数量相同，我们可以认为C是A的实际最终债权人，而不是通常直接衡量债务的B。由此产生的两国间的间接赤字或盈余，比单纯的直接流动更能全面地反映两国之间的全球贸易。考虑间接流的相关性可以用荷兰的例子来说明。这个国家在贸易网络中扮演着枢纽的角色，从世界其他地方进口的商品从荷兰转移到其他欧洲国家。直接措施只会注意到荷兰与所有欧洲国家的贸易顺差，而忽略了大部分贸易仅通过荷兰从最初的出口国转移到最终的进口国。

这些网络揭示了这些间接债务的影响。因此，间接衡量也是评估一个国家竞争力的相关工具。这个例子说明了商品通过荷兰的生产链，但间接测量的相关性更一般，不局限于生产链。a国将车轮出口到B国，然后B国将汽车（及其车轮）出口到C国，这与a国将啤酒出口到B国的情况没有根本区别，让他将更多资源（之前用于啤酒生产的资源）用于车轮生产，并将汽车出口到C国。最后，A国是最终债权人，C国是最终债务人，因为前者用于后者的最终消费。这种流量分解方法和相关的间接贸易效率概念是本文的主要概念创新。这些工具与[9]中开发的周期、中间人、进出统计数据有一些超级相似之处。后者由三个因素的直接相互作用确定，例如，所考虑的周期长度为三；因此，它可以被视为一种自下而上的贸易网络理论观点，即在单节点/边缘水平上识别贸易模式。相比之下，我们的方法采用自上而下的方法，将总流量解释为较小流量的总和，但可能涉及大量节点，因此在本质上仍然是全局的。在第二种方法中，我们做了一个思维实验，在这个实验中，我们跟踪一美元在贸易网络中随机流动的随机磨难。

在平稳性方面，被称为PageRank[10]的随机美元花费的时间分数是衡量国家在贸易网络中的中心地位的一个指标。这种中心性度量与GDP相关，GDP可以被视为中心性的直接度量，但通过考虑贸易伙伴的中心性也对其进行了修正（这种度量在这方面的相关性已经得到证明[11]）。进一步考虑逻辑，我们考虑一美元从a国到B国再回到a国的预期时间，这被称为a和B之间的通勤时间，可以被视为a和B之间的经济距离。a和B之间更多的贸易关系，无论是直接的还是间接的（通过共同的中间伙伴），对应着更短的距离，也就是说，这些国家的经济更加紧密地融合在一起。使用主成分分析——一种经典的光谱降维技术——我们可以将国家可视化为平面上的点，因此通常的平方欧氏距离近似于公共时间距离。年复一年地重复这个图表，可以提供世界经济或其某个地区的动态画面，在这里可以追踪个人或集体距离的演变。由于通勤时间距离是对称的，因此对特定贸易关系的不平衡视而不见，因此它可以作为第一种方法的补充。两国之间的贸易一体化通常是通过双边贸易来实现的。比例越大，该国与其合作伙伴的融合程度就越高。这种传统的衡量是直接的，因为这种统计数据没有考虑贸易伙伴在网络中的地位或中心地位。让我们考虑一个主要自给自足的a国，只与B国进行贸易。

国际单项体育联合会与许多合作伙伴进行贸易，那么A就间接地融入了贸易网络。特别是，它提供了进入世界市场的途径，并使其对全球经济的波动非常敏感，比B本身的准自给自足要多得多。考虑贸易网络中的间接一体化的相关性将在应用中得到说明，其中核心和外围欧洲国家自采用欧元以来具有不同的动态。贸易一体化的间接措施可以进一步解释为一国活动的小扰动向另一国传播的风险。这一工具可以被视为全球化经济中通过直接效应和多米诺效应进行冲击传播的一种可能的数学模型。作为一个案例研究，我们展示了这些间接措施如何在欧洲贸易的背景下补充其直接对应措施。我们特别研究欧元在与欧洲贸易发展中的作用。共享一种共同货币（通过降低跨境交易成本）的好处取决于贸易一体化的程度。贸易一体化程度越高，效益越大。因此，处理贸易一体化的具体措施至关重要。我们展示了我们的方法如何更好地捕捉贸易网络的复杂性，作为通常直接测量的补充。材料与方法我们利用国际货币基金组织（IMF）和世界银行（WB）提供的数据研究了欧盟24个国家之间的贸易流网络。这两个数据集提供了有关该网络的不同信息：IMF数据集包含欧盟每对国家之间以当前美元价值计算的总出口，而WB数据集则提供了每个国家的国内生产总值（GDP）和消费者价格指数。

通过结合这两个数据集，我们建立了欧洲国家之间的贸易流网络。由于从一个国家i到一个国家j的每次出口都会导致相反方向的货币流动，因此我们将这些数据表示为一个货币流动网络，其中每个加权和定向边缘（j，i）表示从i到j的商品和服务的总出口。每个国家的内部需求表示为GDP给出的一个循环（i，i）-（出口总额）- 进口总额）。所有数量均以2000美元表示，因此结果不受通货膨胀或汇率变化的影响。尽管用同一种货币表达所有数据至关重要，但考虑到我们的方法，货币（美元、欧元或其他）的选择并不相关。数据范围从1993年到2007年。从1993年开始，我们避免了与取消欧盟内部关税（这对贸易流动的记录产生了影响）相关的潜在结构性破坏。截至2007年，我们避免了金融危机的特殊影响。因此，我们有15年的时间。我们的数据集最初包含欧盟27个成员国的数据。然而，马耳他和塞浦路斯已经从数据集中删除，因为它们的大部分数据都丢失了。此外，比利时和卢森堡一起被记录为所谓的比利时-卢森堡经济联盟（样本中的国家列表见表1）。最后，我们得到了由24个节点（V）和576条加权有向边（E）组成的有向图G（V，E），以及由加权邻接矩阵表示的循环：{aij}ni，j=1，其中aijis是边（i，j）的权重。在本文中，我们使用符号G来表示网络，其矩阵表示形式写成A。表1。

国家样本国家类别1奥地利欧洲2比利时卢森堡欧洲3芬兰欧洲4法国欧洲5德国欧洲6爱尔兰欧洲7意大利欧洲8荷兰欧洲9葡萄牙欧洲10西班牙欧洲11希腊欧洲12斯洛文尼亚非欧洲13斯洛伐克非欧洲14爱沙尼亚非欧洲15保加利亚非欧洲16捷克共和国非欧洲17丹麦非欧洲18匈牙利非欧洲19拉脱维亚非欧洲20立陶宛非欧洲21波兰非欧洲22欧元罗马尼亚非23欧元瑞典非24欧元英国非欧元纸币。1999年（或2002年希腊）未采用欧元的国家被归类为非欧元国家。欧元和非欧元国家统称为欧洲国家。用流量分解法衡量间接贸易失衡贸易失衡通常通过贸易赤字与GDP之比来理解。这项措施是直接的，因为它只考虑直接贸易伙伴的情况。然而，人们可以想象，国家与自身对其他国家存在贸易赤字的国家之间存在贸易赤字，因此这些赤字实际上只是通过这个国家转移到最终的贸易债权国。Wethus提出了一种全球方法，强调从原始贸易逆差国到最终贸易顺差国的贸易不平衡，从而消除中间国家的情况。这种方法依赖于原始的流动分解。我们用它的邻接矩阵A来表示贸易网络：{aij}ni，j=1；进入Aijr代表着从i国流向j国的大量资金，而Aijan和j国之间的差异则导致两国之间的贸易失衡。然而，这一观察结果只是贸易确切不对称性的一阶近似值，没有考虑国家i和j与图表其余部分之间的关系。如果将图表视为一个圆孔，可能会出现截然不同的画面。

例如，让我们考虑图1中的例子，它显示了三个国家的相互作用。在这两个例子中，国家1都与国家2相去甚远。然而，根据国家2对国家3的债务价值，国家1的债务可能（或不）转移到国家3，因此国家3是国家1而不是国家2的实际债权人。最后，如果第三个国家对第一个国家也有不足之处，那么每个国家都处于全球平衡之中，即使每个双边关系都是不平衡的，并创造了价值循环。虽然非常简单，但这个例子说明了需要从邻接矩阵中提取比单独考虑沿单条边的净流量更复杂的信息。图1。非局部水流影响的示例。我们展示了两种情况，其中节点1对节点2有明显的缺陷。在左侧，节点1的定义从节点2转移到节点3，而在右侧，交换已达到平衡。为了做到这一点，贸易网络分为三个部分：对称、循环和非循环，并将以下表达式用于邻接矩阵：A=AS+AC+AAC。这三个组成部分代表了贸易网络中正在进行的三种互动：成对贸易、循环贸易和从债务人到间接债权人的非循环流动。我们通过一系列优化模型从原始网络中获得这些成分，这些模型依次为我们提供对称（GS）、循环（GC）和非循环（GAC）成分。非循环因素无疑是贸易分解中最具洞察力的部分。将资金从积累赤字的国家转移到产生盈余的国家的过程进一步分解为从一个国家到另一个国家的基本流动，这为各国之间的确切转移提供了新的见解。