贸易流网络的层次性揭示了产品的复杂性

是 否 +2 论坛币

k人 参与回答

经管之家送您一份

应届毕业生专属福利!

求职就业群

赵安豆老师微信：zhaoandou666

经管之家联合CDA

送您一个全额奖学金名额~ !

立即领取

感谢您参与论坛问题回答

经管之家送您两个论坛币！

+2 论坛币

英文标题：
《Hierarchicality of Trade Flow Networks Reveals Complexity of Products》
---
作者：
Peiteng Shi, Jiang Zhang, Bo Yang, Jingfei Luo
---
最新提交年份：
2014
---
英文摘要：
  With globalization, countries are more connected than before by trading flows, which currently amount to at least 36 trillion dollars. Interestingly, approximately 30-60 percent of global exports consist of intermediate products. Therefore, the trade flow network of a particular product with high added values can be regarded as a value chain. The problem is weather we can discriminate between these products based on their unique flow network structure. This paper applies the flow analysis method developed in ecology to 638 trading flow networks of different products. We claim that the allometric scaling exponent $\\eta$ can be used to characterize the degree of hierarchicality of a flow network, i.e., whether the trading products flow on long hierarchical chains. Then, the flow networks of products with higher added values and complexity, such as machinery&transport equipment with larger exponents, are highlighted. These higher values indicate that their trade flow networks are more hierarchical. As a result, without extra data such as global input-output table, we can identify the product categories with higher complexity and the relative importance of a country in the global value chain solely by the trading network.
---
中文摘要：
随着全球化的发展，各国之间的贸易往来比以往任何时候都更加紧密，目前的贸易往来至少达到36万亿美元。有趣的是，大约30-60%的全球出口由中间产品构成。因此，具有高附加值的特定产品的贸易流网络可以被视为一个价值链。我们可以根据这些产品的独特网络结构来区分它们。本文将生态学中的流量分析方法应用于638个不同产品的交易流量网络。我们声称，异速标度指数$\\eta$可用于表征流动网络的层次性程度，即交易产品是否在长层次链上流动。然后，重点介绍了附加值和复杂性较高的产品的流动网络，如指数较大的机械和运输设备。这些值越高，表明它们的贸易流网络层次越高。因此，在没有全球投入产出表等额外数据的情况下，我们可以通过贸易网络识别出更复杂的产品类别，以及一个国家在全球价值链中的相对重要性。
---
分类信息：

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
--
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。
--

---
PDF下载：
--> Hierarchicality_of_Trade_Flow_Networks_Reveals_Complexity_of_Products.pdf (729.95 KB)

2022-5-5 10:12:58 上传

扫码加我 拉你入群

请注明：姓名-公司-职位

以便审核进群资格，未注明则拒绝

分享0 收藏0 回帖

关键词：层次性 复杂性 Hierarchical Quantitative intermediate

贸易流网络的层次性揭示了产品的复杂性，*, 杨波和罗京飞，1北京师范大学系统科学学院，北京，中国2中华人民共和国商务部* 电子邮件：zhangjiang@bnu.edu.cnAbstractWith随着全球化的发展，各国之间的联系比贸易流更紧密，贸易流目前至少达到36万亿美元。有趣的是，全球出口的大约30-60%由中间产品组成。因此，具有高附加值的特定产品的贸易流网络可以被视为一个价值链。问题在于，我们能否根据这些管道独特的流动网络结构来区分它们。本文将生态学中发展的流量分析方法应用于638个不同产品的交易流量网络。我们声称，异速标度指数η可用于表征流动网络的层次结构程度，即交易产品是否在长等级链上流动。重点介绍了具有较高附加值和复杂性的产品流动网络，如指数较大的机械和运输设备。这些值越高，表明它们的贸易流动网络层次越高。因此，在没有全球投入产出表等额外数据的情况下，我们可以通过贸易网络识别出更复杂的产品类别，以及一个国家在全球价值链中的相对重要性。随着全球化进程的加快，世界各国之间的联系越来越紧密，在全球资本、劳动力和产品市场一体化的背景下，合作正以前所未有的方式进行。

因此，由于国际劳动力在全球范围内的分工和协作，不可避免地出现了一些由几个国家或地区组成的跨订单生产链[1-3]。然而，由于产品的异质性，生产网络非常不均匀。电子和汽车行业的一些产品，如个人电脑或汽车，可以分解成几个独立的部件，并在不同的国家方便运输和组装[1]。因此，这些产品的很大一部分进口并非用于最终消费，而是用于具有更高附加值的再生产和出口[1,4,5]。相反，农业或原材料产品网络的产量可能要短得多。此后，这些产品的主要进口是为了最终消费。根据生产链的长度和附加值的水平区分这些产品对各国的长期发展战略至关重要。传统方法[6-8]试图通过合并国际投入产出表[9-11]，在不同产品之间直接建立价值流网络。尽管生产网络的全貌可以被详细捕捉，但在全球范围内获得准确的原始数据并不容易[8,10]。然而，各国之间各种产品的高度详细的国际贸易流量数据有着悠久的历史[12,13]。具体而言，根据ITC（标准国际贸易编码）或其他等效编码方法，所有双边贸易均为不同产品的i类贸易。因此，可以从国际贸易数据中提取一种产品类别的独特流动结构。近年来，全球贸易网络作为复杂网络的一个具体实例得到了研究[14–17]。

尽管发现了各种复杂网络的共同特征和独特模式，但对不同产品的多个网络关注甚少[18]。本文仅代表作者的个人观点。在本文中，我们试图通过确定产品独特的贸易流结构，从复杂性和附加值的角度来区分产品。这是可能的，因为贸易网络包含全球生产网络的信息。全球价值链中几乎所有跨境产品流都记录在国际贸易数据中。我们的方法是比较不同产品流动网络中的异速生长比例指数[19,20]。异速生长比例模式已被发现在由二元网络[20,21]跨越的树木中普遍存在，如食物网络[21,22]、贸易网络[23]和生物网络[24]。我们之前的工作结合了生态学中发展的流量分析方法，以揭示流量网络的一般共同性质[22,25]。将这种方法推广到交易流是很自然的，在交易流中，等比标度指数给出了一种新的解释，即层次度。这一衡量标准描述了产品是否存在一条长长的等级链。我们计算了不同产品类别中每个流量网络的异速生长指数，发现附加值较高的制造产品具有较大的指数。此外，大多数指数都大于1，表明网络是分层的，而具有相对较低附加值的初级产品的网络具有较小的指数，并且网络是可变的。等级制度总是意味着不平等和垄断。

我们进一步计算每个国家在产品贸易网络中的相对重要性，并使用国家影响的基尼系数比较不同产品的国家影响分布的异质性。最后，展示了异速生长指数随时间的动态变化，并解释了全球化过程。结果贸易流网络使用两个数据集进行研究和比较，以消除数据中的潜在差异。第一个数据来自Feenstra等人基于联合国商品贸易数据库（简称联合国数据集）的“世界贸易流量：1962-2000”数据集[12]。根据SITC 4（标准国际贸易分类体系，第4版）分类标准，该数据集涵盖了1963年至2000年间约800种产品的双边贸易流量。此外，正文中主要展示和讨论了2000年的结果。另一个数据集（OECD数据集）是经济合作与发展组织（OECD）汇编的2009年双边贸易数据[13]。OECD数据集只包含OECD成员国，因此国家总数小于联合国数据集。然而，这些国家约占世界贸易额的70-80%。OECD数据的产品分类标准为ISIC修订版。3（所有经济活动的国际标准行业分类，第3版），这与SITC 4分类不同。请参见支持信息SI中对数据的详细讨论。SITC4代码是分层的，这意味着，如果长r代码的类别共享相同的前缀，则它们是短代码类别的子类别。

例如，SITC4中的产品类别7是机械和运输设备类别，因此这是一个非常普遍的分类，其中71和72是7的两个子类别，分别代表了动力机械产品和车辆类别。贸易网络的异速缩放对于每个产品贸易网络，我们可以定义一个指数η来表征流动网络的层次性。首先，我们需要计算两个顶点特定变量，即Tiand Ci。Ti，即i国的贸易量，定义为i国总进口或出口的最大值。这反映了通过国际贸易流动的能力。其次，国际贸易流动对整个网络的影响。它被定义为网络上其他节点在假设i后交易量的总变化。这两个变量的具体计算参考方法部分和支持信息。通常情况下，对于各种实证贸易网络，CIAN和TIO之间存在着很强的相关性，可以用幂律来描述：Ci~ Tηi，（1）其中η是异速标度指数。这个等式是从河底、血管网和食物网的经验异速计量中推广的[20,21]。以前对生成树的研究表明，指数η可以用来反映树的层次性或伸缩性。例如，图1显示了生成树的两个极值。具有最小指数1的s tar网络是FL证明树，而具有最大指数2的链式网络是最具层次性的树。图1。两个特殊的生成树，最小异速生长指数为1（左，一个星形网络）和最大指数为2（右，一个星形链）。该计算可扩展到一般流量网络[22,25]。然而，指数在[1,2]中是不受限制的。

然而，我们也可以将指数定义为一般流动网络的层次性，因为如果指数更大，它将包含长流动链（见补充信息）。事实证明，异速缩放模式（方程式1）对于所有研究贸易网络都非常普遍，但它们的指数并不相似。图2显示了两种产品的异速生长比例模式。在图2中，每个数据点代表参与该产品国际贸易的国家。两个变量对在对数坐标上形成一条直线，这意味着两个变量之间存在幂律关系（即方程1）。这两种产品的指数不同，表明发电贸易网络比水果和蔬菜网络更具层次性。换句话说，与水果和蔬菜相比，发电机器的生产沿着一条较长的增值链进行。这一点可以通过这两种产品的网络图可视化（图3）。虽然只显示了主干链路，其他链路在背景中消失，但很明显，上层网络有许多长链，它们总是来源于一些主要的发电机器出口国（如美国和日本）。然而，较低的网络更分散。尽管几个大国（如美国）仍然占据水果贸易的很大一部分，但它们中的大多数都是进口商。这意味着整个网络缺少一个中心，更加灵活。直觉上，这就是为什么第一个网络的指数大于后者的原因。指数比较和分布我们进一步以更系统的方式比较不同产品网络中的指数。在表1和表2中，我们列出了联合国数据集和经合组织数据集中所有1位数产品的指数，以进行比较。表1。

联合国数据集中1位数SITC4类别的指数（本表忽略了8（杂项）和9（未分类）类别，最后一行显示了所有产品作为一个综合网络的比例。）代码分类ηRGINI7机械和运输设备1.136±0.026 0.974 0.8896按材料分类的制成品1.120±0.026 0.962 0.8305化学品和相关产品1.117±0.034 0.972 0.8771饮料和烟草1.116±0.033 0.958 0.8684动植物油，脂肪和蜡1.077±0.029 0.973 0.8470食品和活体动物1.043±0.032 0.971 0.7983矿物燃料、润滑剂和相关材料1.042±0.018 0.954 0.8212不可食用的粗原料，燃料除外1.001±0.020 0.988 0.815-所有产品1.022±0.030 0.965 0.817表2。OECD数据集中不同产品的指数（显示了ISIC Rev.3行业编码系统编码的不同行业的产品）。金融中介、商业服务、批发和零售贸易、运输和仓储、邮政和电信、酒店和餐饮以及建筑行业被忽略，因为它们的行业不代表货物流动。

最后一行显示了所有行业的异速生长（作为一个综合网络）代码分类ηRGINI29机械和设备，nec 1.146±0.072 0.947 0.65623T26化工及非金属矿产1.129±0.079 0.937 0.56334T35运输设备1.124±0.075 0.941 0.66930T33电气及光学设备1.112±0.070 0 0.948 0.66727T28基本金属及金属制品1.092±0.080 0 0.974 0.56840T41电、气、水供应1.075±0.054 0.931 0.64936T337制造nec；循环使用1.074±0.078 0.967 0.68415T16食品、谷物和烟草1.073±0.081 0.931 0.55320T22木材、纸张、纸制品、印刷和出版1.051±0.088 0.926 0.58910T14采矿和采石1.019±0.041 0.911 0.72101T05农业、狩猎、林业和渔业1.019±0.070.978 0.57617T19纺织品、纺织产品、，皮革和鞋类0.998±0.065 0.949 0.705-全行业s 0.941±0.072 0.924 0.474图2。两个网络的Ti（单位：美元）和Ci（单位：美元）之间的异速生长比例。左图显示了发电产品的超线性比例定律（指数大于1），右图显示了水果和蔬菜的近似线性比例定律（指数接近1）。两个表显示了不同产品的指数差距很大（联合国数据集为[1.001,1.13 6]，经合组织数据集为[0.944,1.146]）。尽管SITC4分类和ISIC修订版之间存在一些细微差异。3分类存在，机械、设备、化学品和类似产品的指标高于食品、采矿和农业行业的产品。

这种独特的观察结果可以进一步证实，并扩展到更细的分类。图4显示了UN数据集中所有具有4位数分类的产品的指数分布。频率曲线呈钟形，峰值为1.09，这意味着大多数产品网络是分层的。堆叠的颜色条显示了所有1位数分类的分布（图4左）。请注意，大多数蓝色条位于钟形曲线的右侧，而绿色和黄色条位于左侧，这表明机械和制造产品的指数大于食品和饮料产品。这一现象在图4的右侧子图中得到了更好的说明，在图4中，我们简单地将产品分为初级产品（0、1、2、3和4的前倍数）和制造产品（5、6、7、8和9的前倍数）。异速生长指数和产品复杂性根据观察，我们知道贸易流网络的异速生长成分可以反映产品的基本特性。高附加值、生产工艺复杂的制成品往往具有较大的指数。因此，我们推测指数与产品性质（复杂性或附加值）之间可能存在正相关关系。为了验证我们的假设，我们对两个数据集进行了两次相关分析。对于联合国数据集，weSouth Africa Chadneutral Zone Qatarsyliaunt and Arab Emturkeyas Nesafghanistancongobangladeshmyanmarcabodiachina HK Saridaindenesiakorea RepLao P.Dem。菲律宾、马来西亚、亚美尼亚、格鲁吉亚、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、土耳其、中国、葡萄牙、越南、比利时、卢森堡、法国、德国、希腊、荷兰和运动会。