产品分类法如何推动经济发展

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英文标题：
《How the Taxonomy of Products Drives the Economic Development of
  Countries》
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作者：
Andrea Zaccaria, Matthieu Cristelli, Andrea Tacchella, and Luciano
  Pietronero
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最新提交年份：
2014
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英文摘要：
  We introduce an algorithm able to reconstruct the relevant network structure on which the time evolution of country-product bipartite networks takes place. The significant links are obtained by selecting the largest values of the projected matrix. We first perform a number of tests of this filtering procedure on synthetic cases and a toy model. Then we analyze the bipartite network constituted by countries and exported products, using two databases for a total of almost 50 years. It is then possible to build a hierarchically directed network, in which the taxonomy of products emerges in a natural way. We study the influence of the structure of this taxonomy network on countries\' development; in particular, guided by an example taken from the industrialization of South Korea, we link the structure of the taxonomy network to the empirical temporal connections between product activations, finding that the most relevant edges for countries\' development are the ones suggested by our network. These results suggest paths in the product space which are easier to achieve, and so can drive countries\' policies in the industrialization process.
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中文摘要：
我们介绍了一种算法，该算法能够重建相关的网络结构，在该结构上国家产品二部网络发生时间演化。通过选择投影矩阵的最大值来获得有效链接。我们首先在合成案例和一个玩具模型上对这个过滤过程进行了大量测试。然后，我们分析了由国家和出口产品构成的双边网络，使用了两个数据库，历时近50年。这样就有可能建立一个分层定向的网络，其中产品的分类以一种自然的方式出现。我们研究这个分类网络的结构对国家发展的影响；特别是，以韩国工业化为例，我们将分类网络的结构与产品激活之间的经验性时间联系联系起来，发现与国家发展最相关的优势是我们的网络所建议的优势。这些结果表明，产品领域的路径更容易实现，因此可以推动各国工业化进程中的政策。
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分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Economics        经济学
分类描述：q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学，包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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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：
--> How_the_Taxonomy_of_Products_Drives_the_Economic_Development_of_Countries.pdf (678.25 KB)

2022-5-6 15:42:59 上传

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关键词：经济发展 分类法 Quantitative Applications Hierarchical

产品分类如何推动国家和地区的经济发展，*, Matthieu Cristelli、Andrea Tacchella1,2和Luciano Pietronero1,2,31 ISC-CNR，途经意大利罗马托里尼190185号。意大利罗马萨皮恩扎大学菲西卡分校2号，P.le Aldo Moro 2，00 185，罗马。3 LIMS，伦敦数学科学研究所，英国伦敦梅菲尔南街35a号* 电子邮件：安德里亚。zaccaria@roma1.infn.itAbstractWe介绍一种能够重构相关网络结构的算法，该网络结构是国家产品二部网络发生时间演化的基础。通过选择投影矩阵的最大值来获得重要链接。我们首先在合成盒和玩具模型上对该过滤程序进行了大量测试。然后，我们分析了由国家和出口产品构成的二部网络，使用了两个数据库，历时近50年。这样就有可能建立一个层次化的网络，其中产品的分类以一种自然的方式出现。研究该分类网络的结构对共同国家发展的影响；特别是，在韩国工业化的例子指导下，我们将经济学网络的结构与产品激活之间的经验性时间联系联系起来，发现与国家发展最相关的edg是我们的网络建议的edg。这些结果表明，产品空间中的路径更容易实现，因此可以推动各国在工业化进程中的政策。引言国家如何发展的研究在经济学中具有核心作用，在政治、工业和金融分析和评估中具有重大影响。从历史上看，许多麻木的方法被应用于这个问题。

根据Heckscher和Ohlin[1]提出的基于里卡多比较优势[2]的模型，一个国家可能的进步模式是其禀赋的直接后果，即土地、劳动力和资本等生产要素的存在。Leontief[3,4]对这种方法提出了挑战，他发现了一个引人注目的实证反例，现在知道了Leontief的悖论（但另见[5]以获取相反的观点），而且在实证的基础上，Bowen等人也提出了挑战。[6]. Aghion和Howitt[7]提出了另一种方法，其模型的灵感来源于创造性破坏的概念，最初由Schump eter[8]提出，该概念侧重于赋予技术等新因素。这一观点源于罗默的开创性著作[9]。例如，豪斯曼（Hausmann）和罗德里克（Rodrick）[10]指出，这些观点可以总结为一个假设，即持续增长的基本需求是可贸易的技术和良好的地方制度。豪斯曼和罗德里克在同一篇论文中给出了两个例子，一个是一些亚洲国家的增长，另一个是拉丁美洲国家的衰退，情况正好相反。例如，韩国和台湾经历了令人印象深刻的增长，即使它们保持了高水平的保护，而拉丁美洲国家在1950年至1980年的几十年中表现更好，机构更差，而不是在90年代，当时它们的ZF采取了期待已久的结构改革。拉尔提出了第三条推理路线，他称之为“能力方法”。从广义上讲，一个国家的能力可以是使该国能够生产特定产品的任何东西，从基础设施到高效的ZF和行政机构，从温和的政策到人口问题。

根据拉尔的观点，关键不在于对一项技术的简单了解，而在于挖掘其潜力的能力，即考虑到特定国家的内在属性，能够有效地使用它。因此，每个国家都必须找到自己的发展道路，专注于自己的学习系统，以便在现有能力的基础上增加能力。在[10]的一般均衡框架中，这条推理路线已被建模。在这条推理路线中，每个国家都必须先了解自己擅长生产什么，然后再了解哪些技术可以适用于自己的情况。相比之下，我们的方法更接近于由考夫曼[12]提出并最初应用于生物系统[13]的相邻可能性概念。最后，我们提到了进化方法[14]，在这种方法中，市场的优化作用被一个自然的选择过程所取代，这个过程确保了任何经济过程在一般情况下都是不断变化的。这些想法催生了新的研究领域，比如关于创新的研究[15]。出口的时间序列为理解各国的发展提供了基本的洞察力，并有助于确定一个实证框架，以评估理论范式的有效性。如果我们提供的产品是通过一个国家生产该产品所需的一系列能力来定义的，那么一个国家出口篮子中产品的存在或不存在代表了该国自身能力篮子的一个暗示。特别是，如果两个产品共享某些功能，则可以在其中建立一个产品网络，将两个产品连接起来；实际上，如果许多国家生产相同的两种产品。通过这种方式，我们可以避免研究国家的能力结构，从数量的角度来看，这充其量是很难表示甚至定义的。

该网络称为产品空间，由Hidalgo等人[16]介绍和研究（另见[17]和[18]，了解不同的方法）。在目前的工作中，我们希望建立一个不同的产品网络，其中两个节点通过一个表示它们之间因果关系的定向链接连接起来。例如，如果两种产品a和b相似，则它们之间不会连接，但如果其中一种产品（例如a）使b在未来更可能生产d，则它们之间不会连接。在这种情况下，定向链接将从a变为b。我们提出了一种算法，该算法适当过滤经验出口数据中包含的信息，并允许构建一个分层网络，其节点为产品，定向链接由产品之间的必要关系给出。在这种结构中，能力和发展之间的联系以一种清晰的方式显现出来，相对于几乎完全连接的网络，边的数量减少了，这可以通过对双边国家产品网络的简单投影获得；也就是说，我们从经济发展的角度选择信息量最大的链接，从而将链接数量从大约Nto减少到N。我们发现，虽然许多国家的发展主要是由其初始条件驱动的，但大多数国家的发展都是循环往复的，这表明各国的工业进步中存在着强制性的步骤。材料和方法数据描述为了建立我们的网络，我们使用了两个数据库，都报告了国家之间的进出口流量。第一个由联合国收集，由Feenstra等人[19]处理，涉及1963年至2000年，第二个由联合国收集，由BACI[20]处理，涵盖1995年至2010年。国家数目从134个到151个不等。

经过一个详细的清洗过程（其目的是消除明显的错误和不一致），我们构建了一个矩阵，如果c国出口产品p，则元素等于1，否则为零。如Balass a[21]所介绍的，这些值是根据所揭示的比较优势设定的阈值。这种组织此类数据库的方式已被证明对量化各国的增长潜力非常有用[22–24]。显然，每年都有一个明确的进出口结构，因此结果矩阵是不同的；此外，这两个数据库拥有不同数量的产品，因为它们的分类不同。由于清洁过程，两个数据库中的每个数据库中的产品数量多年来保持不变。因此，我们将构建和分析两个网络：第一个网络指的是1995-2010年，包含1131种HS2007分类的产品；第二种是从1963年到2000年的，分类为SITCrev的产品数量较少（538）。4并允许在更长的时间范围内分析国家的发展，跨越几个经济周期。与Hidalgo等人[16]描述的方法不同，我们希望建立一个层次有序的网络，其结构是从矩阵推断出来的。通过能力的概念，这个想法很容易理解[11,22]。让我们根据构思和生产产品所需的能力来定义产品。例如，能力1对应于基本产品。拥有第二种能力2的国家可以出口“12”产品。能力1、2和3不能简单地导致产品，而“13 4”可以是产品，依此类推。

一种等级制度自然产生，其中一些产品是强制性的中间步骤，以便能够生产出更复杂的技术，而儿子通过一条有向的边缘与父亲相连。在图1（a）中，我们展示了这种结构的一个可能示例，我们称之为分类网络。另一方面，图hsdsljfjks（b）显示了邻近网络的一个示例，在该示例中，如果相同的产品共享其组成能力的一小部分（在这个特定示例中超过一半），则它们将被连接。在这种情况下，一个人将拥有一个无向网络，因为如果产品相似，它们是相互连接的，因此它们处于同一级别。我们想强调的是，当一个国家考虑到真实数据时，我们认为当它开发出新的能力时，它很可能会从基本产品转向更复杂的产品。因此，技术进步的时间演化应该与一个分类系统而不是邻近网络有关。算法描述让我们定义差异性DCA是指c国出口的产品数量，通过显示的比较优势dc=XpMcp（1）来衡量，普遍性UPA是指出口产品的国家数量p:up=XCMP。（2） 为了获得产品矩阵，我们对Mcp进行了预测：Bpp′=max（up，up′）xCMCP′√dc（3）这种规范化投影的方法类似于Zhou等人[25]介绍的方法。这个√dcfactor通过将相应项除以随机二项式条件下的预期值，考虑了不同多样性国家的不同贡献。尽管如此，由于普遍性和多样性指数在某种程度上是任意的，我们已经通过玩具模型和下一节讨论的样本矩阵检查了它们的后验性。

此外，为了获得边数与乘积数的数量级相同的网络的邻接矩阵，我们只选择每行的最大项，不包括对角线元素。换句话说，对于每个产品p，我们寻找产品p′6=p，它最大化了成对输出的标准化概率Bpp′。通过查看产品（a）分类网络（b）邻近网络图1，可以消除可能的退化。连接相同产品的两种不同方式，其特点是生产它们所需的能力。在左边，我们考虑一种等级关系；在右边，我们加入了类似的产品。对其专栏的贡献最大；换句话说，我们选择最小的元素。正如我们将在下文中展示的那样，这种过滤过程不仅能够去除冗余和嘈杂的信息，还能够确定一组工业化和发展政策的首选模式。我们指出，原则上，这一程序只能使用一年的数据，而第一个数据集中有38种不同的材料，第二个数据集中有16种。虽然将这种算法应用于每年的每一个矩阵是很自然的，但我们建议将它们放在一个矩阵中，列数相同（538或1131出口产品），行数相同，包括所有国家，包括由于不同年份的重复。通过这种方式，大多数函数都是平均的。在下一节中，我们将描述通过在完整矩阵上应用我们的算法获得的分类网络的属性。为了完整性，我们提到，使用我们的符号，byHidalgo等人引入的产品空间。

基于产品p和p′之间的接近度φpp′，定义为[17]：φpp′=minpcmcp′向上，pcmcp′向上. （4） 该表达式与等式3非常相似，如果使用时没有任何进一步的过滤过程，则会得到最完整的加权网络。我们的最大拾取程序的目的是提高信噪比，从而建立一个概念上不同的网络，其链接与必要性相关，而不是与邻近性相关。总而言之，Taxono my网络和产品空间之间的区别在于：i）有向链接的存在，具有明确的因果意义；ii）从Nto或de r N订单减少链接数量，以及iii）考虑不同国家差异的不同标准化。算法样本矩阵的测试现在我们给出一个算法输出的例子，从一个简单的矩阵开始。我们在图2中展示了矩阵和由此产生的税收网络。在这里，国家按行订购，产品按列订购；例如，第二个国家生产第二种和第五种产品。现在我们关注的是矩阵的结构和网络的一部分之间的关系。产品2对应于第二列，是所有国家的专利：这意味着，可能所需的功能相对较少，或者很容易实现。相反，产品3和4仅由一个国家出口，因此我们可以说，这些产品需要非常特殊的功能，这些功能分别由国家1和国家4开发。产品5和1不知何故处于中间位置。使用网络如图2所示。无所不在的产品2是产品的根，其他所有产品都需要它。

尤其是，第四排国家只出口产品2和4这一事实表明，生产2所需的能力是生产4的强制性条件。左边的bra nch由一系列产品组成，这些产品按照相同的推理路线构建。基于能力的模型为了进一步测试我们的算法，我们建立了一个模型，在这个模型中，产品之间有着明确的、众所周知的关系，这与图1的精神是一致的。通过这种方式，我们可以获得轴对称矩阵和MCP矩阵，并可以比较各种重建方法的性能。模型的定义产品分类法的构建从R根产品开始。每种产品只需要一种能力就可以生产出来。在这一阶段，我们打算提高产品的能力1 1 1 0 10 1 0 0 11 1 0 0 10 1 0 1 0（a） Mcpmatrix（b）分类法产品网络图2。左边是一个样本矩阵。右边是由此产生的分类网络。人们无法知道产品在各国展览篮子中的存在如何影响其在网络中的地位。例如，无处不在的产品2成为了r oot。作为生产一种产品所需的最小和非微不足道的捐赠。我们的意思是，默认情况下，给定的能力不是所有国家都拥有的（在现实世界的例子中，能力应该是水或阳光）。我们所说的“最小”是指一种能力是指一组较小的防护措施，这使得至少在某种情况下能够或不能够生产新产品之间存在差异（在现实世界中，一口油井不能使一个国家成为石油出口国，而一个大油田可以）。然后按照如下方式构建产品分类法：1。每一步都会引入一种新功能。2.