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2022-06-08
英文标题:
《Complexity, Centralization, and Fragility in Economic Networks》
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作者:
Carlo Piccardi, Lucia Tajoli
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最新提交年份:
2018
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英文摘要:
  Trade networks, across which countries distribute their products, are crucial components of the globalized world economy. Their structure is strongly heterogeneous across products, given the different features of the countries which buy and sell goods. By using a diversified pool of indicators from network science and product complexity theory, we quantitatively confirm the intuition that, overall, products with higher complexity -- i.e., with larger technological content and number of components -- are traded through a more centralized network -- i.e., with a small number of countries concentrating most of the export flow. Since centralized networks are known to be more vulnerable, we argue that the current composition of production and trading is associated to high fragility at the level of the most complex -- thus strategic -- products.
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中文摘要:
各国分销产品的贸易网络是全球化世界经济的重要组成部分。考虑到商品买卖国的不同特点,它们的结构在不同的产品中有很大的异质性。通过使用网络科学和产品复杂性理论中的多样化指标库,我们定量地证实了这样一种直觉,即总体而言,具有更高复杂性的产品(即具有更大的技术含量和组件数量)通过更集中的网络进行交易,即少数国家集中了大部分出口流量。由于集中式网络更容易受到攻击,我们认为,当前的生产和贸易构成与最复杂(因此是战略性)产品的高度脆弱性有关。
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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: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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2022-6-8 18:04:47
经济网络的复杂性、集中性和脆弱性Carlo Piccard1,*以及卢西亚·塔约利德(Lucia TajoliDepartment of Electronics,Information,and Bioengineering),Politecnico di Milano,Piazza Leonardo da Vinci 32,20133 Milano,ItalyDepartment of Management,Economics,and Industrial Engineering,Politecnico di Milano,Via Lambruschini 4B,20156 Milano,Italy(日期:2018年2月26日)贸易网络,各国在该网络中分销其产品,是全球化世界经济的重要组成部分。考虑到商品买卖国的不同特点,它们的产品结构具有强烈的异质性。通过使用网络科学和产品复杂性理论的多元化指标库,我们定量地证实了这样一种直觉,即总体而言,具有更高复杂性的产品(即具有更大的技术含量和组件数量)通过更集中的网络进行交易,即少数国家集中了大部分出口流量。由于人们知道集中化网络更容易受到攻击,我们认为,目前的生产和贸易构成与最复杂——因此是战略性的——产品的高度脆弱性有关。世界经济有多脆弱?鉴于经济体系日益全球化,经济冲击是否会对所有国家产生广泛影响?2007-2008年国际金融危机和欧洲债务危机的最新证据表明,世界上大多数国家都面临着严重风险。根据国际货币基金组织(IMF)的数据,只有极少数国家没有受到危机后贸易放缓的影响。
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2022-6-8 18:04:50
此外,影响特定经济体的非经济事件有着广泛的影响:2010年冰岛火山爆发和2011年日本地震不仅对直接受影响的国家,而且对许多其他与经济相关的经济体的生产产生了重大影响【2,3】。这些事件激发了阿德贝特对此类经济冲击传播的相关性和持续性的认识,但尚未得出明确结论。事实上,虽然国家间经济联系的日益多样化【4,5】应该会让它们更具弹性,但世界贸易网络的高密度有助于冲击的快速分散【6,7】。这项工作为这场辩论做出了贡献,它表明,国家间的经济联系密度很高,而且这些联系的分布非常不均匀。通过使用不同的指标,我们始终观察到世界贸易网络在许多行业中高度集中,值得注意的是,我们表明,复杂和高科技产品通常表现出其贸易结构更为集中。网络科学的一个基本结果是,冲击的传播——以及系统的脆弱性——与结构有关,高度集中的网络是最脆弱的[8-11],这也是国际贸易中深入讨论的一个特征[12-15]。鉴于复杂的商品与所有经济体都非常相关,而根据世界银行的估计,高科技产业约占世界贸易总额的五分之一,我们认为,当前的生产构成可能与贸易体系的高度脆弱性有关,使其易受攻击或灾难的影响。
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2022-6-8 18:04:53
冲击这些行业的中心节点的影响可能是巨大而广泛的。为了得出这一结论,我们分析了223个国家2014年的跨国贸易数据,这些数据来自CEPII-BACI数据库【16】,采用HS 4数字分类,定义了1242种产品。我们用E=【ecp】表示223×1242国家/产品贸易矩阵,其输入ecp是c国产品p的出口价值(以美元计)。已经提出了若干备选方案来量化产品的复杂性。为了验证我们的分析,我们考虑了三个不同的指标,它们的值是为每种产品计算的(或公开提供的):Hidalgo Hausmann(HH)指标(Xp):它是【17,18】中定义的产品复杂性指数,根据生产产品所需的能力或知识量对产品进行排序。我们从《经济复杂性地图集》网站下载了2014年XPS的价值(http://atlas.cid.harvard.edu/rankings/product/2014/).适应度复杂度(FC)指标(Xp):它是在[19](extensivemetrics表)中提出的产品复杂度度量,是在上述HH方法的基础上,基于以下非线性迭代计算获得的:~Q(n)p=Pcqcp/F(n-1) c,~F(n)c=XpqcpQ(n-1) p,(1)Q(n)p=~Q(n)p/h~Q(n)pip,F(n)c=~F(n)c/h~F(n)cic,(2)其中qcp=ecp/PCECP,Q(0)p=1p、 F(0)c=1c
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2022-6-8 18:04:56
上述迭代经经验证明是收敛的[19],我们将产品复杂性Xp作为Q(n)p极限值的对数。普罗迪指数(Xp):它是出口产品p的国家的(加权)人均收入[20]:Xp=XcscpPcscpIc,(3)其中scp=ecp/PPECP是c国出口篮子中产品p的份额,Icis是c国的收入,按购买力平价调整后的人均GDP计算(数据来源:世界银行,https://data.worldbank.org/).正如预期的那样,这三个指标总体上是正相关的(参见补充材料[21],图S1),是的,它们在许多产品上表现出显著的差异[17,19]。对于每个产品p,贸易数据定义了一个加权的有向网络NP,其中国家i到国家j的链接权重WPIj是从i到j的出口的货币价值(图1)。一般来说,集中式索引旨在捕获给定属性在网络节点之间的不均匀分布程度。对于每种产品,我们都有兴趣量化各国出口能力的异质性。我们通过三个不同的指标量化集中度,这三个指标不仅描述了当地特征(国家出口),而且还描述了依赖于全球网络结构的动态和鲁棒性。它们都取[0,1]范围内的值,0(分别为1)表示最小(分别为最大)集中。基尼指数(Yp):一个标准的基尼指数自然可以用来量化出口实力分布的不均匀性(即国家产品p的总出口)。设W=[wij]为权重矩阵(我们省略乘积指数p以使符号更简单),souti=pjwij为节点i的输出强度,而▄W=[▄wij】为节点通过增加输出强度重新排序后的权重矩阵,即▄sout≤ sout≤ . . . ≤ soutn,其中n是节点数。
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2022-6-8 18:05:00
我们确定累积(洛伦兹)曲线z=0,zi=(1/S)Pij=1soutj,i=1,2,n、 其中S=Pijwijis为总贸易量。在最不集中的情况下,即所有节点具有相同的输出强度(souti=序号i) ,序列ziislinearly从0增加到1。在相反的情况下,即只有一个节点具有非零导出,而所有其他节点都是纯导入器,我们有z=z=…=锌-1=0,zn=1。基尼指数是累积曲线与线性递增曲线的归一化距离(参见补充材料[21],图S3),因此,对于均匀输出强度的网络,Yp=0,对于中心为唯一输出者的星形网络,Yp=1。核心-外围(CP)指数(Yp):它是【22】中定义的核心-外围得分,基于子网络的持续概率α的概念,即当前在S的任何节点中的随机游走者在下一时间步留在S中的概率【22,23】。网络文件是根据启发式2【20】:X000p=XcscpPc0sc0pIc,(3)其中scp=ecp/PPECP是c国出口篮子中产品p的份额,ICI是c国的收入,以人均GDP计算,并根据购电平价进行调整(数据来源:世界银行,https://data.worldbank.org/).正如预期的那样,这三个指标总体上是正相关的(参见补充材料[21],图S1),是的,它们在许多产品上表现出显著的差异[17,19]。对于每个产品p,贸易数据定义了一个加权的直接网络NP,其中国家i到国家j的链接的权重wpij是从i到j的出口的货币价值(图1)。一般来说,集中式索引旨在捕获给定属性在网络节点之间的不均匀分布程度。
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