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复杂网络及其相关理论近年来受到来自科学与工程各个领域研究者越来越多的关注,成为当前研究的一个热点。研究人员发现,现实世界中有着许多网络都是具有小世界或无标度特征的复杂网络:从生物体中的大脑结构到各种新陈代谢网络、从Intemet到WWW、从大型电力网络到全球交通网络、从科研合作网络到各种政治、经济、社会关系网络等等,数不胜数。
为了对世界贸易网络有一个更为清晰和深入的了解,本文利用2003年各国出口贸易数据,以国家为节点,国与国之间的出口贸易额为边,建立了世界贸易网络模型,首先对世界贸易网络的简化模型——无向世界贸易网络(边不具有方向性)的静态特征量进行了计算;随后在简化模型研究的基础上,引入连接边的方向和权重把网络进行拓展,构造有向、有向加权世界贸易网络并进行分析;最后本文研究了世界贸易网络的同步能力。
本文的主要内容具体概述如下:
1.关于无向世界贸易网络的研究。无向世界贸易网络同时具有较小的平均路径长度和较大的集聚系数,因此可以认为它是一个小世界网络;节点度服从幂律分布;节点集聚系数大致呈现为双幂律分布;度一簇相关系数为负数,说明贸易伙伴较少的国家比那些贸易伙伴较多的国家更倾向于集聚成团;节点度与其邻接节点度之间存在负相关性,表明网络中贸易伙伴数较多的国家更倾向于与贸易伙伴数少的国家进行贸易往来;无向加权网络的边权、点权和单位点权都大致呈现为双幂律分布;节点度与其权之间存在较大的正相关关系,说明出口贸易伙伴数较多的国家其出口额占整个世界贸易网络的比重也比较大;节点的点权与其邻接节点的点权之间存在负相关关系,说明出口总额较大的国家更倾向于与出口总额较小的国家进行贸易。
2.关于有向世界贸易网络的研究。有向世界贸易网络的总度、入度和出度都服从幂律分布,且分布特征都比较相似;入度与出度之间存在正相关关系,表明进口伙伴数量随出口伙伴数量增长而增长;入度或出度较大的节点倾向于与入度或出度较小的节点连接;网络中双向比较大的国家更倾向于从其贸易伙伴国进口商品;有向加权网络的点权和边权都服从幂律分布:节点出权和入权之间存在正相关关系,说明出口额较大的国家的进口额也相应的比较大;各节点的入度或出度与入权或出权之间存在正相关关系,说明进口或出口伙伴较多的国家其进口额或出口额也相应较大。
3.关于世界贸易网络同步能力的研究。本文展示了2003年数据构造的无向世界贸易网络同步能力分析和研究的详细过程,并通过对用1962年到2005年数据构造的无向世界贸易网络的同步能力的分析,验证了网络耦合矩阵的特征值可以用来判定网络同步能力。最终得出结论:世界贸易网络具有网络同步能力,表明在这个网络中,各国之间存在同步倾向。