我國(guó)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮卣餮芯?/h1>
2016-04-28 09:14:58李茂齊福全
中國(guó)市場(chǎng) 2016年13期
李茂++齊福全
摘要：以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為理論范式，在中國(guó)2010年投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了2010年中國(guó)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型。利用網(wǎng)絡(luò)分析軟件計(jì)算了網(wǎng)絡(luò)模型的幾個(gè)基本拓?fù)涮卣?，并?duì)這些基本拓?fù)涮卣鬟M(jìn)行了產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的解釋，并提出了后續(xù)研究的方向。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；投入產(chǎn)出表； 拓?fù)涮卣?；產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)
DOI：1013939/jcnkizgsc201613095
一、引言
產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是指一個(gè)國(guó)家和地區(qū)在一段時(shí)間內(nèi)各社會(huì)生產(chǎn)部門、流通部門和其他經(jīng)濟(jì)部門所構(gòu)成的有機(jī)總體。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由互相聯(lián)系、互相影響的經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)、經(jīng)濟(jì)層次、經(jīng)濟(jì)部門和不同的經(jīng)濟(jì)區(qū)域構(gòu)成的。從形成機(jī)制角度來看，一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由不同經(jīng)濟(jì)部門通過產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、創(chuàng)新鏈等紐帶有機(jī)地構(gòu)成，從而形成了一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)（Complex Systems）。
分析產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的有力工具之一就是投入產(chǎn)出表（Input-Output Tables）。WLeontief（1936）在前人關(guān)于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相互依存性的研究基礎(chǔ)上提出并研究、編制了投入產(chǎn)出表，為學(xué)術(shù)界研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中投入產(chǎn)出關(guān)系提供了有效工具，通過投入產(chǎn)出表可以揭示出生產(chǎn)過程中各部門之間相互依存和相互制約的經(jīng)濟(jì)技術(shù)聯(lián)系。但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的不斷發(fā)展與細(xì)化，投入產(chǎn)出表的體量越發(fā)龐大，以投入產(chǎn)出表中的中間消耗中間產(chǎn)出矩陣為例，從最簡(jiǎn)單的三產(chǎn)投入產(chǎn)出表發(fā)展到現(xiàn)在的139部門的投入產(chǎn)出表，一些指標(biāo)如直接消耗系數(shù)、完全消耗系數(shù)從最簡(jiǎn)單9個(gè)（3×3矩陣）增長(zhǎng)到1764個(gè)（42×42矩陣），再到現(xiàn)在的19321個(gè)（139×139矩陣）。指標(biāo)增多與數(shù)據(jù)增多帶來的是更為煩瑣的關(guān)系，不利于有效地研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的宏觀特征與內(nèi)部聯(lián)系。
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論（Complex Networks Theory）是20世紀(jì)末興起的一門交叉學(xué)科，融合數(shù)學(xué)、物理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等理論知識(shí)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在性質(zhì)進(jìn)行分析研究，為復(fù)雜系統(tǒng)的形成、聯(lián)系與運(yùn)行機(jī)制提供了有效的方法與工具。本研究將借助相關(guān)理論，將北京產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)視為一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，以2010年中國(guó)投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)，將不同經(jīng)濟(jì)部類視為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，不同經(jīng)濟(jì)部類之間的投入產(chǎn)出關(guān)系視為節(jié)點(diǎn)之間的連接線段，構(gòu)造一個(gè)以經(jīng)濟(jì)部門為基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間相互聯(lián)系的北京產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型，通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析與揭示它的拓?fù)涮卣骱蛢?nèi)部聯(lián)系，并為深層次研究打下基礎(chǔ)。
二、研究述評(píng)
Erdos與Renyi（1960）建立的隨機(jī)圖理論（Random Graph theory）是現(xiàn)代復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究的濫觴。DJWatts和SHStrogatz（1998）提出的WS小世界模型，刻畫了現(xiàn)實(shí)社會(huì)中網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的部分規(guī)則部分隨機(jī)特性。ALBarabasi和RAlbert（1999）提出的BA無標(biāo)度模型，較好地描述了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中的不均衡性、非平衡性和復(fù)雜性。這三項(xiàng)具有里程碑意義的研究推進(jìn)了學(xué)術(shù)界對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)程，在這幾個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，專家學(xué)者們又增加了不同的建模條件，陸續(xù)發(fā)展出來各種不同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。
國(guó)內(nèi)的學(xué)者學(xué)習(xí)借鑒了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建思想，利用它來分析國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)體系的內(nèi)在特征與聯(lián)系。方愛麗、高齊圣、張嗣瀛（2008）提出了投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型及其統(tǒng)計(jì)屬性研究的基本方法與思路，劉剛、郭敏（2009）發(fā)現(xiàn)直接消耗系數(shù)為邊的中國(guó)122部門產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)為小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，度、權(quán)及邊權(quán)近似冪律分布，度簇之間、度度之間為負(fù)相關(guān)，度與權(quán)之間為正相關(guān)；王茂軍（2013）利用2005年北京市42部門的投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)，建立了產(chǎn)業(yè)交易鏈接網(wǎng)絡(luò)，分析了該網(wǎng)絡(luò)的基本特征；基于調(diào)節(jié)變量回歸分析方法，討論了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模中的效能。
以上研究為本文提供了充實(shí)的基礎(chǔ)，但也應(yīng)該注意到以上研究存在以下問題：首先，僅僅分析了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的某些拓?fù)涮卣?，說明其所屬的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)，并沒有揭示這些特征的內(nèi)在本質(zhì)與相互聯(lián)系，這是本研究將要重點(diǎn)改進(jìn)之處；其次；有些研究以直接消耗系數(shù)為邊的方法還有待于改進(jìn)，以完全消耗系數(shù)為邊更能反映出產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系，這是本文將要突破的地方；最后，有些研究的數(shù)據(jù)需要更新，以往的研究都是基于2005年或2007年的數(shù)據(jù)，而我國(guó)2010年的42部門投入產(chǎn)出表、2012年的139部門投入產(chǎn)出表均已公布，現(xiàn)實(shí)研究要以最新的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，這樣才能揭示出當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)在特征。
三、模型構(gòu)建與建模數(shù)據(jù)
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建需要有節(jié)點(diǎn)（Nodes）、邊（Edges）和連接規(guī)則（Rules）。
（一）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
本文以投入產(chǎn)出表延長(zhǎng)表為基礎(chǔ)，將投入產(chǎn)出表中的42個(gè)不同部門視為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)（Node），為了研究方便起見，按照字母順序?qū)@42個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行命名（見表1）。
（二）邊的構(gòu)造
在構(gòu)造點(diǎn)之間的邊（Edge）時(shí)，要考慮到以下幾個(gè)問題。
第一，為了簡(jiǎn)化問題，更加深刻地揭示產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的內(nèi)部聯(lián)系，節(jié)點(diǎn)之間的邊的構(gòu)造應(yīng)采用無向無權(quán)邊（Undirect & Unweighted）。因?yàn)?，無向無權(quán)圖可以通過對(duì)有向圖的無向化處理和加權(quán)圖的閾值化處理而得到，無權(quán)無向圖是最簡(jiǎn)單的表現(xiàn)方式，有助于簡(jiǎn)明扼要地描述各部門之間的關(guān)系。
第二，避免構(gòu)成一個(gè)全局耦合網(wǎng)絡(luò)（Globally Coupled Network）。我們知道，在投入產(chǎn)出表中每個(gè)行業(yè)部類之間都有聯(lián)系，如果不采用閾值化處理的話，那將構(gòu)成一個(gè)全局耦合網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都有邊直接相連。這樣的模型的確反映了現(xiàn)實(shí)聯(lián)系，但不利于我們深入分析問題，一些本質(zhì)關(guān)系被繁蕪的關(guān)聯(lián)所覆蓋。因此，在構(gòu)建模型時(shí)應(yīng)該采用閾值化處理，設(shè)定閾值。即兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系大于或等于這一閾值的視為“有聯(lián)系”，設(shè)定一條邊，低于這一閾值的視為“無聯(lián)系”，不設(shè)邊（具體設(shè)定見下文）。
第三，應(yīng)采用完全消耗系數(shù)的行業(yè)平均值作為閾值。已有研究大都采用直接消耗系數(shù)作為邊的權(quán)，但本文將采用完全消耗系數(shù)作為連邊的閾值。在產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)各部門之間，各種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中除有直接的生產(chǎn)聯(lián)系外，還有間接聯(lián)系，這使得各種產(chǎn)品間的相互消耗除了直接消耗外，還有間接消耗。完全消耗系數(shù)則是這種直接消耗和間接消耗的全面反映。與直接消耗技術(shù)相比，完全消耗系數(shù)揭示了部門之間的直接和間接的聯(lián)系，它更全面更深刻地反映部門之間相互依存的數(shù)量關(guān)系。通過計(jì)算可以得到2010年中國(guó)投入產(chǎn)出表的直接消耗系數(shù)矩陣A，在此基礎(chǔ)上利用公式：
B=（I-A）-1-I
計(jì)算出投入產(chǎn)出表的完全消耗系數(shù)矩陣B，其中：A，B為42×42矩陣，I為單位矩陣。得到完全消耗矩陣后，計(jì)算矩陣中1764個(gè)元素的平均值，得到閾值化系數(shù)θ。
（三）連接規(guī)則
至此，我們明確了點(diǎn)、邊之后，就可以設(shè)定連接規(guī)則，構(gòu)建一個(gè)以完全消耗矩陣B為基礎(chǔ)（bij為矩陣元素），有42個(gè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）。注意，為了簡(jiǎn)化模型突出重點(diǎn)，這個(gè)模型中沒有自環(huán)（self-edge），也沒有重邊（multi-edge）。其中連接規(guī)則（鄰接矩陣Eij）如下式所列，1代表兩點(diǎn)之間有邊相連，表示有聯(lián)系，0代表兩點(diǎn)之間無邊相連，表示無聯(lián)系：
第一，核心（Nucleus，圖2的黑圈內(nèi)的部分），它們是由kmax-殼中9個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)包括：A、B、F、L、M、W、AA、AD、AE。這些節(jié)點(diǎn)具有最高的度，處于網(wǎng)絡(luò)的中心位置。
第二，對(duì)等連通片（Peer-connected component，圖2中黑圈外灰圈內(nèi)的部分）。這些節(jié)點(diǎn)包括K、C、I、N、E、G、J、AF、AL、D、H、U、V、Z、AN、AP等，這些節(jié)點(diǎn)具有一定的度，處于網(wǎng)絡(luò)中的中間位置。
第三，孤立片（Isolated component，圖2中白色圈的部分）。這些節(jié)點(diǎn)的度較低，處于網(wǎng)絡(luò)中的邊緣位置，只有通過網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)才能與網(wǎng)絡(luò)的其他部分聯(lián)系。
五、分析與解釋
（一）對(duì)度、平均度與度分布的分析與解釋
度、平均度和度分布是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的最基本網(wǎng)絡(luò)特征。對(duì)于本文所設(shè)定的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）而言，度就是刻畫與反映不同生產(chǎn)部類之間的顯著聯(lián)系性（設(shè)立邊的時(shí)候進(jìn)行了閾值化處理）。
從計(jì)算結(jié)果來看，從表2可以看出，模型中Dmax=14（C、O、P節(jié)點(diǎn)），對(duì)照表1，表明石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)具有最大的度值，這三類行業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)具有較高的聯(lián)系度，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)。從實(shí)際情況上來看，石油天然氣開采業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)提供能源支持，金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)，特別是現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供生產(chǎn)資料，這些行業(yè)在我國(guó)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系中的重要性不言而喻。模型中Dmin=4（AC節(jié)點(diǎn)），對(duì)照表1，表明批發(fā)和零售業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)的顯著聯(lián)系性較低。從實(shí)際情況來看，批發(fā)和零售業(yè)是終端行業(yè)，基本上沒有下游產(chǎn)業(yè)，直接面對(duì)廣大消費(fèi)群體，其與其他產(chǎn)業(yè)的顯著聯(lián)系性較低也是正常的。平均度為Daverage=10357，表明每個(gè)行業(yè)平均與上下游10個(gè)產(chǎn)業(yè)之間保持緊密聯(lián)系，一個(gè)產(chǎn)業(yè)變動(dòng)將會(huì)帶動(dòng)上下游10個(gè)產(chǎn)業(yè)變動(dòng)。
度分布服從泊松分布表明產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型屬于同質(zhì)性網(wǎng)絡(luò)（也稱為均勻網(wǎng)絡(luò)，Homogeneous network），網(wǎng)絡(luò)中的度基本上分布在平均度Daverage周邊，度值在5～15的情況占據(jù)了95%的可能性，極大的度與極小的度出現(xiàn)的可能性很低（如圖3所示）。這表明國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的生產(chǎn)部類是普遍聯(lián)系的，每個(gè)部類都與其他部類保持緊密聯(lián)系，并不存在著一業(yè)獨(dú)大并獨(dú)自發(fā)展的極端情況。
（二）對(duì)路徑長(zhǎng)度的分析
通過軟件計(jì)算得出，產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)G（42，Eij）模型中有172條邊，這表明42個(gè)生產(chǎn)部門之間的顯著性聯(lián)系有172對(duì)。其中最大路徑長(zhǎng)度Lmax=4，是節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn) AF之間的聯(lián)系，對(duì)照表1，可以發(fā)現(xiàn)金屬礦采選產(chǎn)品業(yè)與信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)路徑行業(yè)最大，說明在這些顯著聯(lián)系中，這兩個(gè)行業(yè)的聯(lián)系程度最低，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)較為疏遠(yuǎn)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度Laverage=183833，表明任意兩個(gè)產(chǎn)業(yè)之間只要通過1個(gè)產(chǎn)業(yè)就可以產(chǎn)生聯(lián)系，呈現(xiàn)出明顯的“小世界”特性，盡管“隔行如隔山”，整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)部三產(chǎn)部類繁多，但是內(nèi)在聯(lián)系卻十分緊密。
圖3 模型節(jié)點(diǎn)度的概率分布散點(diǎn)圖
注：橫坐標(biāo)表示樣本個(gè)數(shù)n，縱坐標(biāo)表示概率值p
（三）對(duì)聚類系數(shù)的分析與解釋
通過軟件計(jì)算可以得出產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)G（42，Eij）模型的聚類系數(shù)C=03646。國(guó)民經(jīng)濟(jì)部類中任意三個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，互有緊密聯(lián)系的概率為03646，其值較低說明我國(guó)產(chǎn)業(yè)群效應(yīng)不明顯，產(chǎn)業(yè)群的顯著聯(lián)系水平不高，產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)動(dòng)發(fā)展空間還比較大。
（四）對(duì)中心性的分析與解釋
在本模型中，度數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為C、O、P∶DCimax=03414，對(duì)應(yīng)的是石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)。度中心性說明這個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言就越重要，從石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)的實(shí)際地位來看，這三大產(chǎn)業(yè)是我國(guó)當(dāng)前的支柱產(chǎn)業(yè)，這三個(gè)產(chǎn)業(yè)具有較強(qiáng)的連鎖效應(yīng)，對(duì)各部門、所處地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展變化有深刻而廣泛的影響。
介數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為BCimax=008784（節(jié)點(diǎn)L），對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)。從控制信息傳輸?shù)慕嵌榷?，介?shù)越高的節(jié)點(diǎn)其重要性也越大，去除這些節(jié)點(diǎn)后對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸影響性也就越大。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中，信息的傳輸主要是通過的生產(chǎn)要素價(jià)格作為信號(hào)?；瘜W(xué)產(chǎn)品制造業(yè)對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，擴(kuò)大工業(yè)原料，鞏固國(guó)防，發(fā)展尖端科學(xué)技術(shù)，改善人民生活以及開展綜合利用都有很大作用，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于生產(chǎn)要素價(jià)格的調(diào)節(jié)具有至關(guān)重要的作用。
接近中心性最大的節(jié)點(diǎn)為CCimax=04000（節(jié)點(diǎn)AH、AJ），對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是房地產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)業(yè)。根據(jù)定義，接近數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)對(duì)于信息的流動(dòng)具有最佳的觀察視野。從這兩個(gè)行業(yè)的內(nèi)在屬性來看，它們都具有先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、帶動(dòng)性等特點(diǎn)。房地產(chǎn)業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)眾多，價(jià)值鏈聯(lián)系緊密，較其他產(chǎn)業(yè)來看其要素價(jià)格信號(hào)傳導(dǎo)作用較強(qiáng)；科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)業(yè)提供智力支持，智力成果的應(yīng)用本質(zhì)上屬于高質(zhì)量的加工信息的傳輸。因此，這兩個(gè)行業(yè)的具有顯著的先導(dǎo)性，具有“春江水暖鴨先知”的功能。
（五）對(duì)k-核分解與解釋
基于度的k-核分解的最直觀意義就是甄別核心產(chǎn)業(yè)和邊緣產(chǎn)業(yè)。通過分解可以發(fā)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)A、B、F、L、M、W、AA、AD、AE對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是農(nóng)業(yè)、煤炭采礦、食品和煙草行業(yè)、化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、廢品廢料處理業(yè)，水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、交通運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)郵政業(yè)和住宿餐飲業(yè)。這些節(jié)點(diǎn)在模型中體現(xiàn)出來的特點(diǎn)是有著較大的度，這說明這些產(chǎn)業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門保持著緊密的聯(lián)系，盡管總體產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的比例有限（占比7485%），但這些行業(yè)提供了大量的生產(chǎn)資料和生活資料，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行中起到了承前啟后的作用，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中的地位十分重要。
與之相對(duì)應(yīng)的處在外圍孤立片的節(jié)點(diǎn)為Q、R、S、T、X、AC、AI、AJ、AK、AM、AO等節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的是專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備、電氣機(jī)械和器材、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理服務(wù)業(yè)、批發(fā)和零售業(yè)、租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)，水利環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)、教育業(yè)、文化體育和娛樂業(yè)。這些行業(yè)的度值較低，所處的產(chǎn)業(yè)鏈位置居于下游，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門其他產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系度較低。
其他節(jié)點(diǎn)位于核心和外圍孤立片之中，具有一定的產(chǎn)業(yè)聯(lián)系度，也具有一定的國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)能力，但在模型中的地位不及核心產(chǎn)業(yè)。
六、結(jié)論和未來研究方向
本文在學(xué)習(xí)借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，利用中國(guó)2010年投入產(chǎn)出表的完全消耗系數(shù)矩陣，設(shè)定連接閾值，構(gòu)建了一個(gè)以42個(gè)部門為節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）。通過Pajek軟件分析了該網(wǎng)絡(luò)的幾大拓?fù)鋵W(xué)特征，分析結(jié)果顯示：
網(wǎng)絡(luò)模型中的Dmax=14（C、O、P節(jié)點(diǎn)），Dmin=4（AC節(jié)點(diǎn)），平均度為Daverage=10357，節(jié)點(diǎn)度分布屬于泊松分布，表明網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)是同質(zhì)性網(wǎng)絡(luò)。模型中有共有172條路徑，其中最大路徑長(zhǎng)度Lmax=4，（節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn) AF之間）；平均路徑長(zhǎng)度Laverage=183833，具備了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的“小世界”特性。模型的聚類系數(shù)為C=03646。度數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為C、O、P，DCimax=03414；介數(shù)中心值最大的節(jié)點(diǎn)是L，BCimax=008784；接近中心性CCimax=04000（節(jié)點(diǎn)AH、AJ）。進(jìn)行6-核分解，可以將網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)劃分成核心、對(duì)等連通片和孤立片三層。隨后，本文對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析與解釋，指出了這些拓?fù)涮卣鞯漠a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)含義。
需要指出的是，在后續(xù)研究中以下幾個(gè)方向是需要重點(diǎn)突破的。
首先，進(jìn)行歷時(shí)態(tài)的拓?fù)湫再|(zhì)對(duì)比，比較不同時(shí)間段的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鳎綄?guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律性；其次，考慮不同產(chǎn)業(yè)部門之間的流入流出關(guān)系，引入有權(quán)有向圖，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)深層次聯(lián)系進(jìn)行進(jìn)一步分析；最后，利用軟件分析網(wǎng)絡(luò)模型中的群落、派系和層次，對(duì)產(chǎn)業(yè)集群以及產(chǎn)業(yè)去除后的魯棒性進(jìn)行研究，為提出對(duì)策性建議提供理論支持。
參考文獻(xiàn)：
[1]鐘契夫投入產(chǎn)出分析[M].北京：中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，1993
[2]王海建經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)與能源需求的投入產(chǎn)出分析[J].統(tǒng)計(jì)研究，1999（6）：30-34
[3]李冠霖第三產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出分析[M].北京：中國(guó)物價(jià)出版社，2002
[4]趙進(jìn)文，溫宇靜中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)的投入產(chǎn)出分析[J].財(cái)經(jīng)問題研究，2004（4）：3-12
[5]李勇復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2005
[6]黃守坤，李文彬產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)及其演變模式分析[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)，2005（4）：53-60
[7]劉濤，陳忠，陳曉榮復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用研究概述[J].系統(tǒng)工程，2005，23（6）：1-7
[8]汪小帆復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006
[9]方愛麗，高齊圣，張嗣瀛投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型及其統(tǒng)計(jì)屬性研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2008（9）：34-38
[10]劉剛，郭敏中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)多部門網(wǎng)絡(luò)及其性質(zhì)的實(shí)證研究[J].經(jīng)濟(jì)問題，2009 （2）：31-34
[11]王茂軍，柴箐北京市產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征與調(diào)節(jié)效應(yīng)[J].地理研究，2013（3）：543-555
[12]Leontief W WQuantitative Input-Output Relations in the Economic System of the United States[J].Review of Economics & Statistics， 1936， 18（3）：105-125.
[13]Erd？s， P， Rényi， AOn Random Graphs I[J].Publ.math.debrecen， 1959，6（6）：290-297.
[14]Freeman L CA Set of Measures of Centrality Based on Betweenness[C].Sociometry1977：35-41.
[15]Freeman L C， Borgatti S P， White D RCentrality in valued graphs： A measure of betweenness based on network flow[J].Social Networks， 1991， 13（2）：141-154.
[16]Watts D J， Strogatz S HCollective dynamics of 'small-world' networks.[J].Nature， 1998， 393（6684）：440-442.
[17]Barabasi A L， Albert REmergence of Scaling in Random Networks[J].Science， 1999， 286（5439）：509-512.
[18]Albert R， Barabasi A LStatistical Mechanics Of Complex Networks[J].Review of Modern Physics， 2001， 74（1）：xii.
[19]Newman M E J， Girvan M ，F(xiàn)inding and evaluating community structure in networks.[J].Physical Review E Statistical Nonlinear & Soft Matter Physics， 2004， 69（2 Pt 2）：026113-026113.
[20]Lda FCosta， FARodrigues， GTravieso& PRVillas Boas， Travieso G， Boas P R VCharacterization of complex networks： a survey of measurementsAdv Phy[J].Advances in Physics， 2005， 56（1）：167-242.
[21]Tao Z， Zhongqian F， Binghong WEpidemic dynamics on complex networks[J].Progress in Natural Science， 2005， 16（5）：452-457.
（編輯：韋京）
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李茂++齊福全
摘要：以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為理論范式，在中國(guó)2010年投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了2010年中國(guó)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型。利用網(wǎng)絡(luò)分析軟件計(jì)算了網(wǎng)絡(luò)模型的幾個(gè)基本拓?fù)涮卣?，并?duì)這些基本拓?fù)涮卣鬟M(jìn)行了產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的解釋，并提出了后續(xù)研究的方向。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；投入產(chǎn)出表； 拓?fù)涮卣?；產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)
DOI：1013939/jcnkizgsc201613095
一、引言
產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是指一個(gè)國(guó)家和地區(qū)在一段時(shí)間內(nèi)各社會(huì)生產(chǎn)部門、流通部門和其他經(jīng)濟(jì)部門所構(gòu)成的有機(jī)總體。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是由互相聯(lián)系、互相影響的經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)、經(jīng)濟(jì)層次、經(jīng)濟(jì)部門和不同的經(jīng)濟(jì)區(qū)域構(gòu)成的。從形成機(jī)制角度來看，一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)由不同經(jīng)濟(jì)部門通過產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、創(chuàng)新鏈等紐帶有機(jī)地構(gòu)成，從而形成了一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)（Complex Systems）。
分析產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的有力工具之一就是投入產(chǎn)出表（Input-Output Tables）。WLeontief（1936）在前人關(guān)于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相互依存性的研究基礎(chǔ)上提出并研究、編制了投入產(chǎn)出表，為學(xué)術(shù)界研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中投入產(chǎn)出關(guān)系提供了有效工具，通過投入產(chǎn)出表可以揭示出生產(chǎn)過程中各部門之間相互依存和相互制約的經(jīng)濟(jì)技術(shù)聯(lián)系。但隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的不斷發(fā)展與細(xì)化，投入產(chǎn)出表的體量越發(fā)龐大，以投入產(chǎn)出表中的中間消耗中間產(chǎn)出矩陣為例，從最簡(jiǎn)單的三產(chǎn)投入產(chǎn)出表發(fā)展到現(xiàn)在的139部門的投入產(chǎn)出表，一些指標(biāo)如直接消耗系數(shù)、完全消耗系數(shù)從最簡(jiǎn)單9個(gè)（3×3矩陣）增長(zhǎng)到1764個(gè)（42×42矩陣），再到現(xiàn)在的19321個(gè)（139×139矩陣）。指標(biāo)增多與數(shù)據(jù)增多帶來的是更為煩瑣的關(guān)系，不利于有效地研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的宏觀特征與內(nèi)部聯(lián)系。
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論（Complex Networks Theory）是20世紀(jì)末興起的一門交叉學(xué)科，融合數(shù)學(xué)、物理學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等理論知識(shí)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在性質(zhì)進(jìn)行分析研究，為復(fù)雜系統(tǒng)的形成、聯(lián)系與運(yùn)行機(jī)制提供了有效的方法與工具。本研究將借助相關(guān)理論，將北京產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)視為一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，以2010年中國(guó)投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)，將不同經(jīng)濟(jì)部類視為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，不同經(jīng)濟(jì)部類之間的投入產(chǎn)出關(guān)系視為節(jié)點(diǎn)之間的連接線段，構(gòu)造一個(gè)以經(jīng)濟(jì)部門為基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間相互聯(lián)系的北京產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型，通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析與揭示它的拓?fù)涮卣骱蛢?nèi)部聯(lián)系，并為深層次研究打下基礎(chǔ)。
二、研究述評(píng)
Erdos與Renyi（1960）建立的隨機(jī)圖理論（Random Graph theory）是現(xiàn)代復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究的濫觴。DJWatts和SHStrogatz（1998）提出的WS小世界模型，刻畫了現(xiàn)實(shí)社會(huì)中網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的部分規(guī)則部分隨機(jī)特性。ALBarabasi和RAlbert（1999）提出的BA無標(biāo)度模型，較好地描述了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系中的不均衡性、非平衡性和復(fù)雜性。這三項(xiàng)具有里程碑意義的研究推進(jìn)了學(xué)術(shù)界對(duì)于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)程，在這幾個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，專家學(xué)者們又增加了不同的建模條件，陸續(xù)發(fā)展出來各種不同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型。
國(guó)內(nèi)的學(xué)者學(xué)習(xí)借鑒了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建思想，利用它來分析國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)體系的內(nèi)在特征與聯(lián)系。方愛麗、高齊圣、張嗣瀛（2008）提出了投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型及其統(tǒng)計(jì)屬性研究的基本方法與思路，劉剛、郭敏（2009）發(fā)現(xiàn)直接消耗系數(shù)為邊的中國(guó)122部門產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)為小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，度、權(quán)及邊權(quán)近似冪律分布，度簇之間、度度之間為負(fù)相關(guān)，度與權(quán)之間為正相關(guān)；王茂軍（2013）利用2005年北京市42部門的投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)，建立了產(chǎn)業(yè)交易鏈接網(wǎng)絡(luò)，分析了該網(wǎng)絡(luò)的基本特征；基于調(diào)節(jié)變量回歸分析方法，討論了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模中的效能。
以上研究為本文提供了充實(shí)的基礎(chǔ)，但也應(yīng)該注意到以上研究存在以下問題：首先，僅僅分析了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的某些拓?fù)涮卣?，說明其所屬的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)，并沒有揭示這些特征的內(nèi)在本質(zhì)與相互聯(lián)系，這是本研究將要重點(diǎn)改進(jìn)之處；其次；有些研究以直接消耗系數(shù)為邊的方法還有待于改進(jìn)，以完全消耗系數(shù)為邊更能反映出產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系，這是本文將要突破的地方；最后，有些研究的數(shù)據(jù)需要更新，以往的研究都是基于2005年或2007年的數(shù)據(jù)，而我國(guó)2010年的42部門投入產(chǎn)出表、2012年的139部門投入產(chǎn)出表均已公布，現(xiàn)實(shí)研究要以最新的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，這樣才能揭示出當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)在特征。
三、模型構(gòu)建與建模數(shù)據(jù)
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建需要有節(jié)點(diǎn)（Nodes）、邊（Edges）和連接規(guī)則（Rules）。
（一）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
本文以投入產(chǎn)出表延長(zhǎng)表為基礎(chǔ)，將投入產(chǎn)出表中的42個(gè)不同部門視為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)（Node），為了研究方便起見，按照字母順序?qū)@42個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行命名（見表1）。
（二）邊的構(gòu)造
在構(gòu)造點(diǎn)之間的邊（Edge）時(shí)，要考慮到以下幾個(gè)問題。
第一，為了簡(jiǎn)化問題，更加深刻地揭示產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的內(nèi)部聯(lián)系，節(jié)點(diǎn)之間的邊的構(gòu)造應(yīng)采用無向無權(quán)邊（Undirect & Unweighted）。因?yàn)?，無向無權(quán)圖可以通過對(duì)有向圖的無向化處理和加權(quán)圖的閾值化處理而得到，無權(quán)無向圖是最簡(jiǎn)單的表現(xiàn)方式，有助于簡(jiǎn)明扼要地描述各部門之間的關(guān)系。
第二，避免構(gòu)成一個(gè)全局耦合網(wǎng)絡(luò)（Globally Coupled Network）。我們知道，在投入產(chǎn)出表中每個(gè)行業(yè)部類之間都有聯(lián)系，如果不采用閾值化處理的話，那將構(gòu)成一個(gè)全局耦合網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都有邊直接相連。這樣的模型的確反映了現(xiàn)實(shí)聯(lián)系，但不利于我們深入分析問題，一些本質(zhì)關(guān)系被繁蕪的關(guān)聯(lián)所覆蓋。因此，在構(gòu)建模型時(shí)應(yīng)該采用閾值化處理，設(shè)定閾值。即兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系大于或等于這一閾值的視為“有聯(lián)系”，設(shè)定一條邊，低于這一閾值的視為“無聯(lián)系”，不設(shè)邊（具體設(shè)定見下文）。
第三，應(yīng)采用完全消耗系數(shù)的行業(yè)平均值作為閾值。已有研究大都采用直接消耗系數(shù)作為邊的權(quán)，但本文將采用完全消耗系數(shù)作為連邊的閾值。在產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)各部門之間，各種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中除有直接的生產(chǎn)聯(lián)系外，還有間接聯(lián)系，這使得各種產(chǎn)品間的相互消耗除了直接消耗外，還有間接消耗。完全消耗系數(shù)則是這種直接消耗和間接消耗的全面反映。與直接消耗技術(shù)相比，完全消耗系數(shù)揭示了部門之間的直接和間接的聯(lián)系，它更全面更深刻地反映部門之間相互依存的數(shù)量關(guān)系。通過計(jì)算可以得到2010年中國(guó)投入產(chǎn)出表的直接消耗系數(shù)矩陣A，在此基礎(chǔ)上利用公式：
B=（I-A）-1-I
計(jì)算出投入產(chǎn)出表的完全消耗系數(shù)矩陣B，其中：A，B為42×42矩陣，I為單位矩陣。得到完全消耗矩陣后，計(jì)算矩陣中1764個(gè)元素的平均值，得到閾值化系數(shù)θ。
（三）連接規(guī)則
至此，我們明確了點(diǎn)、邊之后，就可以設(shè)定連接規(guī)則，構(gòu)建一個(gè)以完全消耗矩陣B為基礎(chǔ)（bij為矩陣元素），有42個(gè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）。注意，為了簡(jiǎn)化模型突出重點(diǎn)，這個(gè)模型中沒有自環(huán)（self-edge），也沒有重邊（multi-edge）。其中連接規(guī)則（鄰接矩陣Eij）如下式所列，1代表兩點(diǎn)之間有邊相連，表示有聯(lián)系，0代表兩點(diǎn)之間無邊相連，表示無聯(lián)系：
第一，核心（Nucleus，圖2的黑圈內(nèi)的部分），它們是由kmax-殼中9個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)包括：A、B、F、L、M、W、AA、AD、AE。這些節(jié)點(diǎn)具有最高的度，處于網(wǎng)絡(luò)的中心位置。
第二，對(duì)等連通片（Peer-connected component，圖2中黑圈外灰圈內(nèi)的部分）。這些節(jié)點(diǎn)包括K、C、I、N、E、G、J、AF、AL、D、H、U、V、Z、AN、AP等，這些節(jié)點(diǎn)具有一定的度，處于網(wǎng)絡(luò)中的中間位置。
第三，孤立片（Isolated component，圖2中白色圈的部分）。這些節(jié)點(diǎn)的度較低，處于網(wǎng)絡(luò)中的邊緣位置，只有通過網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)才能與網(wǎng)絡(luò)的其他部分聯(lián)系。
五、分析與解釋
（一）對(duì)度、平均度與度分布的分析與解釋
度、平均度和度分布是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的最基本網(wǎng)絡(luò)特征。對(duì)于本文所設(shè)定的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）而言，度就是刻畫與反映不同生產(chǎn)部類之間的顯著聯(lián)系性（設(shè)立邊的時(shí)候進(jìn)行了閾值化處理）。
從計(jì)算結(jié)果來看，從表2可以看出，模型中Dmax=14（C、O、P節(jié)點(diǎn)），對(duì)照表1，表明石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)具有最大的度值，這三類行業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)具有較高的聯(lián)系度，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)。從實(shí)際情況上來看，石油天然氣開采業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)提供能源支持，金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)為社會(huì)生產(chǎn)，特別是現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供生產(chǎn)資料，這些行業(yè)在我國(guó)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系中的重要性不言而喻。模型中Dmin=4（AC節(jié)點(diǎn)），對(duì)照表1，表明批發(fā)和零售業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)的顯著聯(lián)系性較低。從實(shí)際情況來看，批發(fā)和零售業(yè)是終端行業(yè)，基本上沒有下游產(chǎn)業(yè)，直接面對(duì)廣大消費(fèi)群體，其與其他產(chǎn)業(yè)的顯著聯(lián)系性較低也是正常的。平均度為Daverage=10357，表明每個(gè)行業(yè)平均與上下游10個(gè)產(chǎn)業(yè)之間保持緊密聯(lián)系，一個(gè)產(chǎn)業(yè)變動(dòng)將會(huì)帶動(dòng)上下游10個(gè)產(chǎn)業(yè)變動(dòng)。
度分布服從泊松分布表明產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型屬于同質(zhì)性網(wǎng)絡(luò)（也稱為均勻網(wǎng)絡(luò)，Homogeneous network），網(wǎng)絡(luò)中的度基本上分布在平均度Daverage周邊，度值在5～15的情況占據(jù)了95%的可能性，極大的度與極小的度出現(xiàn)的可能性很低（如圖3所示）。這表明國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的生產(chǎn)部類是普遍聯(lián)系的，每個(gè)部類都與其他部類保持緊密聯(lián)系，并不存在著一業(yè)獨(dú)大并獨(dú)自發(fā)展的極端情況。
（二）對(duì)路徑長(zhǎng)度的分析
通過軟件計(jì)算得出，產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)G（42，Eij）模型中有172條邊，這表明42個(gè)生產(chǎn)部門之間的顯著性聯(lián)系有172對(duì)。其中最大路徑長(zhǎng)度Lmax=4，是節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn) AF之間的聯(lián)系，對(duì)照表1，可以發(fā)現(xiàn)金屬礦采選產(chǎn)品業(yè)與信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)路徑行業(yè)最大，說明在這些顯著聯(lián)系中，這兩個(gè)行業(yè)的聯(lián)系程度最低，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)較為疏遠(yuǎn)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度Laverage=183833，表明任意兩個(gè)產(chǎn)業(yè)之間只要通過1個(gè)產(chǎn)業(yè)就可以產(chǎn)生聯(lián)系，呈現(xiàn)出明顯的“小世界”特性，盡管“隔行如隔山”，整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系內(nèi)部三產(chǎn)部類繁多，但是內(nèi)在聯(lián)系卻十分緊密。
圖3 模型節(jié)點(diǎn)度的概率分布散點(diǎn)圖
注：橫坐標(biāo)表示樣本個(gè)數(shù)n，縱坐標(biāo)表示概率值p
（三）對(duì)聚類系數(shù)的分析與解釋
通過軟件計(jì)算可以得出產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)G（42，Eij）模型的聚類系數(shù)C=03646。國(guó)民經(jīng)濟(jì)部類中任意三個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，互有緊密聯(lián)系的概率為03646，其值較低說明我國(guó)產(chǎn)業(yè)群效應(yīng)不明顯，產(chǎn)業(yè)群的顯著聯(lián)系水平不高，產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)動(dòng)發(fā)展空間還比較大。
（四）對(duì)中心性的分析與解釋
在本模型中，度數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為C、O、P∶DCimax=03414，對(duì)應(yīng)的是石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)。度中心性說明這個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言就越重要，從石油和天然氣開采業(yè)、金屬制品制造業(yè)和通用設(shè)備制造業(yè)的實(shí)際地位來看，這三大產(chǎn)業(yè)是我國(guó)當(dāng)前的支柱產(chǎn)業(yè)，這三個(gè)產(chǎn)業(yè)具有較強(qiáng)的連鎖效應(yīng)，對(duì)各部門、所處地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展變化有深刻而廣泛的影響。
介數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為BCimax=008784（節(jié)點(diǎn)L），對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)。從控制信息傳輸?shù)慕嵌榷?，介?shù)越高的節(jié)點(diǎn)其重要性也越大，去除這些節(jié)點(diǎn)后對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸影響性也就越大。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中，信息的傳輸主要是通過的生產(chǎn)要素價(jià)格作為信號(hào)?；瘜W(xué)產(chǎn)品制造業(yè)對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，擴(kuò)大工業(yè)原料，鞏固國(guó)防，發(fā)展尖端科學(xué)技術(shù)，改善人民生活以及開展綜合利用都有很大作用，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于生產(chǎn)要素價(jià)格的調(diào)節(jié)具有至關(guān)重要的作用。
接近中心性最大的節(jié)點(diǎn)為CCimax=04000（節(jié)點(diǎn)AH、AJ），對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是房地產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)業(yè)。根據(jù)定義，接近數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)對(duì)于信息的流動(dòng)具有最佳的觀察視野。從這兩個(gè)行業(yè)的內(nèi)在屬性來看，它們都具有先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、帶動(dòng)性等特點(diǎn)。房地產(chǎn)業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)眾多，價(jià)值鏈聯(lián)系緊密，較其他產(chǎn)業(yè)來看其要素價(jià)格信號(hào)傳導(dǎo)作用較強(qiáng)；科學(xué)研究和技術(shù)服務(wù)業(yè)提供智力支持，智力成果的應(yīng)用本質(zhì)上屬于高質(zhì)量的加工信息的傳輸。因此，這兩個(gè)行業(yè)的具有顯著的先導(dǎo)性，具有“春江水暖鴨先知”的功能。
（五）對(duì)k-核分解與解釋
基于度的k-核分解的最直觀意義就是甄別核心產(chǎn)業(yè)和邊緣產(chǎn)業(yè)。通過分解可以發(fā)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)A、B、F、L、M、W、AA、AD、AE對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)是農(nóng)業(yè)、煤炭采礦、食品和煙草行業(yè)、化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、廢品廢料處理業(yè)，水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、交通運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)郵政業(yè)和住宿餐飲業(yè)。這些節(jié)點(diǎn)在模型中體現(xiàn)出來的特點(diǎn)是有著較大的度，這說明這些產(chǎn)業(yè)與其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門保持著緊密的聯(lián)系，盡管總體產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的比例有限（占比7485%），但這些行業(yè)提供了大量的生產(chǎn)資料和生活資料，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行中起到了承前啟后的作用，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中的地位十分重要。
與之相對(duì)應(yīng)的處在外圍孤立片的節(jié)點(diǎn)為Q、R、S、T、X、AC、AI、AJ、AK、AM、AO等節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的是專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備、電氣機(jī)械和器材、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理服務(wù)業(yè)、批發(fā)和零售業(yè)、租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)，水利環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)、教育業(yè)、文化體育和娛樂業(yè)。這些行業(yè)的度值較低，所處的產(chǎn)業(yè)鏈位置居于下游，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門其他產(chǎn)業(yè)之間的聯(lián)系度較低。
其他節(jié)點(diǎn)位于核心和外圍孤立片之中，具有一定的產(chǎn)業(yè)聯(lián)系度，也具有一定的國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)能力，但在模型中的地位不及核心產(chǎn)業(yè)。
六、結(jié)論和未來研究方向
本文在學(xué)習(xí)借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，利用中國(guó)2010年投入產(chǎn)出表的完全消耗系數(shù)矩陣，設(shè)定連接閾值，構(gòu)建了一個(gè)以42個(gè)部門為節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型G（42，Eij）。通過Pajek軟件分析了該網(wǎng)絡(luò)的幾大拓?fù)鋵W(xué)特征，分析結(jié)果顯示：
網(wǎng)絡(luò)模型中的Dmax=14（C、O、P節(jié)點(diǎn)），Dmin=4（AC節(jié)點(diǎn)），平均度為Daverage=10357，節(jié)點(diǎn)度分布屬于泊松分布，表明網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)是同質(zhì)性網(wǎng)絡(luò)。模型中有共有172條路徑，其中最大路徑長(zhǎng)度Lmax=4，（節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn) AF之間）；平均路徑長(zhǎng)度Laverage=183833，具備了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的“小世界”特性。模型的聚類系數(shù)為C=03646。度數(shù)中心性最大的節(jié)點(diǎn)為C、O、P，DCimax=03414；介數(shù)中心值最大的節(jié)點(diǎn)是L，BCimax=008784；接近中心性CCimax=04000（節(jié)點(diǎn)AH、AJ）。進(jìn)行6-核分解，可以將網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)劃分成核心、對(duì)等連通片和孤立片三層。隨后，本文對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析與解釋，指出了這些拓?fù)涮卣鞯漠a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)含義。
需要指出的是，在后續(xù)研究中以下幾個(gè)方向是需要重點(diǎn)突破的。
首先，進(jìn)行歷時(shí)態(tài)的拓?fù)湫再|(zhì)對(duì)比，比較不同時(shí)間段的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣鳎綄?guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律性；其次，考慮不同產(chǎn)業(yè)部門之間的流入流出關(guān)系，引入有權(quán)有向圖，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)深層次聯(lián)系進(jìn)行進(jìn)一步分析；最后，利用軟件分析網(wǎng)絡(luò)模型中的群落、派系和層次，對(duì)產(chǎn)業(yè)集群以及產(chǎn)業(yè)去除后的魯棒性進(jìn)行研究，為提出對(duì)策性建議提供理論支持。
參考文獻(xiàn)：
[1]鐘契夫投入產(chǎn)出分析[M].北京：中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，1993
[2]王海建經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)與能源需求的投入產(chǎn)出分析[J].統(tǒng)計(jì)研究，1999（6）：30-34
[3]李冠霖第三產(chǎn)業(yè)投入產(chǎn)出分析[M].北京：中國(guó)物價(jià)出版社，2002
[4]趙進(jìn)文，溫宇靜中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變動(dòng)的投入產(chǎn)出分析[J].財(cái)經(jīng)問題研究，2004（4）：3-12
[5]李勇復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2005
[6]黃守坤，李文彬產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)及其演變模式分析[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)，2005（4）：53-60
[7]劉濤，陳忠，陳曉榮復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用研究概述[J].系統(tǒng)工程，2005，23（6）：1-7
[8]汪小帆復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006
[9]方愛麗，高齊圣，張嗣瀛投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型及其統(tǒng)計(jì)屬性研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2008（9）：34-38
[10]劉剛，郭敏中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)多部門網(wǎng)絡(luò)及其性質(zhì)的實(shí)證研究[J].經(jīng)濟(jì)問題，2009 （2）：31-34
[11]王茂軍，柴箐北京市產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征與調(diào)節(jié)效應(yīng)[J].地理研究，2013（3）：543-555
[12]Leontief W WQuantitative Input-Output Relations in the Economic System of the United States[J].Review of Economics & Statistics， 1936， 18（3）：105-125.
[13]Erd？s， P， Rényi， AOn Random Graphs I[J].Publ.math.debrecen， 1959，6（6）：290-297.
[14]Freeman L CA Set of Measures of Centrality Based on Betweenness[C].Sociometry1977：35-41.
[15]Freeman L C， Borgatti S P， White D RCentrality in valued graphs： A measure of betweenness based on network flow[J].Social Networks， 1991， 13（2）：141-154.
[16]Watts D J， Strogatz S HCollective dynamics of 'small-world' networks.[J].Nature， 1998， 393（6684）：440-442.
[17]Barabasi A L， Albert REmergence of Scaling in Random Networks[J].Science， 1999， 286（5439）：509-512.
[18]Albert R， Barabasi A LStatistical Mechanics Of Complex Networks[J].Review of Modern Physics， 2001， 74（1）：xii.
[19]Newman M E J， Girvan M ，F(xiàn)inding and evaluating community structure in networks.[J].Physical Review E Statistical Nonlinear & Soft Matter Physics， 2004， 69（2 Pt 2）：026113-026113.
[20]Lda FCosta， FARodrigues， GTravieso& PRVillas Boas， Travieso G， Boas P R VCharacterization of complex networks： a survey of measurementsAdv Phy[J].Advances in Physics， 2005， 56（1）：167-242.
[21]Tao Z， Zhongqian F， Binghong WEpidemic dynamics on complex networks[J].Progress in Natural Science， 2005， 16（5）：452-457.
（編輯：韋京）
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