@@ -12,8 +12,10 @@ kernelspec:
12
12
---
13
13
14
14
# 输入-输出模型
15
+
15
16
## 概述
16
- 在我们继续之前,本讲座需要以下导入和安装。
17
+
18
+ 在我们学习输入-输出模型之前,本讲座需要以下导入和安装。
17
19
18
20
``` {code-cell} ipython3
19
21
:tags: [hide-output]
@@ -42,7 +44,7 @@ mpl.font_manager.fontManager.addfont(FONTPATH)
42
44
plt.rcParams['font.family'] = ['Source Han Serif SC']
43
45
```
44
46
45
- 下图展示了从美国经济分析局2021年输入-输出账户数据中获得的15个部门之间的联系网络 。
47
+ 下图展示了从美国经济分析局2021年输入-输出账户数据中的15个生产部门之间的联系网络 。
46
48
47
49
48
50
``` {code-cell} ipython3
@@ -76,7 +78,7 @@ A, F = build_coefficient_matrices(Z, X)
76
78
---
77
79
mystnb:
78
80
figure:
79
- caption: US 15 sector production network
81
+ caption: 美国15个生产部门之间的联系网络
80
82
name: us_15sectors
81
83
tags: [hide-input]
82
84
---
@@ -107,22 +109,22 @@ plt.show()
107
109
| co | 建筑 | in | 信息 | ot | 其他服务(不包括政府) |
108
110
| ma | 制造业 | fi | 金融 | go | 政府 |
109
111
110
- 从$i$到$j$的箭头表示$i$行业的一些产出作为$j$行业生产的输入 。
112
+ 从$i$到$j$的箭头表示$i$行业的一些产出作为$j$行业生产的投入 。
111
113
112
114
经济的特征是存在许多这样的联系。
113
115
114
- 分析这些联系的基本框架是[ 列昂惕夫] ( https://en.wikipedia.org/wiki/Wassily_Leontief ) 的投入产出模型。
116
+ 分析这些联系的基本框架是[ 列昂惕夫] ( https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%8E%E8%A5%BF%E9%87%8C%C2%B7%E5%88%97%E6%98%82%E6%83%95%E5%A4%AB/11051863 ) 的投入产出模型。
115
117
116
118
在介绍投入产出模型之后,我们将描述它与{doc}` 线性规划讲座 <lp_intro> ` 的一些联系。
117
119
118
120
## 投入产出分析
119
121
120
122
设
121
- * $x_0$为单一外生生产投入的数量 ,例如劳动力
123
+ * $x_0$为单一外生生产要素的数量 ,例如劳动力
122
124
* $x_j, j = 1,\ldots n$为最终产品$j$的总产出
123
125
* $d_j, j = 1,\ldots n$为可用于最终消费的最终产品$j$的净产出
124
- * $z_ {ij}$为分配用作生产产品 $j$的投入的产品 $i$的数量,$i=1, \ldots n$,$j = 1, \ldots n$
125
- * $z_ {0j}$为分配用于生产产品 $j$的劳动力数量
126
+ * $z_ {ij}$为用作生产产品 $j$所投入的产品 $i$的数量,$i=1, \ldots n$,$j = 1, \ldots n$
127
+ * $z_ {0j}$为用于生产产品 $j$的劳动力数量
126
128
* $a_ {ij}$为生产一单位产品$j$所需的产品$i$的单位数,$i=0, \ldots, n, j= 1, \ldots n$
127
129
* $w >0$为外生劳动力工资,以每单位劳动力的美元计
128
130
* $p$为$n \times 1$的生产品$i = 1, \ldots , n$价格向量
@@ -219,9 +221,7 @@ ax.text(260, 115, "解", size=10)
219
221
plt.show()
220
222
```
221
223
222
- +++ {"user_expressions": [ ] }
223
-
224
- 更一般地说,生产的约束条件是
224
+ 生产的约束条件是
225
225
226
226
$$
227
227
\begin{aligned}
@@ -230,7 +230,7 @@ a_0^\top x & \leq x_0
230
230
\end{aligned}
231
231
$$ (eq:inout_1)
232
232
233
- 其中 $A$ 是一个 $n \times n$ 的矩阵,其典型元素为 $a_{ij}$,而 $a_0^\top = \begin{bmatrix} a_{01} & \cdots & a_{0n} \end{bmatrix}$。
233
+ 其中 $A$ 是一个 $n \times n$ 的矩阵,其每个值为 $a_{ij}$,而 $a_0^\top = \begin{bmatrix} a_{01} & \cdots & a_{0n} \end{bmatrix}$。
234
234
235
235
如果我们解 {eq}`eq:inout_1` 的第一组方程,得到总产出 $x$,我们得到
236
236
252
252
```{prf:example}
253
253
:label: io_ex_tg
254
254
255
- 例如,一个由以下描述的两种商品经济
255
+ 例如,一个包含两种商品的经济体
256
256
257
257
$$
258
258
A =
287
287
np.linalg.det(B) > 0 # 检查霍金斯-西蒙条件
288
288
```
289
289
290
- 现在我们计算列昂惕夫逆矩阵
290
+ 现在我们计算**列昂惕夫逆矩阵**
291
291
292
292
```{code-cell} ipython3
293
293
L = np.linalg.inv(B) # 得到列昂惕夫逆矩阵
358
358
+++ {"user_expressions": []}
359
359
360
360
## 价格
361
- {cite}`DoSSo` 认为,$n$ 种生产商品的相对价格必须满足
361
+
362
+ {cite}`DoSSo` 认为,$n$ 种商品的相对价格必须满足
362
363
363
364
$$
364
365
\begin{aligned}
428
429
w a_0^\top x^* = p^* d
429
430
$$
430
431
431
- 其中 $^*$ 表示原始和对偶问题的最优选择 。
432
+ 其中 $^*$ 表示原始和对偶问题的最优解 。
432
433
433
434
对偶问题可以用图形表示如下。
434
435
@@ -466,7 +467,9 @@ plt.show()
466
467
+++ {"user_expressions": []}
467
468
468
469
## 列昂惕夫逆矩阵
470
+
469
471
我们已经讨论过,总产出 $x$ 由公式 {eq}`eq:inout_2` 给出,其中 $L$ 被称为列昂惕夫逆矩阵。
472
+
470
473
回顾 {doc}`诺伊曼级数引理 <eigen_II>`,它指出如果谱半径 $r(A)<1$,则 $L$ 存在。
471
474
事实上
472
475
@@ -475,8 +478,10 @@ L = \sum_{i=0}^{\infty} A^i
475
478
$$
476
479
477
480
### 需求冲击
478
- 考虑需求冲击 $\Delta d$ 的影响,它将需求从 $d_0$ 转变为 $d_1 = d_0 + \Delta d$。
481
+
482
+ 现在我们考虑需求冲击 $\Delta d$ 的影响,它将需求从 $d_0$ 转变为 $d_1 = d_0 + \Delta d$。
479
483
总产出从 $x_0 = Ld_0$ 转变为 $x_1 = Ld_1$。
484
+
480
485
如果 $r(A) < 1$,则存在解,且
481
486
482
487
$$
486
491
这说明 $L$ 的一个元素 $l_{ij}$ 显示了对商品 $j$ 的需求单位变化对部门 $i$ 的总影响。
487
492
488
493
## 图论的应用
489
- 我们可以通过 {doc}`图论 <networks>` 的应用进一步研究投入产出网络。
490
- 投入产出网络可以通过邻接矩阵 $A$ 诱导的加权有向图来表示。
494
+
495
+ 我们可以通过应用{doc}`图论 <networks>`来进一步研究投入产出网络。
496
+
497
+ 投入产出网络可以通过邻接矩阵 $A$ 导出的加权有向图来表示。
498
+
491
499
节点集 $V = [n]$ 是部门列表,边集由以下给出:
492
500
493
501
$$
494
502
E = \{ (i,j) \in V \times V : a_ {ij}>0\}
495
503
$$
496
504
497
505
在 {numref}`us_15sectors` 中,权重由箭头的宽度表示,与相应的投入产出系数成正比。
506
+
498
507
现在我们可以使用中心性度量来对部门进行排序,并讨论它们相对于其他部门的重要性。
499
508
500
509
### 特征向量中心性
510
+
501
511
节点 $i$ 的特征向量中心性由以下公式衡量:
502
512
503
513
$$
@@ -518,13 +528,19 @@ plt.show()
518
528
```
519
529
520
530
较高的指标表示作为供应商的重要性更高。
531
+
521
532
因此,大多数行业的需求冲击将显著影响具有高特征向量中心性的行业的活动。
533
+
522
534
上图表明制造业是美国经济中最主导的行业。
523
535
524
536
### 产出乘数
537
+
525
538
在投入产出网络中对行业进行排名的另一种方法是通过产出乘数。
539
+
526
540
行业 $j$ 的**产出乘数**,记为 $\mu_j$,通常定义为行业 $j$ 需求单位变化所产生的整个行业范围内的总影响。
541
+
527
542
早些时候在讨论需求冲击时,我们得出结论:对于 $L = (l_{ij})$,元素 $l_{ij}$ 表示行业 $j$ 需求单位变化对行业 $i$ 的影响。
543
+
528
544
因此,
529
545
530
546
$$
538
554
$$
539
555
540
556
请注意,这里我们用 $\mathbb{1}$ 表示一个全为1的向量。
557
+
541
558
在这个指标中排名较高的行业是中间品的重要购买者。
559
+
542
560
这些行业的需求冲击将对整个生产网络造成巨大影响。
561
+
543
562
下图显示了 {numref}`us_15sectors` 中表示的各行业的产出乘数。
544
563
545
564
```{code-cell} ipython3
584
603
d = \begin{bmatrix} 50 \\ 60 \end{bmatrix}
585
604
$$
586
605
587
- 描述他们如何从以下关于农业和制造业的假设"数据"中推断出A和a_0中的投入 -产出系数:
606
+ 描述他们如何从以下关于农业和制造业的假设"数据"中推断出$A$和$a_0$中的投入 -产出系数:
588
607
589
608
$$
590
609
z = \begin{bmatrix} 25 & 175 \\
@@ -593,7 +612,7 @@ z = \begin{bmatrix} 25 & 175 \\
593
612
z_0 = \begin{bmatrix} 10 & 40 \end{bmatrix}
594
613
$$
595
614
596
- 其中z_0是每个行业使用的劳动服务的向量 。
615
+ 其中$z_0$是每个行业使用的劳动服务的向量 。
597
616
```{exercise-end}
598
617
```
599
618
0 commit comments