基于汽车零部件产业的复杂网络建模与分析

摘要

自从1998年Watts等在Nature上发表关于小世界的论文和1999年Barabasi等在Science上发表关于无标度网络的论文以来,复杂网络已在技术、生物、社会、经济等领域得到了广泛的应用。本文运用复杂网络方法对中国汽车零部件产业进行建模与分析,揭示该产业内的宏观涌现和微观特征。 首先,本文建立了汽车零部件产业内企业-产品布尔二分网络模型,发现两类节点的度都服从广延指数分布(SED),企业和产品节点具有明显的异质性；但两类节点的集聚系数都不高。进一步将布尔二分网络向企业节点投影,得到汽车零部件产业内企业间布尔竞争关系网络模型,它具有高集聚性、小世界性和指数分布等特征,说明在汽车零部件产业内,企业的竞争对手数量呈现随机性和同质性；此外在布尔竞争关系网络中,产品数相同的节点的平均集聚系数与产品数呈负相关关系。最后,本文对布尔二分网络中的两类节点进行随机攻击和选择性攻击的仿真,结果表明,与企业节点受攻击相比,布尔竞争关系网络在布尔二分网络中产品节点受攻击时表现出更明显的鲁棒与脆弱双重性；并对仿真结果进行了理论解释。 其次,用销售额对布尔二分网络的边赋权,得到汽车零部件产业内的加权二分网络模型,发现两类节点的点权和边权服从SED;再用市场共通性将加权二分网络向企业节点投影,得到汽车零部件产业内企业间有向竞争压力网络模型,该模型能够刻画企业间竞争关系的不对称性。研究发现,有向竞争压力网络的出度权和边权服从SED,但入度权服从正幂指数的SED,说明汽车零部件产业内大企业不是很多,但企业间的竞争已达到白炽化。进一步,选取广东鸿图科技作为核心企业,从有向竞争压力网络中抽取与其有直接竞争关系的企业作为其竞争对手,并通过市场共通性和资源类似性建立广东鸿图科技的竞争对手分布图,分析其竞争对手分布,分析结果与实际情况基本一致。 最后,在前文建立的模型基础上,尝试着对四个模型的相互联系和区别进行了综合分析,并从经济学的角度对网络模型拓扑属性的经济学背景进行解释。 本文的复杂网络建模与分析是基于大量真实的汽车零部件产业数据,很好地揭示了产业内产品和企业的分布,以及企业间竞争关系的新规律。 本文对发现新的产业规律和推动复杂网络理论发展有一定的启迪意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3文献综述

1.3.1复杂网络概述

1.3.2加权复杂网络

1.3.3二分网络

1.3.4复杂网络的稳定性

1.3.5动态竞争

1.4研究对象

1.4.1汽车零部件产业

1.4.2企业间竞争关系

1.5研究方法

1.6研究内容与框架

第二章 汽车零部件产业的布尔复杂网络模型

2.1企业-产品布尔二分网络模型

2.1.1布尔二分网络建模

2.1.2布尔二分网络分析

2.2企业间布尔竞争关系网络模型

2.2.1布尔竞争关系网络建模

2.2.2布尔竞争关系网络分析

2.3本章小结

第三章 布尔竞争关系网络的稳定性分析

3.1稳定性的相关概念与测量指标

3.1.1稳定性的相关概念

3.1.2稳定性的测量指标

3.2随机失效与选择性攻击仿真实验

3.2.1随机失效仿真实验算法

3.2.2选择性攻击仿真实验算法

3.2.3仿真实验数据分析

3.2.4仿真实验结果解释

3.3本章小结

第四章 汽车零部件产业的加权复杂网络模型

4.1企业间竞争不对称性的刻画

4.2企业—产品加权二分网络模型

4.2.1加权二分网络建模

4.2.2加权二分网络分析

4.3企业间有向竞争压力网络模型

4.3.1有向竞争压力网络建模

4.3.2有向竞争压力网络分析

4.4核心企业竞争对手分析

4.4.1竞争对手分析的基本概念

4.4.2竞争对手分析框架

4.4.3企业间竞争的若干假设

4.4.4广东鸿图科技的竞争对手分析

4.5本章小结

第五章 模型的综合分析及经济学背景解释

5.1模型的综合分析

5.1.1布尔二分网络与布尔竞争关系网络的集聚系数对比分析

5.1.2布尔二分网络与加权二分网络的对比分析

5.1.3布尔竞争关系网络与有向竞争关系网络的对比分析

5.1.4幂指数拟合方法的比较

5.2模型的经济学背景解释

5.2.1布尔二分网络的经济学背景解释

5.2.2加权二分网络的经济学背景解释

5.2.3布尔竞争关系网络的经济学背景解释

5.2.4有向竞争压力网络的经济学背景解释

5.2.5综合经济学背景解释

5.3本章小结

结 论

参考文献

附录 本文部分程序代码

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢