本文是一篇国际贸易论文，笔者认为对国际贸易网络中的贸易关系进行预测和识别可以明确未来的贸易发展趋势，帮助各个国家和地区不断优化本国的贸易环境和提升风险防范能力，这将有助于实现本国乃至全球的经济增长，促进经济和贸易的有效循环，从而加快全球经济一体化的建设进程。
第一章 国际贸易网络和链路预测模型的构建
第一节 国际贸易网络的构建
一、国际贸易网络构建
国际贸易活动中包含着大量国家和地区及他们之间的贸易关系，在ITN中，将国家和地区作为网络中的节点，将国家和地区之间的贸易关系作为连边。对于ITN的量化式构建，是将网络中出现的所有节点与它们之间的连边表示成一个邻接矩阵，再根据该邻接矩阵计算出该网络的相关指标，再对该网络进行结构分析、特征分析等，从而了解ITN的演化过程，并为贸易链路（贸易关系）的预测奠定基础。
本研究以197个国家和地区作为贸易网络的节点，参考前人研究成果，将贸易额为一百万美元作为贸易阈值，当某一国家或地区与另一国家或地区之间的贸易额不低于一百万美元时，认为这两个国家或地区之间存在较为明显的贸易关系，即两者之间有连边存在；若两者的贸易额低于一百万美元，则认为两者不存在贸易关系，在网络中没有连边；以此规则分别构建2000-2020年的国际贸易网络。由此可知，该ITN的邻接矩阵是一个维度为197×197的矩阵，根据有无方向和有无权重，可以得到四类邻接矩阵；但在本研究中只考虑贸易的流向，即只构建无权重矩阵，因此可得到无向无权矩阵A和有向无权矩阵'A。如图1-1中的简单网络结构示例，左图为无向无权网络，简称无向网络；右图为有向无权网络，简称有向网络。
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第二节 基于节点表示的时序贸易链路预测模型的构建
在一个已有网络中，链路预测是在已知的节点和网络拓扑结构等信息的基础上，对网络中还未有联系的两个节点之间产生联系的可能性大小的预测。对网络中链路的预测有两种情况：一是对未来链路的预测，即目前尚未存在于网络中，但在将来很可能存在或应该存在的链路；二是对未知链路的预测，即实际存在于网络中，但还没有被观察到的链路。对于动态网络来说，已有的链路也可能会出现断连的情况，故动态网络的链路预测需要对新产生的链路和消失中断的链路有同等的预测能力，这样才能更加精准地把握动态网络的链路变化情况。
一、时序贸易链路预测模型的提出
贸易链路预测是将贸易参与国家或地区作为ITN中的节点，将国家或地区之间的贸易关系作为连边，根据目前ITN中的贸易关系来预测未来的贸易关系。ITN中的各个节点都具有自身的属性特征，各节点之间存在一定联系的同时也存在一定的差异，仅仅考虑节点的共同邻居数量则过于简单。为了能够体现不同节点及其邻居节点的差异，本研究使用节点表示的方法改进链路预测算法，将节点本身的属性信息及其邻居节点的属性信息都纳入模型当中，即考虑到网络中的第三方效应。
此外，ITN具有动态变化的特征，随着时间的变化，国家或地区之间的贸易关系也会发生一定的改变，如可能会产生新的贸易连边，也可能会出现旧贸易连边中断消失的情况。因此，ITN中的时序状态信息也是很重要的因素之一，将时间因素添加到ITN中以捕捉其动态变化更加符合现实的ITN情形；同时，链路预测算法应该对新贸易连边出现和旧贸易连边消失的情况具有同等的预测能力，这样才可以全面地了解ITN中贸易关系的变化。
由此，本文提出基于节点表示的时序贸易链路预测模型（Temporal Trade Link Prediction Model based on Node Representation, TTLP-NR），该模型主要分为四个步骤：一是基于拉普拉斯矩阵思想对ITN中的国家或地区节点进行节点表示；二是添加时序状态，将每一时刻的节点表示都融合历史的节点表示，即考虑历史网络对现有网络的影响；三是基于CN指标的构建思想，使用节点表示的乘积来表示节点之间的相似度；四是运用逻辑回归模型对贸易链路进行预测，对贸易链路进行预测即对国际贸易关系进行预测。
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第二章 国际贸易网络的演化分析
第一节 国际贸易数据基本情况
一、贸易数据处理
首先，各个国家和地区于2000-2020年的多边贸易数据从UN Comtrade数据库中获得，从CEPII数据库中获取地理数据。在对数据进行整理时，发现部分国家和地区的数据有缺失，经过对两个数据集的对比，最终保留了197个国家和地区的相关数据，197个国家和地区的名称和ISO（International Organization for Standardization）代码信息见附录B。
在进一步处理贸易数据时，发现了如下问题：
（1）大部分国家或地区在记录贸易数据时都分别记录了进口贸易数据和出口贸易数据，即国家a会记录出口到国家b的数据，同时国家b也会记录从国家a的进口数据，这样就等于同一贸易数据被记录了两次，即有重复数据的存在
（2）不同的国家和地区在报告进出口贸易额会有所差异，如国家a报告的出口到国家b的贸易额是x，而国家b报告的从国家a进口的贸易额为y，即两个国家报告的贸易额数据不一致。
（3）部分国家和地区的进出口关系存在不对称的情况，即有时会出现存在国家a向国家b的进口或出口记录，却没有国家b向国家a相应的出口或进口记录。
针对以上问题，先将贸易数据统一整理成由国家a向国家b出口的形式，如将“国家a向国家b进口的记录”修改为“国家b向国家a出口的记录”；再取两个报告国对应贸易额数据的均值作为最终贸易额，即国家a出口到国家b的贸易额是(x+y)/2，对于没有对称进出口关系记录的国家，就直接使用既有贸易额。
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第二节 国际贸易网络中贸易关系数量及其演化情况
在ITN中，一个国家或地区的贸易关系数量就是其拥有的进出口贸易关系数量。根据构建的贸易额不低于一百万美元的有向和无向的ITN，对网络中的连边数量进行统计得到表2-3中的结果。从表2-3中可以看到，有向连边数量是无向连边数量的1.6倍左右，说明大部分的贸易交流是双向的，存在少数的贸易交流是单向的。不论是否区分贸易方向，贸易连边数量大体上都是先增长后逐渐趋于稳定，表明各个国家和地区的贸易辐射区域先是不断扩大，后期则处于比较平稳的状态，即后期各国各地区之间的贸易往来较为稳定。
对于不区分贸易方向的ITN，无向连边数量即为贸易对数量。将表2-3中的无向连边情况与图2-3的结果进行对比得到如图2-6所示的结果。图2-6中的结果表明，在无向ITN中，贸易额不低于一百万美元的贸易连边数基本上占总贸易连边数的50%以上，即有一半以上存在明显的贸易关系，并且该比值呈现上升趋势；从贸易额的角度来看，各国的贸易交流在不断深入，深入的贸易交流带动了各国各地区的经济发展，转而又促进各国各地区之间的贸易往来。
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第三章 国际贸易网络中贸易关系的预测和识别 .................... 40
第一节 贸易链路预测模型的有效性检验 ................................. 40
一、贸易链路预测模型有效性检验方法 ............................... 40
二、贸易链路预测模型有效性检验结果 ............................... 41
第四章 总结与展望 ...................................... 57
第一节 研究总结 ...................... 57
第二节 政策建议 ................................. 58
第三节 研究展望 .................................... 59
第三章 国际贸易网络中贸易关系的预测和识别
第一节 贸易链路预测模型的有效性检验
一、贸易链路预测模型有效性检验方法
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链路预测模型一般可通过三个指标进行有效性检验，分别为AUC（Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve）、Precision、Rank Score。在大多数的已有研究中都采用了AUC验证模型的有效性，因为AUC可以更加全面地考察模型的精确度，因此本文也选用AUC指标对模型进行有效性检验。AUC指标的计算方法借鉴吕琳媛[20]（2010）、刘宏鲲等[15]（2011）的相关研究，即测试集中存在的连边的分数值比随机获取的一个不存在的连边的分数值高的概率即为AUC。
在利用AUC进行模型的有效性检验时，进行两种类型的检验：一是对整个贸易网络中所有可能连边进行检验，因为可能会产生新的贸易连边，也有可能会出现旧的贸易连边消失，还有很多保持不变的贸易连边和无贸易连边的情况，故对贸易网络中的所有可能连边进行检验更为全面；二是对贸易网络中相较于上一年发生变化的连边进行检验，即只对产生的新连边和消失的旧连边进行检验。
假设将第t年的数据集作为测试集，使用其前5年数据进行训练得到第t年的节点表示，再根据节点表示计算得到第t年各个节点对之间的相似度，最终使用相似度进行贸易链路的预测。再分别找出预测得到的第t年存在的连边existE和不存在的连边inexistentE；同时，获取预测得到的第t年相较与第t−1年发生变化的连边，发生变化的连边包含产生的新贸易连边newE和消失的旧贸易连边disappearE。此外，再获取第t年中真实存在的连边realE和实际不存在的连边noE。
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第四章 总结与展望
第一节 研究总结
本文首先对国际贸易数据的基本情况进行描述分析，并构建2000-2020年的国际贸易网络和基于节点表示的时序贸易链路预测模型TTLP-NR；其次，根据国际贸易网络计算出该网络的常用核心指标，再基于各类指标从不同角度对国际贸易网络的演化进行简要的分析；最后，对贸易链路预测模型进行有效性检验和对比，并使用TTLP-NR模型对具体的贸易关系进行预测识别，从贸易关系的变化进一步了解国际贸易网络的演化。
在构建国际贸易网络时，根据是否区分贸易方向构建了无向国际贸易网络和有向国际贸易网络，并分别计算出两种类型国际贸易网络的节点度、传递性、网络密度、聚集系数等网络核心指标，再基于计算出的核心指标对2000-2020年国际贸易网络的演化情况进行分析。分析结果显示：不论是有向国际贸易网络还是无向国际贸易网络，其平均节点度都呈现先上升后稳定波动的态势，表明国家地区之间的贸易交流在不断加深。国际贸易网络的网络密度具有相同的趋势，即先上升后稳定，表明贸易参与者在不断扩展自身的贸易伙伴，建立更加广泛的贸易联系。同时，国际贸易网络的传递性高于50%，表示两个贸易参与者通过他们的共同贸易伙伴建立贸易关系的可能性较大；随着时间的变化，该可能性在增加，即贸易参与者通过已有的贸易联系进行远程搜索贸易合作伙伴的可能性在变大。此外，通过贸易网络的社团结构发现贸易行为具有一定的地域邻近性，与邻近国家和地区的贸易活动会更频繁，贸易关系也更为紧密。
参考文献（略）