Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математическое и имитационное моделирование экономических процессов..pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
5.16 Mб
Скачать

53

Элементы матрицы B будем обозначать через

bij

, тогда из матричного

уравнения (4.9) для любой

i

-й отрасли можно получить следующее соотношение:

n

 

Xi bij Yj, i 1,...,n .

(4.10)

j 1

 

Из соотношений (4.10) следует, что валовая продукция выступает как взвешенная сумма величин конечной продукции, причем весами являются

коэффициенты

bij

, которые показывают, сколько всего нужно произвести

продукции

продукции

i -й отрасли для выпуска в сферу конечного использования единицы

j-и отрасли. В отличие от коэффициентов прямых затрат

a ij

коэффициенты

bij

называются коэффициентами полных материальных затрат и

включают в себя как прямые, так и косвенные затраты всех порядков. Если прямые затраты отражают количество средств производства, израсходованных непосредственно при изготовлении данного продукта, то косвенные относятся к предшествующим стадиям производства и входят в производство продукта не прямо, а через другие (промежуточные) средства производства. Более детально этот вопрос рассматривается в п.4.3

Определение 2. Коэффициент полных материальных затрат b

ij

показывает, какое

 

 

 

 

 

 

количество продукции

i

й отрасли

нужно произвести, чтобы с учетом прямых и

косвенных затрат этой

 

продукции

получить единицу конечной продукции

j

отрасли.

Коэффициенты полных материальных затрат можно применять, когда необходимо определить, как скажется на валовом выпуске некоторой отрасли предполагаемое изменение объемов конечной продукции всех отраслей:

X

 

 

n

 

Y

, i 1,...,n

i

b

ij

 

 

j 1

j

 

 

 

 

 

 

 

(4.11)

где Xi и Yj соответственно.

— изменения (приросты) величин валовой и конечной продукции

4.3 Коэффициенты прямых и полных материальных затрат

Переходя к анализу модели межотраслевого баланса, необходимо прежде всего рассмотреть основные свойства матрицы коэффициентов прямых материальных

затрат

A . Коэффициенты

прямых затрат

по определению

являются

неотрицательными, следовательно, матрица

A

в целом может быть названа

неотрицательной: A 0 . Так

как процесс

воспроизводства нельзя

было бы

осуществлять, если бы для собственного воспроизводства в отрасли затрачивалось большее количество продукта, чем создавалось, то очевидно, что диагональные

элементы матрицы A меньше единицы: aii 1.

Система уравнений межотраслевого баланса является отражением реальных экономических процессов, в которых содержательный смысл могут иметь лишь неотрицательные значения валовых выпусков; таким образом, вектор валовой продукции состоит из неотрицательных компонентов и называется неотрицательным: X 0 . Встает вопрос, при каких условиях экономическая система способна обеспечить положительный конечный выпуск по всем

54

отраслям. Ответ на этот вопрос связан с понятием продуктивности матрицы коэффициентов прямых материальных затрат.

Будем называть неотрицательную матрицу

A

продуктивной, если существует

такой неотрицательный вектор X 0 , что

 

X AX .

(4.12)

Очевидно, что условие (4.12) означает существование положительного вектора

конечной продукции Y 0 для модели межотраслевого баланса (6).

 

 

Для того чтобы матрица коэффициентов прямых материальных затрат

A

была

продуктивной, необходимо и достаточно чтобы выполнялось одно из перечисленных ниже условий:

1)

матрица

(E A) неотрицательно обратима, т.е. существует обратная матрица

 

(E A)

1

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

наибольшее по модулю собственное значение

матрицы A , то есть решение

 

характеристического уравнения E A 0 , строго меньше единицы;

3)

все

главные

миноры

матрицы

(E A) ,

т.е. определители матриц,

 

образованные элементами первых строк и первых столбцов этой матрицы,

 

порядка от 1 до n , положительны.

 

 

4)

норма

матрицы

должна

быть строго меньше

единицы, т.е. на величина

наибольшей из сумм элементов матрицы

A

в каждом столбце должна быть

строго меньше единицы Перейдем к анализу матрицы коэффициентов полных материальных затрат, т.е.

матрицы B (E A) 1. Согласно

определению 2 коэффициент

этой матрицы

показывает, сколько всего нужно

произвести продукции

i

отрасли, чтобы

получить единицу конечной продукции j-й отрасли.

 

 

Руда (0.3)

Электроэнергия (0.2)

Косвенные затраты 2-го порядка:

0.2 0.5 0.6 0.06

Чугун (0.5)

 

Сталь (0.6)

 

 

 

Прокат

Электроэнергия (0.3)

Косвенные затраты 1-го порядка:

0.6 0.3 0.18

Электроэнергия (0.3)

Прямые затраты

Электроэнергия (0.3)

Рис. 4.2. Затраты электроэнергии на выпуск стального проката

Как уже указывалось выше, коэффициент полных материальных затрат включает прямые затраты и косвенные затраты. В отличие от коэффициентов прямых затрат,

55

коэффициенты полных материальных затрат отражают не отраслевые, а народнохозяйственные затраты по производству единицы продукции.

Поясним косвенные затраты на следующем примере. Рассмотрим в качестве примера формирование затрат электроэнергии на выпуск стального проката, при этом ограничимся технологической цепочкой «руда-чугун-сталь-прокат». Затраты электроэнергии при получении проката из стали будут называться прямыми затратами, те же затраты при получении стали из чугуна будут называться косвенными затратами 1-го порядка, а затраты электроэнергии при получении чугуна из руды будут называться косвенными затратами электроэнергии на выпуск стального проката 2-го порядка и т. д. (см. рис 4.2).

Перейдем теперь к вычислительным аспектам решения задач на основе модели межотраслевого баланса. Основной объем расчетов по этой модели связан с

вычислением матрицы коэффициентов полных материальных затрат

B . Если

матрица коэффициентов прямых материальных затрат

A

задана и

является

продуктивной, то матрицу B можно находить по формулам обращения матриц, рассматриваемым в курсе вычислительной математики.

Пример 4.1. Для трехотраслевой экономической системы заданы матрица коэффициентов прямых материальных затрат и вектор конечной продукции:

 

0.3

0.1

 

 

 

A

0.2

0.5

 

0.3

0.1

 

0.4

 

0.0

 

 

0.2

 

 

;

 

200

 

 

 

 

Y

100

 

 

300

 

 

 

Найти коэффициенты полных материальных затрат и вектор валовой продукции, заполнить схему межотраслевого материального баланса.

1. Определим матрицу коэффициентов полных материальных затрат.

а) Вычислим матрицу E A .

 

 

 

0.7

0.1

0.4

 

 

 

 

 

 

E A

0.2

0.5

0.0

.

 

0.3

0.1

0.8

 

 

 

б) Находим обратную матрицу одним из методов обращения матриц (например, методом матричной алгебры)

 

 

2.041

0.612

1.020

 

 

 

 

 

 

 

B (E A) 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.816

2.245

0.408

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.887

0.510

1.664

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Найдем величины валовой продукции трех отраслей (вектор X ), используя

формулу (8'):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.041

0.612

1.020

 

 

200

 

 

775.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X BY

0.816

2.245

0.408

 

 

100

 

 

510.1

 

 

0.867

0.510

1.664

 

 

300

 

 

729.6

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Для определения элементов первого квадранта материального межотраслевого баланса воспользуемся формулой, вытекающей из формулы (4.4): xij aij X j. Из

этой формулы следует, что для получения первого столбца первого квадранта нужно элементы первого столбца заданной матрицы A умножить на величину X1 775.3 ;

 

 

56

элементы второго столбца матрицы

A

умножить на

столбца матрицы

A умножить на X3 729.6 .

X2

510.1

; элементы третьего

Составляющие третьего квадранта (условно чистая продукция) находятся с учетом формулы (1) как разность между объемами валовой продукции и суммами элементов соответствующих столбцов найденного первого квадранта.

Четвертый квадрант в нашем примере состоит из одного показателя и служит, в частности, для контроля правильности расчета: сумма элементов второго квадранта должна в стоимостном материальном балансе совпадать с суммой элементов третьего квадранта. Результаты расчета представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2.. Межотраслевой баланс производства и распределения продукции

Производящие

 

Потребляющие отрасли

 

отрасли

 

1

2

3

Конечная

Валовая

 

 

 

 

 

продукция

продукция

 

 

 

 

 

 

 

1

 

232,6

51,0

291,8

200,0

775,3

2

 

155,1

255,0

0,0

100,0

510,1

3

 

232,6

51,0

145,9

300,0

729,6

 

 

 

 

 

 

 

Условно

чистая

155,0

153,1

291,9

600,0

 

продукция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Валовая

 

775,3

510,1

729,6

 

2015,0

продукция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4 Агрегирование показателей межотраслевого баланса

При моделировании межотраслевых связей важным является вопрос агрегирования нормативных показателей.

Рассмотрим пример. Пусть задана таблица межотраслевых потоков для 4 отраслей. Таблица 4.3.

Производящая

Распределение по

потребляющим отраслям

Конечный

Валовой

отрасль

1

2

3

4

продукт

продукт

1

x

 

x

 

x

 

x

 

Y

X

 

11

12

13

14

1

 

1

2

x21

x22

x 23

x24

Y2

X2

3

x

31

x32

x33

x34

Y

X

3

 

 

3

 

4

x

41

x

42

x

43

x

44

Y

X

4

 

 

 

 

 

4

 

Определим параметры агрегирования при объединении второй и третьей отраслей. Выделим в табл. 2 отрасли подлежащие агрегированию. Присвоим новой отрасли индекс

k и составим другую таблицу, введя в нее отрасль Таблица 4.4.

k

.

Производящая

Распределение по потребляющим отраслям

Конечный

Валовой

отрасль

1

2

3

4

продукт

продукт

1

x11

x12

x13

x14

Y1

X1

k

xk1

xk2

xk3

xk4

Yk

Xk

4

x 41

x42

x 43

x44

Y4

X4

57

 

Агрегированными окажутся те межотраслевые потоки, которые содержат индекс

k .

По таблице межотраслевых потоков xij построим матрицу коэффициентов прямых затрат

A :

где

A

 

 

 

x

 

a

 

 

ij

, i,

ij

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

a

a

 

a

 

 

 

11

12

13

 

 

a

 

a

 

a

 

 

 

21

22

23

 

 

 

a

 

a

 

a

 

 

31

32

33

 

 

 

 

 

 

 

 

a42

a43

 

a

41

j 1, n .

 

 

 

 

a14 a24 a34 a44

    

,

Далее сформируем оператор агрегирования T . Для этого произведем деформацию единичной матрицы 4 – го порядка (размерность единичной матрицы совпадает с размерностью исходной таблицы МОБ) по следующему правилу: выделим в единичной матрице E те строки, номера которых совпадают с номерами агрегируемых отраслей, и просуммируем их. Результат внесем в k -ую строку матрицы T . Все остальные строки, номера которых в исходной таблице соответствуют номерам отраслей, не подлежащих агрегированию, переписываем в матрицу T без изменения.

Для нашего примера

 

 

1

0

0

0

 

 

 

1

0

0

 

 

0

1

0

0

 

 

E

 

 

T

 

0

1

1

 

 

 

 

0

0

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

0

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0 1

   

.

 

Таким образом, матрица

T

есть результат горизонтальной «деформации» матрицы

E .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построим деформированную весовую матрицу W . Для этого введем веса Wi

,

означающие вклад валовой продукции исходной i -ой отрасли в валовую продукцию

 

отраслей, представленных в новой агрегированной таблице.

 

 

Так, 1 –ая и 4 –ая отрасли в нашем примере не подлежат агрегированию.

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1 1, W4 1,

 

 

 

 

 

 

 

W2

X2

, W3

 

X3

 

.

 

 

 

 

X2 X3

X2 X3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составим весовую матрицу

W

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

0

0

 

 

 

 

 

 

0

W

 

0

0

 

 

 

 

W

 

2

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

W3

0

 

 

 

 

 

 

0

0

 

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Деформируем матрицу W по столбцам, объединив второй и третий столбцы. Тогда

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]