شبکه های پیچیده

زمینه و هدف: در هر برهه ای از زمان و برای هر کشور، مدیریت بحران نقش عمده ای در مواقع حساس و ضروری ایفا می کند. هدف این پژوهش بررسی شیوه استفاده از فنون مبتنی بر شبکه های پیچیده در شرایط بحرانی و ایجاد گراف از راه های ارتباطی بین میدان های اصلی شهرها است. این پژوهش سعی دارد تا با بررسی بسته شدن یا از میان رفتن هریک از گره های اصلی در گراف، نسبت به تحلیل درست نقشه های شهری به شکلی نوین اقدام کند. روش: روش استفاده شده در این پژوهش پیمایش و پیاده سازی یک گراف پیچیده براساس نقشه شهر قم است که به دلیل پیچیدگی شهری گزینه مناسبی برای پایلوت یک شبکه پیچیده است. در این پژوهش از نرم افزار «سایتواسکیپ [1] » در فرایند تحلیل نقشه شهر و همچنین بررسی گراف نگاشت شده از روی نقشه، استفاده شد. داده های پژوهش بر مبنای نقشه شهری قم، اطلاعات میادین و وضعیت شهری است که به صورت مقطعی جمع آوری شد. یافته ها: براساس روش بکار گرفته شده در این پژوهش، میدان هایی که نقش کلیدی در مدیریت بحران شهر قم دارند، شناسایی و معرفی شد تا در مواقع ضروری بتوان با درنظرگرفتن اولویت این میدان ها، عملیات موثرتری برای کنترل بحران اجرا کرد. نتایج: با توجه به یافته های پژوهش، می توان دریافت که روش بکار گرفته شده برای کنترل و مدیریت بحران میدان های اصلی شهرها را می توان برای خطوط مترو، لوله های آبرسانی و گازرسانی، ایستگاه های آتش نشانی، حمل ونقل و از این دست نیز مورد استفاده قرار داد.

شاخص های منعکس کننده رفتار بازار سهام یکی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر تصمیمات سرمایه گذاران در بازارهای مالی است. اغلب سرمایه گذاران در بورس اوراق بهادار تهران به شاخص کل بورس توجه دارند که تمامی شرکت های پذیرفته شده در بورس را در بر می گیرد. این مطالعه به معرفی شاخصی جدید با استفاده از روش شبکه های پیچیده می پردازد. شبکه های پیچیده مطالعه همبستگی قیمت های بازار سهام را به خوبی فراهم می آورند و از این رو درک بیشتری از عملکرد بازار برای سرمایه گذاران ایجاد می کنند. در این مطالعه شبکه بازار سهام با داده های 246 سهام بورس اوراق بهادار تهران طی دوره زمانی اولین روز معاملاتی فروردین 1395 تا آخرین روز معاملاتی اسفند 1395 ایجاد شده که در آن، برای اتصال بین دو گره یا سهام از رویکرد WTA، استفاده گردیده است. نتایج حاصل از توزیع درجه شبکه بازار سهام، حاکی از این است که شبکه سهام بازار بورس اوراق بهادار تهران، شبکه ای آزاد از مقیاس است؛ که به وضوح نشان می دهد که تغییرات قیمت بازار سهام به شدت تحت تأثیر تعداد نسبتاً کمی از سهام ها قرار دارد. از این رو با استفاده از تحلیل شبکه های پیچیده بازار سهام، شاخصی جدید مبتنی بر درجه و با شمول سهام های منتخب، ارائه شده و با شاخص کل بازار بورس مقایسه می گردد. بر اساس نتایج، شاخص جدید همبستگی معناداری با شاخص کل بازار بورس دارد و می تواند رفتار بازار سهام را به خوبی منعکس نماید. The indices of stock market are one of the most important factors affecting the decisions of investors in financial markets. Most investors in the Tehran Stock Exchange pay attention to TEIPX index, which includes all companies is listed to the stock exchange. This study introduces a new index using a complex network method. Complex networks provide price correlation in stock market and thus creating a better understanding of market performance for investors. In this study, the stock market network with data from 246 stocks of Tehran Stock Exchange during the first trading day of March 2016 to the last trading day of March 2017 was created, in which the WTA approach was used to connect two nodes or stocks. The results of the degree distribution of the stock market network indicate that the stock market network of Tehran Stock Exchange is a scalefree network, which clearly shows that stock market price changes are highly influenced by a relatively small number of stocks. Hence, by using the complex networks analysis in stock market, a new index based on the degree and the inclusion of selected stocks is presented and compared with the TEPIX index. According to the results, the new index has a significant correlation with the TEPIX index and can reflect well stock market behavior.   Keywords: Stock market, Complex networks, Degree distribution, Stock index JEL Classification: D53, G11, G20

در دهه گذشته، بسیاری از مطالعات کاربردی مشترک در زمینه سیستم های اقتصادی- اجتماعی با استفاده از تحلیل های شبکه ای انجام یافته است. در این گونه مطالعات، ارتباطات تجاری را می توان شبکه ای تلقی کرد که کشورها رئوس آن اند و رابطه های تجاری بین کشورها نقش یال های این رئوس را بازی می کنند. در مطالعه حاضر سعی شده است ساختار شبکه جهانی صادرات و واردات کالا برای 104 کشور در هر یک از سال های 2000، 2005، 2010 و 2011 بررسی و با استفاده از مفاهیم شبکه ها، توپولوژی و ویژگی این شبکه ها محاسبه شود. سپس، شاخص های شبکه برای ایران، به عنوان عضوی از آن ها، محاسبه شود و سپس با کشورهای مهم مقایسه شود. با توجه به نتایج به دست آمده، کلیه شبکه های تشکیل شده در همه سال ها دارای توزیع پاور و ضریب خوشه بندی بالا بوده اند. نتایج مطالعات قبلی پیچیده بودن شبکه جهانی تجارت را تأیید می کند. همچنین، نتایجِ شاخص مرکزیت میانی نشان می دهد که ایران در همه سال های مطالعه شده کشوری تأثیرگذار در شبکه تجارت نبوده است و برخلاف کشورهای مهم در این شبکه با کشورهایی رابطه تجاری داشته است که خود کمتر با دیگر کشورهای شبکه رابطه اندک تجاری داشته اند.

پیچیدگی اقتصادی به معنی قابلیت تولید محصولات متنوع در سطح رقابت جهانی است. اهمیت پیچیدگی اقتصادی در افزایش ثروت و توسعه کشورها مورد تایید روزافزون مطالعات و شواهد تجربی قرار گرفته است. بنابراین، شناخت زمینه ها و عوامل تعیین کننده پیچیده تر شدن اقتصادها از اهمیت بسزایی برخوردار است. پژوهش حاضر رابطه متقابل فناوری اجتماعی(ST) و پیچیدگی اقتصادی را در بین 137 کشور طی دوره زمانی 1998 تا 2019 مورد بررسی قرار داده است. منظور از فناوری اجتماعی (ST) تمامی روش ها، طرح ها و عناصر لازم (اعم از نهادها، ساختارها، نقش ها، فرآیندها و هنجارهای فرهنگی) برای سازماندهی افراد به منظور رسیدن به هدف یا اهداف خاص است. سلامت و بلوغ فناوری اجتماعی این امکان را فراهم می کند تا اقتصادها از طریق ادغام حجم زیادی از دانش، مهارت ، ظرفیت وتجارب در قالب شبکه های پیچیده تعاملات، توانایی تولید کالاهای پیچیده را به دست آورند. جهت بررسی امکان وجود رابطه همزمان بین دو متغیر از الگوی PVAR استفاده شده است و در ادامه امکان اثرگذاری همزمان دو متغیر، جهت رابطه و پایداری الگو آزمون شده است. نتیجه این بررسی وجود اثرگذاری دوسویه و مثبت بین فناوری اجتماعی و پیچیدگی اقتصادی را تایید می کند.

امروزه با درهم تنیدگی بازارهای مالی، استفاده از ایده سیستم های پیچیده جهت تحلیل بازار بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی با گسترش تعاملات بین بازارها، شرکت ها و نهادهای مالی، مفهوم ریسک سیستمی و همچنین تاثیر ساختار شبکه مالی بر میزان ریسک سیستمی اجزای آن، از موارد مهم برای سیاست گزاران، قانون گذاران، سرمایه گذاران و ... از حیث کنترل و مدیریت ریسک بوده و حائز اهمیت است. این پژوهش، به تجزیه و تحلیل ساختار توپولوژی محلی موسسات مالی در شبکه مالی بر میزان ریسک سیستمی بیست شرکت فعالتر بورس اوراق بهادار تهران از ابتدای سال 1393 تا پایان سال 1397، با بکارگیری سنجه ارزش در معرض خطر شرطی تفاضلی (CoVaR∆) می پردازد. ابتدا برای محاسبه ماتریس همبستگی شرطی، از مدل GARCH چند متغیره همبستگی شرطی پویا (DCC-MVGARCH)، استفاده و درخت مینیمم پوشا (MST) ایجاد می شود. سپس به محاسبه خصوصیات توپولوژی شبکه موسسات مالی در شبکه مالی مورد نظر و بررسی روابط میان خصوصیات و ریسک سیستمی پرداخته می شود. با کمی سازی رابطه بین ساختار توپولوژی محلی و میزان ریسک سیستمی با تحلیل رگرسیون داده های پانلی، می توان دریافت که رابطه معناداری میان مرکزیت نزدیکی گره، قدرت گره و درجه گره با ارزش در معرض خطر شرطی تفاضلی و بنابراین میزان ریسک سیستمی وجود دارد. بررسی ها نشان می دهد که موسسات مالی با مرکزیت نزدیکی بیشتر، میزان ریسک سیستمی بیشتری دارند و همچنین موسسات مالی با قدرت گره کمتر و درجه گره کوچکتر، میزان بیشتری از ریسک سیستمی را دارا هستند. اما با داده های مورد بررسی در این پژوهش، رابطه معنادار میان مرکزیت بینابینی گره و میزان ریسک سیستمی موسسات یافت نشد.

یکی از صنایع کوچک و نسبتا جوان بازار سهام، صنعت گردشگری است که چندین شرکت از جمله گروه سرمایه گذاری میراث فرهنگی در این گروه جای دارند. با استفاده از نظریه شبکه های پیچیده 2 شبکه برای بررسی جایگاه صنعت گردشگری در بازار سهام در ایران ارایه می شود. نخست با رویکرد بنیادی، یک شبکه از 36 صنعت منتخب اقتصاد ایران مطابق با صنایع فعال در بازار سهام انتخاب می شوند و وزن یال ها مطابق با جدول 36 بخشی داده- ستانده اقتصاد ایران تعیین می شود. در مرحله بعد با رویکرد تحلیل تکنیکالی، یک شبکه همبستگی میان شاخص بازار سهام این 36 صنعت تشکیل می شود. سپس با معیارهای مرکزیت، جایگاه صنعت گردشگری در بازار سهام ایران و ارتباط آن با سایر صنایع بازار سهام ایران مشخص می گردد. مطابق با نتایج به دست آمده از شبکه تحلیل بنیادی، صنعت غذایی بیشترین تاثیرگذاری را بر گردشگری دارد که دلیل آن تامین مواد غذایی برای هتل ها و رستوران ها است. پیمانکاری صنعتی، بیشترین تاثیرپذیری را از گردشگری دارد که دلیل آن تاثیر گردشگری بر فعالیت های پیمانکاری نظیر مرمت بناهای تاریخی است. مطابق با نتایج به دست آمده از شبکه تحلیل تکنیکالی، شاخص بازار سهام صنعت گردشگری بیشترین میزان همبستگی را با شاخص بازار سهام صنعت چاپ و انتشارات دارد.

مطالعات انجام شده در حیطه تجارت بین الملل بیانگر آنست که تجارت بین کشورها در سطح جهانی و منطقه ای را می توان به عنوان یک شبکه در هم تنیده در نظر گرفت و با استفاده از این شبکه و شاخص های آن جایگاه هر کشور و منطقه را مورد بررسی و تحلیل قرار داد. رویکرد تحلیل شبکه و آمارهای منتج از آن که به شاخص های تنوع شرکای تجاری معروفند، در بررسی موقعیت کشورها و شرکای تجاری آنها، برخلاف روش های دو جانبه که تنها روابط تجاری مستقیم را مورد بررسی قرار می دهد، قادراست روابط تجاری غیر مستقیم و کشورهای واسطه در تجارت را در نظر بگیرد. آماره هایی همچون تعداد شرکا، شدت درجه، شاخص های مرکزیت و موقعیت مرکزی هر شریک در شبکه تجارت، می تواند امکان شناسایی و جستجوی ارتباطات و مسیرها در تجارت را فراهم کرده و درک تصویری عمیق تر از جایگاه یک کشور در مناطق و ظرفیت های پنهان آن در شبکه تجارت را نمایان سازد و در نتیجه اثرات متقابل روابط تجاری(مستقیم و غیر مستقیم) تمامی کشورها بر یکدیگر را  آشکار سازد. این مطالعه که بر اساس ساخت ماتریس های وزنی روابط تجاری تمامی کشورها در شبکه تجارت جهانی در پنج مقطع زمانی در فاصله سال های 1998 تا 2018 انجام شده، نشان می دهد که روند موقعیت تجاری ایران در طول دوره بررسی ضعیف تر شده و شاخص های شبکه تجاری کشور پس از دوره های اعمال تحریم، شکننده تر شده است. بر اساس رتبه بندی شاخص ترکیبی مولفه های اصلی شاخص های تنوع شرکای تجاری، شرکای مناسب و بالقوه برای کشور به ترتیب اولویت شامل کشورهای چین، ژاپن، هند،کره جنوبی، تایلند، سنگاپور، تایوان، امارات متحده، اندونزی، هنگ کنگ، ترکیه، مالزی، پاکستان، عربستان سعودی و فیلیپین است؛ گرچه کشور ایران  نتوانسته از تمامی ظرفیت های تجاری کشورهای منتخب در روابط تجاری حداکثر استفاده را ببرد.

واقعیت های جدید، پیچیدگی و شبکه ای شدن نظم بین الملل و منطقه ای به تغییر واپایش نظم در شبکه منطقه ای جمهوری اسلامی ایران در غرب آسیا منجر شده است. یافتن پاسخ های سه پرسش  زیر از اهداف بنیادین پژوهش است: 1. با توجه به پیچیدگی نظم در شبکه های منطقه ای، واپایش آن پیرو چه قواعدی است؟           2. کنشگران برجسته منطقه ای برای چنین واپایشی از چه گونه سیستم هایی بهره می برند؟ 3. چگونگی تأثیر این واپایش بر ایران چیست؟ در فرضیه پژوهشی استدلال می شود که شبکه ای شدن واپایش نظم در وضعیت پیچیدگی پساجنگ سرد، الگوی واپایش در غرب آسیا را به الگوی شبکه ای تغییر داده، به گونه ای که اصول شبکه ای (دربرگیرنده قدرت در قالب ارتباطات، غیرخطی شدن، نبود تقارن وسازواری) بر آن چیره شده است. با تأکید بر مفهوم نوپدیدگی و بهره گیری از نظریه پیچیدگی-آشوب، چارچوب نظری الگوی واپایش نظم در شبکه غرب آسیا ارائه می شود. همچنین با رویکردی تبیینی و با بررسی نظام مند و ارزیابی استدلال ها و یافته های پژوهش های علمی پیشین در این زمینه، داده های کیفی مربوط به الگوهای واپایش در این منطقه تحلیل می شود. دستاوردهای پژوهش عبارت اند از: الف) تحولات نوپدید نظم در سطوح بین المللی و منطقه ای به تحول در الگوی واپایش نظم، اصول واپایش، اهداف واپایش، کنش ها و وضعیت ها ی محیطی واپایش انجامیده است؛    ب) الگوی واپایش شبکه ای نامتمرکز با شرایط کنونی در غرب آسیا تناسب دارد و این الگو، نبود تمرکز را به عنوان بن مایه الگوی واپایش نظم نوین در غرب آسیا مطرح می کند؛ ج) قواعد الگوی واپایش شبکه ای نامتمرکز دربرگیرنده تمرکززدایی در سیستم از راه گوناگونی در قوانین، دسترسی نداشتن کامل به اطلاعات، راه حل های گوناگون، افزایش انعطاف پذیری و نوآوری است؛ د) این امر به شکل گیری کنش های مستقل تر و ایجاد واپایش کننده های بومی منجر می شود که به شکل خودسامان سیستم را اداره می کنند؛ ه) واپایش نظم در شبکه بر ایران تأثیر داشته است.

پیشینه و اهداف: بازار سهام یک کشور را می توان به مثابه یک شبکه دانست که از بخش های مختلف تشکیل شده است و این بخش ها با هم ارتباط متقابل دارند. امروزه پژوهشگران زیادی تلاش می کنند تا با تمرکز روی جنبه های مختلف بازار سهام، انواع متفاوتی از شبکه ها را بسازند و ارتباطات میان بخش های مختلف بازار سهام را بررسی کنند. یکی از صنایع مهم بازار سهام، صنعت بیمه است که با به وجود آوردن امنیت و کاهش ریسک های مختلف، تأثیر مهمی در افزایش میزان تولید صنایع و سودآوری آنها دارد. هدف پژوهش حاضر بررسی جایگاه صنعت بیمه در بازار سهام ایران و ارتباط آن با سایر صنایع بازار سهام است.   روش شناسی: در پژوهش حاضر به منظور بررسی جایگاه صنعت بیمه در بازار سهام، رویکردی نو ارائه می شود. به همین منظور، نخست یک شبکه از 36 صنعت منتخب اقتصاد ایران مطابق با صنایع فعال در بازار سهام تشکیل و وزن یال هایی که آنها را به هم متصل می کند، مطابق با جدول 36 بخشی داده ستانده اقتصاد ایران مربوط به سال 1395 که در سال 1399 منتشر شده است، تعیین می شود. در مرحله بعد، یک شبکه همبستگی میان شاخص بازار سهام این 36 صنعت مطابق با 243 روز معاملاتی در سال 1399 تشکیل و با استفاده از معیارهای مرکزیت جایگاه صنعت بیمه تعیین می گردد. یافته ها: مطابق با نتایج به دست آمده از شبکه نخست، صنعت بیمه رتبه اول تا سوم هیچ یک از معیارهای مرکزیت را به دست نیاورده و صنعت مخابرات بیشترین تأثیرگذاری را بر صنعت بیمه و صنعت حمل و نقل بیشترین تأثیرپذیری را از صنعت بیمه داشته است. مطابق با نتایج به دست آمده از شبکه دوم، شاخص بازار سهام صنعت بیمه به لحاظ درجه، نزدیکی و بردار ویژه رتبه اول را کسب کرده و بیشترین میزان همبستگی را با شاخص بازار سهام صنعت دارویی داشته است. نتیجه گیری: صنعت بیمه در شبکه نخست، یک گره کلیدی به حساب نمی آید که دلیل آن سهم بسیار اندک ارزش افزوده این صنعت از تولید ناخالص داخلی کشور است. صنعت مخابرات بیشترین تأثیرگذاری را بر صنعت بیمه دارد که دلیل آن، ایجاد زیرساخت های انتقال اطلاعات برای صنعت بیمه است. صنعت حمل و نقل بیشترین میزان تأثیرپذیری را از صنعت بیمه دارد که دلیل آن، استفاده گسترده این بخش از پوشش های متنوع بیمه است. در شبکه دوم، شاخص بازار سهام صنعت بیمه یک گره کلیدی به شمار می آید و بیشترین میزان همبستگی را با شاخص بازار سهام صنعت دارویی دارد که نشان می دهد در بازه زمانی تحقیق رفتار شاخص بازار سهام این دو گروه شباهت زیادی با یکدیگر داشته است. نتایج این پژوهش هم برای سیاست گذاران و هم سهامداران صنعت بیمه مفید است. مهم ترین کاربرد نتایج این پژوهش این است که سیاست گذاران توجه بیشتری به سیاست گذاری های دستوری در قبال یک صنعت خاص و کلیدی پیدا می کنند، زیرا می دانند تصمیمات غلط در یک بخش پیامدش برای همه بخش ها است و مسئولان ناظر به محض مشاهده بحران در یک بخش کلیدی، به منظور جلوگیری از شیوع بحران در میان سایر صنایع بازار بورس تصمیمات مناسب اتخاذ نمایند.

تشخیص اجتماع یک موضوع مهم در تحلیل شبکه های اجتماعی می باشد و برای درک ساختار شبکه های پیچیده ضروری است. در تشخیص اجتماع هدف، شناسایی گروه هایی است که گره های گروه به طور متراکم با هم در ارتباط هستند. در این تحقیق، ضمن ارائه معماری جامع و یکپارچه ای از روش های تشخیص اجتماع با یادگیری عمیق، از تکنیک های یادگیری عمیق برای کنترل داده های گراف با ابعاد بالا استفاده شده است. روش های کلاسیک تشخیص اجتماع برای شبکه های با ابعاد پایین مناسب هستند. از این رو، کاهش ابعاد شبکه های پیچیده موضوع مهمی در تشخیص اجتماع به شمار می آید. در این تحقیق، ابتدا ماتریس شباهت جدیدی از توپولوژی شبکه برای آشکار کردن اتصالات مستقیم و غیر مستقیم بین گره ها ایجاد می شود. سپس یک خودمرزگذار پشته براساس یادگیری بدون نظارت برای کاهش ابعاد طراحی شده است. پس ازآن الگوریتم های مختلف خوشه بندی تست و برای تشحیص اجتماعات به کار برده می شوند. ارزیابی مدل پیشنهادی تحقیق، با انجام آزمایش های متعدد بر روی معیار استاندارد و شش مجموعه داده واقعی کاراته، دلفین ها، فوتبال، کتاب های سیاسی،کرا و شهروند مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج ارزیابی روش پیشنهادی، در مجموعه داده فوتبال در مقایسه با دوازده الگوریتم مطرح به کار رفته در تحقیقات گذشته دقت بالاتری در شناسایی اجتماعات دارد و در سایر مجموعه داده ها در مقایسه با سیزده الگوریتم بهبود قابل توجهی را نشان می دهد.

بازار سهام یک کشور را می توان به مثابه یک شبکه دانست که از بخش های مختلف تشکیل شده است و این بخش با هم ارتباط متقابل دارند. یکی از صنایع مهم بازار سهام، صنعت حمل ونقل است که یکی از زیربنایی ترین بخش های اقتصاد هر جامعه به شمار می آید. هدف پژوهش حاضر، بررسی جایگاه صنعت حمل ونقل در بازار سهام ایران و ارتباط آن با سایر صنایع بازار سهام است. به همین منظور، نخست یک شبکه از ۳۶ صنعت منتخب اقتصاد ایران مطابق با صنایع فعال در بازار سهام تشکیل و وزن یال هایی که آن ها را به هم متصل می کند مطابق با آخرین جدول ۳۶ بخشی داده- ستانده مربوط به سال ۱۳۹۵ که در سال ۱۳۹۹ انتشار یافته تعیین شد. در مرحله بعد، یک شبکه همبستگی میان شاخص این ۳۶ صنعت مطابق با داده های ۲۴۳ روز معاملاتی بازار سهام در سال ۱۳۹۹ تشکیل و با استفاده از معیارهای مرکزیت جایگاه صنعت حمل ونقل تعیین گردید. یافته های به دست آمده از شبکه نخست، صنعت حمل ونقل به لحاظ دادن نهاده به سایر صنایع، رتبه اول را کسب کرده است که نشان می دهد این صنعت در اقتصاد ایران نقش بسیار بااهمیتی را ایفا می کند. صنعت پالایشی، بیشترین تأثیرگذاری را بر صنعت حمل ونقل دارد که دلیل آن فراهم کردن سوخت موردنیاز برای این صنعت است. صنعت پیمانکاری صنعتی، بیشترین میزان تأثیرپذیری را از صنعت حمل ونقل دارد که دلیل آن استفاده گسترده این بخش از خدمات متنوع حمل ونقل است. در شبکه همبستگی شاخص صنایع، شاخص صنعت حمل ونقل به لحاظ میزان همبستگی با شاخص سایر صنایع و سرعت ارتباط با آن ها در رتبه سوم قرار گرفته که بیانگر اهمیت شاخص این صنعت در ارتباطات صنایع روی تابلوی بازار سهام است. همچنین شاخص صنعت حمل ونقل، بیشترین میزان همبستگی و شباهت رفتار را با شاخص صنعت مخابرات دارد.