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Input-Output Analysis「産業連関分析の覚え書き」



1. 産業連関分析
1.1 基本モデル

国内経済を単純化し、産業部門1と2だけからなるものと仮定した場合、取引基本表は次図のように表すことができる。

Figure 1-1 産業連関表の基本モデル
(2×2)
需要部門


投入財
中間需要部門
(Activity)





財(品目)
(Commodity)
x11x12
x21x22
F1
F2
X1
X2
付加価値
V1V2
 
総生産
X'1X'2

第 i 財(Commodity)について、第 j 中間需要部門(Activity)における投入額を xij、最終需要 Fi、総生産 Xiと表せば、次の需要均衡式が成り立つ。
 
x11 + x12 + F1 = X1
x21 + x22 + F2 = X2
(1.1.1)
また、第 j 部門の粗付加価値 Vj、総生産 X'jと表せば、次の収支均衡式が得られる。
 
x11 + x21 + V1 = X'1
x12 + x22 + V2 = X'2
(1.1.2)
が得られる。 ここで、データ間に次の条件が成り立つものとする。 (1) 各中間需要部門 j への第 i 財の投入量 xijは、総生産量X'jに比例する。
(2) 各部門間に加法性が成り立つ。

このとき線形性が成り立つので、
 
投入係数aij = xij / X'j
粗付加価値係数vij = Vj / X'j
(1.1.3)
を定義できる。 式(1.1.1)より、
 
a11X'1 + a12X'2 + F1 = X1
a21X'1 + a22X'2 + F2 = X2
a11a12
a21a22
X'1
X'2
+
F1
F2
=
X1
X2
(1.1.1)'
行部門(財)i = 1,...,m、列部門(中間需要部門)j = 1,...,nとして一般化すると、次の需給均衡式が得られる。
A·X' + F = X
(1.1.4)
ただし、
A =
a11a1ja1n
·
·
·
·  
 · 
  ·
·
·
·
·
·
·
ai1aijain
·
·
·
·
·
·
·  
 · 
  ·
·
·
·
am1amjamn
X =
X1
·
·
·
Xi
·
·
·
Xm
X' =
X'1
·
·
·
X'j
·
·
·
X'n
F =
F1
·
·
·
Fi
·
·
·
Fm
また、付加価値については次の収支均衡式が得られる。
V = ^
v
·X'
(1.1.5)
ただし、
^
v
=
v10
·  
 · 
  ·
vj
·  
 · 
  ·
0vn
V =
V1
·
·
·
Vj
·
·
·
Vn
ここで、先の条件(1)、(2)に加えて次の条件を仮定する。
(3) 各財と各中間需要部門は1対1に対応する。(1 Activity - 1 Commodity)

これはつまり、一つの財が複数の中間需要部門から生産される「代替生産」や、一つの中間需要部門が複数の財を生産する「結合生産」が存在しないものとするということである。このとき、「各財の産出額の総計=総生産額X」と「各中間需要部門の投入額の総計=総生産額X'」が一致する。

X = X' (m = n)

Figure 1-2 産業連関表の基本モデル
(m×n)
需要部門


投入財
中間需要部門
(Activity)
j = 1,...,n





財(品目)
(Commodity)
i = 1,...,m
x ( = A·X) F X
付加価値 V 
総生産 X'
(1.1.4)式より、
X = A·X + F
⇔ (I - AX = F
(1.1.4)'
となり、Xについて解くと注1
X
= (I - A)-1
·F
= (I + A + A2 + …)·F
= F + AF + A2F + …
(1.1.4)''
I : 単位行列、(I - A)-1 : 逆行列係数(レオンチェフ逆行列係数)

となる注2。 これにより、最終需要Fが与えられたとき、その需要を満たすために直接・間接に必要とされる生産量の総計Xが求められる。 さらに、(1.1.5)式より
V = ^
v
·X = ^
v
·(I - A)-1
F
として、粗付加価値誘発額を求められる。


注1) Xが非負であるためには、行列式 | I - A | の全ての主座行列式が正であること(ホーキンス・サイモンの条件)が必要十分であり、また、このためには係数の列和について
n
Σ
i = 1
aij < 1   (j = 1,...,n)
であること(ソローの条件)が十分条件である。
注2) (1.1.4)''第3式の第1項Fを直接波及、第2項AFを間接1次波及、第3項A2Fを間接2次波及…と呼ぶ。


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