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运输的不确定性与国际贸易[1]
摘要：本文采用数值模型来证明外国货物到达时间的不确定性可以大大减少对外国商品的需求。这进一步表明，如果不确定性出现在进口货物的到达时间上，运输成本和装运时间对国际贸易增长的影响可能会被打折扣。这反过来又意味着很可能在过去的几十年中交通的改善减少了不确定性，从而对世界贸易的增长做出了贡献。因此，忽略改善国际运输安排和减少不确定性的作用将会低估交通改善对贸易增长的贡献作用。
关键词：贸易；不确定性；交通运输
一、引言
在过去的几十年，全球贸易增长速度是生产总值增长速度的两倍，快速发展的文献试图解释国际贸易快速增长原因。克鲁格曼（1995）提供了该问题的全面调查，并邀请广大学者进一步研究这个问题。在对世界贸易快速增长的标准解释中，贸易自由化（减少税率），运输成本降低，收入趋同和经济增长这四个主要因素经常被引用在关于贸易的文献里（Helpman, 1987; Hummels and Levin- sohn, 1995; Whalley and Xin, 2007）。同时又发现外包（垂直专业化生产或解体等）在国际贸易流量的激增中起着重要的作用（Yi, 2003; Feenstra, 1998; Hummels et al., 1998）。另外，偏好的变化也能显著影响世界贸易流量，它能减少约27%的世界贸易量。
虽然影响贸易增长的因素很多，但主要的因素是交通运输的改善。许多研究已经证明，运输成本对贸易量和贸易模式有着显著的负面影响（McCallum, 1995;Wei, 1996;Limao and Venables, 2001; Wolf, 2000;Baier and Bergstrand, 2001; Headand Mayer, 2002;Helliwell and Verdier, 2001; Evansand Harrigan, 2003;Hillberry and Hummels, 2003;Andersonandvan Wincoop, 2003 and 2004）。最近几年，在直接运输成本和时间成本上的运输性能已大大改善（Limao and Venables, 2001;Hummels, 2001;Rietveld and Vickerman, 2004;Anderson and vanWincoop, 2004)[2]。但是研究人员在运输成本对贸易量的影响上提出了不同的想法。例如，从Anderson and van Wincoop (2003)模型可以得到运输成本的贸易弹性大约是0.8，这意味着运输成本下降10%将导致贸易额增长8%。但是Limao and Venables(2001)认为弹性是2.5，这意味着运输成本减少10%将导致贸易量上升25%[3]。Baier and Bergstrand (2001)的研究结果进一步表明，减少运输成本解释了为何经济合作与发展组织国家有8%的贸易增长。
这些研究结果表明，交通运输的改善对贸易量有很大的影响。然而本文认为，交通运输对贸易增长的贡献可能被与贸易有关的文献低估了。原因有两点，第一点是在贸易文献中，运输成本对贸易流量的影响通常来自重力模型的回归结果，最近的研究开始发现距离不是一个合适的方法来计算运输成本，因为运输成本不仅取决于纯粹的货币成本，而且对时间成本的估计表明，每天节省运输时间等同于降低制成品0.8%的从价税（Hummels, 2001;Rietveld and Vickerman, 2004;Anderson and van Wincoop, 2004;Evans and Harrigan, 2003;Harrigan and Venables, 2004）. Hummelsrsquo;s (2001)。因此忽视时间成本与距离的作用可能会对贸易的弹性与运输成本产生不正确的估计，这反过来又低估了运输改善对贸易增长的贡献作用。
另一个原因是传统的运输成本忽视了与长途运输和边境延误有关的不确定性。最近的研究表明，进口货物到达的不确定性需要花费更多的成本（Limao and Venables, 2001; Mazner, 2001;Macdonald, 2002; Cudmore and Whalley, 2003; Evans and Harrigan, 2003; Tayloret al., 2003; Rietveld and Vickerman, 2004; Harrigan and Venables, 2004; Huang and Whalley, 2006a and 2006b）[4]。不确定性可能发生在一个港口到另一个港口以及国家边境。（Harrigan and Venables, 2004）认为世界进口贸易的平均距离约为5000公里，而且距离会对交易完成引入不确定性。运输的不确定性也可能来自于边界延迟，运输协调问题，安全原因等，这导致了多余的时间，更高的保险成本，更高的调度成本和更高的额外库存成本。
在与运输相关的不确定因素中，边界延迟是很常见的。有证据表明，在非洲海关的海上运输边境延误是12天，拉丁美洲是7天，美国北部是3.5天，亚洲是5.7天，中欧和西欧是4天，东欧是2.4天，前苏联是5.4天。对一些非洲国家来说边境的延误时间更长，例如，在尼日利亚需要18天，在喀麦隆需要20天，在埃塞俄比亚需要30天（Clark etal., 2004）。虽然共同富裕的独立国家（独联体）的海关清关可能只要几周或几个月的时间，但在一些非洲国家（WTO, 1999），边境的延误也可能达到3至6个月的时间（Cudmore and Whalley, 2003）。甚至在自由贸易区如北美自由贸易协定（NAFTA），边境延误也很普遍。在北美自由贸易区加拿大-美国边境和墨西哥-美国边境的边界延迟时间范围是10分钟到4小时。另外，Mazner (2001)发现文书检验费用可达到将货物搬到北美自由贸易区边界成本的13%，而从9／11规定实行起更长的延迟会增加3%，此外，估计通关中消费者隐藏的附加成本达5%-7%。Taylor, Robideaux and Jackson (2003) 提出了一个估计， 2001年在美国-加拿大边境与不确定性相关的成本约25亿3000万美元，约占美国-加拿大边境总相关成本的25%。
进口货物到达的不确定性和高成本可能会通过许多途径影响到国际贸易。企业可能会从国外采购货物转向使用本国产品，特别是在生产和物流中。（Evans and Harrigan, 2003; Harrigan and Venables, 2004; Rietveld and Vickerman, 2004）运输的不确定性也可能导致产能过剩和库存，另外运输的不确定性也可能影响运输代理商从出口商移动货物到进口商，因为交货计划可能被打乱，这些反过来又可能导致较低的贸易流量，例如Taylor et al. (2003)发现由于美国工业买家对11 / 9规定中的边境延误和不确定性的关注，从加拿大到美国的进口下降了10.8%。
虽然对边界延迟造成不确定性影响的研究已经有很多，然而对到达时间不确定性对贸易流量影响的系统研究还是稀缺的，最重要的原因之一是对运输不确定性的精确测量的文献记载很少。（Cudmore and Whalley, 2003; Rietveld and Vickerman, 2004）然而运输技术的进步表明在过去的半个世纪中，国际航运时间已大幅下降，这是因为在60年代末和70年代初集装箱被认为使得海洋舰队平均速度增加了一倍。即使是传统上有效的托运人在美国边境协定实施前也通常要经历4-5小时的文书延迟，但现在这些边界的延迟已经下降到12.4分钟。（Kirk and Frittelli, 2004; USDT, 2010）因此，忽略贸易创造效应对减少外国货物到达时间的不确定性将导致低估交通的改善对贸易增长的贡献作用。
因此在本文中，我们使用一个数值模型，将时间成本的运输成本纳入到我们的模型中来评估国际运输的不确定性对贸易流量的影响。我们的模拟结果表明，国际运输的不确定性可以显著降低国际贸易流量，可能有助于世界贸易增长。然而，如果产生进口货物的到达时间存在不确定性，那么运输成本下降对贸易增长的影响可以抵消。因此忽视减少不确定性的作用可能会低估了交通运输改善的意义和高估了其他因素的作用。因此我们的模型结合了减少不确定性的作用，以便正确把握其对世界贸易增长的影响。
论文的第二部分介绍了数值模型的建立，第三部分介绍了模拟国际运输不确定性对贸易流量的影响的结果，第四部分为结语。
二、分析
在这一部分中，首先我们建立了一个基本模型，不涉及进口货物到达时间的不确定因素，然后通过允许进口货物到达延误的可能性进行展开研究。产品市场被认为是有竞争力的，企业采用中间投入和资本投入来生产一个产品。生产函数被假定为一个两阶段的嵌套函数。第一阶段是科布-道格拉斯形式，在该公司使用的中间和资本投入生产的最终产品与beta;作为中间投入产出弹性。为简单起见，我们假设资本投入是固定的生产周期，只有中间投入变量。以下Armingtonrsquo;s (1969) 国家产品差异化的表述，我们使用的固定替代弹性（CES）函数来描述中间投入（货物的复合）和国内外货物（投入）之间的关系。最后的生产函数可以表示为Q的输出
A是固定资本投入的单位，x1和x2代表国内外货物，alpha;1和1-alpha;1代表国内外货物的参数，alpha;是国内外货物替代弹性，beta;是中间输入输出弹性，范围为0-1。
Klier (1999)和Harrigan and Venables(2004) 发现公司通常接近能在一天之内找到最终供应商的位置。在这个意义上，我们假设一家公司可以连续地获得商品和该商品供应商承担货物运输的费用，进口货物的运输费用包括每批货物的固定成本，关税和非关税壁垒，关税等值、运费、保险和库存持有成本。根据Baumol and Vinod (1970 )的程序，成本可以分解成
C是与国外货物相关的总运输费用，T是一个生产时期的进口货物的总价值，r是关税和非关税壁垒的单位成本，t是从出口到企业地点的中转时间，u是每天每单位的运输成本，s是平均出货时间，a是每次订货的固定成本，w是每单位生产期间存货的成本。
假设公司用C的最小值给定T
进一步假设公司知道这一信息，该公司的利润最大化决策为
w1,w2分别是国内外商品价格，应用一阶条件式（4）得到以下方程
然后，我们通过外国货物的到达延迟的可能性引入到上述框架来扩展模型。在存在不确定性的情况下，我们将调查2种情况。一是公司可以采取另一种昂贵的空气模式。另一种情况是，没有其他的运输方式可供选择。（Hummels, 2001）表明，航空运输只需要一天或更少的时间可以到达大多数目的地，因此，我们假设没有延误与空气模式。为简单起见，我们进一步假设，到达延迟可能发生在最一次在整个生产期间，企业可以无成本地调整顺序发货。因此，预计总成本是
最佳的S是通过设置Ce的一阶导数为0，
因此代表公司的利润的是
应用相同的过程产生的最佳数量的国内外商品，方程（5）是不变的，而方程（6）成为
在没有另一种模型的情况下，该公司可能会增加其账面库存，从而增加其账面库存成本。假设到达延迟在整个生产期可能只发生一次，该公司会拥有一个额外的库存sT直到最后一批货到达。因此，总成本是
当s最佳化变为
因此公司的利润是
应用一阶条件收益率
到目前为止，我们已经建立了数值计算框架，研究运输不确定性对贸易流入的影响。在第三部分，我们将进行一系列的实验以证明运输不确定性对贸易流量的影响。
三、数值模拟
这部分是数值模型模拟的结果，我们首先将模型参数的值—表1作为基础进行模拟，我们假设在一个低成本的交易世界，企业在选择国内外货物是客观的。由于中间输入通常占的输出值60%，所以中间产品的输出弹性设置为0.6（Liu etal.,2010），在贸易文献中，国内和国外商品之间的替代弹性的大小具有相当大的争议。Anderson and van Wincoop (2004)认为五到十的顺序更可信，我们首先将此替换参数设置为10，然后如Anderson andvan Wincoop (2004)建议继续进行敏感性分析，将此参数设置为8和5，在Hummels (2001) 和Anderson and vanWincoop(2004)的基础上假定非航空模式的装运时间为20天，每天每单位的运输成本包含时间成本和直接运输成本。然而（Anderson and van Wincoop, 2004; Rietveld and Vickerman 2004）估计直接运输费用约为10%，因此设置每单位
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