Een nieuwe manier om te meten hoe relaties in een netwerk in de loop van de tijd veranderen, kan belangrijke details over het netwerk onthullen, volgens onderzoekers van Penn State en het Korean Rural Economic Institute. Bijvoorbeeld, wanneer toegepast op de wereldeconomie, de methode detecteerde de grootste hoeveelheid netwerkveranderingen in 2008-2009, de tijd van de wereldwijde financiële crisis.

"De meeste bestaande benaderingen leggen slechts één netwerklid tegelijk relatieveranderingen in een netwerk vast, " zei Stephan Goetz, hoogleraar landbouw- en regionale economie, Penn staat, en directeur van het Northeast Regional Centre for Rural Development (NERCRD). "Onze meting stelt ons in staat om te zien hoe deze relaties in de loop van de tijd veranderen over het hele netwerk, die ons mogelijk nieuwe inzichten zullen geven in hoe netwerken zich gedragen, evenals de gevolgen van die veranderingen."

Volgens Götz, alle soorten netwerken worden visueel weergegeven door individuele knooppunten die door lijnen met elkaar zijn verbonden, of koppelingen. De bekende hub-and-spoke-kaart van de luchtvaartmaatschappij is daar een voorbeeld van. Elk knooppunt vertegenwoordigt een entiteit in een netwerk:een luchthaven, een persoon, een bedrijf, of een land, bijvoorbeeld. De koppelingen tussen twee knooppunten vertegenwoordigen hun verbinding of relatie.

"Denk aan je eigen netwerk van relaties, waarbij elke persoon in uw netwerk wordt vertegenwoordigd door een knooppunt en uw verbinding met hen wordt vertegenwoordigd door een link. Overuren, sommige mensen kunnen afhaken, anderen kunnen binnenkomen, sommige relaties worden sterker, anderen verzwakken, "Zei Goetz. "Omdat de meeste netwerken in de loop van de tijd veranderen, deze configuratie van knooppunten en links verandert ook."

Deze verandering van de ene periode naar de volgende wordt weergegeven door een verandering in de hoeken gevormd door de knooppunten en schakels, en deze hoeken zijn de focus van de studie, die op 24 juli werd gepubliceerd in PLOS EEN .

Goetz en zijn co-auteur, Yicheol Han, een research fellow bij het Korea Rural Economic Institute in Nasu-si, Zuid-Korea, en voorheen een onderzoeksmedewerker bij NERCRD, wendde zich tot een bekende wiskundige maat die de cosinus-overeenkomst wordt genoemd, die traditioneel wordt gebruikt om de oriëntatie te meten van de hoeken tussen punten en lijnen die vanuit de punten uitstralen. Wanneer toegepast op netwerkwetenschap, cosinus-overeenkomst stelde de onderzoekers in staat om de grootte van de verandering in een bepaalde relatie te meten, zowel ten opzichte van zichzelf als tot het totale netwerk.

Om hun nieuwe maatregel te testen, de onderzoekers pasten het toe op verschillende real-world netwerken, inclusief de Wereld Input-Output (I/O) Tabel, die economische transacties op jaarbasis documenteert, zowel tussen als binnen landen. Gericht op de jaren 2000-2014, ze ontdekten dat de grootste hoeveelheid netwerkverandering, die ze "herbedrading, " vond plaats in de periode 2008-2009. Dit was niet onverwacht, als gevolg van de wereldwijde financiële crisis die zich in die jaren heeft voorgedaan.

"Herbedrading is een andere manier van denken over reorganisatie, in dit geval, " zei Goetz. "Onze bevindingen laten zien wat een enorme schok de wereldwijde financiële crisis was. Het is interessant dat de maatregel dit zo sterk oppikte, en dat het kan worden gebruikt als een nieuwe manier om te kwantificeren hoe de economie zich na de schok heeft aangepast."

Hun meting vertoonde ook een uitgesproken neerwaartse trend in herbedrading na 2010, waarvan zij veronderstellen dat ze kunnen hebben bijgedragen aan het ongewoon langzame herstel van de recessie.

Volgende, het team keek naar drie afzonderlijke landen:de VS, Duitsland en China - om te zien hoe de herbedrading in de economieën van deze landen zich verhoudt. Terwijl de VS en Duitsland een vergelijkbaar patroon volgden als de algemene wereldeconomie, China vertoonde een significant ander patroon, met een piek in de herbedrading die zowel voor als na de financiële crisis plaatsvond. Echter, tot verbazing van Goetz, ze ontdekten dat de financiële crisis niet de belangrijkste schok was voor de Chinese economie in deze periode.

"De maatregel voor de herbedrading toont aan dat de toetreding tot de Wereldhandelsorganisatie in 2003 een grotere schok voor de Chinese economie was dan de Grote Recessie. "Zei Goetz. "Ik ben me er niet van bewust dat iemand dit met een andere maatstaf heeft aangetoond."

Goetz en Han hebben ook gekeken naar hoe herbedrading in de economische I/O-tabellen van verschillende landen hun samengestelde jaarlijkse inkomensgroei per hoofd van de bevolking beïnvloedde, de "heilige graal" van economische maatregelen, volgens Götz.

"We ontdekten dat of landen die lid zijn van de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling veel of weinig herbedraden, niet veel verschil maakten voor hun samengestelde jaarlijkse groeipercentage, " zei Han. "Aan de andere kant, voormalige Sovjet-Unie-landen hebben echt geprofiteerd van herbedrading. Hoe meer ze opnieuw bedraad, hoe meer hun jaarlijkse groeipercentage toenam. We denken dat het komt omdat ze pas onlangs een markteconomie zijn geworden en geen volwassen instellingen en andere aanpassingsmechanismen voor recessie hebben, dus herbedrading heeft meer invloed op hun groei."

Toekomstig onderzoek zal bekijken hoe de maatregel kan worden toegepast op plattelandseconomieën, om te zien hoe deze gebieden wel of niet kunnen profiteren van herbedrading.

"Dat kan leiden tot nieuwe manieren om te kijken naar hoe plattelandsgebieden in de VS zich kunnen ontwikkelen en zich kunnen aanpassen aan opkomende schokken en andere structurele uitdagingen. ' zei Goets.