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原文信息:

JAWORSKI, T., KITCHENS, C. & NIGAI, S. 2023. HIGHWAYS AND GLOBALIZATION. International Economic Review, 64, 1615-1648.

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/iere.12640

封面摘要:

该文量化了美国高速公路的价值。作者建立了一个多部门一般均衡模型,其中包含美国多个区域(即县,比州低一级的行政区域)和其他多个国家。在该模型中,生产商在选择运输路线时要考虑国内和国际贸易成本、内生性拥堵以及国际转运点的港口效率。应用该模型,作者发现取消州际高速公路系统(IHS)会使实际GDP减少4210亿至5780亿美元。实证结果凸显了部门间贸易和国际贸易带来的收益,以及国内交通基础设施在形成地区比较优势方面的作用。

01

引言

世界各国在新建道路基础设施和维护方面投入了大量资源。鉴于这些支出的规模,了解交通基础设施的总体效应和分配效应背后的机制至关重要,可为当前和未来的投资提供指导。量化这些效益具有挑战性,因为国内基础设施的质量决定了相对于国内和国外贸易伙伴的专业化分工模式,决定了交通拥堵情况,并产生跨行业和跨地区的溢出效应。此外,由于数据的局限性,在更小的地理范围内计算收益,例如美国州内各县的收益,也受到限制。该文较好解决了上述挑战,并在此基础上量化了美国交通基础设施的价值。

作者的方法聚焦于高速公路,识别了运输系统在空间和部门关联强度两个边际中的中介作用。第一,生产者会选择通往国内和国际市场的最佳路径,从而使特定行业贸易成本的国内部分反映出通过美国高速公路网或使用替代方式(如铁路、水路或航空)所需的运输时间。第二,生产者的决策会考虑特定行业贸易内生的拥堵问题。

作者构建了一个框架,突出了国内交通基础设施与国际贸易之间的相互作用,同时考虑了交通拥堵、投入产出关联以及经济地理环境的其他显著特征。该文有以下两方面的边际贡献。第一,作者为有关美国公路货运系统的影响和价值的研究做出了贡献。这类文献的一个分支是估算交通基础设施对经济活动(Isserman和Rephann,1994;Fernald,1999;Chandra和Thompson,2000;Michaels,2008)和家庭选址决策(Baum-Snow,2007)的影响。该文献的另一个分支使用定量模型对IHS进行估值。与该文关系最为密切的是Allen和Arkolakis(2014,2022)的研究。作者的贡献在于考虑了IHS在投入产出关联、国际贸易和国内贸易情况下的影响。与Allen和Arkolakis(2022)一样,作者考虑了内生拥堵水平和路线选择的作用。作者的研究结果表明,考虑投入产出关联和国际贸易对于量化基础设施的价值至关重要:与以往文献中的估计值相比,该文IHS的估计值增加了三倍。

第二,作者对近期关于国内贸易成本在影响贸易和福利方面的作用的研究(Atkin和Donaldson,2015;Cosar和Demir,2016;Cosar和Fajgelbaum,2016;Ramondo等,2016;Redding,2016;Bartelme,2018;Fajgelbaum和Redding,2022;Agnosteva等,2019;Ramondo等,2019)做出了贡献。作者的研究表明,国内交通的改善使偏远地区能够将产出和出口集中在相对有优势的部门。这将带来巨大的福利收益,并对国家内部和国家之间的分配产生重要影响。此外,作者衡量贸易成本(及相关拥堵)的方法也很新颖。作者使用了详细的运输时间信息,将其作为县到县、县到港口路线上距离、速度和交通的函数。这提供了一种将拥堵问题纳入其中的可行方法,并构建了一种分解公路(或运输系统的任何其他部分)对国内和国际市场准入的贡献的直接方法。

02 

美国高速公路网络

在第2节中,作者介绍了美国高速公路网的主要组成部分,并说明如何使用距离、速度和交通流量数据来计算运输时间,从而将拥堵因素考虑在内。

美国有超过400万英里的公路。其中,IHS有近50000英里,其通行车速通常为每小时70英里。虽然它约占美国公路里程的1%,但IHS每年为四分之一的车辆行驶里程提供便利,该系统的其余部分大多由联邦补助公路和州立公路组合而成。该文所使用的美国高速公路网如图1中的a图所示,包括州际公路、其他联邦补助公路和州立公路。其余道路(未显示)主要用于当地交通,包括县道以及城市和社区街道。

图1中a图所示的公路网包括美国国内货物运输的主要道路,这是该文分析的重点。卡车运输占国内贸易价值的近70%,而铁路运输占10%,水路运输占5%。公路网也为国际贸易提供了重要的连接。一般来说,按重量计算,30%的进口货物完全使用卡车在国内运送,而34%的进口货物至少有一部分路程使用卡车。在出口方面,超过一半的出口货物(按重量计)使用卡车作为单一运输方式运往港口,60%的出口货物(按重量计)部分使用卡车运往港口。

尽管美国高速公路对促进国内和国际贸易至关重要,但通过高速公路运输货物也会受到拥堵的影响。例如,最近的调查显示,每位驾驶员每年因拥堵付出的代价高达100小时(INRIX Research,2019)。为了衡量拥堵的严重程度,联邦公路管理局从州一级的机构收集高速公路的年均日交通状况。然后将年均日交通量与道路通行能力相结合,得出一个反映拥堵对行车速度影响的指标,这个指标被称为服务水平(LOS)。图1中b图展示了美国高速公路网各路段的服务水平。通过LOS可以看出,近18000英里(或40%)的IHS因拥堵而降低了行车速度。图1的b图表明,各路段的拥堵程度差异很大。这说明,为了量化高速公路网络的价值,将拥堵成本纳入其中对于了解高速公路如何影响贸易收益、区域专业化分工以及经济活动的空间分布非常重要。关于LOS的测算方法详见原文。

03 

理论框架

第3节中作者介绍了区域间和国际贸易模型,包括国内和国际贸易成本的作用,以及进行反事实分析的求解方法。该文的理论框架将美国每个县与所有其他县和所有国外贸易伙伴整合。为此,作者采用了双层空间结构,将州和县一级的数据与特定行业的国内和国际贸易成本测度相结合。该框架还纳入了经济地理模型的更多标准特征,包括投入产出关联、不完全劳动力流动性和集聚。作者将该模型应用于由3000多个县、22个行业和36个国际贸易伙伴(包括世界其他地区)组成的整个美国毗邻地区的数据。模型详细推导过程见原文第3部分。

04 

数据和估计

第4节中作者概述了用于校准模型的数据,其中包括特定部门贸易成本的测度和特定部门模型参数的估算。第一,作者估计了基准均衡中的贸易流量、附加值、就业、移民、消费份额和投入产出联系等信息。第二,作者利用高速公路网、国内通航水道、国际航道和贸易流量构建了用于校准模型的国内和国际贸易成本。根据以上信息作者进行了模型求解和反事实分析。

05 

反事实结果

在反事实分析中,作者利用前文的模型得出了几个主要结果,包括移除整个IHS的反事实结果、移除单个公路的反事实结果等。

5.1移除整个IHS的结果。

首先,作者量化了州际高速公路系统(IHS)的价值。表3报告了取消IHS的反事实损失。在Panel A中,考虑到与贸易相关的拥堵效应时,作者对IHS的价值进行了分解,而Panel B 中的价值没有考虑拥堵效应。以2012年美元价格计算,取消整个IHS会使实际GDP减少4210至5780亿美元。通过投入产出关联进行的部门间贸易和国际贸易在决定总收益方面都发挥了重要作用。各地区损失的度量结果如图5所示,从地区来看,损失主要集中在美国东北部和西部,较偏远的县相对损失最大。

5.2单条公路的反事实结果。

作者对10条最大的IHS州际公路(如I-10)的价值进行了量化,并测算了升级IHS所创造的价值。具体实证结果见表5。第(1)列给出了每个路段的总长度(英里)。第(2)列和第(3)列报告了在保持公路网其他部分不变的情况下,取消每个IHS路段后实际GDP的总减少量和每英里减少量。有几个细节值得注意:首先,I-10、I-40、I-70和I-80与其他IHS路段相比,损失都很大。这反映出美国东西方向缺乏可用的替代路线。按每英里计算的州际公路损失显示,主要的东西向路线(I-10、I-70 和 I-80)以及沿海路线(I-5)和南北向路线(I-15和I-75)是最有价值的。例如,I-15州际高速公路或I-40州际高速公路产生的国际贸易价值大于I-35州际高速公路产生的总价值。这表明,国际市场准入为各条高速公路提供了很大一部分价值。取消这10个路段的总损失在130至920亿美元之间,每英里损失在900至3200万美元之间。这些结果表明,高速公路对国际贸易成本的影响约占总影响的三分之一。这些结果有助于分配现有IHS的养护和维修资金,评估改革计划,以及更好地理解交通基础设施政策与贸易政策等之间的联系。作者还计算出与改善四条现有高速公路的建议相关的收益在5.07至8.97亿美元之间。

5.3显性比较优势的变化

IHS允许偏远地区利用其比较优势,将生产集中在少数几个生产率相对较高的部门。通过呈现取消IHS如何影响显性比较优势的测算(见 Balassa, 1965)证实了这一点,图6展示了取消IHS对美国各州显性比较优势的影响。作者特别指出,取消IHS改变了美国各州产出的部门构成。此外,各州更多地消费自己生产的产品,而减少了对其他州和外国的出口。这表明,IHS所带来的贸易成本的降低,在影响美国各地区的生产区位、专业化分工模式和贸易收益分配方面发挥了重要作用。

06 

结论

国内运输基础设施促进了国内贸易以及与世界其他地区的国际贸易。这表明,国内运输基础设施的价值反映了其对两类市场准入的贡献。对美国而言,国内运输基础设施的一个关键部分是构成IHS的近50000英里有限通达高速公路。尽管这些公路在国内和国际贸易中都发挥着至关重要的作用,但对IHS在美国国内和国际贸易中发挥的双重功能的总体和相对重要性进行量化的研究却十分有限。

作者建立了一个美国地区间和国际贸易的多部门模型。重要的是,该模型通过美国高速公路网、美国港口和国际航运,将美国各县与所有其他县和外国整合在一起,从而考虑到了美国丰富的内部地理环境。此外,该模型还纳入了影响贸易成本的美国高速公路网潜在拥堵问题,这可能会改变内外贸易的相关模式。在第一组结果中,作者使用该模型量化了取消整个IHS带来的损失。作者发现,根据对劳动力流动性和生产结构灵活性的假设,取消IHS损失的价值在4210至5780亿美元之间。此外,约四分之一的影响是源于进入国外市场的贸易成本增加,而高达20%的影响是由于拥堵。作者还展示了如何应用该模型来估算IHS现有部分以及计划升级部分的价值。

Abstract 

This article quantifies the value of U.S. highways. We develop a multisector general equilibrium model with many locations in the United States (i.e., counties) and many countries. In the model, producers choose shipping routes subject to domestic and international trade costs, endogenous congestion, and port efficiency at international transshipment points. Applying the model, we find that removing the Interstate Highway System reduces real GDP by $421–$578 billion. The results highlight the gains from intersectoral and international trade as well as the role of domestic transportation infrastructure in shaping regional comparative advantage.

推文作者:高强

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