基于DEA方法的中國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新效率研究

汪 娟，肖 瑤

（湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410079）＊

一、引 言

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中起到越來(lái)越關(guān)鍵的作用［1］。區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)作為國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的重要組成部分，構(gòu)成了國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)，區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力日益成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)能否獲得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素［2］。

近年來(lái)，已有很多學(xué)者對(duì)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行研究探討。張宗益、周勇等認(rèn)為我國(guó)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率雖然呈上升趨勢(shì)，但效率較低，同時(shí)，東、中、西部之間區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率差距明顯［3］。王銳淇、彭良濤等對(duì)我國(guó)區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了測(cè)度，并對(duì)影響技術(shù)創(chuàng)新效率的因素進(jìn)行了分析［4］。王春枝和王娟對(duì)技術(shù)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新效率整體水平偏低，區(qū)域間差異較大［5］。遲仁勇、虞曉芬等對(duì)我國(guó)30個(gè)省市自治區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了測(cè)定［6］。阮嫻靜測(cè)算了全國(guó)18個(gè)重點(diǎn)城市技術(shù)創(chuàng)新的總體效率、純技術(shù)效率和純規(guī)模效率，進(jìn)而辨析了其達(dá)到DEA有效的改進(jìn)方向［7］。

從已有研究文獻(xiàn)來(lái)看，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新效率進(jìn)行定量測(cè)度與分析的文獻(xiàn)要比定性分析和理論推演的文獻(xiàn)少得多，而對(duì)城市技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行測(cè)度與分析的研究則相對(duì)更為缺乏。本文采用非參數(shù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）的方法，測(cè)算2008～2010年全國(guó)28個(gè)省會(huì)城市和直轄市的技術(shù)創(chuàng)新效率，并分析我國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新效率的變化，為中國(guó)決策機(jī)構(gòu)制定相應(yīng)政策，更好地為促進(jìn)城市技術(shù)創(chuàng)新效率提供決策參考。

二、指標(biāo)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.創(chuàng)新投入衡量指標(biāo)。x1表示各城市R＆D經(jīng)費(fèi)支出，是指統(tǒng)計(jì)年度內(nèi)各執(zhí)行單位實(shí)際用于基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗(yàn)發(fā)展的經(jīng)費(fèi)支出，R＆D經(jīng)費(fèi)支出越多，該技術(shù)創(chuàng)新體系的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的潛力越大。x2表示各城市R＆D人員投入，是指統(tǒng)計(jì)年度內(nèi)參與研究與試驗(yàn)發(fā)展項(xiàng)目研究、管理和輔助工作的人員投入。x3表示實(shí)際利用外資額，是指各個(gè)城市中政府、部門、企業(yè)和其他經(jīng)濟(jì)組織，通過(guò)對(duì)外借款、吸收外商直接投資，以及用其他方式籌措的境外現(xiàn)匯、設(shè)備和技術(shù)等與外商簽訂合同后實(shí)際到賬的外資款項(xiàng)。

2.創(chuàng)新產(chǎn)出衡量指標(biāo)。y1表示專利申請(qǐng)授權(quán)量，是指某一時(shí)期地區(qū)專利審批部門收到專利申請(qǐng)并授予發(fā)明專利權(quán)的數(shù)量。專利申請(qǐng)授權(quán)數(shù)，體現(xiàn)了各個(gè)城市對(duì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技成果的擁有程度。y2表示技術(shù)合同成交額，是指作為商品的技術(shù)成果在技術(shù)市場(chǎng)進(jìn)行交換簽訂的合同金額，可以用于衡量一個(gè)地區(qū)創(chuàng)新成果商業(yè)化應(yīng)用和創(chuàng)新產(chǎn)品的市場(chǎng)化成功程度。

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于各省會(huì)城市統(tǒng)計(jì)年鑒（2009～2011）、各省會(huì)城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2008－2010）、各省會(huì)城市第二次全國(guó)R＆D資源清查主要數(shù)據(jù)公報(bào)（2010）；同時(shí)，選用全國(guó)28個(gè)省會(huì)城市和直轄市作為決策單位，由于數(shù)據(jù)不全，剔除了拉薩市、烏魯木齊市和西寧市。

三、DEA模型構(gòu)建

假設(shè)有n個(gè)決策單元（DMU），i代表第i個(gè)決策單元，每個(gè)決策單元有m種投入要素xij（j＝1，…，m）和s種產(chǎn)出yrj（r＝1，…，s）（xij≥0，yrj≥0），則決策單元O的相對(duì)效率衡量指標(biāo)hi可表示為式（1）和約束條件式（2）：

引入松弛變量s＋，剩余變量s－及非阿基米德無(wú)窮小量ε，式（1）可轉(zhuǎn)化為其對(duì)偶形式，如式（3）和（4）：

其中u，v，θ，λi，s－，s＋均為待估參數(shù)向量。為了測(cè)算生產(chǎn)單元的純技術(shù)效率和規(guī)模效率，可建立可變規(guī)模報(bào)酬（BCC）模型，又稱為 VRS（variable returns to scale）模型。在可變規(guī)模報(bào)酬的假設(shè)下，通過(guò)在式（3）的基礎(chǔ)上增加一個(gè)凸性假設(shè)1，使得計(jì)算技術(shù)效率時(shí)可以去除規(guī)模效率的影響，得到純技術(shù)效率VRSTE。通過(guò)CRS模型和VRS模型得到該決策單元的技術(shù)效率（CRSTE）和純技術(shù)效率（VRSTE）之后，就能得到該決策單元的規(guī)模效率（SCALE），即SCALE ＝CRSTE／VRSTE。

1.DEA有效性。當(dāng)θ＝1，且s－＝s＋＝0時(shí)，則稱對(duì)應(yīng)的DWN 為DEA有效，既是技術(shù)有效，又是規(guī)模有效，在n個(gè)DMU中，這個(gè)DMU在原投入的基礎(chǔ)上獲得了最優(yōu)的產(chǎn)出。當(dāng)θ＝1，且s－≠0或s＋≠0時(shí)，則稱對(duì)應(yīng)DMU為弱DEA有效；當(dāng)θ＜1時(shí)，則稱對(duì)應(yīng)DMU為非DEA有效。

3.投影分析。對(duì)于DEA無(wú)效的DMU，可以通過(guò)投影分析對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使該DMU轉(zhuǎn)為DEA有效。

四、計(jì)算結(jié)果和分析

利用DEAP2.1軟件，計(jì)算出2008～2010年我國(guó)各省會(huì)城市綜合技術(shù)效率值（crs）、純技術(shù)效率值（vrs）、規(guī)模效率值（sca）和規(guī)模收益（ret），如表1所示，非DEA有效的19個(gè)城市的投影分析結(jié)果如表2所示。

由表1可知，從各城市技術(shù)創(chuàng)新體系的效率值來(lái)看，我國(guó)各城市技術(shù)創(chuàng)新效率較低，2008～2010年綜合技術(shù)效率的平均值為0.66，純技術(shù)效率的平均值為0.76，規(guī)模效率的平均值為0.865。我國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新體系中同時(shí)存在一定程度上的純技術(shù)效率值和規(guī)模效率值偏低，但是綜合技術(shù)效率值偏低主要來(lái)源于純技術(shù)無(wú)效率。

綜合技術(shù)效率值方面，從表1可以看出，在28個(gè)省會(huì)城市中，北京、銀川和石家莊這三個(gè)城市從2008～2010年的綜合技術(shù)效率值始終為1，是CCR模型的有效決策單位。其他25個(gè)城市的創(chuàng)新總體效率是非有效的，其中，上海在2009年從有效城市轉(zhuǎn)化為非有效城市，鄭州和成都分別在2008年和2009年從非有效城市轉(zhuǎn)化為有效城市，而長(zhǎng)春、貴陽(yáng)和昆明在2008年和2010年是有效城市，在2009年則是非有效城市。那些2008～2010年從沒(méi)有成為有效城市的城市，其中南寧、沈陽(yáng)、福州、南昌、南京、武漢效率值均不足0.5，效率低下十分嚴(yán)重，由此可見，DEA效率值的高低分布并沒(méi)有表現(xiàn)出十分明顯的區(qū)域集中，而是分散分布于東、中、西部地區(qū)。

表1 2008～2010年中國(guó)省會(huì)和直轄城市效率值

純技術(shù)效率值方面，由表1可知，在28個(gè)省會(huì)城市中除了北京、銀川和石家莊這三個(gè)城市，上海、太原、鄭州、?？?、成都、貴陽(yáng)2008～2010年的純技術(shù)效率值也為1，這表明這些城市在BBC模型的有效邊界上，而一些年份的綜合技術(shù)無(wú)效率主要是由于規(guī)模無(wú)效率，即創(chuàng)新資源投入的規(guī)模不當(dāng)。但是剔除純技術(shù)效率值為1的城市，其他城市的純技術(shù)效率值普遍偏低，這說(shuō)明大量的技術(shù)創(chuàng)新投入沒(méi)有轉(zhuǎn)化為高效率的產(chǎn)出。

規(guī)模效率值方面總的來(lái)看，規(guī)模效率經(jīng)歷了從2008～2009年的下降階段，以及從2009～2010年的上升階段，而且連續(xù)三年28個(gè)省會(huì)城市的規(guī)模效率的平均值都高于0.8，由此可見，中國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新體系的生產(chǎn)規(guī)模投入效率較高，基本高于純技術(shù)效率，因此效率的改進(jìn)主要依賴于純技術(shù)效率的提高。從創(chuàng)新規(guī)模收益來(lái)看，2010年規(guī)模收益遞減的城市包括天津、上海、南京、長(zhǎng)沙、重慶、南寧、哈爾濱、沈陽(yáng)、太原、濟(jì)南、杭州、福州、南昌、武漢、廣州、西安、蘭州17個(gè)城市，這些城市創(chuàng)新投入的增加會(huì)使投入產(chǎn)出比例減少；規(guī)模收益遞增的城市包括呼和浩特、合肥2個(gè)城市，這2個(gè)城市的產(chǎn)出比例將隨這創(chuàng)新投入的增加而上升；規(guī)模報(bào)酬不變即DEA有效的城市包括北京、長(zhǎng)春、銀川、沈陽(yáng)、鄭州、海口、成都、貴陽(yáng)、昆明9個(gè)城市，隨著創(chuàng)新投入的增加，這9個(gè)城市的產(chǎn)出比例將保持不變。我國(guó)各個(gè)省會(huì)城市從整體上表現(xiàn)出規(guī)模收益遞減的趨勢(shì)，創(chuàng)新投入相對(duì)過(guò)剩。

表2 2010年我國(guó)非DEA有效省會(huì)和直轄城市創(chuàng)新效率的投影分析 單位：%

表2給出了我國(guó)非DEA有效的19個(gè)城市2010年技術(shù)創(chuàng)新投影分析情況。

在投入方面，要使我國(guó)各城市的技術(shù)創(chuàng)新效率達(dá)到BBC模型所設(shè)定的效率前沿，從全國(guó)平均水平來(lái)看，在城市創(chuàng)新活動(dòng)保持現(xiàn)有產(chǎn)出水平不降低的前提下，平均而言應(yīng)減少22.79%的R＆D人員，9.24%的R＆D投入經(jīng)費(fèi)和19.37%的實(shí)際利用外資額。就投入變量R＆D人員而言，長(zhǎng)沙、南寧、哈爾濱、武漢分別應(yīng)減少42.6%、191.1%、64.9%、59.3%，這說(shuō)明這些地區(qū)的科技活動(dòng)人員投入冗余現(xiàn)象非常嚴(yán)重，導(dǎo)致技術(shù)創(chuàng)新體系的低效率運(yùn)作。2010年，長(zhǎng)沙、重慶、南寧、濟(jì)南、杭州、福州、南昌、廣州、蘭州均應(yīng)減少R＆D經(jīng)費(fèi)的投入，特別是重慶、南寧、濟(jì)南、廣州應(yīng)減少幅度都超過(guò)了20%。保證產(chǎn)出不變的基礎(chǔ)上，實(shí)際利用的外資數(shù)額也必須相應(yīng)的減少才能保證各城市創(chuàng)新效率的DEA有效。外資數(shù)額冗余最嚴(yán)重的城市是呼和浩特、沈陽(yáng)、杭州、南昌、武漢，降低幅度分別達(dá)到52.2%、74.3%、59.4%、60.1%、46.7%。創(chuàng)新資源投入冗余是我國(guó)各省會(huì)城市及直轄市普遍存在的現(xiàn)象，因此要促進(jìn)城市技術(shù)創(chuàng)新效率的提高，就必須根據(jù)各城市具體情況在對(duì)科技投入資源在地域上進(jìn)行合理分配的同時(shí)提高技術(shù)創(chuàng)新投入的質(zhì)量和利用效率。

在產(chǎn)出方面，要使我國(guó)各城市的技術(shù)創(chuàng)新效率達(dá)到產(chǎn)出導(dǎo)向BBC模型所設(shè)定的效率前沿，從全國(guó)各城市的平均水平來(lái)看，在保持現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新投入水平不變的前提下，專利申請(qǐng)授權(quán)書和技術(shù)合同成交額分別應(yīng)增加5.44%和40.47%。這一方面說(shuō)明我國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)的產(chǎn)出增長(zhǎng)潛力還很大，另一方面也說(shuō)明我國(guó)現(xiàn)實(shí)狀況下各城市技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)存在著大量的產(chǎn)出虧空。

五、結(jié)論與政策建議

本文利用DEA模型對(duì)我國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析，通過(guò)研究得出如下結(jié)論：我國(guó)各城市技術(shù)創(chuàng)新效率較低，在東中西部地區(qū)間的差異也比較大，我國(guó)城市技術(shù)創(chuàng)新體系中同時(shí)存在一定程度上的純技術(shù)效率值和規(guī)模效率值偏低。我國(guó)大部分DEA無(wú)效城市存在科技人員投入、科技經(jīng)費(fèi)投入以及實(shí)際利用外資的冗余，創(chuàng)新效率有待提高。因此，提出如下政策建議：

一方面，要提升城市創(chuàng)新效率，就必須以“集約化資源利用”為核心，提升城市內(nèi)創(chuàng)新主體管理和利用投入資源的能力，避免投入擁擠和投入松弛現(xiàn)象。另一方面，在引入外資方面應(yīng)該采取地區(qū)差異化戰(zhàn)略，擴(kuò)大實(shí)際利用外資的技術(shù)溢出效應(yīng)，同時(shí)重點(diǎn)引進(jìn)技術(shù)含量較高的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，此外，還要完善技術(shù)創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化機(jī)制，提高科技成果的轉(zhuǎn)化效率，激發(fā)城市內(nèi)創(chuàng)新主題的創(chuàng)新動(dòng)力。

［1］Raymond S U.Science－based economic development［M］.The New York Academy of Science，1997.

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