基于熵權(quán)TOPSIS法的我國產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力評價

周　潔，郭丕斌

(1.中北大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，山西 太原 030051；2.忻州師范學(xué)院經(jīng)管系，山西 忻州 034000)

基于熵權(quán)TOPSIS法的我國產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力評價

周潔1，郭丕斌2

(1.中北大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，山西 太原 030051；2.忻州師范學(xué)院經(jīng)管系，山西 忻州 034000)

摘要：產(chǎn)煤大省的可持續(xù)發(fā)展對保障國民經(jīng)濟健康協(xié)調(diào)地發(fā)展至關(guān)重要，而區(qū)域創(chuàng)新能力則是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。基于此，本文從知識創(chuàng)造能力、知識獲取能力、企業(yè)科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新環(huán)境以及創(chuàng)新的經(jīng)濟效益這5方面構(gòu)建了區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系，應(yīng)用熵權(quán)TOPSIS法對我國年產(chǎn)煤量過億噸的9個省份進行了評價，并利用蛛網(wǎng)圖從綜合指標(biāo)和產(chǎn)煤大省兩個視角對區(qū)域創(chuàng)新能力進行了分析，以了解其存在差距的具體原因。結(jié)果表明：9省的區(qū)域創(chuàng)新能力可分為較強、一般、較弱三類，山東為較強，河南、安徽、陜西為一般，內(nèi)蒙古、山西、云南、新疆、貴州為較弱；此外，各產(chǎn)煤大省在提高其區(qū)域創(chuàng)新能力的途徑方面各有側(cè)重，區(qū)域創(chuàng)新能力較弱的產(chǎn)煤大省需要立足于省情，加大科技投入、對外貿(mào)易以及發(fā)展特色非煤產(chǎn)業(yè)等方面的力度，以求突破“資源詛咒”的限制，實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)煤大省；區(qū)域創(chuàng)新；熵權(quán)TOPSIS法；能力評價

煤炭資源是我國的主體能源，關(guān)系到國家的能源安全和國民經(jīng)濟的命脈。隨之應(yīng)運而生的產(chǎn)煤大省，作為一類獨特的群體，在我國的經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。眾所周知，在經(jīng)濟全球化的時代背景下，區(qū)域創(chuàng)新能力正逐步成為獲取競爭優(yōu)勢的決定性因素，在推動地區(qū)的跨越式發(fā)展方面扮演著重要的角色。那么，豐裕的煤炭資源對區(qū)域創(chuàng)新能力的提升究竟是“福音”還是“詛咒”？Auty(1993)提出的“資源詛咒”是否會影響一個區(qū)域的創(chuàng)新能力？鑒于此，有必要對我國產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力進行評價。

Everett等(1984)是最早關(guān)注區(qū)域創(chuàng)新能力評價并在這一領(lǐng)域開展研究的學(xué)者，他們通過定性分析法對美國“硅谷”的產(chǎn)生及發(fā)展過程進行了系統(tǒng)的考察[1]。Asheim等(2004)運用案例分析法對北歐區(qū)域集群及創(chuàng)新系統(tǒng)進行了研究[2]。李高揚等(2011)以我國除臺灣省外31省的區(qū)域創(chuàng)新能力作為研究對象，運用結(jié)構(gòu)方程模型對其進行了評價[3]；馮岑明等(2007)建立了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來評價區(qū)域科技創(chuàng)新能力，并選取河南省的16個縣進行了仿真試驗[4]；朱蓉等(2014)運用AHP法對常州市的區(qū)域創(chuàng)新能力進行了評價[5]。然而，針對擁有某種共性的區(qū)域，進行創(chuàng)新能力評價的研究并不多見。本文將針對我國產(chǎn)煤大省這類資源型區(qū)域進行分析評價，以試圖發(fā)現(xiàn)新的研究視角。

本文中提到的產(chǎn)煤大省，是指我國9個年產(chǎn)煤量過億噸的省份，分別是內(nèi)蒙古、山西、陜西、貴州、河南、山東、新疆、安徽、云南。產(chǎn)煤大省的可持續(xù)發(fā)展，對保障能源供給、實現(xiàn)國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義，而區(qū)域創(chuàng)新則是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、社會升級的重要途徑。對產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力進行評價，有助于探索“資源詛咒”對創(chuàng)新能力的影響，并為各省在今后制定發(fā)展規(guī)劃時提供依據(jù)。而各產(chǎn)煤大省之間的比較，可為創(chuàng)新能力相對較弱的省份進行轉(zhuǎn)型，提供一定的參考價值。

1研究設(shè)計

1.1方法選擇

目前，對區(qū)域創(chuàng)新能力評價的方法主要有層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)度法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。層次分析法較好地體現(xiàn)了區(qū)域創(chuàng)新能力評價的多指標(biāo)特點，實用簡潔，但卻需要多次的兩兩比較，評價的主觀性較大。灰色關(guān)聯(lián)度法適用于貧信息評價環(huán)境，而且能夠?qū)?nèi)部因素的變化趨勢進行分析，但在對區(qū)域創(chuàng)新能力的整體評判上卻存在缺陷。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法能夠挖掘零散數(shù)據(jù)背后隱含的復(fù)雜規(guī)律，但大量的區(qū)域創(chuàng)新評價訓(xùn)練樣本卻難以獲得。由此可見，現(xiàn)有評價方法中有些方法不便于操作，而有些方法具有較強的主觀性，用來評價區(qū)域創(chuàng)新能力都存在一定的不足之處。

然而，本文的評價對象——產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力，具有客觀指標(biāo)及多指標(biāo)比較的特點。鑒于此，一種能夠充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，客觀反映各評價對象之間的差距，同時對樣本資料無特殊要求的多指標(biāo)評價方法，即熵權(quán)TOPSIS法，比較適合本文的評價對象。因此，本文將構(gòu)建熵權(quán)TOPSIS法評價模型，對我國產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力進行綜合評價。

1.2研究方法

TOPSIS法[6]的全稱是“逼近于理想值的排序方法”，是由Hwang等提出的一種適用于多指標(biāo)、對多項目進行比較的方法，其中心思想在于求出各項目與最優(yōu)項目的接近程度，來作為評價項目優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。在使用 TOPSIS法進行評價時，比較重要的一環(huán)是指標(biāo)權(quán)重的確定。常用來確定權(quán)重的方法有層次分析法與專家意見法，但這些方法都帶有較大的主觀性。

而熵權(quán)法[6]是一種客觀賦權(quán)法，它根據(jù)各指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計算出各指標(biāo)的熵權(quán)，再通過熵權(quán)對各指標(biāo)的權(quán)重進行修正，從而得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。如果某項指標(biāo)的熵值越小，說明其指標(biāo)值的變異程度越大，在綜合評價中該指標(biāo)所起的作用越大，即權(quán)重越大。

(1)

式中：rij為第j個指標(biāo)下第i個項目的評價值。

2)為消除指標(biāo)間的不可公度性，應(yīng)用功效系數(shù)變換法對決策矩陣中的指標(biāo)值進行無量綱化，見式(2)。

(2)

3)計算指標(biāo)值比重pij，見式(3)。

4)計算熵值ej，見式(4)。

(4)

5)各指標(biāo)值的熵權(quán)wj，見式(5)。

(5)

6)綜合指標(biāo)得分X，見式(6)。

(6)

7)將熵權(quán)法確定的權(quán)數(shù)wj作為指標(biāo)權(quán)數(shù)，與無量綱化后的矩陣相乘，得到加權(quán)決策矩陣Z，見式(7)。

(7)

8)計算正、負(fù)理想解Z+及Z-，見式(8)、式(9)。

(8)

(9)

(10)

(11)

10)評價對象與正理想解的貼近度Ci，見式(12)。

(12)

貼近度Ci越接近于1，則表明評價對象越優(yōu)。

1.3指標(biāo)體系與數(shù)據(jù)來源

區(qū)域創(chuàng)新能力是區(qū)域內(nèi)各創(chuàng)新要素相互作用的結(jié)果，其評價指標(biāo)體系應(yīng)由若干多層次指標(biāo)組合而成?！吨袊鴧^(qū)域創(chuàng)新能力報告》[7]是從知識創(chuàng)造能力、知識獲取能力、企業(yè)科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新環(huán)境以及創(chuàng)新的經(jīng)濟效益這五方面來設(shè)計指標(biāo)體系的；丁美霞等[8]認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新能力分為創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新配置、創(chuàng)新環(huán)境四個方面；郭丕斌等[9]從企業(yè)創(chuàng)新、科學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境因素、轉(zhuǎn)移因素這四個方面來評價區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的能力。本文根據(jù)區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)設(shè)計的科學(xué)性、完備性以及可比性等原則，以《中國區(qū)域創(chuàng)新能力報告》[7]中的評價指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，并結(jié)合相關(guān)文獻，構(gòu)建了評價產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力的指標(biāo)體系，見表1。

在指標(biāo)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，本文選取2012年我國產(chǎn)煤大省的指標(biāo)數(shù)據(jù)作為研究對象，為確?？煽?，數(shù)據(jù)源于《中國科技統(tǒng)計年鑒2013》、《中國統(tǒng)計年鑒2013》、《中國第三產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒2013》。

2實證結(jié)果與分析

2.1數(shù)據(jù)處理

由于區(qū)域創(chuàng)新能力各評價指標(biāo)量級差別較大，因此首先要依據(jù)式(2)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化；其次利用熵權(quán)法對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進行處理，即通過式(3)～(5)，得到指標(biāo)權(quán)重；然后利用式(7)～(11)對標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進行加權(quán)，并計算其正、負(fù)理想解，測算各個省份與正負(fù)理想解的歐式距離；最后利用式(12)測算各省份與正理想解的貼近度，由此得到各省份的區(qū)域創(chuàng)新能力及其排名，并對其進行聚類，同時，按照相同的方法計算出9省在全國創(chuàng)新能力中的排序，見表2 。

表1　區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)體系

表2　2012年產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力綜合評價結(jié)果

2.2綜合指標(biāo)得分及排名

通過式(6)，得出知識創(chuàng)造能力、知識獲取能力、企業(yè)科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)新環(huán)境以及創(chuàng)新的經(jīng)濟效益這5項綜合指標(biāo)的得分并對其排名，有助于了解各項綜合指標(biāo)在各省區(qū)域創(chuàng)新能力中產(chǎn)生的作用，見表3。

為了便于分析，將表3中的數(shù)據(jù)繪制成蛛網(wǎng)圖，見圖1、圖2。

2.3結(jié)果分析

1)由表2可知，2012年我國產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力由高到低排序為：山東、河南、安徽、陜西、內(nèi)蒙古、山西、云南、新疆、貴州，并將其聚類為創(chuàng)新能力較強、一般、較弱三類。

第一類只有山東省，其區(qū)域創(chuàng)新能力較強，主要是由于山東省位處高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高科技人才密集的東部地區(qū)。第二類區(qū)域創(chuàng)新能力一般的省份包括河南、安徽、陜西，其優(yōu)勢在于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為雄厚，又擁有自身地理位置、文化、環(huán)境等優(yōu)勢。第三類包括內(nèi)蒙古、山西、云南、新疆、貴州，區(qū)域創(chuàng)新能力較弱，主要是由于地理位置處于相對劣勢地區(qū)，人才、資金、技術(shù)等資源匱乏，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，更有甚者交通不便，對區(qū)域之間的交流合作形成了一定的阻礙。

表3　綜合指標(biāo)得分及排名

圖1　綜合指標(biāo)蛛網(wǎng)圖

圖2　產(chǎn)煤大省蛛網(wǎng)圖

2)由圖1可知，企業(yè)科技創(chuàng)新能力對產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力產(chǎn)生的影響最大，而對比其各項指標(biāo)權(quán)重(表4)，可以發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品銷售收入在其中起著主導(dǎo)作用?？梢姡⒅乜萍籍a(chǎn)出是提高區(qū)域創(chuàng)新能力的重要方式。

創(chuàng)新的經(jīng)濟效益、創(chuàng)新環(huán)境排在第二、三位，且在其中起到突出作用的因素是出口額以及互聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)?？梢姡l(fā)展對外貿(mào)易來提升經(jīng)濟效益，以及建設(shè)良好的信息環(huán)境，在信息化高速發(fā)達的今天，是提升區(qū)域創(chuàng)新能力不容忽視的一環(huán)。

而對知識創(chuàng)造、知識獲取產(chǎn)生最大影響的因素分別是研發(fā)經(jīng)費支出、技術(shù)市場成交額。在知識經(jīng)濟時代，先進的技術(shù)無疑是一個區(qū)域發(fā)展的重要因素，而技術(shù)合作便是研發(fā)先進技術(shù)的重要途徑，研發(fā)經(jīng)費是其不可或缺的保障。

3)由圖2可知，山東省的各項綜合指標(biāo)均排在產(chǎn)煤大省首位，而對其各項指標(biāo)權(quán)重進行分析(表5)，可以發(fā)現(xiàn)出口額是其制勝的關(guān)鍵，相較于其他各項指標(biāo)，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入對山東省區(qū)域創(chuàng)新能力起到的作用最弱。因此，山東省可以從合理調(diào)整城鎮(zhèn)居民可支配收入方面入手，來保持繼而增強其區(qū)域創(chuàng)新能力。

表4　綜合指標(biāo)權(quán)重表

表5　山東省指標(biāo)權(quán)重排序表

注：各產(chǎn)煤大省均進行了同表5的計算，出于篇幅考慮，下文中將不再呈現(xiàn)。

很明顯，河南省與山東省相比，具有較大差距，需從各方面來加強區(qū)域創(chuàng)新能力，其中最大的不足之處是知識獲取。對河南省知識獲取的各項指標(biāo)權(quán)重進行分析后，發(fā)現(xiàn)河南省需要從引進先進技術(shù)、加強技術(shù)合作等方面來提高其知識獲取能力。安徽省需要從引進先進技術(shù)以及注重電力效益等方面入手，來促進其區(qū)域創(chuàng)新能力的改善。陜西省在注重電力效益的同時，還需要提高其第三產(chǎn)業(yè)的增加值。

內(nèi)蒙古、山西、云南在各方面都與上述各省存在差距，三省分別要關(guān)注的首要問題是：內(nèi)蒙古需加強學(xué)術(shù)研究，增發(fā)國內(nèi)外論文；山西省要加大地方財政支出的支持力度；云南省要增加固定資產(chǎn)方面的投資。新疆省與貴州省各項指標(biāo)與其他產(chǎn)煤大省相比，均存在著明顯的差距，各個方面均需改善。

3結(jié)論與討論

本文運用熵權(quán)TOPSIS法對我國9個產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力進行了綜合評價，得到以下幾個基本結(jié)論。

1)我國9個產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力可以按照創(chuàng)新能力較強、一般、較弱劃分為三類。第一類是山東省，其創(chuàng)新能力較強，排在全國第三位。顯然，“資源詛咒”并沒有對其區(qū)域創(chuàng)新能力造成影響，這與山東省位處我國東部地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢緊密相關(guān)，也與其重視出口，非煤產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新拉動力有關(guān)。此外，山東省近年來提出的“龍頭帶動、重點突破、多極支撐、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)發(fā)展”的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，在其中也發(fā)揮著重要作用。

2)第二類是河南、安徽、陜西三省，其創(chuàng)新能力一般，表明“資源詛咒”對其區(qū)域創(chuàng)新能力產(chǎn)生了一定的影響。探究其原因，河南省實施“科技興豫”的戰(zhàn)略，在區(qū)域創(chuàng)新方面，重視教育經(jīng)費支出以及信息環(huán)境建設(shè)，為其突破煤炭資源的限制提供了契機。安徽省則憑借東部沿海地區(qū)資本及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的機遇，以及“中部崛起”政策的支持，在企業(yè)科技創(chuàng)新方面做出了突破，開辦的研發(fā)機構(gòu)、新產(chǎn)品的銷售收入都是區(qū)域創(chuàng)新能力發(fā)展的助力，解除了安徽省對煤炭資源的依賴。陜西省擁有歷史文化積淀，注重特色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來在技術(shù)合作以及學(xué)術(shù)研究方面做出了一定的成績。

3)第三類是內(nèi)蒙古、山西、云南、新疆、貴州五省，其區(qū)域創(chuàng)新能力較弱，表明“資源詛咒”對其區(qū)域創(chuàng)新能力產(chǎn)生了較大的影響。雖然五省分別在技術(shù)引進、注重電力效益、重視地方財政支持、注重科技產(chǎn)出、發(fā)展對外貿(mào)易等方面為其區(qū)域創(chuàng)新能力的發(fā)展做出了努力，但從全國范圍來看，其區(qū)域創(chuàng)新能力仍處于較低的水平。主要原因是對煤炭資源“路徑依賴”的慣性，過份依賴大規(guī)模的資源開采和粗放式的資源利用，使其陷入產(chǎn)業(yè)鎖定、創(chuàng)新僵化的不利局面。

總之，產(chǎn)煤大省的可持續(xù)發(fā)展對保障國民經(jīng)濟健康協(xié)調(diào)地發(fā)展具有重要意義。因此，希望通過本文的研究對提升各產(chǎn)煤大省的區(qū)域創(chuàng)新能力提供一定的啟示。區(qū)域創(chuàng)新能力較弱的產(chǎn)煤大省需要立足于省情，積極借鑒強省的發(fā)展模式和實踐經(jīng)驗，加大科技投入、對外貿(mào)易以及發(fā)展特色非煤產(chǎn)業(yè)等方面的力度，以求突破“資源詛咒”的限制，實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。同時，各產(chǎn)煤大省可以引入能源技術(shù)創(chuàng)新[10，11]的思路，將轉(zhuǎn)型的著眼點放在技術(shù)層面，通過政策引導(dǎo)來發(fā)展煤炭低碳化技術(shù)，并注重新能源的開發(fā)與利用，以減少對煤炭資源的過度依賴，實現(xiàn)能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，進而確保各省持續(xù)健康地發(fā)展，作為提升各產(chǎn)煤大省區(qū)域創(chuàng)新能力的有力保障。

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The evaluation of regional innovative capability of major coal producing provinces in China based on entropy-Topsis method

ZHOU Jie1，GUO Pi-bin2

(1．School of Economics and Management，North University of China，Taiyuan 030051，China；2．Department of Economics and Management，Xinzhou Teachers University，Xinzhou 034000，China)

Abstract:Sustainable development of major coal producing provinces plays a vital role to national economy.However，regional innovation capability is an important way to achieve sustainable development.According to this problem，this paper choices 5 indexes including knowledge creating capability，knowledge accessing capability，enterprise's technological innovation capability，innovation environment and economic benefit of innovation.And it applies entropy-Topsis method for regional innovation capability in China’s 9 major coal producing provinces which produce coal more than 100 million tons.Besides，it applies spider diagram from two perspectives to analyze regional innovation capability for understanding the specific reasons of gap.The results show that： the regional innovation capability of the 9 provinces can be divided into three groups，including stronger capability，general capability，and weaker capability.And Shandong province is the stronger one.The provinces of general capability include Henan，Anhui and Shaanxi.Besides，the provinces of weaker capability include Inner Mongolia，Shanxi，Yunnan，Xinjiang and Guizhou.What’s more，these provinces can improve its regional innovation capability in different ways.And the weak needs to increase investment in science and technology，develop foreign trade and non coal industry in order to break their restrictions.

Key words：major coal producing provinces；regional innovation；entropy-Topsis method；evaluation on capability

收稿日期：2015-08-25

基金項目：教育部人文社科規(guī)劃基金項目資助(編號：11 YJA630025)

作者簡介：周潔(1989-)，女，山西陽泉人，碩士研究生，就讀于中北大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，研究方向為能源技術(shù)創(chuàng)新、區(qū)域創(chuàng)新與發(fā)展。E-mail：1196700352@qq.com。

中圖分類號：F224

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)04-0040-06