基于灰色系統(tǒng)理論的 高校年度科研考核指標(biāo)預(yù)測

毛獻(xiàn)峰

摘要：文章梳理了大多數(shù)高校對科研管理部門下達(dá)年度考核指標(biāo)時所使用的測算方法， 并分析了各種方法的優(yōu)劣。同時，利用灰色系統(tǒng)理論的核心內(nèi)容——灰色預(yù)測模型GM（1，1），對N大學(xué)2014～2017年科研經(jīng)費考核指標(biāo)進(jìn)行建模運算，得到基于數(shù)據(jù)變化趨勢的2018、2019年N大學(xué)科研經(jīng)費考核指標(biāo)預(yù)測。通過事例，證明灰色系統(tǒng)理論用于高校年度科研考核指標(biāo)預(yù)測，具有一定的參考價值，能在一定程度上滿足高?？蒲泄芾聿块T的需求。

關(guān)鍵詞：灰色系統(tǒng)理論；高校；科研考核指標(biāo)；預(yù)測

一、引言

近年來，高校已經(jīng)成為我國科技創(chuàng)新的主力軍。高校的科技創(chuàng)新能力和水平在重點實驗室評估、重點學(xué)科評估、學(xué)位點評估、高校排名、申請國家和地區(qū)高層次資助支持等方面，占有相當(dāng)大的權(quán)重。

高校之間在各項事業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)上的競爭非常激烈。各高校為緊跟國家發(fā)展的大趨勢（比如：國家“雙一流”建設(shè)、各個地區(qū)針對高校的培優(yōu)計劃等），或者要實現(xiàn)學(xué)校的跨越式發(fā)展，每年都會下達(dá)年度科研考核指標(biāo)給科研管理部門。

年度科研考核指標(biāo)是指，為提高學(xué)校的科技創(chuàng)新能力和水平，各高校每年都會對本?？萍际聵I(yè)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評估，并制定第二年科研指標(biāo)，下達(dá)到科研管理部門；同時，學(xué)校會督促科研管理部門想方設(shè)法完成科研指標(biāo)，到年底時，把每項科研指標(biāo)的完成情況作為科研管理部門工作是否稱職的重要依據(jù)，并根據(jù)科研指標(biāo)完成的情況對科研管理部門人員進(jìn)行獎勵或懲罰。因此，年度科研考核指標(biāo)對高校的科研管理部門非常重要，影響非常深遠(yuǎn)。

但是，年度科研考核指標(biāo)的計算方式卻存在著許多不足之處，比如主觀因素太多、客觀不確定情況太多等，導(dǎo)致最終下達(dá)給科研管理部門的年度科研考核指標(biāo)不能保證完全合理。這種狀況的出現(xiàn)，容易導(dǎo)致高校的發(fā)展愿景和實際推進(jìn)狀態(tài)相脫節(jié)的情況出現(xiàn)。因此，高校制定正確、合理年度科研考核指標(biāo)，對于激發(fā)人員活力、調(diào)整高校學(xué)科布局、開發(fā)科研增量、挖掘科研存量來說至關(guān)重要；對于進(jìn)一步構(gòu)建正確的高?？萍紕?chuàng)新體系、制定合理的高校科技發(fā)展規(guī)劃，都具有重要的意義。

二、高校年度科研考核指標(biāo)制定方法分析

根據(jù)筆者對若干有代表性高校年度科研考核指標(biāo)情況的調(diào)研，了解到各高校制定年度科研考核指標(biāo)的方法，主要包括比例增加法、目標(biāo)跟蹤法、愿景倒推法、實際需求法等。比例增加法、目標(biāo)跟蹤法、愿景倒推法、實際需求法等各種年度科研考核指標(biāo)測算方法在實際運用過程中各有利弊。

（一）比例增加法

比例增加法是指高校在上一年度各項科研考核指標(biāo)完成的基礎(chǔ)上，對每一項科研考核指標(biāo)都按照一定的比例（比如10%、15%或其他）增長，來計算第二年的各項科研考核指標(biāo)，再把該指標(biāo)下達(dá)給科研管理部門，并督促科研管理部門努力完成的測算方法。比如上一年度全校實際到賬科研經(jīng)費1億元，按照15%的比例增長，計算出第二年學(xué)?？蒲薪?jīng)費的考核指標(biāo)是1.15億元，因此，下達(dá)給科研管理部門的第二年科研經(jīng)費的年度科研考核指標(biāo)就是1.15億元。

按照比例增加法來進(jìn)行年度科研考核指標(biāo)測算，可以讓高校對每一項科研考核指標(biāo)進(jìn)行定量預(yù)測，并對總體科研考核指標(biāo)予以清晰把控。但是運用該方法卻存在著沒有參考依據(jù)和沒有應(yīng)對政策變化的余量等問題，比如上一年度獲資助項目在第二年度不一定會有撥款；市場需求的緊縮對企業(yè)資助項目科研經(jīng)費支出會有較大的影響；國家或地區(qū)科技計劃如果出現(xiàn)大的調(diào)整，會影響第二年科研項目的設(shè)立或?qū)蒲许椖抠Y助力度變化等。

（二）目標(biāo)跟蹤法

目標(biāo)跟蹤法是指高校為跟上我國各高?？焖侔l(fā)展的步伐，以地區(qū)內(nèi)或行業(yè)內(nèi)科技創(chuàng)新能力和水平較高的高校為目標(biāo)高校，參照其已經(jīng)完成的各項科研指標(biāo)，直接照搬到自己本校來作為下一年度的科研指標(biāo)，以期盡快趕上并超過目標(biāo)高校的測算方法。比如行業(yè)特色高校會因為所處行業(yè)特色相同的因素，以該行業(yè)內(nèi)科研事業(yè)發(fā)展較好的龍頭高校為目標(biāo)高校，將本校的各項科研發(fā)展數(shù)據(jù)直接與目標(biāo)高校的數(shù)據(jù)對比，把目標(biāo)高校的科研發(fā)展數(shù)據(jù)作為下一年度或分解成若干年度的科研考核指標(biāo)，并下達(dá)給科研管理部門。

運用目標(biāo)跟蹤法來進(jìn)行年度科研考核指標(biāo)測算，可以讓高校能根據(jù)自身特色，聚焦某些特定領(lǐng)域發(fā)展，能清楚看到自身科研事業(yè)發(fā)展的步伐。但是運用該方法卻存在著沒有考慮自身科研事業(yè)實際情況和沒有考慮科研發(fā)展環(huán)境變化，容易出現(xiàn)“見樹木不見森林”的情況。比如國家或地區(qū)一些科技計劃是限定范圍申報，本校不一定有申報資格；國家或地區(qū)科技基礎(chǔ)條件平臺并不是每年都受理高校的申報等。

（三）愿景倒推法

愿景倒推法是指高校為在某高校排行榜中達(dá)到一定位置，選擇在該位置上下的幾個高校作為參照高校，綜合平均各參照高校的每一項科研指標(biāo)，按某一定比例進(jìn)行增加，得到本校每一項科研考核指標(biāo)，以期能達(dá)到該考核指標(biāo)并能達(dá)到某高校排行榜中的某一位置的測算方法。比如高校為達(dá)到進(jìn)入某高校排行榜中前100的目標(biāo)，選擇在排行榜中第95至第105的11所高校作為參照高校，綜合這11所高校的每一項科研指標(biāo)，按照一定比例對每一項科研指標(biāo)進(jìn)行增加，得到本校每一項科研指標(biāo)，再把該指標(biāo)作為下一年度的科研考核指標(biāo)下達(dá)給科研管理部門。

利用愿景倒推法來進(jìn)行年度科研考核指標(biāo)測算，可以讓高校能夠依照某高校排行榜清楚自身所在位置，明確與已達(dá)到某高校排行榜中某一具體位置高校之間的差距。并根據(jù)某高校排行榜的特點，有針對性的制定自身科研事業(yè)發(fā)展方向，可以實現(xiàn)“集中全校力量辦成一件大事”的功效。但是，運用該方法卻存在著沒有考慮某高校排行榜是否科學(xué)和權(quán)威、參照高校與自身的學(xué)科領(lǐng)域設(shè)置不同等問題。

（四）實際需求法

實際需求法是指高校為完成某一資助計劃或某一建設(shè)計劃的目標(biāo)，根據(jù)該計劃目標(biāo)中對科研指標(biāo)的要求，將科研指標(biāo)按一定比例分解到計劃要求的年限范圍內(nèi)，從而得到本校下一年度每一項科研考核指標(biāo)，以期完成某資助計劃或建設(shè)計劃要求的測算方法。比如目前全球很多知名高校都在采用ESI來衡量和評價學(xué)科實力，國內(nèi)各級教育主管部門和大學(xué)最近幾年來也越來越重視ESI指標(biāo)。高校為保持自己在某一學(xué)科的優(yōu)勢以進(jìn)入國家某資助計劃，制定每年進(jìn)入ESI全球前1%的學(xué)科數(shù)量指標(biāo)，把該指標(biāo)作為本校下一年度的科研考核指標(biāo)下達(dá)給科研管理部門。

使用實際需求法來進(jìn)行年度考核科研考核指標(biāo)測算，可以讓高校有明確的目標(biāo)導(dǎo)向，集中全校的資源以最快的速度完成某一既定目標(biāo)。但是，使用該方法卻存在著沒有均衡考慮全校學(xué)科發(fā)展的宏觀布局；片面追求某一目標(biāo)數(shù)量而不考慮學(xué)科交叉融合促進(jìn)長久發(fā)展；沒有協(xié)調(diào)高校教學(xué)、科研和社會服務(wù)的功能實現(xiàn)等問題。

（五）小結(jié)

鑒于對目前高校所使用測算方法的分析可以看出，高校急需一種科學(xué)、合理的預(yù)測方法來對年度科研考核目標(biāo)進(jìn)行測算。而中國學(xué)者鄧聚龍教授創(chuàng)立的灰色系統(tǒng)理論，是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的綜合性理論?；疑到y(tǒng)理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控?；疑到y(tǒng)理論用于高校年度科研考核指標(biāo)預(yù)測，具有一定的參考價值，能在一定程度上滿足高校科研管理部門的需求。

三、利用灰色系統(tǒng)理論分析N大學(xué)年度科研經(jīng)費情況

灰色預(yù)測模型是灰色系統(tǒng)理論的核心內(nèi)容和經(jīng)典部分。自從灰色系統(tǒng)理論誕生之日起，灰色預(yù)測理論就引起了廣大學(xué)者和專家的濃厚興趣。灰色預(yù)測模型可以在少數(shù)據(jù)、貧信息的建模情況下就可以取得較好的精度，克服了傳統(tǒng)統(tǒng)計方法建模需要大容量的樣本數(shù)據(jù)庫的缺點。

灰色預(yù)測模型的基本過程為：灰色預(yù)測模型通過對原始序列的累加生成，使得灰色系統(tǒng)蘊(yùn)含的指數(shù)規(guī)律得以呈現(xiàn)，通過對一次微分方程的離散近似，建立帶有參數(shù)的離散的灰色預(yù)測模型；借助最小二乘法對參數(shù)進(jìn)行估計；然后對新生成的預(yù)測序列進(jìn)行累減還原得到原始序列的近似序列；最后對結(jié)果進(jìn)行精度檢驗，對符合精度要求的擬合式進(jìn)行時間延伸，就可以得到預(yù)測序列。

在灰色預(yù)測模型中，最經(jīng)典的模型當(dāng)屬GM（1，1）模型?；疑A(yù)測GM（1，1）模型的建模過程首先是將無規(guī)律的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，得到規(guī)律性較強(qiáng)的生成數(shù)列，然后進(jìn)行建模，由生成的模型得到的數(shù)據(jù)再進(jìn)行累減得到原始數(shù)據(jù)的預(yù)測值，最后進(jìn)行預(yù)測。在灰色預(yù)測模型中，數(shù)據(jù)序列的光滑性越好，預(yù)測精度就越高，因此需要對得到的數(shù)據(jù)首先要進(jìn)行預(yù)處理，本文所使用的處理方式為對數(shù)算子。

根據(jù)N大學(xué)從2014～2017年實際到賬科研經(jīng)費的數(shù)據(jù)，得到2017～2017年N大學(xué)科研經(jīng)費表（見表1）。從表1中可以看出，N大學(xué)的科研經(jīng)費從2014年起，每年都在穩(wěn)步增加。

建立GM（1，1）灰色預(yù)測模型，設(shè)已知的原始參考序列為：

X（0）=（X0（1），X0（2），X0（3），X0（4））=（1.178，1.361，1.385，1.413）

進(jìn)行一階累加運算，生成序列X（1）。

X（1）=（X1（1），X1（2），X1（3），X1（4））=（1.178，2.539，3.942，5.337）

采用一階單變量微分方程進(jìn)行擬合，得到白化方程的GM（1，1）模型：

■+aX■■=u

對應(yīng)的灰積分方程式為：X■■+az■■=u，k=2，3，4，5

進(jìn)行多次運算，得到對數(shù)算子：■■■=■■■+■■■，k=2，3，…，n

利用matlab軟件進(jìn)行求解，將得到的數(shù)據(jù)還原為初始數(shù)據(jù)可得N大學(xué)科研經(jīng)費預(yù)測表（表2）。表2中列出了通過灰色預(yù)測模型GM（1，1）預(yù)測的2018年和2019年科研經(jīng)費數(shù)量。表中-a為發(fā)展系數(shù)，當(dāng)|a|2時，GM（1，1）才有意義，發(fā)展系數(shù)越大，誤差也就越大。通過使用對數(shù)算子對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑性處理，使得表2中的發(fā)展系數(shù)-a小于0.1，因而預(yù)測值是有意義且較為準(zhǔn)確合理的。

四、結(jié)語

本文通過分析大多數(shù)高校測算年度考核指標(biāo)使用測算方法優(yōu)劣的同時，引入灰色系統(tǒng)理論用于高校年度科研考核指標(biāo)預(yù)測，并以該理論的灰色預(yù)測模型測算N大學(xué)的年度科研經(jīng)費考核目標(biāo)，檢驗了該系統(tǒng)用于年度科研考核指標(biāo)的有效性，以證明灰色系統(tǒng)理論能在一定程度上滿足高校科研管理部門的對科研指標(biāo)科學(xué)、合理測算的需求。

但該模型是基于歷史數(shù)據(jù)變化趨勢，在時間與科研指標(biāo)數(shù)沒有關(guān)聯(lián)的前提下使用的。隨著時間的變化，如果國家科技體制進(jìn)一步改革或國內(nèi)外科研環(huán)境出現(xiàn)大的變動，會在一定程度上影響科研指標(biāo)的數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉思峰.灰色系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2004（02）.

[2]徐揚(yáng)，孟文霞，李廣建.基于灰色預(yù)測模型的情報學(xué)熱點主題發(fā)展預(yù)測 [J]. 情報科學(xué)，2016（07）.

[3]胡坤.灰色預(yù)測評價方法與應(yīng)用研究[D].南京航空航天大學(xué)，2004.

*基金項目：南京郵電大學(xué)人文社會科學(xué)研究基金項目（NYS216019）。

（作者單位：南京郵電大學(xué)）