城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及結(jié)構(gòu)特征研究——以中原城市群為例

尹 翀，丁青艷

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）/山東省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究所；2.山東省計(jì)算中心（國家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心），山東濟(jì)南 250014）

1 研究背景

城市群是城市發(fā)展的高級(jí)空間組織形式，是生產(chǎn)力顯著發(fā)展、生產(chǎn)要素不斷集聚、區(qū)域界限逐步淡化、并最終實(shí)現(xiàn)高度同城化和一體化的城市群體。城市群協(xié)同創(chuàng)新是指城市通過網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作與共生實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化整合的狀態(tài)。高水平的城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)能夠高效融合城市比較優(yōu)勢、集聚創(chuàng)新要素和科技資源。以科學(xué)的城市群協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略不斷優(yōu)化協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)效能，對于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)一體化與高質(zhì)量發(fā)展，打造區(qū)域創(chuàng)新增長極，構(gòu)建和完善國家經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)體系都具有重要意義。

基于城市比較優(yōu)勢和創(chuàng)新發(fā)展定位，打造高能級(jí)的城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，無疑是強(qiáng)化城市群協(xié)同創(chuàng)新能力和提升城市群創(chuàng)新績效的基礎(chǔ)。城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建與優(yōu)化研究也已經(jīng)是當(dāng)前城市群發(fā)展戰(zhàn)略研究中的熱點(diǎn)問題。主流研究多從城市的微觀創(chuàng)新主體的作用出發(fā)，基于產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形態(tài)分析視角描述城市群創(chuàng)新協(xié)作關(guān)系，對協(xié)作關(guān)系強(qiáng)度，協(xié)作主體的角色、層級(jí)、維度等協(xié)作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層面的因素進(jìn)行考察。相關(guān)成果重點(diǎn)以城市群內(nèi)部的創(chuàng)新主體合作專利、合作論文等活動(dòng)為基礎(chǔ)來描述城市創(chuàng)新聯(lián)系，構(gòu)建城市群產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)而從創(chuàng)新協(xié)作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化層面探索城市群創(chuàng)新發(fā)展路徑，如長三角區(qū)域知識(shí)合作網(wǎng)絡(luò)［1］、長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)［2］和長江中游城市群知識(shí)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)［3］等相關(guān)代表性研究。有成果進(jìn)一步將產(chǎn)學(xué)研協(xié)作網(wǎng)絡(luò)映射到城市關(guān)系層面，構(gòu)建了城市之間的創(chuàng)新協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模型，如美國基于生物技術(shù)專利合作的城市協(xié)作網(wǎng)絡(luò)［4］、美國城市群專利合作網(wǎng)絡(luò)［5］等。也有成果更深入考察了城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性，如李新［6］等研究了哈長城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)洞與中間人，Lee［7］則采用平均城市協(xié)作強(qiáng)度數(shù)值為臨界值優(yōu)化城市協(xié)作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用莫蘭指數(shù)分析城市創(chuàng)新協(xié)作模式，研究了美國城市創(chuàng)新集群空間格局。城市間的創(chuàng)新協(xié)同實(shí)質(zhì)應(yīng)當(dāng)是體現(xiàn)為知識(shí)創(chuàng)造協(xié)作關(guān)系（如專利共同申報(bào)、論文共同發(fā)表等）、創(chuàng)新載體建設(shè)協(xié)作關(guān)系（如科技創(chuàng)新平臺(tái)、科技創(chuàng)新基地等）、人才合作與交流關(guān)系、技術(shù)轉(zhuǎn)移關(guān)系（如技術(shù)交易涉及的技術(shù)轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化）等的復(fù)合關(guān)系。單一性質(zhì)的協(xié)作關(guān)系維度研究角度的局限性較強(qiáng)，難以刻畫城市間整體性、復(fù)雜性的創(chuàng)新協(xié)同關(guān)系。對此，有成果將城市創(chuàng)新協(xié)作的基礎(chǔ)因素納入引力模型，測度城際間的創(chuàng)新關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建城市創(chuàng)新引力關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型［8-9］。但是創(chuàng)新引力模型將創(chuàng)新要素簡單集成，強(qiáng)調(diào)優(yōu)勢創(chuàng)新要素的自發(fā)相互吸引，這種簡化未充分考慮創(chuàng)新因素間的結(jié)構(gòu)復(fù)雜作用（如存在強(qiáng)弱協(xié)作，優(yōu)勢互補(bǔ)；弱弱協(xié)作，抱團(tuán)取暖等協(xié)作方式）。且產(chǎn)學(xué)研協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型和創(chuàng)新引力關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型都將城市創(chuàng)新協(xié)同行為和過程靜態(tài)化處理（以無向網(wǎng)絡(luò)模型表達(dá)），未能有效描述協(xié)同創(chuàng)新的指向性和傳遞性，不能合理揭示城市創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演化的動(dòng)力機(jī)制，進(jìn)而難以在宏觀層面把握城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的有效治理與優(yōu)化路徑。

針對已有研究的不足，本文基于城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)耦合視角，采用系統(tǒng)耦合模型描述創(chuàng)新要素的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)匹配作用關(guān)系，測度城市創(chuàng)新協(xié)同度，直接刻畫創(chuàng)新協(xié)同啟動(dòng)方與創(chuàng)新協(xié)同匹配方的內(nèi)在二元性關(guān)系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)模型（synergetic innovation network of urban agglomeration，UA-SIN）。UA-SIN 為有向網(wǎng)絡(luò)，分為無權(quán)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)與加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)與外協(xié)網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步基于UA-SIN 的城市中心性、聚集性和相關(guān)性分析，分別研究城市創(chuàng)新協(xié)同能力（包括發(fā)起、匹配和中介能力）、城市創(chuàng)新協(xié)同集群和城市創(chuàng)新協(xié)同模式等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。最后以中原城市群為例進(jìn)行了實(shí)證分析，并提出幾點(diǎn)研究應(yīng)用的啟示。

2 建模原理與分析方法

2.1 城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型原理及構(gòu)建

由于城市創(chuàng)新能力是對創(chuàng)新資源輸送、配置、整合與運(yùn)用的“技能”，而城市核心創(chuàng)新能力集中體現(xiàn)在優(yōu)勢性的創(chuàng)新鏈條流程上，城市群協(xié)同創(chuàng)新過程是城市創(chuàng)新載體以創(chuàng)新能力為基礎(chǔ)，不斷強(qiáng)化各種創(chuàng)新要素聯(lián)系與流程優(yōu)化整合的自組織過程，從而城市間創(chuàng)新能力稟賦的優(yōu)化配置是城市群創(chuàng)新協(xié)同效應(yīng)發(fā)揮的內(nèi)在機(jī)制。城市創(chuàng)新協(xié)同實(shí)質(zhì)是城市群整體創(chuàng)新能力的協(xié)調(diào)與配置體系，表現(xiàn)為城市基于能力稟賦的創(chuàng)新分工網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)描述了區(qū)域內(nèi)在的“技術(shù)流”代謝及創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值鏈的綜合集成配置狀態(tài)［10-11］。城市創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)關(guān)系則是城市群以系統(tǒng)物質(zhì)流、知識(shí)與技術(shù)流、信息流、產(chǎn)品流、人才流等為載體的多元多維創(chuàng)新能力關(guān)聯(lián)狀態(tài)。

城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)模型（UA-SIN）是描述由城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)決定的城市群成員之間創(chuàng)新需求關(guān)系與匹配關(guān)系的性態(tài)及其結(jié)構(gòu)形態(tài)，以實(shí)現(xiàn)揭示城市群創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展機(jī)制與演化動(dòng)力模式的社會(huì)復(fù)雜有向網(wǎng)絡(luò)模型。UA-SIN 的點(diǎn)表示城市群的具體城市成員。UA-SIN 的邊表示對應(yīng)城市之間存在創(chuàng)新能力匹配強(qiáng)關(guān)系。邊的方向指示創(chuàng)新協(xié)同的目標(biāo)對象城市。入邊城市點(diǎn)表示協(xié)同發(fā)起方，其功能是評估自身資源與能力條件，闡述創(chuàng)新協(xié)作需求，發(fā)起創(chuàng)新需求廣播，而在匹配方響應(yīng)并建立穩(wěn)定協(xié)同鏈接后，基于創(chuàng)新協(xié)同鏈接通道實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的有效輸入。出邊起點(diǎn)城市表示協(xié)同匹配方，其功能是對創(chuàng)新發(fā)起方的創(chuàng)新需求呼叫進(jìn)行響應(yīng)，并基于創(chuàng)新協(xié)作通道進(jìn)行針對性的資源調(diào)配與能力輸出。在有向拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)模型上建立賦邊權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型，邊權(quán)重為能力結(jié)構(gòu)匹配度。UA-SIN 整體以城市成員創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)匹配為基礎(chǔ)描述城市有效性的創(chuàng)新協(xié)同關(guān)系。

2.2 結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)

基于UA-SIN，進(jìn)行中心性、聚集性和相關(guān)性的城市群結(jié)構(gòu)特征分析，研究城市創(chuàng)新協(xié)同能力、城市創(chuàng)新集群特征和創(chuàng)新協(xié)同模式。

（3）相關(guān)性。對于UA-SIN 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，度相關(guān)性是指具有不同度值節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)性，i的近鄰平均度為

3 中原城市群實(shí)證分析

以中原城市群為例對UA-SIN 構(gòu)建與結(jié)構(gòu)分析方法進(jìn)行實(shí)證分析。中原城市群規(guī)劃范圍包括河南、山東、山西、河北和安徽五省的30個(gè)城市，是促進(jìn)中部地區(qū)崛起，輻射帶動(dòng)中西部發(fā)展的核心增長極。本文主要的研究數(shù)據(jù)來源是《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒2019》，五省和相關(guān)城市的國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、科技經(jīng)費(fèi)投入統(tǒng)計(jì)公報(bào)、技術(shù)合同交易統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，數(shù)據(jù)期為2018年。由于濟(jì)源市部分指標(biāo)數(shù)據(jù)難以獲取，實(shí)際分析的城市群成員數(shù)量為29個(gè)。

3.1 協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

借鑒已有成果，并經(jīng)專家咨詢和反復(fù)測試，及考慮數(shù)據(jù)可得性，選取了描述城市創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)投入能力、財(cái)政投入能力等8個(gè)核心指標(biāo)。采用因子分析方法經(jīng)因子提取、旋轉(zhuǎn)，以方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重將因子得分加總，獲得了包括創(chuàng)新資源力、創(chuàng)新支撐力和創(chuàng)新載體力的三維城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)向量,見表1 所示。

表1 城市創(chuàng)新能力與能力結(jié)構(gòu)指標(biāo)

基于中原城市群29個(gè)地市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)向量建立UA-SIN 內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)見圖1（a）。同時(shí)考慮中原五省核心城市（如省會(huì)城市、經(jīng)濟(jì)中心城市等）對城市群的影響，將石家莊、唐山、太原、濟(jì)南、青島、合肥和蕪湖這7個(gè)城市引入，建立外協(xié)網(wǎng)絡(luò)見圖1（b）（中原城市群外協(xié)網(wǎng)絡(luò)的外部城市節(jié)點(diǎn)用白點(diǎn)表示）。兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的大小刻畫對應(yīng)城市的中介度數(shù)值大小。

圖1 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)

3.2 協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)全局特征分析

中原城市群UA-SIN 主要整體特征見表2 所示。由表2 可見，全局特征比較來看，內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)的整體密度、可傳遞性及整體聚集性等關(guān)鍵全局指標(biāo)都明顯高于外協(xié)網(wǎng)絡(luò)（外協(xié)網(wǎng)絡(luò)中心化指標(biāo)數(shù)值不存在，表明其中心化趨勢較弱），由此可見，內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的聯(lián)系程度、協(xié)作水平和結(jié)構(gòu)的有序性都強(qiáng)于外協(xié)網(wǎng)絡(luò)，表明中原城市群整體已經(jīng)內(nèi)聚為一個(gè)重要的區(qū)域創(chuàng)新集團(tuán)。由圖1 可見，在外協(xié)網(wǎng)絡(luò)中，外緣城市的中介度水平低，同內(nèi)部中心城市的創(chuàng)新匹配程度不強(qiáng)。外協(xié)網(wǎng)絡(luò)的重要的中間人節(jié)點(diǎn)都是城市群自有節(jié)點(diǎn)。許昌和周口在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中都發(fā)揮著關(guān)鍵聯(lián)通橋梁的作用。但是城市群外部創(chuàng)新能力強(qiáng)的區(qū)域中心性城市對城市群也具有較明顯的沖擊性。同內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)比較，外協(xié)網(wǎng)絡(luò)中駐馬店、長治和三門峽的城市協(xié)同作用與地位上升，而邢臺(tái)和鄭州的地位則相對下降。城市群外部城市對內(nèi)部創(chuàng)新能力強(qiáng)的城市具有一定直接性的創(chuàng)新能力替代效應(yīng)。

表2 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)主要整體特征

3.3 中心性與協(xié)同創(chuàng)新能力分析

以創(chuàng)新結(jié)構(gòu)向量因子進(jìn)行綜合，獲得城市創(chuàng)新能力指數(shù)。將城市的創(chuàng)新能力指數(shù)與中心性的關(guān)系進(jìn)行曲線擬合。從度數(shù)上看（圖2），入度與出度同創(chuàng)新能力的關(guān)系特征表現(xiàn)明顯不一致。由圖2（a）可見，入度度數(shù)同創(chuàng)新能力具有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。除鄭州外，創(chuàng)新能力較強(qiáng)的洛陽和蚌埠的入度度數(shù)低，兩城市的創(chuàng)新協(xié)作的啟動(dòng)能力水平較低。而創(chuàng)新能力較低的邢臺(tái)、周口等自身深度融入?yún)^(qū)域創(chuàng)新鏈協(xié)作活動(dòng)的能力較強(qiáng)，這同兩地具有明確外向型創(chuàng)新需求有關(guān)。二者以及其他趨勢線以上且創(chuàng)新能力相對較弱城市，都具有深度嵌入創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)形態(tài)，對公共創(chuàng)新平臺(tái)、人力資源和關(guān)鍵技術(shù)等方面的需求定位明確，具備通過創(chuàng)新發(fā)起，不斷吸納創(chuàng)新資源，彌補(bǔ)創(chuàng)新短板的較為有效的創(chuàng)新治理機(jī)制。而分布于趨勢線下部且低于創(chuàng)新能力平均水平的城市主要是存在創(chuàng)新基礎(chǔ)能力薄弱，承接技術(shù)與人才轉(zhuǎn)移等方面能力配置不強(qiáng)的問題。由圖2（b）可見，整體上城市節(jié)點(diǎn)的位置分布較為分散，由出度度數(shù)刻畫的城市協(xié)同匹配能力同創(chuàng)新能力的關(guān)系較為復(fù)雜，兩者關(guān)系不存在明確變動(dòng)趨勢。創(chuàng)新能力強(qiáng)的鄭州位于圖右上方，也具有最突出的協(xié)同匹配能力，其優(yōu)勢性的創(chuàng)新資源和創(chuàng)新體系能夠?yàn)檎麄€(gè)城市群的創(chuàng)新發(fā)展提供強(qiáng)大支撐。創(chuàng)新能力也較強(qiáng)的蚌埠和洛陽的自身協(xié)同服務(wù)能力則不夠強(qiáng)。創(chuàng)新能力較弱的城市被趨勢線分為上下兩部分。上部分的周口、駐馬店等城市的高匹配能力同其具有的特色創(chuàng)新資源和創(chuàng)新比較優(yōu)勢相關(guān)，具備占據(jù)創(chuàng)新鏈的特定環(huán)節(jié)的潛力。而圖左下部的邢臺(tái)、菏澤、信陽、商丘等城市創(chuàng)新資源不足，創(chuàng)新支撐能力薄弱，參與創(chuàng)新鏈垂直性專業(yè)分工的能力不夠強(qiáng)。

圖2 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)城市度數(shù)與創(chuàng)新能力關(guān)系

由圖3（a）可見，從中介度來看，鄭州、周口、長治、阜陽和駐馬店發(fā)揮了重要的協(xié)同中介和資源傳導(dǎo)的作用，而創(chuàng)新能力較強(qiáng)的洛陽和蚌埠的中介能力則較低。對比圖2（b），周口、駐馬店和長治等城市也在引導(dǎo)城市群外部臨近優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源輸入城市群內(nèi)發(fā)揮著重要作用。鄭州無疑在城市群中具有完善的創(chuàng)新鏈銜接和綜合資源調(diào)配的能力，而許昌則具有最強(qiáng)的創(chuàng)新外部中介能力。

圖3 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)城市中介度及網(wǎng)絡(luò)派系

進(jìn)一步計(jì)算全部城市節(jié)點(diǎn)的核度，及與其入度與出度對比結(jié)構(gòu)如表3 所示。核度數(shù)值0.2 水平以上的城市有9個(gè)，0.1～0.2 水平的有9個(gè)，0.1 以下水平的有11個(gè)。從中心到次中心，再到外緣，整體網(wǎng)絡(luò)分成了3個(gè)層面。中心位置的9個(gè)城市整體的綜合網(wǎng)絡(luò)中心化水平最高，創(chuàng)新協(xié)同能力最強(qiáng)。這些城市具有如下特征，一是無論入度還是出度都處于中等以上水平，且兩者較為均衡（如宿州、毫州、長治、運(yùn)城等）。二是入度或者出度有一項(xiàng)的水平比較突出（如鄭州、阜陽出度，周口的入度等）。中原城市群城市創(chuàng)新協(xié)同能力的整體性差異就集中體現(xiàn)在UA-SIN 核心-外緣的層級(jí)分布結(jié)構(gòu)不均衡性上。

表3 中原城市群個(gè)城市的中心度與核度

表3 （續(xù)）

3.4 聚集性與創(chuàng)新協(xié)同集群分析

由圖4 可見，總體上看，無論是從入度還是出度視角，除了特異性城市（如長治）外，基本趨勢都是C 大于WC，表明高權(quán)值處于聚集集群之外，強(qiáng)協(xié)同關(guān)系尚未成為創(chuàng)新集群內(nèi)部互動(dòng)的支撐要素。且兩個(gè)圖形的整體都呈現(xiàn)鐘形，表明具有中等協(xié)同能力（無論是協(xié)同發(fā)起還是協(xié)同匹配能力）的長治、宿州、鶴壁、三門峽等位于拋物線頂點(diǎn)，具有最強(qiáng)的聚集性。而具有較弱協(xié)同發(fā)起能力的蚌埠、洛陽、淮北，具有較弱協(xié)同匹配能力的邢臺(tái)和信陽，及具有較強(qiáng)協(xié)同發(fā)起能力的邢臺(tái)，具有較強(qiáng)協(xié)同匹配能力的鄭州和周口等城市的聚集性則明顯處于中等或者下游水平。

圖4 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)城市聚集性分析

進(jìn)一步搜索提取中原城市群的內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)派系（圖3b）。創(chuàng)新集群相互連接的重要切點(diǎn)是具有較高中介能力的長治、周口、三門峽、阜陽、駐馬店等。整體集群明顯分成左右兩大創(chuàng)新子集群體系，右側(cè)有5個(gè)以阜陽為中心的省際子集群（創(chuàng)新圈）。左側(cè)包括以鄭州-周口-許昌為中心的8個(gè)河南省內(nèi)子集群。長治在兩大集群的外部協(xié)同中發(fā)揮關(guān)鍵中介作用，是兩大創(chuàng)新協(xié)同集群作用傳輸?shù)闹匾暯狱c(diǎn)。

3.5 相關(guān)性與創(chuàng)新協(xié)同模式分析

由圖5 可見，從入度度數(shù)和出度度數(shù)上看，拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)和加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的城市度相關(guān)性都為正，具有明顯的同類匹配特征，即協(xié)同能力較強(qiáng)的城市之間更適合進(jìn)行創(chuàng)新協(xié)同。具有最高的度相關(guān)度數(shù)值的為創(chuàng)新協(xié)同能力處于中等水平的城市（度數(shù)在8 左右）。發(fā)起能力角度上（圖5a），賦權(quán)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)度相關(guān)性的變動(dòng)趨勢基本一致（兩條趨勢線高度重合）。而匹配能力角度上（圖5b），兩條趨勢線在出度數(shù)值為6 處發(fā)生交叉，表明賦權(quán)相關(guān)度在較低的匹配能力水平上低于非賦權(quán)相關(guān)度，而當(dāng)協(xié)同能力水平高于臨界值時(shí)（度數(shù)為6 左右），賦權(quán)相關(guān)度則高于非賦權(quán)相關(guān)度，這時(shí)高權(quán)值分布于大度節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)強(qiáng)協(xié)同的趨勢更加明顯。

圖5 中原城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)城市度相關(guān)性

4 結(jié)論與啟示

本文基于城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)耦合視角，提出了城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及結(jié)構(gòu)特征分析方法。首先，設(shè)計(jì)城市創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)測量指標(biāo)，采用因子分析方法提取城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)和計(jì)算綜合能力指數(shù)。進(jìn)一步采用系統(tǒng)耦合指數(shù)模型，建立城市創(chuàng)新協(xié)同關(guān)聯(lián)矩陣。依據(jù)創(chuàng)新協(xié)同關(guān)系度的統(tǒng)計(jì)分布形態(tài)確定強(qiáng)關(guān)系度臨界參數(shù)，對創(chuàng)新協(xié)同關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行掃描過濾，并以強(qiáng)協(xié)同關(guān)系度為基礎(chǔ)建立城市群創(chuàng)新協(xié)同網(wǎng)絡(luò)模型（UA-SIN）。同時(shí)區(qū)分了UASIN 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、賦權(quán)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)和外協(xié)網(wǎng)絡(luò)等不同形態(tài)模型的內(nèi)涵。在UA-SIN的結(jié)構(gòu)特征分析上，以網(wǎng)絡(luò)中心度刻畫城市協(xié)同創(chuàng)新能力水平，測度城市創(chuàng)新協(xié)同發(fā)起能力、匹配能力和協(xié)同中介能力；以網(wǎng)絡(luò)聚集性描述城市協(xié)同創(chuàng)新聚集水平及創(chuàng)新協(xié)同集群；以網(wǎng)絡(luò)度相關(guān)性指標(biāo)刻畫城市群的創(chuàng)新協(xié)同模式。UA-SIN 的結(jié)構(gòu)分析方法在于揭示城市群創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展機(jī)制與演化動(dòng)力模式。并以中原城市群為例進(jìn)行了實(shí)證分析。根據(jù)以上研究過程與結(jié)果，可得如下結(jié)論：

（1）從全局來看，中原城市群內(nèi)協(xié)網(wǎng)絡(luò)在多種形態(tài)特性上都優(yōu)于外協(xié)網(wǎng)絡(luò)，且外部空間強(qiáng)相關(guān)中心城市的創(chuàng)新參與程度明顯低于城市群內(nèi)部城市，表明中原城市群已經(jīng)內(nèi)聚為一個(gè)具有較獨(dú)立創(chuàng)新體系與創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制的系統(tǒng)，但是整體城市結(jié)構(gòu)特征的異質(zhì)性明顯。

（2）從創(chuàng)新協(xié)同能力來看，創(chuàng)新協(xié)同發(fā)起能力同創(chuàng)新能力具有一定負(fù)相關(guān)性，一部分創(chuàng)新能力不足的城市具有通過城市群創(chuàng)新資源整合機(jī)制提升自身創(chuàng)新能力的條件（如周口、邢臺(tái)、信陽等），除鄭州外，其他創(chuàng)新能力較強(qiáng)城市未有效形成能夠主動(dòng)發(fā)起創(chuàng)新資源輸入與創(chuàng)新成果輸出的內(nèi)在引導(dǎo)與管理機(jī)制；創(chuàng)新協(xié)同匹配能力則同城市基礎(chǔ)創(chuàng)新能力不存在明顯相關(guān)性，除鄭州外，蚌埠、洛陽等同創(chuàng)新能力薄弱城市的主動(dòng)創(chuàng)新供求對接機(jī)制不完善，協(xié)同創(chuàng)新能力一般或較低的周口、駐馬店、阜陽等城市則具有較強(qiáng)的，能夠發(fā)揮自身創(chuàng)新比較優(yōu)勢的協(xié)同匹配能力，成為整體創(chuàng)新系統(tǒng)的重要功能區(qū)塊；鄭州、長治、周口、許昌等城市的中介能力最強(qiáng)，駐馬店、長治和三門峽、許昌等是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)外部協(xié)同的有效對接點(diǎn)。

（3）從聚集性與相關(guān)性上看，具有中等水平協(xié)同發(fā)起與匹配能力的城市聚集性最強(qiáng)，整個(gè)中原城市群呈現(xiàn)兩大創(chuàng)新城市集群和13個(gè)雙向創(chuàng)新圈的典型形態(tài)特征，長治在鏈接河南省子群和省際子群上具有特殊地位；度相關(guān)的同類匹配特征明顯，無論是拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)還是賦權(quán)網(wǎng)絡(luò)，城市間具有“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”的明顯協(xié)同模式，但是在協(xié)同匹配的中等能力水平上（度數(shù)為6），度相關(guān)也出現(xiàn)了一定趨勢變動(dòng)，這種不均衡因素也需要重點(diǎn)予以考慮。

以UA-SIN 為基礎(chǔ)和參照，可以在對中原城市群城市創(chuàng)新分工體系進(jìn)行優(yōu)化方面，獲得如下幾點(diǎn)啟示：

（1）總體上，可以制定以中原城市群綜合科技服務(wù)體系（以多層次平臺(tái)協(xié)作和科技服務(wù)業(yè)發(fā)展培育為中心內(nèi)容）為支撐的創(chuàng)新協(xié)同戰(zhàn)略，不斷促進(jìn)城市群整體創(chuàng)新體系機(jī)制完善。中原城市群綜合科技服務(wù)體系建設(shè)重點(diǎn)在于對城市群協(xié)同創(chuàng)新科技服務(wù)發(fā)展模式進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，打通城市群內(nèi)協(xié)同創(chuàng)新的政策鏈條；突破科技資源語義轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新需求獲取、個(gè)性化服務(wù)推薦、信用等支撐技術(shù)；建立研究開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)移、檢驗(yàn)檢測認(rèn)證、創(chuàng)業(yè)孵化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理、科技咨詢、科技金融代理、科普等科技服務(wù)的特色資源池，設(shè)計(jì)共享、共用、共建機(jī)制；建設(shè)具有資源可享、服務(wù)可用、難題可解的區(qū)域級(jí)協(xié)作創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)；并結(jié)合地方政府配套支持，在先進(jìn)制造、生物制藥和新材料等行業(yè)或領(lǐng)域開展應(yīng)用。

（2）圍繞整體實(shí)力較強(qiáng)的城市群中心性城市，聚集核心創(chuàng)新要素，注重發(fā)揮其創(chuàng)新引領(lǐng)與資源總體協(xié)調(diào)配置的戰(zhàn)略導(dǎo)向作用。中原城市群中，鄭州的創(chuàng)新能力在城市群明顯具有超強(qiáng)優(yōu)勢，其綜合協(xié)同能力也比較全面。一是依托鄭州的高校、院所和企業(yè)的城市群優(yōu)勢資源，重點(diǎn)布局和建設(shè)國家級(jí)基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)、重大成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)等，持續(xù)打造高端人才聚集洼地和科創(chuàng)高地。二是進(jìn)一步強(qiáng)化鄭州在中原城市群綜合科技服務(wù)體系中的“大腦”作用?？梢栽卩嵵萁M建集創(chuàng)新信息共享、運(yùn)行監(jiān)測、業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)、智能決策、科技基礎(chǔ)設(shè)施共享、資源調(diào)度等功能為一體的智慧創(chuàng)新平臺(tái)運(yùn)營中心。整合接入城市群其他城市的智慧創(chuàng)新協(xié)同平臺(tái)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，有效實(shí)行多城市協(xié)同創(chuàng)新的聯(lián)合治理。

（3）促進(jìn)城市群主要支撐性和外緣性城市同中心城市及相互間強(qiáng)有力的分工協(xié)作，發(fā)揮其創(chuàng)新協(xié)同能力的比較優(yōu)勢。一是對于創(chuàng)新能力較弱而協(xié)同發(fā)起能力較強(qiáng)的邢臺(tái)、信陽、濮陽等可進(jìn)一步圍繞其自身重點(diǎn)提升的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域（如能源、礦產(chǎn)、機(jī)械制造等）建立專業(yè)性創(chuàng)新資源需求平臺(tái)，為外部創(chuàng)新資源輸入提供重要接口。二是在創(chuàng)新協(xié)同匹配能力較強(qiáng)的阜陽、平頂山等建立專業(yè)創(chuàng)新資源供給平臺(tái)，發(fā)揮創(chuàng)新比較優(yōu)勢（如化工、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域）。三是在中介度和聚集度較強(qiáng)的長治、許昌、駐馬店、周口等城市布局并重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移、人才服務(wù)等中介服務(wù)業(yè)，以及通過城市群外部資源引進(jìn)方式建立面向城市集群的研發(fā)中介服務(wù)業(yè)，為城市群提供行業(yè)共性技術(shù)支持。

總之，UA-SIN 能夠較為深入和生動(dòng)刻畫了中原城市群創(chuàng)新協(xié)同關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征，有效界定和定量測量了城市創(chuàng)新協(xié)同能力，挖掘出創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制與基本模式，并以“創(chuàng)新地圖”形式呈現(xiàn)出創(chuàng)新能力與協(xié)同能力的基本態(tài)勢與作用趨勢，能夠?yàn)槌鞘腥簞?chuàng)新治理研究與決策提供方法支持。進(jìn)一步在更有效數(shù)據(jù)支持基礎(chǔ)上，完善和豐富創(chuàng)新能力指標(biāo)，并可以同已有的基于微觀創(chuàng)新主體協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)行結(jié)合，將雙維度研究結(jié)合起來，構(gòu)建城市-創(chuàng)新主體的城市群創(chuàng)新協(xié)同超網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行更深入的信息挖掘，基于城市群的區(qū)域經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展提供更好的研究支持。