基于熵權TOPSIS法的科技創(chuàng)新能力評價

李瑞　何玉梅　楊銳

〔摘要〕文章基于2016—2020年成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈16個城市，構(gòu)建其科技創(chuàng)新能力的評價指標體系，采用熵權TOPSIS法，測算了其科技創(chuàng)新能力的大小，研究發(fā)現(xiàn)：發(fā)表科技論文數(shù)、三種專利授權量、新產(chǎn)品銷售收入對科技創(chuàng)新能力的貢獻度最大;各城市之間科技創(chuàng)新能力差距較大，其中重慶、成都、綿陽、德陽位于中上等水平，并且這四個城市的排名相對穩(wěn)定;遂寧、南充、眉山、達州和資陽的科技創(chuàng)新能力已開始顯現(xiàn)，而自貢、內(nèi)江和樂山的科技創(chuàng)新能力處于下降趨勢。為了提升成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力，應推動科技創(chuàng)新資源共建共享，完善科技激勵機制，加強科技創(chuàng)新載體建設，注重人文環(huán)境和創(chuàng)新生態(tài)建設。

〔關鍵詞〕成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈;科技創(chuàng)新能力;評價指標體系;熵權TOPSIS

〔中圖分類號〕F124.3〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕1008-0694（2022）03-0069-11

一、引言

2022年，國務院總理李克強在《政府工作報告》中強調(diào)，“推進科技創(chuàng)新，促進產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，突破供給約束堵點，依靠創(chuàng)新提高發(fā)展質(zhì)量”。在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的背景下，科技創(chuàng)新已成為推動區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的關鍵抓手。在我國區(qū)域發(fā)展板塊中，成渝地區(qū)作為長江經(jīng)濟帶和“一帶一路”的重要組成部分，一直備受矚目。為了提升成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈整體科技創(chuàng)新水平，推動具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心建設，本文需要對其科技創(chuàng)新能力進行評價。

目前，國內(nèi)學者主要從單一指標和指標體系兩方面來評價科技創(chuàng)新能力。單一指標主要包括發(fā)明、實用新型、外觀設計三種專利申請量〔1〕以及受權量〔2〕等。單一指標具有方便、簡潔的特點，但是其缺點也比較突出，忽略了科技創(chuàng)新是多方面作用的結(jié)果，僅從單一方面衡量有失偏頗。而綜合的指標體系可以避免單一指標所存在的短板，并且涉及到不同的指標維度，覆蓋面較為廣泛，評價出來的結(jié)果更真實可靠。國內(nèi)學者建立了側(cè)重點不同的科技創(chuàng)新評價體系。例如，杜英等（2021）從R&D人員全時當量、R&D經(jīng)費內(nèi)部支出和企業(yè)研發(fā)投入占主營業(yè)務收入比重來衡量創(chuàng)新投入，從每萬人專利申請數(shù)、技術市場合同成交額占GDP比重、科技論文數(shù)來度量創(chuàng)新產(chǎn)出，對甘肅省科技創(chuàng)新能力進行測度〔3〕。鄭磊等（2018）選取科研經(jīng)費投入和科技人力等指標衡量科技創(chuàng)新投入，選取科技論文數(shù)、新產(chǎn)品銷售收入占主營業(yè)務收入之比和專利申請授權數(shù)等指標衡量創(chuàng)新產(chǎn)出，評價我國各個地區(qū)的科技創(chuàng)新能力〔4〕。李沃源等（2019）構(gòu)建了科技創(chuàng)新環(huán)境評價體系，主要包括經(jīng)濟環(huán)境、基礎設施環(huán)境、人文教育環(huán)境、政策環(huán)境、市場環(huán)境、R&D環(huán)境等〔5〕。黃亮等（2017）從科技研發(fā)載體、高新產(chǎn)業(yè)載體和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)載體三個維度評價科技創(chuàng)新載體，并運用突變級數(shù)方法對長江經(jīng)濟帶50個城市科技創(chuàng)新能力進行測度〔6〕。蔡文伯等（2022）從R&D內(nèi)部經(jīng)費支出、R&D人員全時當量、R&D支出占GDP比重、R&D內(nèi)部經(jīng)費支出增長率和財政科技支出來衡量創(chuàng)新投入，從專利申請數(shù)和專利授權數(shù)來度量創(chuàng)新產(chǎn)出，分析了成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈“高等教育——科技創(chuàng)新——經(jīng)濟發(fā)展”的動態(tài)耦合關系〔7〕。李彥等（2022）從科技人員投入水平、科研經(jīng)費投入強度、科技成果產(chǎn)出水平、財政科教投入水平四個方面度量成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新水平〔8〕。

關于科技創(chuàng)新能力的評價方法包括綜合指數(shù)、TOPSIS方法、秩和比法、層次分析法、模糊評價法、灰色關聯(lián)評價法等。賈洪文等（2021）運用熵權法對各指標賦權，通過加權求和的方法測算出區(qū)域科技創(chuàng)新能力〔9〕。Wu等（2019）運用主成分分析法測算了我國東部地區(qū)科技創(chuàng)新能力〔10〕。楊秀玉（2017）使用，熵權TOPSIS法對區(qū)域農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力進行評價，發(fā)現(xiàn)大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力呈現(xiàn)先降后升的趨勢〔11〕。汪本強等（2022）利用層次分析和熵權法評價安徽省各市科技創(chuàng)新能力發(fā)展水平，結(jié)果表明各市科技創(chuàng)新能力差距較大〔12〕。魏奇鋒等（2021）通過熵權法評價成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力，分析了成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度〔13〕。

本文結(jié)合以上學者的研究成果，選擇TOPSIS方法，對成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈各城市科技創(chuàng)新能力進行比較，動態(tài)反映科技創(chuàng)新能力的演進過程，并對各城市的科技創(chuàng)新能力進行排名。本文在進行TOPSIS分析前采用熵權法對各指標進行賦權。相較于其他研究方法，熵權法的賦權更客觀、更合理，可以避免人為主觀判斷的影響。若一個指標信息熵越小，則該指標提供的信息就越多，在綜合評價中所起的作用就越大，權重就越高;反之，信息熵越大，則權重就越低?；诔捎宓貐^(qū)雙城經(jīng)濟圈建設目標、原則，本文從系統(tǒng)論的角度構(gòu)建其科技創(chuàng)新能力評價指標體系，進而提出增強其科技創(chuàng)新能力的政策建議，對建成具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心有著重要的意義。

二、科技創(chuàng)新能力指標體系的構(gòu)建與研究方法

1.研究對象

根據(jù)《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設規(guī)劃綱要》提出的16個城市，它們分別是重慶①、成都、自貢、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、內(nèi)江、樂山、南充、眉山、宜賓、廣安、達州、雅安、資陽。

2.指標體系的構(gòu)建

系統(tǒng)論核心思想是一系列子系統(tǒng)構(gòu)成的有機體，其具有整體性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等特征。每一種子系統(tǒng)都起著特定的作用，并且相互依賴，相互促進。科技創(chuàng)新是一個復雜的過程，是由其各個子系統(tǒng)構(gòu)成的，所以本文將其視為一個系統(tǒng)。因此，本文根據(jù)系統(tǒng)論將科技創(chuàng)新分為科技創(chuàng)新投入、科技創(chuàng)新載體、科技創(chuàng)新成果、科技創(chuàng)新生態(tài)四個方面，共13個指標，由此構(gòu)建成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力評價體系（詳見表1）。

科技創(chuàng)新投入是科技創(chuàng)新活動的基本保障因素，反映對科技創(chuàng)新活動的物資、人才和財力的供給。該一級指標包括4個二級指標：R&D研究人員數(shù)、R&D經(jīng)費支出與GDP的比值、科學技術支出占公共預算支出的比重、科研用儀器設備原價。R&D研究人員數(shù)反映科技創(chuàng)新活動人力投入，是科技人力資源核心組成部分;R&D經(jīng)費支出與GDP的比值反映科技創(chuàng)新資金投入強度;科學技術支出占公共預算支出的比重反映科技創(chuàng)新投入的支持力度;科研用儀器設備原價反映科技創(chuàng)新活動的物資投入。科技創(chuàng)新載體是進行科技創(chuàng)新活動的空間載體和基礎設施，反映出科技創(chuàng)新要素在城市的聚集程度。該一級指標包括3個二級指標：高校數(shù)量、高新企業(yè)數(shù)量、研究機構(gòu)數(shù)量?？萍紕?chuàng)新成果是科技創(chuàng)新投入的產(chǎn)出，也是科技創(chuàng)新能力的外在表現(xiàn)。該一級指標包括3個二級指標：發(fā)表科技論文數(shù)、三種專利授權量、新產(chǎn)品銷售收入。發(fā)表科技論文數(shù)和三種專利授權量反映科技創(chuàng)新的直接產(chǎn)出;新產(chǎn)品銷售收入衡量其間接產(chǎn)出，主要反映科研與轉(zhuǎn)化的融通能力。科技創(chuàng)新生態(tài)包括3個二級指標：人均GDP、公路里程、移動電話用戶數(shù)。人均GDP反映地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平;公路里程數(shù)反映交通便利程度;移動電話用戶數(shù)反映數(shù)字基礎設施水平。

本文各個二級指標的數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國科技統(tǒng)計年鑒》《重慶統(tǒng)計年鑒》《四川科技統(tǒng)計年鑒》、重慶市科學技術信息中心、四川省科技促進發(fā)展研究中心。

3.熵權TOPSIS法步驟

首先，本文通過使用熵權法對各個指標進行賦權，計算好權重后，再對數(shù)據(jù)進行TOPSIS分析。具體步驟如下：

（1）對原始數(shù)據(jù)進行平方和歸一化處理，然后構(gòu)造規(guī)范化矩陣Y=[y]，具體處理方法如下：

（2）計算有加權決策矩陣，處理方法如下：

Z=[z]=W×Y，W表示指標權重。

（3）計算評價指標與正負理想解之間的距離，具體處理方法如下：

其中，z為正理想解，一般為每個評價指標的最大值;z為負理想解，一般為每個評價指標最小值。

（4）計算貼近程度，具體處理方法如下：

三、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力評價

1.熵權法指標影響度分析

本文基于熵權法得出各指標權重。指標權重的大小反映該指標對成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力的貢獻度（詳見表2）。

在一級指標中，科技創(chuàng)新成果權重最大，達到31.63%，這說明它對科技創(chuàng)新能力的貢獻最大;科技創(chuàng)新生態(tài)權重最小，為16.71%?？萍紕?chuàng)新生態(tài)對科技創(chuàng)新起支撐作用，不直接參與科技創(chuàng)新活動，因此科技創(chuàng)新生態(tài)權重最小。在科技創(chuàng)新能力的二級指標中，權重前三名的指標為發(fā)表科技論文數(shù)、三種專利授權量、新產(chǎn)品銷售收入，其特征基本與一級指標貢獻程度吻合。

2.實證分析

根據(jù)各指標權重，本文運用TOPSIS分析法，最終測算出各城市在2016—2020年科技創(chuàng)新能力的大小并加以排名（詳見表3）。根據(jù)科技創(chuàng)新能力排名情況，本文對各城市科技創(chuàng)新能力進行分類，結(jié)果如表4所示。

從表3可以看出，接近度大于0.1的城市共有4個，分別為重慶、成都、綿陽、德陽。重慶和成都作為科技創(chuàng)新能力強的城市，創(chuàng)新優(yōu)勢十分顯著，排名結(jié)果也與兩市的經(jīng)濟發(fā)展水平相吻合。綿陽和德陽科技創(chuàng)新能力中等，與科技創(chuàng)新能力強的城市差距較大。4個城市科技創(chuàng)新能力排名穩(wěn)定，但是這4個城市接近度表現(xiàn)不盡相同。雖然重慶排名始終處于第一，但其接近度變化趨勢并不穩(wěn)定，先后經(jīng)歷了“上升—下降—再上升—再下降”的趨勢，其接近度在2019年達到頂峰。綿陽呈現(xiàn)“先上升后下降”的態(tài)勢;德陽接近度一直呈上升趨勢并在2020年達到0.127。成都接近度整體呈下降趨勢，并且在2019年達到峰值0.657。其余12個城市為科技創(chuàng)新能力一般的城市，各自接近度差別較小，科技創(chuàng)新能力排名不穩(wěn)定;其中排名上升的城市為遂寧、南充、眉山、達州、資陽;排名下降的城市為樂山、內(nèi)江和自貢?？傮w而言，成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈各城市科技創(chuàng)新發(fā)展并不均衡，“貧富”差距大，呈現(xiàn)兩極分化的局面。

為了更好分析成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈各城市科技創(chuàng)新能力變化的原因，本文將科技創(chuàng)新能力中等及其以上的城市和科技創(chuàng)新能力排名變化的城市作為重點分析對象，包括重慶、成都、綿陽、德陽、遂寧、南充、眉山、達州、資陽、樂山、內(nèi)江和自貢，其一級指標接近度及排名情況如表5所示。

成都和重慶作為新一線城市，承擔著帶動川渝地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要職責，科技創(chuàng)新要素整體處于高集中水平，具有更完備的基礎設施，在投入、載體、成果、生態(tài)四方面的表現(xiàn)都很優(yōu)異。成都作為國家創(chuàng)新型試點城市和知識產(chǎn)權示范城市，具有顯著的創(chuàng)新優(yōu)勢。2020年，全省R&D經(jīng)費投入強度為2.17%，成都為高于全省總體水平②。從科技創(chuàng)新載體來看，成都有251家科技雙創(chuàng)載體，國家創(chuàng)新平臺119家，入庫科技型中小企業(yè)6032家，較去年增加797家，創(chuàng)新活力不斷顯現(xiàn)。2020 年，成都市有效發(fā)明專利擁有量為50132件，高新技術產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入11064.85億元，表明其科技創(chuàng)新成果豐富，科技創(chuàng)新實力較強。成都制定并實施“創(chuàng)投20條”，擴大“科創(chuàng)貸”“科創(chuàng)投”“科創(chuàng)貼”等科技金融產(chǎn)品規(guī)模，科技創(chuàng)新生態(tài)持續(xù)優(yōu)化。

重慶市作為西部唯一直轄市，大力實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。2020年，全市R&D研發(fā)經(jīng)費投入強度為2.11%，研發(fā)人員增加到16.07萬人，國家級高層次人才新增2500名;高新技術企業(yè)4222家，知名高校、科研院所來渝建立創(chuàng)新機構(gòu)101家，長江模擬器、超瞬態(tài)實驗裝置等重大科技基礎設施啟動建設，科技創(chuàng)新載體正在加快聚集。高技術產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對工業(yè)增長貢獻率分別達到37.9%、55.7%，每萬人高價值發(fā)明專利擁有量3.65件，發(fā)表科技論文數(shù)44487篇，科技創(chuàng)新成果顯著。科技體制改革深入推進，結(jié)題備案制、經(jīng)費“包干制”等順利推進，科技立法工作持續(xù)加強，充滿活力的創(chuàng)新生態(tài)正在加速形成。

成都科技創(chuàng)新投入優(yōu)于重慶，但其科技創(chuàng)新能力落后于重慶，可能的原因是，成都在科技創(chuàng)新載體、科技創(chuàng)新成果、科技創(chuàng)新生態(tài)三方面的表現(xiàn)均不如重慶，其中科技創(chuàng)新生態(tài)存在顯著差距，且差距越來越大。即使成都科技創(chuàng)新投入表現(xiàn)耀眼，仍無法抵消其他三方面所帶來的不利影響。

德陽在四個維度的表現(xiàn)均落后于綿陽。綿陽在科技創(chuàng)新資源、科技創(chuàng)新載體、科技創(chuàng)新成果三個維度表現(xiàn)均穩(wěn)定，并且在科技創(chuàng)新生態(tài)方面有較大改善。

自貢科技創(chuàng)新能力排名從2016—2020年下降了一個位次。自貢的科技創(chuàng)新投入排名上升了一個位次，接近度上升了35.48%，其中科學技術支出占公共預算支出的比重上升了65.38%。為全面推進創(chuàng)新型城市建設，自貢市編制了《省級創(chuàng)新型城市建設方案》，方案中明確規(guī)定，到2021年R&D經(jīng)費投入達到20億元，實施人才培育引智行動，支持引進30名（個）領軍人才（團隊），遴選出300名（個）鹽都領軍人才（團隊）。雖然自貢科技創(chuàng)新投入方面表現(xiàn)亮眼，但其科技創(chuàng)新載體排名下降三個位次，科技創(chuàng)新成果排名下降一個位次，導致其科技創(chuàng)新能力下降。

內(nèi)江科技創(chuàng)新能力排名從2016—2020年下降了三個位次，其主要原因是全市科技創(chuàng)新投入、科技創(chuàng)新載體和科技創(chuàng)新成果均在退步。

樂山科技創(chuàng)新能力排名從2016—2020年下降了一個位次，導致其下降的主要原因是科技創(chuàng)新載體排名下降了四個位次。

遂寧科技創(chuàng)新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，主要得益于科技創(chuàng)新資源的投入和科技創(chuàng)新生態(tài)的改善。在此期間，遂寧加大了人才和資金投入，其中R&D人員上升了177.08%，R&D經(jīng)費支出占GDP的比重上升了158.33%;同時其人均GDP上升了61.67%，均為其科技創(chuàng)新營造了良好環(huán)境。

南充整體排名自2016—2020年上升了一個位次，其中科技創(chuàng)新投入上升了一個位次，科技創(chuàng)新載體也上升了一個位次。

眉山和達州科技創(chuàng)新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，貢獻最大的是科技創(chuàng)新載體。

資陽科技創(chuàng)新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，其主要原因是科技創(chuàng)新投入排名上升了六個位次，為其科技創(chuàng)新注入動力。

四、結(jié)論與政策啟示

1.結(jié)論

本文以成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈各城市為研究對象，構(gòu)建了其科技創(chuàng)新能力評價指標體系，并且運用熵權TOPSIS方法，測算了其科技創(chuàng)新能力的大小，得出以下結(jié)論：

（1）成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈各城市科技創(chuàng)新能力發(fā)展不平衡。重慶和成都兩市形成科技創(chuàng)新中心的兩極，引領成渝科技創(chuàng)新中心的建設，帶動其科技創(chuàng)新穩(wěn)步發(fā)展。重慶、成都、綿陽和德陽4個城市的科技創(chuàng)新能力排名位居中上，并且近幾年相對保持穩(wěn)定。

（2）其余12個城市科技創(chuàng)新的潛力仍待挖掘。遂寧、南充、眉山、達州和資陽的創(chuàng)新潛力已開始顯現(xiàn)，其科技創(chuàng)新能力上升的名次較其他城市更為突出，創(chuàng)新能力的潛在價值不容小覷。自貢、內(nèi)江和樂山的科技創(chuàng)新能力排名較其他城市下降幅度明顯，其創(chuàng)新能力的潛質(zhì)尚待開發(fā)，需進一步培育和扶持。

2.政策啟示

為進一步提升成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新能力，本文提出以下政策建議：

（1）推動科技創(chuàng)新資源共建共享。從科技創(chuàng)新投入接近度以及排名來看，成渝地區(qū)創(chuàng)新資源分布不均勻，重慶和成都分別作為直轄市和省會城市，具有良好的經(jīng)濟支撐，創(chuàng)新資源豐富，而其他非省會城市，創(chuàng)新資源稀缺，省會城市對其他地級市的虹吸效應明顯。因此，要積極探索共建共享機制，在科技創(chuàng)新人才、資金和物資等方面加大對科技創(chuàng)新能力一般的城市的共享力度;依托重慶、成都豐富優(yōu)質(zhì)的高校、科研機構(gòu)資源，結(jié)合各城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展特性，積極推動產(chǎn)業(yè)合作，實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展目標。

（2）完善科技激勵機制。從科技創(chuàng)新投入和科技創(chuàng)新成果兩個維度來看，兩者不匹配，科技創(chuàng)新資源使用效率不高。因此，應完善科技創(chuàng)新成果評價和獎勵機制，構(gòu)建政府、企業(yè)、社會組織、金融機構(gòu)等共同參與的多主體評價體系，積極開展市場化評價，充分調(diào)動各類創(chuàng)新主體積極性，對真正做出創(chuàng)造性貢獻的科學家和科技人員進行重獎，提升獎勵質(zhì)量，控制獎勵數(shù)量;暢通科技成果轉(zhuǎn)化鏈條，鼓勵職務科技成果進入市場，使創(chuàng)新知識轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，讓創(chuàng)新主體從中受益，釋放科研人員創(chuàng)新潛能。

（3）加強科技創(chuàng)新載體建設?？萍紕?chuàng)新活動離不開科研載體的支持，除成都和重慶外，其他地區(qū)科技創(chuàng)新載體接近度低，處于劣勢地位。因此，要圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、先進制造業(yè)，依托其骨干企業(yè)，與高校、科研院所對接合作，組建國家級或?。ㄊ校┘墑?chuàng)新中心，推動關鍵性技術、顛覆性技術創(chuàng)新。

（4）注重人文環(huán)境和創(chuàng)新生態(tài)建設?？萍紕?chuàng)新活動的失敗概率較大，因此需要構(gòu)建開放包容的人文環(huán)境，允許錯誤發(fā)生;開展“最美科技工作者”等評選表彰活動，對典型、先進科技工作者進行宣傳，講好創(chuàng)新故事，為科技工作者拼搏創(chuàng)新、追求卓越、潛心鉆研創(chuàng)造良好的輿論環(huán)境。完善的配套基礎設施也是吸引并留住人才的重要因素，因此應合理布局教育、醫(yī)療、交通等各項基礎設施，加大財政資金對基礎設施的支持力度，爭取國家專項資金和各類試點、配套項目，為科技創(chuàng)新提供良好的軟環(huán)境。

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