我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)演化及特征分析

周海煒,王 菲,王夢嬌

(1.河海大學(xué)商學(xué)院,江蘇 南京 211100; 2.河海大學(xué)戰(zhàn)略管理研究所,江蘇 南京 211100)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基[1],國家始終圍繞節(jié)水、用水、治水、興水的發(fā)展理念嚴(yán)格落實(shí)水資源管理制度。水利建設(shè)作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè),其高質(zhì)量發(fā)展對提高水資源利用、優(yōu)化水資源配置、強(qiáng)化水資源治理、保障水資源安全具有重要意義。習(xí)近平總書記“十六字”治水思路以及國家“十四五”規(guī)劃綱要“構(gòu)建智慧水利體系”目標(biāo)的提出,為我國水利建設(shè)工作提供了新的行動指南[2]。水利部部長李國英在2022年全國水利工作會議上提出要按照“需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力”的要求,全面推進(jìn)水利建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新和成果共建共享[3]。新時期水利建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展亟須打破當(dāng)前核心技術(shù)缺乏、創(chuàng)新能力不足、成果轉(zhuǎn)化困難等問題[4]。產(chǎn)學(xué)研多主體合作進(jìn)行技術(shù)研發(fā)作為科技創(chuàng)新中活力和競爭力最強(qiáng)的創(chuàng)新模式之一[5],具有分散創(chuàng)新風(fēng)險、整合主體資源、優(yōu)化信息配置、實(shí)現(xiàn)利益共享等優(yōu)勢[6],成為科技創(chuàng)新的重要驅(qū)動力。因此,在面對新時期水利智慧化升級的更高需求時,應(yīng)發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的優(yōu)勢力量,繼續(xù)向深水區(qū)邁進(jìn),以產(chǎn)學(xué)研深度融合推動水利建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)國家水安全保障的重要任務(wù)[7]。產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)作為一種復(fù)雜社會網(wǎng)絡(luò),既是多主體合作研發(fā)的表現(xiàn)形態(tài),又是技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用的重要載體[8]。研究我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)的演化趨勢和表現(xiàn)特征,對推動多領(lǐng)域主體合作創(chuàng)新、提高創(chuàng)新成果的可行性和應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性、促進(jìn)水利高質(zhì)量發(fā)展具有理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 文獻(xiàn)綜述

水利建設(shè)作為我國一項(xiàng)重要的民生工程,社會重視程度高,當(dāng)前關(guān)于該領(lǐng)域的研究主要集中于水利資源利用、水利工程建設(shè)和水利可持續(xù)發(fā)展三方面。①水利資源利用研究。張叢林等[9]認(rèn)為目前我國水利資源在治理體系和管理模式上存在滿足人民涉水需求效能不足的問題,需轉(zhuǎn)變觀念,推動水利資源融合管理,提高利用效率;張連濱[10]研究發(fā)現(xiàn)測算水利資源的價值和成本有助于平衡水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)和社會效益;嚴(yán)爽等[11]認(rèn)為需要強(qiáng)化大數(shù)據(jù)背景下水利資源監(jiān)管研究,設(shè)計(jì)水利資源的數(shù)據(jù)信息化整合,通過技術(shù)提高水利資源利用效率。②水利工程建設(shè)研究。胡德勝等[12]提出工程水利建設(shè)可以提高對水的控制和利用能力,解決水資源供需矛盾;李艷麗等[13]研究發(fā)現(xiàn)積極建設(shè)水利工程質(zhì)量智慧檢測管理系統(tǒng),有助于推進(jìn)水利工程質(zhì)量檢測的信息化進(jìn)程;黃偉等[14]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)揮工程建設(shè)中公眾參與和社會治理的有效性,可以實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)與環(huán)境生態(tài)效益的雙贏。③水利可持續(xù)發(fā)展研究。胡振鵬[15]認(rèn)為生態(tài)水利的發(fā)展對實(shí)現(xiàn)水資源開發(fā)利用與生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)具有重要意義,并提出生態(tài)適應(yīng)性協(xié)同調(diào)控方法;王恒等[16]認(rèn)為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略應(yīng)更加重視農(nóng)田水利建設(shè),推動農(nóng)田水利技術(shù)化、系統(tǒng)化、生態(tài)化,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。從已有研究可以看出,目前關(guān)注點(diǎn)主要集中在水利建設(shè)的資源、工程、可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域,缺乏對技術(shù)層面的總體分析,尤其是“十四五”規(guī)劃中提出的水利建設(shè)要加大技術(shù)創(chuàng)新力度、協(xié)同多主體促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化等方面的內(nèi)容,目前的研究較少涉及。

產(chǎn)學(xué)研作為行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑,其聯(lián)合申請的專利是創(chuàng)新產(chǎn)出的重要表現(xiàn),多主體合作有助于專利成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化和現(xiàn)實(shí)推廣[17],也符合我國對新時期水利建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新從單一主體向產(chǎn)學(xué)研深入推進(jìn)的路徑期望。產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)作為創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的一種,可以實(shí)現(xiàn)異質(zhì)性資源共享和主體優(yōu)勢互補(bǔ),提高創(chuàng)新產(chǎn)出[18]。當(dāng)前,國內(nèi)外對專利合作網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在三方面:一是影響因素和合作模式分析。Singh[19]研究發(fā)現(xiàn)地理、技術(shù)、社會等鄰近性是影響專利合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的重要因素,主體之間鄰近性越高合作可能性越大;溫芳芳[20]提出我國業(yè)緣型合作模式占比最高。二是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和演化分析。高粱洲等[21]選取規(guī)模、密度、中心性和連通性指標(biāo)對網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,選擇熵、聚類系數(shù)和路徑長度對更深層次的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;謝剛等[22]選擇小世界性和無標(biāo)度特征等指標(biāo)分析特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);淮孟姣等[23]根據(jù)“生命周期理論”將農(nóng)業(yè)專利合作網(wǎng)絡(luò)按時間和特征劃分為不同階段進(jìn)行演化分析。三是知識擴(kuò)散和創(chuàng)新績效分析。何培育等[24]研究證明網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)洞位置具有控制信息和資源交互的優(yōu)勢,可以更好地激發(fā)創(chuàng)新活力,提高經(jīng)濟(jì)效益;閆藝等[25]發(fā)現(xiàn)合作網(wǎng)絡(luò)的小世界效應(yīng)可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息可達(dá)性和資源凝聚力;關(guān)鵬等[26]研究發(fā)現(xiàn)地理位置、網(wǎng)絡(luò)密度、節(jié)點(diǎn)研發(fā)能力和合作頻次等都會對網(wǎng)絡(luò)中知識擴(kuò)散產(chǎn)生重要影響。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究數(shù)據(jù)

合作發(fā)明專利是社會多主體實(shí)現(xiàn)知識共享和技術(shù)創(chuàng)新的顯著體現(xiàn),可以充分反映網(wǎng)絡(luò)整體和各節(jié)點(diǎn)的合作創(chuàng)新情況[26]。通過查閱水利部關(guān)于水利建設(shè)的政策解讀[27]、已有研究成果[12],以及國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《國際專利分類與國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類參照關(guān)系表(2018)》,發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)界、社會公眾和國家政策普遍將水利建設(shè)定義為“水利工程建設(shè)”,包括江河流域的防洪減災(zāi)體系、跨流域和跨區(qū)域的引調(diào)水工程、農(nóng)田節(jié)水排灌系統(tǒng)以及水土資源保持工程等,涉及的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域包括人工水渠、攔河壩堰、水力發(fā)電站、排水灌溉等[28]?；诖?本研究選擇IPC國際專利分類號(2021版)中的E02B即“水利工程”作為水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作專利的檢索分類號,通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)檢索已申請且公開的發(fā)明專利。我國第一件產(chǎn)學(xué)研合作專利始于1987年,考慮專利具有滯后期,因此設(shè)置申請時間為1987年1月1日至2021年12月31日,共檢索出3621條數(shù)據(jù)。篩選出中國境內(nèi)的組織申請人,再根據(jù)產(chǎn)學(xué)研合作特性,申請人中應(yīng)至少包含企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)中的兩個同質(zhì)或異質(zhì)性主體,因此設(shè)置檢索式(表1)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗,最終得到933條專利數(shù)據(jù)。

表1 申請人字段檢索

2.2 研究方法和研究思路

社會網(wǎng)絡(luò)分析方法可以有效分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特征,不僅能反映網(wǎng)絡(luò)主體特征及關(guān)系,還能展示網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)演化[29]。在網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)層面,部分研究以網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和密度衡量合作網(wǎng)絡(luò)的范圍和節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密程度[30],以中心勢描述網(wǎng)絡(luò)中心性和凝聚力[22],用平均路徑長度和集聚系數(shù)來解釋小世界網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)[31];在網(wǎng)絡(luò)個體結(jié)構(gòu)層面,通常使用Bonacich中心性說明節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的核心地位,或者運(yùn)用相對度數(shù)中心度和相對中心度衡量節(jié)點(diǎn)的控制力和影響力[23],結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)也常被用來分析節(jié)點(diǎn)在合作網(wǎng)絡(luò)中對其他節(jié)點(diǎn)的依賴或制約程度[20]。

因此,在結(jié)合我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作的實(shí)際情況后,本研究基于1987—2021年水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利數(shù)據(jù),運(yùn)用UCINET分析工具及社會網(wǎng)絡(luò)分析方法,從宏觀和微觀兩個視角進(jìn)行專利合作網(wǎng)絡(luò)演化及特征分析。具體分析步驟如下:①對產(chǎn)學(xué)研合作的整體演化過程劃分不同階段并構(gòu)建專利合作網(wǎng)絡(luò)圖譜進(jìn)行具體分析;②選取網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和密度、中心勢、平均路徑長度和聚集系數(shù)分析整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化趨勢及特征;③選取Bonacich中心性、結(jié)構(gòu)洞和中心度等指標(biāo),從合作主體的特征性質(zhì)、地域分布、合作模式及技術(shù)主題四方面,分析個體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化特征;④根據(jù)研究結(jié)果綜合分析我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)的演化趨勢及特征,并提出相應(yīng)的發(fā)展建議。研究思路如圖1所示。

圖1 研究思路

3 實(shí)證分析

3.1 合作網(wǎng)絡(luò)的階段劃分及演化分析

3.1.1合作網(wǎng)絡(luò)階段劃分

為探究我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作的一體化發(fā)展進(jìn)程和階段演化情況,本研究對收集整理后的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析。從圖2可以看出1987—2021年我國以水利建設(shè)為主題開展合作的專利數(shù)量和主體數(shù)量總體呈上升趨勢,且具有明顯增長潛力,反映我國水利建設(shè)領(lǐng)域?qū)＠献鞯牧己冒l(fā)展態(tài)勢。根據(jù)圖2展現(xiàn)的專利合作階段特征,結(jié)合國家政策導(dǎo)向和水利建設(shè)發(fā)展情況,將我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)的演化進(jìn)程分為萌芽期、探索期、發(fā)展期和繁榮期4個階段。

圖2 1987—2021年我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作專利及主體數(shù)量變化情況

a.萌芽期(1987—2007年)。該階段專利剛剛興起,公眾發(fā)明創(chuàng)新意識不強(qiáng),因此合作專利數(shù)量始終在個位數(shù)徘徊,甚至連續(xù)多年存在專利申請空白,導(dǎo)致增速大幅震蕩,但由于數(shù)量極少因此不影響后續(xù)研究。直至2003年水利部發(fā)布《水利科技成果登記辦法》,引導(dǎo)社會逐漸重視水利建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)科技成果產(chǎn)出,專利申請數(shù)量出現(xiàn)波動增長趨勢。

個人突發(fā)事件：個人突發(fā)狀況一般為單個旅客的個人事件。例如：尋人尋物、雙方打架、突發(fā)疾病、不文明現(xiàn)象惡化等狀況。個人突發(fā)狀況處理不當(dāng)?shù)那闆r下，也容易造成群體事件，因此旅游類志愿者在工作中要及時處理、秉承以人為本的原則，做到讓游客滿意，超出個人解決能力范圍的，可尋求同伴的幫助或者請示上級領(lǐng)導(dǎo)。

b.探索期(2008—2013年)。該階段合作專利數(shù)量和主體數(shù)量都有小幅度增加,原因在于2009年《水利部科技推廣計(jì)劃項(xiàng)目管理辦法》頒布,明確提出“鼓勵科研機(jī)構(gòu)、高等院校、生產(chǎn)企業(yè)、應(yīng)用部門等單位,采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式聯(lián)合申報(bào)水利科技推廣項(xiàng)目”,體現(xiàn)水利建設(shè)在技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)學(xué)研的重視程度逐漸提高。但由于社會主體對該合作模式并不熟悉,合作專利數(shù)量增速不明顯,仍處于探索階段。

c.發(fā)展期(2014—2017年)。該階段合作專利數(shù)量和主體數(shù)量的同比增速明顯,表現(xiàn)出較快發(fā)展態(tài)勢。隨著水生態(tài)文明建設(shè)和多項(xiàng)水利工程治理意見的出臺,我國要求水利建設(shè)在滿足經(jīng)濟(jì)效益的同時保證生態(tài)文明的可持續(xù),這對水利建設(shè)的技術(shù)發(fā)展提出了更嚴(yán)格的要求。因此,為實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用,水利建設(shè)領(lǐng)域的各產(chǎn)學(xué)研主體積極突破個體邊界,主動尋求交流合作,產(chǎn)學(xué)研合作也獲得進(jìn)一步發(fā)展。

d.繁榮期(2018—2021年)。數(shù)字化技術(shù)的推廣帶動我國水利建設(shè)進(jìn)入智慧發(fā)展轉(zhuǎn)型期,產(chǎn)學(xué)研專利合作迎來新發(fā)展機(jī)遇,專利數(shù)量大幅上升?！笆濉睍r期我國把實(shí)施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略作為水利建設(shè)領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的重要抓手,“十四五”規(guī)劃進(jìn)一步提出“構(gòu)建智慧水利體系”,黨的二十大再次強(qiáng)調(diào)“加強(qiáng)水利重大問題科技攻關(guān),積極培育科技創(chuàng)新力量”。這都體現(xiàn)了國家對水利建設(shè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的新要求,技術(shù)需求的升級使主體之間合作創(chuàng)新動機(jī)進(jìn)一步增強(qiáng),產(chǎn)學(xué)研專利合作進(jìn)入繁榮期。

3.1.2合作網(wǎng)絡(luò)演化分析

為了更好地分析不同階段合作網(wǎng)絡(luò)演化情況,運(yùn)用UCINET軟件繪制以產(chǎn)學(xué)研主體為節(jié)點(diǎn),以專利聯(lián)合申請關(guān)系為連線的可視化社會網(wǎng)絡(luò)圖譜,展示水利建設(shè)領(lǐng)域企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)之間合作研發(fā)關(guān)系的社會網(wǎng)絡(luò)。圖譜以相對度數(shù)中心度為每個節(jié)點(diǎn)賦予屬性,節(jié)點(diǎn)越大表明該主體合作次數(shù)越多,中心性和地位越高。根據(jù)演化結(jié)果可以得到,越來越多的產(chǎn)學(xué)研主體之間建立了合作關(guān)系。從主要節(jié)點(diǎn)的名稱變化可以得出,企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)始終是網(wǎng)絡(luò)中的核心主體,其中企業(yè)節(jié)點(diǎn)更大、連線更多,說明企業(yè)是我國水利建設(shè)合作創(chuàng)新的主要推動者和引領(lǐng)者。1987—2007年合作主體較少且聯(lián)系簡單,合作網(wǎng)絡(luò)整體比較松散。2008—2013年網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和連線數(shù)明顯增加,出現(xiàn)少數(shù)核心節(jié)點(diǎn),部分領(lǐng)域形成“小團(tuán)體”現(xiàn)象,網(wǎng)絡(luò)分布疏密錯落。2014—2017年更多產(chǎn)學(xué)研主體進(jìn)入網(wǎng)絡(luò),大節(jié)點(diǎn)和“小團(tuán)體”的數(shù)量明顯增加,多主體合作模式使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜。2018—2021年網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴(kuò)大,主體之間廣泛開展專利合作,整體分散、局部聚集的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)逐漸形成,核心節(jié)點(diǎn)輻射帶動周圍主體形成了更多更復(fù)雜的小世界。

3.2 整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化及特征分析

通過UCINET軟件測算不同階段產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)整體指標(biāo)值后發(fā)現(xiàn),水利建設(shè)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在規(guī)模、密度、中心性、聚集系數(shù)等方面都表現(xiàn)出一定的演化趨勢及特征差異,結(jié)果如表2所示。

表2 我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)整體指標(biāo)值

3.2.1網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大且密度下降

隨著我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新程度的不斷深入,合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)從48增至595,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,但網(wǎng)絡(luò)密度從0.347降至0.003,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)愈加松散。說明網(wǎng)絡(luò)中合作增速小于主體增速,隨著新加入節(jié)點(diǎn)增多,網(wǎng)絡(luò)密度被逐漸稀釋,使信息和資源在網(wǎng)絡(luò)中的傳遞效率下降。雖然網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散有利于減少主體受限,增加自主創(chuàng)新機(jī)會,但主體之間互動頻率的降低將不利于知識資源的交流共享,從而可能降低網(wǎng)絡(luò)整體創(chuàng)新效率。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)中心性先減弱后增強(qiáng)

中心勢總體反映網(wǎng)絡(luò)的凝聚力和整合度,度數(shù)中心勢體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的聚集態(tài)勢,中間中心勢反映節(jié)點(diǎn)的相互影響程度。從整體來看,水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)的中心勢先降后升,說明隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系和控制程度先減弱后增強(qiáng)。從萌芽期到發(fā)展期,合作網(wǎng)絡(luò)的中心勢波動下降,表明隨著合作網(wǎng)絡(luò)演化,更多產(chǎn)學(xué)研主體進(jìn)入水利建設(shè)領(lǐng)域并逐漸展現(xiàn)其活躍性和創(chuàng)新能力,主體之間的合作逐漸松散,少數(shù)節(jié)點(diǎn)控制網(wǎng)絡(luò)形成的“集權(quán)化”現(xiàn)象有所緩解。進(jìn)入合作繁榮期后,中心勢回升,部分主體由于掌握了水利建設(shè)前沿技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)信息流動中發(fā)揮重要調(diào)控作用,其他主體集中通過核心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資源互動,使其控制力和影響力提高,網(wǎng)絡(luò)集中化和集權(quán)化程度增強(qiáng),逐漸形成局部聚集的“多核心”網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。

3.2.3小世界網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)逐漸明顯

小世界網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)是指網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)以“小團(tuán)體”形態(tài)進(jìn)行頻繁和密切的合作,團(tuán)體中信息資源可以高效流動,在統(tǒng)計(jì)指標(biāo)上以較高的聚集系數(shù)和較短的平均路徑長度來反映。在合作網(wǎng)絡(luò)的萌芽期和探索期,由于合作主體較少且合作模式簡單,因此,雖然平均路徑較短但聚集系數(shù)為0,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體比較松散,并沒有形成小世界網(wǎng)絡(luò)。在發(fā)展期和繁榮期,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)逐漸增多,部分擁有較強(qiáng)知識和資源競爭力的主體成為核心節(jié)點(diǎn),并且頻繁與其他主體建立聯(lián)系,雖然平均路徑變長、聚集系數(shù)有所降低,增加了信息傳遞的困難,但強(qiáng)勢主體的合作優(yōu)勢遠(yuǎn)高于信息流通的阻礙,合作網(wǎng)絡(luò)逐漸形成部分節(jié)點(diǎn)聚集成團(tuán)的小世界現(xiàn)象,小世界網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)有助于增強(qiáng)主體之間信息和資源的互動性,增加創(chuàng)新產(chǎn)出。

3.3 個體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化及特征分析

3.3.1合作主體特性演化

a.中心性。采用Bonacich中心性指標(biāo)度量節(jié)點(diǎn)之間的直接聯(lián)系,衡量節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地位和控制力,指標(biāo)越大說明個體越居于核心地位、重要性越強(qiáng)。從表3可以看出,1987—2007年合作主體較少,水利建設(shè)專利申請以研究院和企業(yè)為主,高校參與程度低,合作性不強(qiáng)。2008—2013年產(chǎn)學(xué)研專利合作有所發(fā)展,高校演化成為核心主體并與多方機(jī)構(gòu)開展合作,研究所和企業(yè)仍是網(wǎng)絡(luò)主要節(jié)點(diǎn)。2014—2017年,企業(yè)作為對水利建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新需求和應(yīng)用程度最高的主體,占據(jù)網(wǎng)絡(luò)的絕對中心地位,控制整個網(wǎng)絡(luò)大部分的信息流動和資源傳遞,引導(dǎo)我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作發(fā)展。此時科研機(jī)構(gòu)和高校中心性下降,退居網(wǎng)絡(luò)邊緣位置。2018—2021年我國水利建設(shè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展時期,對技術(shù)創(chuàng)新性要求更高,更多主體積極參與專利合作。企業(yè)的控制力和核心地位被削弱,信息和資源的“集權(quán)化”程度降低,科研機(jī)構(gòu)和高校以其較高的知識創(chuàng)新能力逐漸進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中心。由此看來,隨著我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化,合作主體多樣性增加,不同主體憑借其優(yōu)勢特性和競爭力在網(wǎng)絡(luò)中都具有一定的中心地位和資源控制能力,主體的技術(shù)溢出效應(yīng)提高,這為我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研主體在專利技術(shù)領(lǐng)域提供了更大的合作潛力和發(fā)展空間。

表3 專利合作網(wǎng)絡(luò)各階段Bonacich中心性與結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)排名前10的申請主體及性質(zhì)

b.結(jié)構(gòu)洞。在合作網(wǎng)絡(luò)中存在節(jié)點(diǎn)連接中斷的“空地”,它們需要通過其他中介節(jié)點(diǎn)建立合作聯(lián)系,結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)就是反映某個節(jié)點(diǎn)在多大程度上作為“中間人”控制信息和資源在不同節(jié)點(diǎn)之間的傳遞和互動。根據(jù)Burt的結(jié)構(gòu)洞理論,結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)包含有效規(guī)模、效率、限制度和等級度等,限制度可以反映某節(jié)點(diǎn)運(yùn)用結(jié)構(gòu)洞能力的程度,是結(jié)構(gòu)洞的核心指標(biāo),限制度越低表明主體的中介控制優(yōu)勢越明顯。由表3可以看出不同時期扮演“中間人”角色的主體不同,但總體來看,科研機(jī)構(gòu)所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)洞優(yōu)勢最明顯,具有突出的網(wǎng)絡(luò)連接能力,是水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作的重要調(diào)控者和橋接者。1987—2007年,研究院由于具有政策和科研優(yōu)勢,占據(jù)合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)洞位置,形成一定的網(wǎng)絡(luò)影響力。2008—2013年,河海大學(xué)作為水利領(lǐng)域的核心高校,在技術(shù)研發(fā)方面具有競爭優(yōu)勢,對知識信息和人才資源的獲取和分配具有較強(qiáng)控制能力,成為核心“中間人”。水利建設(shè)工程企業(yè)作為技術(shù)和資源的主要需求者和應(yīng)用者,也逐漸表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)洞優(yōu)勢。2014—2021年,中國水利水電科學(xué)研究院作為我國水利建設(shè)領(lǐng)域具有技術(shù)、資源、政策等各方面較強(qiáng)競爭優(yōu)勢的機(jī)構(gòu),廣泛成為其他主體優(yōu)先合作的對象,高效對接科研發(fā)展與公眾需求,處于結(jié)構(gòu)洞的優(yōu)勢位置,影響網(wǎng)絡(luò)中信息資源的流動。從不同階段結(jié)構(gòu)洞位置的主體變化來看,“中間人”角色在產(chǎn)學(xué)研各領(lǐng)域分散分布,說明隨著社會發(fā)展和技術(shù)更迭,我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)并沒有形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)洞,尚未有主體可以持續(xù)控制整個網(wǎng)絡(luò)的信息和資源流動,也避免了某些機(jī)構(gòu)長期獨(dú)占異質(zhì)性資源,可抑制創(chuàng)新壟斷局面的形成。

3.3.2合作主體地域演化

合作網(wǎng)絡(luò)中的相對節(jié)點(diǎn)中心度反映了個體在網(wǎng)絡(luò)中的核心控制力和影響程度。本研究根據(jù)中心度計(jì)算結(jié)果,選取共同處于相對度數(shù)中心度和相對中間中心度前10位的核心主體,以其作為產(chǎn)學(xué)研主體代表,對各主體及與其相連的合作對象,按照經(jīng)濟(jì)分區(qū)原則分析合作主體的地域演化趨勢及特征(表4)。核心主體中以科研機(jī)構(gòu)最為突出,推斷科研機(jī)構(gòu)所在的地理位置可能極大影響了其他合作主體的地域分布。由表4可知,各階段產(chǎn)學(xué)研主體地域分布并不均衡,主要以東部最多、中部其次、西部最少的地域分布情況演化發(fā)展。這與地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)實(shí)力水平、信息流動效率和資源豐富情況的分布相似,說明技術(shù)合作創(chuàng)新離不開地區(qū)發(fā)展所提供的支持。從表4還可以發(fā)現(xiàn),東部地區(qū)主體數(shù)量有所下降而中西部地區(qū)正逐步增加,說明中西部地區(qū)主體受到國家政策和社會資源傾斜,科研創(chuàng)新能力有所提升,加之東部核心主體主動提供技術(shù)、人才、資金發(fā)展合作,使其逐漸從網(wǎng)絡(luò)邊緣區(qū)向核心區(qū)移動。而且,西部地區(qū)由于地理位置優(yōu)勢具有豐富的水利資源和水利建設(shè)條件,可以進(jìn)行技術(shù)專利的宣傳推廣和實(shí)踐應(yīng)用,在專利網(wǎng)絡(luò)中展現(xiàn)出較大的發(fā)展空間和合作潛力。這為我國因地制宜發(fā)展分布式水利建設(shè)、協(xié)調(diào)中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ),也為產(chǎn)學(xué)研主體跨區(qū)域創(chuàng)新合作和成果轉(zhuǎn)化提供了發(fā)展方向。

表4 我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研核心主體合作專利的地區(qū)分布比例 單位:%

3.3.3合作主體模式演化

我國水利建設(shè)專利合作網(wǎng)絡(luò)是由不同創(chuàng)新主體及其關(guān)系所構(gòu)成,不同階段產(chǎn)學(xué)研主體的合作模式極大影響了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化趨勢。通過分析合作模式可以識別不同主體在專利合作發(fā)展過程中的作用和重要程度,從而探索更多潛在、深入的合作機(jī)制,提高技術(shù)創(chuàng)新效率。根據(jù)產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表5)可以發(fā)現(xiàn):產(chǎn)-研合作最為突出,雖比重逐漸下降但合作頻次不斷增加,且始終處于重要位置。說明科研機(jī)構(gòu)能夠較好地滿足企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新要求,同時借助企業(yè)充分識別社會需求并促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化,雙方互利發(fā)展;產(chǎn)-學(xué)合作增長明顯。說明高校在人才和知識資源的積累下逐漸顯現(xiàn)出技術(shù)研發(fā)動力和創(chuàng)新實(shí)力,成為重要合作主體;產(chǎn)-產(chǎn)合作優(yōu)勢顯現(xiàn)。隨著行業(yè)競爭加劇,企業(yè)逐漸注重自主創(chuàng)新能力的提高,普遍設(shè)立附屬研究院以支持企業(yè)內(nèi)部科研需要,加之同行業(yè)企業(yè)間信息交流和資源共享相較企業(yè)與外部機(jī)構(gòu)更加便捷,因此企業(yè)間合作更加頻繁,占比持續(xù)上升;產(chǎn)-學(xué)-研合作受到重視,合作次數(shù)逐漸增多。說明隨著網(wǎng)絡(luò)演化發(fā)展,異質(zhì)性信息資源在網(wǎng)絡(luò)中的傳遞更加高效,主體之間的合作模式也更加多樣化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),企業(yè)作為網(wǎng)絡(luò)核心主體的優(yōu)勢逐漸增強(qiáng),并積極與科研機(jī)構(gòu)、高校建立合作關(guān)系,引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

表5 專利合作網(wǎng)絡(luò)不同主體合作模式各演化階段的專利數(shù)量及比例

3.3.4合作主體技術(shù)演化

國際專利分類號IPC可以代表專利所特屬的技術(shù)領(lǐng)域[25]。本研究基于IPC分類號中的“組”,對水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作所涉及的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行演化分析,提取代表大組內(nèi)容的主題詞,借助NVivo軟件進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)。由表6可以發(fā)現(xiàn),專利合作主要集中在水利工程結(jié)構(gòu)、攔河壩堰和人工島等技術(shù)領(lǐng)域,這說明水利建設(shè)的工程結(jié)構(gòu)一直是專利合作的技術(shù)關(guān)注熱點(diǎn),在各個階段相關(guān)專利數(shù)量始終最多。隨著生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展理念的提出,水面清理等環(huán)境保護(hù)相關(guān)技術(shù)也開始受到關(guān)注。在對專利信息的關(guān)鍵主題和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)分析時發(fā)現(xiàn),越來越多的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)開始與傳統(tǒng)水利建設(shè)結(jié)合進(jìn)行創(chuàng)新性專利研發(fā),“智慧水利”“數(shù)字水網(wǎng)”“水利信息化”等創(chuàng)新領(lǐng)域逐漸受到關(guān)注。不過,由于處于發(fā)展初期,智能化水利設(shè)施專利數(shù)量有限,因此在詞頻統(tǒng)計(jì)中未能明顯體現(xiàn),但這仍然可以反映出我國水利建設(shè)的創(chuàng)新研究正逐步向高技術(shù)、高質(zhì)量、高水平的方向演化發(fā)展。

表6 水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作專利所涉及技術(shù)領(lǐng)域的主題詞統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

a.從網(wǎng)絡(luò)演化階段來看,1987—2021年我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作發(fā)展經(jīng)歷了萌芽期、探索期、發(fā)展期和繁榮期4個階段,且與政策支持、社會發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)。具體表現(xiàn)為合作意識不斷提高、合作主體顯著增多、合作數(shù)量迅速增長、合作領(lǐng)域拓展深化以及合作結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)演化趨勢和特征。由此可見,我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研多主體合作創(chuàng)新的發(fā)展態(tài)勢較好,合作網(wǎng)絡(luò)逐漸規(guī)范和完善。

b.從網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)來看,我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和范圍逐漸擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)合作主體顯著增加,但合作增速小于主體增速,網(wǎng)絡(luò)密度下降,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為松散,主體之間合作程度有待加深;中心勢先減弱后增強(qiáng),產(chǎn)學(xué)研主體之間資源和技術(shù)競爭激烈,網(wǎng)絡(luò)整體凝聚力不高,逐漸形成多核心分布的網(wǎng)絡(luò)形態(tài),不利于異質(zhì)性資源流動;網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度增加,聚集系數(shù)先升后降,表現(xiàn)出局部聚集趨勢,小世界網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)顯現(xiàn),團(tuán)體內(nèi)創(chuàng)新效率提升。

c.從網(wǎng)絡(luò)個體結(jié)構(gòu)來看,企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)具有較高的中心性和結(jié)構(gòu)洞指標(biāo),始終處于網(wǎng)絡(luò)核心地位,并作為“中間人”積極調(diào)控信息資源傳遞;產(chǎn)學(xué)研各主體地域分布不均衡,專利創(chuàng)新當(dāng)前主要集中在東部地區(qū),但合作網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出經(jīng)中部向西部轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的趨勢;企業(yè)擁有突出的技術(shù)創(chuàng)新需求和成果轉(zhuǎn)化能力,成為合作網(wǎng)絡(luò)的核心引領(lǐng)者與主導(dǎo)者,積極與其他企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校建立合作聯(lián)系,合作模式逐漸多樣化、系統(tǒng)化和深層化;水利工程結(jié)構(gòu)、攔河壩堰、人工島等技術(shù)主題始終作為合作研究重點(diǎn),并逐漸融合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興數(shù)字技術(shù),智慧化和信息化成為我國水利建設(shè)專利合作網(wǎng)絡(luò)的研究方向。

4.2 建 議

a.政府層面。政府作為我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作過程中的主要引導(dǎo)者和服務(wù)者,應(yīng)積極發(fā)揮支持與引領(lǐng)作用。首先,建議完善促進(jìn)水利建設(shè)科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化的相關(guān)政策,制定階段發(fā)展戰(zhàn)略,設(shè)置專項(xiàng)資金支持,鼓勵產(chǎn)學(xué)研主體積極參與技術(shù)研發(fā),深化合作創(chuàng)新及開放共享機(jī)制;其次,建議鼓勵產(chǎn)、研等網(wǎng)絡(luò)核心主體強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合或以強(qiáng)帶弱,進(jìn)行研究主體和應(yīng)用主體的深度融合,形成產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展;最后,建議政府整合調(diào)配社會資源,發(fā)揮合作創(chuàng)新的優(yōu)勢,以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略為依托促進(jìn)創(chuàng)新要素聚合,為水利建設(shè)發(fā)展注入活力。

b.合作主體層面。企業(yè)作為合作網(wǎng)絡(luò)中最具有控制力和影響力的核心主體,建議應(yīng)多維度拓展創(chuàng)新力度,積極與其他主體建立多領(lǐng)域合作關(guān)系,深入延長合作鏈條實(shí)現(xiàn)資源拓展,提高企業(yè)競爭力,推動高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型;科研機(jī)構(gòu)作為合作網(wǎng)絡(luò)的重要參與者和中間人,建議專注于水利建設(shè)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新,并加強(qiáng)與企業(yè)的交流合作,關(guān)注社會需求和政策導(dǎo)向,促進(jìn)科技成果及時轉(zhuǎn)化;高校是人才的搖籃,為專利合作網(wǎng)絡(luò)培養(yǎng)和輸送高質(zhì)量人才資源,建議積極與企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)開展人才交流、學(xué)科互動、技術(shù)應(yīng)用等產(chǎn)學(xué)研合作,加強(qiáng)水利建設(shè)領(lǐng)域高精尖特色人才培育,擔(dān)當(dāng)合作橋梁,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新主體協(xié)同發(fā)展。

c.合作網(wǎng)絡(luò)層面。我國水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研專利合作應(yīng)始終以創(chuàng)新作為關(guān)注重點(diǎn),推動主體深度融合、協(xié)同發(fā)展。因此,建議企業(yè)保持敏銳的感知力,及時捕捉政策動向和社會需求,積極參與水利建設(shè)產(chǎn)學(xué)研合作,廣泛吸收網(wǎng)絡(luò)信息和資源,提升技術(shù)創(chuàng)新和成果應(yīng)用能力;建議科研機(jī)構(gòu)繼續(xù)保持水利建設(shè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新研發(fā),通過產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)及時獲取市場動態(tài)和技術(shù)熱點(diǎn),實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的互動發(fā)展;建議高校以服務(wù)社會需求為導(dǎo)向,傳遞學(xué)科知識、培養(yǎng)水利建設(shè)創(chuàng)新人才,搭建產(chǎn)學(xué)研合作橋梁,促進(jìn)水利建設(shè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。