区域科技金融协调发展时空分异及预测研究.pdf

第 卷 第 期 年 月武 汉理工大学学报(信息与管理工程版)().文章编号:()文献标志码:区域科技金融协调发展时空分异及预测研究杨 青马雅洁曹兰娟吴 恒(.武汉理工大学 安全科学与应急管理学院湖北 武汉.浙江大学宁波理工学院 机电与能源工程学院浙江 宁波)摘 要:国内外历史经验表明科技金融是支持科技创新的重要手段科技金融发展水平是新时代创新驱动战略的重点之一 基于相关 变异系数法对科技金融的评价指标体系进行筛选并针对 年 个省市数据进行指标适配关系分析建立耦合协调发展模型对区域科技金融发展进行综合评价并综合对比分析趋势外推法与灰色()预测模型择优选取灰色()模型预测各区域耦合协调发展趋势 研究表明:科技金融指标具有产业导向全国科技与金融融合层次有差异东部偏高中部稳步有机遇西部易提升东北部短板明显由东至西耦合协调梯次弱化提出强化科技金融顶层设计和监管因地制宜精准施策采取区域联动互助发展模式助力区域高效协调发展关键词:科技金融相关 变异系数法耦合协调灰色预测适配关系中图分类号:.:./.收稿日期:.作者简介:杨青()男教授研究方向为综合评价、区域发展.基金项目:科学技术部 年国家中长期科技发展规划重大问题研究项目().科学技术是第一生产力金融是现代经济的血液与核心科技创新是社会经济增长的重要动力金融与科技创新之间的紧密联接是现代市场经济发展的内在特点和基本趋势 纵观世界经济的发展史科技创新与金融服务的有效结合是推动世界经济高质量发展的关键手段 科技金融是推动自主创新和加快产业转型升级的重要举措是加速科技成果转化为生产力和实现创新型国家的必然之路 学术界对科技金融的研究始于 世纪初在其德文著作经济发展理论中阐述了“信用创造理论”这个重要论述 我国学者对科技金融的研究始于上世纪 年代的科技贷款科技创新与金融资本结合的经济增长范式逐渐获得普遍认同从而形成了“科技金融”的概念国内外学者一直在探索科技金融的发展路径例如探讨科技创新与金融发展的单向影响关系发现财政科技投入、科技资本市场与风险投资支持均对技术创新具有促进作用金融支撑对科技创新具有重要的助推作用但作用强度或效率有地域、阶段、企业之分 而人工智能等现代信息技术与金融业的深度融合能有效对金融高质量发展提质增效并且可以反哺传统产业 也有学者探讨科技创新与金融发展的双向互动关系分别从政府、市场和区域等 方面的协同系数、耦合协调度入手测算子系统间的互动强度或效度发现科技金融的蓬勃发展离不开经济高质量发展显著的助推作用而科技金融对经济高质量发展的激励推动作用仍有待提升我国区域科技金融发展水平优于技术创新发展水平 此外关于科技金融耦合协调发展预测的方法主要包括趋势外推法、()灰色预测模型和 神经网络预测模型 现有研究重点是耦合协调发展态势的评价研究缺乏评价指标体系和最佳预测模型的研究指标体系子系统划分尚未有明确的标准同时其最佳维度有待研究新时代下区域创新能力与经济发展随着人口流动与城镇化建设逐渐发生变化为进一步测算科技金融对区域社会经济的作用有必要更为科学地、清晰地筛选指标数据和评价维度 笔者针对上述问题进行创新研究:提出基于相关 变异系数法进行客观筛选指标的方法探讨子系统的最佳维度分析底层指标与子系统的适配关系综合对比分析趋势外推法与灰色()预测模型择优选取耦合协调发展最佳预测模型 研究方法.耦合协调发展评价模型 等认为在综合评价中多个指标的整合方法与指标数据标准化后的尺度有关 通过线性函数数据标准化的方法进行计算:其中 ()式中:代表各子系统的综合发展评价指数代表子系统中 指标的权重代表 地区 指标数据经过标准化处理后的值耦合度是对系统之间关联程度的一种度量能够反映出系统与系统之间彼此相互影响、相互作用的强弱程度 但耦合度只能在时间维度上准确判断各系统间相互影响程度的强弱 因此杨青等构建了协调发展度模型避免以耦合度判断结果的优劣而造成评价结果出现错误科学评价各个子系统的协调发展程度如式()式()所示 ()()()式中:为子系统的耦合度取值范围为值越大说明耦合程度越高为各子系统的待定权重系数各系数之和为 为各子系统的评分值 为子系统耦合协调综合发展指数 为耦合协调发展指数反映了子系统间动态发展的整体协同程度 根据谢泗薪等的研究将耦合协调发展指数划分为不同的类型如表 所示表 耦合协调发展指数划分标准(.).).).).类型 失调发展 低度协调 中度协调 高度协调 极度协调.底层指标与子系统的适配关系区域全面协调可持续发展是国民经济平稳、健康、高效运行的前提也是一个复杂的系统工程 科技金融深度融合评价指标体系的每个子系统都涵盖了多个底层指标比较典型的序列分解式是指标归属关系条理清晰的一种形式每一个指标只隶属于某一子系统某一个子系统下面有一个或多个指标子系统与指标的连接关系不交叉在科技金融深度融合研究中指标体系包含时间、指标和横截面的面板数据如果按照年份对每张数据表单独进行主成分分析不同的数据表将具有完全不同的主超平面从而无法保证系统分析的统一性、整体性和可比性 据此运用全局主成分分析模型进行指标适配即在传统的主成分分析方法中加入时间序列如将不同年份、地点的相同指标数据按照时间顺序放在一起构成时序立体数据表以弥补对各年度数据表进行主成分分析时各评价结果无法比较的欠缺之处根据最大载荷系数来确定底层指标与子系统的适配关系 评价指标体系构建基于耦合协同原理及科技金融发展的内涵针对指标冗余、指标不具代表性等问题构建相关 变异系数法对指标进行筛选.指标选取.指标初选考虑到不同指标体系在地域覆盖、时期跨度、研究领域和数据来源等方面的局限性为寻求普遍适用的科技金融深度融合评价指标体系参考文献在中文 数据库以“科技金融”和“指标”为检索主题根据文献的针对性、权威性、时效性、规范性和直接性共优选出期刊论文 篇最终筛选出以下 个指标:规模以上工业企业 人员折合全时当量()、规模以上工业企业 经费支出()、科学研究与技术开发机构数()、发明专利申请数()、高技术企业主营业务收入()、高技术产业销售利润()、高技术产业工业总产值占工业总产值比重()、新产品产值()、技术市场成交合同额()、专利授权量()、财政科技拨款()、金融机构贷款总额()、保险公司保费收入()、股票市价总值()、创业风险投资的投资强度()、新产品开发项目数()、高技术产品出口额()、高等院校数量()、第三产业产值占 比重()、地方财政一般预算收入()、科技孵化企业数量()、创业风险投资额()、科技孵化企业从业人员()、城镇化率()、科技企业数()、在校本科生人数()、三大科技论文检索数()、人均()、规模以上工业企业研发机构经费支出()、规模以上工业企业研发机构人员数()、外商投资企业进出口总额()、国第 卷 第 期杨 青等:区域科技金融协调发展时空分异及预测研究外技术引进合同金额().数据来源及预处理选取中国 个省份(除西藏、港澳台地区)为研究对象数据主要来源于 年中国统计年鉴中国科技统计年鉴中国高技术产业统计年鉴中国金融年鉴中国创业风险投资发展报告中经网统计数据库以及各省市统计局统计年鉴和统计公报等 其中少量缺失的数据采用插值法进行处理 根据中国统计年鉴将全国划分为四大区域:东部地区(北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、山东、广东、福建、海南)东北地区(黑龙江、吉林、辽宁)中部地区(山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南)与西部地区(内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)不同的指标数据具有量纲和数量级上的差异采用极差法对数据进行标准化处理取值范围 利用.统计软件通过降维的方法得到解释的总方差、成分矩阵及特征值进而计算指标权重和归一化处理.基于相关 变异系数法的指标筛选.基于相关系数法选取我国 年 个省市的面板数据(根据数据的可得性避免部分省的指标值偏差过大不包括新疆、西藏、内蒙古、海南 个地区)基于相关 变异系数法根据标准化后的面板数据计算相关系数矩阵与变异系数完成对指标的筛选基于相关系数法对指标进行初步筛选删除具有多重共线性的指标消除指标间的信息冗余以提高评价结果的科学性和合理性 具体步骤如下:利用 软件生成相关系数矩阵计算每个指标与余下指标的决定系数的平均值决定系数即相关系数的平方如式()所示 ()式中:为相关系数矩阵中第 行第 列的值反映了线性相关的程度决定系数值越大表示该指标在评价体系中的地位越重要因此将该指标作为参考指标保留下来比较其余指标与参考指标的相关系数较大的值被剔除反之则被保留 最终得到各指标的复相关系数结果如表 所示由表 可知最大仅次之故 与 在评价体系中占有重要位置应予以保留并以该二者为参考指标分别比较余下指标与其相关系数的大小相关系数越大说明该指标与参考指标关系越密切独立性越差应该被剔除反之则被保留 最后以发明专利申请数与高技术产业销售利润为控制变量计算偏相关系数如表 所示表 复相关系数表复相关系数值复相关系数值复相关系数值复相关系数值.表 偏相关系数表(以 为控制变量)系数值.系数值.系数值.由表 可知与、的值最大即所涵盖的重叠信息最多应当将其剔除故删除规模以上工业企业 人员折合全时当量()、规模以上工业企业 经费支出()、科技孵化企业数量()和科技孵化企业从业人员()个指标武汉理工大学学报(信息与管理工程版)年 月.基于变异系数法基于变异系数法进行复选判断信息的离散程度删除不具代表性的指标筛选出对评价结果影响大的指标标准如下:当某个指标的变异系数小于所有指标变异系数的均值时应予以删除以筛选出更具代表性的指标计算出每个指标的变异系数(标准差与均值之比)并求出全部指标变异系数的均值为.删除 小 于 均 值 的 个 指 标:(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.)、(.).层级间适配关系分析通过对全国 省 年的面板数据进行全局主成分分析发现 .相伴概率值为.在显著性水平.的基础上通过了 球形检验提取特征根大于 的因子当提取两个主因子时方差累计贡献率达.能较好的反映整体情况根据层级间适配关系的划分标准荷载系数阈值取 .按照所选底层指标的含义将两个主成分划为科技创新、金融支持子系统并结合专家法对适配关系改进优化最终得到科技金融协调发展评价指标体系具体的适配关系及权重如表 所示表 子系统和底层指标的适配关系及权重子系统底层指标权重科技创新科学研究与技术开发机构数.发明专利申请数.高技术企业主营业务收入.高技术产业销售利润.新产品产值.专利授权量.新产品开发项目数项.高技术产品出口额.科技企业数.规模以上工研发机构经费支出.规模以上工企研发机构人员数.金融支持技术市场成交合同额.股票市价总值.创业风险投资额.外商投资企业进出口总额.国外技术引进合同金额.实证分析.基于时空演变的耦合协调发展分析基于耦合协调发展指数的计算公式其中 为科技与金融两个子系统的待定权重系数且权重系数之和为 考虑到科技创新和金融支持两个子系统同等重要选取 .得到全国 个省市的科技创新与金融支持系统耦合协调发展指数()创新相对欠缺协调有待发展 我国在金融支持、科技创新的发展水平需要总体认知各年份所有省市的平均发展水平如图 所示 可知全国的科技创新水平和金融支持水平的演化在 年以来保持高度一致均处于较低水平但耦合协调度处于中间水平推断我国可能存在部分区域的科技和金融发展存在失衡的情况 金融支持水平保持相比略高的层次但两者均处于较低水平 全国科技与金融发展综合指数出现平稳的增长趋势但增长的区间十分狭窄 科技与金融的耦合度保持相对其他指数而言较高的层次但演化趋势并不平稳存在波动的情况初始值和终值的变化不大 综上科技与金融的融合发展历来在不断探索与政策推动金融支持与科技创新的业务开展有着密切关系其推动作用存在一定的反复波动的可能图 全国科技金融平均发展水平()耦合协调不充分融合空间待拓展 在 年间我国科技创新和金融支持的发展水平处于较低水平耦合协调发展指数分布在.涵盖了失调发展、低度协调、中度协调、高度协调和极度协调 个协调阶段 我国科技与金融耦合协调发展指数均值较低仅少部分区域处于高度协调或极度协调大多数处于低度协调和中度协调水平 部分地区处于失调发展阶段科技与金融的发展融合还远未起色这与地域文化、经济基础、产业分布有着密切的关系而对于科技与金融的耦合协调发展指数较高的区域其最小值和最大值也存在较大差异可见融合空间与耦合协调水平有着一定的关联关系第 卷 第 期杨 青等:区域科技金融协调发展时空分异及预测研究()区域差异明显东部占优中部稳升 以全国 省市耦合协调发展指数的平均值为参考分别绘制了东部、东北部、中部、西部的耦合协调发展的趋势图如图 所示图 区域耦合协调发展趋势图 由图 可知我国科技创新与金融支持耦合协调发展地区差异化显著 东部区域的耦合协调发展程度优于全国平均水平而东北、中部、西部的发展均落后于全国平均水平基本上呈现出稳步上升的趋势 东部地区广东和江苏的科技与金融的耦合协调发展指数有明显上升趋势处于东部优势区域其次则是浙江和山东 海南省缺少科技要素资源与政策的支撑高新技术产业发展相对滞后其耦合协调发展缓慢且处于东部的最底层与其他地区存在显著差距西部地区则由重庆、四川、山西处于领先地位从地理上来看这些地区更接近中原交通区位更加便利 西部地区的资源、地理位置、政策等要素不均衡产业结构较为单一科技人力资源较为稀缺直接影响科技与金融协调发展水平随着西部大开发战略的深入推进尤其是扶贫政策、国家安全战略、一带一路战略的推进西部的科技与金融将面临重大机遇中部地区的科技与金融发展是相对均衡的区域皆处于中等水平且稳步提升 湖北存在一定的科技和金融耦合协调的优势其交通枢纽和科技人才优势极为明显 而山西持续处于失调状态金融支持发展相对滞后于科技创新两者发展均缓慢资源型和能耗型产业发展路径依赖较为严重东北地区的科技与金融耦合协调均处于较低水平东北是我国历史重工业基地且地理位置偏北气候特征较为干旱限制了科技与金融的活跃度所需要的人才流动 科技与金融的耦合多集中于新兴科技、绿色经济、节能减排产业等以设备制造、金属冶炼作为传统产业支撑的东北在科技与金融的融合上存在历史路径的牵绊 相比而言具有良好港口和海岸线经济带的辽宁科技与金融的发展程度较高.耦合协调发展预测分析.灰色()与趋势外推法预测对比分析趋势外推法根据预测变量的时间顺序推测其未来的变动趋势仅限于事物发展渐进式变化的预测主要应用于科技、经济和社会发展等领域的预测 灰色预测模型不局限于庞大样本数量及规律性分布等要求且计算量小、预测准确度高可用于短、中期预测广泛应用于农、工业、气象等众多领域 因此基于灰色()模型与趋势外推法进行耦合协调发展指数预测的综合对比分析利用 年耦合协调发展指数为样本进行模型构建以 年预测数据作为检验样本分别计算出两种模型预测值与实际值的相对误差()及平均绝对百分比误差()武汉理工大学学报(信息与管理工程版)年 月由于数据较多选取中部地区的 个省预测结果列于表中具体结果如表 所示表 两种模型 年耦合协调发展预测结果对比地区年份实际值趋势外推法预测值/()预测值/优选模型山西 年.()年.安徽 年.趋势外推法 年.江西 年.()年.河南 年.()年.湖北 年.()年.湖南 年.()年.由表 可知灰色()模型对山西省、江西省、河南省、湖北省和湖南省科技创新与金融支持耦合协调发展预测值的 远远小于趋势外推法 个省的优选模型均为()模型仅安徽省灰色()模型的 略大于趋势外推法优选模型为趋势外推法 综合 个省的预测结果可知灰色()模型小于趋势外推法预测值 的地区占比高达.可见灰色()模型为最佳预测模型能够较好对未来科技金融系统的耦合协调发展指数进行模拟预测我国省域的科技金融系统的发展趋势.耦合协调发展最终预测值我国科技创新与金融支持的发展态势研判是科技金融政策的重要引导 基于各省 年科技创新与金融支持耦合协调发展指数应用灰色()预测模型动态模拟 年两者的耦合协调程度最终预测结果如表 所示总体上在 年我国 个省域的科技创新与金融支持耦合协调发展指数将基本延续 年上升发展的态势 具体而言变化最显著的有安徽省、湖北省、重庆市和四川省均由低度协调演变为中度协调 江苏省和浙江省经过小幅度的增长分别由高度协调、中度协调跃升一个耦合协调等级演进为极度协调和高度协调 到 年 处 于 失 调 发 展 阶 段 的 仍 占.较 年仅减少了.耦合协同发展形势严峻预测结果显示未来几年我国科技创新与金表 年科技创新与金融支持耦合协调发展预测地区 年 年 年 年 年东部中部东北西部北京.天津.河北.上海.江苏.浙江.福建.山东.广东.海南.山西.安徽.江西.河南.湖北.湖南.辽宁.吉林.黑龙江.内蒙古.广西.重庆.四川.贵州.云南.陕西.甘肃.青海.宁夏.新疆.融支持耦合协调发展态势虽然有所提升但耦合第 卷 第 期杨 青等:区域科技金融协调发展时空分异及预测研究协调演进增长趋势较为缓慢各区域之间发展的不平衡性尚存各省份达到科技创新与金融支持两系统深度融合协同发展的状态仍需较长的时间 因此在未来的发展中需要各省针对自身的短板弱项集中发力、突破自我同时加强区域内与区域间的联动互助合作实现全国科技创新与金融支持两者协调可持续发展 结论与建议()基于相关 变异系数法筛选指标结合全局主成分分析探讨子系统的最佳维度构建具有科学性、全面性与代表性的科技创新与金融支持耦合协调发展评价指标体系基于全国 省市 年面板数据运用耦合协调测度模型进行时空差异性分析并综合对比趋势外推法与灰色()预测模型择优选取灰色()预测模型分析未来 年我国科技创新与金融支持耦合协调发展态势为政府促进两者耦合协调发展提供科学依据和参考 研究发现科技金融指标涉产业较多全国科技与金融融合层次有差异由西至东耦合协调呈梯次提升()根据以上研究结论提出如下对策建议:为实现科技创新与金融支持的深度融合要大力实施创新驱动发展战略完善融合体系的顶层设计如优惠扶持政策政府与企业要加大对科学研究的经费投入重视引进科技型、技术型高端人才搭建好平台通过市场机制更好促进科技成果转化以提升科技创新能力实现科技创新与金融支持协调发展 我国各区域的耦合协调发展水平差异显著应根据其资源、政策、地理位置、交通等因素挖掘科技创新与金融支持体系不协调的短板弱项因地制宜精准施策制定符合各地发展的科技创新与金融支持的差异化政策优化深度融合体制机制 对于协调发展程度较高的地区应发挥对周边省市的辐射带动效应采取区域联动互助发展模式破除区域壁垒实现金融、人才和技术资源自由流通 对于处在失调发展阶段的省市政府应根据实际发展的需求做到一区一策有针对性的加大政策倾斜及资金投入力度促进科技创新与金融支持体系的高效发展缩小与发达地区的差异参考文献:王涛董亚妮杜婧怡等.中国科技金融理论与实践:综述与展望.中国经贸导刊(中)():.:.徐玉莲王宏起.科技金融对技术创新的支持作用:基于 方法的实证分析.科技进步与对策():.:.常亮罗剑朝.科技金融投入差异对科技创新效率的影响研究:基于陕西省 家企业的经验考察.西安财经学院学报():.张岭郭英远张胜等.风险容忍视域下风险投资对科技企业创新支持路径研究.科学管理研究():.周雷陈音张璇等.金融科技底层技术创新及其对金融行业的赋能作用.金融教育研究():.成鹏飞关晓东苏昌贵等.科技金融对我国培育世界级制造业集群的影响研究:以湖南省轨道交通产业集群为例.湖南社会科学():.张江朋邱添张璞.科技金融与区域创新系统协同发展机理:基于空间计量模型的实证分析.科技管理研究():.张芷若谷国锋.科技金融与科技创新耦合协调度的空间格局分析.经济地理():.张芷若谷国锋.中国科技金融与区域经济发展的耦合关系研究.地理科学():.程翔杨小娟张峰.区域经济高质量发展与科技金融政策的协调度研究.中国软科学():.周德田冯超彩.科技金融与经济高质量发展的耦合互动关系:基于耦合度与 模型的实证分析.技术经济():.陈伟忠周春应.中国区域科技金融与技术创新耦合协调度分析.生产力研究():.张媛媛袁奋强刘东皇等.区域科技创新与科技金融的协同发展研究:基于系统耦合理论的分析.技术经济与管理研究():.陆保一明庆忠郭向阳等.中国旅游业 科技创新 区域经济的耦合态势及其预测分析.地理与地理信息科学():.武汉理工大学学报(信息与管理工程版)年 月 潘苏楠李北伟聂洪光.科技创新与美丽中国建设的协调发展:基于系统耦合视角.技术经济():.:.():.霍远朱陆露.科技金融、科技创新与区域经济耦合协调发展研究:以“丝绸之路经济带”省为例.武汉金融():.杨青何玲刘星星等.城市“五位一体”协调发展时空分异研究.科研管理():.谢泗薪胡伟.经济高质量发展与科技创新耦合协调:以京津冀地区为例.统计与决策():.朱晏锋.我国高等声乐教育教学研究的轨迹、热点和发展趋势():基于 数据库中文核心期刊的文献计量分析.高教探索():.:.()().:.第 卷 第 期杨 青等:区域科技金融协调发展时空分异及预测研究