山东省城市协同创新网络结构特征与创新效率研究.pdf

鲁东大学学报(自然科学版)()():收稿日期:修回日期:基金项目:山东省社会科学规划研究项目()通信作者简介:于海生()男教授硕士研究生导师博士研究方向为经济与社会统计:.:././.山东省城市协同创新网络结构特征与创新效率研究吴艳婷张书豪于海生(鲁东大学 数学与统计科学学院山东 烟台)摘要:分析城市创新效率有助于提升山东省城市创新能力 本文基于 数据库以及国家知识产权局等相关网站中的跨地区合作数据构建知识创新合作网络对山东省城市之间的论文和专利合作情况分别进行特征分析从投入产出的视角采用 模型对山东省各城市的创新效率进行测度 结果表明:济南市和青岛市在论文、专利方面合作紧密同时也对周边地区产生了明显的辐射效应处于核心位置各城市的创新效率在 年呈增长趋势经济相对发达的地区具有较高的创新投入和创新产出发展相对缓慢的城市的创新效率仍有待提高关键词:论文合作专利合作网络结构特征 模型创新效率中图分类号:文献标志码:文章编号:()在产业结构转型优化升级的大背景下创新是驱动经济发展和社会进步的关键动力也是实现区域经济持续稳定增长的核心要素 作为中国经济发展的重要支柱山东省需要加强城市之间的协同创新建设以推动创新型国家建设目标的实现近年来关于城市创新的相关研究中有关区域创新效率的研究已经取得了不少成果 在效率测度方法上很多研究采用基于参数的随机前沿分析()和基于非参数的数据包络分析()评估不同城市的创新效率 王锐淇等采用 分析方法在估计区域技术创新能力影响变量的同时对我国区域技术创新效率进行了系统测度 许春花等运用以投入为主导的 模型对山东省 年地级及以上城市的水资源利用相对效率进行评价分析 等采用改进的 模型对 年中国城市创新效率进行测度表明区域内协同创新不仅提高了本地区域的创新效率而且有效地带动了其他区域的创新效率提升 对于城市群创新效率的研究采用 方法研究了大湾区城市的创新效率并比较了规模效率和技术效率的差异盛彦文等引入修正引力模型、社会网络分析方法和 模型等探讨城市群的创新联系网络结构对创新效率的影响 徐林基于投入产出视角构建长三角城市群创新投入与产出评价指标体系并利用 模型对其进行了效率测度发现长三角城市群的创新效率与这些城市 经费投入呈正相关性 孙振清等基于 年地级市数据以京津冀、山东半岛、长三角和珠三角城市群为研究对象采用三阶段 方法测算四大城市群协同创新效率并分析其时空特征此外很多国内外学者利用论文、专利合作等数据来刻画不同空间尺度下的创新联系网络 等利用中国科学引文数据库的合作论文发现作者排名、合作和地理距离都是影响区域间创新协同发展的重要指标 等基于年中国 个省份之间的合作专利数据运用图论、空间统计方法和二次分配模型对区域间网络结构进行了研究 刘乃全等主要采用地区之间论文和专利合作的数据以 人力投入和 经费投入为创新投入指标以经济效益产出和知识成果产出为创新产出指标构建区域科技协同创新评价指标体系分析长三角地区间科技协同创新时空演变特征 危怀安等从科技创新与经济产出效率的角度切入运用 模型对武汉城市圈 个城市的科技创新和经济产出进行 鲁东大学学报(自然科学版)第 卷测算发现区域协同发展格局对城市群中心城市和其它成员城市的科技创新、经济产出均产生巨大影响本文在上述研究的基础上使用数据挖掘的相关方法获取 数据库以及国家知识产权局等相关网站中的跨地区合作数据对山东省地级及以上城市之间的论文及专利合作网络的特征结构进行分析以探究城市间创新关联的空间结构及演化趋势从投入产出的视角出发进一步采用超效率数据包络分析()模型对各城市 年的创新效率进行测度研究以分析城市的创新能力 研究方法与数据来源.研究方法 是一种非参数的效率评估方法其基本思想是将多个输入变量和输出变量组合成一个效率值通过比较不同决策单元()之间的效率得出最优解决方案传统的 通常分为 模型和 模型 假设有 个每一个 有 个输入变量和 个输出变量 则两个模型的计算公式如下:模型为:().模型为:().其中:表示第个的投入向量 表示第个的产出向量表示第个的权重 表示松弛变量 表示非阿基米德无穷小通常取 表示效率值传统的 效率值分为小于 和等于 两种情况认为效率值小于 的 为“非 有效”效率值等于 的 为“有效”实际上效率值等于 的 之间也是存在差别的利用 可对效率值为 的 进行排序并比较 是在 的基础上发展而来的方法其主要思想是在 的基础上引入超效率值即在一个最优前沿面中找到一个相对最优的 该 的效率值高于最优前沿面上的其他点 模型的一般形式为:().研究范围与数据来源合作论文数据来源于 数据库选取时间范围为 年 对山东省 个地级及以上城市进行两两检索利用爬虫工具获取城市节点间的合作论文数量 山东省地级及以上城市为济南市、青岛市、淄博市、枣庄市、东营市、烟台市、潍坊市、济宁市、泰安市、威海市、日照市、滨州市、德州市、聊城市、临沂市、菏泽市合作专利数据来源于国家知识产权局的专利信息服务平台在高级检索中对专利地址进行检索运用爬虫工具获取 年山东省 个地级及以上城市的专利信息 由于许多企业、单位在命名上并不带有城市信息因此需借助天眼查等企业查询网站与其他地址进行匹配多位专利申请人地址不在同一个城市的情况可认定为跨区域专利合作需要指出的是自 年起国务院批复同意将莱芜市所辖区域划归济南市管辖故本文将 年之前莱芜市的相关数据合并至济南市 实证分析.论文合作网络特征分析 年山东省城市间论文合作在数量上存在明显差异具体合作数量如图 所示由图 可见:济南和青岛作为山东省的龙头城市在论文合作中处于核心位置具有引领作用同时也对周边地区产生了明显的辐射效应带动了其 第 期吴艳婷等:山东省城市协同创新网络结构特征与创新效率研究 他城市创新能力的快速发展青岛烟台、济南烟台的合作数量表现也较为突出但与青岛济南的论文合作数量差距较大 究其原因:济南和青岛经济和工业基础好在高新技术产业领域有大量的企事业单位提供科研实验平台为知识产出与知识合作助力并且济南和青岛拥有全省最多的高校及科研院所具有良好的技术储备、资金支持以及人才供应对于鲁西南地区的城市来说由于缺少高校的支持和人才的供应论文合作数量相对较少图 年城市间论文合作数量.为了分析不同时间段内城市间的论文合作网络结构将 年的论文合作数据构建成合作网络矩阵以 为时间间隔进行可视化呈现结果如图 所示如图()所示 年山东省各城市间的论文合作网络整体较为松散除济南、青岛和泰安之外大部分城市处于网络边缘位置()年()年()年 鲁东大学学报(自然科学版)第 卷()年图 年城市间论文合作网络.年(图()山东省各城市间论文合作强度逐渐增加合作关联网络越来越紧密济南、青岛依然保持着与省内多数城市的合作状态 值得关注的是烟台在论文合作网络中异军突起并产生了比较固定的合作伙伴成为核心节点之一 年(图()山东省的论文合作网络聚集程度稳步上升各城市与固定合作伙伴城市之间的合作越来越多大部分城市都积极地加入到合作中 明显看出烟台滨州、青岛东营和青岛济南合作关系最为密切 年(图()山东省论文合作网络呈现一个爆发式的增长不同节点之间的高频合作使整个网络密度显著增加济南和青岛以广泛的合作群和极高的论文量在众多城市中脱颖而出一跃成为山东省科研核心城市在提高知识产出效率的同时对创新合作网络中处于边缘地位的城市也产生了带动作用促进了区域间的协同创新整体来看各城市的论文合作对象都比较多几乎两两之间都有合作历史 济南、青岛和烟台是山东省 个最为重要的城市节点相比之下青岛和济南之间的科研合作更为密切.专利合作网络特征分析近年来山东省在知识产权保护和专利合作方面取得了巨大的进展 一方面山东省政府积极推动了专利法律制度的完善和知识产权的保护加大了对高新技术企业和创新型企业的支持力度另一方面山东省相关机构积极开展专利信息服务、专利检索和专利分析等工作为企业和科研机构提供了强有力的支持 年山东省城市间专利合作数量见图 图 年城市间专利合作数量.第 期吴艳婷等:山东省城市协同创新网络结构特征与创新效率研究 由图 可见:济南和青岛分别作为山东省的省会和经济中心城市具有较强的科技创新能力和知识产权意识两城市间的专利合作最为密切且与其他城市均存在合作状态发展相对缓慢的城市的专利合作数量较少如枣庄、滨州、日照、东营、菏泽等城市的专利申请和授权数量相对较少且存在合作不足的情况 分析原因这可能与这些城市的科技创新和知识产权保护水平较低有关也可能与这些城市之间的经济联系和科技合作较少有关为更加清晰地了解专利合作的社会网络关系以 为时间间隔对 年城市间专利合作数据所构建的合作网络结构进行可视化呈现结果如图 所示如图()所示山东省 年各城市间的专利合作相对匮乏整个省的专利申请和授权数量较少总体上处于低水平城市间的专利合作仅形成了一个稀疏的关联网络 其中济南、青岛、烟台等城市之间的合作相对比较密切其他城市之间的合作较少甚至枣庄、滨州、日照等城市没有出现合作现象处于网络边缘位置()年()年()年()年图 年城市间专利合作网络.综合图()、()年山东省专利合作网络聚集程度呈稳步上升趋势济南、青岛、烟台等城市之间的合作更为广泛和紧密其他城市之间的合作也有了一定程度的增加说明整个省份的专利申请和授权数量进一步提升由图()所示:年网络中出现了越来越多的重要节点专利合作呈现爆发式增长各城市之间的合作持续加强网络密度和强度都有明显的提升除了青岛和济南以外泰安、聊城、淄博、济宁等城市也形成了自己的关联网络具备了一定的区域影响力综合以上分析 年随着创新技术的不断发展和政策的有力支持山东省的专利合作完成了一个由少到多的转变 山东省各个城市之间的专利合作越来越紧密合作的频率有明显的上升趋势截至 年省内已经形成一个完整的网络可以畅通无阻地进行专利合作交流从城市节点来看:济南、青岛两地的辐射力和吸引 鲁东大学学报(自然科学版)第 卷力不断增强逐步成为区域专利合作的核心节点枣庄、滨州、日照 个城市较菏泽和东营而言处于网络更为边缘的位置对外专利合作数量少未来山东省应进一步优化知识产权保护政策加强科技创新能力促进各城市之间的合作与发展推动专利合作进入更高水平.城市创新效率测度城市创新效率具有重要内涵与论文、专利等直接产出指标相比创新效率是衡量创新关联效果更准确的指标更能反映各地区创新资源配置能力的强弱 因此在分析城市间论文合作和专利合作网络特征的基础上以各城市的 经费总支出、人员折合全时当量和 活动单位数作为创新投入指标将城市之间的论文及专利合作相关数据作为创新关联的产出指标运用 模型对山东省各城市的创新效率进行测度 表 为 年山东省各城市的创新效率下面分别从时间维度和城市维度分析表 表 年城市创新效率计算结果.城市济南.青岛.淄博.枣庄.东营.烟台.潍坊.济宁.泰安.威海.日照.滨州.德州.聊城.临沂.菏泽.从时间维度来看山东省各城市在 年的城市创新关联总体呈现波动增长的趋势 在 年大多数城市的创新效率在 以下创新效率最高的城市仅达到了.创新效率较低城市间的协同创新相对较少 年各城市创新效率增长但增势较缓且有震荡现象波动原因可能是城市在创新合作领域存在一些短期的挑战和问题 年城市的创新效率增势变快且震荡减少截至 年创新效率最高可达到.相较于 年来说排名比较靠后的城市创新效率也有所提升从城市维度来看山东省各城市的创新效率水平存在差异 年济南、青岛、烟台的创新效率基本位于山东省前列可以看出这 个城市具有较强的自身创新能力和协同创新能力而枣庄、临沂、菏泽排名比较靠后需要进一步改善和提高创新能力加强知识产权保护和创新合作为进一步展示创新效率的变动情况 对、和 年各城市创新效率进行可视化呈现具体如图 所示 总体来看山东省 个地级及以上城市创新效率随时间呈上升趋势空间集聚特征也愈加明显 在、和 年与济南紧邻的地区和胶东半岛地区的创新效率高于山东省其他地区 这些城市不仅在创新投入总量上具有优势还具备较高的创新产出 第 期吴艳婷等:山东省城市协同创新网络结构特征与创新效率研究 将有限的资源进行充分利用与其他城市产生了密切的创新关联对省内其他城市有明显的辐射效应 从 年山东省各城市创新效率空间格局来看与、年相比各城市在协同创新方面合作更加紧密但菏泽、枣庄、临沂等城市创新效率仍有待提高创新合作能力仍有待加强可见山东省各城市的创新效率存在差异有的城市表现突出有的城市则存在一定的短板 对于表现突出的城市可以通过分享经验和优势带动其他城市的发展而对于存在短板的城市则需要在政策和资源支持方面给予更多的关注和帮助加强创新合作提高城市创新能力和竞争力()年()年()年图 、和 年城市创新效率空间格局.结论本文通过构建知识协同创新网络对山东省城市之间的论文与专利合作情况分别进行特征分析探究了城市协同创新的空间结构及演化趋势将论文与专利合作相关数据作为创新产出指标采用 模型测度 年山东省地级及以上城市的创新效率 研究发现:济南和青岛作为山东省的龙头城市在论文、专利合作中处于核心位置具有引领作用不仅内部之间联系紧密同时对周边地区产生了明显的辐射效应经济相对发达的地区创新效率较高且增长较快在创新投入总量上具有优势的同时还具备较高创新产出并与其他城市产生了密切的创新关联而发展相对缓慢的城市创新效率虽逐年增长但仍需与其他城市加强合作参考文献:王锐淇彭良涛蒋宁.基于 与 方法的区域技术创新效率测度与影响因素分析.科学学与科学技术管理():.许春花郑昭佩惠素敏等.基于 的山东省水资源利用相对效率研究.鲁东大学学报(自然科学版)():.?.():.():.盛彦文苟倩宋金平.城市群创新联系网络结构与创新效率研究:以京津冀、长三角、珠三角城市群为例.地理科学():.徐林.长三角城市群创新效率测度.统计与决策():.孙振清李欢欢刘保留.中国东部沿海四大城市群协同创新效率综合测度及影响因素研究.科技进步与对策():.鲁东大学学报(自然科学版)第 卷 :.():.():.刘乃全杨晓章.长三角区域科技协同创新发展研究:基于区域间论文和专利合作.华中师范大学学报(自然科学版)():.危怀安平霰.区域协同视角下城市群科技创新与经济产出效率时空分异研究:以武汉城市圈为例.科技进步与对策():.():.:(责任编辑 顾建忠)