数字基础设施对城市技术创新的影响——基于我国287个地级及以上城市的实证分析.pdf

科技经济第36 卷总第2 14期2023年8 月第4期数字基础设施对城市技术创新的影响基于我国2 8 7 个地级及以上城市的实证分析喻楠吕拉昌1.2（1首都师范大学资源环境与旅游学院，北京10 0 0 48；2 北京城市创新与发展研究中心，北京10 0 0 48）摘要：界定了数字基础设施的概念，并通过构建数字基础设施与城市技术创新的理论分析框架和城市数字基础设施评价指标体系，实证分析了我国2 8 7 个城市数字基础设施对城市技术创新产出的影响。研究表明：数字基础设施是指以信息网络为基础，面向支撑经济社会数字化发展，综合应用信息技术，促进城市以及企业数字化转型、智能升级、融合创新等活动正常运行的物质工程设施和公共服务系统；中国数字基础设施水平整体呈现东部沿海城市及省会城市发展领先的态势；数字基础设施的发展对中国城市技术创新存在显著的促进作用，企业规模和政府支持对城市技术创新有显著影响。关键词：数字基础设施；城市创新；技术创新；中国2017年，习近平总书记提出要加快完善数字基础设施，建设数字中国。2 0 2 0 年，新基础设施的概念首次被纳人我国政府工作报告，数字基础设施作为“新基建”的重要组成部分，受到广泛关注。传统基础设施对区域创新的影响效果是显著的 14,那么数字基础设施与技术创新水平之间存在怎样的关系，数字基础设施的发展能否提升城市技术创新水平,影响因素又是什么，随着新一轮科技革命和产业变革的加速演进，分析数字基础设施对城市技术创新水平的影响具有重要意义。1数字基础设施影响城市技术创新的理论框架1.1数字基础设施的界定与测度数字基础设施是基础设施一个新的细分领域。根据对现有文献的梳理和分析,归纳出7 种具有代表性的数字基础设施概念 5-,并根据界定视角将其分为功能和性质视角2 种类型（见表1）。界定数字基础设施要着重考虑两个方面。第一，数字基础设施的基础设施属性。数字基础设施属于基础设施的一部分，仍具备基础设施的基本属性和特征。第二,数字基础设施的成长性和创新性。数字基础设施以信息网络为基础，会随着技术的进步而升级并且能够影响技术的变革。它主要包括信息基础设施、对物理基础设施的数字化改造和支撑数字技术研发三个主要部分。据此，对数字基础设施作出如下界定：数字基础设施是指以信息网络为基础，面向支撑经济社会数字化发展，综合应用信息技术，促进城市以及企业数字化转型、智能升级、融合创新等活动正常运行的物质工程设施和公共服务系统，包含数字信息基础设施、数字融合基础设施以及数字创新基础设施，是新一轮产业革命背景下城市赖以生存和发展的物质条件。根据界定概念和研究问题，并考虑数据的可获取性，构建综合性的城市数字基础设施水平评价指标体系（见表2）。1.2理论框架与研究假设随着新一代信息通信技术的快速发展，数字基础设施改善了生产经营、沟通学习、关系管理等方式 12 ,为各种技术创新活动提供基础支撑，并保障技术创新活动顺利开展，因而具有提升城市技术创新效率的基础动力，其通过以下几个方面影响城市技术创新。基金项目：国家自然科学基金项目一“中国三大城市群创新机制与空间组织模式的比较研究”（项目编号：419 7 12 0 1；项目负责人：吕拉昌)成果之一。作者简介：喻楠，首都师范大学资源环境与旅游学院硕士研究生，研究方向：创新发展与城市规划；吕拉昌（通信作者），理学博士，首都师36范大学资源环境与旅游学院教授，北京城市创新与发展研究中心主任，研究方向：城市地理、创新地理与区域发展。喻楠吕拉昌数字基础设施对城市技术创新的影响创新体系建设表1数字基础设施概念的典型表述37界定视角功能数字基础设施是以信息网络为基础，综合集成新一代信息技术，围绕数据的感知、传输、存储、计算、处理和安全等环节，形成的支撑经济社会数字化发展的新型基础设施体系 5数字基础设施是数据进行收集、存储、交换、处理和传播的先决性条件 6 性质数字基础设施就是数字化的基础设施，是基于新一代信息技术演化形成的基础设施，并且具有较强的技术性和专业性 7 数字基础设施包括新一代信息网络基础设施、高效能运算中心、时空关联大数据底盘三类 8 数字基础设施是以通信网络设施、新技术基础设施、算力基础设施等为代表的信息基础设施，在传统基础设施基础上通过新技术转型升级后的融合基础设施 9 数字化基础设施包括数字信息基础设施、数字融合基础设施、数字创新基础设施三大类 10 数字化基础设施包括信息基础设施、数据基础和运营基础三部分 表2 中国地级及以上城市数字基础设施评价指标体系目标层一级指标中国城市数字基础设施数字信息基础设施数字融合基础设施数字创新基础设施人才集聚。创新生产要素尤其人力资本是提升区域创新水平的关键，在城市技术创新中发挥着至关重要的作用。一方面，良好的数字基础设施能够吸引人才集聚。建设数字基础设施能够优化地区创新基础条件和创新环境，满足创新人才的需求,吸引人才向该地区集聚，保障地方创新活动的知识要素供给13。另一方面，人才集聚产生溢出效应提升技术创新水平。人力资本和知识的积累为知识和信息流动创造了更大的可能性 14,信息交流共享和团队合作能够避免知识、技术溢出的空间局限性，有利于创新的萌芽。数字化水平。随着数字经济的快速发展，数字化被应用于社会生产的方方面面，加快了技术创新的速度。一方面,数字基础设施是提升数字化水平的关键。建设数字基础设施是发展数字技术的前提和基础，数字基础设施对提高数字化能力有显著的推动作用 15。另一方面，数字化水平的提高有助于提升技术创新水平。数字化能力是推动企业数字化转型的核心 16 ，企业数字化能够通过促进内部资源科技与经济2 0 2 3年8 月第4期第36 卷/总第2 14期数字基础设施相关概念二级指标通信网络基础设施新技术基础设施算力基础设施数字化改造基础设施数字化升级基础设施重大科技基础设施产业技术创新基础设施科教基础设施协同、增强研发经费投人以及优化劳动力素质提升技术创新能力 17 企业规模。规模大的企业能够引起并导致技术变化,是技术创新最有效的发明者和传播者 18 。创业企业特别是高科技创业企业，具有非常大的成长潜力,通常是风险资本的最大需求者 19 ，然而,这些企业的创新活动充满了不确定性，需要相关平台提供风险保障，因此，企业的需求促进了数字基础设施的供给。同时，数字基础设施也通过降低交易成本、缓解融资约束、强化市场竞争等促进企业技术创新 2 0 。政府支持。数字基础设施的基础设施属性决定了政府支持对其发展的重要性。加大对基础设施的投资力度，是我国经济发展由投资驱动转向创新驱动的有效推动力 2 1。政府对城市数字基础设施的建设强度通常体现在财政支持上，因此，城市数字基础设施的建设会促进资本集聚、积累。当城市的资本积累增加时，会相应地增加新产品的科技投人，从而促进技术的创新 2 2 三级指标互联网宽带接人用户（万户）物联网企业（个）人工智能企业（个）区块链企业（个）大数据企业（个）物流信息化企业（个）智慧农业企业（个）旅游信息化企业（个）工业机器人企业（个）国家重点实验室（个）大型科学仪器及装置（个）创新型产业集群（个）国家高新技术产业开发区（个）国家大学科技园（个）高等学校(所)公共图书馆藏书量（千册）科技经济第36 卷总第2 14期2023年8 月第4期综上所述，数字基础设施通过促进人才集聚和数字化水平提高，形成知识、技术溢出，优化劳动力素质，提升城市技术创新水平。同时，企业规模和政府支持也是数字基础设施发展必不可少的一部分，在很大程度上决定了数字基础设施建设的方向和水平。由此，本文构建数字基础设施与城市技术创新理论分析框架（见图1），并提出研究假设：数字基础设施水平对我国城市技术创新存在显著的促进作用；数字基础设施水平越高，城市技术创新水平越高。数字基础设施分类数字信息企业基础设施数字融食数字基础设施基础设施政府数字创新基础设施图1数字基础设施与城市技术创新理论分析框架2数据来源与研究方法2.1数据来源本文选取我国2 8 7 个地级及以上城市（不包含西藏、港澳台及数据缺失较多地区)2 0 19 年的数据，其中，企业数据均来自“企查查”平台，重大科技基础设施指标层数据来自中国科技资源共享网和“科塔学术”网站，产业技术创新基础设施指标层数据来自科技部火炬高技术产业开发中心网站和中国火炬统计年鉴，国家大学科技园数据来自国家科技部网站，其他数据无特殊说明均来自国家统计局、中国城市统计年鉴等。2.2研究方法综合测评方法。本文采用极差标准化方法对数据进行预处理,并使用熵值法确定各指标权重，然后采用线性加权综合方法求得各城市数字基础设施综合得分。计算公式为：S:=Z,W,Pi式(1)中,当 S,为某一指标层指标得分时,P,是指标层数据,W,为指标i所属指标层的权重,m为指标数量；当S，表示i城市综合得分时,P,是通过线性加权算出的指标层指标得分，W，表示加权后的指标层指标i权重。线性回归模型。为进一步揭示数字基础设施与城市技术创新之间的关系,基于前文的理论分析和研究假设，构建双对数线性形式的模型如下：38logT,=o+;logD;+zlogH,+glogP,+4logE;+slogG,+;式(2)中,T,为第i个城市专利申请授权数,表征城市技术创新水平；D，为数字基础设施水平变量，使用前文计算的综合得分表示；H，为人才集聚变量，采用科技从业人员数表征；P，为数字化水平变量，使用北京大学普惠金融指数表示；E，为企业规模变量,采用规模以上工业企业数表征；G，为政府支持变量，使用政府财政科学支出占比表示。o，1，,s为各变量的系数,为随机误差项。促进过程3结果分析3.1楼数字基础设施发展水平及空间特征知识、技术溢出企业人才集聚优化资源配置数字化水数字化转型平提升优化劳动力素质(2)我国城市数字基础设施发展水平差距较大，具技术创新体表现为数字基础设施综合得分前10 位的城市大政府多位于我国东部地区（限于篇幅，未列具体排名），其中,北京、上海和深圳遥遥领先于其他城市；得分后10 位的城市均位于中部和西部地区,且西部地区城市居多。数字基础设施发展水平整体表现为东部沿海城市及省会城市发展领先的态势，究其原因，一是这些城市具有较好的经济基础，投入较多的资金建设数字基础设施；二是这些城市具有区位和政策优势，能吸引相关的人才、企业和机构落户，加速城市数字基础设施建设水平的提高。中国城市数字基础设施发展水平地域分异明显，整体呈现多样性的特征（限于篇幅，未展示分布图）。具体表现为，数字基础设施高水平城市数量极少，且分布较为分散，如北京、上海、深圳等；数字基础设施较高水平城市基本为直辖市、省会城市和经济发达的非省会城市，如天津、武汉、成都、苏州等；数字基础设施中等水平城市呈零星分布态势，多为东部沿海城市和中西部省会城市，如大连、郑州、兰州等；数字基础设施低水平城市范围较大,在全国均有分布。由此可见，我国数字基础设施发展水平(1)整体偏低且极不平衡。3.2数字基础设施影响城市技术创新的回归分析对式(2)中的所有变量进行全局空间自相关分析,结果显示各变量的全局MoransI值分布在0.1560.6 13,且通过了1%水平的显著性检验,说明这些变量在空间上存在显著的集聚特征。因此，将空间关系作为权重加人运算中，以提高模型估计的准确性。OLS残差的空间依赖性检验结果显示，LMScience&Technology and Economy 2023 Vol.36 No.4喻楠吕拉昌数字基础设施对城市技术创新的影响创新体系建设39（e r r o r）和统计量高度显著而LM（l a g）不显著（见表3）。SEM 模型相较于OLS和SLM模型,其拟合优度R（0.8 9 0）和Loglikelihood（18.58 1）值最大，且AIC（-2 5.16 2）和SC（-3.2 0 5）的值最小（见表4）。因此,空间误差模型（SEM）的估计效果最好，是最优的空间估计模型。表3空间依赖性检验变量MI/DFMorans I(error)0.241Lagrange Multiplier(lag)1Robust LM(lag)1Lagrange Multiplier(error)1Robust LM(error)1注：*、*、*表示在10%、5%、1%水平下显著；括号内为p值。下同。表4OLS、SL M、SEM 估计结果变量OLSConstant6.592(0.000)D0.125*（0.0 12）0.157*（0.0 0 1)H0.381*(0.000)P3.510*（0.0 0 0）2.8 6 9 *（0.0 0 0）E0.616*（0.0 0 0）0.49 8 *（0.0 0 0)G0.162*（0.0 0 4）0.143*（0.0 0 9)F-statistic381.490*(0.000)P入R2LoglikelihoodAICSCSEM模型估计结果显示，空间误差变量回归系数入为0.42 0,并通过了1%水平的显著性检验，表明城市之间的技术创新水平存在显著的正向空间溢出效应。即一个城市技术创新水平的提升不仅受当地数字基础设施及其他因素的影响，还受到邻近地区的影响。同时，政府支持和其他变量通过了5%和1%水平的显著性检验且系数均为正,这意味着所有变量均对城市技术创新产出有正效应。数字基础设施水平系数为0.12 8，表明在保持其他变量不变的情况下,数字基础设施水平每提高1%，城市技术创新水平将提高0.12 8%，这一结果验证了研究假设，即数字基础设施水平对中国城市技术创新存在显著的促进作用，数字基础设施水平越高，城市技术创新水平越高。在其他解释变量中，人才集聚、数字化能力每提高1%，城市技术创新水平将分别提高0.38 3%和3.2 44%；企业规模每扩大1%、政府支持每提高5%，城市技术创新水平将分别提高0.639%和0.136%。这一结果也验证了数字基础科技与经济2 0 2 3年8 月第4期第36 卷/总第2 14期设施对城市技术创新作用的理论框架，即吸引人才和提高数字化水平均能提升城市技术创新水平，且这个过程会受到企业规模和政府支持的影响。4结论与建议4.1 结 论在已有研究的基础上,对数字基础设施的概念进行科学界定,将数字基础设施典型的相关概念进行分统计值类整理和比较,明确区分了基础设施与数字基础设施6.338*(0.000)11.332*(0.001)0.196(0.658)36.085*(0.000)24.949*(0.000)SLMSEM5.233(0.000)-6.053(0.000)0.128*(0.007)0.443*（0.0 0 0)0.383*(0.000)3.244*(0.000)（0.639*(0.000)0.136*(0.012)0.145*(0.000)0.420*(0.000)0.8720.8772.8608.6546.2813.30928.23822.308的内涵，强调了数字基础设施的成长性和创新性,诠释了数字经济时代数字基础设施的主要特征及内涵，为国家持续推进数字基础设施建设提供科学依据。中国城市数字基础设施水平整体偏低、差距较大且地域分异明显，表现为东部沿海城市及省会城市发展领先的态势，数字基础设施水平高的城市数量极少,且分布较分散；较高水平城市基本为直辖市、省会城市和经济发达的非省会城市；中等水平城市呈零星分布态势，多为东部沿海城市和中西部省会城市；低水平城市范围较大，在全国均有分布。数字基础设施水平对城市技术创新存在显著的正效应，即数字基础设施水平越高，城市技术创新水平越高。数字基础设施通过促进人才等生产要素集0.890聚,形成知识、技术的溢出，带动本城市及周围城市18.581技术创新水平的提高，还通过提高数字化能力，在区25.162-3.205域内部人力、资金、技术、信息等生产要素高效流动方面发挥积极作用。同时，企业规模和政府支持也显著影响城市技术创新的发展方向和水平，体现了企业和政府的“能动性”作用。此外，城市技术创新水平的提升存在显著的正向空间溢出效应。4.2建议数字基础设施对城市技术创新影响的研究具有重要政策意义。研究结果体现了数字基础设施对城市创新的重要性，因此在我国开展“新基建”时,要形成数字基础设施超前建设的战略。我国数字基础设施水平整体偏低，地区间差距较大，需要在积极推进数字基础设施建设的同时，落实差异化、动态化战略，加大对欠发达地区城市数字基础设施建设的扶持力度，逐步实现数字基础设施服务均等化，推动创新城市建设。研究结果还显示城市技术创新的空间溢出效应,因此，需要关注这种联动效应，重视数字基础设施跨区域协同建设，缩小区域间发展差距，逐步实现区域创新协同发展，提升整体创新水平。(收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 7)科技山经济第36 卷总第2 14期参考文献12 王海花，李烨，郭建杰，等.数字化转型背景下技术邻近与跨1王子霜，马红梅.交通基础设施和人力资本结构高级化与区区域协同创新质量基于长三角的经验证据 J.华东经域技术创新基于2 0 0 8 2 0 17 年30 个省份的面板数据济管理,2 0 2 2,36(4):10-18.J.开发研究,2 0 2 0(2):6 4-7 2.13吕拉昌，辛晓华，陈东霞.城市创新基础设施空间格局与创新2 1马明，薛晓达，赵国浩.交通基础设施、人力资本对区域创新能力影响的实证研究J.北京理工大学学报（社会科学版）,2 0 18,2 0(1):9 5-10 1.【3何凌云，陶东杰.高铁开通对知识溢出与城市创新水平的影响测度 J.数量经济技术经济研究,2 0 2 0,37(2）：12 5-142.4杨思莹，李政.高铁开通对区域创新格局的影响及其作用机制 J.南方经济,2 0 2 0(5)：49-6 4.5韦柳融.关于加快构建我国数字基础设施建设体系的思考J.信息通信技术与政策,2 0 2 0（9）：6 3-6 6.61世界银行.2 0 2 1年世界发展报告：让数据创造更好生活概述 R.华盛顿：世界银行，2 0 2 1.7李明，龙小燕.“十四五”时期我国数字基础设施投融资：模式、困境及对策 J.当代经济管理，2 0 2 1,43（6）：9 0-9 7.8徐辉.基于“数字李生”的智慧城市发展建设思路 J人民论坛学术前沿,2 0 2 0（8）：9 4-9 9.9 张辉，王庭锡，孙咏.数字基础设施与制造业企业技术创新基于企业生命周期的视角 J.上海经济研究，2 0 2 2(8):79-93.10 22021中国数字经济城市发展白皮书J.数字经济，2 0 2 1(Z2):73-82.11亲新华三集团数字经济研究院，中国信息通信研究院云计算和大数据研究所.中国城市数字经济指数蓝皮书（2 0 2 1）R.郑州：中国信息通信研究院，新华三集团，2 0 2 1.The Impact of Digital Infrastructure on Urban Technology Innovation:An Empirical Analysis Based on 287 Cities at Prefectural Level and(1 School of Resource Environment and Tourism,Capital Normal University,Beijing 100048,China;2 Beijing Urban Innovation and Development Research Center,Beijing 100048,China)Abstract:This study defined the concept of digital infrastructure and constructed a theoretical analysis framework of digital infrastruc-ture and urban technological innovation as well as an evaluation index system of urban digital infrastructure to empirically analyze theinfluence of urban digital infrastructure of 287 cities on urban technology innovation.The study shows that:Digital infrastructure refersto the physical engineering facilities and public service systems based on information networks,oriented to support the digital develop-ment of economy and society and the comprehensive application of information technology to promote the normal operation of digitaltransformation,intelligent upgrading,and convergence and innovation activities of cities as well as enterprises.The overall develop-ment level of Chinas digital infrastructure shows a leading trend in the development of eastern coastal cities and provincial capitals.Thedevelopment level of digital infrastructure has a significant role in promoting technological innovation in Chinese cities.Enterprise sizeand government support have significant effects on urban technological innovation.Key words:digital infrastructure;urban innovation;technology innovation;China402023年8 月第4期产出基于中国2 9 0 个地级及以上城市的实证分析 J.人文地理,2 0 2 1,36(4)：10 4-113,12 5.14GROSSMAN G M,HELPMAN E.Endogenous innovation in thetheory of growth J.Journal of Economic Perspectives,1994,8(1):23-44.15范合君，吴婷.新型数字基础设施、数字化能力与全要素生产率 J.经济与管理研究,2 0 2 2,43（1）：3-2 2.16吉峰，贾学迪，林婷婷.制造企业数字化能力的概念及其结构维度一基于扎根理论的探索性研究 J.中国矿业大学学报（社会科学版）,2 0 2 2,2 4（5）：151-16 6.17刘树林，李梦洁，胡苏敏.企业数字化对技术创新能力的影响机制 J.现代管理科学,2 0 2 2（3）：10 9-117.18KAPLAN A D.Big enterprise in a competitive system M.Washington D C:Brookings Institution,1954.19SUBHASH K B.Geography of venture capital financing:A globalperspective J.The Jourmal of Wealth Management,2007,9(4):13-28.20毛丰付,郑好青，王海.数字基础设施与企业技术创新来自地方政府政策文本的新证据 J.浙江学刊,2 0 2 2(6)：10 4-114.21胡海峰，陈世金，王爱萍.改革开放40 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