城市創新指數設計與實證研究

劉明廣

內容摘要：提升城市創新能力、建設創新型城市是建設創新型國家的重要基礎和有力保障。因此，建立科學的城市創新能力評價方法與指標體系，對城市創新狀況進行全面的考察，進而為政府部門制定創新發展政策提供參考依據，具有重要的現實意義。本文在綜述國內外創新指數研究成果的基礎上，首先對廣東省廣州城市創新指數進行設計，主要包括指標的權重計算方法設計，指標數值的規范化以及綜合方法設計；其次從創新投入、創新產出、創新主體以及創新環境支撐四個維度提出廣州城市創新指數指標體系；最后對廣州城市創新指數進行實證測算，并給出一些具體的政策建議。

關鍵詞：城市創新 創新指數 指標體系 測算

中圖分類號：F061.5 文獻標識碼：A

研究緣起

指數是用于綜合反映由多種因素組成的經濟現象在不同時間或空間條件下平均變動的相對數（徐國祥，2011；姜慧等，2014）。目前，指數分析方法在社會經濟領域得到了非常廣泛的運用，常見的指數包括物價指數、股票價格指數、美元指數、原油指數、人類發展指數、空氣污染指數以及幸福指數等。隨著經濟全球化、貿易自由化的不斷深入，國家或地區之間的競爭也日趨激烈，創新已逐漸成為提升國家或地區經濟增長和國際競爭力的核心要素。由此引發一個新的研究話題，即一個國家或地區如何動態測量自身的創新發展狀況，進而為制定創新政策提供參考依據（楊武等，2014）。將指數分析方法引入到創新領域對一個國家或地區進行創新狀況評價，在國際上已經形成了一些比較有影響力的研究報告，主要包括：美國1995 年開始推出的《硅谷指數》、Furman等人（2002）構建的《國家創新能力指數》”（National Innovation Capacity Index，NICI）、歐盟委員會分別于2001年和2006開始發布的《歐洲創新記分牌》（European Innovation Scoreboard，EIS ）和《全球創新記會分牌》（Global Innovation Scoreboard，GIS）、英國羅伯特·哈金斯協會2002年開始發布的《全球知識競爭力指數》（World Knowledge Competitiveness Index，WKCI）、日本2006年推出的《日本科技創新指數》以及歐洲工商管理學院2007年開始發布的《全球創新指數》（Global Innovation Index，GII ）等；與國外相比，國內創新指數的研究相對較晚一些，目前比較成熟的研究報告包括：上海統計局2005年開始推出的《張江創新指數》、北京統計局2005年開始發布的《中關村指數》、中國人民大學課題組2007年推出的《中國31 省區市創新指數研究報告》、杭州2008年開始正式發布的杭州創新指數、天津市科學技術委員會2008年開始發布的《中國創新型城市評價報告》以及中國科學技術發展戰略研究院2011年正式發布的《國家創新指數報告》等（李芹芹等，2013；倪芝青等，2011）。

從以上各類國內外比較有影響力的研究報告可以看出，運用創新指數對一個國家或地區的創新狀況進行動態評價日益受到政府部門和學術界的重視。由于城市是我國建設創新型國家的重要基礎，所以建設創新型國家必須先從建設創新型城市開始，要建設好創新型城市，對城市的創新狀況進行客觀、科學地評價是一項首要工作，這從以上國內各類創新指數研究報告也可以看出，國內的創新指數研究起源于城市創新指數。隨著我國創新城市建設的興起，社會迫切需要開展更多城市創新指數的理論與實踐研究?；谝陨戏治?，本文在對國內外創新指數綜述的基礎上，以廣東廣州為例對廣州城市創新指數進行設計，并進行實證評價研究，最后根據評價結果給出進一步提升廣州城市創新能力的政策建議。

廣州城市創新指數設計

廣州城市創新指數主要是指在時間或空間條件下，綜合反映廣州城市創新能力的總體變動方向和程度，以及總體變動中各因素影響方向和程度的相對數。與傳統的城市創新能力評價方法（因子分析法、主成分分析法、灰色關聯度分析法、層次分析以及數據包絡分析法等）所不同的是，廣州城市創新指數能夠連續評價廣州城市創新能力長時間內的發展變化趨勢，不會因為動態數據的增加使得計算結果不具有可比性。廣州城市創新指數的設計是一項系統工程，主要涉及指標的權重計算方法設計，指標數值的規范化以及綜合方法設計三個關鍵步驟。

（一）廣州城市創新指數的指標權重計算方法設計

目前，確定指標權重的方法主要有主觀賦權、客觀賦權和主客觀組合賦權三大類方法（葉義成等，2006）。在每類賦權方法下又有很多具體方法，如主觀賦權法包括相對比較法、連環比率法、德爾菲法、層次分析法以及模糊評分法等；客觀賦權法包括熵權法、均方差法、逼近理想點法、主成分法、拉開檔次法、集對分析法以及數據包絡分析法等（譚娜，2013）；主客觀組合賦權法是將上述兩大類方法進行組合。針對上述眾多確定指標權重的方法，廣州城市創新指數的指標權重計算方法設計思路如下：

首先，采用主觀賦權法中的“逐級等權法”確定每級各分項指標權重，即創新投入、創新產出、創新主體以及創新環境支撐四個分類維度的權重各為1/4；在下屬的二級以及三級指標的某一層級里假設有k個分指標，則這k個分指標的權重分別為1/k。該種方法在國內外一些權威的創新指數或競爭力指數報告中通常被采用，如歐盟的創新記分牌（EIS）、弗羅里達的3T創意指數、全球競爭力指數（GCI）、新加坡標準創意指數、國家創新指數報告以及中國創新指數研究報告等。

其次，采用客觀賦權方法中熵權法確定指標權重。如果某項指標的數值變異程度越大，對應的信息熵就越小，即該指標對評價結果的排序影響程度就越大，則該指標的權重也應越大；反之，如果某項指標的數值變異程度越小，對應的信息熵越大，該指標對評價結果的排序影響程度就越小，則該指標的權重也應越小。廣州城市創新指數的指標熵權可以按照如下步驟進行：

第一步：對所有三級指標進行正項歸一化處理：

式（1）中，xij表示第i年第j項指標原始數據值，xmax和xmin是所有參評年份中第j項指標的最大值和最小值。

第二步：計算第j項三級指標在第i年所占的比重：

第三步：計算第j項三級指標的初級熵權：

式（3）中，m為年份數，當fij=0時，規定fij·lnfij=0，則第j項三級指標的初級熵權為：

式（4）中，n為三級指標個數。

第四步：對二級指標下對應的三級指標初級熵權值進行調整，從而得出所有三級指標的最終熵權值。由于廣州城市創新指數指標體系的層級數為三層，按照式（4）計算出來的所有三級指標熵權值和為1。與主觀賦權法一樣，廣州城市創新指數的設計需要各二級指標下對應的三級指標初級熵權值和為1才滿足后續計算需要。因此，需要對各二級指標下對應的三級指標初級熵權值進行歸一化處理，使其和為1。

第五步：根據最終的三級指標熵權值，按照上文中第二步到第四步的計算步驟，可以依次計算出二級指標和一級指標的熵權值。

最后，根據主觀賦權法中“逐級等權法”以及客觀賦權法中熵權法各自評價的廣州城市創新指數結果，綜合判定是否需要采用主客觀組合賦權法。如果上述兩種賦權方法在廣州城市創新指數測量結果上差異不大，則直接采用“逐級等權法”確定指標權重，這會使得后續計算簡單化；如果上述兩種賦權方法在廣州城市創新指數評價結果上差異較大，則需要將“逐級等權法”和熵權法進行組合賦權。

（二）廣州城市創新指數的指標數值規范化

由于指標數值通常在量綱、計量單位和數量級別存在較大差別，需要對指標數值進行規范化處理才能進行合成計算。目前，對指標數值進行規范化的方法主要有線性函數法和非線性函數法兩大類，線性函數法包括基準值比較法、最大值比較法、極小值比較法、滿意值比較法、均值比較法以及最大最小值比較法等；非線性函數法則是根據指標數據特點構造相應的規范化非線性轉換函數。一般來說，對于指標數值變動比較平穩，評價中又鼓勵平穩發展的情況，采用線性函數法規范化方法；對于指標值變動不勻衡，在指標數值的不同區域內，實現指標數值的困難程度不同，采用非線性函數規范化方法（袁志紅，2012）。另外，數據的規范化還要考慮廣州城市創新指數測量的連續性，很多規范化方法不能保證隨著后續評價數據的增加，使得規范化后的數值以及測量結果具有可比性。廣州城市創新指數的設計需要能夠連續測量廣州城市創新能力的發展狀況，而且沒有對某些指標數值有特別的發展要求。

因此，本文采用線性函數法中的基準值比較法對三級指標數據進行規范化處理，具體公式如下：

式（5）中，xij為第i年第j項三級指標數值；x2007j是以廣州市第2007年第j項三級指標作為基準值。

（三）廣州城市創新指數的指標數值綜合方法設計

廣州城市創新指數的指標數值綜合方法采用線性加權法，該種方法也是目前采用較多的一種系統綜合方法。根據式（5）規范化后的指標數據從三級指標向一級指標逐級進行線性加權計算，第1項和第2項二級分類指數值按式（6）計算。

第3項指標分類指數值按式（7）計算；第4至7項二級分類指數值按式（8）計算；第8和第9項二級分類指數值按式（9）計算。

以上各式中dij為二級分類指數值，w為權重，y為三級指標數據的規范化值，i為年數，在式（6）中k取1和2，在式（8）中k取4、5、6和7，而在式（9）中k取8和9。

之后，根據以上9項二級分類指數的計算結果，再采用類似的方法可以綜合成創新投入、創新產出、創新主體以及創新環境支撐四項一級分類指數，然后按同樣方法再將這4項一級分類指數合成為總指數。

廣州城市創新指數測算

（一）廣州城市創新指數的指標體系構建

運用創新指數方法對廣州城市創新能力進行評價，首先需要構建一套完整的指標體系。通過對硅谷指數、英國城市競爭力指數、全球城市競爭力指數、濱江創新指數、杭州創新指數、張江創新指數、中關村指數、中國創新城市評價報告以及相關學術論文進行匯總分析，本文將城市創新能力定義為：在城市地理區域范圍內，在一定的創新環境支撐條件下，不同的創新參與者（包括了企業、大學、研究機構、政府以及各類中介服務機構等）充分利用各自優勢，相互促進與協調，通過對各類創新資源的投入與合理使用，促進資金、技術、人才以及信息的有序流動，創造出新知識和新技術，并且將其轉化為新工藝、新產品和新服務，從而達到城市經濟、社會以及人民生活具備可持續提升的綜合能力。

根據上述城市創新能力的定義，結合廣州市軟科學專項《廣州城市創新指數》的申報指南要求，將廣州城市創新指數的指標體系即城市創新能力指標體系分成創新投入、創新產出、創新主體以及創新環境支撐四個分類維度；四個分類維度下包括經費投入、人力投入、科技產出、經濟與社會產出、企業、大學、科研機構、硬環境支撐與軟環境支撐9個二級指標；二級指標下共有36個三級指標。具體的廣州城市創新指數指標體系如圖1所示。

（二）廣州城市創新指數測算結果

根據圖1所示的廣州城市創新指數指標體系，通過查詢廣東科技指標數據庫、廣東統計年鑒、廣州市統計年鑒以及廣州科技統計數據，獲取2007-2013年的廣州城市創新指數各項指標數據。以2007年各項指標數據為基準值，依照本文廣州城市創新指數的指標權重計算方法，分別采用“逐級等權法”以及熵權法中確定各項指標權重，并按照廣州城市創新指數的指標數值綜合方法分別進行測算，具體計算結果如表1所示。

將表1中各指數值的第一行和第二行分別表示按“逐級等權法”和熵權法確定指標權重的測算結果，無論是總指數還是分類指數，兩種權重下的測量結果相差都不大，為了后續計算的簡單化，以“逐級等權法”作為廣州城市創新指數的指標權重確定方法。

（三）廣州城市創新指數測算結果分析

從整體上看，當以2007年各項指標為基準值時，廣州城市創新總指數2008-2013年分別為：115.97、137.52、153.73、188.15、214.66和229.31，年均增長為14.73%；創新投入一級分類指數2008-2013年分別為：113.48、148.27、150.22、182.07、194.79和218.01，年均增長為14.42%；創新產出一級分類指數2008-2013年分別為：117.33、135.07、166.06、210.17、246.64和262，年均增長為17.64%；創新主體一級分類指數2008-2013年分別為：129.33、156.67、171.24、207.48、243.88和255.29，年均增長為14.77%；創新環境支撐一級分類指數2008-2013年分別為：103.85、110.06、127.38、152.87、173.31和206.76，年均增長為14.88%。

由此可見，廣州無論總指數還是四項一級分類指數在2008-2013年間平均每年以14.42%-17.64%的速度在增長，這說明近五年來廣州整體創新能力持續增長，具體表現在創新投入力度不斷提高，創新產出能力不斷增強，創新主體的創新能力不斷提升，創新環境支撐也保持良好發展態勢。

從廣州城市創新指數的9項二級分類指數看，各二級分類指數也有不同程度的增長。經費投入二級分類指數2008-2013年分別為：119.77、151.7、158.38、186.69、199.89和212.81，年均增長12.49%；人力投入二級分類指數2008-2013年分別為：107.19、144.84、142.06、177.45、189.69和209.22，年均增長15.06%；科技產出二級分類指數2008-2013年分別為：135.19、157.64、201.48、281.08、347.35和368.76，年均增長22.73%；經濟與社會產出二級分類指數2008-2013年分別為：99.48、112.49、130.64、139.25、145.92和157.58，年均增長9.72%；企業二級分類指數2008-2013年分別為：139.33、180.14、169.86、176.05、199.66和159.58，年均增長4.11%；大學二級分類指數2008-2013年分別為：121.28、134.5、160.22、207.12、237.2和260.68，年均增長16.74；科研機構二級分類指數2008-2013年分別為：127.07、155.36、183.66、239.27、294.79和320.73，年均增長20.55%；硬環境支撐二級分類指數2008-2013年分別為：107.91、113.26、151.36、186.04、214.93和255.07，年均增長19.14%；軟環境支撐二級分類指數2008-2013年分別為：99.8、106.85、103.4、119.69、131.69和137.05，年均增長19.14%。

由以上數據可以看出，廣州市經費投入和人力投入兩項二級分類指數對創新投入指數的貢獻差別不大，而且這兩項二級分類指數年均增長幅度也基本持平；科技產出二級分類指數大于經濟與社會產出二級分類指數對創新產出指數的貢獻，同時科技產出二級分類指數的年均增長幅度也遠大于經濟與社會產出二級分類指數的年均增長幅度；盡管企業、大學和科研機構二級分類指數對創新主體分類指數的貢獻差別不大，但是大學和科研機構兩項二級分類指數的年均增長幅度要遠大于企業二級分類指數的年均增長幅度；硬環境支撐二級分類指數大于軟環境支撐二級分類指數對創新環境支撐指數的貢獻，同時硬環境支撐二級分類指數的年均增長幅度也遠大于軟環境支撐二級分類指數的年均增長幅度。

結論與建議

綜上所述，根據2008-2013年廣州城市創新指數的測算結果，可以得出以下結論與建議：

在2008-2013年間，除了經濟與社會產出以及軟環境支撐二級分類指數在2008年小于100以外，總指數以及其它所有分類指數（不包含三級指標）均大于100，這說明廣州無論是整體創新能力還是子類創新能力總體上是持續提升的，廣州城市創新能力持續提升的主要貢獻來源于創新產出和創新主體兩個影響因素，創新投入和創新環境支撐兩個影響因素在一定程度上制約了廣州城市創新能力的進一步提升。因此，要進一步提升廣州城市創能力，首先可以從改善廣州創新投入和創新環境支撐兩方面出發。

在創新投入方面，創新投入一級分類指數以及經費投入和人力投入兩項二級分類指數年均分別增長14.42%、12.49%和15.06%。由此可見，要提高廣州創新投入能力首先要提高廣州R&D經費投入水平。按照廣州國家創新型城市建設總體規劃（2011-2015年）的要求，在2012年和2015年廣州R&D經費投入占GDP比重分別達到2.6%和2.8%，事實上，廣州R&D經費投入占GDP比重從未超過2%，這與規劃目標還有很大的差距，與國內其他一線城市如北京、天津和上海的差距更大。在創新環境支撐方面，創新環境支撐一級分類指數以及硬環境和軟環境支撐二級分類指數年均分別增長14.88%、19.14%和6.74%。因此，在改善廣州創新環境支撐方面，應重點改善廣州創新軟環境支撐，主要是增加地方財政科技撥款，提高政府對教育的支持程度，引導居民提高消費以及拓展外商投資渠道等。

除了改善廣州創新投入和創新環境支撐兩方面能夠進一步提升廣州城市創新能力，在創新產出和創新主體兩大影響因素方面也有值得改善的地方。在創新產出方面，創新產出一級分類指數以及科技產出和經濟與社會產出二級分類指數年均分別增長17.64%、22.73%和9.72%。由此可知，經濟與社會產出能力還有待進一步的提升。事實上，創新的最終目的是為社會提供新產品和服務，提高人民生活質量，而科技產出只是一種中間產出，如果最終不能實現提高經濟與社會產出能力，創新就失去了意義。因此，廣州今后應該重點提高經濟與社會產出能力，加強企業對科技產出的吸收與轉化能力。在創新主體方面，企業、大學和科研機構二級分類指數年均分別增長4.11%、16.74%和20.55%?？梢钥闯?，廣州企業創新能力有待進一步提高，主要是要提高廣州大中型工業企業R&D經費支出占主營業務支出比例、大中型工業企業R&D人員占從業人員比重、大中型工業企業發明專利占地區發明專利數的比重、大中型工業企業新產品銷售收入占產品銷售收入的比重以及消化吸收經費與技術引進經費比等。

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