基于熵權TOPSIS法的科技創新能力評價

李瑞　何玉梅　楊銳

〔摘要〕文章基于2016—2020年成渝地區雙城經濟圈16個城市，構建其科技創新能力的評價指標體系，采用熵權TOPSIS法，測算了其科技創新能力的大小，研究發現：發表科技論文數、三種專利授權量、新產品銷售收入對科技創新能力的貢獻度最大;各城市之間科技創新能力差距較大，其中重慶、成都、綿陽、德陽位于中上等水平，并且這四個城市的排名相對穩定;遂寧、南充、眉山、達州和資陽的科技創新能力已開始顯現，而自貢、內江和樂山的科技創新能力處于下降趨勢。為了提升成渝地區雙城經濟圈科技創新能力，應推動科技創新資源共建共享，完善科技激勵機制，加強科技創新載體建設，注重人文環境和創新生態建設。

〔關鍵詞〕成渝地區雙城經濟圈;科技創新能力;評價指標體系;熵權TOPSIS

〔中圖分類號〕F124.3〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕1008-0694（2022）03-0069-11

一、引言

2022年，國務院總理李克強在《政府工作報告》中強調，“推進科技創新，促進產業優化升級，突破供給約束堵點，依靠創新提高發展質量”。在創新驅動發展的背景下，科技創新已成為推動區域高質量發展的關鍵抓手。在我國區域發展板塊中，成渝地區作為長江經濟帶和“一帶一路”的重要組成部分，一直備受矚目。為了提升成渝地區雙城經濟圈整體科技創新水平，推動具有全國影響力的科技創新中心建設，本文需要對其科技創新能力進行評價。

目前，國內學者主要從單一指標和指標體系兩方面來評價科技創新能力。單一指標主要包括發明、實用新型、外觀設計三種專利申請量〔1〕以及受權量〔2〕等。單一指標具有方便、簡潔的特點，但是其缺點也比較突出，忽略了科技創新是多方面作用的結果，僅從單一方面衡量有失偏頗。而綜合的指標體系可以避免單一指標所存在的短板，并且涉及到不同的指標維度，覆蓋面較為廣泛，評價出來的結果更真實可靠。國內學者建立了側重點不同的科技創新評價體系。例如，杜英等（2021）從R&D人員全時當量、R&D經費內部支出和企業研發投入占主營業務收入比重來衡量創新投入，從每萬人專利申請數、技術市場合同成交額占GDP比重、科技論文數來度量創新產出，對甘肅省科技創新能力進行測度〔3〕。鄭磊等（2018）選取科研經費投入和科技人力等指標衡量科技創新投入，選取科技論文數、新產品銷售收入占主營業務收入之比和專利申請授權數等指標衡量創新產出，評價我國各個地區的科技創新能力〔4〕。李沃源等（2019）構建了科技創新環境評價體系，主要包括經濟環境、基礎設施環境、人文教育環境、政策環境、市場環境、R&D環境等〔5〕。黃亮等（2017）從科技研發載體、高新產業載體和創新創業載體三個維度評價科技創新載體，并運用突變級數方法對長江經濟帶50個城市科技創新能力進行測度〔6〕。蔡文伯等（2022）從R&D內部經費支出、R&D人員全時當量、R&D支出占GDP比重、R&D內部經費支出增長率和財政科技支出來衡量創新投入，從專利申請數和專利授權數來度量創新產出，分析了成渝地區雙城經濟圈“高等教育——科技創新——經濟發展”的動態耦合關系〔7〕。李彥等（2022）從科技人員投入水平、科研經費投入強度、科技成果產出水平、財政科教投入水平四個方面度量成渝地區雙城經濟圈科技創新水平〔8〕。

關于科技創新能力的評價方法包括綜合指數、TOPSIS方法、秩和比法、層次分析法、模糊評價法、灰色關聯評價法等。賈洪文等（2021）運用熵權法對各指標賦權，通過加權求和的方法測算出區域科技創新能力〔9〕。Wu等（2019）運用主成分分析法測算了我國東部地區科技創新能力〔10〕。楊秀玉（2017）使用，熵權TOPSIS法對區域農業科技創新能力進行評價，發現大部分地區的農業科技創新能力呈現先降后升的趨勢〔11〕。汪本強等（2022）利用層次分析和熵權法評價安徽省各市科技創新能力發展水平，結果表明各市科技創新能力差距較大〔12〕。魏奇鋒等（2021）通過熵權法評價成渝地區雙城經濟圈科技創新能力，分析了成渝地區雙城經濟圈科技創新與經濟高質量發展的耦合協調度〔13〕。

本文結合以上學者的研究成果，選擇TOPSIS方法，對成渝地區雙城經濟圈各城市科技創新能力進行比較，動態反映科技創新能力的演進過程，并對各城市的科技創新能力進行排名。本文在進行TOPSIS分析前采用熵權法對各指標進行賦權。相較于其他研究方法，熵權法的賦權更客觀、更合理，可以避免人為主觀判斷的影響。若一個指標信息熵越小，則該指標提供的信息就越多，在綜合評價中所起的作用就越大，權重就越高;反之，信息熵越大，則權重就越低?；诔捎宓貐^雙城經濟圈建設目標、原則，本文從系統論的角度構建其科技創新能力評價指標體系，進而提出增強其科技創新能力的政策建議，對建成具有全國影響力的科技創新中心有著重要的意義。

二、科技創新能力指標體系的構建與研究方法

1.研究對象

根據《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》提出的16個城市，它們分別是重慶①、成都、自貢、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、內江、樂山、南充、眉山、宜賓、廣安、達州、雅安、資陽。

2.指標體系的構建

系統論核心思想是一系列子系統構成的有機體，其具有整體性、結構穩定性等特征。每一種子系統都起著特定的作用，并且相互依賴，相互促進?？萍紕撔率且粋€復雜的過程，是由其各個子系統構成的，所以本文將其視為一個系統。因此，本文根據系統論將科技創新分為科技創新投入、科技創新載體、科技創新成果、科技創新生態四個方面，共13個指標，由此構建成渝地區雙城經濟圈科技創新能力評價體系（詳見表1）。

科技創新投入是科技創新活動的基本保障因素，反映對科技創新活動的物資、人才和財力的供給。該一級指標包括4個二級指標：R&D研究人員數、R&D經費支出與GDP的比值、科學技術支出占公共預算支出的比重、科研用儀器設備原價。R&D研究人員數反映科技創新活動人力投入，是科技人力資源核心組成部分;R&D經費支出與GDP的比值反映科技創新資金投入強度;科學技術支出占公共預算支出的比重反映科技創新投入的支持力度;科研用儀器設備原價反映科技創新活動的物資投入?？萍紕撔螺d體是進行科技創新活動的空間載體和基礎設施，反映出科技創新要素在城市的聚集程度。該一級指標包括3個二級指標：高校數量、高新企業數量、研究機構數量?？萍紕撔鲁晒强萍紕撔峦度氲漠a出，也是科技創新能力的外在表現。該一級指標包括3個二級指標：發表科技論文數、三種專利授權量、新產品銷售收入。發表科技論文數和三種專利授權量反映科技創新的直接產出;新產品銷售收入衡量其間接產出，主要反映科研與轉化的融通能力?？萍紕撔律鷳B包括3個二級指標：人均GDP、公路里程、移動電話用戶數。人均GDP反映地區經濟發展水平;公路里程數反映交通便利程度;移動電話用戶數反映數字基礎設施水平。

本文各個二級指標的數據來源于《中國城市統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《重慶統計年鑒》《四川科技統計年鑒》、重慶市科學技術信息中心、四川省科技促進發展研究中心。

3.熵權TOPSIS法步驟

首先，本文通過使用熵權法對各個指標進行賦權，計算好權重后，再對數據進行TOPSIS分析。具體步驟如下：

（1）對原始數據進行平方和歸一化處理，然后構造規范化矩陣Y=[y]，具體處理方法如下：

（2）計算有加權決策矩陣，處理方法如下：

Z=[z]=W×Y，W表示指標權重。

（3）計算評價指標與正負理想解之間的距離，具體處理方法如下：

其中，z為正理想解，一般為每個評價指標的最大值;z為負理想解，一般為每個評價指標最小值。

（4）計算貼近程度，具體處理方法如下：

三、成渝地區雙城經濟圈科技創新能力評價

1.熵權法指標影響度分析

本文基于熵權法得出各指標權重。指標權重的大小反映該指標對成渝地區雙城經濟圈科技創新能力的貢獻度（詳見表2）。

在一級指標中，科技創新成果權重最大，達到31.63%，這說明它對科技創新能力的貢獻最大;科技創新生態權重最小，為16.71%?？萍紕撔律鷳B對科技創新起支撐作用，不直接參與科技創新活動，因此科技創新生態權重最小。在科技創新能力的二級指標中，權重前三名的指標為發表科技論文數、三種專利授權量、新產品銷售收入，其特征基本與一級指標貢獻程度吻合。

2.實證分析

根據各指標權重，本文運用TOPSIS分析法，最終測算出各城市在2016—2020年科技創新能力的大小并加以排名（詳見表3）。根據科技創新能力排名情況，本文對各城市科技創新能力進行分類，結果如表4所示。

從表3可以看出，接近度大于0.1的城市共有4個，分別為重慶、成都、綿陽、德陽。重慶和成都作為科技創新能力強的城市，創新優勢十分顯著，排名結果也與兩市的經濟發展水平相吻合。綿陽和德陽科技創新能力中等，與科技創新能力強的城市差距較大。4個城市科技創新能力排名穩定，但是這4個城市接近度表現不盡相同。雖然重慶排名始終處于第一，但其接近度變化趨勢并不穩定，先后經歷了“上升—下降—再上升—再下降”的趨勢，其接近度在2019年達到頂峰。綿陽呈現“先上升后下降”的態勢;德陽接近度一直呈上升趨勢并在2020年達到0.127。成都接近度整體呈下降趨勢，并且在2019年達到峰值0.657。其余12個城市為科技創新能力一般的城市，各自接近度差別較小，科技創新能力排名不穩定;其中排名上升的城市為遂寧、南充、眉山、達州、資陽;排名下降的城市為樂山、內江和自貢?？傮w而言，成渝地區雙城經濟圈各城市科技創新發展并不均衡，“貧富”差距大，呈現兩極分化的局面。

為了更好分析成渝地區雙城經濟圈各城市科技創新能力變化的原因，本文將科技創新能力中等及其以上的城市和科技創新能力排名變化的城市作為重點分析對象，包括重慶、成都、綿陽、德陽、遂寧、南充、眉山、達州、資陽、樂山、內江和自貢，其一級指標接近度及排名情況如表5所示。

成都和重慶作為新一線城市，承擔著帶動川渝地區經濟發展的重要職責，科技創新要素整體處于高集中水平，具有更完備的基礎設施，在投入、載體、成果、生態四方面的表現都很優異。成都作為國家創新型試點城市和知識產權示范城市，具有顯著的創新優勢。2020年，全省R&D經費投入強度為2.17%，成都為高于全省總體水平②。從科技創新載體來看，成都有251家科技雙創載體，國家創新平臺119家，入庫科技型中小企業6032家，較去年增加797家，創新活力不斷顯現。2020 年，成都市有效發明專利擁有量為50132件，高新技術產業實現營業收入11064.85億元，表明其科技創新成果豐富，科技創新實力較強。成都制定并實施“創投20條”，擴大“科創貸”“科創投”“科創貼”等科技金融產品規模，科技創新生態持續優化。

重慶市作為西部唯一直轄市，大力實施創新驅動發展戰略。2020年，全市R&D研發經費投入強度為2.11%，研發人員增加到16.07萬人，國家級高層次人才新增2500名;高新技術企業4222家，知名高校、科研院所來渝建立創新機構101家，長江模擬器、超瞬態實驗裝置等重大科技基礎設施啟動建設，科技創新載體正在加快聚集。高技術產業和戰略性新興產業對工業增長貢獻率分別達到37.9%、55.7%，每萬人高價值發明專利擁有量3.65件，發表科技論文數44487篇，科技創新成果顯著?？萍俭w制改革深入推進，結題備案制、經費“包干制”等順利推進，科技立法工作持續加強，充滿活力的創新生態正在加速形成。

成都科技創新投入優于重慶，但其科技創新能力落后于重慶，可能的原因是，成都在科技創新載體、科技創新成果、科技創新生態三方面的表現均不如重慶，其中科技創新生態存在顯著差距，且差距越來越大。即使成都科技創新投入表現耀眼，仍無法抵消其他三方面所帶來的不利影響。

德陽在四個維度的表現均落后于綿陽。綿陽在科技創新資源、科技創新載體、科技創新成果三個維度表現均穩定，并且在科技創新生態方面有較大改善。

自貢科技創新能力排名從2016—2020年下降了一個位次。自貢的科技創新投入排名上升了一個位次，接近度上升了35.48%，其中科學技術支出占公共預算支出的比重上升了65.38%。為全面推進創新型城市建設，自貢市編制了《省級創新型城市建設方案》，方案中明確規定，到2021年R&D經費投入達到20億元，實施人才培育引智行動，支持引進30名（個）領軍人才（團隊），遴選出300名（個）鹽都領軍人才（團隊）。雖然自貢科技創新投入方面表現亮眼，但其科技創新載體排名下降三個位次，科技創新成果排名下降一個位次，導致其科技創新能力下降。

內江科技創新能力排名從2016—2020年下降了三個位次，其主要原因是全市科技創新投入、科技創新載體和科技創新成果均在退步。

樂山科技創新能力排名從2016—2020年下降了一個位次，導致其下降的主要原因是科技創新載體排名下降了四個位次。

遂寧科技創新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，主要得益于科技創新資源的投入和科技創新生態的改善。在此期間，遂寧加大了人才和資金投入，其中R&D人員上升了177.08%，R&D經費支出占GDP的比重上升了158.33%;同時其人均GDP上升了61.67%，均為其科技創新營造了良好環境。

南充整體排名自2016—2020年上升了一個位次，其中科技創新投入上升了一個位次，科技創新載體也上升了一個位次。

眉山和達州科技創新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，貢獻最大的是科技創新載體。

資陽科技創新能力排名自2016—2020年上升了一個位次，其主要原因是科技創新投入排名上升了六個位次，為其科技創新注入動力。

四、結論與政策啟示

1.結論

本文以成渝地區雙城經濟圈各城市為研究對象，構建了其科技創新能力評價指標體系，并且運用熵權TOPSIS方法，測算了其科技創新能力的大小，得出以下結論：

（1）成渝地區雙城經濟圈各城市科技創新能力發展不平衡。重慶和成都兩市形成科技創新中心的兩極，引領成渝科技創新中心的建設，帶動其科技創新穩步發展。重慶、成都、綿陽和德陽4個城市的科技創新能力排名位居中上，并且近幾年相對保持穩定。

（2）其余12個城市科技創新的潛力仍待挖掘。遂寧、南充、眉山、達州和資陽的創新潛力已開始顯現，其科技創新能力上升的名次較其他城市更為突出，創新能力的潛在價值不容小覷。自貢、內江和樂山的科技創新能力排名較其他城市下降幅度明顯，其創新能力的潛質尚待開發，需進一步培育和扶持。

2.政策啟示

為進一步提升成渝地區雙城經濟圈科技創新能力，本文提出以下政策建議：

（1）推動科技創新資源共建共享。從科技創新投入接近度以及排名來看，成渝地區創新資源分布不均勻，重慶和成都分別作為直轄市和省會城市，具有良好的經濟支撐，創新資源豐富，而其他非省會城市，創新資源稀缺，省會城市對其他地級市的虹吸效應明顯。因此，要積極探索共建共享機制，在科技創新人才、資金和物資等方面加大對科技創新能力一般的城市的共享力度;依托重慶、成都豐富優質的高校、科研機構資源，結合各城市產業發展特性，積極推動產業合作，實現協同發展目標。

（2）完善科技激勵機制。從科技創新投入和科技創新成果兩個維度來看，兩者不匹配，科技創新資源使用效率不高。因此，應完善科技創新成果評價和獎勵機制，構建政府、企業、社會組織、金融機構等共同參與的多主體評價體系，積極開展市場化評價，充分調動各類創新主體積極性，對真正做出創造性貢獻的科學家和科技人員進行重獎，提升獎勵質量，控制獎勵數量;暢通科技成果轉化鏈條，鼓勵職務科技成果進入市場，使創新知識轉化為經濟效益，讓創新主體從中受益，釋放科研人員創新潛能。

（3）加強科技創新載體建設?？萍紕撔禄顒与x不開科研載體的支持，除成都和重慶外，其他地區科技創新載體接近度低，處于劣勢地位。因此，要圍繞戰略性新興產業、先進制造業，依托其骨干企業，與高校、科研院所對接合作，組建國家級或?。ㄊ校┘墑撔轮行?，推動關鍵性技術、顛覆性技術創新。

（4）注重人文環境和創新生態建設?？萍紕撔禄顒拥氖「怕瘦^大，因此需要構建開放包容的人文環境，允許錯誤發生;開展“最美科技工作者”等評選表彰活動，對典型、先進科技工作者進行宣傳，講好創新故事，為科技工作者拼搏創新、追求卓越、潛心鉆研創造良好的輿論環境。完善的配套基礎設施也是吸引并留住人才的重要因素，因此應合理布局教育、醫療、交通等各項基礎設施，加大財政資金對基礎設施的支持力度，爭取國家專項資金和各類試點、配套項目，為科技創新提供良好的軟環境。

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