基于生存分析的區域科技創新能力研究

摘要：國際上，通常采用全社會研究與試驗發展經費支出占GDP比例這一指標來反映一個國家的科技實力與核心競爭力，稱其為RD投入強度。RD投入強度是反映某一地區科技創新能力的關鍵標準。本文通過1998～2011年的RD經費投入強度計算得出所需的生存時間，并綜合以往相關文獻得到衡量科技創新能力的一系列指標，運用生存分析中的Cox回歸模型，找出對省市創新能力起關鍵作用的指標，充分利用現有資源，進而指出河北省發展的短板所在，為提升我國整體創新能力提供有力支持。

關鍵詞：區域科技創新；RD經費；生存分析；Cox回歸

一、引言

區域科技創新能力是衡量區域創新系統狀況的重要尺度，是增強地區競爭力、促進經濟發展的重要手段。一個地區科技創新能力的提升，已逐漸成為該地區獲取競爭優勢的決定性因素。隨著中國十八大的召開，提高區域創新能力再一次被重點提上議程討論。2011年，我國全社會RD經費投入占GDP的比重達到1.84%，比上年提高近0.2個百分點。單看增長幅度，0.2個百分點不算小，但要看到，2011年各省市創新能力參差不齊，江蘇省是2.2%，上海、北京等已經超過3%，河北省只有0.82%，連全國平均水平都沒有達到，更不用說與國外進行對比。根據世界經合組織的統計，這一指標的世界各國平均水平是2%，在一些發達國家，如美國、日本、法國、英國、德國等早在1994年就超過2%。因此提高全社會研究與試驗發展經費支出占GDP的比值，已成為主要發達國家和新型工業化國家共同的目標。

截至2011年年底，我國能達到國際水平的省市為6個，占19.35%。因此研究制約技術創新能力提高的因素變得至關重要。目前，從已有的文獻來看國內外學者主要運用模糊數學、SPA聯系函數、因子分析法、層次分析法（AHP）、神經網絡法、主成分分析法、灰色評價和DEA等方法對區域科技創新能力進行研究。例如，巴吾爾江等利用主成分分析法對區域科技創新能力進行評價，得出創新綜合排名，最終引入到新疆地區的發展中；童紀新等采用灰色關聯分析區域科技創新效率，并對江蘇省進行實證研究；王亞偉等對模糊綜合評價進行改進后應用于區域科技創新能力的評估中，全方位評估河南省科技創新能力。

國內外學者廣泛將Cox比例風險模型應用于臨床醫學等領域，如Thomas D . Cook研究未加審定的事件；Kyriaki kitikidou利用生存分析研究森林的可持續發展。生存分析是將事件的結果（終點事件）和出現這一結果所經歷的時間（即生存時間）結合起來研究的一種統計分析方法。它有一個重要特點：在研究期間結束時某些個體上還沒有發生所觀測的含有這些事件的數據稱為刪失數據，而且生存分析所提供的生存函數能夠反映研究事件在每一時點的生存率，能夠得到其他傳統統計方法無法得到的動態數據。

二、數據的來源及處理

本文選取1998～2011年的全國數據。考慮數據的可得性和統計口徑的一致性，研究時間從1998年開始，因為各省市RD經費支出官方數據是從1998年開始有的。國際上通常以2%作為創新水平的標志，鑒于中國的實際情況，RD經費投入強度達到2%以上的省份僅有6個，所以選取RD經費支出占GDP的比重達到1.5%，這一點大致符合中國創新實力。原始數據選自《中國統計年鑒》及《中國科技統計年鑒》，指標體系構建按2011年GDP排名順序。本文共選取全國31個省市，對中國創新實力進行綜合評價，找到與創新水平緊密相關的發展因素。

（一） 構建評價指標體系

結合以往文獻資料，從區域創新能力的構成要素出發，通過篩選構建了包含3個一級指標和11個二級指標，主要從科技產出、科技投入和科技項目三個方面來衡量區域創新水平，具體指標構成如圖1所示。

（二） 指標體系建設

科技創新過程可以大致分為四個階段：人、財、物等資源的投入階段；生產研發階段；研發成果的產出階段；最終成果的使用管理階段。資源投入是基礎，研發是過程，成果產出是結果，而實踐使用是最終目的。要想把握研發過程全局，需從整體上了解各指標要素。

1. 科技產出

產出能力作為結果指標體系，反映了整體研發成果，也是研發的最終目的，同時還是衡量創新能力的主要指標，產出成果直接表現了創新過程是否成功。本文選取擁有有效發明專利數、發明專利申請數和發明專利授權數占專利授權數比重三個指標來綜合反映創新水平的高低。

2. 科技資源

企業的生產發展，學校的正常運轉等都是建立在人力、物力和財力的基礎上，新的創新成果的出現同樣需要具備這三大要素。RD人員、RD經費、RD經費投入強度和科普經費籌資額等是支撐科研創新順利開展的關鍵因素。結合先前文獻資料，本文選取上述四個指標，作為創新過程中的基礎準備條件。

3. 科技項目

研發項目承載著投入與產出，關系到投入是否得到合理、有效地應用，同時也關系到最終產出成果及其新產品的應用。研發項目成功率越高，投入生產應用的產品成果越多，表明此地區的創新能力較強。本文選取高等院校RD課題、高技術產業RD項目、規模以上工業企業RD項目和研究與開發機構RD課題四個指標加以反映。

三、Cox分析及應用

（一）模型設計

生存分析的目的主要用于估計生存函數，但由于生存分析的數據包含部分截尾數據，用一般的回顧分析來研究協變量對生存函數S（t，X）的影響是不適用的。Cox回歸分析法用于分析多個因素對生存時間的影響作用與比較。本文研究事件就是RD經費之出占GDP比例是否超過1.5%，到調查截止時仍未達到這個水平的省份稱為刪失數據。本文定義是否到達1.5%為生存狀態變量，觀察期內達到即為生存，標記為1；未達到定義為0，表示觀察期末仍未達到或出現觀察期間失訪情況的數據。

本文將生存時間定義為1998年開始到RD占GDP比例達到1.5%所經歷的時間。為了進一步確定哪些因素對創新能力有重要影響，本研究利用Cox回歸模型對影響創新率的多種因素進行分析，試圖考察產出能力、研發能力和潛在投入能力是否對創新效率有顯著意義。本模型公式為

lnh（t）=B0+B1×科技產出+B2×科技投入+B3×科技項目（1）

分別對各省市創新效率與三項指標進行單變量檢驗，利用Wald統計量來評價模型的顯著性。利用相對危險度Exp（B）和回歸系數B來考察各因素的作用。Exp（B）表示各因素取值狀態每變化一個單位，創新效率h（t）變化的百分比。回歸系數的取值正負表示上述變化的方向。

（二）結果分析

運用SPSS19.0對數據進行生存分析，采用壽命表法得到結果如表1。

從表1可以看出，全國創新效率達到1.5%的平均時間大致為9年，這個時間的得出依據的是過去對影響創新效率的指標的投入。河北省政府在“十二五”規劃中提到，截至2015年河北省的RD占GDP比例要達到1.6%。從上述數據中分析，這個目標有點不切實際，但并不是不能達到的。利用Cox回歸模型可以找出影響這個比例的關鍵因素，只要找準關鍵點，就可以從整體上提高河北省的創新效率。

（三）Cox回歸模型分析

由于本文選取的樣本大部分都是右刪失數據，它們的生存時間都是未知的，所以很難對生存時間作一個具體的假設，因此，選用的是Cox 模型。Cox 模型是生存分析中應用較廣的一種半參數模型，它具有的數據優勢和處理多因素協變量的功能，最大的特點是只對協變量作參數化假設，對生存時間函數不作具體假設。

實證結果分析如表2。

通過顯著性對系數向量B進行檢測，若顯著性小于0.05，說明該系數顯著，則其對應的變量將被保留，否則將被刪除。上述表格中，被保留的協變量為X2、X5、X7和X11，對剩余變量采用“Enter”進入法逐步進行Cox回歸計算，最終選定六個變量測量科技創新水平的高低，分別為X2、X3、X5、X7、X8和X11，即發明專利申請數、發明專利授權數占專利授權數比重、RD經費投入強度、科普經費籌資額、各地區高等院校RD課題數和各地區研發機構RD課題數。由于指標選擇上存在缺陷，且計算方法的誤差，所得結果與實際情況存在偏差。因此，最終選定四個變量作為最顯著協變量，下面對各協變量進行解釋。

1. 發明專利申請數

發明專利是對產品、方法或者其改進所提出的技術方案，是從未出現過的產品。可想而知，該地區發明專利越多，則科技創新能力就越強。專利共分為三種，分別為發明型、實用新型和外觀設計型，這三類中發明專利是直接反映創新能力的指標。2011年河北省發明專利申請數為4651件，全國申請數位于前三名的為江蘇省、廣東省和北京市，這與縣市發展情況基本一致。河北省與鄰近幾個省份相比，河南、陜西等都比其申請量多，這說明河北省在發明專利的開發申請中遠遠落后，加大發明專利的開發和申請應該成為河北省發展的重點方向。

2. 發明專利授權數占專利授權數比重

協變量回歸系數B為正，說明這一變量為危險因素，即對創新實力提高有重大影響的因素。Exp（B）=1.246，表明發明專利授權數占專利授權數比重每增加一個單位，該地區科技創新能力會提升24.6%。因此，對于河北省來說，在關注發明專利開發的同時，不能忽略其他兩種專利的研究，既保證專利總量的增加，又加大發明專利的比重，這樣才能使河北省實現雙贏。

3. RD經費投入強度

科研經費投入強度的回歸系數為正值，說明這一變量是風險因素，即促使科技創新能力突變量變達到質變的關鍵因素。RD經費投入強度包含兩部分，研發經費內部支出和GDP總值，要想提升區域科技創新實力，不僅要注重兩者總值的增加，還要關注GDP內部如何分配，加大RD經費內部支出，為區域科技發展提供強有力的財力支持。

4. 各地區研究與開發機構RD課題數

在科技創新項目指標中，各地區研究與開發機構RD課題數之所以成為關鍵，取決于研發機構在科研創新方面的能力。依據各自地區和當前世界發展趨勢，研發機構專門研究一些前端課題項目，確保本地區生產力的發展和創新能力的提高。截至2011年年底，河北省研發機構共544個，總數排全國倒數第四，這與其實際發展水平嚴重不協調，以后河北省應加強對研發機構的建設和管理，既要實現量的提高，又要保證質的增長，將研發機構的重要性挖掘出來。

四、結論

綜上所述，本文研究得到對省市創新能力其顯著作用的影響因素，此研究結果可以給各省市提供借鑒，找準重點、抓住關鍵，避免盲目投資，將資金浪費在無關緊要的位置上。各級政府應從上述這幾項關鍵指標入手，提高自己的創新能力。生存分析法的應用，既消除了變量間的差異化，而且避免了評價過程中的主觀化。如果再選取更多的指標體系、更多省份，相信這個研究結果會更有說服力。

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（作者單位：燕山大學經濟管理學院）