重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化分析

文章編號：2095-6835（2017）04-0091-03

摘 要：重大工程具有技術(shù)創(chuàng)新溢出效應(yīng)，研究其技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)意義重大。以2000—2014年我國科技進步獎重大工程類項目為對象，構(gòu)建重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，通過SNA的中心性分析研究其動態(tài)演化趨勢及個體特征。研究表明，重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模且日益壯大，但網(wǎng)絡(luò)中的合作關(guān)系沒有隨著規(guī)模的擴大顯著提升。此外，各單位在網(wǎng)絡(luò)中的位置有明顯區(qū)別，清華、西南交大等擁有核心的地位。研究提供了基于SNA的重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)分析方法，其成果可為選擇創(chuàng)新合作單位和工程技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實踐指導。

關(guān)鍵詞：重大工程；技術(shù)創(chuàng)新；合作網(wǎng)絡(luò)；中心性分析

中圖分類號：F273.1；F276.44 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.091

重大基礎(chǔ)設(shè)施工程（以下簡稱“重大工程”）是指投資規(guī)模大、復雜性高，對技術(shù)、經(jīng)濟、社會和環(huán)境有重要影響的大型項目，比如摩天大樓、長大橋梁、交通樞紐、能源基地、港口工程、高速公路及鐵路等。我國在重大工程的建設(shè)過程中不斷攻克世界級的技術(shù)難題，比如京津城際鐵路、國家游泳中心、秦嶺終南山公路隧道、青藏鐵路等項目相繼獲得國家科技進步一等獎，并通過在類似工程中的推廣應(yīng)用帶來巨大的技術(shù)創(chuàng)新溢出效應(yīng)。重大工程技術(shù)創(chuàng)新是多要素、多主體、多階段整合協(xié)同的過程，存在復雜的合作方式。目前關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的研究多集中在企業(yè)間的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)集群的技術(shù)創(chuàng)新及跨區(qū)域創(chuàng)新合作的模式等，缺乏從工程項目整體的角度對重大工程這類以項目需求為導向，多方單位共同參與的技術(shù)創(chuàng)新活動的合作關(guān)系進行研究。所以本文以我國科技進步獎重大工程類項目的獲獎單位為對象，構(gòu)建重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，通過社會網(wǎng)絡(luò)分析中的中心性分析方法，分析2000—2014年我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新成果的變化趨勢，以及創(chuàng)新合作的特征及演化。

1 重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的基本參數(shù)

在社會網(wǎng)絡(luò)中，包含著多種特征參數(shù)，比如中心性、密度、距離、聚合系數(shù)等。其中，測度創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系應(yīng)用最多的為中心性分析。中心度測量的是個體或單位在整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的權(quán)力、優(yōu)越性及社會聲望；中心勢測量的是創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)整體的緊密程度，即網(wǎng)絡(luò)的中心度。常用的中心性測度有度數(shù)中心性、中間中心性、接近中心性。

1.1 度數(shù)中心性

某節(jié)點的度數(shù)中心度定義為在網(wǎng)絡(luò)中與該節(jié)點相連接的其

他節(jié)點的個數(shù)。對創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)而言，如果兩家單位有共同完成過獲獎項目，則相連。度數(shù)中心度越高表示其合作方越多，影響力越大。為了讓度數(shù)中心度能夠在不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)間進行比較，F(xiàn)reeman提出了標準化度數(shù)中心度（以下簡稱“Ndegree”），

它等于某點的度數(shù)中心度與網(wǎng)絡(luò)中的最大可能的度數(shù)之比。度數(shù)中心勢是描述Ndegree在整個網(wǎng)絡(luò)中不均衡程度的指標。在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)中，度數(shù)中心勢越大，表明各單位間合作情況的差距越明顯。

1.2 中間中心性

某節(jié)點的中間中心度定義為在網(wǎng)絡(luò)中其他點對經(jīng)過該點的捷徑數(shù)目與所有捷徑數(shù)目之比。中間中心度越高，表示某單位的“中介能力”越強，即將沒有關(guān)聯(lián)的單位聯(lián)系到一起的能力越強。標準化的中間中心度（以下簡稱“Nbetweenness”）等于某點的中間中心度與網(wǎng)絡(luò)中最大可能的中間中心度之比。中間中心勢是描述Nbetweenness在整個網(wǎng)絡(luò)中不均衡程度的指標，在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)中，中間中心勢越大，表明各單位中介能力的差異越大。

1.3 接近中心性

某節(jié)點的接近中心度定義為該點與網(wǎng)絡(luò)中其他各點的距離之和的倒數(shù)。接近中心度越高，表示某點距離其他點的距離越近，那么該單位在合作過程中越不容易受到其他單位的控制。標準化的接近中心度（以下簡稱“Ncloseness”）可以用在不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)間進行比較。接近中心勢是描述Ncloseness在整個網(wǎng)絡(luò)中不均衡程度的指標，在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)中，接近中心勢越大，表明各單位不受控能力的差異越大。

2 重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的中心性分析

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

國家科學技術(shù)進步獎，是國務(wù)院設(shè)立的國家科學技術(shù)獎五大獎項之一，授予在應(yīng)用推廣科學技術(shù)成果，完成重大科學技術(shù)工程、計劃、項目等方面做出突出貢獻的公民與組織。其中特別包括在實施重大工程項目中，保障工程達到國際先進水平的組織。考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和權(quán)威性，本文從中華人民共和國科學技術(shù)部官方網(wǎng)站獲得了2000—2014年國家科技部公開的全部獲獎項目，共2 642條獲獎項目信息，并從中抽取出授予類型為重大工程的項目共217個，每個項目均由若干個主要完成單位合作完成，以此建立重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)。

通過Ucinet軟件，將各單位合作獲獎的2-模網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為各單位間合作關(guān)系的1-模網(wǎng)絡(luò)，暫不考慮單位間的合作次數(shù)，建立無向無權(quán)網(wǎng)絡(luò)，其基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1.最大合作群體是指網(wǎng)絡(luò)中最大子網(wǎng)的單位數(shù)。該群體中的單位間相互連通，代表了網(wǎng)絡(luò)最大的合作關(guān)系趨向。截至2014年，重大工程技術(shù)創(chuàng)新合

作網(wǎng)絡(luò)中95%以上的單位均位于最大合作群中，其節(jié)點數(shù)為599，邊數(shù)為4 254.本文以此分析重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化特征和個體位置特征。

2.2 對技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演化的描述

由表1可見，每年重大工程類的獲獎項目數(shù)與獲獎單位數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢，表明我國在重大工程上取得的技術(shù)成就和參與到其中的單位越來越多。這也得益于“十二五”提出的創(chuàng)新驅(qū)動，實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略。通過計算每年各項目平均參與單位數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，該值總體趨勢為波動上升，說明

隨著科技的快速發(fā)展，要想在重大工程的技術(shù)上再有所突破難度更高，需要有更多的單位參與進來才能實現(xiàn)。此外，雖然每年獲獎單位數(shù)逐年增多，但累積獲獎單位數(shù)保持穩(wěn)定增長，可知獲獎項目的主要完成單位已存在于網(wǎng)絡(luò)中的比例越來越高，各單位更愿意與之前合作過的單位繼續(xù)開展合作。

2.3 網(wǎng)絡(luò)的中心性分析

2.3.1 度數(shù)中心性

如圖1所示，我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)平均Ndegree在2002年以前數(shù)值較高，此后該指標一路下滑，僅在2008年有一個小幅回升，最終在2014年達到最低值2.38.進一步分析可以得出，Ndegree的下降說明了我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增長速度稍大于各單位間開辟新合作的速度，某些關(guān)鍵單位的合作關(guān)系在上升而新加入網(wǎng)絡(luò)單位的合作關(guān)系稍顯不足。圖2中網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心勢的走勢也說明了網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵單位并非處在絕對核心的地位。前3年網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心勢最強。這是因為這3年的累積最大合作群體里均為一家單位連接著2個獲獎項目，度數(shù)中心度不均衡程度高。之后網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心勢開始下降。這也表明隨著合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，各單位間的合作關(guān)系增多，使得網(wǎng)絡(luò)中“影響力”大的單位從一家獨大到多足鼎立。

2.3.2 中間中心性

如圖1所示，我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)平均Nbetweenness在前3年數(shù)值較高，2003年達到最高值3.72，之

后此項指標值開始下降，最終在2014年降至最低值0.36.這說明我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的平均中介能力逐漸下降，“橋”的作用在不斷減弱。但是注意到網(wǎng)絡(luò)的中間中心勢卻從2010年開始上升。由此可以判斷，雖然網(wǎng)絡(luò)平均中介能力在下降，但是不同單位的中介能力的差異在加大。

2.3.3 接近中心性

如圖1所示，我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)平均Ncloseness在2005年以前持續(xù)快速下滑，從2006年開始緩慢增長，2014年達到32.28.2000—2005年的大幅度下滑是因為本階段網(wǎng)絡(luò)規(guī)模迅速擴大，網(wǎng)絡(luò)中各單位間的距離顯著上升。此后，我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)間的距離不斷縮短，總體上各單位不受控制的能力在增強，但是結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的接近中心勢指標進一步分析，會發(fā)現(xiàn)從2006年開始接近中心勢也是在緩慢上升的并最終維持在30%左右。這說明雖然我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的平均接近中心度在不斷上升，但是分布的不均衡程度越來越高，各單位的“依賴性”或者說“受控程度”差距增大。

2.4 個體的中心性分析

表2為2014年我國重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)在3種中心性測度下的前10家單位。從表中可以看出，西南交通大學、清華大學、東南大學在3種測度下均排前列，其他的比如中南大學、同濟大學、中國鐵道科學研究院、中鐵大橋局股份有限公司也同時在3種測度下出現(xiàn)。這表明高等院校在網(wǎng)絡(luò)中具有較

高的活動能力、控制能力和核心地位。

從單位性質(zhì)進一步分析來看，3種中心性測度下的前10家單位中，高等院校的比例高達73%，其次為國有企業(yè)占23%，剩余4%為事業(yè)單位。這說明高等院校和國有企業(yè)在重大工程技術(shù)創(chuàng)新活動中扮演著重要角色，并且在6家國有企業(yè)和事業(yè)單位中，有5家單位均與鐵路工程有著緊密聯(lián)系，可以推測出在重大工程中鐵路工程是較易獲得技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出的項目，或者說鐵路工程的自身特性決定了它更為適合產(chǎn)生技術(shù)創(chuàng)新。

從3種中心性分別來看，度數(shù)中心度排名靠前的單位較多為國有企業(yè)，表明了國有企業(yè)相較高等院校而言，居于網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵位置，在技術(shù)創(chuàng)新活動中合作的范圍較廣，信息渠道較多，影響力高。而中間中心度排名前十的單位幾乎全為高等院校。這意味著技術(shù)、信息溝通的要道主要被高等院校占據(jù)著，擁有著技術(shù)優(yōu)勢的高等院校最有能力作為“中介”來聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中其他單位。接近中心度的排名情況與中間中心度類似，高等院校與網(wǎng)絡(luò)中其他單位的關(guān)系較近，能夠更容易的與其他單位開展合作，能獲取網(wǎng)絡(luò)動態(tài)發(fā)展信息，其在技術(shù)創(chuàng)新活動中，更不需要依賴其他單位的支持。

3 結(jié)束語

以2000—2014年我國科技進步獎重大工程類項目為對象，構(gòu)建重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用社會網(wǎng)絡(luò)的中心性指標剖析了其動態(tài)演化趨勢及個體特征。研究表明，重大建設(shè)工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)已初具規(guī)模且日益壯大，但網(wǎng)絡(luò)中各單位間開展新合作的速度還不夠快，網(wǎng)絡(luò)中的合作關(guān)系沒有隨著規(guī)模的擴大顯著提升；并且各單位在網(wǎng)絡(luò)中的位置有明顯區(qū)別，隨著時間的演進，網(wǎng)絡(luò)的中間中心勢與接近中心勢逐漸上升，網(wǎng)絡(luò)中個體的差異越來越大，清華、西南交大等單位占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)中的核心位置的同時，許多單位則逐漸邊緣化。

基于SNA的中心性研究方法，能從整體網(wǎng)絡(luò)特性和個體單位特征上對重大工程技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演化進行分析，對于我國高等院校、大型國有企業(yè)等單位之間的技術(shù)創(chuàng)新合作機制有了更深的理解，并為創(chuàng)新合作單位的選擇和工程技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實踐指導。不過本文也存在2點不足，即沒有對單位間的合作深度進行定量分析，沒有區(qū)分各主要完成單位對獲獎項目的貢獻大小，筆者將在未來針對這2點作進一步的研究。

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作者簡介：林森森（1991—），男，主要研究方向為工業(yè)工程。

〔編輯：劉曉芳〕