粵港澳大灣區科技創新協同發展研究

(大連海事大學 航運經濟與管理學院, 遼寧 大連 116026)

一、引 言

2019年2月,國務院在發布的《粵港澳大灣區發展規劃綱要》中,提出將粵港澳大灣區打造成開放型、融合型的國際化科技創新中心的發展目標。粵港澳大灣區由中國香港、澳門兩個特別行政區和廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶9個地市組成。有效測算粵港澳大灣區的科技創新協同度變化情況,分析粵港澳大灣區內各地科技創新水平的差異與局限,對實現粵港澳大灣區發展目標具有重要意義。

關于區域科技創新的現有研究分為三方面:第一,從地域層面的研究視角出發,學者們多對省域[1]、京津冀、珠三角、長三角經濟區[2-4]的科技創新進行研究分析;第二,區域科技創新的研究內容包括理論探討與實證分析,理論研究以科技創新發展探討與對策研究[5-6]為主,實證分析則包括科技創新資源配置效率測算[7]、科技創新能力評價[8]、科技創新協同研究[9]等;第三,學術界采用定量分析方法研究區域科技創新時,通過數理模型對指標數據進行處理,從而得出數字化的測算結果。目前常使用的定量分析方法有數據包絡分析、主成分分析法、空間計量、復合系統協同度[9-12]等。梳理文獻發現存在幾點不足:首先,研究粵港澳大灣區科技創新的文獻較少,且多為理論探討,少數學者對粵港澳大灣區的科技創新資源分布[13]、科技創新能力評價[14]、科技創新對經濟發展的影響[15]等進行實證分析,但尚未有文獻系統測算出粵港澳大灣區科技創新的協同發展情況。其次,以往使用的評價方法大多未解決模糊性、多因素作用的復雜性以及因素間的相關性問題。多維正態云模型作為由一維正態云模型改進得到的方法,能更好反映多因素共同作用的復雜性和應對評價的模糊性與隨機性等問題,被應用于可靠性評價[16]、風險評估[17]等領域。因此,本文結合運用復合系統協同度模型與多維正態云模型,改進優化研究方法,有效彌補之前評價存在的缺陷,通過研究粵港澳大灣區科技創新的協同發展狀況,深層次分析當前粵港澳大灣區內各地的科技創新水平差距,為促進粵港澳大灣區科技創新協同發展提供研究依據。

二、研究方法及數據來源

(一)復合系統協同度模型

本文將復合系統協同度模型作為測度方法,分析粵港澳大灣區科技創新協同發展程度的變化情況。

區域科技創新協同系統S={S1,S2,…,Sn},Sk是系統S的第k個科技創新子系統,k=1,2,…,n,Sk由多個序參量組成[18]。S代表粵港澳大灣區科技創新復合系統,Sk代表粵港澳大灣區科技創新子系統,n取11。子系統Sk的序參量為Xk=(xk1,xk2,…,xkj),j∈[1,n],n≥1;子系統穩定臨界點序參量分量的下限和上限分別為αkj和βkj,滿足條件αkj≤xkj≤βkj。序參量分量xkj的有序度ykj計算公式為:

(1)

通過熵權法[19]賦予序參量權重λj,以線性加權法測算某子系統Sk的有序度Yk表達式為:

(2)

(3)

本文借鑒以往研究成果[20]將區域科技創新協同度劃分為4個等級,如表1。

表1 區域科技創新復合系統協同度等級評價標準

(二)多維正態云模型

多維正態云模型用來描述多因素共同作用的不確定性問題和反映多維定性概念[17],定義為:設U{X1,X2,…,Xn}是一個n維定量論域,C是U中的定性概念,隸屬度μ是定量值x∈U對于定性概念C的一個穩定隨機數(0<μ<1),x在論域U上的分布稱為云,每個x稱為一個云滴[21],其中x(x1,x2,…,xn)～N(Ex(Ex1,Ex2,…,Exn),En′(En′1,En′2,…,En′n)2),En′(En′1,En′2,…,En′n)～N(En(En1,En2,…,Enn),He(He1,He2,…,Hen)2);期望Ex是云滴在論域空間分布的中心值;熵En是定性概念的不確定性度量,反映云形的跨度;超熵He反映熵En的不確定性,反映云形的厚度[22];當前研究尚未確定多維正態云模型數字特征的公式,本文借鑒以往文獻[23]中多維正態云模型數字特征的確定方法:

1. 期望Ex的確定方法如表2,其中a～e分別代表評價指標對應不同等級的邊界值。

表2 多維正態云的期望

2. 熵En=Exmax/3;其中Exmax表示評價指標對應等級的期望最大值。

3. 超熵He是對熵En的不確定性的度量,一般取0.01≤He≤0.1。

假設論域各維度互不相關,n維正態云由3n個數字特征描述,以ωj表示熵權法對各評價指標賦予的權重,代入得到多維正態云模型隸屬度μ的公式為:

μ(x(x1,x2,…,xn))=

(4)

(三)區域科技創新評價指標體系的構建

基于客觀性、可行性、科學性原則,結合參考《中國區域科技創新評價報告》[24]、《歐洲創新記分牌》[25]和以往研究[26],從科技創新研發投入、科技創新成果績效、科技創新平臺環境這三方面構建區域科技創新評價指標體系如表3,各評價指標對應區域科技創新子系統中的序參量。

表3 區域科技創新評價指標體系

(四)數據來源

本文選取2008—2017年粵港澳大灣區內9個地市和香港、澳門特別行政區的科技創新相關數據,數據來源于2009—2018年的《中國城市統計年鑒》、《廣州科技年鑒》、《中國統計年鑒》、《香港統計年刊》及《澳門統計年鑒》。

三、粵港澳大灣區科技創新協同度測算與分析

粵港澳大灣區科技創新的協同度測算。將2008—2017年粵港澳大灣區的科技創新相關數據代入子系統有序度模型中,計算不同年份科技創新子系統的有序度結果,并以2008年的子系統有序度為基準,利用復合系統協同度模型測算2009—2017年粵港澳大灣區的科技創新復合系統協同度,如表4。

表4 粵港澳大灣區科技創新子系統有序度及復合系統協同度

粵港澳大灣區科技創新子系統的有序度分析。子系統有序度結果反映出,2008～2017年期間,粵港澳大灣區科技創新子系統的有序度呈現隨時間增長態勢,各子系統有序度差距較大,基本概括為子系統科技創新引領區域整體科技創新型、子系統科技創新與區域整體科技創新同步發展型、區域整體科技創新引領子系統科技創新型這三類。深圳的有序度最高,廣州、中國香港的有序度次之,這三地的科技創新協同發展能力較強,能夠充分利用粵港澳大灣區協同發展契機促進科技創新發展,發揮擴散效應,與周邊地區實現科技創新的有序互動,即科技創新超前于區域整體的科技創新發展;中山、珠海、佛山、東莞、惠州的有序度處于中等水平,科技創新協同發展能力一般,輻射帶動性作用不強,科技創新基本同步于區域整體的科技創新發展,應注重挖掘科技創新潛力,進一步提升科技創新發展的進步空間;中國澳門、江門、肇慶的有序度較低,科技創新協同發展能力較弱,科技創新滯后于區域整體的科技創新發展,急需進一步尋找解決子系統有序度較低的對策措施,扭轉科技創新協同能力落后的局面,以免影響粵港澳大灣區科技創新的協同化發展進程。因此，從區域協同發展的良性視角出發,子系統科技創新應適度超前于區域整體科技創新的發展。

子系統有序度的變動特征也存在顯著差異:十年間,深圳、廣州、香港的有序度大幅度提升;東莞、佛山、中山、惠州、肇慶的有序度輕微提升;珠海、澳門、江門的有序度在2009年下降,然后緩慢提升;這些特征說明區域科技創新協同發展能力存在波動性影響因素,導致粵港澳大灣區科技創新協同表現為不穩定狀態。

粵港澳大灣區科技創新復合系統的協同度分析。分析復合系統協同度測算結果得知,2010年之前,粵港澳大灣區科技創新復合系統協同度為負值,說明此前區域科技創新處于非協同發展狀態;2010年之后粵港澳大灣區科技創新復合系統協同度為正值且不斷上升,說明此后區域科技創新開始向協同狀態演化。

根據協同度上升速度變化情況,大致可以將粵港澳大灣區科技創新協同演化進程分為三個階段:第一階段為2009—2010年,協同度較快上升,從非協同狀態演化為協同狀態,區域從整體層面調節各地的科技創新協同發展水平;第二階段為2011—2014年,協同度上升緩慢甚至停滯,科技創新資源在各地分布不均衡、配置落差較大,技術、資本、人才、信息的溢出效應較弱,科技創新要素在各地的流動受阻,區域科技創新的協同發展進度遲緩;第三階段為2015—2017年,協同度再次較快上升。各地的政策效應推動粵港澳大灣區科技創新向較高程度協同演化,但2017年協同度僅為0.183,仍屬于低度協同狀態,協同化發展進程比較緩慢,科技創新協同效應不明顯。

四、粵港澳大灣區科技創新水平評價及分析

研究粵港澳大灣區科技創新協同發展,不僅要分析區域整體的科技創新協同程度,更要考慮區域內個體的科技創新結構現狀及水平差異,進一步探究各地在粵港澳大灣區科技創新協同發展進程中的局限所在。根據科技創新數據的研究特性,運用多維正態云模型對2017年粵港澳大灣區內各地的科技創新水平進行有效評價。

建立評價等級論域V=(V1,V2,V3,V4,V5),代表具有相對性意義的指標評價等級為(低,較低,一般,較高,高),以R&D經費支出(X11)和R&D人員數(X15)在各評價等級的數字特征標準值為例,利用Matlab7.0編程,生成評價指標對應五個評價等級的多維空間正態云圖,如圖1。

圖1 對應五個評價等級的雙指標多維正態云圖

利用熵權法計算區域科技創新評價指標體系的各指標權重賦值,基于Matlab7.0編程,將2017年各地科技創新相關數據和熵權法計算的指標權重代入多維正態云模型發生器,重復計算隸屬度10000次,得到2017年粵港澳大灣區內各地科技創新水平評價結果,如表5。

表5 2017年各地科技創新水平評價結果

由表5反映的多維正態云隸屬度結果和排名順序得知,2017年粵港澳大灣區內各地的科技創新水平差異性較強,從高等級到較低等級呈階梯式發展不均衡狀態。深圳的評價等級為高,科技創新水平最高,研發投入強度大、科技創新活動頻繁、產學研合作良好等原因，促使深圳成為粵港澳大灣區科技創新的核心城市;廣州、香港、東莞的評價等級為較高,科技創新發展具有一定引領帶動作用,東莞的云隸屬度結果在較高與一般等級相近,說明東莞的科技創新水平與廣州、香港仍存在差距,處于較高等級的初始發展階段;珠海、佛山、中山、惠州的評價等級為一般,科技創新處于中等水平,創新發展聯系不夠緊密,對比分析云隸屬度結果,佛山、中山、惠州由于創新資源配置效率和創新成果轉化效率不高,科技創新僅處于一般等級的初始發展階段;中國澳門、江門、肇慶的評價等級為較低,科技創新要素體量小、創新結構失調、重視程度不足等問題導致科技創新水平落后,對粵港澳大灣區科技創新的協同發展形成一定程度的阻礙。

從區域空間分布結構看,粵港澳大灣區正形成一條以深圳為核心城市,主軸線縱穿廣州、東莞、深圳、香港的科技創新走廊,向兩側輻射擴散的區域科技創新水平逐級降低。作為粵港澳大灣區發展整體而言,目前科技創新協同發展能力較弱,科技創新結構不合理、研發投入強度不足、創新資源流動不暢、協作機制不完善等短板都制約了粵港澳大灣區科技創新的協同發展;但區域內各地的科技創新水平都處于非飽和狀態,具備較大的發展潛力和進步空間,伴隨著科技創新復合系統協同度的快速上升趨勢,未來粵港澳大灣區將打破各地科技創新壁壘,鼓勵科技創新水平較高的地區依靠有利發展條件發揮擴散和溢出效應來帶動周邊地區的科技創新,從整體上推進區域科技創新的協同發展。

五、結 論

本文在構建區域科技創新評價指標體系的基礎上,結合運用復合系統協同度模型和多維正態云模型,研究2008——2017年粵港澳大灣區科技創新協同發展情況,深入分析2017年區域內各地科技創新水平差距,得到如下結論。

首先,十年間,粵港澳大灣區科技創新從非協同發展狀態演化為低度協同發展狀態,未來區域科技創新協同發展具有較大的上升空間,應把握好粵港澳大灣區協同發展的歷史機遇,推動該地區科技創新向更高程度的協同發展狀態演化。

其次,粵港澳大灣區科技創新超前發展狀態與滯后發展狀態并存,子系統科技創新發展與區域整體科技創新發展的關系是相互制約、相互促進的。理想的發展模式應為子系統科技創新發展適度超前于區域整體科技創新的發展,該模式對于提升區域科技創新協調發展能力具有積極作用,而過度超前或落后的子系統科技創新發展狀態則會導致區域科技創新整體發展失調,致使粵港澳大灣區科技創新協同發展遭遇瓶頸。

再次,粵港澳大灣區內各地的科技創新水平差距較大,深圳、廣州、香港的協同發展基礎良好,科技創新水平領先,輻射帶動影響力較強;但科技創新水平評價等級為一般以及較低的地區數量超過地區總數的二分之一,占比約為63.6%。總體上看,粵港澳大灣區的科技創新水平處于中等偏下,科技創新的差異性分布特征制約了粵港澳大灣區科技創新協同發展。科技創新協同發展是一個不斷演化的動態過程,需依據各地區科技創新發展的不同特征給予政策支持,建立健全科技創新協同合作發展機制,調整科技創新結構,提高核心地區的科技資源配置效率和科技成果轉化效率,強化核心地區的科技創新輻射帶動作用,重視科技要素投入的均衡性,消除科技創新資源在地區間的流動壁壘,挖掘科技創新落后地區的后發潛力,開創具有自身特色的科技創新協同發展道路。

最后,多維正態云模型的綜合性強、可信度高,評價過程簡潔、直觀、全面。科技創新子系統有序度結果與多維正態云模型評價結果及排名順序基本一致,驗證了該方法的適用性與有效性;多維正態云模型應用于科技創新水平評價還只是初步嘗試,未來對多維正態云模型數字特征的確定性研究,將進一步提高科技創新水平評價的精確性。□