基于“動力—狀態—響應”模型的京津冀產業創新能力評價

邢玉冠，楊道玲

（國家信息中心，北京 100045）

1 研究背景

2014 年2 月，京津冀協同發展被列為國家重大戰略。2015 年4 月30 日，中共中央政治局審議并通過的《京津冀協同發展規劃綱要》提出，要將京津冀地區打造成為全國創新驅動經濟發展新引擎。產業興則地區興，要深入推進京津冀協同發展戰略，促進地區經濟的高質量發展，根本上要靠發展壯大區域產業實力。實現區域產業快速持續發展離不開創新驅動，可以說產業創新能力已成為區域核心競爭力之一。

京津冀協同發展戰略從提出至今已實施8 年，雖然京津冀地區人才資源密集、創新要素富集，是全國創新能力最強的地區之一，近年來產業快速發展，但也面臨區域內優質創新資源輻射帶動效果不足、創新鏈與產業鏈對接融合不暢、創新分工格局和創新合作機制不完備等問題，因此在產業協同發展過程中提升區域內產業創新能力勢在必行。研究京津冀地區產業創新能力，有利于客觀評價區域產業創新的發展狀況，把握創新要素對產業發展的作用，挖掘三地產業創新在資源、效率、協同等方面的深層次問題，進而有針對性地深入調整優化三地產業結構和空間布局，建立健全產業創新協同體系，促進高新技術產業發展壯大和傳統產業轉型升級。

2 文獻綜述

創新從本質上來講是一種廢舊立新的行為。創新理論的奠基人熊彼特［1］曾將創新比作生物上的突變，不斷從體系內部革新經濟結構，不斷地破壞舊的結構并創造新的結構。與之類似，產業創新是在產業發展過程中不斷革新、更迭和演進的行為。產業創新能力則是指總體或特定產業進行技術創新、實施創新成果轉化、推動產業發展、提升產業競爭力的綜合能力。要反映一個地區產業創新情況，就需要構建衡量產業創新能力的評價體系。為此，筆者梳理有關專家學者在產業創新能力測度和京津冀產業創新方面的研究成果，為本研究提供參考借鑒。

2.1 關于產業創新能力測度的研究

如何評價一個地區的產業創新能力，國內諸多學者開展了相關研究。具體梳理情況如下：

第一，多數學者以投入和產出視角構建評價指標體系進行測度。如陳萍等［2］構建了由高技術產業技術創新投入能力和產出能力為一級指標的評價體系，對我國各地高技術產業創新能力進行了評價；徐廷廷等［3］從創新投入能力、創新產出能力的維度建立評價指標體系，運用熵值法、層次分析法及變異系數對上海創新能力進行橫縱向對比分析；王洪慶等［4］從投入能力、產出能力角度研究了我國18個高技術行業技術創新能力的差異。

第二，部分學者在投入和產出視角的基礎上加以擴展，增加了創新基礎或支撐能力等維度。如張倩男等［5］構建包括投入能力、產出能力、支撐能力的指標體系，對我國高技術產業的技術創新能力進行了實證分析；高達宏［6］運用灰色關聯度模型，從創新基礎能力、投入及產出的角度對影響我國高技術產業技術創新產出的關鍵因素進行了定性分析；趙玉林等［7］從創新投入、創新產出和支撐環境3 個方面構建省域高技術產業技術創新能力評價指標體系，運用主成分分析法評價我國省級區域高技術產業的技術創新能力；吳忠濤等［8］從創新能力的投入、產出與支撐3 個方面進行指標設定，對西安市高新區戰略性新興產業創新能力進行評價；曹興等［9］以投入能力、執行能力、產出能力、環境支撐能力4個維度構建了戰略性新興產業自主技術創新能力評價指標體系。

第三，也有學者聚焦于創新研發效率進行測度。如程萍等［10］、包耀東等［11］針對省域高新技術產業技術創新效率，郭建平等［12］從產業發展視角針對高新技術企業的綜合效率、純技術效率、規模效率等，運用數據包絡分析（DEA）模型進行了測度；劉云等［13］、方大春等［14］應用隨機前沿分析方法（SFA）測度區域高技術產業的研發效率并找出影響因素；余珮等［15］從創新價值鏈視角，測度了我國115 個國家級高新技術園區的創新效率。

2.2 針對京津冀產業創新能力的研究

對于京津冀產業創新能力，多數學者也同樣以投入和產出分析為基礎視角構建評價指標體系加以研究，如范德成等［16］、葉堂林等［17］、孫瑜康等［18］的研究中除了以投入和產出維度外，還增加了環境維度；趙瑞芬等［19］則在投入和產出維度上增加了效率和基礎維度。也有學者從生態位視角出發，如李星等［20］從創新群體、投入、績效維度構建高技術產業生態位適宜度評價指標體系，評估了京津冀地區高技術產業創新發展的現狀；溫科等［21］從知識創新、產業創新、技術創新、創新環境四方面對京津冀區域創新生態發展情況及耦合關系進行分析。學者們在研究京津冀總體產業創新能力的同時，普遍分析了地區間創新能力差異和創新協同發展等問題。

通過梳理上述相關研究可以發現，目前對產業創新能力或京津冀產業創新能力的研究有以下特點：第一，普遍以創新投入和產出為基礎視角，或再輔以環境支撐等維度，分析切入點較為固化；第二，聚焦于研究創新效率或將創新效率作為一個分析維度，本質上依然是基于投入和產出的測度；第三，普遍以某一行業，特別是多以智力密集型的高技術產業作為研究對象，高技術行業固然是創新活動密集領域，但僅以高技術行業進行研究難以全面反映一個地區總體產業創新能力。對此，本研究借鑒衡量可持續發展的理念，從動力、狀態、響應（driving force，state，response；DSR）3 個視角構建指標體系，不僅評估京津冀產業創新能力的總體趨勢，還可以從京津冀產業創新的推動力度、創新主體的進展和狀態以及產業創新的成效收益等3 個互相關聯作用的方面分析各維度的特點與趨勢。

3 京津冀產業創新能力評價指標體系構建

3.1 構建思路

1996 年，聯合國可持續發展委員會（UNCSD）和聯合國政策協調與可持續發展部（DPCSD）牽頭，將評價生態系統健康的壓力—狀態—響應（pressstate-response，PSR）模型擴展為可用于衡量經濟社會可持續發展的DSR 模型。DSR 模型包含3 個主要成分：人類活動、經濟及社會活動等對可持續發展產生影響的動力（driving force）；發生變化的可持續發展的狀態（state）；狀態變化使得人類采取一系列措施進行響應（response）。京津冀產業創新也是一個需要且必須實現可持續發展的重要領域，引入DSR 模型構建產業創新能力評價體系，不僅與DSR 模型本身所倡導的可持續發展內核相吻合，可量化反映京津冀產業創新在時間維度上的發展情況，而且還有助于進一步深入分析影響產業創新的關鍵因素，更直觀地從創新推動力度、創新主體狀態、創新成果效益等多維度觀察、分析、比較京津冀在產業創新方面的發展趨勢特點和問題短板。

基于DSR 模型的京津冀產業創新能力評價體系涵蓋了動力、狀態、響應3 個維度。其基本邏輯為：將政府出臺的推動科技創新的政策、政府及企業的研發經費投入等促進產業科技創新的因素作為動力（D），動力引起創新主體（科研機構、高校、企業、人才等）的狀態發生變化（S），進而在產業創新成果方面產生相應的反響（R）。其中，動力指標主要是從政府及企業對創新的推動和資金支持的角度出發；狀態指標是從創新主體的角度出發，關注的是創新主體的數量與質量；響應指標則關注創新的成效與影響，包括科研、研發等創新活動的產出（論文、專利、科技著作、行業標準）以及經濟效益等。具體指標選取如表1 所示。

表1 基于DSR 模型的京津冀產業創新能力評價指標體系

3.2 測算方法

有關指標數據主要源于2014—2019 年《中國科技統計年鑒》中的年度數據及官方發布的統計數據。為在一定程度上避免主觀因素帶來的偏差，使用熵值法這種根據指標數據離散程度進行客觀賦權的方法對指標的權重進行計算。具體計算步驟如下：

（1）數據標準化處理。在計算指標權重前，將各指標數據轉換為相對值，以避免單位不統一的問題。公式如下：

為避免后續取對數計算出現無意義的情況，在標準化時將Y值取值范圍設定在［0.1，1］之間。

（2）計算年份i的數值在第j項指標中的比重。公式如下：

式（2）中，n代表測量年份數，即n=6。

（3）計算第j項指標的熵值。公式如下：

式（3）中，k=1/lnn。

（4）計算第j項指標信息熵冗余度。公式如下：

（5）計算第j項指標權重。公式如下：

式（5）中，m代表指標數，即m=24。

（6）計算指標得分。公式如下：

4 京津冀產業創新能力測評結果分析

4.1 總體態勢

總體來看，自2014 年京津冀協同發展戰略提出以來，京津冀地區產業創新能力持續增強，前期提升幅度相對平緩，2018 年后呈加速上升趨勢，表現出厚積薄發的強大動力（見圖1）。從3 個一級指標來看，動力指標得分逐年上漲，且2018 年后增速明顯提升，表明京津冀地區從政府到企業對產業創新的推動和投入持續加強；狀態指標2014—2017 年變化平穩，2018 年出現顯著下滑，隨即在2019 年出現迅速抬升，表明在中美貿易摩擦等國際不確定性因素增多的影響下創新活動受到一定影響、出現較大波動；響應指標得分波動上升，2018 年后快速攀升（見圖2）。綜合來看，2014—2017 年京津冀地區產業創新各指標水平總體穩中有升，2018 年在國際環境和國內推動的多重因素作用下有所轉折，但2019 年開始產業創新能力加速提升。

圖1 京津冀地區產業創新指數得分年度分布

圖2 京津冀地區產業創新能力評價一級指標得分年度分布

4.2 動力指標表現

得益于政府、企業等各方的不斷支持和推動，京津冀地區產業創新在相關政策供給、資金投入方面取得長足進步，動力指標得分逐年提升（見表2）。

表2 京津冀地區產業創新能力評價的動力指標得分 單位：分

（1）從制度供給看，京津冀地區的創新政策體系不斷優化，對產業創新形成強大推動力。北京以加強全國科技創新中心建設為目標，全面優化科技創新的政策環境，2014 年來每年發布的創新相關政策、規范性文件和工作文件保持在20～30 項左右；河北著力補齊科技創新短板，密集出臺了《河北省科技創新三年行動計劃》等相關政策支持創新活動的開展；天津關注企業、高校、科研院所等創新主體，出臺了一攬子支持政策，但數量上較北京、河北兩地有一定差距（見表3）。在京津冀協同層面，科技部主導建立了京津冀協同創新“1+3”聯動工作機制和三地科技部門定期會晤機制，三地先后簽訂了《共同推動京津冀國際科技合作框架協議》《關于共同推進京津冀基礎研究合作協議》《關于共同推進京津冀協同創新共同體建設合作協議》等一系列合作協議和框架，區域科技創新協同合作日趨深入。

表3 京津冀產業創新相關政策數量 單位：項

（2）從經費投入看，總體穩中有升，但結構有所分化。京津冀地區R&D 經費投入強度1）在2014—2018 年保持在3.5%左右，2019 年躍升至3.9%（見圖3），總體遠高于全國（未含港澳臺地區。下同）2.1%左右的平均水平。但三地間R&D 投入強度不平衡現象較為顯著：北京基本保持在5.5%以上，大幅領先于全國其他地區；天津近年來雖有所下降，但仍在3%以上，不僅高于全國平均水平，也高于廣東、江蘇、浙江等經濟強省，研發投入強度表現較突出；河北R&D 投入強度逐年增長，但仍低于全國平均水平，有較大提升空間（見圖4）。

圖3 京津冀地區R&D 投入強度年度分布

在具體指標中，京津冀地方財政對科技領域的支出、高科技企業開發新產品經費等基本呈穩定上升趨勢，2014—2019 年間平均增速均超過8.6%，與地區生產總值增速相當；與之相比，規模以上企業科研支出則出現較明顯波動，5 年間平均增速達2.9%，上升幅度較緩（見圖5），表明大型企業科研投入的增長動力相對不足。

圖5 京津冀地區地方財政和企業的科研投入年度分布

從引進技術的花費來看，京津冀地區在國內技術市場引進技術的費用逐年快速上升，2019 年超過4 000 萬元，約為2014 年的2.5 倍；從國外引進技術花費有較大波動但金額數值較大，即使在2016 年的低位，引進國外技術資金仍超33 億美元，可以看出國外仍是京津冀技術引進的主要來源地（見圖6）。另外，京津冀地區2019 年引進國內技術費用在全國占比為19.1%，其中北京占比為14.4%；引進國外技術的合同金額在全國占比為22.1%，其中北京占比為19.5%。表明京津冀地區，特別是北京對吸納先進技術有較高積極性。

圖6 京津冀地區引入技術費用年度分布

4.3 狀態指標表現

京津冀地區產業創新狀態指標水平在2018 年后出現一定波動，先跌后升，表明國際局勢變化對區域內科研人員和研究機構的創新穩定性造成了實質性影響，但其在較短時間內即實現了快速反彈。具體如表4 所示。

表4 京津冀地區產業創新狀態各項指標得分 單位：分

表4 （續）

京津冀地區R&D 人員數量在2018 年中斷此前逐年上升趨勢，同比下降2.9%，2019 年則大幅回升；R&D 人員全時當量與人員數量變化趨勢基本一致，雖然2018 年同比下降3.3%，但隨著2019 年快速回彈，2018—2019 年兩年的平均增速達3.3%，超過2014—2017 年間1.9%的平均增速（見圖7）。京津冀R&D 人員總體密度較高，2019 年每萬人中有R&D 人員71.8 人，高于全國平均水平的50.6 人；每萬人中的R&D 人員分別為212.0 人、103.9 人、24.6 人，在全國排名分別為第1 位、第5 位、第20位?？梢钥闯霰本┖吞旖騌&D 人員較為密集，河北研發領域人力資源密度不僅在京津冀地區屬于洼地，即使在全國也處于較落后位置。

圖7 京津冀地區R&D 人員全時當量年度分布

京津冀地區高技術產業企業數和研發機構數總體波動幅度較小，2018 年為近年來的低點；而從高技術產業研發機構數與企業數的比例來看，2018—2019 年間觸底回升的態勢更為明顯（見圖8）。表明在大環境影響下，京津冀地區高技術企業培育和高技術企業設立研究機構的意愿均經歷了先下降再恢復的過程。與之形成對比的是，京津冀地區科技企業孵化器及在孵企業數量持續攀升，2018 年不僅未出現下降，相較2017 年還分別大幅增長了43.5%和30.2%（見圖9）。表明在京津冀地區對科技創新創業大力度支持下，科技企業的創業環境迅速得到改善，創業企業數量快速提高。

圖8 京津冀地區高技術產業研發機構和企業數量及比例的年度分布

圖9 京津冀地區科技企業孵化器及在孵企業數年度分布

4.4 響應指標表現

京津冀地區產業創新成果不斷涌現，高技術產業良性發展，帶動響應指標水平波動上升，特別是2018 年后增速顯著。具體如表5 所示。

表5 京津冀地區產業創新能力評價的響應指標得分 單位：分

2014 至2019 年間，京津冀地區專利申請量呈總體上升趨勢，2019 年較2014 年增長82.9%，平均每年增速為16.6%。其中，北京專利申請量超過天津、河北之和，但在三地專利申請總量中的占比從2014年的近60%下降至2019 年的53.4%，顯示出天津、河北增長勢頭較強，正在縮小與北京的差距。京津冀地區有效專利年增加量逐年提高（見圖10），表明京津冀地區不僅創新熱情高漲，而且創新成果的質量也穩步提升；但從每萬人有效專利數來看，北京依然占據壓倒性優勢，且三地呈階梯狀分布態勢更加明顯，2019 年北京每萬人有效專利達298.2 件，是天津的2.1 倍、河北的11.4 倍。

圖10 京津冀地區專利申請量和有效專利數年度分布

在技術交易市場上，京津冀地區技術合同輸出金額加速上漲，2014—2017 年同比增速在13%左右，2018 年升至15.4%，2019 年達到18.0%（見圖11）；同時，京津冀地區技術輸出合同金額在全國的占比逐年下降，但2019 年仍達到31.2%，其中僅北京就占到25.4%，是全國第一的技術貢獻地。另據北京市發改委數據顯示，北京市也積極向津冀輸出技術，2019 年1 至11 月北京流向津冀的技術合同成交額超210 億元，累計超過990 億元。

圖11 京津冀地區輸出技術合同金額年度分布

京津冀地區高技術企業營業收入自2014 年來呈下降趨勢，2018 年到達低點后快速反彈，2019 年不僅較2018 年增長5.9%，比2014 年也增長2.0%（見圖12）。具體來看，2019 年北京高技術企業營業收入較2014 年增長40.9%，河北僅微漲4.4%，而天津則大降36.5%（見圖13）。北京的蓬勃發展和天津的大幅收縮表明京津冀三地高技術企業發展的分化日趨擴大。

圖12 京津冀地區高技術產業企業營業收入年度分布

圖13 京津冀高技術產業企業營業收入對比

5 結論與建議

綜上所述，京津冀產業創新能力不斷提升，在動力、狀態、響應三方面均取得長足進步，但總體上三地產業創新協同發展仍處于初期水平，極化效應顯著，北京產業創新在全國處于領先水平且發展勢頭強勁，河北多項指標遠落后于全國平均水平，天津的部分指標出現下降趨勢，與北京的差距不斷擴大。造成這種情況的主要原因在于：一方面，受體制機制、資源稟賦、基礎設施水平等影響，京津冀在產業創新基礎和發展方式方面存在客觀差異，強大虹吸作用使北京創新要素加速聚集；而天津和河北在營商環境、人才政策、公共服務等方面存在的短板，對吸引產業創新要素落地產生不利影響。另一方面，北京處于后工業化發展階段，著力打造“高精尖”產業，天津第二三產業均較為發達，而河北產業結構中煤炭、鋼鐵等重工業比重偏高，高技術產業發展相對滯后，三地間產業發展梯度差明顯，創新結構與產業結構協同匹配困難；再加上產業轉移承接平臺分散、承接能力不足等問題，導致區域內創新鏈和產業鏈難以有效銜接。為進一步提升京津冀產業創新能力，加快形成基于產業協同的創新鏈，提出以下建議：

第一，優化產業創新格局。明確三地產業發展定位和發展方向，充分發揮差異化優勢，促進北京非首都功能疏解和津冀加快發展相結合，注重培育新的產業增長點。推動三地間基于創新鏈與產業鏈的分工協作，打造科技創新資源配套產業，促進高新技術研究落地轉化；破除政策制度分割，促進創新要素跨區域流動，提高全域產業創新能力。

第二，完善人才保障制度。強化人才支撐，增強區域內人才流動性，優化人才吸引和引進政策。破解制約人才發展的行政和制度障礙，建立互聯互通的人才保障機制，著力在戶籍、教育、醫療、養老等方面解決人才的后顧之憂，使人才安心創新創業。

第三，鞏固企業創新主體地位。提高現代化科技企業的比重，完善研發費用加計扣除政策，建立企業重大研發項目經費補助機制；推動企業轉型升級，鼓勵企業加大創新投入，劃撥用于研發支出的經費并建立專門的研發機構，推動企業從制度上保障研發投入的持續穩定；鼓勵和引導企業按照京津冀協同發展戰略和強化產業鏈的需求開展研發工作。

第四，促進研發成果轉化應用。構建產學研多元主體協同創新模式，推動企業、高校、研究機構等多元主體深入開展科研合作和聯合攻關，建立產業創新協同平臺，共享創新研究成果，促進研究成果的產業化應用，形成成熟的科技成果轉移轉化體系。

注釋：

1）相關數據為筆者根據《中國科技統計年鑒》和京津冀三地政府統計部門公布的數據自行計算得出。如無特別說明，文內其他數據來源均同此。