科技进步预警模型构建及应用研究

徐 徐，吴治平

(1．瓯江学院；2．数学与信息科学学院，温州大学，浙江温州 325035)

科技进步预警模型构建及应用研究

徐 徐1，吴治平2

(1．瓯江学院；2．数学与信息科学学院，温州大学，浙江温州 325035)

科技进步预警有助于深入认识科技发展的优势与不足，有效防范和控制科技进步发生警情．在科技进步综合评价基础上，构建了科技进步预警模型，并应用该模型对温州市2003 – 2009年科技进步状况进行了实证研究．

科技进步；预警模型；温州

科学技术是生产力中最活跃的因素，是推动经济和社会发展的决定性力量．上世纪 90年代后，科技发展与教育、经济和社会等因素之间的关系日益密切，呈现出一系列新的特点和新的规律．考察某一区域的科技进步水平，当其在横向与纵向比较中出现滞后甚至下滑现象时，就意味着科技发展出现警情，严重的会导致现行的科技创新体系系统失效，从而影响该区域经济的健康发展与稳定繁荣．因此，建立区域科技进步预警模型，研究区域科技发展动态，对促进区域经济发展具有较强的现实性和必要性．

关于预警模型的研究，主要应用于企业、金融、自然灾害预防等传统领域，以及知识管理、网络组织等新兴领域，但对于科技进步的预警模型研究尚属不多．本文在建立科技进步评价指标体系基础上，通过对科技进步状况的综合评价，构建科技进步预警模型，并以温州市为例进行了应用分析．科技进步预警研究可认清区域科技发展的优势与不足，窥视科技发展落后于可比区域的先兆，及时向相关部门发出警报，对于有效防范、控制科技进步发生警情、最大限度降低和规避社会风险具有重要现实意义．

1 科技进步综合评价

1.1 科技进步综合评价体系构建

1.1.1 构建原则

为了准确、全面、客观地评价区域科技进步环境、科技活动投入与产出的基本情况，为预警预报提供基础性数据，本文构建科技进步评价体系时遵循代表性、可比性、可操作性、预警性、系统性的原则[1]．

1.1.2 指标体系框架

从现阶段区域科技发展现状出发，根据指标构建原则，设置能定量描述科技进步状况的评价指标体系，涉及工业、农业、专利、成果、人才、教育等影响科技活动的诸多因素．同时，考虑到区域科技发展的不平衡性和官方公布指标的差异性，经过反复比较，选择能够准确反映不同年度、不同区域科技发展的实际状况的指标，从而初步形成三阶层框架结构的科技进步评价体系，见表1．

表1 科技进步评价指标体系

1.1.3 指标的筛选和完善

科技进步评价指标间可能存在较大的信息冗余，导致综合评价时出现重复计算的问题，增加综合评价的计算工作量．本文采用专家筛选和熵值筛选两种方法对已初步设置的科技进步评价指标进行筛选，以期达到最优评价的效果．

（1）专家筛选

以调查问卷的方式，请科技部门、统计部门及相关领域的专家对所选指标进行分析，专家认为“每万人口科技活动科学家与工程师数”指标与“每万人口科技活动人员数”指标冗余，“R&D经费支出占GDP比例”指标与“科技经费投入占GDP比例”指标冗余，可删减“每万人口科技活动科学家与工程师数”、“R&D经费支出占GDP比例”两个指标．

（2）熵值法筛选

在信息论中，熵是对不确定性的一种度量，用来判断某个指标的离散程度，指标的离散程度越大，则说明该指标对综合评价的影响越大[2]．第j个因素下第k个三级指标Cijk的熵值可定义为：

熵值法虽能使指标权重赋值科学，但并不能完全体现该指标的经济学意义，因而考虑将熵值法与模糊层次分析法结合使用，调整权重，提高综合评价结果的准确性和合理性．模糊层次分析法能较大限度减少主观因素对评价结果的影响．当调整后的模糊判断矩阵满足一致性检验后，可结合语气算子与定量标度相对隶属度关系表，计算出相应指标的模糊权重υijk，具体求解过程见参考文献[3]．

根据上述理论，分别计算出科技评价指标体系中各项三级指标的熵权φijk、模糊权重υijk和组合权重ρijk．本文取α=0.3，计算结果如表2所示．

表2 科技进步三级评价指标熵权及其权重

若三级指标Cijk的模糊权重υijk大，而对应的熵权φijk亦大，表明模糊层次上该指标比较重要，且各区域在该指标上取值也有较大差异，即基于该指标的评价结果区分度大，则保留该指标．若三级指标Cijk的模糊权重υijk大，而对应的熵权φijk较小，则根据组合权重大小来决定指标是否保留．本文组合权重的阈值取各指标均值的0.8倍，即组合权重小于该阈值的三级评价指标全部予以删除，以减少指标间的冗余度．删除“人均社会消费品零售总额”指标、“预算内教育经费拨款占地方财政支出比例”指标、“每百万人口发明专利授权量”指标后，按照公式（1）-（3）重新计算剩余评价指标组合权重，结果如表3所示．

表3 筛选后的科技进步三级评价指标组合权重

1.2 科技进步评价指标标准化处理

由于科技进步评价指标区间计量单位不同，数量级相差较大，需将各指标进行标准化处理，转化为无量纲化数值，本文所采用的标准化方法见公式（4）．

1.3 科技进步综合评价方法

1.4 浙江省11市2000 – 2009年科技进步综合评价

采用公式（4）对科技进步评价指标体系中的三级指标进行标准化后，再根据各级指标相应权重，按公式（5）计算出浙江省11市2000 – 2009年科技进步综合评价值．如表4所示．

表4 2000 – 2009年浙江省11市科技进步综合评价值

将表4中浙江省11市2000 – 2009年科技综合评价值导入Spss，采用系统聚类法中的最短距离聚类法进行聚类，得到如下所示的聚类图（图1）．

图1 浙江省11市系统聚类图

从图1可以看出，台州市、金华市和温州市在科技进步水平综合评价中聚为一类，说明台州市、金华市和温州市科技进步发展水平基本接近．

2 科技进步预警模型构建及分析

科技进步预警属于警示性预警的范畴，一套完整的预警模型由预警指标、警限设定、警情评价和警源分析四要素构成．

2.1 预警指标选取和权重设置

因为台州市、金华市和温州市科技进步发展水平基本接近，其科技进步指标也具有较好可比性，且关联性较为密切，因而可选择台州市和金华市作为温州市科技进步预警参照城市．此外，温州市科技进步当年指标数据与前三年间存在一定的关联性，在统计各项三级评价指标增长率时均可将前一年作为比较对象．故选择台州市和金华市为同级参照城市，并以评价年份前三年评价指标值为比较对象，构建温州市科技进步预警指标体系．

根据欧式距离，采用公式（6）设置同级城市相应二级预警指标权重αi，采用公式（7）设置历年数据相应二级预警指标权重βt−i．为减少数据波动，αi用各同级城市相应指标权重的平均值替代，用各年份同类指标权重的平均值替代，同时根据模糊层次分析法设置一级预警指标权重，最终处理结果如表5所示．

表5 温州市科技进步预警指标体系及权重设置

2.2 警限设定

警限指警情之间的界限，是对预警指标质的判断和反映，体现人的主观愿望和规范要．一般来说，警情分无警、轻警、中警、重警、巨警五级，相应地警限可分为无警警限、轻警警限、中警警限、重警警限、巨警警限．根据多数（无警占总数的三分之二）、半数（无警占总数的二分之一）、均数等系统化原则[5]确定警限，并将各原则得到的警限进行加权综合即可确定较为科学的无警警限．在此基础上，结合多数、均数原则设定轻警、中警、重警和巨警警限，结果见表6所示．

表6 科技进步预警警限设定

2.3 警情评价

其中，：评价指标体系中第年温州市及各参照城市的综合评价值，具体计算参考公式（5）；：预警指标体系一级指标中同级城市的权重．

将2000 – 2009年台州市、金华市和温州市科技进步综合评价值标准化后，按照公式（8），计算出2003 – 2009年相应各年科技进步预警指标综合评价值，结果如表7所示．

表7 温州市2003 – 2009年科技进步预警指标综合评价值及警情

由表7可知，2003年科技进步预警指标综合评价值落入重警区域内，且向巨警区域逼近；2004年、2005年、2006年科技发展在无警区域内运行；从2007年开始，科技进步预警指标综合评价值落入轻警区域内，并有向中警区域发展的趋势．出现警情的原因是部分评价指标与同级城市差距进一步拉大，且历年数据的增长率低于全省平均水平．

2.4 警源查找

当预警模型运行出现警情时，应根据科技进步预警指标综合评价值的警情划分，逆向查找导致出现警情的主要三级评价指标的组合，即查找出警源．整个查找过程，同类的三级评价指标差值为正值则越大越好，指标差值为负值则绝对值越大越差．经判断分析，按照阶梯型原则划分警情所对应的警限，将评价指标的警限映射为标准一致的分数值，进一步确定不同警限对应的警情状态，如表8所示．

表8 科技进步三级评价指标预警警限

以2009年为例，排查出导致温州市科技进步发展滞后的评价指标，并根据表8设置的三级指标预警警限将发展滞后的评价指标划分相应的警情，具体情况详见表9．

表9 2009年温州市科技进步评价指标警情评级

由表9可知，温州市2009年经济发展水平、科技创新意识、科技活动人力投入模块全部细化指标均出现警情，科技活动产出水平和科技成果市场化模块大部分指标出现警情，科技活动财力投入模块部分指标出现警情．经过“十一五”的发展，温州市已积累了较为雄厚的物质基础，但在发展中依旧不可避免地存在着科技体制优势弱化、内需主导和创新驱动能力不强和产业机构矛盾等突出问题．温州市企业以民营企业为主，虽然拥有较为明显的成本与价格优势，但研发与自主创新能力较弱，自主知识产权拥有量低，缺乏国际知名自主品牌，缺乏行业领跑的意识和能力．与此同时，民营企业在资金投入、人员和信息来源等方面存在重重约束，自主创新面临严重的能力障碍．此外，高新技术产业在整个经济中的比重不大，对区域经济发展和经济结构调整还难以起到强有力的推动作用．因此，各级政府亟需制定和实施一系列的鼓励企业自主创新的政策和措施，除了要对这些政策措施在实践中不断完善和补充外，关键还在于各项既定政策措施的执行，让政策及时“落地”，充分发挥民营企业创新主体的地位，重塑温州竞争优势．

3 结 论

（1）在建立科技进步评价体系的基础上，构建了包括预警指标、警限设定、警情评价和警源分析四要素的科技进步预警模型．

（2）应用该预警模型对温州市2003 – 2009年的科技进步状况进行了实证分析，结果表明：2003年温州市科技进步落入重警区域内；2004 – 2006年该市科技发展状况良好，科技进步在无警区运行；2007 – 2009年，该市科技进步在轻警区运行，并有向中警区发展趋势．

（3）科技进步预警模型在不同阶段各级评价指标权重会发生相应的变化，所以权重应给予实时更新；应以更大范围的数据为基础设置科技进步预警警限，来提高模型的精度．

[1] 李虎, 刘春林, 施建军. 江苏省科技进步监测指标体系与评价方法的修订[J]. 科研管理, 2007, 28(04): 170-176.

[2] 廖明菊, 陈新元. 熵值法及其在工程招标中的应用[J]. 矿业工程, 2005, 3(03): 1-2.

[3] 王新民, 赵彬, 张钦礼. 基于层次分析和模糊数学的采矿方法选择[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2008, 39(05): 875-880.

[4] 刘晓敏. 国家创新能力预警信息系统研究[J]. 情报科学, 2001, 19(03): 228-230.

[5] 马跃如, 白勇, 程伟波. 我国出口贸易预警系统理论与实证分析[J]. 商业研究, 2010, (01): 31-34.

Construction and Application of Technological Progress Warning Model

XU Xu1, WU Zhiping2
(1. Oujiang College; 2. School of Mathematics and Information Science, Wenzhou University, Wenzhou, China 325035)

It is helpful to make use of technological progress warning to deeply understand the advantages and disadvantages of technological development, and to effectively take precautions against and control of situations caused by technological progress. Based on comprehensive evaluation of technological progress, a technological progress warning model was constructed. Then the empirical study was undertaken to analyze conditions of Wenzhou technological progress during the year 2003 to 2009 with the warning model.

Technological Progress; Warning Model; Wenzhou

(编辑：封毅)

F224.9

A

1674-3563(2011)06-0024-08

10.3875/j.issn.1674-3563.2011.06.005 本文的PDF文件可以从xuebao.wzu.edu.cn获得

2011-03-28

温州市科技计划软科学招标项目(R20090065)；温州市文化工程课题(Wyk10009)；2010年度温州大学研究生创新基金(3160601010955)

徐徐(1975- )，女，浙江温州人，副教授，硕士，研究方向：产业经济和区域经济