重大工程技术创新合作网络的动态演化分析

文章编号：2095-6835（2017）04-0091-03

摘 要：重大工程具有技术创新溢出效应，研究其技术创新合作网络意义重大。以2000—2014年我国科技进步奖重大工程类项目为对象，构建重大工程技术创新合作网络，通过SNA的中心性分析研究其动态演化趋势及个体特征。研究表明，重大工程技术创新合作网络已初具规模且日益壮大，但网络中的合作关系没有随着规模的扩大显著提升。此外，各单位在网络中的位置有明显区别，清华、西南交大等拥有核心的地位。研究提供了基于SNA的重大工程技术创新合作网络分析方法，其成果可为选择创新合作单位和工程技术持续创新提供理论依据和实践指导。

关键词：重大工程；技术创新；合作网络；中心性分析

中图分类号：F273.1；F276.44 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.091

重大基础设施工程（以下简称“重大工程”）是指投资规模大、复杂性高，对技术、经济、社会和环境有重要影响的大型项目，比如摩天大楼、长大桥梁、交通枢纽、能源基地、港口工程、高速公路及铁路等。我国在重大工程的建设过程中不断攻克世界级的技术难题，比如京津城际铁路、国家游泳中心、秦岭终南山公路隧道、青藏铁路等项目相继获得国家科技进步一等奖，并通过在类似工程中的推广应用带来巨大的技术创新溢出效应。重大工程技术创新是多要素、多主体、多阶段整合协同的过程，存在复杂的合作方式。目前关于技术创新合作网络的研究多集中在企业间的技术创新、产业集群的技术创新及跨区域创新合作的模式等，缺乏从工程项目整体的角度对重大工程这类以项目需求为导向，多方单位共同参与的技术创新活动的合作关系进行研究。所以本文以我国科技进步奖重大工程类项目的获奖单位为对象，构建重大工程技术创新合作网络，通过社会网络分析中的中心性分析方法，分析2000—2014年我国重大工程技术创新成果的变化趋势，以及创新合作的特征及演化。

1 重大工程技术创新合作网络的基本参数

在社会网络中，包含着多种特征参数，比如中心性、密度、距离、聚合系数等。其中，测度创新合作网络关系应用最多的为中心性分析。中心度测量的是个体或单位在整个网络结构中的权力、优越性及社会声望；中心势测量的是创新合作网络整体的紧密程度，即网络的中心度。常用的中心性测度有度数中心性、中间中心性、接近中心性。

1.1 度数中心性

某节点的度数中心度定义为在网络中与该节点相连接的其

他节点的个数。对创新合作网络而言，如果两家单位有共同完成过获奖项目，则相连。度数中心度越高表示其合作方越多，影响力越大。为了让度数中心度能够在不同规模的网络间进行比较，Freeman提出了标准化度数中心度（以下简称“Ndegree”），

它等于某点的度数中心度与网络中的最大可能的度数之比。度数中心势是描述Ndegree在整个网络中不均衡程度的指标。在创新合作网络中，度数中心势越大，表明各单位间合作情况的差距越明显。

1.2 中间中心性

某节点的中间中心度定义为在网络中其他点对经过该点的捷径数目与所有捷径数目之比。中间中心度越高，表示某单位的“中介能力”越强，即将没有关联的单位联系到一起的能力越强。标准化的中间中心度（以下简称“Nbetweenness”）等于某点的中间中心度与网络中最大可能的中间中心度之比。中间中心势是描述Nbetweenness在整个网络中不均衡程度的指标，在创新合作网络中，中间中心势越大，表明各单位中介能力的差异越大。

1.3 接近中心性

某节点的接近中心度定义为该点与网络中其他各点的距离之和的倒数。接近中心度越高，表示某点距离其他点的距离越近，那么该单位在合作过程中越不容易受到其他单位的控制。标准化的接近中心度（以下简称“Ncloseness”）可以用在不同规模的网络间进行比较。接近中心势是描述Ncloseness在整个网络中不均衡程度的指标，在创新合作网络中，接近中心势越大，表明各单位不受控能力的差异越大。

2 重大工程技术创新合作网络的中心性分析

2.1 数据来源及处理

国家科学技术进步奖，是国务院设立的国家科学技术奖五大奖项之一，授予在应用推广科学技术成果，完成重大科学技术工程、计划、项目等方面做出突出贡献的公民与组织。其中特别包括在实施重大工程项目中，保障工程达到国际先进水平的组织。考虑到数据的可获得性和权威性，本文从中华人民共和国科学技术部官方网站获得了2000—2014年国家科技部公开的全部获奖项目，共2 642条获奖项目信息，并从中抽取出授予类型为重大工程的项目共217个，每个项目均由若干个主要完成单位合作完成，以此建立重大工程技术创新合作网络。

通过Ucinet软件，将各单位合作获奖的2-模网络转换为各单位间合作关系的1-模网络，暂不考虑单位间的合作次数，建立无向无权网络，其基本统计数据见表1.最大合作群体是指网络中最大子网的单位数。该群体中的单位间相互连通，代表了网络最大的合作关系趋向。截至2014年，重大工程技术创新合

作网络中95%以上的单位均位于最大合作群中，其节点数为599，边数为4 254.本文以此分析重大工程技术创新合作网络的动态演化特征和个体位置特征。

2.2 对技术创新合作网络动态演化的描述

由表1可见，每年重大工程类的获奖项目数与获奖单位数均呈现上升趋势，表明我国在重大工程上取得的技术成就和参与到其中的单位越来越多。这也得益于“十二五”提出的创新驱动，实施科教兴国战略和人才强国战略。通過计算每年各项目平均参与单位数可以发现，该值总体趋势为波动上升，说明

随着科技的快速发展，要想在重大工程的技术上再有所突破难度更高，需要有更多的单位参与进来才能实现。此外，虽然每年获奖单位数逐年增多，但累积获奖单位数保持稳定增长，可知获奖项目的主要完成单位已存在于网络中的比例越来越高，各单位更愿意与之前合作过的单位继续开展合作。

2.3 网络的中心性分析

2.3.1 度数中心性

如图1所示，我国重大工程技术创新合作网络平均Ndegree在2002年以前数值较高，此后该指标一路下滑，仅在2008年有一个小幅回升，最终在2014年达到最低值2.38.进一步分析可以得出，Ndegree的下降说明了我国重大工程技术创新合作网络规模的增长速度稍大于各单位间开辟新合作的速度，某些关键单位的合作关系在上升而新加入网络单位的合作关系稍显不足。图2中网络的度数中心势的走势也说明了网络中的关键单位并非处在绝对核心的地位。前3年网络的度数中心势最强。这是因为这3年的累积最大合作群体里均为一家单位连接着2个获奖项目，度数中心度不均衡程度高。之后网络的度数中心势开始下降。这也表明随着合作网络规模的扩大，各单位间的合作关系增多，使得网络中“影响力”大的单位从一家独大到多足鼎立。

2.3.2 中间中心性

如图1所示，我国重大工程技术创新合作网络平均Nbetweenness在前3年数值较高，2003年达到最高值3.72，之

后此项指标值开始下降，最终在2014年降至最低值0.36.这说明我国重大工程技术创新合作网络的平均中介能力逐渐下降，“桥”的作用在不断减弱。但是注意到网络的中间中心势却从2010年开始上升。由此可以判断，虽然网络平均中介能力在下降，但是不同单位的中介能力的差异在加大。

2.3.3 接近中心性

如图1所示，我国重大工程技术创新合作网络平均Ncloseness在2005年以前持续快速下滑，从2006年开始缓慢增长，2014年达到32.28.2000—2005年的大幅度下滑是因为本阶段网络规模迅速扩大，网络中各单位间的距离显著上升。此后，我国重大工程技术创新合作网络间的距离不断缩短，总体上各单位不受控制的能力在增强，但是结合网络的接近中心势指标进一步分析，会发现从2006年开始接近中心势也是在缓慢上升的并最终维持在30%左右。这说明虽然我国重大工程技术创新合作网络的平均接近中心度在不断上升，但是分布的不均衡程度越来越高，各单位的“依赖性”或者说“受控程度”差距增大。

2.4 个体的中心性分析

表2为2014年我国重大工程技术创新合作网络在3种中心性测度下的前10家单位。从表中可以看出，西南交通大学、清华大学、东南大学在3种测度下均排前列，其他的比如中南大学、同济大学、中国铁道科学研究院、中铁大桥局股份有限公司也同时在3种测度下出现。这表明高等院校在网络中具有较

高的活动能力、控制能力和核心地位。

从单位性质进一步分析来看，3种中心性测度下的前10家单位中，高等院校的比例高达73%，其次为国有企业占23%，剩余4%为事业单位。这说明高等院校和国有企业在重大工程技术创新活动中扮演着重要角色，并且在6家国有企业和事业单位中，有5家单位均与铁路工程有着紧密联系，可以推测出在重大工程中铁路工程是较易获得技术创新产出的项目，或者说铁路工程的自身特性决定了它更为适合产生技术创新。

从3种中心性分别来看，度数中心度排名靠前的单位较多为国有企业，表明了国有企业相较高等院校而言，居于网络中的关键位置，在技术创新活动中合作的范围较广，信息渠道较多，影响力高。而中间中心度排名前十的单位几乎全为高等院校。这意味着技术、信息沟通的要道主要被高等院校占据着，拥有着技术优势的高等院校最有能力作为“中介”来联系网络中其他单位。接近中心度的排名情况与中间中心度类似，高等院校与网络中其他单位的关系较近，能够更容易的与其他单位开展合作，能获取网络动态发展信息，其在技术创新活动中，更不需要依赖其他单位的支持。

3 结束语

以2000—2014年我国科技进步奖重大工程类项目为对象，构建重大工程技术创新合作网络，应用社会网络的中心性指标剖析了其动态演化趋势及个体特征。研究表明，重大建设工程技术创新合作网络已初具规模且日益壮大，但网络中各单位间开展新合作的速度还不够快，网络中的合作关系没有随着规模的扩大显著提升；并且各单位在网络中的位置有明显区别，随着时间的演进，网络的中间中心势与接近中心势逐渐上升，网络中个体的差异越来越大，清华、西南交大等单位占据了网絡中的核心位置的同时，许多单位则逐渐边缘化。

基于SNA的中心性研究方法，能从整体网络特性和个体单位特征上对重大工程技术创新合作网络动态演化进行分析，对于我国高等院校、大型国有企业等单位之间的技术创新合作机制有了更深的理解，并为创新合作单位的选择和工程技术持续创新提供理论依据和实践指导。不过本文也存在2点不足，即没有对单位间的合作深度进行定量分析，没有区分各主要完成单位对获奖项目的贡献大小，笔者将在未来针对这2点作进一步的研究。

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作者简介：林森森（1991—），男，主要研究方向为工业工程。

〔编辑：刘晓芳〕