全国科技创新中心的科技创新能力评价研究——以我国31个省区市比较分析为例

王彦博，姚 黎

（北京科技创新研究中心，北京 100035）

2016年7月，国务院印发了《“十三五”国家科技创新规划》，明确支持北京、上海建设具有全球影响力的全国科技创新中心，推动国家自主创新示范区和高新区创新发展，建设带动性强的创新型省区市和区域创新中心，系统推进全面创新改革试验。2014年和2017年，习近平总书记两次视察北京并发表重要讲话，明确了北京“四个中心”的城市战略定位，强调北京最大的优势在科技和人才，要以建设具有全球影响力的科技创新中心为引领，抓好“三城一区”建设，努力打造北京经济发展新高地，为科技创新中心建设提供了根本遵循。国务院2016年印发《北京加强全国科技创新中心建设总体方案》，明确了北京加强全国科技创新中心建设的总体思路、发展目标、重点任务和保障措施。党的十九大进一步对加快建设创新型国家进行系统部署，为科技创新中心建设擘画了新蓝图。

推动北京、上海建设成为具有全球影响力的全国科技创新中心，是党中央赋予的重大战略任务，也是北京、上海发挥自身优势，服务国家发展的重大历史使命，同实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦紧密相连。本文以中国31个省区市为例，设计了全国科技创新中心评价指标体系，基于主成分分析法（principal components analysis，PCA）研究构建全国科技创新中心的科技创新能力评价模型，旨在通过全面详实、客观公正的比较研究，全方位分析全国科技创新中心创新驱动发展的新趋势、新特点，从中分析问题总结规律，加快形成创新发展新动能，支撑与服务具有全球影响力的全国科技创新中心建设。

1 相关文献综述

目前国内研究主要集中在我国各个区域的科技创新发展能力以及全国科技创新中心建设路径对策等方面。例如：胡曙虹等[1]以硅谷为例总结了三螺旋理论中大学、企业、政府三类创新主体在全球科技创新中心形成过程中的作用，并借鉴创新生态系统理论解析各创新主体和要素的特征以及创新环境的重要性。陈搏[2]概括了全球科技创新中心的定义、内涵和特点，探寻其演变的一些规律，在对现有科技创新中心评价文献成果分析的基础上，初步构建了全球科技创新中心评价指标体系。肖林等[3]通过分析全球科技创新中心演进规律，详细研究了上海建设成为具有全球影响力的科技创新中心的战略思路与相关举措。杜德斌[4]通过分析全球科技创新中心的主要特征，提出了上海建设成全球具有影响力的科技创新中心的目标定位和战略路径。闫傲霜[5]详细研究了北京建设成为全国科技创新中心的核心定位及其辐射带动效应。林萍等[6]建立区域科技创新能力评价指标体系和模糊物元评价模型，利用熵赋权法确定指标权重对2001—2011年新疆科技创新能力进行评价分析，得出新疆科技创新能力的评价结果，最后提出优化科技创新环境、增加科技创新投入、提高科技创新产出和科技创新成效的建议。张春强等[7]运用社会科学统计软件SPSS21，对武汉“1+8”城市圈区域科技创新能力进行实证分析与综合评价，并分析了其科技创新能力建设障碍与发展潜力。伍建民[8]分析了北京建设全国科技创新中心的特征与功能，研究了科创中心内涵及未来发展形势并提出相关措施。庞立艳等[9]结合“十一五”以来的数据开展实证分析，客观反映十年间的发展趋势，构建了一套监测指标体系，同时探索北京技术市场在支撑全国科技创新中心建设中存在的问题。赵峥等[10]研究了北京建设成为全国科技创新中心的战略路径并建立了相关评价指标体系。李妍等[11]按照国际接轨、横纵可比、动态开放的原则，编制一套体现新常态下广东科技创新发展特点的综合评价指标体系，逐年测算广东科技创新指数，客观评价全省创新驱动发展以及新旧动能转换的绩效。祝新等[12]采用灰色关联分析方法，构建了区域科技创新能力的多层次灰色关联分析评价模型，对我国内地29个省份的科技创新能力进行了实证分析。李福等[13]通过分析创新资源的集聚与利用模式，研究了全球创新中心的形成以及对中国建设创新中心的政策建议。杨海丽[14]引入高分子化学领域的配位聚合理论对北京怀柔科学城建设进行了系统而深入的理论解析。童爱香[15]系统梳理京津冀地区在科技创新投入和科技成果产出两大方面的基本情况，从全国的视角对京津冀地区科技创新能力进行客观、全面、可靠的定位。熊国经等[16]基于E－TOPSIS改进的因子分析法，对泛珠三角洲各省2010—2014年的科技创新能力的发展水平的横向和纵向进行比较，并提出相关建议。王亚伟等[17]通过建立区域科技创新能力评价指标体系，利用改进的模糊综合评价模型对河南省的区域科技创新能力进行了综合评价。王涛等[18]在构建区域科技创新能力和技术产业化评价指标的基础上，运用聚类分析法，对我国内地30个省、自治区和直辖市的区域科技创新能力与技术产业化现状进行了研究，并归纳出其分布特征。朱新玲等[19]选取长江经济带作为研究对象，对带内11个省区市2013—2015年的科技创新能力进行综合评价和发展变化研究。

通过对现有文献研读发现：（1）目前在全国科技创新中心的科技创新能力评价研究方面尚无相关文献。前人相关研究方向大多集中在区域科技创新能力，如武汉、广东、长江经济带、河南、新疆等地，而对全国科技创新中心北京、上海的研究成果仅限于战略路径、核心功能等理论方面，缺少构建模型的数据实证研究。（2）现有研究的科技创新能力的评价指标体系不一致，仍需进一步完善。部分成果评价指标选取多而全，但由于数据收集统计的难度较大导致停留在指标体系建立环节，无法通过建模实证；部分成果评价指标选取少而精，则导致评价体系无法有效完整的体现科技创新能力。因此，针对目前现有研究的不足，本文在有效性、客观性、全面性的构建原则基础上，建立全国科技创新中心科技创新能力评价指标体系，并结合我国31省区市数据，采用主成分分析法构建全国科技创新中心的科技创新能力评价模型，并通过模型分析提出相关对策及建议，以期推动全国科技创新中心的建设与发展。

2 全国科技创新中心的科技创新能力评价模型的建立

2.1 模型建立的方法——主成分分析法

主成分分析法是一种降维的统计方法，它通过一个正交变换，将其分量相关的原随机向量转化成其分量不相关的新随机向量，在代数上表现为将原随机向量的协方差阵变换成对角形阵，在几何上表现为将原坐标系变换成新的正交坐标系，使之指向样本点散布最开的p 个正交方向，然后对多维变量系统进行降维处理，使之能以一个较高的精度转换成低维变量系统，再通过构造适当的价值函数，进一步把低维系统转化成一维系统[20]。由于模型选取的评价指标较多，为了能够更好地反映全国科技创新中心的科技创新能力，本文在运用Matlab软件的基础上选用主成分分析法建模，使问题简单清晰化，从而得到更加科学有效的数据信息和结论。

2.2 模型评价指标体系的设计原则

为更好地体现全国科技创新中心的内涵和价值，在建立评价指标体系时，应重点遵循以下三项原则。第一，完整性与代表性相结合。全国科技创新中心的科技创新能力评价指标体系是各个要素的集成统一，既要避免指标体系过于冗杂，又要避免由于指标过于单一而影响模型结果。因此评价指标选取也需要具有代表性，在能基本保证评价结果的客观性、全面性的条件下，指标体系尽可能简化，减少或去掉一些对评价结果影响甚微的指标。第二，科学性与前瞻性相结合。指标体系设计紧密围绕中央对全国科技创新中心的定位，以期通过模型评价指标结果来引导实际科技创新工作；同时，在模型评价指标中注重筛选能够代表原始创新能力的相关指标，重点关注其辐射带动影响力。第三，客观性与准确性相结合。在指标选取及模型计算过程中，保证数据的客观性和准确性，使模型结果能够更加真实、完整的反映全国科技创新中心的科技创新能力。

2.3 全国科技创新中心的科技创新能力评价指标及数据的选取

全国科技创新中心的科技创新能力评价指标体系应包含研究与试验发展人员、专利情况等多方面的综合性指标，本文基于以上模型评价指标体系的三个设计原则，根据全国科技创新中心的特点，将其科技创新能力评价指标体系分为两个层次，即4个一级指标和25个二级指标（如表1）。

一级指标“创新环境吸引力”（X1）包含5个二级指标，主要体现全国科技创新中心对高端人才引进、科研项目落地等能力，反映科技创新活动所依赖的外部环境和相关保障；一级指标“创新资源集聚力”（X2）包含6个二级指标， 主要体现了全国科技创新中心对研发资源、科技人才等的集聚能力，是其发展的根本与起点；一级指标“创新服务影响力”（X3）包含5个二级指标，主要体现了政府和社会在促进科技创新发展的服务职能和引导作用，一是在科普教育方面，另一方面则是加快对中小科技企业孵化方面；一级指标“创新产出辐射力”（X4）包含9个二级指标，主要体现全国科技创新中心的科技创新活动所产生的社会影响与经济效果，反映出科技创新的进步对城市地区经济发展的作用，以及对国家科技创新驱动战略和区域协调发展的贡献程度。

3 模型计算结果及分析

3.1 样本选取与数据收集

由于目前北京、上海作为国家建设全国科技创新中心的重点城市，本文一共选取我国31省区市作为研究样本进行比较研究，并按照表1构建的全国科技创新中心的科技创新能力评价指标体系进行数据收集，数据来源于各省区市2016年统计年鉴及科技年鉴的数据统计。

3.2 特征值及方差贡献率的计算

首先通过Matlab软件进行KMO检验，判断本文的变量数据是否能进行主成分分析运算。通过程序计算得：KMO=0.666 1，表明可以进行主成分分析运算。

应用主成分分析方法，将31省区市的25个特征参数值建立一个31×25的原始矩阵，可求得成分特征值、方差贡献率和累计贡献率，如表2所示。

表2 我国31省区市样本变量的特征值、方差贡献率和累计贡献率计算结果

表2（续）

3.3 确定主成分

根据上述计算结果，我们选取贡献率最高的4个主成分进行分析，其累计贡献率为92.6%，故只需求出这4个主成分即可。在确定了这4个主成分的基础上，利用Matlab程序，计算出主成分的得分系数矩阵，如表3所示。

表3 我国31省区市样本变量的主成分得分系数

从表3中可以看出，第一主成分主要与研究与试验发展投入经费有关，这部分指标直接反映了地区对科技的投入水平与力度，这也是推动创新驱动发展、持续创造新的经济增长点的基础与保障；第二主成分主要与专利情况等指标有关，反映出原始创新是最根本的创新，是引领和驱动科技发展社会进步的源泉；第三主成分主要与创新资源有关，具体包含充沛的科研基金支持、领先的科研机构、高水平的科研基础设施和丰富的科研工作机会等；第四主成分主要与其辐射带动能力有关，这部分指标体现了全国科技创新中心在其创新网络中所发挥的枢纽作用，进而辐射带动区域创新协同发展的能力。

3.4 续评价模型结果及分析

根据表3，可以计算主成分得分，并可根据各主成分因子的贡献率为权数计算综合得分，其表达式为：

根据式（1）计算得31省区市科技创新能力的综合得分并进行排名，具体见表4、图1所示。

表4 31省区市2016年科技创新能力评价综合得分

表4（续）

图1 31省区市2016年科技创新能力评价综合得分及排名

结合表4、图1通过综合分析对比可知，样本31省区市的科技创新能力评价综合得分结果呈现为4个梯队，第一梯队是北京，得分最高排名第一，遥遥领先于其他省区市；第二梯队是江苏、广东、浙江、上海等沿海经济较为发达的省区市；第三梯队是河南、安徽等中部地区省区市，这些省区市具有较好的发展潜力与基础；第四梯队是青海、西藏等内陆省区市，经济科技等则相对较为落后。其中，综合得分排名优秀省区市的共有特征主要表现为四方面：一是研究与试验发展经费投入高，科技领域的投入占地区生产总值的比例高；二是原始创新能力强，具有大量原创性科研成果与创新专利；三是具有良好的创新资源，表现在充沛的科研基金支持、领先的科研机构、高水平的科研基础设施和丰富的科研工作机会等；四是具有一定的辐射带动能力，能引领带动区域创新协同发展，充分发挥科技创新中心的枢纽作用。

4 结论及建议

本文基于Matlab软件，运用主成分分析法，建立全国科技创新中心科技创新能力评价指标体系，并结合2016年我国31省区市数据，采用主成分分析法构建全国科技创新中心的科技创新能力评价模型，结果显示，我国各省区市科技创新能力两极化严重，北京位居榜首，江苏等沿海经济发达地区次之，中部具有一定发展潜力和基础的省区市紧随其后，而内陆不发达省区市则较为落后。科技创新能力较高的省区市共有特征表现在四方面：一是研究与试验发展经费投入高；二是原始创新能力强；三是具有良好的创新资源；四是具有一定的辐射带动能力。此外，本文由于部分指标数据较难收集，在指标体系设计时未纳入体系中，未来有待进一步加强相关数据的收集，使全国科技创新中心科技创新能力评价模型更趋于科学性与客观性。

根据分析结果，本文以位居榜首的北京市为例，对北京建设全国科技创新中心提出以下建议：

（1）加强基础研究布局力度，主动承接国家重大任务，强化核心技术攻关，服务国家创新战略。一是要加强与国家自然科学基金联动，支持在数学、物理、材料、生命科学等基础研究领域 的自由探索。支持北京大学、清华大学等高校院所的前沿科学中心建设，打造我国相关基础前沿领域代表性的创新中心。二是要积极设立培育专项，重点开展网络系统安全、信息内容安全、电磁空间安全等基础前沿和关键技术攻关，服务保障网络空间安全国家实验室在京布局，支持开展前沿交又研究，为相关领域国家实验室落地培育力量，支持北京地区科研机构、高等学校、企业积极承担国家重点研发计划，围绕“三个面向”，开展重大科学问题、重大共性关键技术和产品研发。

（2）充分发挥全国科技创新中心优势，积极“搭平台、建机制、引人才”，营造良好创新环境。一是依托国家重大科研平台及新型研发机构，支持各类用人主体围绕基础研究、应用基础研究和关键技术攻关，引进具有全球视野和国际水平的战略科技人才、科技领军人才、科技成果转移转化骨干人才和优秀青年人才。进一步完善科技重大任务和重大专项立项机制，引入第三方机构对研究领域及科研团队进行评价，形成人才、平台、项目“三位一体”的工作格局。二是构建多层次、具有良好流动性的资本市场，利用好科创板，发挥北京市科技创新基金作用，为原始创新和科技成果转化注入新动力。积极推进组建子基金，并与其他优质基金合作，打造科创基金科技投资的生态链。持续优化营商环境，加强为企业量身定做信息包、政策包、专项包三类个性化“服务包”，着力为创新企业提供应用场景。

（3）进一步推动建设“三城一区”主平台，强化体制机制创新，引领区域联动发展。一是要聚焦中关村科学城。在新一代信息技术、生命健康等领域系统布局基础前沿和关键核心技术研究，推动构建城市创新文化和创新生态，推动产生一批全球领先的颠覆性和引领性科技成果，培育和发展具有全球影响力的创新型领军企业和“专精特新”的隐形冠军。二是突破怀柔科学城。聚焦物质、空间、地球、生命、智能等五大科学方向，加快综合极端条件、地球系统数值模拟、 高能同步辐射光源等大科学装置以及交叉研究平台建设，加强重大科技项目布局和国际顶尖人才集聚，持续推动一批高质量科技成果落地转化。三是搞活未来科学城。支持“一企一策”盘活央企存量资源， 鼓励和引导央企研发机构进行混合所有制改革，推动入驻单位加大研发投入，将科研资源向社会开放，引入多元创新主体，着力增强创新要素的活力。四是升级北京经济技术开发区。聚焦新能源智能汽车等战略性主导产业，支持加强创新源头的产业落地和市场转化，培育一批具有自主知识产权的高成长创新型企业，加快培育千亿级创新型产业集群。推动科技创新与硬技术制造相结合，加快实现从产业聚集向产业引领、从制造向创造的转变。五是支持各区创新发展。建立全市高精尖产业重点项目协调推进机制、跨区利益共享机制和考评机制，引导各区按照定位进一步聚焦主业，实现错位发展。

（4）积极发挥全国科技创新中心辐射带动作用，加大科技成果转化推进力度，打造科技创新高地。一是狠抓高精尖产业发展政策落地。加强医药健康、人工智能、新材料、新能源、科技服务业等高精尖产业的重大项目前瞻布局，培育产业“风口”，积蓄发展动能，深入实施北京智源行动计划，聚焦共享数据、智能计算编程框架和算力基础设施，推动算法开源，搭建开放计算平台，全链条推动产业发展。二是建设科技成果转化统筹协调服务平台。完善与在京高校、院所科技成果转化对接机制，支持建设一批中试熟化和成果承接基地，引导科技成果在京落地转化。引导各区进一步聚焦重点，配强工作机构和人员，制定导向明确的鼓励政策，精准推动符合发展定位的成果落地转化。三是推动区域协同发展。通过发挥科技条件平台、技术市场等渠道作用，将全国科技创新中心的新技术、新产品、新成果，以资源共享和技术输出辐射带动全国创新发展。四是提升国际科技合作水平。积极拓展国外科技创新合作渠道，实施“一带一路”科技创新北京行动计划，大力推进科技创新人文交流、共建联合实验室、科技园区合作、技术转移等工作，促进与“一带一路”沿线国家科技资源共享与合作。积极融入全球科技创新网络，探索实施伙伴实验 计划，搭建长期稳定的科研合作平台。推动国内孵化器在海外设立分支机构，在北京建立跨境创新孵化平台，链接全球创新资源，不断增强在全球科技竞争中的影响力和话语权。