基于信息熵的中原城市群城市创新能力评价研究

丁青艳 尹 翀

(1. 山东省计算中心(国家超级计算济南中心)；2.齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科技发展战略研究所，山东 济南 250014)

0 引言

中原城市群包括郑州、洛阳、蚌埠、邢台、聊城等5省的30座城市，是国家推动中部地区崛起和培育新的经济增长引擎的重要战略。区域创新能力与支撑体系是驱动中原城市群产业结构升级和经济发展质量提升的核心力量。当前研究还较为侧重于中原城市群物流交通、信息流、经济产业空间布局等问题[1～3]，对于城市创新条件与能力差异的关注性不强，相关成果较少。城市群科技创新战略的有效实施需要明确城市创新能力的优劣势，进而对城市群的创新资源配置和发展路径形成清晰定位。

本文构建城市创新核心能力的评价指标体系，并采用信息熵方法对城市群城市创新能力进行评价与比较分析，把握不同城市的创新实力和发展态势，并根据分析研究提出了参考建议，为城市群协同创新体系构建提供研究支持。

1 评价指标与方法

1.1 指标设计

城市群城市评价指标主要基于如下准则进行设计。一是目的性。构建指标体系对中原城市群城市创新能力构成要素进行考察，采用定量方法实现对城市群内各城市创新能力水平进行综合性评价，从而为城市群创新协同战略研究提供支持；二是客观性。城市创新能力指标体系需要客观真实反映城市创新能力实际情况；三是相关性。城市作为一个创新资源投入、转化和产出的系统，本指标体系需要对城市创新系统运动的主要结构要素进行描述；四是结构性。城市创新能力指标之间一般存在一定的相关性，强相关指标描述共同的系统特征，属于同一评价维度，指标体系呈现一种层次性结构，从整体到局部描述城市创新能力的基本特征；五是可行性。指标对应数据应当是从公开而可靠渠道获得的。

根据城市创新的特点和指标体系设计的基本准则，建立了一个包含3个层级，3个二级指标和8个三级指标的城市群科技创新能力指标体系(见表1)。

1.2 信息熵评价方法

在已有指标体系基础上，进一步采用信息熵方法进行城市创新能力评价[4]，其主要步骤如下。

(1)原始数据的规范化或标准化。设被评测城市系统中城市集为M={u1,u2,…,un}，评价指标集为X={x1,x2,…,xm}，原始评价信息矩阵为：

由于待评价系统中各因素的量纲不一定相同，而且存在数值的数量级相差悬殊，无法直接进行比较。因此对需要对原始数据作标准化处理。对指标数据矩阵A进行标准化处理后，得到规范化数据矩阵B。由于城市创新能力评价指标值为越大越好，所以：

2 实证分析

采用的数据主要包括《中国城市统计年鉴2019》[5]、相关省份和各城市发布的国民经济和社会统计公报、全社会科技投入统计公报及技术交易合同成交情况公报等。中原城市群规划范围包括5省和30个城市，由于济源市数据指标不完整，实际分析的城市数量为29个。

2.1 原始指标与标准化数据

原始指标数值进一步将进行标准化处理，各数值都处于0～1之间(见表2)。

蚌埠市研发投入的占比(X1)是最高的，洛阳和新乡紧随其后，这3个城市的指标水平都超过了2%的水平。聊城、焦作和郑州的研发投入强度水平也都在1.8%以上。而邢台、驻马店和周口等的研发能力明显不足。在财政预算的支出比重(X2)上，蚌埠是遥遥领先，洛阳紧随其后，也在3%以上。漯河、新乡、郑州、鹤壁等城市的水平处于2～3%之间，表明这些城市的政府公共科技投入水平较高，而菏泽和聊城处于最末两位，政府科技投入明显不足。从科技行业就业人员情况(X3)看，洛阳和郑州处于第一集团，远远高于其他城市。而漯河和商丘的知识行业人员密集度不高。技术交易占比(X4)同X1～ X3的情况显著不同，处于第一层次的邢台、菏泽、南阳、信阳、阜阳和亳州基本接近，这些城市的技术交易以技术吸纳为主，借助外部技术输入支撑城市产业发展。郑州、安阳、许昌和晋城的占比则较低。郑州具有强大的城市群知识技术供给能力，但是尚未充分发挥其优势，对其它城市的技术转移水平较低。安阳、许昌和晋城的技术吸收能力则不强。教育从业人员占比上(X5)，郑州远超其他城市，而濮阳、宿州、驻马店等城市指标水平较低，内部人才资本投入和人力资源保障水平不高。大学生人数占比(X6)上，邯郸、阜阳、蚌埠和聊城的占比较高，在人力资本创造上具有一定相对优势。从专利水平(X7和X8)综合来看，郑州具有绝对优势，是城市群的创新中心，洛阳、许昌、新乡和焦作也是知识产权密集型城市，蚌埠、淮北和阜阳申请专利的人员占比高，而授权专利的人员占比则相对较低。

表1 城市创新能力核心评价指标体系

表2 标准化数据矩阵

2.2 计算权重

计算的各指标变量熵值和权重如表3所示。整体上各指标权重之间的差异不大，都在0.11～0.14之间。X1～ X4的权重值高于0.13，而X5～ X8的权重则低于0.13。R&D经费投入强度(X1)和技术交易强度(X4)在评价中的分量是最大的。

表3 熵值及权重

2.3 计算总得分

将各指标根据权重加总后，获得中原城市群各城市创新能力排名(见表4)。总体上，郑州、蚌埠和洛阳等中原城市群的核心城市排名居于前列，这些城市的得分基本在0.5分以上，邯郸和新乡两个城市的得分也在0.3以上。但是也有多达11个城市的总得分在0.2以下。而有13个城市得分则在0.2～0.3之间。由此可见，中原城市群创新能力的不均衡性和分层性的特征明显。3～5个城市具有创新中心位置，中间层和最外层都分布着10个以上的城市。城市群城市之间创新能力存在较大的差异，表明城市群的创新管理重点不仅在于对能力短板进行弥补，更需要依据创新比较优势，推进创新链协同，以优化城市群整体创新绩效。

表4 城市得分及排名

3 结论与启示

本文基于信息熵的方法对中原城市群的城市创新能力进行了综合评价分析。主要有以下发现：

(1)城市创新能力异质性特征明显。郑州、蚌埠和洛阳依托较强的综合创新能力确立了在城市群中的中心位置和发展支撑地位。中小城市与中心城市之间的能力差距较大。这种非均衡性一方面为创新组织和能力协同匹配造成较大的障碍；另一方面这种异质性也为城市间资源和信息交流创造了现实需求与必要条件。

(2)创新能力强的城市各具优势。其中，郑州在知识产权产出和人力资本投入上具有绝对优势，而在其他指标上也比较突出，具有明显的依托现代知识产权要素构筑创新竞争优势的典型市场导向型特征；蚌埠和洛阳是研发投入密集性城市，也是政府科技投入强度最强的两个城市，表明其重视政府的引导作用，着重依托政府财政与金融科技投入政策，通过项目支持、税收减免、研发补贴、成果奖励等对创新资源进行再配置，进一步优化创新主体网络和推动产学研合作，充分挖掘自身的创新潜力，具有典型的政府导向型特征。

(3)具有中等创新能力的城市注重培育并发挥科技服务业的作用。邢台、菏泽、南阳、信阳、阜阳和亳州等城市由于传统资源性产业转型和新兴主导产业培育而具有强烈技术要素需求。但其基础创新能力(经费与人员投入)水平不强，较弱的技术供给能力同较强的技术需求不平衡。这些城市需要通过科技中介实现对外部创新资源的有效吸纳来解决技术供需矛盾。开放性创新环境下，其中等的综合创新能力就由较强的技术交易水平所支撑。

(4)创新能力较低城市的创新能力要素全方位落后。商丘、长治、周口、安阳、濮阳、晋城等城市创新资源薄弱，创新体系不完善，在城市群创新网络中处于较为孤立的位置。其创新能力突破是城市群实现协同发展的关键。

根据上述分析，对于优化中原城市群创新发展提出如下建议：

(1)建立城市群有效的创新协同机制。可探索建立中原城市群创新治理委员会。治委会由政府部门、企业、高校院所、行业协会、科技中介等组成，由郑州、洛阳和蚌埠三城市科技主管部门作为轮值主席。治委会具有增强城市创新信息沟通，促进技术供求对接与政策衔接等职能。

(2)完善城市群的科技服务体系。一是推动建立城市群技术转移和转化机构的城市联盟，二是在创新能力薄弱城市不断培育科技服务业态，或支持域内有实力的科技服务企业或机构在当地建立实体分支[6～7]，多种方式促进技术输入和转化绩效。