基于层次分析-熵权法的安徽省区际间科技创新能力综合评价

汪本强，陈 猛，2，郑姗姗

（1.合肥学院经济与管理学院，安徽合肥 230601；2.安徽建筑大学经济与管理学院，安徽合肥 230601）

科技创新（以下简称“科创”）是推动区域经济高质量发展的第一动力。围绕着增强国家和地区科创能力这一主题，我国国务院和安徽省委省政府相继出台了一系列政策文件，如《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的意见》《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》《安徽省实施长江三角洲区域一体化发展规划纲要行动计划》等。根据《中国区域科技创新评价报告2020》，2020年安徽省科创能力排名全国（未含港澳台地区，下同）第8位，比2019年上升2位［1］，说明安徽省近年来科创能力得到了显著提升。省会合肥市自2017年获批成为全国三大科学中心城市以来，科创潜力得到进一步激发，科创成果竞相迸发，科创驱动高新技术产业发展的集聚效应愈加显著，然而，省内其他地区科创水平与合肥市的差距却进一步拉开。为了正确认识安徽省区际间科技创新能力状况，以便对其科创能力建设精准施策，本研究拟在综合考虑各地区科创能力、科创效率和科创潜力的基础上，运用层次分析-熵权法（AHP-EWM），从科创环境、投入、产出、效率以及绩效5个方面综合评价各地区科创水平并进一步分析其差异性原因，以期为推动区际间科创能力建设，提升安徽省科创整体水平，推动安徽省域经济高质量发展提供针对性的对策建议。

1 国内对区际科创能力评价问题的研究综述

区际间科创能力评价问题是近年来国内学者研究的热点。一方面，由于考虑到评价对象的差异性，国内学者对于区际间科创能力评价指标选取的侧重点各不相同，如赵炎等［2］选取了知识创新能力、知识获取能力、企业创新能力、创新环境和创新绩效等5个一级指标综合评价了上海市科创能力；杜英等［3］为了对甘肃省的科创能力进行评价，将创新主体划分为支持、转化和研发3个子系统；罗煜［4］考虑到创新主体间的互动薄弱，从知识创新能力、企业创新能力、政府创新能力、创新主体间关联和创新环境优化能力5个方面构建评价指标体系，对郑洛新国家自主创新示范区科创能力进行了评价；张立恒［5］在构建区域科创评价指标体系时引入了创新合作这一指标；而陈艳华［6］更引入区域科技成果市场化能力指标，从科研创新基础、科创投入水平、科创产出水平和技术扩散与经济效益等方面构建区域科创能力评价体系；易平涛等［7］从资源基础、产出效益和环境建设3个层面构建了高校科创评价指标体系，并对我国31家省属高校科创能力进行评价；石薛桥等［8］对我国中部六省高校科创能力进行评价时增加了成果转化能”指标；郭国峰等［9］则从科技创新投入、产出、环境和成效4个方面构建评价指标，对我国中部六省科技创新能力进行评价；洪银兴［10］认为对区域创新评价需要考虑创新制度；王鹏远等［11］、杨首一等［12］基于创新的基础环境、投入和产出视角，对创新政策、企业创新和科技服务业进行综合评价。

另一方面，国内学者构建区际间科创能力评价模型采用多种方法，如刘鑫渝［13］运用集中趋势和相关性分析等统计学分析方法对新疆区域创新能力进行了综合评价；孙斌等［14］、雷亚楠等［15］采用因子分析法分别对我国31个省份的高校科创能力进行了评析；熊国经等［16］提出了E-TOPSIS改进因子分析法对高校科创能力进行了评价，使评价结果更加客观科学；宋帅邦［17］则采用主成分分析法构建了新时代区域科创能力评价体系；杨秀玉［18］、陈耀等［19］运用熵权TOPSIS法设置指标权重，对我国农业科创能力进行测度；覃艳华等［20］、张廷等［21］选择层次分析法分别对粤港澳大湾区、湖北省部分区域进行科创能力评价；胡丽娜［22］、李培哲等［23］采用数据包络分析（DEA）模型对科技创新的效率问题进行评价。

近年来，安徽省区际间科创水平受到国内学者的极大关注，如王哲等［24］运用DEA-Malmquist指数法实证研究安徽省战略性新兴产业全要素生产率（TFP）变动的影响因素，研究表明技术进步率对安徽省战略性新兴产业TFP的提升没有起到促进作用，战略性新兴产业的科技支撑力量和创新驱动能力仍然不足；屈昊［25］以安徽省 20 家国家级和 44 家省级对外科技合作基地为例，提出完善科创领域建设和加大财政资金投入等一系列政策建议；曹佳蕾等［26］运用熵权GC-TOPSIS法从纵横两个维度对安徽省科创能力进行评价发现，安徽省科创能力呈不断增强的良好态势，但省内16个地区科创水平分布不均衡，呈现以省会合肥为中心向外辐射、层层削弱的特征。

综上所述，现有研究大都从科创环境、投入、产出和社会效益等方面选取评价指标，忽略了科创效率的重要性，同时评价方法主要采用主成分分析法、因子分析法、熵值法和层次分析法等传统的统计分析方法，很少将各种方法综合使用；另外，鲜有研究安徽省科创能力的制约因素问题，更多的是对安徽省区际间科创水平差异性的规范性解析，研究成果的指导作用和应用价值相对较弱。为此，本研究基于科创环境、投入、产出、效率和绩效等5个方面，在充分考虑科创效率的基础上构建区际间科创水平评价指标体系，运用AHP-EWM法综合评价安徽省16个地市科创能力水平，进一步探究其科创能力的差异性及成因。

2 安徽省科创能力评价指标体系的构建与指标权重的确定

2.1 评价指标体系的构建

本研究立足于服务地方政府对科创能力建设精准施策为目标，综合考虑各地区的资源禀赋、基础设施和创新效率等因素，同时结合考虑指标数据的可得性，在此基础上构建安徽省区际间科创能力评价指标体系，由5个准则层和37个指标层构成，以此评价安徽省区际间科创能力情况。评价指标体系如表1所示。

表1 安徽省区际科创能力评价指标体系

表1 （续）

2.2 指标权重的确定

首先利用层析分析法对准则层进行主观赋权，其次利用熵权法对指标层进行客观赋权，最后利用综合赋权法对主、客观赋权进行对应相乘，得出指标层的最终权重。

2.2.1 准则层的 AHP法赋权

运用1—9标度法对准则层指标进行两两重要性比较，得出各个层次判断矩阵。设判断矩阵，其中按表2标准进行取值。

表2 判断矩阵标度及含义

首先，计算权值，使用方根法计算指标归一化权值。公式如下：

式（1）中，T为指标权值，即判断矩阵A每一行元素乘积的n次方根除以判断矩阵A行元素乘积的n次方根和，然后进行归一化处理。结果得到指标权重为。

其次，为了检查专家在判断指标重要性时是否一致，避免出现相互矛盾的结果，再进行一致性检验。一致性通过随机一致性比率C.R.进行验证，R.I.值可在平均随机一致性指标表3中查得。

表3 平均随机一致性指标

公式如下：

2.2.2 指标层的EWM法客观赋权

（1）指标一致化与无量纲处理。首先将所选取的指标统一转化为正向指标，对于逆向指标数值取其倒数，将其转化成正向指标。同时，在进行评价之前需将所有指标进行无量纲化，消除量纲不同带来的影响，使数据具有可比性。本研究在无量纲处理时使用极值法,即。其中：最大值；最小值。将指标层数据全部转化为0～1的区间内：如果某指标数据出现小于或等于0，则将该列数据同时加上一个平移值，以便让数据全部大于0，已达到满足算法要求之目的。

第j项指标的嫡值的计算公式如下：

差异性系数的计算公式为：

2.2.3 基于AHP-EWM法的指标层综合权重

本研究将评价指标系统进行分层后，建立如图1所示的A、B、C指标层。其中，准则层经过层次分析法计算的权重为；指标层经过熵权法计算的权重为。对主客观赋权法的进行对应相乘形成指标层的最终权重。

图1 基于AHP-EWM法的评价指标体系层次

层次C的综合权重如表4所示，显然有。

表4 基于AHP-EWM法的评价指标层次C的综合权重

3 安徽省区际间科创能力综合评价

3.1 数据收集

研究对象数据均来自安徽省公开出版的《安徽统计年鉴2020》《2020年安徽省科技统计公报》和安徽省统计局、安徽省科技厅、安徽省市场监督管理局等政府门户网站公开的数据，以及安徽省内各地区的政府工作报告。对于准则层创新效率指标下未能直接采集的部分指标数据，则采用人工计算合成进行弥补。

3.2 安徽省区际间科创能力的测度

区际间科创能力的测度方法有很多，但采用不同的方法会带来不同的评价效果，因此在实证研究中需结合考虑各地区科创资源禀赋情况等因素进行选择。鉴于此，同时考虑减低主观经验对客观评价的影响，本研究采用AHP-EWM法对安徽省区际间科创能力进行综合评价。综合评价的具体过程如下。

3.2.1 权重的确定

首先，邀请20位专家对准则层中的5个因素按照1—9标度法进行重要程度赋分，收回赋分表并忽略个别离散赋分值，经整理，确定专家赋分判断矩阵如表5所示。

表5 安徽省区际间科创能力评价的专家赋分判断矩阵

表5 （续）

再对专家赋分判断矩阵进行权重计算和一致性检验，结果如表6所示。由表6可知，，通过一致性检验，科创效率的权重为42.94%，而科创投入的权重仅为8.22%。众所周知，当前我国经济已由高速增长阶段向高质量发展阶段转变，而高质量发展要求彻底抛弃粗放型经济增长方式，依靠技术进步解决物质资源过度浪费和投入产出严重失衡等问题，其本质就是要依靠科创解决经济增长过程中的效率问题。表6显示，科创投入赋权较小而科创效率赋权较大，这一赋权结果在一定程度上反映了目前我国科创发展的现实状态。

表6 安徽省区际间科创能力评价专家赋分判断矩阵的权重计算与一致性检验（AHP法）

其次，对指标层的数据进行一致化和无量纲处理，结果如表7所示。

表7 2019年安徽省区际间科创产出成果数量统计

根据表7数据，计算出安徽省区际间科创产出指标的权重，具体如表8所示。

表8 2019年安徽省区际间科创产出指标权重（EWM法）

表9 2019年安徽省区际间科创能力评价指标权重（AHPEWM法）

表9 （续）

（1）从科创环境来看，安徽省各地区科创环境权重排名前三的衡量指标分别为高技术企业数（21.55%），高等学校数（18.42%）和省级及以上科研平台数（16.38%），说明企业是各地区科创主体，研判一个地区科创能力水平的高低，关键看其所属企业是否具有足够的科创能力和科创动力，而大学和科研平台拥有数是反映科创环境的重要指标，因为大学和科研平台历来是科创活动的重要场所。

（2）从科创投入来看，安徽省各地区R&D 经费（17.77%）和科学技术财政支出（16.03%）的权重均低于科学研究和技术服务业就业人数（21.33%）所占的比重，说明人才是安徽省各地区科创活动中最活跃的生产要素，若想抢占科技竞争优势，关键是培育和吸引更多的科创人才。

（3）从科创产出来看，安徽省各地区科创产出权重最大的衡量指标是技术合同数（20.25%），说明评价地区科创产出已由倚重专利申请数量和论文发表数量向促进科技成果转化的技术合同数量转移，这也验证了科创效率准则层指标高赋权的合理性。

（4）从科创效率来看，安徽省各地区专利所有权转让及许可数（30.80%）和许可收入（30.56%）的权重遥遥领先于其他效率指标，说明科技成果的转化能力至关重要，它不仅可以衡量科创投入产出效率，也是反映科创对区域经济发展的贡献程度。

（5）从科创绩效来看，安徽省各地区生产总值能耗上升率的权重最高，为41.03%，而居于第二的第三产业生产总值的权重仅为19.72%，单位地区生产总值能耗上升率被赋予如此高的权重，是因为该指标不仅是衡量一个地区能耗水平的指标，也是反映一个地区经济可持续发展能力的重要指数，而第三产业生产总值是衡量一个地区产业结构优化升级水平的重要指标，应引起足够重视。

3.2.2 评价结果与差异性分析

表10 2019年安徽省区际间科创能力评价得分及排名

表10 （续）

为了更为直观反映安徽省地区间科创水平差异性、相似性和整体发展状况，结合各地区资源禀赋和综合得分，绘制出区际间科创水平综合得分空间分布图、准侧层中位数的雷达图，分别如图2、图3所示。

由图2可知，安徽省资源禀赋相似的地区在科创能力上呈现一定的相似性，例如，以农业为主的六安和盛产药材的亳州，煤炭资源丰富的淮南和淮北，旅游业发达的黄山和池州，科创能力综合得分相对偏低且差距不大，这说明各地区在制定科创政策时要充分考虑当地的资源禀赋，加强同质地区之间的科创合作；另外，安徽省重点打造的合肥科创城由于科创辐射能力尚未充分发挥出来，其周边地区如淮南、六安和铜陵的科创能力仍处于较低水平，而科创能力相对较高的芜湖、蚌埠和阜阳，其周围地区的科创水平也偏低，这说明安徽省区际间科创尚未形成良好的集聚效应。

图2 2019年安徽省各地区科创水平综合得分空间分布

由图3可知，安徽省科创环境与绩效要优于科创投入、产出和效率。科创效率反映的是科创投入与产出之比，安徽省科创投入和产出两者得分都较低，其中科创产出水平远落后于科创投入水平。

图3 2019年安徽省各地区科创能力评价准则层得分中位数分布

为此，再根据投入与产出的相关数据进行系统聚类，绘制出2019年安徽省区际间科创投入产出的聚类谱系图（分别见图4、图5）。如图4所示，除了合肥、芜湖的科创活动属于高投入范畴之外，阜阳地区科创投入与其他地区相比表现出一定的差异性，这主要是因为阜阳地区拥有千万数量级人口，具有显著的人口消费红利。例如，阜阳市2019年的第三产业就业人数位于全省第二，仅次于合肥，而且R&D人员也在逐年递增，作为影响科创水平的重要因素的城市基础服务能力也日趋完善。

图4 2019年安徽省各地区科创投入谱系

如图5所示，合肥的科创产出处于安徽省领头羊位置，芜湖处于第二层次，滁州和马鞍山处于第三层次，其余地区科创产出水平普遍相对偏低，这说明安徽省其余地区科创成果严重不足，与其科创投入规模显然并不相匹配。

图5 2019年安徽省各地区科创产出谱系

4 结论与对策建议

本研究为探究安徽省各地区科创能力的差异性及其成因，从科创环境、投入、产出、效率和绩效等方面构建了区际科创能力评价指标体系，运用AHP-EWM方法综合测评出安徽省各地区科创能力发展水平，并在此基础上对安徽省各地区的科创能力进行了空间分析和聚类分析。研究发现：

第一，根据AHP-EWM法计算出的科创指标综合权重可知，科创效率的权重最高，为42.94%，而科创投入的权重最低，仅为8.22%，这说明当前我国经济高质量发展的本质就是要依靠科技创新来解决经济增长过程中的效率问题。其中，企业在各地区科创环境中占据主体地位，一个地区科创能力水平的高低，关键是其所属企业是否具有足够的科创能力和科创动力；高技术人才在科创投入中的权重均高于各项资本投入，这说明人才是安徽省各地区科创活动中最活跃的生产要素；从科创绩效上来看，生产总值能耗和第三产业生产总值占比较高，说明产业结构升级和可持续发展是科技创新的落脚点。

第二，安徽省区际间科创能力存在巨大差异性，综合得分最高的合肥与排名靠后的宿州、宣城和亳州等9个地区得分相差4.42～8.78倍，这说明安徽省区际间科创能力发展严重不平衡，而且部分地区科创能力综合排名与其分指标排名不相匹配。

第三，安徽省资源禀赋相似的地区在科创能力上呈现一定的相似性，例如以农业为主的六安和盛产药材的亳州、煤炭资源丰富的淮南和淮北、旅游业发达的黄山和池州，而且科创水平较高地区对周边辐射能力仍较弱，这说明安徽省区际间科创尚未形成良好的科创集聚效应。另外，打造创新高地关键看人才，而吸引人才主要靠城市基础服务能力。

根据上述研究结论，提出以下几方面的对策建议：

第一，构建科创资源共建共享和合作交流的平台。着力打破资源禀赋相似地区的行政区域划分，实施科创资源的共建共享；对于涉及区际间产业转型升级和科创赋能过程中的重大问题，各地区应主动牵手区际间高新技术企业和科技型中小企业加强深度合作；应结合各地区的资源禀赋和产业特色搭建科创合作交流平台，面向各地区的科创主题邀约相关产学研合作项目团队实行联合技术攻关和科创成果开发。

第二，合肥、芜湖等科创能力较高地区建立向周边地区开放科创资源的新机制，加大开放科创范围和创客空间，例如，开放大型的仪器设备共享、输出尖端的测试方法以及培训大数据库的管理应用人员等，引导省内科创高水平龙头企业或高等院校、科研院所组建多主体参加的“产学研用”一体化的科创联合体，形成良好的区际间科创活动的集聚效应和规模效应。

第三，建立科创效率的综合评价机制，着力提升各地区科创绩效水平。政府部门和科创主体应加大科创资金的投入规模和投入力度，注重加强对资金使用的监管和效果后评价。一方面，科创主体如高校、科研机构等应制定科学合理的科研评价体系，明晰科技成果的产权归属与转化收益的合理分配；另一方面，政府部门应对R&D经费支出数额和支出强度位居前列（如排名前100名）的规模以上企业和科技型中小企业予以奖励，同时应面向科创人员进一步提高其科技成果转化收益的奖励比例。

第四，实施本土培育、环境吸引和专家聘请“三管齐下”科创人才引培战略。通过搭建重大科创平台培养领军人才，通过编制实施科创战略基金专项培养青年人才，通过组建院士工作站和科创培训基地培养高端复合型人才和后备领军人才；进一步完善科创人才的生活配套服务设施建设；打破年龄限制、地域限制，“不求所有、但求所用”，着力从高校、科研院所、大型国企以及两院院士中聘请专家学者，帮助解决各地区“卡脖子”科创技术难题，培养大量高素质科创后备人才。

第五，出台有针对性的相关科创政策，破解安徽全省科创产出成果偏低难题。各地区应出台相关政策为规模以上企业整合内部研发资源和引进外部创新资源保驾护航；进一步加大对规模以上企业所属并独立运作的研发机构的政策性补贴力度；编制和实施各类科创专项计划，积极推进集科技孵化、研发、应用和转化于一体的科创产业园建设，全面提升安徽省科创活动的运作效率和科创产出的效率与绩效水平。