基于熵权TOPSIS法的科技创新能力评价

李瑞　何玉梅　杨锐

〔摘要〕文章基于2016—2020年成渝地区双城经济圈16个城市，构建其科技创新能力的评价指标体系，采用熵权TOPSIS法，测算了其科技创新能力的大小，研究发现：发表科技论文数、三种专利授权量、新产品销售收入对科技创新能力的贡献度最大;各城市之间科技创新能力差距较大，其中重庆、成都、绵阳、德阳位于中上等水平，并且这四个城市的排名相对稳定;遂宁、南充、眉山、达州和资阳的科技创新能力已开始显现，而自贡、内江和乐山的科技创新能力处于下降趋势。为了提升成渝地区双城经济圈科技创新能力，应推动科技创新资源共建共享，完善科技激励机制，加强科技创新载体建设，注重人文环境和创新生态建设。

〔关键词〕成渝地区双城经济圈;科技创新能力;评价指标体系;熵权TOPSIS

〔中图分类号〕F124.3〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0694（2022）03-0069-11

一、引言

2022年，国务院总理李克强在《政府工作报告》中强调，“推进科技创新，促进产业优化升级，突破供给约束堵点，依靠创新提高发展质量”。在创新驱动发展的背景下，科技创新已成为推动区域高质量发展的关键抓手。在我国区域发展板块中，成渝地区作为长江经济带和“一带一路”的重要组成部分，一直备受瞩目。为了提升成渝地区双城经济圈整体科技创新水平，推动具有全国影响力的科技创新中心建设，本文需要对其科技创新能力进行评价。

目前，国内学者主要从单一指标和指标体系两方面来评价科技创新能力。单一指标主要包括发明、实用新型、外观设计三种专利申请量〔1〕以及受权量〔2〕等。单一指标具有方便、简洁的特点，但是其缺点也比较突出，忽略了科技创新是多方面作用的结果，仅从单一方面衡量有失偏颇。而综合的指标体系可以避免单一指标所存在的短板，并且涉及到不同的指标维度，覆盖面较为广泛，评价出来的结果更真实可靠。国内学者建立了侧重点不同的科技创新评价体系。例如，杜英等（2021）从R&D人员全时当量、R&D经费内部支出和企业研发投入占主营业务收入比重来衡量创新投入，从每万人专利申请数、技术市场合同成交额占GDP比重、科技论文数来度量创新产出，对甘肃省科技创新能力进行测度〔3〕。郑磊等（2018）选取科研经费投入和科技人力等指标衡量科技创新投入，选取科技论文数、新产品销售收入占主营业务收入之比和专利申请授权数等指标衡量创新产出，评价我国各个地区的科技创新能力〔4〕。李沃源等（2019）构建了科技创新环境评价体系，主要包括经济环境、基础设施环境、人文教育环境、政策环境、市场环境、R&D环境等〔5〕。黄亮等（2017）从科技研发载体、高新产业载体和创新创业载体三个维度评价科技创新载体，并运用突变级数方法对长江经济带50个城市科技创新能力进行测度〔6〕。蔡文伯等（2022）从R&D内部经费支出、R&D人员全时当量、R&D支出占GDP比重、R&D内部经费支出增长率和财政科技支出来衡量创新投入，从专利申请数和专利授权数来度量创新产出，分析了成渝地区双城经济圈“高等教育——科技创新——经济发展”的动态耦合关系〔7〕。李彦等（2022）从科技人员投入水平、科研经费投入强度、科技成果产出水平、财政科教投入水平四个方面度量成渝地区双城经济圈科技创新水平〔8〕。

关于科技创新能力的评价方法包括综合指数、TOPSIS方法、秩和比法、层次分析法、模糊评价法、灰色关联评价法等。贾洪文等（2021）运用熵权法对各指标赋权，通过加权求和的方法测算出区域科技创新能力〔9〕。Wu等（2019）运用主成分分析法测算了我国东部地区科技创新能力〔10〕。杨秀玉（2017）使用，熵权TOPSIS法对区域农业科技创新能力进行评价，发现大部分地区的农业科技创新能力呈现先降后升的趋势〔11〕。汪本强等（2022）利用层次分析和熵权法评价安徽省各市科技创新能力发展水平，结果表明各市科技创新能力差距较大〔12〕。魏奇锋等（2021）通过熵权法评价成渝地区双城经济圈科技创新能力，分析了成渝地区双城经济圈科技创新与经济高质量发展的耦合协调度〔13〕。

本文结合以上学者的研究成果，选择TOPSIS方法，对成渝地区双城经济圈各城市科技创新能力进行比较，动态反映科技创新能力的演进过程，并对各城市的科技创新能力进行排名。本文在进行TOPSIS分析前采用熵权法对各指标进行赋权。相较于其他研究方法，熵权法的赋权更客观、更合理，可以避免人为主观判断的影响。若一个指标信息熵越小，则该指标提供的信息就越多，在综合评价中所起的作用就越大，权重就越高;反之，信息熵越大，则权重就越低。基于成渝地区双城经济圈建设目标、原则，本文从系统论的角度构建其科技创新能力评价指标体系，进而提出增强其科技创新能力的政策建议，对建成具有全国影响力的科技创新中心有着重要的意义。

二、科技创新能力指标体系的构建与研究方法

1.研究对象

根据《成渝地区雙城经济圈建设规划纲要》提出的16个城市，它们分别是重庆①、成都、自贡、泸州、德阳、绵阳、遂宁、内江、乐山、南充、眉山、宜宾、广安、达州、雅安、资阳。

2.指标体系的构建

系统论核心思想是一系列子系统构成的有机体，其具有整体性、结构稳定性等特征。每一种子系统都起着特定的作用，并且相互依赖，相互促进。科技创新是一个复杂的过程，是由其各个子系统构成的，所以本文将其视为一个系统。因此，本文根据系统论将科技创新分为科技创新投入、科技创新载体、科技创新成果、科技创新生态四个方面，共13个指标，由此构建成渝地区双城经济圈科技创新能力评价体系（详见表1）。

科技创新投入是科技创新活动的基本保障因素，反映对科技创新活动的物资、人才和财力的供给。该一级指标包括4个二级指标：R&D研究人员数、R&D经费支出与GDP的比值、科学技术支出占公共预算支出的比重、科研用仪器设备原价。R&D研究人员数反映科技创新活动人力投入，是科技人力资源核心组成部分;R&D经费支出与GDP的比值反映科技创新资金投入强度;科学技术支出占公共预算支出的比重反映科技创新投入的支持力度;科研用仪器设备原价反映科技创新活动的物资投入。科技创新载体是进行科技创新活动的空间载体和基础设施，反映出科技创新要素在城市的聚集程度。该一级指标包括3个二级指标：高校数量、高新企业数量、研究机构数量。科技创新成果是科技创新投入的产出，也是科技创新能力的外在表现。该一级指标包括3个二级指标：发表科技论文数、三种专利授权量、新产品销售收入。发表科技论文数和三种专利授权量反映科技创新的直接产出;新产品销售收入衡量其间接产出，主要反映科研与转化的融通能力。科技创新生态包括3个二级指标：人均GDP、公路里程、移动电话用户数。人均GDP反映地区经济发展水平;公路里程数反映交通便利程度;移动电话用户数反映数字基础设施水平。

本文各个二级指标的数据来源于《中国城市统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《重庆统计年鉴》《四川科技统计年鉴》、重庆市科学技术信息中心、四川省科技促进发展研究中心。

3.熵权TOPSIS法步骤

首先，本文通过使用熵权法对各个指标进行赋权，计算好权重后，再对数据进行TOPSIS分析。具体步骤如下：

（1）对原始数据进行平方和归一化处理，然后构造规范化矩阵Y=[y]，具体处理方法如下：

（2）计算有加权决策矩阵，处理方法如下：

Z=[z]=W×Y，W表示指标权重。

（3）计算评价指标与正负理想解之间的距离，具体处理方法如下：

其中，z为正理想解，一般为每个评价指标的最大值;z为负理想解，一般为每个评价指标最小值。

（4）计算贴近程度，具体处理方法如下：

三、成渝地区双城经济圈科技创新能力评价

1.熵权法指标影响度分析

本文基于熵权法得出各指标权重。指标权重的大小反映该指标对成渝地区双城经济圈科技创新能力的贡献度（详见表2）。

在一级指标中，科技创新成果权重最大，达到31.63%，这说明它对科技创新能力的贡献最大;科技创新生态权重最小，为16.71%。科技创新生态对科技创新起支撑作用，不直接参与科技创新活动，因此科技创新生态权重最小。在科技创新能力的二级指标中，权重前三名的指标为发表科技论文数、三种专利授权量、新产品销售收入，其特征基本与一级指标贡献程度吻合。

2.实证分析

根据各指标权重，本文运用TOPSIS分析法，最终测算出各城市在2016—2020年科技创新能力的大小并加以排名（详见表3）。根据科技创新能力排名情况，本文对各城市科技创新能力进行分类，结果如表4所示。

从表3可以看出，接近度大于0.1的城市共有4个，分别为重庆、成都、绵阳、德阳。重庆和成都作为科技创新能力强的城市，创新优势十分显著，排名结果也与两市的经济发展水平相吻合。绵阳和德阳科技创新能力中等，与科技创新能力强的城市差距较大。4个城市科技创新能力排名稳定，但是这4个城市接近度表现不尽相同。虽然重庆排名始终处于第一，但其接近度变化趋势并不稳定，先后经历了“上升—下降—再上升—再下降”的趋势，其接近度在2019年达到顶峰。绵阳呈现“先上升后下降”的态势;德阳接近度一直呈上升趋势并在2020年达到0.127。成都接近度整体呈下降趋势，并且在2019年达到峰值0.657。其余12个城市为科技创新能力一般的城市，各自接近度差别较小，科技创新能力排名不稳定;其中排名上升的城市为遂宁、南充、眉山、达州、资阳;排名下降的城市为乐山、内江和自贡。总体而言，成渝地区双城经济圈各城市科技创新发展并不均衡，“贫富”差距大，呈现两极分化的局面。

为了更好分析成渝地区双城经济圈各城市科技创新能力变化的原因，本文将科技创新能力中等及其以上的城市和科技创新能力排名变化的城市作为重点分析对象，包括重庆、成都、绵阳、德阳、遂宁、南充、眉山、达州、资阳、乐山、内江和自貢，其一级指标接近度及排名情况如表5所示。

成都和重庆作为新一线城市，承担着带动川渝地区经济发展的重要职责，科技创新要素整体处于高集中水平，具有更完备的基础设施，在投入、载体、成果、生态四方面的表现都很优异。成都作为国家创新型试点城市和知识产权示范城市，具有显著的创新优势。2020年，全省R&D经费投入强度为2.17%，成都为高于全省总体水平②。从科技创新载体来看，成都有251家科技双创载体，国家创新平台119家，入库科技型中小企业6032家，较去年增加797家，创新活力不断显现。2020 年，成都市有效发明专利拥有量为50132件，高新技术产业实现营业收入11064.85亿元，表明其科技创新成果丰富，科技创新实力较强。成都制定并实施“创投20条”，扩大“科创贷”“科创投”“科创贴”等科技金融产品规模，科技创新生态持续优化。

重庆市作为西部唯一直辖市，大力实施创新驱动发展战略。2020年，全市R&D研发经费投入强度为2.11%，研发人员增加到16.07万人，国家级高层次人才新增2500名;高新技术企业4222家，知名高校、科研院所来渝建立创新机构101家，长江模拟器、超瞬态实验装置等重大科技基础设施启动建设，科技创新载体正在加快聚集。高技术产业和战略性新兴产业对工业增长贡献率分别达到37.9%、55.7%，每万人高价值发明专利拥有量3.65件，发表科技论文数44487篇，科技创新成果显著。科技体制改革深入推进，结题备案制、经费“包干制”等顺利推进，科技立法工作持续加强，充满活力的创新生态正在加速形成。

成都科技创新投入优于重庆，但其科技创新能力落后于重庆，可能的原因是，成都在科技创新载体、科技创新成果、科技创新生态三方面的表现均不如重庆，其中科技创新生态存在显著差距，且差距越来越大。即使成都科技创新投入表现耀眼，仍无法抵消其他三方面所带来的不利影响。

德阳在四个维度的表现均落后于绵阳。绵阳在科技创新资源、科技创新载体、科技创新成果三个维度表现均稳定，并且在科技创新生态方面有较大改善。

自贡科技创新能力排名从2016—2020年下降了一个位次。自贡的科技创新投入排名上升了一个位次，接近度上升了35.48%，其中科学技术支出占公共预算支出的比重上升了65.38%。为全面推进创新型城市建设，自贡市编制了《省级创新型城市建设方案》，方案中明确规定，到2021年R&D经费投入达到20亿元，实施人才培育引智行动，支持引进30名（个）领军人才（团队），遴选出300名（个）盐都领军人才（团队）。虽然自贡科技创新投入方面表现亮眼，但其科技创新载体排名下降三个位次，科技创新成果排名下降一个位次，导致其科技创新能力下降。

内江科技创新能力排名从2016—2020年下降了三个位次，其主要原因是全市科技创新投入、科技创新载体和科技创新成果均在退步。

乐山科技创新能力排名从2016—2020年下降了一个位次，导致其下降的主要原因是科技创新载体排名下降了四个位次。

遂宁科技创新能力排名自2016—2020年上升了一个位次，主要得益于科技创新资源的投入和科技创新生态的改善。在此期间，遂宁加大了人才和资金投入，其中R&D人员上升了177.08%，R&D经费支出占GDP的比重上升了158.33%;同时其人均GDP上升了61.67%，均为其科技创新营造了良好环境。

南充整体排名自2016—2020年上升了一个位次，其中科技创新投入上升了一个位次，科技创新载体也上升了一个位次。

眉山和达州科技创新能力排名自2016—2020年上升了一个位次，贡献最大的是科技创新载体。

资阳科技创新能力排名自2016—2020年上升了一个位次，其主要原因是科技创新投入排名上升了六个位次，为其科技创新注入动力。

四、结论与政策启示

1.结论

本文以成渝地区双城经济圈各城市为研究对象，构建了其科技创新能力评价指标体系，并且运用熵权TOPSIS方法，测算了其科技创新能力的大小，得出以下结论：

（1）成渝地区双城经济圈各城市科技创新能力发展不平衡。重庆和成都两市形成科技创新中心的两极，引领成渝科技创新中心的建设，带动其科技创新稳步发展。重庆、成都、绵阳和德阳4个城市的科技创新能力排名位居中上，并且近几年相对保持稳定。

（2）其余12个城市科技创新的潜力仍待挖掘。遂宁、南充、眉山、达州和资阳的创新潜力已开始显现，其科技创新能力上升的名次较其他城市更为突出，创新能力的潜在价值不容小觑。自贡、内江和乐山的科技创新能力排名较其他城市下降幅度明显，其创新能力的潜质尚待开发，需进一步培育和扶持。

2.政策启示

为进一步提升成渝地区双城经济圈科技创新能力，本文提出以下政策建议：

（1）推动科技创新资源共建共享。从科技创新投入接近度以及排名来看，成渝地区创新资源分布不均匀，重庆和成都分别作为直辖市和省会城市，具有良好的经济支撑，创新资源丰富，而其他非省会城市，创新资源稀缺，省会城市对其他地级市的虹吸效应明显。因此，要积极探索共建共享机制，在科技创新人才、资金和物资等方面加大对科技创新能力一般的城市的共享力度;依托重庆、成都丰富优质的高校、科研机构资源，结合各城市产业发展特性，积极推动产业合作，实现协同发展目标。

（2）完善科技激励机制。从科技创新投入和科技创新成果两个维度来看，两者不匹配，科技创新资源使用效率不高。因此，应完善科技创新成果评价和奖励机制，构建政府、企业、社会组织、金融机构等共同参与的多主体评价体系，积极开展市场化评价，充分调动各类创新主体积极性，对真正做出创造性贡献的科学家和科技人员进行重奖，提升奖励质量，控制奖励数量;畅通科技成果转化链条，鼓励职务科技成果进入市场，使创新知识转化为经济效益，让创新主体从中受益，释放科研人员创新潜能。

（3）加强科技创新载体建设。科技创新活动离不开科研载体的支持，除成都和重庆外，其他地区科技创新载体接近度低，处于劣势地位。因此，要围绕战略性新兴产业、先进制造业，依托其骨干企业，与高校、科研院所对接合作，组建国家级或省（市）级创新中心，推动关键性技术、颠覆性技术创新。

（4）注重人文环境和创新生态建設。科技创新活动的失败概率较大，因此需要构建开放包容的人文环境，允许错误发生;开展“最美科技工作者”等评选表彰活动，对典型、先进科技工作者进行宣传，讲好创新故事，为科技工作者拼搏创新、追求卓越、潜心钻研创造良好的舆论环境。完善的配套基础设施也是吸引并留住人才的重要因素，因此应合理布局教育、医疗、交通等各项基础设施，加大财政资金对基础设施的支持力度，争取国家专项资金和各类试点、配套项目，为科技创新提供良好的软环境。

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