基于创新驱动的中国建筑业高质量发展评价

杜小武 尚旭珊 董仲慧

(西安石油大学 经济管理学院，陕西 西安 710065)

0 引 言

“十四五”规划对建筑业提出了“坚持创新驱动，绿色发展，质量第一”的发展原则，创新在建筑业高质量发展中的驱动作用一直受各方高度关注。项勇、郑茂等[1]15-20运用系统动力学理论构建初始理论模型，定性探究建筑业高质量发展的驱动因素，认为创新是建筑业高质量发展的重要驱动因素。郑陈力[2]以建筑业全要素生产率来表征建筑业创新绩效，认为在经济新常态下，建筑业要依靠创新来驱动其高质量发展。然而，建筑业创新如何驱动建筑业高质量发展？如何从创新驱动角度评价中国建筑业高质量发展？对以上问题的解答，有利于全面认识中国建筑业创新驱动力的发展水平和发展方向，对于深入推进建筑业高质量发展和创新驱动发展具有一定的参考意义。

通过整理文献发现，近年学者们关于创新和高质量发展的研究成果较为丰硕，但是关于创新驱动作用评价与测度的研究较少，从创新驱动视角对建筑业高质量发展的评价与测度也较为鲜有，创新对建筑业高质量发展驱动力的评价体系还未被完整构建出来。黄纯、章骞云等[3]109-113从企业视角构建了建筑业企业科技创新能力评价指标体系。吴翔华、张利婷[4]20-26对建筑业高质量发展评价指标进行了构建，但没有着重提及创新对于建筑业高质量发展的驱动作用。刘思明、兰虹等[5]1-16构建了中国省域创新驱动力的评价指标体系，对建筑业创新驱动力评价指标体系的建立有一定的借鉴意义。

由于建筑业的行业特殊性，一些通用的评价指标体系无法准确客观地评价建筑业创新驱动作用的强度。因此，结合已有指标体系，立足建筑业行业特点、发展现状以及国家政策导向，分析创新驱动建筑业高质量发展的机理，明确创新对建筑业高质量发展驱动力的内涵是评价建筑业高质量发展的重要前提。考虑数据真实性与可得性，本文采用熵权法和复相关系数法，收集我国2005—2019年建筑业相关数据对指标进行筛选，确定最终的评价指标体系，从创新驱动视角对建筑业高质量发展进行实证分析，以期为评价建筑业高质量发展水平、推进创新在建筑业高质量发展中的驱动作用提供理论参考。

1 评价指标体系的构建

1.1 创新对建筑业高质量发展的驱动机理

现有文献普遍将创新、协调、绿色、开放、共享新发展理念作为高质量发展的衡量准则，参考多数学者对高质量发展的阐释，本文将建筑业高质量发展的内涵界定为不再过度关注经济增长速度，而是关注经济效益和发展质量，由要素驱动向创新驱动转变，在保证经济效益的前提下践行绿色低碳发展和行业智慧发展。创新对建筑业效益化的驱动作用体现在利用新知识和新技术在发展过程中对新旧生产要素整合、优化和促进，逐步淘汰落后的生产方式和生产工艺，提高建筑业的生产效率，实现经济总量的增加。创新对建筑业低碳化的驱动作用体现为利用先进的建造工艺、建造技术或建造流程如装配式建筑等，来提高资源利用率，减少碳排放，在经济增长的同时兼顾环境保护，降低资源消耗，减少环境污染。创新对建筑业智慧化的驱动作用主要由建筑业信息化程度来体现，信息化是建筑业未来发展的趋势，“智能设计”“智能施工”和“建筑产业互联网”等智能建造是建筑业高质量发展的重要体现。[6]13有鉴于此，创新对建筑业高质量发展的驱动作用体现在以下两条路径上：一是创新投入通过作用于建筑企业、研发机构和高校等创新主体，提高建筑行业科技创新和管理人员的整体水平，夯实建筑业高质量发展的基础，促进经济效益的提高、碳排放的减少和智慧化水平的提升；二是通过提高创新投入——创新产出的转化效率，产出有利于建筑业积极发展的创新成果，为建筑业高质量发展提供知识和技术支持。创新驱动建筑业高质量发展机理见图1。

图1 创新驱动建筑业高质量发展机理

1.2 评价指标释义

以创新对建筑业高质量发展驱动机理为理论基础，参考住建部发布的关于建筑业创新驱动和高质量发展的相关政策和指导意见，本文以创新投入与基础、创新产出和建筑业高质量发展为一级准则层，包含创新经费投入、人员投入、创新支撑、知识创新、技术创新、创新成果转化与应用以及建筑业经济发展、绿色发展和信息化发展9个二级准则层，建立创新对建筑业高质量发展驱动作用的评价指标海选集。创新对建筑业高质量发展驱动力指标体系筛选及相关数据见表1。

由于部分指标数据不可观测或存在年份残缺，导致后续的实证过程无法进行，因此在进行指标初选时要考虑数据的可得性， 从海选指标中删除无法观测到数据的指标，得到初选指标集列入表1第2列，对高质量发展存在正向影响的指标属性为“+”，反之，指标属性为“-”，指标属性列入表1第3列。

表1 创新对建筑业高质量发展驱动力指标体系筛选及相关数据

1.2.1 创新投入与创新基础

创新投入主要体现在人才和资金两方面，充足的资金和丰富的人才是一切创新活动的基石，同时经费和人员投入数量反映相关方对创新的支持力度。以建筑业R&D内部经费支出、支出强度、支出可比增长以及建筑相关研发机构R&D支出和建筑业R&D总支出来表征经费投入。高校和研发机构的研究人员是创新团队的主力军，以高校建筑类R&D人员投入、研发机构R&D人员投入、R&D人员硕士比率和博士比率来表征人员的投入。创新基础的强弱反映行业的创新机会、创新条件、创新氛围和创新意识的强弱，建筑业相关研发机构和各研发课题为建筑业提供一定的创新机会和创新条件，创新氛围和创新意识体现在建筑行业内企业进行创新的主动性上。因此以建筑业研发机构个数、研发机构和高校建筑业R&D课题数、开展产品或工艺创新的企业数和占比以及进行内外部研发企业的占比来表征创新基础。

1.2.2 创新产出

创新不仅仅是技术和知识的创新，还应该包括创新所产生的价值，因此创新产出既包括技术和知识创新产出，还包括创新成果的转化和利用。技术创新可以由实现产品和工艺创新的建筑企业个数、占比，建筑业专利申请数和有效发明专利数来表征。知识创新产出主要体现在知识的创造上，以发表建筑相关科技论文数、科技著作以及重大科技成果项数作为知识创新的产出指标。其中科技论文数一方面可以反映建筑业现阶段创新水平和创新活跃度，另一方面也能反映出建筑业基础性的创新产出，因此能较全面客观地衡量建筑业知识产出。创新成果的转化和利用最直接地体现在创新带来的经济收益上，其中专利转让成交额和技术市场合同成交额是此过程中最直接的收益，将创新成果商品化是对成果进行转化利用的最直接手段，以专利所有权转让数和成交额以及技术市场合同成交数和成交额来表示创新成果的转化和利用。

1.2.3 建筑业高质量发展

2019年，中共十九大首次提出“高质量发展”的论述，指出高质量发展根本在于经济的活力、创新力和竞争力。同时，提出的“建立健全绿色低碳循环发展的经济体系”和“建筑业信息化”，为中国建筑业高质量发展指明了方向。根据这一发展方向，将建筑业高质量发展划分为发展的效益性、低碳性和智慧性。对于建筑业的发展效益性，本文以《中国统计年鉴》中相关建筑业经济指标来衡量，选取建筑业总产值、竣工面积、产值利润率、产值利税率和建筑业增加值为评价指标。高耗能、高碳排放是阻碍建筑业绿色发展的难题，因此衡量建筑业绿色发展的关键在于衡量建筑业的能耗、碳排放以及对新能源的利用，以建筑业全生命周期碳排放量、碳排放量占比、能源消费总量、能源消费占比以及建筑业运行阶段电力能耗占比来衡量建筑业的低碳化水平。“十四五”是我国新发展的起点，也是我国建筑业快速转型和提升的重要时期，建筑市场是我国超大规模市场的重要组成部分，在与先进工业、新一代信息技术深度融合方面有着广阔的发展前景，装配式建筑和智能化建造的广泛应用是建筑工业化和智慧化发展的重要标志，考虑到数据的可得性，本文以新开工装配式建筑面积和建筑业信息化渗透率来衡量建筑业智慧化发展水平。

2 基于熵权法和复相关系数法的指标体系筛选

2.1 熵权法及复相关系数法的说明

本文借鉴程鹤[7]36-40对国家创新驱动力评价指标体系的筛选方法，采用熵权法和复相关系数法对初选指标进行二重筛选。为消除筛选过程中评价指标不同量纲和正负属性的差异，使用Z-Score法对数据进行标准化处理。[8]20-30方法为：设xij为第i个指标第j年的标准化数据值，pij为第i个指标第j年的原始数据值，max(pij)为第i个指标原始数据值最大值，min(pij)为第i个指标原始数据值最小值。则标准化数据见(1)、(2)式：

(1)

(2)

2.1.1 基于熵权法的指标体系筛选

(1)熵权法进行指标筛选的原理。

熵是对不确定性的一种度量，根据信息论，不确定性越大，熵越大，携带的信息量越大。熵权法筛选指标的作用:剔除携带信息量较小的指标，即对评价目标影响度小、权重较小的指标，确保剩余的指标携带大部分的信息量。

(2)熵权法进行指标筛选的步骤。

第一步，计算第i个指标下第j年样本数值占该指标总数值的比重，见(3)式：

(3)

第二步，计算第i个指标的熵值，见(4)式：

(4)

第三步，计算信息熵冗余度，见(5)式：

di=1-eii=1,…,n

(5)

第四步，计算各项指标权重，见(6)式：

(6)

熵权法删除指标标准：n个指标的权重按从大到小排序，计算前t项权重累计值St，权重临界值取0.8[9]178，寻找最小的临界点t，使得St≥0.8，删除排在t之后的指标。删除原因标注在表1第(9)列“熵权删”。

2.1.2 基于复相关系数的评价指标体系筛选

复相关系数越大表示此指标与其余指标间相关性越大，携带的信息重复率越大。复相关系数的筛选原理是将同一准则层内指标的复相关系数的最大值与给定临界值c进行比较，若大于给定值则说明此指标携带的信息与剩余指标高度重复，则删除此指标，删除原因标注在表1第(9)列“相关删”，接着对其余指标重复此过程，直至这一准则层内指标的复相关系数小于标准值c。若c>0.9则表明指标之间密切相关，本文取临界值c=0.9。[9]178

复相关系数筛选指标的具体步骤，以表1第一个准则层“经济投入”内指标为例，设此准则层内指标数据为x1、x2、…、x5。

第一步，按(1)、(2)式对指标原始数据进行标准化处理。

(7)

2.1.3 构建的评价指标体系信息贡献率的测算

信息贡献率是构建的评价指标体系所携带的信息量占初选指标信息量的比重，可作为指标建立是否合理的依据。通常用筛选后的指标体系的标准差之和与初始指标标准差之和的比重来表示，且比重大于80%则认定所构建指标体系是合理的。[10]1799-1810

2.2 评价指标体系的筛选

以初选的41项指标为基础，选取我国建筑业2005—2019年数据为样本，数据来源于《中国统计年鉴2006—2020》《中国建筑业统计年鉴2006—2020》《中国科技统计年鉴2006—2020》 《中国建筑业信息化发展报告智能建造应用于发展2021》《中国建筑能耗报告2020》。

运用熵权法计算初选指标的权重，取临界值为0.9，得到最小的t=30，删除11个权重较小的指标，指标的权重值见表1第5列。运用SPSS软件将熵权法法筛选剩余的32个指标在准则层内进行复相关系数筛选，指标的复相关系数列入表1第6～8列。通过复相关系数法删除9个指标，最终本文构建了包含21个指标的创新对建筑业高质量发展驱动力的评价指标体系，创新对建筑业高质量发展驱动力的评价指标体系见表2。

根据表1所示的对标准化数据的方差计算构建指标体系的信息贡献率I=5.508/6.825=0.807，表示筛选后的21个指标携带的信息量占初始41个指标信息量的80.7%，认定所构建的评价指标体系是合理的。

表2 创新对建筑业高质量发展驱动力的评价指标体系

3 基于创新驱动的建筑业高质量发展分析

3.1 基于主成分分析的创新驱动建筑业高质量发展测度

在上述构建的指标体系基础上，采用全局主成分分析法对建筑业创新投入程度、创新产出水平和高质量发展水平进行测度，探究创新投入产出对建筑业高质量发展驱动作用强度大小。采用标准化数据，测度过程如下。

首先，进行数据有效性检验。

对创新投入和基础、创新产出和建筑业高质量发展三个维度的指标数据进行KMO值和巴特利特球形检验，验证本次构建的评价指标体系是否适合做主成分分析。结果显示，KMO≥0.5，并且巴特利特球形检验的P值小于0.05，则认为同一维度内，各指标存在一定的相关性，可进行主成分分析。[11]

其次，计算样本的协方差矩阵及协方差矩阵的特征值λ。

构建的评价指标体系中建筑业高质量发展维度有5个指标，每个指标下有14个数据，原始矩阵见(8)式：

(8)

其中，S为样本的协方差矩阵，主成分Y的协方差是cov(Y)=Λ,式中Λ为对角阵，λi为协方差矩阵的特征值，γi为特征根对应的标准正交特征向量，见(9)式：

(9)

则第i个主成分见(10)式：

Yi=γ1ix1+γ2ix2+…+γ5ix5

(10)

再次，计算主成分及方差贡献率。

ak为第k个主成分Yk的方差贡献率，a为主成分Y1,Y2,…,Ym的累计贡献率，m<5，见(11)式：

(11)

最后，综合评价函数见(12)式：

(12)

收集2005—2019年数据对中国建筑业高质量发展水平以及创新投入和创新产出水平进行测度。体系三个维度KMO检验值均大于0.5，巴特利特球形检验P值为0.000，适合做主成分分析。采用SPSS25软件进行主成分分析，以特征值大于1作为主成分提取准则，累计贡献率达80%以上则认为分析达到可靠性要求。各维度指标统计特征见表3。

表3 各维度指标统计特征

根据主成分得分系数和特征值，利用主成分得分系数除以主成分特征值的算术平方根，得到主成分表达式中各个指数的系数。以建筑业高质量发展维度为例，主成分表达式见(13)、(14)式：

(13)

(14)

进而由各主成分的方差贡献率，得出各维度指标的得分公式。以建筑业发展创新性为例，该维度得分表达式见(15)式：

(15)

同理，以上述步骤可得出创新投入与基础和创新产出的综合得分，结果见表4。

3.2 建筑业创新驱动和高质量发展评价分析

建筑业创新投入产出及高质量发展评价值见图2。由图2整体来看，建筑业的创新投入、创新产出和高质量发展水平总体呈上升趋势。2005—2008年建筑业高质量发展水平呈下降趋势，主要原因是创新产出水平较低，没有充分利用人员和资金等创新资源。2008—2010年创新投入产出和高质量发展增速平缓，且均处于较低水平，主要原因是创新主体投入力度有所降低，创新成果未能有效助力于建筑业高质量发展。2010年到2012年建筑业高质量发展的综合评价得分总体呈显著上升趋势， 在此时间段创新投入和产出均

表4 建筑业创新投入产出与高质量发展综合得分

处于同一得分水平，说明创新投入—产出—成果转化这一过程效率提高有利于建筑业高质量的发展。2015年至2019年建筑业高质量发展呈稳定上升趋势，创新投入保持稳定，创新产出评价得分大幅上升，原因是2016年“十三五”规划对建筑业提出了增强发展动力，努力实现建筑业转型升级的发展新要求，在此要求下，建筑业创新主体利用创新资源，产生创新成果，从而对建筑业高质量发展起促进作用。

图2 建筑业创新投入产出及高质量发展评价值

从创新驱动来看，创新投入总体呈上升趋势，投入研发资金和人员规模以及进行研发的企业总量是建筑业创新投入的最关键指标，但自2005至2013年评价值较低，其主要原因在于建筑业企业未能意识到创新的重要性，对研发创新环节不够重视，具体表现在进行内外部研发的企业较少。中国创新驱动战略中重点强调科技创新，而建筑业企业研发积极性不高，无法为建筑业高质量发展提供动力。2014年至2019年创新投入评分良好，与建筑业高质量发展评分相近，原因在于创新投入增加，研发机构和科研人员总量增加，企业创新意识增强，进行内外部研发的企业总量增多，为建筑业高质量发展提供了创新基础和创新氛围。由图2可知，创新产出综合评价得分在2005年至2016年一直处于较低水平，从2016年“十三五”规划实施开始，其评价得分不断增长，发展势头良好，具体表现在建筑业科技论文数量、科技著作和专利授权的科技成果数增长较快，为建筑业高质量发展提供动力，深化创新在建筑业高质量发展中的驱动作用。

4 结 论

创新驱动建筑业高质量发展过程是一个复杂的过程，从创新驱动视角评价建筑业高质量发展现状，可以明确建筑业在创新驱动转型发展中的优势和短板，完善现有发展不足并明晰未来发展方向。本文采取理论分析和实证研究相结合的方法，从创新驱动角度构建建筑业高质量发展评价指标体系。研究结果显示：(1)建筑业高质量发展水平逐年上升，增速呈现“快速—平稳”趋势，发展态势良好。(2)在建筑业高质量发展进程中，创新驱动水平与创新投入关系最为密切，创新投入和创新产出呈现随时间出现的不平衡现象，是阻碍建筑业高质量发展和创新驱动能力提高的突出问题。(3)创新要素作为驱动建筑业高质量发展的关键力量，融合低碳低耗、信息化智能化及产生的经济效益是衡量建筑业高质量发展水平的重要支撑。

基于研究结果提出以下政策建议：

(1)激励企业创新，推进绿色建设。鼓励建筑公司加强绿色环保建材、 BIM、智能建造、装配式建筑等新技术的研究和应用。政府可以根据新材料、新技术在工程建设中的应用广度和深度，筛选出一批技术创新应用示范企业，给予相应的研发补助和资金奖励，推进建筑业的绿色发展和创新发展。

(2)加快创新成果转化，提高创新效率。建筑业要实现高质量发展以及深化创新在高质量发展中的驱动作用，可以考虑从加大对建筑业的创新投入、创新产出以及提高投入—产出—成果转化这一过程的效率入手。对大型建筑企业来说，加大创新和研发投入，设立研发机构支持科技工作者对接资源，克服行业创新瓶颈，合理评估科技成果转化风险。对政府来说，首先，梳理建筑行业法规政策，真正释放法规政策的促进、规范和激励作用。其次，设立更多引导基金，为建筑业培育符合行业发展的项目和专业团队。最后，要厘清创新成果转化的责、权、利以及风险四者之间的关系，提高创新成果转化效率。

(3)把握市场方向，明确创新目标。企业应根据市场需要和国家政策方向精准制定创新目标，在保证经济效益的同时保护环境，减少碳排放，努力实现中国2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的远景目标。

本文的研究结果对认识中国建筑业创新驱动发展水平有一定的参考意义，为评价建筑业创新驱动发展和高质量发展水平进行一些基础性工作，也为其他行业构建创新对高质量发展驱动力的评价指标体系提供借鉴。由于数据的可得性问题，采用年份数据从创新驱动角度对中国建筑业高质量发展进行纵向评价，缺少对中国建筑业创新驱动发展水平和高质量发展水平的横向研究，未来或可在数据完善的前提下从省域角度横向评价中国建筑业创新驱动力，充分发挥创新在高质量发展中的核心驱动作用。