基于社会网络分析法的BDS功能拓展规律与影响因素分析

杨 柳，王 健，刘纪达，郭亚男

基于社会网络分析法的BDS功能拓展规律与影响因素分析

杨 柳，王 健，刘纪达，郭亚男

（哈尔滨工业大学 经济与管理学院，哈尔滨 150001）

为了进一步提升北斗卫星导航系统（BDS）功能拓展速率，为助力BDS产业化发展、获取竞争优势指明着手方向，打破全球定位系统（GPS）垄断，巩固我国国防、经济、社会安全，分析BDS功能拓展规律与影响因素：基于“基本规律-本质-影响因素”的逻辑框架，对1994年至今BDS应用领域的文本数据进行社会网络分析，并总结出BDS功能拓展的四大基本规律；然后基于修正的钻石模型分析影响BDS产业发展的六大因素；最后将BDS功能拓展的发展趋势、发展目标以及完善方向三者有机结合，提出推动BDS功能拓展相关政策建议。

北斗卫星导航系统；功能拓展；基本规律；产业竞争优势；钻石模型

0 引言

近年来，我国自主研发、独立运行的北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）迅猛发展[1]。2018年颁布的《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划》强调，应进一步加大BDS在交通运输行业应用推广力度。2019年发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书（2019）》指出，随着第五代移动通信技术（5th generation mobile communication technology，5G）时代的到来，将进一步促进BDS增值服务的应用普及和多样化发展。BDS具有技术含量高、产业链长、带动性强，经济社会效益巨大的特点，新时代加快BDS功能拓展，是打破美国全球定位系统（global positioning system, GPS）垄断，巩固我国国防、经济、社会安全的重大工程[2]。

目前，针对BDS功能的研究主要可以归纳为以下3个方面：1）针对单一领域的静态研究，包括民用航空[3]、客船安全监控[4]、车辆调度[5]等具体功能的应用原理、技术性能和优化方案的讨论；2）对BDS产业发展现状的描述，我国BDS产业起步晚，却发展迅速，产业链日益完善[6]，但BDS产业化和规模化发展仍须解决高额成本、技术瓶颈、管理滞后等问题[7]；3）对推动BDS应用的政策建议，在民用市场要充分发挥“看不见的手”的作用，逐渐对民用企业开放，通过市场竞争推动技术进步、成本下降、应用落地[8]。

已有研究主要集中在理论和技术参数层面，对于BDS功能拓展演化规律的实证研究、系统分析BDS功能拓展影响因素的文献较少。自1994年北斗卫星导航试验系统即北斗一号（BeiDou navigation demonstration system, BDS-1）工程立项以来，经过多年发展，BDS的任务、功能等都呈现出一系列的特征和变迁趋势。本文从动态时间维度入手，采取定性分析和定量分析相结合的方法，对1994至今共412份BDS应用相关文本进行社会网络分析，以期为今后BDS功能拓展提供参考。

1 BDS功能拓展基本规律分析

1.1 数据来源与方法

本文使用多源混合的数据收集方法，选取《人民日报》、中国卫星导航定位协会网站、北斗卫星导航系统网站的BDS应用报道文本，以及“今日北斗”网站上407家BDS相关企业产品应用领域介绍文本作为数据来源，共收集不重复可用文本412份，人工提取关键词。为保持客观性和可使用性，课题组4名成员对每份文本提取2个关键词，构建关键词库以便于二次提取关键词，并剔除无意义和重复关键词。最终，第一阶段获取关键词30个，第二阶段获得关键词70个，第三阶段获得关键词118个。

社会网络分析法是20世纪70年代以来在社会学、心理学、人类学、数学、通信科学等领域逐步发展起来的一个研究分支，是一种关系论的思维方式[9-10]。社会网络分析法主要是分析网络的属性结构，研究数据之间的联系。一个社会网络是由多个节点和各节点之间的连线组成的集合，关键词可被认定为关系网络中的节点，共现则由节点与节点间存在直接联系来体现[11]。通过构建凝聚子群，概括总结具有紧密联系的关键词所形成的聚类团体特征，反映关键词之间的内在联系。对关键词共现进行社会网络分析，能够透过表象发现客观存在的真实关系网络，这对于深入剖析某个领域的研究结构、研究规模等具有深远意义[12]。“节点”即关键词代表不同功能，“线”代表2种功能之间共现关系。

1.2 实证结果分析

1）1994—2003年的试验系统阶段。此阶段共有30个节点，截取度数中心度排名前15的关键词得到如表1所示结果，按度数中心度大小标记节点，得到如图1所示结果。网络密度为12.67%，表明此阶段关键词间的关联性较低。这一时期，运输监管、海洋监管、灾害监管、部队演练、水利系统以及精准时间6个功能超过平均度数，成为BDS应用功能的重点。根据节点派系聚类图（如图1所示），对BDS不同的派系分类进行总结，可归类为公共安全、救灾减灾、林业、水利、海洋、交通运输、电力、渔业、监测9大领域（如表2所示）。

表1 1994—2003年BDS功能网络图谱的指标（部分）

图1 1994—2003年聚类网络图谱

表2 关键词聚类概括结果

从1983年提议到1994年立项，再到2003年升空，中国用20年时间实现了BDS-1的正式运行。此阶段也称为北斗卫星导航系统试验阶段，此时为BDS的基础建设时期，导航技术发展尚未成熟。囿于双星定位系统，其覆盖范围有限、应用领域较窄、定位精度不足，主要应用的领域也有限，并且专业应用和应急应用特征明显。这一阶段的BDS主要作为军事应用，且军事应用功能主要集中在作战领域[13]。BDS的有源服务只能提供低动态和静态定位服务，不能满足高动态和保密的军事用户要求，此阶段BDS的军事应用也处于试验阶段。在此阶段，BDS具备了定位、导航、授时、短报文功能，实现了BDS发展战略“第一步”。

2）2004—2009年的发展整合阶段。此阶段增长至70个节点，BDS的应用功能得到拓展，同上一阶段的方式得到表3，网络密度为16.17%，较上一阶段有所增长，说明各功能之间的联系增强。对比表1和表3结果发现，上一阶段处于核心地位的6项功能，绝对度数增加并且仍然处于相对核心位置，地震灾害、渔政管理、航空航天以及电力系统方面的应用在此阶段度数也超过平均数，显示出越来越重要的地位。对节点进行派系分类，得到如图2所示结果，对派系分类概括总结得到如表4所示结果。

表3 2004—2009年BDS功能网络图谱的指标（部分）

图2 2004—2009年聚类网络图谱

表4 关键词聚类概括结果

2004年4月，BDS解除对民用领域的限制，正式投入民用市场，应用范围得以拓展[14]。BDS的专业需求和产业需求在这一阶段也不断增长。纵向来看，BDS现阶段已在12大领域提供服务，除原有的8大领域外，还拓展了气象、能源、航空航天、旅行4大领域。横向来看，各单独领域的功能也得以拓展。在电力应用方面由单纯授时功能拓展为集授时、短报文于一体的智能电表，实现精准报时、用电信息上传和数据透明传输。针对水利、农业渔业的应用，BDS从现实紧迫需求出发，增加了雨量测量和鱼情渔汛等功能。此阶段，除原有的军事作战应用，还增加了后勤支援、武装力量部署应用，特别是2004年，由BDS导航的无人机飞行实现首战大捷，在军事领域，因其拥有诸多优点而得到广泛应用[15]。BDS应用功能在多领域应用产生联系，救灾飞行和警务车辆导航投入使用。这一阶段基本实现了BDS发展战略的“第二步”，即增加无源定位体制，为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。

3）2009年至今融合扩张阶段。此阶段增长至118个节点，BDS的功能得到进一步拓展，截取度数中心度排名前15的节点如表5所示，网络密度为18.7%，关键词间的联系更强，BDS的核心功能也在不断增加。对比发现，此阶段较上一阶段新出现了“一带一路”、监测系统、智慧生活3个领域的功能，并且这些功能的中心度处于前6位，运输监管、海洋监管、灾害监管仍然是BDS服务功能的重点。对节点进行派系分类，得到如图3所示结果，图中的手机“pos”是point of sales的简称，是一种终端阅读器。对派系分类概括总结得到如表6所示结果。

表5 2009年至今BDS功能网络图谱的指标（部分）

图3 2009年至今聚类网络图谱

表6 关键词聚类概括结果

纵向上来看，应用范围由上一阶段的12个领域拓展为15个，大众化的社会应用服务成为热点。BDS较上一阶段拓展了智慧城市、精准机控、走出去3大领域。智慧城市在共享单车、120急救等领域的功能与民生紧密结合，助力BDS“落地”。北斗卫星导航系统的发展将对提升中国民航的核心竞争力，增强中国民航空中交通管制权，增强中国民航国际标准话语权等发挥重要作用。走出去领域主要包括2点：1）对接“一带一路”政策向中国及周边区域用户提供服务；2）向全球用户提供基本服务。BDS监测系统融合功能也不断深化，由原本的个别应用已经发展为一个较完善的系统，并且在西部地区的新疆、西藏等地投入应用。横向上来看，定位精度和服务智能化和精确化程度不断加深。交通运输领域内“京张高铁+北斗”，为建设、运营、调度、维护、应急全流程提供智能化服务。这一阶段提前实现了BDS发展战略的“第三步”，即到2020年底为全球用户提供基本导航、全球短报文通信、国际搜救服务，中国及周边地区用户还可享有区域短报文通信、星基增强、精密单点定位等服务。

1.3 基本规律

BDS功能拓展的基本规律可以概括为以下四点：1）BDS经历由“军事-行业-大众”应用的转变；2）BDS服务功能兼具横向、纵向与交叉拓展特征，“北斗+”和“+北斗”内容更丰富；3）BDS服务功能拓展具有自我更新完善特征，“精准性”“安全性”为深化方向；4）BDS功能拓展服务区域经历三级层次“中国—亚太地区—全球范围”，BDS正不断“走出去”。

2 BDS功能拓展影响因素分析

基于已有资料中涉及BDS功能拓展的内容，对BDS发展以“基本规律-本质-影响因素”为分析框架，探究BDS如何实现产业化，提升市场竞争能力。通过对BDS功能拓展基本规律进行归纳，总结出BDS应用的发展趋势，即BDS产业的发展趋势。产业发展的影响因素是对本质的细化，因此探究BDS产业发展的影响因素便于更好地理解其本质。逻辑框架如图4所示。

图4 “基本规律-本质-影响因素”逻辑框架

波特钻石模型是研究一个国家或地区产业竞争力影响因素的重要工具，该模型认为一个国家或地区产业竞争力的高低主要取决于四大基本要素，即市场需求、生产要素、相关产业和支持产业、企业的战略结构和竞争状况，以及二大辅助因素，即机遇和政府[16]。波特的“钻石模型”为产业竞争优势评价提供了基础性的理论分析框架，被广泛借鉴和应用于产业竞争优势和产业发展影响因素的研究中。波特将竞争力的主要来源归结于优势产业的建立和产业创新，而BDS产业作为正在高速发展的新兴产业，本身具有战略性、技术性和创新性等显著特征。但是，与欧美等发达国家的经济体制不同，且暂时欠缺完善的产业环境，都使得传统钻石模型难以直接应用于我国BDS产业的竞争力分析。因此，本文基于波特的钻石模型与BDS功能拓展的耦合机理，将影响BDS功能拓展的钻石模型进行修正。

2.1 修正模块分析

1）将波特钻石模型中的政府要素作为重要的决定因素而非辅助因素。从我国高新技术产业发展的过程来看，政府发挥了至关重要的作用，政府制定的相关政策、实施的各种措施为产业有效运行提供稳定有序的环境[17]。BDS作为高新技术产业中的一类，政府在其发展初期至关重要；因此，将政府由辅助因素修正为基本因素。截至目前，国家发布的直接针对BDS的文件中有中央法规司法解释29篇、地方法律法规54篇，涉及与BDS相关的产业、管理、研发等多个领域，对推动BDS导航功能拓展起着关键作用。2006年《国家中长期科学和技术发展规划纲要》强调实现共性技术的自主创新和产业化发展，为BDS指明了技术创新、产业融合的发展方向，推动了第二阶段发展进程。2013年年初，交通运输部要求9个示范省市“两客一危”必须在3月底前80%以上安装上接收BDS导航信号的芯片，为BDS拓展市场提供途径。有效推进第三阶段BDS向大众应用市场转化，与先进技术融合，深化“精准”与“安全”性能。

2）将波特模型中的生产要素修正为高级生产要素。波特钻石模型中将生产要素分为初级和高级生产要素[18]。但BDS高投入性、高技术性、高精确性的“三高”性质使得其对持续资本投入、高端科技人才、核心技术知识需求迫切，对高级生产要素的关注更切合BDS发展的重点任务；因此将原模型中的生产要素修正为高级生产要素。但当前很多卫星导航公司的创新性不够，还处于初级模仿创新阶段，关键技术的创新仍是核心任务。另外，有越来越多的民用资本进入市场中，涉及卫星导航产业的上市公司已由2012年的12家增长至2018年的51家，涉及卫星导航产业的上市公司拉动国内投资数百亿元；但融资环境仍不容乐观，产业处于发展初期，整体运营水平不佳，对社会资本、风投资金的吸引力不强，小微企业获得资金难度大，资金短缺阻碍了科研活动的进行。

2.2 保留模块分析

1）市场需求。市场需求是产业发展的外部动力，BDS包含国内外、军民用2个层面的需求[19]。汶川地震中，BDS的使用确保了救援工作有序展开，大大降低了救援的难度，向世界展示了“北斗价值”。至此，BDS凭借先进的短报文功能使得其市场价值逐渐被社会认可。在市场发展方面，2018年国内卫星导航与位置服务市场需求总量基本保持稳定。国内卫星导航定位终端产品总销量突破 5.3亿台，无论在军用市场、民用市场还是行业市场都稳步前进。国际市场方面，BDS在亚太地区的市场份额增长。在巴基斯坦，BDS的导航信号被用于军事系统；在突尼斯，BDS的导航信号被用于无人驾驶车辆，包括中东在内的30多个国家已经实际使用了BDS。同时随着技术不断成熟，生产经营规模化必定会提升BDS的精准性以及带来成本的不断降低，提升BDS的性价比，从而占据民用市场。

2）企业的战略分析。企业战略包括了产品战略、市场战略和管理战略：产品战略主要关注产品模仿和产品创新；市场战略主要关注营销模式；管理战略主要关注企业资源与能力的治理。BDS产业属于战略性新兴产业，当前企业产品战略主要以模仿为主，行业内部企业彼此模仿，初期一定程度上节省了各自的成本，却不利于整个产业的自主创新。BDS相关企业缺乏制定长远发展策略的能力，对于产品的“亮点”和“卖点”挖掘不深，没有深入细化和完善BDS相比于其他3款导航系统的独特功能；BDS的差异化营销方式不明显，如何将目标市场分类，对于小型客户、垂直客户以及大客户采取有针对性的营销策略仍须探索。目前，与BDS相关的企业呈现“小、散、乱”的特征，规模效应不明显，企业间的合作意识不强、深度不足，为使资源和能力实现帕累托最优，应推动企业通过兼并重组、强强联合等方式实现企业盈利和产业良性发展。

3）相关产业和支持产业。波特指出一个有优势的产业是不可能独立存在的，其存在与发展离不开与之密切关联的产业群，紧密合作、有序沟通、相互作用，形成具有稳定性、高效性、互利性的上下游产业链，从而推动相关产业占据市场优势[20]。BDS产业“上—中—下”链条初步形成：后端由具有高技术、高端人才的芯片、模块研发企业组成；中端是专业从事终端机研发的企业；前端是负责开展业务经营的企业[21]。数据显示，逾13000家单位已开展BDS相关业务。企业方面业务内容涵盖BDS产业的上中下游，前端研发设计的芯片、模块等已经在精度上实现突破，甚至赶超美国；中端的各种机载型、佩戴型、指挥型终端也已经实现了全面配套；而前端作为BDS功能拓展的一线，对BDS的业务运营、系统维护等也不断进步。

4）机遇。产业拓展的机遇主要来自外因，并通过内因产生作用，政治体制变革、国际形势转变等一系列突发事件都可能成为产业扩张或萎缩的外因。加快构建“一带一路”空间信息走廊，对于提升BDS的技术产业水平，拓展BDS应用新模式、新业态，扩大BDS产业规模具有重要作用，为BDS的发展提供了机遇。从需求层面看，沿线多数国家对高端信息通信技术的需求仍很大，市场仍很广阔，因为这些国家信息技术发展基础薄弱、重大基础设施不足，而BDS作为重大信息基础设施，必然能在信息化发展进程中开辟海外市场。从供给层面看，BDS作为四大卫星导航定位系统之一，随着我国不断地实现技术攻关，BDS的稳定、安全、精确性均得到认证；同时BDS产业链不断完善，且BDS有一项性能很好地契合了“一带一路”沿线国家的需求——因为沿线的东亚、南亚国家均处在低纬度，而GPS在低纬度的导航定位效果不够精确稳定，但是BDS在低纬度却可以不受影响地工作，因此“一带一路”倡议的发展将成为BDS“走出去”不可多得的好机会。

3 结束语

为推动北斗卫星导航系统功能拓展以及产业化发展，一是建立政府强制与市场引导转化机制。政府出台相关规章制度规定在基础设施、公共安全、警务政务等领域应强制性地安装BDS接收机；在纯民用领域，应开放市场，鼓励自由竞争，设计兼容BDS和GPS的终端，通过提升BDS接收机性能、降低BDS接收机成本，扩大市场份额。二是健全协同创新体制机制。积极构建BDS的协同创新体系，加快创新示范基地建设步伐，推动基地内合作，优化合作路径、完善合作机制；加大对综合定位、导航与授时（positioning, navigation and timing, PNT）领域体系设计、技术突破、应用示范等项目的资助力度并提升资助透明度，实现跨单位间的强强联手，解决综合PNT智能服务的理论、模型、技术等问题；建立并完善BDS技术成果公共服务平台，及时更新需求与供给，实现供需有效对接，破除过剩产能，推动科技成果转移转化。

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BDS function expansion law and influencing factors analysis based on social network analysis

YANG Liu, WANG Jian, LIU Jida, GUO Yanan

（School of Economics and Management, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China）

In order to further increase the function expansion rate of BeiDou navigation satellite system (BDS), help point out the direction to make industrialization development and gain competitive advantages, break the monopoly of global positioning system (GPS), and consolidate China's national defense, economy, and social security, the paper analyzed the function expansion law and influencing factors of BDS: based on the logic framework of “basic law-essence-influencing factors”, social network analysis was conducted on the text data of BDS application field from 1994 to present; and four basic rules of function expansion of BDS were summarized; then based on the revised diamond model, six factors affecting the development of the BDS industry were analyzed; finally, the development trend, development goals and perfection direction of BDS function expansion were organically combined, and relevant policy suggestions to promote BDS function expansion were put forward.

BeiDou navigation satellite system (BDS); function expansion; basic law; industrial competitive advantage; diamond model

P228

A

2095-4999(2023)01-0016-08

杨柳，王健，刘纪达，等. 基于社会网络分析法的BDS功能拓展规律与影响因素分析[J]. 导航定位学报, 2023, 11(1): 16-23.（YANG Liu, WANG Jian, LIU Jida, et al. BDS function expansion law and influencing factors analysis based on social network analysis[J]. Journal of Navigation and Positioning, 2023, 11(1): 16-23.）DOI:10.16547/j.cnki.10-1096.20230103.

2022-04-28

国家社会科学基金重点项目（21AZD084）。

杨柳（1993—），女，黑龙江哈尔滨人，博士研究生，研究方向为军民一体化。

刘纪达（1993—），男，黑龙江哈尔滨人，博士研究生，助理研究员，研究方向为军民两用技术。