• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

煤炭资源城市协同创新网络演化特征及影响因素研究——以山西省为例

2023-08-04

煤炭资源城市协同创新网络演化特征及影响因素研究——以山西省为例

论文推荐







作者:田锐,郭彬

单位:太原理工大学 经济管理学院

文章刊发:《煤炭经济研究》2023年第3期

摘要

     基于2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况,运用统计分析和社会网络分析方法,从协同创新网络整体演化过程和协同创新网络内部影响因素2个角度,探究山西省协同创新网络的演化特征。研究发现:①单一机构合作创新转向多机构合作创新成为演化发展的主流趋势,企业是山西省协同创新网络的主体,影响创新合作网络的演化发展;②山西省协同创新网络整体朝着省域内多机构合作和跨省多机构合作的方向演化,协同创新网络整体的质量水平也呈现逐渐提升的趋势;③山西省协同创新网络初步形成了“核心-边缘”的区域创新合作网络体系,建立起了省域内区域合作和省外跨区域合作的多维空间结构。针对演化特征分析结果,运用QAP回归分析方法,分析山西省协同创新网络演化的影响因素,研究发现城市间的地理邻近性、科技资源投入、第二产业增加值占地区总GDP的比重这3个因素主要影响山西省协同创新网络的演化。最后,根据网络演化特征和影响因素分析结果,提出政策建议。

关键词:协同创新网络;网络演化;社会网络分析;修正引力模型;QAP回归分析;山西省


1
文献综述

     学者们针对协同创新网络的相关研究,主要从协同创新网络整体演化过程 (宏观层次)和协同创新网络内部影响因素 (微观层次)2个角度进行探究。宏观角度主要围绕区域协同创新发展的水平层次与演化特征展开,如吴慧等以长三角生物医药产业为主要研究对象,构建长三角区域协同创新一体化框架;陆军等首次从理论层面概括了都市圈协同创新的空间演化特征;潘春苗等以京 冀、长三角、粤港澳大湾区三大城市群协同创新网络为研究对象,分析节点城市间的协同创新联系,考察协同创新网络结构和空间特征;徐维祥等以长三角城市群创新网络为研究对象,构建以节点韧性、结构韧性、创新群落韧性为主的创新网络韧性测度体系,探究创新网络韧性的驱动机制;李琳等以长江中游城市群为研究对象,从时间和空间、数量数据和关系数据等多维度研究长江中游城市群城市间协同创新空间关联网络结构及其动态演变中的凸显问题。而微观角度则着重分析协同创新网络演化中的内部结构变化和内生因素影响,如毛义华等采用扎根理论进行案例分析,选取浙江大学滨海产业技术研究院为典型案例展开分析,来探索新型研发机构技术创新过程中所形成的协同网络结构;刘英基对基于企业知识网络的制造业高端化的协同创新驱动因素及其互动机制进行了实证检验与分析;潘郁等用信息生态学的观点解释了产学研协同创新的各主体要素、各要素相应的影响因子以及在整个信息生态系统中各信息生态要素间的关系和影响;刘国巍等具体选择新能源汽车这一战略性新兴产业为研究对象,基于网络结构,测度了战略性新兴产业链创新的协同效果、协同合作网络组织构型及演化测度;黄兴国等结合成渝地区双城经济圈技术创新网络实际演化历程,探究双城经济圈技术创新网络关联演化特征及深层次影响机制。 

    综合分析现有关于协同创新网络演化的研究文献,学者们在探究和剖析协同创新网络演化机制时,或是从整体网络结构出发,结合区域产学研发展情况,剖析协同创新网络的时空变化;或是基于理论分析,概述协同创新网络的演化特征;或是针对网络结构内部影响因素和问题,进行深入研究分析,并给出对策建议。对于协同创新网络的研究,主要分为网络演化、网络对创新的影响和网络形成的影响因素3个方面;而鲜有文献将协同创新网络整体结构演化和内生影响因素结合起来,同时从宏观和微观两方面入手,综合考虑协同创新网络演化特征。

2
研究设计

      本文基于2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况数据进行实证分析,运用统计分析和社会网络分析SNA方法,对山西省协同创新合作情况进行探究。研究所使用的2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况数据,全部来自于山西省科学技术厅所公布的历年科技奖励成果文件。本文统计分析主要借助Excel整理2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况,得到山西省协同创新机构合作情况,进而分析山西省协同创新网络的整体构成;社会网络分析主要使用Gephi软件,通过构建无向网络来建立山西省创新机构合作网络。


3
实证分析
3.1
山西省协同创新机构合作整体情况分析

     借助Excel工具,整理2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况,将15年间的获奖情况划分为3个阶段,得到各个阶段单机构和多机构创新合作情况,具体结果如图1所示。

     根据图1可知,2008-2022年这15年内,山西省共授予科技进步奖2836项。其中,单机构共获得科技进步奖1638项,占比为57.8%;多机构共获得科技进步奖1198项,占比为42.2%。第1阶段(2008-2012年),多机构和单机构的获奖数量比为0.436;第2阶段(2013-2017年),多机构和单机构的获奖数量比为0.745;第3阶段(2018-2022年),多机构和单机构的获奖数量比为1.152。从时间维度上可以看出,山西省创新机构间的合作频次逐年增加,多创新机构间合作交流成为山西省协同创新网络中创新的主要形式。

3.2
山西省协同创新机构性质分析

      产学研协同创新是高校、科研院所和企业按照优势互补、风险共担、利益共享、共同发展的原则联合建立协同创新关系的过程,是建立创新型国家的重要途径创新发展核心之一就是打造协同高效的“产学研”。创新体系,明确企业、科研院所、高校、社会组织等创新主体在创新链中的功能定位。现阶段医院的发展已不再满足于完成临床诊疗工作,而是向建设以“创新、融合、转化”为核心,提升自主创新能力,推动临床诊疗水平持续提高的研究型医院发展。医疗机构的创新发展也跟随国家战略的制定而不断做出调整和变革,因此将医疗机构的创新合作作为协同创新网络中的重要部分是十分必要的。基于此,按照教育机构、科研机构、企业、医疗卫生机构、政府机构5类机构性质,对2008-2022年山西省科技进步奖获奖情况进行统计,结果如图2所示。 

     从图2可以看出,企业在5类性质的机构中,机构数量和创新合作项目都居于首位,表明企业在山西省协同创新网络中处于主体地位,是创新机构的核心;教育机构、科研机构、医疗卫生机构,这3类机构的项目平均参与数量分别为8.1、4.1、8.5,表明这3类机构在山西省协同创新网络中处于主导地位;政府机构在山西省协同创新网络中的参与度呈现逐年下降的趋势,但也积极参与到山西省的协同创新合作中。

3.3
山西省协同创新网络结构和演化分析

3.3.1 山西省协同创新网络整体结构及其演化 

     将2008-2022年间的机构创新合作按照5年为一个时间阶段的划分标准,划分为3个阶段,使用Gephi软件进行处理,结果如图3所示。

      图3中,创新机构由节点表示,不同机构间的合作由无向线条表示;机构间的合作越频繁,无向线条的数量越密集,对应节点的颜色越深。 

      整理图3创新机构合作网络的基本特征,得到如表1所列的网络特征。 

     分析图3和表1可知:山西省2008-2022年间,共计有1460个创新机构参与到山西省协同创新合作中,通过创新合作关系所形成的协同创新网络由1460个节点和3602条边构成,创新网络的平均度和平均加权度均为4.934,特征向量中心度为3.873,图密度即创新网络密度为0.003,创新网络的平均聚类系数为0.266,创新网络的连接部件为325个;2008-2022年间,参与到山西省协同创新合作中的机构数量逐年增加,从2008-2012年间的588个增加到2013-2017年间的628个、2018-2022年间的692个;协同创新机构间的合作频次也呈现逐年增加的趋势,从2008-2012年间的1070条增加到2013-2017年间的1198条、2018-2022年间的1345条;协同创新网络的平均度、平均加权度、特征向量中心度在3个阶段中也呈现出增加的形势;协同创新网络的整体密度为0.003,表明山西省协同创新网络的整体合作水平不高;协同创新网络的平均聚类系数在2008-2022年间呈现出先增加、后降低的趋势,但整体保持在较稳定的水平;协同创新网络的连接部件在3个阶段中呈现出逐渐减少的形势,由2008-2012年间的213个减少到2018-2022年间的135个。

     图3和表1的最大连接部件中,2008-2022年山西省协同创新网络中有68.63%的创新机构组成一个最大的连接部件,边的数量占整个网络的85.09%,网络的平均度和平均加权度均为6.118,特征向量中心度为5.118,网络密度为0.006,网络的平均聚类系数为0.245;15年间的网络节点数和网络边数占比逐渐增加;15年间的特征向量中心度按阶段逐渐降低;网络的密度属于较为稀疏的水平。 

      从协同创新网络整体演化情况来看,参与到山西省创新合作中的机构数量在不断提升,机构间的合作关系也愈发紧密,协同创新网络整体朝着省域内多机构合作和跨省多机构合作的方向演化,协同创新网络整体的质量水平也呈现逐渐提升的趋势,但网络整体的创新合作密度较为稀疏,表明山西省创新机构间的创新合作关系还不够紧密和深入,需要在未来不断提高创新合作水平和能力。

3.3.2 山西省区域合作网络结构分析 

     整理2008-2022年山西省科学技术进步奖获奖情况中创新机构合作区域分布(无创新合作的区域节点已剔除),使用Gephi软件进行处理,得到如图4所示的山西省协同创新区域合作网络。 

      图4所示的山西省协同创新区域合作网络包含43个节点、623条边,网络的平均度和平均加权度分别为28.977、55.442,网络的特征向量中心度为2.902,网络密度为0.69,构成网络的全部节点组成一个整体连接部件。

     省域创新合作中,太原市作为山西省省会城市,具有最大的节点中心度,说明太原市在山西省区域合作网络中处于主体地位,不断发挥自身地缘、政治、经济优势,积极同省内其他市区和省 创新机构建立创新合作关系,其他中心度较大的省内城市分别为长治市、晋中市、大同市;省外创新合作中,北京市、江苏省、陕西省的节点中心度分别为92,65,36,居于山西省省外创新合作区域前三位,表明山西省不仅积极同周边创新发展强势的省份进行创新合作,同时也在不断加强和京津冀、长三角等创新水平高度发达地区的创新合作。整体来看,山西省协同创新网络形成了“核心-边缘”的区域创新合作网络体系,建立起省域内区域合作和省外跨区域合作的多维空间结构,在未来将呈现出更为紧密的合作发展势头。


4
影响因素分析

     为了提升山西省协同创新水平,揭示山西省协同创新的影响因素至关重要。因此,本文选用QAP计量模型,对山西省协同创新网络演化的影响因素进行验证分析。

4.1
指标选取和模型构建

     1)指标选取。协同创新网络的演化发展受到多种因素的影响。当前,相关学术研究中关于区域协同创新网络的影响因素主要涉及区域经济发展水平、城市间地理距离、科技资源投入水平、科研成果产出水平、区域产业结构、地区人口集聚情况、地区人力资本、外商直接投资等方面。本文通过参考相关文献成果,初步将山西省协同创新网络演化的影响因素归结为经济发展水平(GPDp ,区域人均GPD)、地理邻近性(GP)、科技资源投入 (Input,地方科技财政支出)、科研成果产出 (Output,专利申请量)、产业结构 (Is2,第二产业增加值占地区总GDP的比重)等5个层面,具体解释见表2

     2)模型构建。本文采用引力模型对区域产学协同创新的影响因素进行讨论。在引力模型的构建中,质量参数和距离参数的设定是影响模型构建适宜性的关键要素,引力模型基本公式为

     本文对该模型做出以下修正:①Fij表示两城市间的协同创新联系强度;②Si、Sj表示不同城市的创新综合质量,本文选择城市R&D人员全时当量作为量化指标;③Dij表示两城市间的经济距离,本文选择城市间最短行车距离作为经济距离的量化指标。式(1)中的K为引力常量,一般取值为1。

4.2
实证结果分析

     将以上选取的变量指标构成的差异矩阵作为解释变量,城市间协同创新联系强度矩阵作为被解释变量,构建山西省协同创新网络的影响因素模型,即

     根据引力模型,建立城市间协同创新联系强度矩阵。为便于进行QAP分析,强度矩阵采用 “0~1”二值矩阵;接着建立各影响因素变量指标的差异矩阵,选取样本在不同时间点的各变量指标,再利用各城市对应指标的绝对差异,建立起 “0~1”二值矩阵形式的差异网络矩阵。本文选取2018-2022年间《中国城市统计年鉴》中山西省所涉及的指标数据以及山西省11个主要城市的城市年鉴指标数据,运用UCINET软件,将随机置换次数设为5000次,得到QAP回归分析结果见表3。

     从QAP分析结果可以看出,2018-2022年山西省协同创新网络演化过程中,影响最为显著的是城市间的地理邻近性,这也符合上文协同创新网络结构分析的结果;其次是科技资源投入、第二产业增加值占地区总GDP的比重,其中第二产业增加值占地区总GDP的比重这一因素符合山西省依靠煤炭这一自然资源进行经济发展的产业现状,在全省的创新网络演化进程中,产学研合作大多依靠这一发展基础展开相关的创新活动。剩余的科研成果产出这一因素也起到相应的影响作用,但在5年间存在一定的起伏波动,影响效力居于次要水平。

4.3
稳健性检验

     为保证上文中实证分析结果的有效性和可靠性,需要对QAP分析的结果进行稳健性检验。结合影响因素指标选取部分,为避免指标选取过程中存在的主观性和研究偏好,选择补充变量的方法进行稳健性检验。保证其他影响因素指标不变的条件下,在“产业结构”这一指标中增加第三产业增加值占地区总 GDP的比重二级指标(Is3),同时增加第6项指标人力资本投入(Edu,地区教育财政投入)。增加的2项指标量化处理过程,均与前文中5个影响因素指标的处理方式相同。进行补充变量的相关处理后,得到稳健性检验结果见表4。

      根据表4中的稳健性检验结果可知:城市间的地理邻近性、科技资源投入、第二产业增加值占地区总GDP的比重这3个因素主要影响山西省协同创新网络的演化发展;而经济发展水平、科研成果产出、第三产业增加值占地区总GDP的比重、人力资本投入等剩余因素在山西省协同创新网络的演化过程中,也起到相应的影响作用,但影响效力居于次要地位。

5
研究结论及政策建议
5.1
研究结论

     1)山西省创新机构合作关系主要为单机构创新和多机构合作创新,且单一机构合作创新转向多机构合作创新成为演化发展的主流趋势。 

     2)对山西省协同创新网络核心机构演化进行分析,山西省的医疗卫生机构、教育机构、企业是创新合作网络的主要组成部分,在山西省协同创新网络中发挥了影响推动其他附属机构创新合作关系构建的积极作用。 

     3)山西省协同创新网络初步形成了 “核心边缘”的区域创新合作网络体系,建立起省域内区域合作和省外跨区域合作的多维空间结构。 

     4)QAP回归分析发现,城市间的地理邻近性、科技资源投入、第二产业增加值占地区总GDP的比重这3个因素主要影响山西省协同创新网络的演化。 

     整体来看,山西省协同创新网络的演化仍存在以下问题和不足。 

     1)网络整体的创新合作密度较为稀疏。2008-2022年3个阶段协同创新网络整体的网络密度最大值仅为0.006,说明山西省协同创新网络中各机构间的合作关系不够紧密,不利于创新合作的优势展现。 

     2)核心机构中缺少突出的科研机构代表。山西省协同创新网络中,科研机构的核心机构数量较少,表明山西省在科研机构建设方面的意识较为薄弱,关注度不高,不利于创新合作网络的整体演化发展。 

     3)省域内创新合作发展不协调。山西省省域协同创新网络中仅有省会太原市为创新合作的核心区域,创新资源分配不均衡、不合理的情况较为严重,在很大程度上制约了创新合作网络优化演进。

5.2
政策建议

      围绕前文对山西省协同创新网络演化及影响因素的分析,提出以下政策建议。 

     1)发挥政府先导作用,完善相关政策法规。根据对山西省协同创新网络演化过程的分析,山西省创新合作网络整体的网络密度不高,表明各机构间的创新合作关系紧密度较低,这不利于协同创新网络整体的优势演化,因此山西省政府部门应当着重关注创新合作网络演化中出现的突出问题,重点围绕促进创新机构间合作这一关键点,针对不同性质创新机构内、创新机构间进行创新合作时所面临的制约问题,在完善已有政策法规的基础上,出台相应的新政策,帮助创新机构解决掣肘问题,为实现山西省创新能力提升和创新发展变革提供基础政策支撑。 

     2)联通区域创新脉络,提升创新协同水平。山西省协同创新网络中,仅有省会太原作为创新合作网络的核心区域,在很大程度上反映出山西省创新资源分配存在不均衡、不合理的情况,这不利于创新合作网络的协调发展。因此,在保证太原市现有创新发展需求前提下,利用该核心区域的辐射带动作用,对目前创新发展势头强劲的长治市、晋中市、大同市、运城市等区域给予一定的资源分配倾斜,着力打造出多个核心区域,通过数量突破实现山西省整体创新水平和创新能力的质量提升。 

     3)加快经济转型速度,夯实协同发展基石。作为我国资源大省之一,山西省前期的经济发展和产业构建大多基于其丰富的煤矿资源展开,由此形成了相应的第二产业产业群。随着国家决胜全面建成小康社会和经济转型发展的历史进程,依赖煤炭资源造成的经济发展结构性矛盾,成为制约山西省创新发展的掣肘。为了改变单一的产业结构和经济发展模式,同时提升产学研协同创新的发展质量,山西省需要在做优做强自身基础产业的前提下,加快培育、发展和壮大战略性新兴产业,鼓励省内企业加快由第二产业向第三产业过度的进程,提升省内经济转型的速度和效率。同时,省内大型产学研机构在依托煤炭资源开展创新合作的基础上,适当汲取当下国内、国际产学研合作先进地区的优秀发展经验,进行相应的创新合作项目优化和层级提升,改善协同创新网络的演化脉络,提升创新合作的质量水平。

  责任编辑:宫在芹
今日专家

毕业于黑龙江科技学院,采矿工程、工商管理双学士学位,采矿工程高级...

亮点论文

创新点(1)从东部平原采煤沉陷区新成湿地特征出发,系统阐释了降污与固碳之间的协同关系。剖析新成湿地降污固碳的关键过程及碳汇形成机制,并估算协同修复的降污固碳潜...

今日企业

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联