科技進步預警模型構(gòu)建及應用研究

徐 徐，吳治平

(1．甌江學院；2．數(shù)學與信息科學學院，溫州大學，浙江溫州 325035)

科技進步預警模型構(gòu)建及應用研究

徐 徐1，吳治平2

(1．甌江學院；2．數(shù)學與信息科學學院，溫州大學，浙江溫州 325035)

科技進步預警有助于深入認識科技發(fā)展的優(yōu)勢與不足，有效防范和控制科技進步發(fā)生警情．在科技進步綜合評價基礎上，構(gòu)建了科技進步預警模型，并應用該模型對溫州市2003 – 2009年科技進步狀況進行了實證研究．

科技進步；預警模型；溫州

科學技術是生產(chǎn)力中最活躍的因素，是推動經(jīng)濟和社會發(fā)展的決定性力量．上世紀 90年代后，科技發(fā)展與教育、經(jīng)濟和社會等因素之間的關系日益密切，呈現(xiàn)出一系列新的特點和新的規(guī)律．考察某一區(qū)域的科技進步水平，當其在橫向與縱向比較中出現(xiàn)滯后甚至下滑現(xiàn)象時，就意味著科技發(fā)展出現(xiàn)警情，嚴重的會導致現(xiàn)行的科技創(chuàng)新體系系統(tǒng)失效，從而影響該區(qū)域經(jīng)濟的健康發(fā)展與穩(wěn)定繁榮．因此，建立區(qū)域科技進步預警模型，研究區(qū)域科技發(fā)展動態(tài)，對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有較強的現(xiàn)實性和必要性．

關于預警模型的研究，主要應用于企業(yè)、金融、自然災害預防等傳統(tǒng)領域，以及知識管理、網(wǎng)絡組織等新興領域，但對于科技進步的預警模型研究尚屬不多．本文在建立科技進步評價指標體系基礎上，通過對科技進步狀況的綜合評價，構(gòu)建科技進步預警模型，并以溫州市為例進行了應用分析．科技進步預警研究可認清區(qū)域科技發(fā)展的優(yōu)勢與不足，窺視科技發(fā)展落后于可比區(qū)域的先兆，及時向相關部門發(fā)出警報，對于有效防范、控制科技進步發(fā)生警情、最大限度降低和規(guī)避社會風險具有重要現(xiàn)實意義．

1 科技進步綜合評價

1.1 科技進步綜合評價體系構(gòu)建

1.1.1 構(gòu)建原則

為了準確、全面、客觀地評價區(qū)域科技進步環(huán)境、科技活動投入與產(chǎn)出的基本情況，為預警預報提供基礎性數(shù)據(jù)，本文構(gòu)建科技進步評價體系時遵循代表性、可比性、可操作性、預警性、系統(tǒng)性的原則[1]．

1.1.2 指標體系框架

從現(xiàn)階段區(qū)域科技發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，根據(jù)指標構(gòu)建原則，設置能定量描述科技進步狀況的評價指標體系，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、專利、成果、人才、教育等影響科技活動的諸多因素．同時，考慮到區(qū)域科技發(fā)展的不平衡性和官方公布指標的差異性，經(jīng)過反復比較，選擇能夠準確反映不同年度、不同區(qū)域科技發(fā)展的實際狀況的指標，從而初步形成三階層框架結(jié)構(gòu)的科技進步評價體系，見表1．

表1 科技進步評價指標體系

1.1.3 指標的篩選和完善

科技進步評價指標間可能存在較大的信息冗余，導致綜合評價時出現(xiàn)重復計算的問題，增加綜合評價的計算工作量．本文采用專家篩選和熵值篩選兩種方法對已初步設置的科技進步評價指標進行篩選，以期達到最優(yōu)評價的效果．

（1）專家篩選

以調(diào)查問卷的方式，請科技部門、統(tǒng)計部門及相關領域的專家對所選指標進行分析，專家認為“每萬人口科技活動科學家與工程師數(shù)”指標與“每萬人口科技活動人員數(shù)”指標冗余，“R&D經(jīng)費支出占GDP比例”指標與“科技經(jīng)費投入占GDP比例”指標冗余，可刪減“每萬人口科技活動科學家與工程師數(shù)”、“R&D經(jīng)費支出占GDP比例”兩個指標．

（2）熵值法篩選

在信息論中，熵是對不確定性的一種度量，用來判斷某個指標的離散程度，指標的離散程度越大，則說明該指標對綜合評價的影響越大[2]．第j個因素下第k個三級指標Cijk的熵值可定義為：

熵值法雖能使指標權(quán)重賦值科學，但并不能完全體現(xiàn)該指標的經(jīng)濟學意義，因而考慮將熵值法與模糊層次分析法結(jié)合使用，調(diào)整權(quán)重，提高綜合評價結(jié)果的準確性和合理性．模糊層次分析法能較大限度減少主觀因素對評價結(jié)果的影響．當調(diào)整后的模糊判斷矩陣滿足一致性檢驗后，可結(jié)合語氣算子與定量標度相對隸屬度關系表，計算出相應指標的模糊權(quán)重υijk，具體求解過程見參考文獻[3]．

根據(jù)上述理論，分別計算出科技評價指標體系中各項三級指標的熵權(quán)φijk、模糊權(quán)重υijk和組合權(quán)重ρijk．本文取α=0.3，計算結(jié)果如表2所示．

表2 科技進步三級評價指標熵權(quán)及其權(quán)重

若三級指標Cijk的模糊權(quán)重υijk大，而對應的熵權(quán)φijk亦大，表明模糊層次上該指標比較重要，且各區(qū)域在該指標上取值也有較大差異，即基于該指標的評價結(jié)果區(qū)分度大，則保留該指標．若三級指標Cijk的模糊權(quán)重υijk大，而對應的熵權(quán)φijk較小，則根據(jù)組合權(quán)重大小來決定指標是否保留．本文組合權(quán)重的閾值取各指標均值的0.8倍，即組合權(quán)重小于該閾值的三級評價指標全部予以刪除，以減少指標間的冗余度．刪除“人均社會消費品零售總額”指標、“預算內(nèi)教育經(jīng)費撥款占地方財政支出比例”指標、“每百萬人口發(fā)明專利授權(quán)量”指標后，按照公式（1）-（3）重新計算剩余評價指標組合權(quán)重，結(jié)果如表3所示．

表3 篩選后的科技進步三級評價指標組合權(quán)重

1.2 科技進步評價指標標準化處理

由于科技進步評價指標區(qū)間計量單位不同，數(shù)量級相差較大，需將各指標進行標準化處理，轉(zhuǎn)化為無量綱化數(shù)值，本文所采用的標準化方法見公式（4）．

1.3 科技進步綜合評價方法

1.4 浙江省11市2000 – 2009年科技進步綜合評價

采用公式（4）對科技進步評價指標體系中的三級指標進行標準化后，再根據(jù)各級指標相應權(quán)重，按公式（5）計算出浙江省11市2000 – 2009年科技進步綜合評價值．如表4所示．

表4 2000 – 2009年浙江省11市科技進步綜合評價值

將表4中浙江省11市2000 – 2009年科技綜合評價值導入Spss，采用系統(tǒng)聚類法中的最短距離聚類法進行聚類，得到如下所示的聚類圖（圖1）．

圖1 浙江省11市系統(tǒng)聚類圖

從圖1可以看出，臺州市、金華市和溫州市在科技進步水平綜合評價中聚為一類，說明臺州市、金華市和溫州市科技進步發(fā)展水平基本接近．

2 科技進步預警模型構(gòu)建及分析

科技進步預警屬于警示性預警的范疇，一套完整的預警模型由預警指標、警限設定、警情評價和警源分析四要素構(gòu)成．

2.1 預警指標選取和權(quán)重設置

因為臺州市、金華市和溫州市科技進步發(fā)展水平基本接近，其科技進步指標也具有較好可比性，且關聯(lián)性較為密切，因而可選擇臺州市和金華市作為溫州市科技進步預警參照城市．此外，溫州市科技進步當年指標數(shù)據(jù)與前三年間存在一定的關聯(lián)性，在統(tǒng)計各項三級評價指標增長率時均可將前一年作為比較對象．故選擇臺州市和金華市為同級參照城市，并以評價年份前三年評價指標值為比較對象，構(gòu)建溫州市科技進步預警指標體系．

根據(jù)歐式距離，采用公式（6）設置同級城市相應二級預警指標權(quán)重αi，采用公式（7）設置歷年數(shù)據(jù)相應二級預警指標權(quán)重βt?i．為減少數(shù)據(jù)波動，αi用各同級城市相應指標權(quán)重的平均值替代，用各年份同類指標權(quán)重的平均值替代，同時根據(jù)模糊層次分析法設置一級預警指標權(quán)重，最終處理結(jié)果如表5所示．

表5 溫州市科技進步預警指標體系及權(quán)重設置

2.2 警限設定

警限指警情之間的界限，是對預警指標質(zhì)的判斷和反映，體現(xiàn)人的主觀愿望和規(guī)范要．一般來說，警情分無警、輕警、中警、重警、巨警五級，相應地警限可分為無警警限、輕警警限、中警警限、重警警限、巨警警限．根據(jù)多數(shù)（無警占總數(shù)的三分之二）、半數(shù)（無警占總數(shù)的二分之一）、均數(shù)等系統(tǒng)化原則[5]確定警限，并將各原則得到的警限進行加權(quán)綜合即可確定較為科學的無警警限．在此基礎上，結(jié)合多數(shù)、均數(shù)原則設定輕警、中警、重警和巨警警限，結(jié)果見表6所示．

表6 科技進步預警警限設定

2.3 警情評價

其中，：評價指標體系中第年溫州市及各參照城市的綜合評價值，具體計算參考公式（5）；：預警指標體系一級指標中同級城市的權(quán)重．

將2000 – 2009年臺州市、金華市和溫州市科技進步綜合評價值標準化后，按照公式（8），計算出2003 – 2009年相應各年科技進步預警指標綜合評價值，結(jié)果如表7所示．

表7 溫州市2003 – 2009年科技進步預警指標綜合評價值及警情

由表7可知，2003年科技進步預警指標綜合評價值落入重警區(qū)域內(nèi)，且向巨警區(qū)域逼近；2004年、2005年、2006年科技發(fā)展在無警區(qū)域內(nèi)運行；從2007年開始，科技進步預警指標綜合評價值落入輕警區(qū)域內(nèi)，并有向中警區(qū)域發(fā)展的趨勢．出現(xiàn)警情的原因是部分評價指標與同級城市差距進一步拉大，且歷年數(shù)據(jù)的增長率低于全省平均水平．

2.4 警源查找

當預警模型運行出現(xiàn)警情時，應根據(jù)科技進步預警指標綜合評價值的警情劃分，逆向查找導致出現(xiàn)警情的主要三級評價指標的組合，即查找出警源．整個查找過程，同類的三級評價指標差值為正值則越大越好，指標差值為負值則絕對值越大越差．經(jīng)判斷分析，按照階梯型原則劃分警情所對應的警限，將評價指標的警限映射為標準一致的分數(shù)值，進一步確定不同警限對應的警情狀態(tài)，如表8所示．

表8 科技進步三級評價指標預警警限

以2009年為例，排查出導致溫州市科技進步發(fā)展滯后的評價指標，并根據(jù)表8設置的三級指標預警警限將發(fā)展滯后的評價指標劃分相應的警情，具體情況詳見表9．

表9 2009年溫州市科技進步評價指標警情評級

由表9可知，溫州市2009年經(jīng)濟發(fā)展水平、科技創(chuàng)新意識、科技活動人力投入模塊全部細化指標均出現(xiàn)警情，科技活動產(chǎn)出水平和科技成果市場化模塊大部分指標出現(xiàn)警情，科技活動財力投入模塊部分指標出現(xiàn)警情．經(jīng)過“十一五”的發(fā)展，溫州市已積累了較為雄厚的物質(zhì)基礎，但在發(fā)展中依舊不可避免地存在著科技體制優(yōu)勢弱化、內(nèi)需主導和創(chuàng)新驅(qū)動能力不強和產(chǎn)業(yè)機構(gòu)矛盾等突出問題．溫州市企業(yè)以民營企業(yè)為主，雖然擁有較為明顯的成本與價格優(yōu)勢，但研發(fā)與自主創(chuàng)新能力較弱，自主知識產(chǎn)權(quán)擁有量低，缺乏國際知名自主品牌，缺乏行業(yè)領跑的意識和能力．與此同時，民營企業(yè)在資金投入、人員和信息來源等方面存在重重約束，自主創(chuàng)新面臨嚴重的能力障礙．此外，高新技術產(chǎn)業(yè)在整個經(jīng)濟中的比重不大，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整還難以起到強有力的推動作用．因此，各級政府亟需制定和實施一系列的鼓勵企業(yè)自主創(chuàng)新的政策和措施，除了要對這些政策措施在實踐中不斷完善和補充外，關鍵還在于各項既定政策措施的執(zhí)行，讓政策及時“落地”，充分發(fā)揮民營企業(yè)創(chuàng)新主體的地位，重塑溫州競爭優(yōu)勢．

3 結(jié) 論

（1）在建立科技進步評價體系的基礎上，構(gòu)建了包括預警指標、警限設定、警情評價和警源分析四要素的科技進步預警模型．

（2）應用該預警模型對溫州市2003 – 2009年的科技進步狀況進行了實證分析，結(jié)果表明：2003年溫州市科技進步落入重警區(qū)域內(nèi)；2004 – 2006年該市科技發(fā)展狀況良好，科技進步在無警區(qū)運行；2007 – 2009年，該市科技進步在輕警區(qū)運行，并有向中警區(qū)發(fā)展趨勢．

（3）科技進步預警模型在不同階段各級評價指標權(quán)重會發(fā)生相應的變化，所以權(quán)重應給予實時更新；應以更大范圍的數(shù)據(jù)為基礎設置科技進步預警警限，來提高模型的精度．

[1] 李虎, 劉春林, 施建軍. 江蘇省科技進步監(jiān)測指標體系與評價方法的修訂[J]. 科研管理, 2007, 28(04): 170-176.

[2] 廖明菊, 陳新元. 熵值法及其在工程招標中的應用[J]. 礦業(yè)工程, 2005, 3(03): 1-2.

[3] 王新民, 趙彬, 張欽禮. 基于層次分析和模糊數(shù)學的采礦方法選擇[J]. 中南大學學報: 自然科學版, 2008, 39(05): 875-880.

[4] 劉曉敏. 國家創(chuàng)新能力預警信息系統(tǒng)研究[J]. 情報科學, 2001, 19(03): 228-230.

[5] 馬躍如, 白勇, 程偉波. 我國出口貿(mào)易預警系統(tǒng)理論與實證分析[J]. 商業(yè)研究, 2010, (01): 31-34.

Construction and Application of Technological Progress Warning Model

XU Xu1, WU Zhiping2
(1. Oujiang College; 2. School of Mathematics and Information Science, Wenzhou University, Wenzhou, China 325035)

It is helpful to make use of technological progress warning to deeply understand the advantages and disadvantages of technological development, and to effectively take precautions against and control of situations caused by technological progress. Based on comprehensive evaluation of technological progress, a technological progress warning model was constructed. Then the empirical study was undertaken to analyze conditions of Wenzhou technological progress during the year 2003 to 2009 with the warning model.

Technological Progress; Warning Model; Wenzhou

(編輯：封毅)

F224.9

A

1674-3563(2011)06-0024-08

10.3875/j.issn.1674-3563.2011.06.005 本文的PDF文件可以從xuebao.wzu.edu.cn獲得

2011-03-28

溫州市科技計劃軟科學招標項目(R20090065)；溫州市文化工程課題(Wyk10009)；2010年度溫州大學研究生創(chuàng)新基金(3160601010955)

徐徐(1975- )，女，浙江溫州人，副教授，碩士，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和區(qū)域經(jīng)濟