粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展研究

(大連海事大學(xué) 航運(yùn)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

一、引 言

2019年2月,國務(wù)院在發(fā)布的《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中,提出將粵港澳大灣區(qū)打造成開放型、融合型的國際化科技創(chuàng)新中心的發(fā)展目標(biāo)。粵港澳大灣區(qū)由中國香港、澳門兩個特別行政區(qū)和廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶9個地市組成。有效測算粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新協(xié)同度變化情況,分析粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地科技創(chuàng)新水平的差異與局限,對實(shí)現(xiàn)粵港澳大灣區(qū)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。

關(guān)于區(qū)域科技創(chuàng)新的現(xiàn)有研究分為三方面:第一,從地域?qū)用娴难芯恳暯浅霭l(fā),學(xué)者們多對省域[1]、京津冀、珠三角、長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)[2-4]的科技創(chuàng)新進(jìn)行研究分析;第二,區(qū)域科技創(chuàng)新的研究內(nèi)容包括理論探討與實(shí)證分析,理論研究以科技創(chuàng)新發(fā)展探討與對策研究[5-6]為主,實(shí)證分析則包括科技創(chuàng)新資源配置效率測算[7]、科技創(chuàng)新能力評價[8]、科技創(chuàng)新協(xié)同研究[9]等;第三,學(xué)術(shù)界采用定量分析方法研究區(qū)域科技創(chuàng)新時,通過數(shù)理模型對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而得出數(shù)字化的測算結(jié)果。目前常使用的定量分析方法有數(shù)據(jù)包絡(luò)分析、主成分分析法、空間計(jì)量、復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度[9-12]等。梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)存在幾點(diǎn)不足:首先,研究粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的文獻(xiàn)較少,且多為理論探討,少數(shù)學(xué)者對粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新資源分布[13]、科技創(chuàng)新能力評價[14]、科技創(chuàng)新對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響[15]等進(jìn)行實(shí)證分析,但尚未有文獻(xiàn)系統(tǒng)測算出粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展情況。其次,以往使用的評價方法大多未解決模糊性、多因素作用的復(fù)雜性以及因素間的相關(guān)性問題。多維正態(tài)云模型作為由一維正態(tài)云模型改進(jìn)得到的方法,能更好反映多因素共同作用的復(fù)雜性和應(yīng)對評價的模糊性與隨機(jī)性等問題,被應(yīng)用于可靠性評價[16]、風(fēng)險評估[17]等領(lǐng)域。因此,本文結(jié)合運(yùn)用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型與多維正態(tài)云模型,改進(jìn)優(yōu)化研究方法,有效彌補(bǔ)之前評價存在的缺陷,通過研究粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展?fàn)顩r,深層次分析當(dāng)前粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地的科技創(chuàng)新水平差距,為促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展提供研究依據(jù)。

二、研究方法及數(shù)據(jù)來源

(一)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型

本文將復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型作為測度方法,分析粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展程度的變化情況。

區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)同系統(tǒng)S={S1,S2,…,Sn},Sk是系統(tǒng)S的第k個科技創(chuàng)新子系統(tǒng),k=1,2,…,n,Sk由多個序參量組成[18]。S代表粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng),Sk代表粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新子系統(tǒng),n取11。子系統(tǒng)Sk的序參量為Xk=(xk1,xk2,…,xkj),j∈[1,n],n≥1;子系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點(diǎn)序參量分量的下限和上限分別為αkj和βkj,滿足條件αkj≤xkj≤βkj。序參量分量xkj的有序度ykj計(jì)算公式為:

(1)

通過熵權(quán)法[19]賦予序參量權(quán)重λj,以線性加權(quán)法測算某子系統(tǒng)Sk的有序度Yk表達(dá)式為:

(2)

(3)

本文借鑒以往研究成果[20]將區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)同度劃分為4個等級,如表1。

表1 區(qū)域科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度等級評價標(biāo)準(zhǔn)

(二)多維正態(tài)云模型

多維正態(tài)云模型用來描述多因素共同作用的不確定性問題和反映多維定性概念[17],定義為:設(shè)U{X1,X2,…,Xn}是一個n維定量論域,C是U中的定性概念,隸屬度μ是定量值x∈U對于定性概念C的一個穩(wěn)定隨機(jī)數(shù)(0<μ<1),x在論域U上的分布稱為云,每個x稱為一個云滴[21],其中x(x1,x2,…,xn)～N(Ex(Ex1,Ex2,…,Exn),En′(En′1,En′2,…,En′n)2),En′(En′1,En′2,…,En′n)～N(En(En1,En2,…,Enn),He(He1,He2,…,Hen)2);期望Ex是云滴在論域空間分布的中心值;熵En是定性概念的不確定性度量,反映云形的跨度;超熵He反映熵En的不確定性,反映云形的厚度[22];當(dāng)前研究尚未確定多維正態(tài)云模型數(shù)字特征的公式,本文借鑒以往文獻(xiàn)[23]中多維正態(tài)云模型數(shù)字特征的確定方法:

1. 期望Ex的確定方法如表2,其中a～e分別代表評價指標(biāo)對應(yīng)不同等級的邊界值。

表2 多維正態(tài)云的期望

2. 熵En=Exmax/3;其中Exmax表示評價指標(biāo)對應(yīng)等級的期望最大值。

3. 超熵He是對熵En的不確定性的度量,一般取0.01≤He≤0.1。

假設(shè)論域各維度互不相關(guān),n維正態(tài)云由3n個數(shù)字特征描述,以ωj表示熵權(quán)法對各評價指標(biāo)賦予的權(quán)重,代入得到多維正態(tài)云模型隸屬度μ的公式為:

μ(x(x1,x2,…,xn))=

(4)

(三)區(qū)域科技創(chuàng)新評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

基于客觀性、可行性、科學(xué)性原則,結(jié)合參考《中國區(qū)域科技創(chuàng)新評價報告》[24]、《歐洲創(chuàng)新記分牌》[25]和以往研究[26],從科技創(chuàng)新研發(fā)投入、科技創(chuàng)新成果績效、科技創(chuàng)新平臺環(huán)境這三方面構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新評價指標(biāo)體系如表3,各評價指標(biāo)對應(yīng)區(qū)域科技創(chuàng)新子系統(tǒng)中的序參量。

表3 區(qū)域科技創(chuàng)新評價指標(biāo)體系

(四)數(shù)據(jù)來源

本文選取2008—2017年粵港澳大灣區(qū)內(nèi)9個地市和香港、澳門特別行政區(qū)的科技創(chuàng)新相關(guān)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源于2009—2018年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《廣州科技年鑒》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《香港統(tǒng)計(jì)年刊》及《澳門統(tǒng)計(jì)年鑒》。

三、粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同度測算與分析

粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同度測算。將2008—2017年粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新相關(guān)數(shù)據(jù)代入子系統(tǒng)有序度模型中,計(jì)算不同年份科技創(chuàng)新子系統(tǒng)的有序度結(jié)果,并以2008年的子系統(tǒng)有序度為基準(zhǔn),利用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型測算2009—2017年粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度,如表4。

表4 粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新子系統(tǒng)有序度及復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度

粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新子系統(tǒng)的有序度分析。子系統(tǒng)有序度結(jié)果反映出,2008～2017年期間,粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新子系統(tǒng)的有序度呈現(xiàn)隨時間增長態(tài)勢,各子系統(tǒng)有序度差距較大,基本概括為子系統(tǒng)科技創(chuàng)新引領(lǐng)區(qū)域整體科技創(chuàng)新型、子系統(tǒng)科技創(chuàng)新與區(qū)域整體科技創(chuàng)新同步發(fā)展型、區(qū)域整體科技創(chuàng)新引領(lǐng)子系統(tǒng)科技創(chuàng)新型這三類。深圳的有序度最高,廣州、中國香港的有序度次之,這三地的科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展能力較強(qiáng),能夠充分利用粵港澳大灣區(qū)協(xié)同發(fā)展契機(jī)促進(jìn)科技創(chuàng)新發(fā)展,發(fā)揮擴(kuò)散效應(yīng),與周邊地區(qū)實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的有序互動,即科技創(chuàng)新超前于區(qū)域整體的科技創(chuàng)新發(fā)展;中山、珠海、佛山、東莞、惠州的有序度處于中等水平,科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展能力一般,輻射帶動性作用不強(qiáng),科技創(chuàng)新基本同步于區(qū)域整體的科技創(chuàng)新發(fā)展,應(yīng)注重挖掘科技創(chuàng)新潛力,進(jìn)一步提升科技創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)步空間;中國澳門、江門、肇慶的有序度較低,科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展能力較弱,科技創(chuàng)新滯后于區(qū)域整體的科技創(chuàng)新發(fā)展,急需進(jìn)一步尋找解決子系統(tǒng)有序度較低的對策措施,扭轉(zhuǎn)科技創(chuàng)新協(xié)同能力落后的局面,以免影響粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同化發(fā)展進(jìn)程。因此，從區(qū)域協(xié)同發(fā)展的良性視角出發(fā),子系統(tǒng)科技創(chuàng)新應(yīng)適度超前于區(qū)域整體科技創(chuàng)新的發(fā)展。

子系統(tǒng)有序度的變動特征也存在顯著差異:十年間,深圳、廣州、香港的有序度大幅度提升;東莞、佛山、中山、惠州、肇慶的有序度輕微提升;珠海、澳門、江門的有序度在2009年下降,然后緩慢提升;這些特征說明區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展能力存在波動性影響因素,導(dǎo)致粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同表現(xiàn)為不穩(wěn)定狀態(tài)。

粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同度分析。分析復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度測算結(jié)果得知,2010年之前,粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度為負(fù)值,說明此前區(qū)域科技創(chuàng)新處于非協(xié)同發(fā)展?fàn)顟B(tài);2010年之后粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度為正值且不斷上升,說明此后區(qū)域科技創(chuàng)新開始向協(xié)同狀態(tài)演化。

根據(jù)協(xié)同度上升速度變化情況,大致可以將粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同演化進(jìn)程分為三個階段:第一階段為2009—2010年,協(xié)同度較快上升,從非協(xié)同狀態(tài)演化為協(xié)同狀態(tài),區(qū)域從整體層面調(diào)節(jié)各地的科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展水平;第二階段為2011—2014年,協(xié)同度上升緩慢甚至停滯,科技創(chuàng)新資源在各地分布不均衡、配置落差較大,技術(shù)、資本、人才、信息的溢出效應(yīng)較弱,科技創(chuàng)新要素在各地的流動受阻,區(qū)域科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展進(jìn)度遲緩;第三階段為2015—2017年,協(xié)同度再次較快上升。各地的政策效應(yīng)推動粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新向較高程度協(xié)同演化,但2017年協(xié)同度僅為0.183,仍屬于低度協(xié)同狀態(tài),協(xié)同化發(fā)展進(jìn)程比較緩慢,科技創(chuàng)新協(xié)同效應(yīng)不明顯。

四、粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新水平評價及分析

研究粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展,不僅要分析區(qū)域整體的科技創(chuàng)新協(xié)同程度,更要考慮區(qū)域內(nèi)個體的科技創(chuàng)新結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及水平差異,進(jìn)一步探究各地在粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展進(jìn)程中的局限所在。根據(jù)科技創(chuàng)新數(shù)據(jù)的研究特性,運(yùn)用多維正態(tài)云模型對2017年粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地的科技創(chuàng)新水平進(jìn)行有效評價。

建立評價等級論域V=(V1,V2,V3,V4,V5),代表具有相對性意義的指標(biāo)評價等級為(低,較低,一般,較高,高),以R&D經(jīng)費(fèi)支出(X11)和R&D人員數(shù)(X15)在各評價等級的數(shù)字特征標(biāo)準(zhǔn)值為例,利用Matlab7.0編程,生成評價指標(biāo)對應(yīng)五個評價等級的多維空間正態(tài)云圖,如圖1。

圖1 對應(yīng)五個評價等級的雙指標(biāo)多維正態(tài)云圖

利用熵權(quán)法計(jì)算區(qū)域科技創(chuàng)新評價指標(biāo)體系的各指標(biāo)權(quán)重賦值,基于Matlab7.0編程,將2017年各地科技創(chuàng)新相關(guān)數(shù)據(jù)和熵權(quán)法計(jì)算的指標(biāo)權(quán)重代入多維正態(tài)云模型發(fā)生器,重復(fù)計(jì)算隸屬度10000次,得到2017年粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地科技創(chuàng)新水平評價結(jié)果,如表5。

表5 2017年各地科技創(chuàng)新水平評價結(jié)果

由表5反映的多維正態(tài)云隸屬度結(jié)果和排名順序得知,2017年粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地的科技創(chuàng)新水平差異性較強(qiáng),從高等級到較低等級呈階梯式發(fā)展不均衡狀態(tài)。深圳的評價等級為高,科技創(chuàng)新水平最高,研發(fā)投入強(qiáng)度大、科技創(chuàng)新活動頻繁、產(chǎn)學(xué)研合作良好等原因，促使深圳成為粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的核心城市;廣州、香港、東莞的評價等級為較高,科技創(chuàng)新發(fā)展具有一定引領(lǐng)帶動作用,東莞的云隸屬度結(jié)果在較高與一般等級相近,說明東莞的科技創(chuàng)新水平與廣州、香港仍存在差距,處于較高等級的初始發(fā)展階段;珠海、佛山、中山、惠州的評價等級為一般,科技創(chuàng)新處于中等水平,創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)系不夠緊密,對比分析云隸屬度結(jié)果,佛山、中山、惠州由于創(chuàng)新資源配置效率和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化效率不高,科技創(chuàng)新僅處于一般等級的初始發(fā)展階段;中國澳門、江門、肇慶的評價等級為較低,科技創(chuàng)新要素體量小、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)失調(diào)、重視程度不足等問題導(dǎo)致科技創(chuàng)新水平落后,對粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展形成一定程度的阻礙。

從區(qū)域空間分布結(jié)構(gòu)看,粵港澳大灣區(qū)正形成一條以深圳為核心城市,主軸線縱穿廣州、東莞、深圳、香港的科技創(chuàng)新走廊,向兩側(cè)輻射擴(kuò)散的區(qū)域科技創(chuàng)新水平逐級降低。作為粵港澳大灣區(qū)發(fā)展整體而言,目前科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展能力較弱,科技創(chuàng)新結(jié)構(gòu)不合理、研發(fā)投入強(qiáng)度不足、創(chuàng)新資源流動不暢、協(xié)作機(jī)制不完善等短板都制約了粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展;但區(qū)域內(nèi)各地的科技創(chuàng)新水平都處于非飽和狀態(tài),具備較大的發(fā)展?jié)摿瓦M(jìn)步空間,伴隨著科技創(chuàng)新復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的快速上升趨勢,未來粵港澳大灣區(qū)將打破各地科技創(chuàng)新壁壘,鼓勵科技創(chuàng)新水平較高的地區(qū)依靠有利發(fā)展條件發(fā)揮擴(kuò)散和溢出效應(yīng)來帶動周邊地區(qū)的科技創(chuàng)新,從整體上推進(jìn)區(qū)域科技創(chuàng)新的協(xié)同發(fā)展。

五、結(jié) 論

本文在構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,結(jié)合運(yùn)用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型和多維正態(tài)云模型,研究2008——2017年粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展情況,深入分析2017年區(qū)域內(nèi)各地科技創(chuàng)新水平差距,得到如下結(jié)論。

首先,十年間,粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新從非協(xié)同發(fā)展?fàn)顟B(tài)演化為低度協(xié)同發(fā)展?fàn)顟B(tài),未來區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展具有較大的上升空間,應(yīng)把握好粵港澳大灣區(qū)協(xié)同發(fā)展的歷史機(jī)遇,推動該地區(qū)科技創(chuàng)新向更高程度的協(xié)同發(fā)展?fàn)顟B(tài)演化。

其次,粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新超前發(fā)展?fàn)顟B(tài)與滯后發(fā)展?fàn)顟B(tài)并存,子系統(tǒng)科技創(chuàng)新發(fā)展與區(qū)域整體科技創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)系是相互制約、相互促進(jìn)的。理想的發(fā)展模式應(yīng)為子系統(tǒng)科技創(chuàng)新發(fā)展適度超前于區(qū)域整體科技創(chuàng)新的發(fā)展,該模式對于提升區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展能力具有積極作用,而過度超前或落后的子系統(tǒng)科技創(chuàng)新發(fā)展?fàn)顟B(tài)則會導(dǎo)致區(qū)域科技創(chuàng)新整體發(fā)展失調(diào),致使粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展遭遇瓶頸。

再次,粵港澳大灣區(qū)內(nèi)各地的科技創(chuàng)新水平差距較大,深圳、廣州、香港的協(xié)同發(fā)展基礎(chǔ)良好,科技創(chuàng)新水平領(lǐng)先,輻射帶動影響力較強(qiáng);但科技創(chuàng)新水平評價等級為一般以及較低的地區(qū)數(shù)量超過地區(qū)總數(shù)的二分之一,占比約為63.6%。總體上看,粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新水平處于中等偏下,科技創(chuàng)新的差異性分布特征制約了粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展。科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展是一個不斷演化的動態(tài)過程,需依據(jù)各地區(qū)科技創(chuàng)新發(fā)展的不同特征給予政策支持,建立健全科技創(chuàng)新協(xié)同合作發(fā)展機(jī)制,調(diào)整科技創(chuàng)新結(jié)構(gòu),提高核心地區(qū)的科技資源配置效率和科技成果轉(zhuǎn)化效率,強(qiáng)化核心地區(qū)的科技創(chuàng)新輻射帶動作用,重視科技要素投入的均衡性,消除科技創(chuàng)新資源在地區(qū)間的流動壁壘,挖掘科技創(chuàng)新落后地區(qū)的后發(fā)潛力,開創(chuàng)具有自身特色的科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展道路。

最后,多維正態(tài)云模型的綜合性強(qiáng)、可信度高,評價過程簡潔、直觀、全面?？萍紕?chuàng)新子系統(tǒng)有序度結(jié)果與多維正態(tài)云模型評價結(jié)果及排名順序基本一致,驗(yàn)證了該方法的適用性與有效性;多維正態(tài)云模型應(yīng)用于科技創(chuàng)新水平評價還只是初步嘗試,未來對多維正態(tài)云模型數(shù)字特征的確定性研究,將進(jìn)一步提高科技創(chuàng)新水平評價的精確性?！?/p>