基于熵權TOPSIS法的我國產煤大省區域創新能力評價

周　潔，郭丕斌

(1.中北大學經濟與管理學院，山西 太原 030051；2.忻州師范學院經管系，山西 忻州 034000)

基于熵權TOPSIS法的我國產煤大省區域創新能力評價

周潔1，郭丕斌2

(1.中北大學經濟與管理學院，山西 太原 030051；2.忻州師范學院經管系，山西 忻州 034000)

摘要：產煤大省的可持續發展對保障國民經濟健康協調地發展至關重要，而區域創新能力則是實現可持續發展的重要途徑。基于此，本文從知識創造能力、知識獲取能力、企業科技創新能力、創新環境以及創新的經濟效益這5方面構建了區域創新能力評價指標體系，應用熵權TOPSIS法對我國年產煤量過億噸的9個省份進行了評價，并利用蛛網圖從綜合指標和產煤大省兩個視角對區域創新能力進行了分析，以了解其存在差距的具體原因。結果表明：9省的區域創新能力可分為較強、一般、較弱三類，山東為較強，河南、安徽、陜西為一般，內蒙古、山西、云南、新疆、貴州為較弱；此外，各產煤大省在提高其區域創新能力的途徑方面各有側重，區域創新能力較弱的產煤大省需要立足于省情，加大科技投入、對外貿易以及發展特色非煤產業等方面的力度，以求突破“資源詛咒”的限制，實現綠色轉型。

關鍵詞：產煤大省；區域創新；熵權TOPSIS法；能力評價

煤炭資源是我國的主體能源，關系到國家的能源安全和國民經濟的命脈。隨之應運而生的產煤大省，作為一類獨特的群體，在我國的經濟建設中發揮著不可替代的作用。眾所周知，在經濟全球化的時代背景下，區域創新能力正逐步成為獲取競爭優勢的決定性因素，在推動地區的跨越式發展方面扮演著重要的角色。那么，豐裕的煤炭資源對區域創新能力的提升究竟是“福音”還是“詛咒”？Auty(1993)提出的“資源詛咒”是否會影響一個區域的創新能力？鑒于此，有必要對我國產煤大省的區域創新能力進行評價。

Everett等(1984)是最早關注區域創新能力評價并在這一領域開展研究的學者，他們通過定性分析法對美國“硅谷”的產生及發展過程進行了系統的考察[1]。Asheim等(2004)運用案例分析法對北歐區域集群及創新系統進行了研究[2]。李高揚等(2011)以我國除臺灣省外31省的區域創新能力作為研究對象，運用結構方程模型對其進行了評價[3]；馮岑明等(2007)建立了RBF神經網絡來評價區域科技創新能力，并選取河南省的16個縣進行了仿真試驗[4]；朱蓉等(2014)運用AHP法對常州市的區域創新能力進行了評價[5]。然而，針對擁有某種共性的區域，進行創新能力評價的研究并不多見。本文將針對我國產煤大省這類資源型區域進行分析評價，以試圖發現新的研究視角。

本文中提到的產煤大省，是指我國9個年產煤量過億噸的省份，分別是內蒙古、山西、陜西、貴州、河南、山東、新疆、安徽、云南。產煤大省的可持續發展，對保障能源供給、實現國民經濟持續健康發展具有重要意義，而區域創新則是實現可持續發展、社會升級的重要途徑。對產煤大省的區域創新能力進行評價，有助于探索“資源詛咒”對創新能力的影響，并為各省在今后制定發展規劃時提供依據。而各產煤大省之間的比較，可為創新能力相對較弱的省份進行轉型，提供一定的參考價值。

1研究設計

1.1方法選擇

目前，對區域創新能力評價的方法主要有層次分析法、灰色關聯度法以及神經網絡法等。層次分析法較好地體現了區域創新能力評價的多指標特點，實用簡潔，但卻需要多次的兩兩比較，評價的主觀性較大。灰色關聯度法適用于貧信息評價環境，而且能夠對內部因素的變化趨勢進行分析，但在對區域創新能力的整體評判上卻存在缺陷。神經網絡法能夠挖掘零散數據背后隱含的復雜規律，但大量的區域創新評價訓練樣本卻難以獲得。由此可見，現有評價方法中有些方法不便于操作，而有些方法具有較強的主觀性，用來評價區域創新能力都存在一定的不足之處。

然而，本文的評價對象——產煤大省的區域創新能力，具有客觀指標及多指標比較的特點。鑒于此，一種能夠充分利用原始數據的信息，客觀反映各評價對象之間的差距，同時對樣本資料無特殊要求的多指標評價方法，即熵權TOPSIS法，比較適合本文的評價對象。因此，本文將構建熵權TOPSIS法評價模型，對我國產煤大省的區域創新能力進行綜合評價。

1.2研究方法

TOPSIS法[6]的全稱是“逼近于理想值的排序方法”，是由Hwang等提出的一種適用于多指標、對多項目進行比較的方法，其中心思想在于求出各項目與最優項目的接近程度，來作為評價項目優劣的標準。在使用 TOPSIS法進行評價時，比較重要的一環是指標權重的確定。常用來確定權重的方法有層次分析法與專家意見法，但這些方法都帶有較大的主觀性。

而熵權法[6]是一種客觀賦權法，它根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再通過熵權對各指標的權重進行修正，從而得出較為客觀的指標權重。如果某項指標的熵值越小，說明其指標值的變異程度越大，在綜合評價中該指標所起的作用越大，即權重越大。

(1)

式中：rij為第j個指標下第i個項目的評價值。

2)為消除指標間的不可公度性，應用功效系數變換法對決策矩陣中的指標值進行無量綱化，見式(2)。

(2)

3)計算指標值比重pij，見式(3)。

4)計算熵值ej，見式(4)。

(4)

5)各指標值的熵權wj，見式(5)。

(5)

6)綜合指標得分X，見式(6)。

(6)

7)將熵權法確定的權數wj作為指標權數，與無量綱化后的矩陣相乘，得到加權決策矩陣Z，見式(7)。

(7)

8)計算正、負理想解Z+及Z-，見式(8)、式(9)。

(8)

(9)

(10)

(11)

10)評價對象與正理想解的貼近度Ci，見式(12)。

(12)

貼近度Ci越接近于1，則表明評價對象越優。

1.3指標體系與數據來源

區域創新能力是區域內各創新要素相互作用的結果，其評價指標體系應由若干多層次指標組合而成。《中國區域創新能力報告》[7]是從知識創造能力、知識獲取能力、企業科技創新能力、創新環境以及創新的經濟效益這五方面來設計指標體系的；丁美霞等[8]認為區域創新能力分為創新投入、創新產出、創新配置、創新環境四個方面；郭丕斌等[9]從企業創新、科學基礎、環境因素、轉移因素這四個方面來評價區域創新系統的能力。本文根據區域創新能力評價指標設計的科學性、完備性以及可比性等原則，以《中國區域創新能力報告》[7]中的評價指標體系為基礎，并結合相關文獻，構建了評價產煤大省區域創新能力的指標體系，見表1。

在指標體系構建的基礎上，本文選取2012年我國產煤大省的指標數據作為研究對象，為確保可靠，數據源于《中國科技統計年鑒2013》、《中國統計年鑒2013》、《中國第三產業統計年鑒2013》。

2實證結果與分析

2.1數據處理

由于區域創新能力各評價指標量級差別較大，因此首先要依據式(2)實現數據的標準化；其次利用熵權法對標準化后的數據進行處理，即通過式(3)～(5)，得到指標權重；然后利用式(7)～(11)對標準化數據進行加權，并計算其正、負理想解，測算各個省份與正負理想解的歐式距離；最后利用式(12)測算各省份與正理想解的貼近度，由此得到各省份的區域創新能力及其排名，并對其進行聚類，同時，按照相同的方法計算出9省在全國創新能力中的排序，見表2 。

表1　區域創新能力評價指標體系

表2　2012年產煤大省區域創新能力綜合評價結果

2.2綜合指標得分及排名

通過式(6)，得出知識創造能力、知識獲取能力、企業科技創新能力、創新環境以及創新的經濟效益這5項綜合指標的得分并對其排名，有助于了解各項綜合指標在各省區域創新能力中產生的作用，見表3。

為了便于分析，將表3中的數據繪制成蛛網圖，見圖1、圖2。

2.3結果分析

1)由表2可知，2012年我國產煤大省的區域創新能力由高到低排序為：山東、河南、安徽、陜西、內蒙古、山西、云南、新疆、貴州，并將其聚類為創新能力較強、一般、較弱三類。

第一類只有山東省，其區域創新能力較強，主要是由于山東省位處高技術產業、高科技人才密集的東部地區。第二類區域創新能力一般的省份包括河南、安徽、陜西，其優勢在于產業基礎較為雄厚，又擁有自身地理位置、文化、環境等優勢。第三類包括內蒙古、山西、云南、新疆、貴州，區域創新能力較弱，主要是由于地理位置處于相對劣勢地區，人才、資金、技術等資源匱乏，基礎設施不完善，更有甚者交通不便，對區域之間的交流合作形成了一定的阻礙。

表3　綜合指標得分及排名

圖1　綜合指標蛛網圖

圖2　產煤大省蛛網圖

2)由圖1可知，企業科技創新能力對產煤大省區域創新能力產生的影響最大，而對比其各項指標權重(表4)，可以發現新產品銷售收入在其中起著主導作用。可見，注重科技產出是提高區域創新能力的重要方式。

創新的經濟效益、創新環境排在第二、三位，且在其中起到突出作用的因素是出口額以及互聯網的用戶數。可見，發展對外貿易來提升經濟效益，以及建設良好的信息環境，在信息化高速發達的今天，是提升區域創新能力不容忽視的一環。

而對知識創造、知識獲取產生最大影響的因素分別是研發經費支出、技術市場成交額。在知識經濟時代，先進的技術無疑是一個區域發展的重要因素，而技術合作便是研發先進技術的重要途徑，研發經費是其不可或缺的保障。

3)由圖2可知，山東省的各項綜合指標均排在產煤大省首位，而對其各項指標權重進行分析(表5)，可以發現出口額是其制勝的關鍵，相較于其他各項指標，城鎮居民人均可支配收入對山東省區域創新能力起到的作用最弱。因此，山東省可以從合理調整城鎮居民可支配收入方面入手，來保持繼而增強其區域創新能力。

表4　綜合指標權重表

表5　山東省指標權重排序表

注：各產煤大省均進行了同表5的計算，出于篇幅考慮，下文中將不再呈現。

很明顯，河南省與山東省相比，具有較大差距，需從各方面來加強區域創新能力，其中最大的不足之處是知識獲取。對河南省知識獲取的各項指標權重進行分析后，發現河南省需要從引進先進技術、加強技術合作等方面來提高其知識獲取能力。安徽省需要從引進先進技術以及注重電力效益等方面入手，來促進其區域創新能力的改善。陜西省在注重電力效益的同時，還需要提高其第三產業的增加值。

內蒙古、山西、云南在各方面都與上述各省存在差距，三省分別要關注的首要問題是：內蒙古需加強學術研究，增發國內外論文；山西省要加大地方財政支出的支持力度；云南省要增加固定資產方面的投資。新疆省與貴州省各項指標與其他產煤大省相比，均存在著明顯的差距，各個方面均需改善。

3結論與討論

本文運用熵權TOPSIS法對我國9個產煤大省的區域創新能力進行了綜合評價，得到以下幾個基本結論。

1)我國9個產煤大省的區域創新能力可以按照創新能力較強、一般、較弱劃分為三類。第一類是山東省，其創新能力較強，排在全國第三位。顯然，“資源詛咒”并沒有對其區域創新能力造成影響，這與山東省位處我國東部地區的區位優勢緊密相關，也與其重視出口，非煤產業的創新拉動力有關。此外，山東省近年來提出的“龍頭帶動、重點突破、多極支撐、城鄉統籌、協調發展”的區域發展戰略，在其中也發揮著重要作用。

2)第二類是河南、安徽、陜西三省，其創新能力一般，表明“資源詛咒”對其區域創新能力產生了一定的影響。探究其原因，河南省實施“科技興豫”的戰略，在區域創新方面，重視教育經費支出以及信息環境建設，為其突破煤炭資源的限制提供了契機。安徽省則憑借東部沿海地區資本及產業轉移的機遇，以及“中部崛起”政策的支持，在企業科技創新方面做出了突破，開辦的研發機構、新產品的銷售收入都是區域創新能力發展的助力，解除了安徽省對煤炭資源的依賴。陜西省擁有歷史文化積淀，注重特色產業的發展，近年來在技術合作以及學術研究方面做出了一定的成績。

3)第三類是內蒙古、山西、云南、新疆、貴州五省，其區域創新能力較弱，表明“資源詛咒”對其區域創新能力產生了較大的影響。雖然五省分別在技術引進、注重電力效益、重視地方財政支持、注重科技產出、發展對外貿易等方面為其區域創新能力的發展做出了努力，但從全國范圍來看，其區域創新能力仍處于較低的水平。主要原因是對煤炭資源“路徑依賴”的慣性，過份依賴大規模的資源開采和粗放式的資源利用，使其陷入產業鎖定、創新僵化的不利局面。

總之，產煤大省的可持續發展對保障國民經濟健康協調地發展具有重要意義。因此，希望通過本文的研究對提升各產煤大省的區域創新能力提供一定的啟示。區域創新能力較弱的產煤大省需要立足于省情，積極借鑒強省的發展模式和實踐經驗，加大科技投入、對外貿易以及發展特色非煤產業等方面的力度，以求突破“資源詛咒”的限制，實現綠色轉型。同時，各產煤大省可以引入能源技術創新[10，11]的思路，將轉型的著眼點放在技術層面，通過政策引導來發展煤炭低碳化技術，并注重新能源的開發與利用，以減少對煤炭資源的過度依賴，實現能源消費結構的轉變，進而確保各省持續健康地發展，作為提升各產煤大省區域創新能力的有力保障。

參考文獻

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[3]李高揚，劉明廣．基于結構方程模型的區域創新能力評價[J]．技術經濟與管理研究，2011(5)：28-32.

[4]馮岑明，方德英．基于RBF神經網絡的區域科技創新能力的綜合評價方法[J]．科技進步與對策，2007，24(10)：140-142.

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[10]郭丕斌，王婷．能源技術創新促進煤炭資源型經濟轉型的作用機制分析[J]．重慶大學學報，2013，19(06)：36-41.

[11]郭丕斌，周喜君，李丹，等．煤炭資源型經濟轉型的困境與出路：基于能源技術創新視角的分析[J]．中國軟科學，2013(7)：39-46.

The evaluation of regional innovative capability of major coal producing provinces in China based on entropy-Topsis method

ZHOU Jie1，GUO Pi-bin2

(1．School of Economics and Management，North University of China，Taiyuan 030051，China；2．Department of Economics and Management，Xinzhou Teachers University，Xinzhou 034000，China)

Abstract:Sustainable development of major coal producing provinces plays a vital role to national economy.However，regional innovation capability is an important way to achieve sustainable development.According to this problem，this paper choices 5 indexes including knowledge creating capability，knowledge accessing capability，enterprise's technological innovation capability，innovation environment and economic benefit of innovation.And it applies entropy-Topsis method for regional innovation capability in China’s 9 major coal producing provinces which produce coal more than 100 million tons.Besides，it applies spider diagram from two perspectives to analyze regional innovation capability for understanding the specific reasons of gap.The results show that： the regional innovation capability of the 9 provinces can be divided into three groups，including stronger capability，general capability，and weaker capability.And Shandong province is the stronger one.The provinces of general capability include Henan，Anhui and Shaanxi.Besides，the provinces of weaker capability include Inner Mongolia，Shanxi，Yunnan，Xinjiang and Guizhou.What’s more，these provinces can improve its regional innovation capability in different ways.And the weak needs to increase investment in science and technology，develop foreign trade and non coal industry in order to break their restrictions.

Key words：major coal producing provinces；regional innovation；entropy-Topsis method；evaluation on capability

收稿日期：2015-08-25

基金項目：教育部人文社科規劃基金項目資助(編號：11 YJA630025)

作者簡介：周潔(1989-)，女，山西陽泉人，碩士研究生，就讀于中北大學經濟與管理學院，研究方向為能源技術創新、區域創新與發展。E-mail：1196700352@qq.com。

中圖分類號：F224

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)04-0040-06