基于灰色系統理論的 高校年度科研考核指標預測

毛獻峰

摘要：文章梳理了大多數高校對科研管理部門下達年度考核指標時所使用的測算方法， 并分析了各種方法的優劣。同時，利用灰色系統理論的核心內容——灰色預測模型GM（1，1），對N大學2014～2017年科研經費考核指標進行建模運算，得到基于數據變化趨勢的2018、2019年N大學科研經費考核指標預測。通過事例，證明灰色系統理論用于高校年度科研考核指標預測，具有一定的參考價值，能在一定程度上滿足高校科研管理部門的需求。

關鍵詞：灰色系統理論；高校；科研考核指標；預測

一、引言

近年來，高校已經成為我國科技創新的主力軍。高校的科技創新能力和水平在重點實驗室評估、重點學科評估、學位點評估、高校排名、申請國家和地區高層次資助支持等方面，占有相當大的權重。

高校之間在各項事業發展數據上的競爭非常激烈。各高校為緊跟國家發展的大趨勢（比如：國家“雙一流”建設、各個地區針對高校的培優計劃等），或者要實現學校的跨越式發展，每年都會下達年度科研考核指標給科研管理部門。

年度科研考核指標是指，為提高學校的科技創新能力和水平，各高校每年都會對本校科技事業的發展狀況進行評估，并制定第二年科研指標，下達到科研管理部門；同時，學校會督促科研管理部門想方設法完成科研指標，到年底時，把每項科研指標的完成情況作為科研管理部門工作是否稱職的重要依據，并根據科研指標完成的情況對科研管理部門人員進行獎勵或懲罰。因此，年度科研考核指標對高校的科研管理部門非常重要，影響非常深遠。

但是，年度科研考核指標的計算方式卻存在著許多不足之處，比如主觀因素太多、客觀不確定情況太多等，導致最終下達給科研管理部門的年度科研考核指標不能保證完全合理。這種狀況的出現，容易導致高校的發展愿景和實際推進狀態相脫節的情況出現。因此，高校制定正確、合理年度科研考核指標，對于激發人員活力、調整高校學科布局、開發科研增量、挖掘科研存量來說至關重要；對于進一步構建正確的高校科技創新體系、制定合理的高校科技發展規劃，都具有重要的意義。

二、高校年度科研考核指標制定方法分析

根據筆者對若干有代表性高校年度科研考核指標情況的調研，了解到各高校制定年度科研考核指標的方法，主要包括比例增加法、目標跟蹤法、愿景倒推法、實際需求法等。比例增加法、目標跟蹤法、愿景倒推法、實際需求法等各種年度科研考核指標測算方法在實際運用過程中各有利弊。

（一）比例增加法

比例增加法是指高校在上一年度各項科研考核指標完成的基礎上，對每一項科研考核指標都按照一定的比例（比如10%、15%或其他）增長，來計算第二年的各項科研考核指標，再把該指標下達給科研管理部門，并督促科研管理部門努力完成的測算方法。比如上一年度全校實際到賬科研經費1億元，按照15%的比例增長，計算出第二年學校科研經費的考核指標是1.15億元，因此，下達給科研管理部門的第二年科研經費的年度科研考核指標就是1.15億元。

按照比例增加法來進行年度科研考核指標測算，可以讓高校對每一項科研考核指標進行定量預測，并對總體科研考核指標予以清晰把控。但是運用該方法卻存在著沒有參考依據和沒有應對政策變化的余量等問題，比如上一年度獲資助項目在第二年度不一定會有撥款；市場需求的緊縮對企業資助項目科研經費支出會有較大的影響；國家或地區科技計劃如果出現大的調整，會影響第二年科研項目的設立或對科研項目資助力度變化等。

（二）目標跟蹤法

目標跟蹤法是指高校為跟上我國各高校快速發展的步伐，以地區內或行業內科技創新能力和水平較高的高校為目標高校，參照其已經完成的各項科研指標，直接照搬到自己本校來作為下一年度的科研指標，以期盡快趕上并超過目標高校的測算方法。比如行業特色高校會因為所處行業特色相同的因素，以該行業內科研事業發展較好的龍頭高校為目標高校，將本校的各項科研發展數據直接與目標高校的數據對比，把目標高校的科研發展數據作為下一年度或分解成若干年度的科研考核指標，并下達給科研管理部門。

運用目標跟蹤法來進行年度科研考核指標測算，可以讓高校能根據自身特色，聚焦某些特定領域發展，能清楚看到自身科研事業發展的步伐。但是運用該方法卻存在著沒有考慮自身科研事業實際情況和沒有考慮科研發展環境變化，容易出現“見樹木不見森林”的情況。比如國家或地區一些科技計劃是限定范圍申報，本校不一定有申報資格；國家或地區科技基礎條件平臺并不是每年都受理高校的申報等。

（三）愿景倒推法

愿景倒推法是指高校為在某高校排行榜中達到一定位置，選擇在該位置上下的幾個高校作為參照高校，綜合平均各參照高校的每一項科研指標，按某一定比例進行增加，得到本校每一項科研考核指標，以期能達到該考核指標并能達到某高校排行榜中的某一位置的測算方法。比如高校為達到進入某高校排行榜中前100的目標，選擇在排行榜中第95至第105的11所高校作為參照高校，綜合這11所高校的每一項科研指標，按照一定比例對每一項科研指標進行增加，得到本校每一項科研指標，再把該指標作為下一年度的科研考核指標下達給科研管理部門。

利用愿景倒推法來進行年度科研考核指標測算，可以讓高校能夠依照某高校排行榜清楚自身所在位置，明確與已達到某高校排行榜中某一具體位置高校之間的差距。并根據某高校排行榜的特點，有針對性的制定自身科研事業發展方向，可以實現“集中全校力量辦成一件大事”的功效。但是，運用該方法卻存在著沒有考慮某高校排行榜是否科學和權威、參照高校與自身的學科領域設置不同等問題。

（四）實際需求法

實際需求法是指高校為完成某一資助計劃或某一建設計劃的目標，根據該計劃目標中對科研指標的要求，將科研指標按一定比例分解到計劃要求的年限范圍內，從而得到本校下一年度每一項科研考核指標，以期完成某資助計劃或建設計劃要求的測算方法。比如目前全球很多知名高校都在采用ESI來衡量和評價學科實力，國內各級教育主管部門和大學最近幾年來也越來越重視ESI指標。高校為保持自己在某一學科的優勢以進入國家某資助計劃，制定每年進入ESI全球前1%的學科數量指標，把該指標作為本校下一年度的科研考核指標下達給科研管理部門。

使用實際需求法來進行年度考核科研考核指標測算，可以讓高校有明確的目標導向，集中全校的資源以最快的速度完成某一既定目標。但是，使用該方法卻存在著沒有均衡考慮全校學科發展的宏觀布局；片面追求某一目標數量而不考慮學科交叉融合促進長久發展；沒有協調高校教學、科研和社會服務的功能實現等問題。

（五）小結

鑒于對目前高校所使用測算方法的分析可以看出，高校急需一種科學、合理的預測方法來對年度科研考核目標進行測算。而中國學者鄧聚龍教授創立的灰色系統理論，是一種研究少數據、貧信息不確定性問題的綜合性理論。灰色系統理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發，提取有價值的信息，實現對系統運行行為、演化規律的正確描述和有效監控。灰色系統理論用于高校年度科研考核指標預測，具有一定的參考價值，能在一定程度上滿足高校科研管理部門的需求。

三、利用灰色系統理論分析N大學年度科研經費情況

灰色預測模型是灰色系統理論的核心內容和經典部分。自從灰色系統理論誕生之日起，灰色預測理論就引起了廣大學者和專家的濃厚興趣。灰色預測模型可以在少數據、貧信息的建模情況下就可以取得較好的精度，克服了傳統統計方法建模需要大容量的樣本數據庫的缺點。

灰色預測模型的基本過程為：灰色預測模型通過對原始序列的累加生成，使得灰色系統蘊含的指數規律得以呈現，通過對一次微分方程的離散近似，建立帶有參數的離散的灰色預測模型；借助最小二乘法對參數進行估計；然后對新生成的預測序列進行累減還原得到原始序列的近似序列；最后對結果進行精度檢驗，對符合精度要求的擬合式進行時間延伸，就可以得到預測序列。

在灰色預測模型中，最經典的模型當屬GM（1，1）模型。灰色預測GM（1，1）模型的建模過程首先是將無規律的原始數據進行累加，得到規律性較強的生成數列，然后進行建模，由生成的模型得到的數據再進行累減得到原始數據的預測值，最后進行預測。在灰色預測模型中，數據序列的光滑性越好，預測精度就越高，因此需要對得到的數據首先要進行預處理，本文所使用的處理方式為對數算子。

根據N大學從2014～2017年實際到賬科研經費的數據，得到2017～2017年N大學科研經費表（見表1）。從表1中可以看出，N大學的科研經費從2014年起，每年都在穩步增加。

建立GM（1，1）灰色預測模型，設已知的原始參考序列為：

X（0）=（X0（1），X0（2），X0（3），X0（4））=（1.178，1.361，1.385，1.413）

進行一階累加運算，生成序列X（1）。

X（1）=（X1（1），X1（2），X1（3），X1（4））=（1.178，2.539，3.942，5.337）

采用一階單變量微分方程進行擬合，得到白化方程的GM（1，1）模型：

■+aX■■=u

對應的灰積分方程式為：X■■+az■■=u，k=2，3，4，5

進行多次運算，得到對數算子：■■■=■■■+■■■，k=2，3，…，n

利用matlab軟件進行求解，將得到的數據還原為初始數據可得N大學科研經費預測表（表2）。表2中列出了通過灰色預測模型GM（1，1）預測的2018年和2019年科研經費數量。表中-a為發展系數，當|a|2時，GM（1，1）才有意義，發展系數越大，誤差也就越大。通過使用對數算子對數據進行平滑性處理，使得表2中的發展系數-a小于0.1，因而預測值是有意義且較為準確合理的。

四、結語

本文通過分析大多數高校測算年度考核指標使用測算方法優劣的同時，引入灰色系統理論用于高校年度科研考核指標預測，并以該理論的灰色預測模型測算N大學的年度科研經費考核目標，檢驗了該系統用于年度科研考核指標的有效性，以證明灰色系統理論能在一定程度上滿足高校科研管理部門的對科研指標科學、合理測算的需求。

但該模型是基于歷史數據變化趨勢，在時間與科研指標數沒有關聯的前提下使用的。隨著時間的變化，如果國家科技體制進一步改革或國內外科研環境出現大的變動，會在一定程度上影響科研指標的數據。

參考文獻：

[1]劉思峰.灰色系統理論的產生與發展[J].南京航空航天大學學報，2004（02）.

[2]徐揚，孟文霞，李廣建.基于灰色預測模型的情報學熱點主題發展預測 [J]. 情報科學，2016（07）.

[3]胡坤.灰色預測評價方法與應用研究[D].南京航空航天大學，2004.

*基金項目：南京郵電大學人文社會科學研究基金項目（NYS216019）。

（作者單位：南京郵電大學）