粵港澳大灣區(qū)專利合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及鏈路預(yù)測(cè)——以芯片領(lǐng)域?yàn)槔?/h1>
2020-03-30 10:10:41劉奕涵石安杰李振威何喜軍
中國(guó)市場(chǎng) 2020年35期
劉奕涵 石安杰 李振威 何喜軍
[摘 要]為研究粵港澳大灣區(qū)在芯片技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新狀況，以地區(qū)為研究對(duì)象建立專利合作網(wǎng)絡(luò)，分階段分析網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)特征。基于節(jié)點(diǎn)相似性用鏈路預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)灣區(qū)未來有可能進(jìn)行合作的地區(qū)。得出結(jié)論：城市間合作將以深圳、廣州、佛山為核心開展;深圳、廣州有望帶動(dòng)科技水平較弱地區(qū)進(jìn)行技術(shù)交流;鼓勵(lì)跨地區(qū)間技術(shù)合作將成為推動(dòng)灣區(qū)科技均衡發(fā)展的重要手段。
[關(guān)鍵詞]粵港澳大灣區(qū);復(fù)雜網(wǎng)絡(luò);鏈路預(yù)測(cè);芯片技術(shù)
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.35.032
1 引言
粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)明顯，整體創(chuàng)新合作程度不高，創(chuàng)新資源未能完全實(shí)現(xiàn)共享[1]。各城市間的技術(shù)創(chuàng)新合作不協(xié)同，整體網(wǎng)絡(luò)較為疏松，區(qū)域間發(fā)展差距大，在此背景下，采用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法研究大灣區(qū)專利技術(shù)合作能夠體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)特征，促進(jìn)創(chuàng)新資源的優(yōu)化整合，加強(qiáng)區(qū)域間的科技創(chuàng)新合作，縮小區(qū)域間的發(fā)展差距。對(duì)粵港澳地區(qū)繁榮穩(wěn)定、建立有效創(chuàng)新合作機(jī)制都具有重大意義。
2 文獻(xiàn)綜述
2.1 區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)研究
區(qū)域合作網(wǎng)絡(luò)特征：蘇屹（2018）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中各子群密度有較大差異，內(nèi)部各省市創(chuàng)新關(guān)聯(lián)關(guān)系分布不均，子群間的融合度較差[2]。弓志剛（2012）通過研究共同申請(qǐng)專利數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、密度、強(qiáng)度、空間范圍等都表現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[3]。溫芳芳（2013）發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域技術(shù)合作關(guān)系的分布具有顯著的不均衡性和地域傾向，東西部差距較大[4]。呂榮杰（2019）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)中國(guó)區(qū)域科技創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)特征明顯且空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有較好的穩(wěn)健性[5]。
區(qū)域合作網(wǎng)絡(luò)影響因素：劉芳芳和馮鋒（2015）研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域產(chǎn)學(xué)研合作日益頻繁，很大程度上仍受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和地理位置的影響[6]。何喜軍（2016）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域間協(xié)同對(duì)要素與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展水平的提升作用較顯著，各區(qū)域要素稟賦差異性導(dǎo)致制造業(yè)發(fā)展的要素驅(qū)動(dòng)模式呈現(xiàn)多元化[7]。劉鳳朝（2015）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域間知識(shí)溢出模式具有明顯技術(shù)領(lǐng)域特征，不同技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)吸收能力對(duì)區(qū)域間技術(shù)交易網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出關(guān)系的調(diào)節(jié)作用存在差異[8]。夏麗娟（2017）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域之間的地理鄰近及技術(shù)鄰近對(duì)跨區(qū)域產(chǎn)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新績(jī)效的影響正向且顯著[9]。
2.2 區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)鏈接預(yù)測(cè)研究
網(wǎng)絡(luò)中的鏈路預(yù)測(cè)是指如何通過已知的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等信息預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中尚未產(chǎn)生連邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生連接的可能性[10]。
區(qū)域間合作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：劉俊婉（2019）等學(xué)者通過鏈路預(yù)測(cè)對(duì)新興主題關(guān)聯(lián)機(jī)會(huì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)指標(biāo)為AA指標(biāo)[11]。何喜軍（2019）等學(xué)者構(gòu)建京津冀產(chǎn)業(yè)間隱含資源網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)粗糙相似度指標(biāo)預(yù)測(cè)精度最高，三地未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)高端要素資源的依賴呈現(xiàn)同質(zhì)性[12]。武玉英（2018）等學(xué)者以新能源領(lǐng)域?yàn)槔l(fā)現(xiàn)將RA與內(nèi)容相似性指標(biāo)融合后，預(yù)測(cè)精度略有上升，能更全面的挖掘出可能發(fā)生交易的供需主體對(duì)[13]。
大灣區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：王方方與楊煥煥對(duì)大灣區(qū)城市群空間經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)廣州、中國(guó)香港、深圳、佛山處于網(wǎng)絡(luò)中心位置[14]。曾志敏與楊澤森（2018）對(duì)粵港澳大灣區(qū)地區(qū)知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)地高校論文數(shù)量多于灣區(qū)，但創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)搭建和引領(lǐng)的能力不足[15]。許培源與吳貴華研究大灣區(qū)知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空間演化及其形成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)廣州、香港處于中心位置，深圳已經(jīng)成長(zhǎng)為知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的新中心[16]。
3 數(shù)據(jù)采集處理及統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)采集與處理：當(dāng)前，芯片產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，發(fā)展迅速，在此背景下，選擇Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)，在專利摘要或說明書中以“芯片”為檢索詞進(jìn)行檢索，采集粵港澳大灣區(qū)中11個(gè)地區(qū)2003—2018年的有效專利數(shù)據(jù)共108500條。將單次合作中涉及多地區(qū)的記錄進(jìn)行拆分，規(guī)則為：將ABC結(jié)構(gòu)拆分為A+B、A+C、B+C。篩選后得到專利合作數(shù)據(jù)共5560條。
專利申請(qǐng)及階段劃分：依據(jù)專利年度申請(qǐng)數(shù)，將2003—2007年定為芯片技術(shù)的起步期（階段I），2008—2012年為發(fā)展期（階段Ⅱ），2013—2018年為高速發(fā)展期（階段Ⅲ）。三個(gè)階段的專利申請(qǐng)數(shù)分別為96、1264、4200條。粵港澳大灣區(qū)協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展階段，與我國(guó)推進(jìn)科技工作發(fā)展實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略（1985—2006年） 、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家（2007—2012年） 、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)（2013年開始）三個(gè)階段基本吻合[17]。
4 專利合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)分析
粵港澳大灣區(qū)內(nèi)地區(qū)間專利合作是相互合作，不存在方向性，因此可將關(guān)系描述為一個(gè)完整無向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)。選擇“地區(qū)”作為節(jié)點(diǎn)，按照上述時(shí)間階段對(duì)于整體網(wǎng)特征、節(jié)點(diǎn)特征進(jìn)行分析。
4.1 整體網(wǎng)特征
將“地區(qū)”作為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)，以粵港澳大灣區(qū)城市之間芯片技術(shù)領(lǐng)域合作關(guān)系作為網(wǎng)絡(luò)中的邊;節(jié)點(diǎn)大小反映出該地區(qū)擁有的合作專利數(shù)量，連線粗細(xì)代表城市間合作專利強(qiáng)度（數(shù)量）[18]，形成2003—2018年大灣區(qū)城市間技術(shù)合作網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。
由圖1可知：廣州、深圳以及佛山具有較高度數(shù)中心度，是網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn);連接“深圳與東莞”“深圳與廣州”以及“廣州與佛山”邊的權(quán)重較高，表明城市間合作次數(shù)較多。分不同階段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體特征分析，得到結(jié)果如表1所示。
由表1可知：網(wǎng)絡(luò)凝聚力及整體網(wǎng)密度逐漸增大，表明城市間合作關(guān)系更為緊密，三個(gè)階段的平均路徑長(zhǎng)度較小，且聚類系數(shù)較大，城市間專利合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界效應(yīng)[19]。在2016年3月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化泛珠三角區(qū)域合作的指導(dǎo)意見》中，明確要求廣州、深圳攜手港澳，共同打造粵港澳大灣區(qū)，建設(shè)世界級(jí)城市群。各城市積極響應(yīng)，專利合作從少數(shù)城市固定合作向多個(gè)城市開放合作趨勢(shì)發(fā)展[20]，且網(wǎng)絡(luò)局部結(jié)構(gòu)上具有較明顯的集團(tuán)化特征。
4.2 節(jié)點(diǎn)特征
將“地區(qū)”作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特征分析，“外部強(qiáng)度”表示該地區(qū)與其他地區(qū)合作頻次;“度數(shù)中心度”衡量節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)圖中的重要性;“接近中心度”衡量不受他人控制的測(cè)度;“中間中心度”衡量資源控制程度，結(jié)果如表2所示。
由表2可知：①各地區(qū)合作率都達(dá)到了0.5以上，各城市間專利合作關(guān)系較緊密，隨著時(shí)間推移，廣州等七個(gè)地區(qū)出現(xiàn)“趨于自給自足”特征，深圳等四個(gè)地區(qū)出現(xiàn)“趨向合作”特征;②根據(jù)城市的中心性特征發(fā)現(xiàn)，在階段Ⅲ廣州在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位，并且接近中心度較低，表明廣州獨(dú)立性較強(qiáng)，具有較高效率[21]。從階段Ⅱ到階段Ⅲ，網(wǎng)絡(luò)中介城市由深圳轉(zhuǎn)為廣州，廣州對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源的控制程度較高;分析其原因主要為廣州地區(qū)的高等院校數(shù)量占大灣區(qū)高等院校總數(shù)的50.6%，并且截至2019年廣州市R&D人員達(dá)到20.36萬人，各類科學(xué)研究與開發(fā)機(jī)構(gòu)數(shù)達(dá)166個(gè)，城市科技整體水平較高。
5 地區(qū)間合作預(yù)測(cè)
鏈路預(yù)測(cè)是指利用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)或者節(jié)點(diǎn)的屬性信息預(yù)測(cè)未產(chǎn)生連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生連接的可能性。本文運(yùn)用基于網(wǎng)絡(luò)局部信息相似性的方法，選取CN、Jaccard等十個(gè)指標(biāo)，結(jié)合AUC精確度評(píng)估的方法，計(jì)算得到粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)間未來合作預(yù)測(cè)結(jié)果。
5.1 鏈路預(yù)測(cè)指標(biāo)選取
選取復(fù)雜度較低的基于局部信息相似性的指標(biāo)對(duì)地區(qū)間進(jìn)行合作預(yù)測(cè)。CN指共同鄰居指標(biāo)，考慮兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目。采用的十種指標(biāo)皆以CN為基礎(chǔ)，采用不同處理方式計(jì)算得到。對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)x，定義它的鄰居為Γ（x），k（x）=Γ（x）為節(jié)點(diǎn)x的度，下表總結(jié)定義公式。針對(duì)無向網(wǎng)絡(luò)G（V，E），對(duì)每對(duì)沒有連邊的節(jié)點(diǎn)對(duì)（x，y）賦予一個(gè)分?jǐn)?shù)值Sxy。
5.2 粵港澳大灣區(qū)地區(qū)間合作預(yù)測(cè)
以粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)合作數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)生成鄰接矩陣，并運(yùn)用MATLAB軟件計(jì)算十種基于節(jié)點(diǎn)局部信息相似性的指標(biāo)。運(yùn)用AUC算法進(jìn)行十種指標(biāo)精度評(píng)估，得到結(jié)果如表3所示。
由表3結(jié)果可知，AA和RA指標(biāo)的精度僅為0.02左右，不適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間鏈路預(yù)測(cè)，因此在后續(xù)研究中采用測(cè)評(píng)精度較高的CN、Salton等8個(gè)指標(biāo)，利用熵權(quán)法對(duì)其進(jìn)行權(quán)重分配，計(jì)算出每對(duì)節(jié)點(diǎn)的融合值。將標(biāo)準(zhǔn)化后融合值從大到小進(jìn)行排序，表4展示最有可能在未來產(chǎn)生合作關(guān)系的6對(duì)省市。
由鏈路預(yù)測(cè)結(jié)果可知，最有可能在未來發(fā)生專利技術(shù)合作的地區(qū)為深圳和廣州，且兩地區(qū)在前十名中分別出現(xiàn)5次，說明深圳和廣州在未來芯片領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)合作中起到領(lǐng)軍作用。另外，融合值排名倒數(shù)前十名是大灣區(qū)其他10個(gè)地區(qū)分別與澳門合作的節(jié)點(diǎn)對(duì)。其中排在最后一名的是香港和澳門之間的合作。由此可以看出，芯片技術(shù)領(lǐng)域甚至科技領(lǐng)域發(fā)展都較為不均衡。
在全部55對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)中，中國(guó)香港與深圳合作可能性排名第21，處于中等偏上，同時(shí)深圳也是最有可能和澳門地區(qū)產(chǎn)生合作關(guān)系的地區(qū)。因此，若希望促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)科技均衡發(fā)展，除了在中國(guó)香港、中國(guó)澳門引入科技人才及技術(shù)主體之外，深圳地區(qū)應(yīng)在未來合作中積極與中國(guó)香港和中國(guó)澳門地區(qū)科技主體進(jìn)行專利技術(shù)合作。所以促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)在未來進(jìn)行跨地區(qū)的合作是實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)科技協(xié)同發(fā)展的重要方法之一。
6 結(jié)論與啟示
本文以粵港澳大灣區(qū)在芯片技術(shù)領(lǐng)域11個(gè)地區(qū)為對(duì)象，建立專利合作網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體及節(jié)點(diǎn)特征、社團(tuán)結(jié)構(gòu)特征分析。選取基于節(jié)點(diǎn)局部相似性的指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路預(yù)測(cè)，探究大灣區(qū)未來有可能進(jìn)行合作的地區(qū)。研究得到如下結(jié)論：一是大灣區(qū)城市多核心：深圳、廣州以及佛山為核心城市，可更好促進(jìn)技術(shù)傳播共享，從而帶動(dòng)整個(gè)大灣區(qū)共同發(fā)展;二是最有可能在未來發(fā)生專利技術(shù)合作的地區(qū)為深圳和廣州，具有領(lǐng)軍作用。中國(guó)澳門和中國(guó)香港在芯片領(lǐng)域科技發(fā)展尚處于較低水平。
針對(duì)以上結(jié)論，可得出促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)發(fā)展的如下啟示：在芯片研究領(lǐng)域，大灣區(qū)城市存在核心城市與邊緣城市差距過大的特征，為了加強(qiáng)大灣區(qū)城市群之間的合作協(xié)同創(chuàng)新，需要加強(qiáng)城市間科技資源以及人才的流通，構(gòu)建健全的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，促進(jìn)大灣區(qū)城市的共同發(fā)展。
本研究存在一定局限性。研究中僅考慮粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)彼此間專利合作情況，未考慮灣區(qū)內(nèi)地區(qū)與其他城市存在的專利合作關(guān)系。之后的研究可將重點(diǎn)放在灣區(qū)內(nèi)地區(qū)與全國(guó)各地區(qū)的專利合作情況，構(gòu)建全國(guó)范圍內(nèi)知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)一步分析。
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劉奕涵 石安杰 李振威 何喜軍
[摘 要]為研究粵港澳大灣區(qū)在芯片技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新狀況，以地區(qū)為研究對(duì)象建立專利合作網(wǎng)絡(luò)，分階段分析網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)特征。基于節(jié)點(diǎn)相似性用鏈路預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)灣區(qū)未來有可能進(jìn)行合作的地區(qū)。得出結(jié)論：城市間合作將以深圳、廣州、佛山為核心開展;深圳、廣州有望帶動(dòng)科技水平較弱地區(qū)進(jìn)行技術(shù)交流;鼓勵(lì)跨地區(qū)間技術(shù)合作將成為推動(dòng)灣區(qū)科技均衡發(fā)展的重要手段。
[關(guān)鍵詞]粵港澳大灣區(qū);復(fù)雜網(wǎng)絡(luò);鏈路預(yù)測(cè);芯片技術(shù)
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.35.032
1 引言
粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)明顯，整體創(chuàng)新合作程度不高，創(chuàng)新資源未能完全實(shí)現(xiàn)共享[1]。各城市間的技術(shù)創(chuàng)新合作不協(xié)同，整體網(wǎng)絡(luò)較為疏松，區(qū)域間發(fā)展差距大，在此背景下，采用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法研究大灣區(qū)專利技術(shù)合作能夠體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)特征，促進(jìn)創(chuàng)新資源的優(yōu)化整合，加強(qiáng)區(qū)域間的科技創(chuàng)新合作，縮小區(qū)域間的發(fā)展差距。對(duì)粵港澳地區(qū)繁榮穩(wěn)定、建立有效創(chuàng)新合作機(jī)制都具有重大意義。
2 文獻(xiàn)綜述
2.1 區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)研究
區(qū)域合作網(wǎng)絡(luò)特征：蘇屹（2018）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中各子群密度有較大差異，內(nèi)部各省市創(chuàng)新關(guān)聯(lián)關(guān)系分布不均，子群間的融合度較差[2]。弓志剛（2012）通過研究共同申請(qǐng)專利數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、密度、強(qiáng)度、空間范圍等都表現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[3]。溫芳芳（2013）發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域技術(shù)合作關(guān)系的分布具有顯著的不均衡性和地域傾向，東西部差距較大[4]。呂榮杰（2019）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)中國(guó)區(qū)域科技創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)特征明顯且空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有較好的穩(wěn)健性[5]。
區(qū)域合作網(wǎng)絡(luò)影響因素：劉芳芳和馮鋒（2015）研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)跨區(qū)域產(chǎn)學(xué)研合作日益頻繁，很大程度上仍受到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和地理位置的影響[6]。何喜軍（2016）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域間協(xié)同對(duì)要素與制造業(yè)協(xié)同發(fā)展水平的提升作用較顯著，各區(qū)域要素稟賦差異性導(dǎo)致制造業(yè)發(fā)展的要素驅(qū)動(dòng)模式呈現(xiàn)多元化[7]。劉鳳朝（2015）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域間知識(shí)溢出模式具有明顯技術(shù)領(lǐng)域特征，不同技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)吸收能力對(duì)區(qū)域間技術(shù)交易網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出關(guān)系的調(diào)節(jié)作用存在差異[8]。夏麗娟（2017）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)區(qū)域之間的地理鄰近及技術(shù)鄰近對(duì)跨區(qū)域產(chǎn)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新績(jī)效的影響正向且顯著[9]。
2.2 區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)鏈接預(yù)測(cè)研究
網(wǎng)絡(luò)中的鏈路預(yù)測(cè)是指如何通過已知的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等信息預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中尚未產(chǎn)生連邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生連接的可能性[10]。
區(qū)域間合作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：劉俊婉（2019）等學(xué)者通過鏈路預(yù)測(cè)對(duì)新興主題關(guān)聯(lián)機(jī)會(huì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域主題共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)指標(biāo)為AA指標(biāo)[11]。何喜軍（2019）等學(xué)者構(gòu)建京津冀產(chǎn)業(yè)間隱含資源網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)粗糙相似度指標(biāo)預(yù)測(cè)精度最高，三地未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)高端要素資源的依賴呈現(xiàn)同質(zhì)性[12]。武玉英（2018）等學(xué)者以新能源領(lǐng)域?yàn)槔l(fā)現(xiàn)將RA與內(nèi)容相似性指標(biāo)融合后，預(yù)測(cè)精度略有上升，能更全面的挖掘出可能發(fā)生交易的供需主體對(duì)[13]。
大灣區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：王方方與楊煥煥對(duì)大灣區(qū)城市群空間經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)廣州、中國(guó)香港、深圳、佛山處于網(wǎng)絡(luò)中心位置[14]。曾志敏與楊澤森（2018）對(duì)粵港澳大灣區(qū)地區(qū)知識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)地高校論文數(shù)量多于灣區(qū)，但創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)搭建和引領(lǐng)的能力不足[15]。許培源與吳貴華研究大灣區(qū)知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空間演化及其形成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)廣州、香港處于中心位置，深圳已經(jīng)成長(zhǎng)為知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的新中心[16]。
3 數(shù)據(jù)采集處理及統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)采集與處理：當(dāng)前，芯片產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，發(fā)展迅速，在此背景下，選擇Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)，在專利摘要或說明書中以“芯片”為檢索詞進(jìn)行檢索，采集粵港澳大灣區(qū)中11個(gè)地區(qū)2003—2018年的有效專利數(shù)據(jù)共108500條。將單次合作中涉及多地區(qū)的記錄進(jìn)行拆分，規(guī)則為：將ABC結(jié)構(gòu)拆分為A+B、A+C、B+C。篩選后得到專利合作數(shù)據(jù)共5560條。
專利申請(qǐng)及階段劃分：依據(jù)專利年度申請(qǐng)數(shù)，將2003—2007年定為芯片技術(shù)的起步期（階段I），2008—2012年為發(fā)展期（階段Ⅱ），2013—2018年為高速發(fā)展期（階段Ⅲ）。三個(gè)階段的專利申請(qǐng)數(shù)分別為96、1264、4200條。粵港澳大灣區(qū)協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展階段，與我國(guó)推進(jìn)科技工作發(fā)展實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略（1985—2006年） 、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家（2007—2012年） 、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)（2013年開始）三個(gè)階段基本吻合[17]。
4 專利合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)分析
粵港澳大灣區(qū)內(nèi)地區(qū)間專利合作是相互合作，不存在方向性，因此可將關(guān)系描述為一個(gè)完整無向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)。選擇“地區(qū)”作為節(jié)點(diǎn)，按照上述時(shí)間階段對(duì)于整體網(wǎng)特征、節(jié)點(diǎn)特征進(jìn)行分析。
4.1 整體網(wǎng)特征
將“地區(qū)”作為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)，以粵港澳大灣區(qū)城市之間芯片技術(shù)領(lǐng)域合作關(guān)系作為網(wǎng)絡(luò)中的邊;節(jié)點(diǎn)大小反映出該地區(qū)擁有的合作專利數(shù)量，連線粗細(xì)代表城市間合作專利強(qiáng)度（數(shù)量）[18]，形成2003—2018年大灣區(qū)城市間技術(shù)合作網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。
由圖1可知：廣州、深圳以及佛山具有較高度數(shù)中心度，是網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn);連接“深圳與東莞”“深圳與廣州”以及“廣州與佛山”邊的權(quán)重較高，表明城市間合作次數(shù)較多。分不同階段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體特征分析，得到結(jié)果如表1所示。
由表1可知：網(wǎng)絡(luò)凝聚力及整體網(wǎng)密度逐漸增大，表明城市間合作關(guān)系更為緊密，三個(gè)階段的平均路徑長(zhǎng)度較小，且聚類系數(shù)較大，城市間專利合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界效應(yīng)[19]。在2016年3月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化泛珠三角區(qū)域合作的指導(dǎo)意見》中，明確要求廣州、深圳攜手港澳，共同打造粵港澳大灣區(qū)，建設(shè)世界級(jí)城市群。各城市積極響應(yīng)，專利合作從少數(shù)城市固定合作向多個(gè)城市開放合作趨勢(shì)發(fā)展[20]，且網(wǎng)絡(luò)局部結(jié)構(gòu)上具有較明顯的集團(tuán)化特征。
4.2 節(jié)點(diǎn)特征
將“地區(qū)”作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特征分析，“外部強(qiáng)度”表示該地區(qū)與其他地區(qū)合作頻次;“度數(shù)中心度”衡量節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)圖中的重要性;“接近中心度”衡量不受他人控制的測(cè)度;“中間中心度”衡量資源控制程度，結(jié)果如表2所示。
由表2可知：①各地區(qū)合作率都達(dá)到了0.5以上，各城市間專利合作關(guān)系較緊密，隨著時(shí)間推移，廣州等七個(gè)地區(qū)出現(xiàn)“趨于自給自足”特征，深圳等四個(gè)地區(qū)出現(xiàn)“趨向合作”特征;②根據(jù)城市的中心性特征發(fā)現(xiàn)，在階段Ⅲ廣州在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位，并且接近中心度較低，表明廣州獨(dú)立性較強(qiáng)，具有較高效率[21]。從階段Ⅱ到階段Ⅲ，網(wǎng)絡(luò)中介城市由深圳轉(zhuǎn)為廣州，廣州對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源的控制程度較高;分析其原因主要為廣州地區(qū)的高等院校數(shù)量占大灣區(qū)高等院校總數(shù)的50.6%，并且截至2019年廣州市R&D人員達(dá)到20.36萬人，各類科學(xué)研究與開發(fā)機(jī)構(gòu)數(shù)達(dá)166個(gè)，城市科技整體水平較高。
5 地區(qū)間合作預(yù)測(cè)
鏈路預(yù)測(cè)是指利用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)或者節(jié)點(diǎn)的屬性信息預(yù)測(cè)未產(chǎn)生連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間產(chǎn)生連接的可能性。本文運(yùn)用基于網(wǎng)絡(luò)局部信息相似性的方法，選取CN、Jaccard等十個(gè)指標(biāo)，結(jié)合AUC精確度評(píng)估的方法，計(jì)算得到粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)間未來合作預(yù)測(cè)結(jié)果。
5.1 鏈路預(yù)測(cè)指標(biāo)選取
選取復(fù)雜度較低的基于局部信息相似性的指標(biāo)對(duì)地區(qū)間進(jìn)行合作預(yù)測(cè)。CN指共同鄰居指標(biāo)，考慮兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的共同鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目。采用的十種指標(biāo)皆以CN為基礎(chǔ)，采用不同處理方式計(jì)算得到。對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)x，定義它的鄰居為Γ（x），k（x）=Γ（x）為節(jié)點(diǎn)x的度，下表總結(jié)定義公式。針對(duì)無向網(wǎng)絡(luò)G（V，E），對(duì)每對(duì)沒有連邊的節(jié)點(diǎn)對(duì)（x，y）賦予一個(gè)分?jǐn)?shù)值Sxy。
5.2 粵港澳大灣區(qū)地區(qū)間合作預(yù)測(cè)
以粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)合作數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)生成鄰接矩陣，并運(yùn)用MATLAB軟件計(jì)算十種基于節(jié)點(diǎn)局部信息相似性的指標(biāo)。運(yùn)用AUC算法進(jìn)行十種指標(biāo)精度評(píng)估，得到結(jié)果如表3所示。
由表3結(jié)果可知，AA和RA指標(biāo)的精度僅為0.02左右，不適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間鏈路預(yù)測(cè)，因此在后續(xù)研究中采用測(cè)評(píng)精度較高的CN、Salton等8個(gè)指標(biāo)，利用熵權(quán)法對(duì)其進(jìn)行權(quán)重分配，計(jì)算出每對(duì)節(jié)點(diǎn)的融合值。將標(biāo)準(zhǔn)化后融合值從大到小進(jìn)行排序，表4展示最有可能在未來產(chǎn)生合作關(guān)系的6對(duì)省市。
由鏈路預(yù)測(cè)結(jié)果可知，最有可能在未來發(fā)生專利技術(shù)合作的地區(qū)為深圳和廣州，且兩地區(qū)在前十名中分別出現(xiàn)5次，說明深圳和廣州在未來芯片領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)合作中起到領(lǐng)軍作用。另外，融合值排名倒數(shù)前十名是大灣區(qū)其他10個(gè)地區(qū)分別與澳門合作的節(jié)點(diǎn)對(duì)。其中排在最后一名的是香港和澳門之間的合作。由此可以看出，芯片技術(shù)領(lǐng)域甚至科技領(lǐng)域發(fā)展都較為不均衡。
在全部55對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)中，中國(guó)香港與深圳合作可能性排名第21，處于中等偏上，同時(shí)深圳也是最有可能和澳門地區(qū)產(chǎn)生合作關(guān)系的地區(qū)。因此，若希望促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)科技均衡發(fā)展，除了在中國(guó)香港、中國(guó)澳門引入科技人才及技術(shù)主體之外，深圳地區(qū)應(yīng)在未來合作中積極與中國(guó)香港和中國(guó)澳門地區(qū)科技主體進(jìn)行專利技術(shù)合作。所以促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)在未來進(jìn)行跨地區(qū)的合作是實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)科技協(xié)同發(fā)展的重要方法之一。
6 結(jié)論與啟示
本文以粵港澳大灣區(qū)在芯片技術(shù)領(lǐng)域11個(gè)地區(qū)為對(duì)象，建立專利合作網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體及節(jié)點(diǎn)特征、社團(tuán)結(jié)構(gòu)特征分析。選取基于節(jié)點(diǎn)局部相似性的指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路預(yù)測(cè)，探究大灣區(qū)未來有可能進(jìn)行合作的地區(qū)。研究得到如下結(jié)論：一是大灣區(qū)城市多核心：深圳、廣州以及佛山為核心城市，可更好促進(jìn)技術(shù)傳播共享，從而帶動(dòng)整個(gè)大灣區(qū)共同發(fā)展;二是最有可能在未來發(fā)生專利技術(shù)合作的地區(qū)為深圳和廣州，具有領(lǐng)軍作用。中國(guó)澳門和中國(guó)香港在芯片領(lǐng)域科技發(fā)展尚處于較低水平。
針對(duì)以上結(jié)論，可得出促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)發(fā)展的如下啟示：在芯片研究領(lǐng)域，大灣區(qū)城市存在核心城市與邊緣城市差距過大的特征，為了加強(qiáng)大灣區(qū)城市群之間的合作協(xié)同創(chuàng)新，需要加強(qiáng)城市間科技資源以及人才的流通，構(gòu)建健全的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，促進(jìn)大灣區(qū)城市的共同發(fā)展。
本研究存在一定局限性。研究中僅考慮粵港澳大灣區(qū)11個(gè)地區(qū)彼此間專利合作情況，未考慮灣區(qū)內(nèi)地區(qū)與其他城市存在的專利合作關(guān)系。之后的研究可將重點(diǎn)放在灣區(qū)內(nèi)地區(qū)與全國(guó)各地區(qū)的專利合作情況，構(gòu)建全國(guó)范圍內(nèi)知識(shí)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)一步分析。
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