基于社會網絡分析法的BDS功能拓展規律與影響因素分析

楊 柳，王 健，劉紀達，郭亞男

基于社會網絡分析法的BDS功能拓展規律與影響因素分析

楊 柳，王 健，劉紀達，郭亞男

（哈爾濱工業大學 經濟與管理學院，哈爾濱 150001）

為了進一步提升北斗衛星導航系統（BDS）功能拓展速率，為助力BDS產業化發展、獲取競爭優勢指明著手方向，打破全球定位系統（GPS）壟斷，鞏固我國國防、經濟、社會安全，分析BDS功能拓展規律與影響因素：基于“基本規律-本質-影響因素”的邏輯框架，對1994年至今BDS應用領域的文本數據進行社會網絡分析，并總結出BDS功能拓展的四大基本規律；然后基于修正的鉆石模型分析影響BDS產業發展的六大因素；最后將BDS功能拓展的發展趨勢、發展目標以及完善方向三者有機結合，提出推動BDS功能拓展相關政策建議。

北斗衛星導航系統；功能拓展；基本規律；產業競爭優勢；鉆石模型

0 引言

近年來，我國自主研發、獨立運行的北斗衛星導航系統（BeiDou navigation satellite system, BDS）迅猛發展[1]。2018年頒布的《北斗衛星導航系統交通運輸行業應用專項規劃》強調，應進一步加大BDS在交通運輸行業應用推廣力度。2019年發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書（2019）》指出，隨著第五代移動通信技術（5th generation mobile communication technology，5G）時代的到來，將進一步促進BDS增值服務的應用普及和多樣化發展。BDS具有技術含量高、產業鏈長、帶動性強，經濟社會效益巨大的特點，新時代加快BDS功能拓展，是打破美國全球定位系統（global positioning system, GPS）壟斷，鞏固我國國防、經濟、社會安全的重大工程[2]。

目前，針對BDS功能的研究主要可以歸納為以下3個方面：1）針對單一領域的靜態研究，包括民用航空[3]、客船安全監控[4]、車輛調度[5]等具體功能的應用原理、技術性能和優化方案的討論；2）對BDS產業發展現狀的描述，我國BDS產業起步晚，卻發展迅速，產業鏈日益完善[6]，但BDS產業化和規模化發展仍須解決高額成本、技術瓶頸、管理滯后等問題[7]；3）對推動BDS應用的政策建議，在民用市場要充分發揮“看不見的手”的作用，逐漸對民用企業開放，通過市場競爭推動技術進步、成本下降、應用落地[8]。

已有研究主要集中在理論和技術參數層面，對于BDS功能拓展演化規律的實證研究、系統分析BDS功能拓展影響因素的文獻較少。自1994年北斗衛星導航試驗系統即北斗一號（BeiDou navigation demonstration system, BDS-1）工程立項以來，經過多年發展，BDS的任務、功能等都呈現出一系列的特征和變遷趨勢。本文從動態時間維度入手，采取定性分析和定量分析相結合的方法，對1994至今共412份BDS應用相關文本進行社會網絡分析，以期為今后BDS功能拓展提供參考。

1 BDS功能拓展基本規律分析

1.1 數據來源與方法

本文使用多源混合的數據收集方法，選取《人民日報》、中國衛星導航定位協會網站、北斗衛星導航系統網站的BDS應用報道文本，以及“今日北斗”網站上407家BDS相關企業產品應用領域介紹文本作為數據來源，共收集不重復可用文本412份，人工提取關鍵詞。為保持客觀性和可使用性，課題組4名成員對每份文本提取2個關鍵詞，構建關鍵詞庫以便于二次提取關鍵詞，并剔除無意義和重復關鍵詞。最終，第一階段獲取關鍵詞30個，第二階段獲得關鍵詞70個，第三階段獲得關鍵詞118個。

社會網絡分析法是20世紀70年代以來在社會學、心理學、人類學、數學、通信科學等領域逐步發展起來的一個研究分支，是一種關系論的思維方式[9-10]。社會網絡分析法主要是分析網絡的屬性結構，研究數據之間的聯系。一個社會網絡是由多個節點和各節點之間的連線組成的集合，關鍵詞可被認定為關系網絡中的節點，共現則由節點與節點間存在直接聯系來體現[11]。通過構建凝聚子群，概括總結具有緊密聯系的關鍵詞所形成的聚類團體特征，反映關鍵詞之間的內在聯系。對關鍵詞共現進行社會網絡分析，能夠透過表象發現客觀存在的真實關系網絡，這對于深入剖析某個領域的研究結構、研究規模等具有深遠意義[12]。“節點”即關鍵詞代表不同功能，“線”代表2種功能之間共現關系。

1.2 實證結果分析

1）1994—2003年的試驗系統階段。此階段共有30個節點，截取度數中心度排名前15的關鍵詞得到如表1所示結果，按度數中心度大小標記節點，得到如圖1所示結果。網絡密度為12.67%，表明此階段關鍵詞間的關聯性較低。這一時期，運輸監管、海洋監管、災害監管、部隊演練、水利系統以及精準時間6個功能超過平均度數，成為BDS應用功能的重點。根據節點派系聚類圖（如圖1所示），對BDS不同的派系分類進行總結，可歸類為公共安全、救災減災、林業、水利、海洋、交通運輸、電力、漁業、監測9大領域（如表2所示）。

表1 1994—2003年BDS功能網絡圖譜的指標（部分）

圖1 1994—2003年聚類網絡圖譜

表2 關鍵詞聚類概括結果

從1983年提議到1994年立項，再到2003年升空，中國用20年時間實現了BDS-1的正式運行。此階段也稱為北斗衛星導航系統試驗階段，此時為BDS的基礎建設時期，導航技術發展尚未成熟。囿于雙星定位系統，其覆蓋范圍有限、應用領域較窄、定位精度不足，主要應用的領域也有限，并且專業應用和應急應用特征明顯。這一階段的BDS主要作為軍事應用，且軍事應用功能主要集中在作戰領域[13]。BDS的有源服務只能提供低動態和靜態定位服務，不能滿足高動態和保密的軍事用戶要求，此階段BDS的軍事應用也處于試驗階段。在此階段，BDS具備了定位、導航、授時、短報文功能，實現了BDS發展戰略“第一步”。

2）2004—2009年的發展整合階段。此階段增長至70個節點，BDS的應用功能得到拓展，同上一階段的方式得到表3，網絡密度為16.17%，較上一階段有所增長，說明各功能之間的聯系增強。對比表1和表3結果發現，上一階段處于核心地位的6項功能，絕對度數增加并且仍然處于相對核心位置，地震災害、漁政管理、航空航天以及電力系統方面的應用在此階段度數也超過平均數，顯示出越來越重要的地位。對節點進行派系分類，得到如圖2所示結果，對派系分類概括總結得到如表4所示結果。

表3 2004—2009年BDS功能網絡圖譜的指標（部分）

圖2 2004—2009年聚類網絡圖譜

表4 關鍵詞聚類概括結果

2004年4月，BDS解除對民用領域的限制，正式投入民用市場，應用范圍得以拓展[14]。BDS的專業需求和產業需求在這一階段也不斷增長。縱向來看，BDS現階段已在12大領域提供服務，除原有的8大領域外，還拓展了氣象、能源、航空航天、旅行4大領域。橫向來看，各單獨領域的功能也得以拓展。在電力應用方面由單純授時功能拓展為集授時、短報文于一體的智能電表，實現精準報時、用電信息上傳和數據透明傳輸。針對水利、農業漁業的應用，BDS從現實緊迫需求出發，增加了雨量測量和魚情漁汛等功能。此階段，除原有的軍事作戰應用，還增加了后勤支援、武裝力量部署應用，特別是2004年，由BDS導航的無人機飛行實現首戰大捷，在軍事領域，因其擁有諸多優點而得到廣泛應用[15]。BDS應用功能在多領域應用產生聯系，救災飛行和警務車輛導航投入使用。這一階段基本實現了BDS發展戰略的“第二步”，即增加無源定位體制，為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

3）2009年至今融合擴張階段。此階段增長至118個節點，BDS的功能得到進一步拓展，截取度數中心度排名前15的節點如表5所示，網絡密度為18.7%，關鍵詞間的聯系更強，BDS的核心功能也在不斷增加。對比發現，此階段較上一階段新出現了“一帶一路”、監測系統、智慧生活3個領域的功能，并且這些功能的中心度處于前6位，運輸監管、海洋監管、災害監管仍然是BDS服務功能的重點。對節點進行派系分類，得到如圖3所示結果，圖中的手機“pos”是point of sales的簡稱，是一種終端閱讀器。對派系分類概括總結得到如表6所示結果。

表5 2009年至今BDS功能網絡圖譜的指標（部分）

圖3 2009年至今聚類網絡圖譜

表6 關鍵詞聚類概括結果

縱向上來看，應用范圍由上一階段的12個領域拓展為15個，大眾化的社會應用服務成為熱點。BDS較上一階段拓展了智慧城市、精準機控、走出去3大領域。智慧城市在共享單車、120急救等領域的功能與民生緊密結合，助力BDS“落地”。北斗衛星導航系統的發展將對提升中國民航的核心競爭力，增強中國民航空中交通管制權，增強中國民航國際標準話語權等發揮重要作用。走出去領域主要包括2點：1）對接“一帶一路”政策向中國及周邊區域用戶提供服務；2）向全球用戶提供基本服務。BDS監測系統融合功能也不斷深化，由原本的個別應用已經發展為一個較完善的系統，并且在西部地區的新疆、西藏等地投入應用。橫向上來看，定位精度和服務智能化和精確化程度不斷加深。交通運輸領域內“京張高鐵+北斗”，為建設、運營、調度、維護、應急全流程提供智能化服務。這一階段提前實現了BDS發展戰略的“第三步”，即到2020年底為全球用戶提供基本導航、全球短報文通信、國際搜救服務，中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。

1.3 基本規律

BDS功能拓展的基本規律可以概括為以下四點：1）BDS經歷由“軍事-行業-大眾”應用的轉變；2）BDS服務功能兼具橫向、縱向與交叉拓展特征，“北斗+”和“+北斗”內容更豐富；3）BDS服務功能拓展具有自我更新完善特征，“精準性”“安全性”為深化方向；4）BDS功能拓展服務區域經歷三級層次“中國—亞太地區—全球范圍”，BDS正不斷“走出去”。

2 BDS功能拓展影響因素分析

基于已有資料中涉及BDS功能拓展的內容，對BDS發展以“基本規律-本質-影響因素”為分析框架，探究BDS如何實現產業化，提升市場競爭能力。通過對BDS功能拓展基本規律進行歸納，總結出BDS應用的發展趨勢，即BDS產業的發展趨勢。產業發展的影響因素是對本質的細化，因此探究BDS產業發展的影響因素便于更好地理解其本質。邏輯框架如圖4所示。

圖4 “基本規律-本質-影響因素”邏輯框架

波特鉆石模型是研究一個國家或地區產業競爭力影響因素的重要工具，該模型認為一個國家或地區產業競爭力的高低主要取決于四大基本要素，即市場需求、生產要素、相關產業和支持產業、企業的戰略結構和競爭狀況，以及二大輔助因素，即機遇和政府[16]。波特的“鉆石模型”為產業競爭優勢評價提供了基礎性的理論分析框架，被廣泛借鑒和應用于產業競爭優勢和產業發展影響因素的研究中。波特將競爭力的主要來源歸結于優勢產業的建立和產業創新，而BDS產業作為正在高速發展的新興產業，本身具有戰略性、技術性和創新性等顯著特征。但是，與歐美等發達國家的經濟體制不同，且暫時欠缺完善的產業環境，都使得傳統鉆石模型難以直接應用于我國BDS產業的競爭力分析。因此，本文基于波特的鉆石模型與BDS功能拓展的耦合機理，將影響BDS功能拓展的鉆石模型進行修正。

2.1 修正模塊分析

1）將波特鉆石模型中的政府要素作為重要的決定因素而非輔助因素。從我國高新技術產業發展的過程來看，政府發揮了至關重要的作用，政府制定的相關政策、實施的各種措施為產業有效運行提供穩定有序的環境[17]。BDS作為高新技術產業中的一類，政府在其發展初期至關重要；因此，將政府由輔助因素修正為基本因素。截至目前，國家發布的直接針對BDS的文件中有中央法規司法解釋29篇、地方法律法規54篇，涉及與BDS相關的產業、管理、研發等多個領域，對推動BDS導航功能拓展起著關鍵作用。2006年《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》強調實現共性技術的自主創新和產業化發展，為BDS指明了技術創新、產業融合的發展方向，推動了第二階段發展進程。2013年年初，交通運輸部要求9個示范省市“兩客一危”必須在3月底前80%以上安裝上接收BDS導航信號的芯片，為BDS拓展市場提供途徑。有效推進第三階段BDS向大眾應用市場轉化，與先進技術融合，深化“精準”與“安全”性能。

2）將波特模型中的生產要素修正為高級生產要素。波特鉆石模型中將生產要素分為初級和高級生產要素[18]。但BDS高投入性、高技術性、高精確性的“三高”性質使得其對持續資本投入、高端科技人才、核心技術知識需求迫切，對高級生產要素的關注更切合BDS發展的重點任務；因此將原模型中的生產要素修正為高級生產要素。但當前很多衛星導航公司的創新性不夠，還處于初級模仿創新階段，關鍵技術的創新仍是核心任務。另外，有越來越多的民用資本進入市場中，涉及衛星導航產業的上市公司已由2012年的12家增長至2018年的51家，涉及衛星導航產業的上市公司拉動國內投資數百億元；但融資環境仍不容樂觀，產業處于發展初期，整體運營水平不佳，對社會資本、風投資金的吸引力不強，小微企業獲得資金難度大，資金短缺阻礙了科研活動的進行。

2.2 保留模塊分析

1）市場需求。市場需求是產業發展的外部動力，BDS包含國內外、軍民用2個層面的需求[19]。汶川地震中，BDS的使用確保了救援工作有序展開，大大降低了救援的難度，向世界展示了“北斗價值”。至此，BDS憑借先進的短報文功能使得其市場價值逐漸被社會認可。在市場發展方面，2018年國內衛星導航與位置服務市場需求總量基本保持穩定。國內衛星導航定位終端產品總銷量突破 5.3億臺，無論在軍用市場、民用市場還是行業市場都穩步前進。國際市場方面，BDS在亞太地區的市場份額增長。在巴基斯坦，BDS的導航信號被用于軍事系統；在突尼斯，BDS的導航信號被用于無人駕駛車輛，包括中東在內的30多個國家已經實際使用了BDS。同時隨著技術不斷成熟，生產經營規模化必定會提升BDS的精準性以及帶來成本的不斷降低，提升BDS的性價比，從而占據民用市場。

2）企業的戰略分析。企業戰略包括了產品戰略、市場戰略和管理戰略：產品戰略主要關注產品模仿和產品創新；市場戰略主要關注營銷模式；管理戰略主要關注企業資源與能力的治理。BDS產業屬于戰略性新興產業，當前企業產品戰略主要以模仿為主，行業內部企業彼此模仿，初期一定程度上節省了各自的成本，卻不利于整個產業的自主創新。BDS相關企業缺乏制定長遠發展策略的能力，對于產品的“亮點”和“賣點”挖掘不深，沒有深入細化和完善BDS相比于其他3款導航系統的獨特功能；BDS的差異化營銷方式不明顯，如何將目標市場分類，對于小型客戶、垂直客戶以及大客戶采取有針對性的營銷策略仍須探索。目前，與BDS相關的企業呈現“小、散、亂”的特征，規模效應不明顯，企業間的合作意識不強、深度不足，為使資源和能力實現帕累托最優，應推動企業通過兼并重組、強強聯合等方式實現企業盈利和產業良性發展。

3）相關產業和支持產業。波特指出一個有優勢的產業是不可能獨立存在的，其存在與發展離不開與之密切關聯的產業群，緊密合作、有序溝通、相互作用，形成具有穩定性、高效性、互利性的上下游產業鏈，從而推動相關產業占據市場優勢[20]。BDS產業“上—中—下”鏈條初步形成：后端由具有高技術、高端人才的芯片、模塊研發企業組成；中端是專業從事終端機研發的企業；前端是負責開展業務經營的企業[21]。數據顯示，逾13000家單位已開展BDS相關業務。企業方面業務內容涵蓋BDS產業的上中下游，前端研發設計的芯片、模塊等已經在精度上實現突破，甚至趕超美國；中端的各種機載型、佩戴型、指揮型終端也已經實現了全面配套；而前端作為BDS功能拓展的一線，對BDS的業務運營、系統維護等也不斷進步。

4）機遇。產業拓展的機遇主要來自外因，并通過內因產生作用，政治體制變革、國際形勢轉變等一系列突發事件都可能成為產業擴張或萎縮的外因。加快構建“一帶一路”空間信息走廊，對于提升BDS的技術產業水平，拓展BDS應用新模式、新業態，擴大BDS產業規模具有重要作用，為BDS的發展提供了機遇。從需求層面看，沿線多數國家對高端信息通信技術的需求仍很大，市場仍很廣闊，因為這些國家信息技術發展基礎薄弱、重大基礎設施不足，而BDS作為重大信息基礎設施，必然能在信息化發展進程中開辟海外市場。從供給層面看，BDS作為四大衛星導航定位系統之一，隨著我國不斷地實現技術攻關，BDS的穩定、安全、精確性均得到認證；同時BDS產業鏈不斷完善，且BDS有一項性能很好地契合了“一帶一路”沿線國家的需求——因為沿線的東亞、南亞國家均處在低緯度，而GPS在低緯度的導航定位效果不夠精確穩定，但是BDS在低緯度卻可以不受影響地工作，因此“一帶一路”倡議的發展將成為BDS“走出去”不可多得的好機會。

3 結束語

為推動北斗衛星導航系統功能拓展以及產業化發展，一是建立政府強制與市場引導轉化機制。政府出臺相關規章制度規定在基礎設施、公共安全、警務政務等領域應強制性地安裝BDS接收機；在純民用領域，應開放市場，鼓勵自由競爭，設計兼容BDS和GPS的終端，通過提升BDS接收機性能、降低BDS接收機成本，擴大市場份額。二是健全協同創新體制機制。積極構建BDS的協同創新體系，加快創新示范基地建設步伐，推動基地內合作，優化合作路徑、完善合作機制；加大對綜合定位、導航與授時（positioning, navigation and timing, PNT）領域體系設計、技術突破、應用示范等項目的資助力度并提升資助透明度，實現跨單位間的強強聯手，解決綜合PNT智能服務的理論、模型、技術等問題；建立并完善BDS技術成果公共服務平臺，及時更新需求與供給，實現供需有效對接，破除過剩產能，推動科技成果轉移轉化。

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BDS function expansion law and influencing factors analysis based on social network analysis

YANG Liu, WANG Jian, LIU Jida, GUO Yanan

（School of Economics and Management, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China）

In order to further increase the function expansion rate of BeiDou navigation satellite system (BDS), help point out the direction to make industrialization development and gain competitive advantages, break the monopoly of global positioning system (GPS), and consolidate China's national defense, economy, and social security, the paper analyzed the function expansion law and influencing factors of BDS: based on the logic framework of “basic law-essence-influencing factors”, social network analysis was conducted on the text data of BDS application field from 1994 to present; and four basic rules of function expansion of BDS were summarized; then based on the revised diamond model, six factors affecting the development of the BDS industry were analyzed; finally, the development trend, development goals and perfection direction of BDS function expansion were organically combined, and relevant policy suggestions to promote BDS function expansion were put forward.

BeiDou navigation satellite system (BDS); function expansion; basic law; industrial competitive advantage; diamond model

P228

A

2095-4999(2023)01-0016-08

楊柳，王健，劉紀達，等. 基于社會網絡分析法的BDS功能拓展規律與影響因素分析[J]. 導航定位學報, 2023, 11(1): 16-23.（YANG Liu, WANG Jian, LIU Jida, et al. BDS function expansion law and influencing factors analysis based on social network analysis[J]. Journal of Navigation and Positioning, 2023, 11(1): 16-23.）DOI:10.16547/j.cnki.10-1096.20230103.

2022-04-28

國家社會科學基金重點項目（21AZD084）。

楊柳（1993—），女，黑龍江哈爾濱人，博士研究生，研究方向為軍民一體化。

劉紀達（1993—），男，黑龍江哈爾濱人，博士研究生，助理研究員，研究方向為軍民兩用技術。