基于聚类分析的北京市科技资源配置与优化研究

仵凤清，盛 肖，何 健

（燕山大学经济管理学院，河北 秦皇岛 066004）

基于聚类分析的北京市科技资源配置与优化研究

仵凤清，盛 肖，何 健

（燕山大学经济管理学院，河北 秦皇岛 066004）

本文运用聚类分析方法对北京市19个国民经济行业领域的科技工作投入与产出进行聚类研究，研究结果显示各个行业领域科技资源配置工作中存在着不同程度的资源“过剩”或“不足”。为此本文设计出3×3投入产出矩阵,结合分布在矩阵各个区间内行业领域的数量与性质,剖析北京市科技资源配置不均衡的表现与原因,进而提出科技资源配置优化的建议。

科技管理；科技资源配置；聚类分析；投入产出矩阵；北京市

1 引言

不少专家学者分别从多个视角对科技资源配置进行研究，如张晓瑞（2009）采用DEA方法对全国不同省市自治区科技资源配置效率进行综合评价，秦浩源、王宝成等学者也分别运用不同评价方法对国家科技资源在各省间的配置现状及利用效率进行分析，然而，上述研究都是行政区域间的科技资源配置宏观比较，未能具体研究区域内各个国民经济行业领域的科技资源配置问题。只有一些政府报告式文献涉及科技资源在各行业间分配，如天津市科技统计与发展研究中心吴达对天津市“十五”期间部分行业领域科技投入产出进行统计分析。不过此类研究关注更多的是表层数据，忽视了不同行业间科技工作的性质差异。事实上，充分了解与把握各行业领域科技工作的现状与特点，才是合理有效配置科技资源的关键所在。因此，本文依据北京科技年鉴数据对北京市19个国民经济行业领域2007年的科技投入产出进行聚类分析，并构建投入产出矩阵，根据各行业领域在矩阵区间的分布情况，深入分析北京科技资源配置现状，提出配置优化的方向与方法。

2 聚类分析步骤

2.1 建立评价指标体系

本文从科技资源投入与产出角度进行资源配置研究，因此参考北京科技年鉴数据统计的内容，建立了有2项一级指标、4项二级指标、13项三级指标的指标体系，具体见表1。

2.2 数据标准化

本文采用Z-SCORE对原始数据进行标准化处理。第i个样本的第j个指标变量标准化之后为：

2.3 聚类方法

本文采用能较好地利用所有样本之间信息的类平均法进行聚类，将类与类之间的距离定义为所有样本对之间的平均距离，即定义GA和GB之间的距离为：

其中nA和nB分别为类 GA和GB得样品个数，dij为类GA中样品i与GB中样品j的欧氏距离。聚类计算通过R统计软件实现，将聚类结果分为高、中、低 3 类［1］。

3 北京市科技投入与产出聚类

采用上述方法，本文选取2007年北京市在19个国民经济行业领域的科技投入与产出数据进行聚类分析。所有数据来源于北京科技年鉴2008年度。通过R软件计算得出的投入聚类树形图见图1，产出聚类树形图见图2。

图中聚类距离是经正规化之后的距离，即合并的两类之间的距离除以变量之间的平均距离。根据本文研究目的采用给定阈值T法将投入与产出分别划为高、中、低三类，具体聚类结果如下。

高投入：科学研究技术服务和地质勘查、制造业、信息传输计算机服务和软件；

中投入：教育、农林牧渔、采矿、建筑、卫生社会保障和社会福利；

低投入：电力燃气及水生产供应、交通运输仓储和邮政、批发零售住宿餐饮、金融、房地产、租赁及商务服务、水利环境和公共设施管理、居民服务和其他服务、文化体育和娱乐、公共管理和社会组织、国际组织；

高产出：制造业、科学研究技术服务和地质勘查、教育；

中产出：信息传输计算机服务和软件、采矿、建筑、电力燃气及水生产和供应、卫生社会保障和社会福利；

低产出：农林牧渔、交通运输仓储和邮政、批发零售住宿餐饮、金融、房地产、租赁和商务服务、水利环境和公共设施管理、居民服务和其他服务、文化体育和娱乐、公共管理和社会组织、国际组织。

4 北京市科技资源配置及优化

4.1 投入产出矩阵与总体情况分析

本文构建3×3投入产出矩阵作为分析工具，对北京市科技资源配置现状进行综合分析，并提出具体的优化方案。如图3所示，横坐标为科技投入，纵坐标为科技产出，整个矩阵根据科技投入产出水平划分为9个区间，区间内用括号标注的数字表示处于该区间的行业个数。区间1、5、9位于矩阵的主对角线上，代表了投入产出率的平均水平，分别表现为低投入低产出、中投入中产出、高投高产出。这条主对角线将矩阵划分为两部分，区间4、7、8位于主对角线的左上侧，是投入产出率高于平均水平的一部分。其中分布于区间7的行业领域科技投入产出水平表现为低投入高产出，资源利用率最高，是资源配置最为理想的结果。区间4与8则分别是低投入中产出、中投入高产出，科技资源利用率也较为理想，等量科技投入水平下科研成果较其他行业领域要多。位于矩阵主对角线右下方的是区间2（中投入低产出）、3（高投入低产出）、6（高投入中产出），分布在这三个区间的行业领域科技投入产出率低于平均水平，是科技资源配置的重点优化领域，尤其是分布在区间3的行业领域。

从图3可见，19个行业领域中有15个分布在主对角线区间内，其余4个行业均匀地分布在主对角线两侧，没有出现极端不合理现象。所以总体上看，北京市科技投入与产出比基本均衡。但是，根据表2与图3具体数据来看，问题非常严重。首先，科技资源投入严重不足，多达10个行业领域处于低投入低产出区间。其次，科技资源投入严重失衡，区间9内2个高投入高产出行业领域获得的资金投入是区间1内10个行业领域的73倍多。第三，个别行业领域资源利用效果差，有2个行业（近1/10）分别处于高投入中产出、中投入低产出区间。第四，仅有少数行业领域能有效利用资源，有2个行业领域分别处于低投入中产出、中投入高产出区间。

4.2 各行业领域资源配置情况及优化

（1）区间9行业领域资源配置及优化。

区间9属于高投入高产出区间，有两个行业分布在区间9内，分别是制造业与科学研究技术服务和地质勘查领域。其中制造业领域多是应用型研究，科技成果有助于企业提高生产率，降低生产成本，带来的直接经济效益明显，实用性较强，容易吸收社会企业资金投入。2007年，北京市在制造行业领域政府投入科技资金282774万元，而带动社会投入得资金是2169228万元，是政府筹集资金的7倍多，占整体社会投入资金的42%。科学研究技术服务和地质勘查领域则由于涉及地质、能源、国家安全等关键领域，国家和地方政府都十分重视，2007年北京市在该领域的投入为3696733万元，占科技资金总额的77.9%，科技人员的数量也远远超过其它行业领域，可以说该领域的高产出很大程度上是建立在高投入的前提上的。

这两个行业领域科技资金充足，人才资源丰富，占用了北京市的绝大部分科技投入，因此优化配置资源十分必要。首先，地方政府应注重提升科技资源的利用效率，在保证科技成果的数量及质量的前提下，将投入成本降下来。其次，应重视成果转化和技术推广环节的投入，尽量将基础型研究成果转化为应用成果，使产出效益最大化。另外，这两个行业领域科技成果较为丰富，地方政府应对科技立项严格把关，避免功利化单位或个人为获得科技资源或为了完成某些定量指标而盲目申请科研项目，重复性研究，造成科技资源的浪费［2］。

（2）区间1行业领域资源配置及优化。

区间1属于低投入低产出区间，共有10个行业领域处于此区间：水利环境和公共设施管理业、居民服务和其他服务业、文化体育和娱乐业、交通运输仓储和邮政业、批发零售住宿餐饮业、金融业、房地产业、租赁和商务服务业、公共管理和社会组织、国际组织。这些行业多属于社会公共管理和服务领域，科技工作能带来的直接经济效益不明显，国家政府尤其是地方政府对这些领域关注度不够，投入资源极少。由表2可知，政府科技资金在这10个领域投入的总和为282774万元，只占总额的7.1%。低的关注度与投入限制了科技产出水平，同时也是造成这些行业领域发展进程中一系列问题的主要原因，如水利环境问题、文化体育问题、交通运输问题、公共设施问题等。

分布在区间1内的行业领域，关乎民生民意，关系到国家及地方的长远利益，是影响社会和谐、全面发展的主要因素。因此，在科学发展观指导下，政府应重视这些行业领域的科技研究与发展，尤其要重视水利、环境、文化、体育、交通运输等领域。政府应大力加强这些领域的科技资源配置，同时实施各种优惠政策，吸引更多的社会及企业资金投入，鼓励公益性、非营利性研究，奖励高质量高水平的科技成果及其推广应用，以提升社会公共服务和管理水平。

（3）区间4和8行业领域资源配置及优化。

区间4与8属于低投入中产出和中投入高产出区间。处在区间4的行业领域为电力燃气及水的生产和供应行业，处在区间8的行业领域为教育业。电力燃气及水的生产和供应行业的科技投入产出率较高，主要原因是北京城市的特殊需要。北京是我国政治、经济、文化的中心，人口最为密集，对电力燃气及水的生产和供应要求较高，因此科技发展动力性强，容易吸引社会及企业研究资源的投入，社会效益最为明显。北京市2007年在该行业的科技活动经费筹集额为198473万元，其中社会筹集资金为194839万元，占总筹集资金的98.1%，只有不到2%的资金为政府资金。处在区间8内的教育业行业2007科技资金投入不及科学研究技术服务和地质勘查领域的1/6，而拥有的专利、科技论文、著作等科技成果却都超过科学研究技术服务和地质勘查领域。其主要原因是当今高校的功能正由教育向教育、科研、社会服务转变，高校不仅是人才培养的中心，亦是知识生产的中心。而北京市著名高校林立，集聚了大量高水平科技人才，进而投资风险小，研发成本低，容易吸引社会资金投入［3］。

电力燃气及水的生产和供应行业直接影响社会生活、生产的安全稳定，而且技术更新快，带动增长压力大，因此政府应继续加强对该行业的科技资源投入，持续提升科技产出水平和质量。教育是一个国家科技人才的摇篮，政府首先应进一步加大该行业投入力度，尤其是加强基础研究的科技资源配置。其次应加强知识更新工作的资源配置，教育行业的知识老化会造成整个社会的落后，因此应注重对教育工作者的培训，更新老化知识［4］。最后，应注重资源共享建设，打破高校间条块界限，避免资源重复配置，更有效地利用高校丰富的人才资源。

（4）区间2和6行业领域资源配置及优化。

区间2和6属于中投入低产出和高投入中产出区间。处在区间2的行业是农林牧渔业，处在区间6的是信息传输计算机服务和软件行业。我国历来重视农业和高新技术产业的发展问题，近年来地方政府和企业组织都加大了这方面的投入，但是从投入产出角度来看，效果并不明显。主要原因是这两个行业科技工作的性质影响了科技投入和产出。农林牧渔领域科技项目研发过程复杂，研发周期较长，短期内科技成果不明显，而且成本回收期长，回报率低。如两系杂交水稻历经9年的育种过程才得到大面积推广。信息传输计算机服务和软件行业的科技工作表现为首创性研发成本高成功率低，跟随者却模仿容易、复制成本极低，而且产品更新速度快，生命周期短，再加上知识产权保护制度的不完善，为该行业科研工作带来了极大的投资风险与研发风险。

对于这两个行业，地方政府一方面要进一步加强科技投入，尤其是加大对重点攻关领域的经费支持，促进农林牧渔业和高新技术产业的稳定发展；另一方面要加大知识产权保护工作的资源配置，完善知识产权保护制度，制定和维护市场交易规则，切实降低高科技领域研发风险，保护科研单位的研究成果［5］。

5 结语

通过本文的分析可以看出，北京市在科技资源配置工作仍存在一些不足，国内其他各省市也应从多方面努力以优化科技资源配置。首先是先进知识的学习，借鉴发达国家的科技资源配置经验，结合我国国情，相互之间取长补短。其次是提倡创新。创新是科技进步的重要推动力量，要求地方政府在科技资源配置工作中重点支持企业自主创新，增加高校创新能力与科技园区的孵化作用力。最后，在科技资源配置工作中应注重社会与生态效益，贯彻科学发展观，构建和谐社会，让科技工作更好的服务于人类社会文明。

［1］王学民.应用多元分析（第三版）［M］.上海:上海财经出版社，2009.

［2］陈韫春.基于论文和专利的我国科研现状分析［J］.科技管理研究，2010，（10）：14-15.

［3］李荣华.我国研发经费配置与优化［J］.科技管理研究，2010，（6）：42-44.

［4］刘玲利.提升科技资源配置绩效的对策研究［J］.科技管理研究，2008，（612）：63-65.

［5］沈赤.现代经济理论视角下的科技资源优化配置分析［J］.学术交流，2009，（5）:78-82.

（责任编辑 张九庆）

Optimization of Beijing Science and Technology Resources Allocation

Wu Fengqing，Sheng Xiao，He Jian
（School of Economics and Management,Yanshan University，Qinhuangdao 066004，China）

The article studies the input and output of science and technology projects of 19 branches of national economic industries in Beijing with cluster analysis.The research reveals that there exists varied degrees surplus or insufficiency of resources in various science and technology industries.The resource utilization capability is low.Thus,this article designs a 3×3 input-output matrix to analyze the fact and reason of the imbalance of Beijing science and technology resources allocation,and gives proposals in the field of science and technology resources allocation.

science and technology management； science and technology resource allocation； cluster analysis； input-output matrix；Beijing

G311

A

河北省企业科技创新自组织动力机制与生态学培育路径研究（HB10XG L175）。

2010-11-10

仵凤清（1964-），男，黑龙江泰来人，管理学博士研究生，副教授，现任燕山大学文法学院党委书记；研究方向：科技管理，知识管理等。