基于熵权法和灰色综合评价法的湖北省区域科技能力评价

汤琼　李成标

摘要：在建立区域科技能力评价指标体系的基础上，设计了一种基于熵权法和灰色综合评价法的科技能力综合评价模型，并对湖北省2007-2012年的区域科技能力进行实证评价与分析。结果表明，湖北省的科技能力正逐年上升，但存在科技资源配置能力不足。

关键词：区域科技能力；熵权法；灰色综合评价法；湖北省

中图分类号：G311 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）16-3963-04

Abstract： Based on the establishment of index system of evaluating regional scientific and technological capacity， a comprehensive evaluation model of scientific and technological capabilities was developed by Entropy Weight and the gray comprehensive evaluation method. The capability of science and technology in Hubei Province of 2007-2012 was empirically evaluated and analyzed. Results showed that scientific and technological capabilities in Hubei Province were increasing year by year. But technological resources were lack of allocation capability.

Key words： regional science and technology capacity； entropy weight； gray comprehensive evaluation method；Hubei province

区域科技能力是指区域内各种科技要素的互动来促进经济增长和社会发展的能力，是衡量地区综合实力和国际竞争力的关键因素和核心内容。正确识别和评价区域的科技能力，有利于地方政府从整体上把握区域科技能力现状和水平，制定合理的科技发展规划，发挥区域的科技优势，从而获取最佳的经济效益和社会效益。本研究通过构建区域科技能力评价体系，对湖北省的科技能力进行定量分析，力图发现湖北省科技工作中存在的不足，为政府改善科技管理工作提供科学的参考依据。

目前对于区域科技能力评价的研究有：晏敬东等[1]提出用均方差方法对区域科技能力评价指标进行赋权，并选择北京、上海、江苏等省（市）的科技数据进行实例分析，验证了该方法的可行性。高艳等[2]运用熵值模型对中部区域科技能力对比环渤海、长三角、珠三角地区，揭示了中部区域科技能力所处的地位。伊昌斌等[3]采用主成分分析法测评了中国县域科技工作百强县，发现县域科技工作与社会经济发展存在相辅相成关系。陈宝国[4]使用层次分析法对福建省科技持续发展能力进行分析，给出了实证研究的政策性建议。除了上述研究外，还有部分学者使用网络层次分析法、TOPSIS、因子分析法等方法对全国省级行政区域的科技能力进行了评估研究[5-7]。综上所述，学者们在区域科技能力的评价方面已经做出了大量的探索，但总体来看，采用的方法较为单一，结论的可靠性将不可避免地受到影响。因此本研究将熵权法和灰色综合评价法结合，利用熵权法确定科技统计数据的客观权重，利用灰色综合评估法衡量各指标的关联度，去除了主观性和数据信息的不完全性影响，将更有效地反映区域科技能力现状和水平。

2 评价指标体系的构建

建立科学的区域科技能力评价指标体系，是正确评价区域技术创新能力的前提与基础，也是关键。在已有的研究成果[1-12]中，有总量类型指标和比例类型指标两种类型。因为总量类指标只能反映区域科技规模，而本研究是对湖北省这一区域的科技能力进行纵向评价，因此在选择评价指标时全部选择比例类型指标，以突出湖北省科技能力的发展进步情况。在遵循系统性、代表性、可操作性原则基础上，本研究从科技基础、科技投入、科技产出3个方面选择了12个指标，具体指标内容见表1。其中科技基础反映了区域内的科技意识，对科技发展的支持程度；科技投入是核心，反映了科技进步的主动力驱动程度；科技产出是关键，反映了科技对地区经济的影响效果。

3 综合评价模型

3.1 熵权法

熵权法是一种客观的赋权方法，根据指标所包含信息量的多少来确定指标权重。指标的熵值越小，则指标值的变异程度越大，提供的信息量也就越多，在综合评价中起的作用越大，即权重也越大。具体计算步骤为：

3.2 灰色综合评价法

灰色综合评价法是利用灰色关联度来比较各备选方案的优劣程度，主要通过计算比较序列与参考序列的关联系数和关联度，来确定各种备选方案的重要度，进而确定最优方案。具体计算步骤为：

1）确定最优指标集。最优指标是从各评价对象的同一指标中选取最优的一个，各评价指标的最优值组成的集合即为最优指标集，记为U*=（u01，u02，…，u0n）。最优指标集和各评价对象的指标组成矩阵D=u0juij，其中uij为第i个评价对象第j个指标的原始数据，（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。

3）确定评价矩阵。经标准化处理后，以最优指标集为参考序列，各评价对象的指标为比较序列，计算第i个评价对象与最优指标集的第j个最优指标的灰色关联系数Lij。

4）灰色综合评价。由评价矩阵R和权重矩阵W，可求出用灰色关联度表示的评价结果B=W×RT，其中bi=∑■■WjLij。endprint

灰色关联度越大，说明该评价对象越接近于最优指标。因此就可以根据关联度的大小排出各评价对象的优劣顺序。

4 湖北省区域科技能力的评价与分析

4.1 指标数据来源

湖北省区域科技能力的评价中的相关原始数据均来源于2008年到2013年的《湖北科技统计年鉴》、《湖北统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》，保证了评价结果的可信度。

4.2 评价过程

1）确定权重。根据熵权法确定各层次指标权重。第一层次指标组成的权重矩阵W=（0.268，0.143，

0.589），第二层次指标组成的权重矩阵分别为W1=（0.922，0.039，0.021，0.18），W2=（0.443，0.233，0.084，

0.240），W3=（0.072，0.598，0.124，0.206）。

2）确定最优指标集。本研究所取的指标除X13为负向指标，应选择6年中的最小值入最优指标集外，其他指标均为正向指标，选择最大值。

3）确定评价矩阵。根据灰色关联分析这一工具，确定湖北省科技基础、科技投入、科技产出的综合评价矩阵，分别为：

R1=0.333 0.333 0.945 0.3990.360 0.426 1 0.5190.414 0.528 0.717 10.460 0.645 0.333 0.5530.660 0.773 0.381 0.333 1 1 0.355 0.377

R2=0.333 0.333 1 0.4190.355 0.388 0.643 0.3330.533 0.763 0.341 10.570 0.815 0.333 0.6680.708 0.759 0.580 0.787 1 1 0.840 0.829

R3= 1 0.333 0.333 0.3370.653 0.357 0.348 0.3330.412 0.406 0.420 0.3550.398 0.561 0.435 0.3420.373 0.622 0.712 0.3640.333 1 1 1

4）灰色综合评价。首先对科技基础、科技投入、科技产出进行综合评价，结果依次为：

其次，对总体科技能力进行综合评价，其评价矩阵R由科技基础、科技投入、科技产出三个维度的评价结果构成，R=B1B2B3，则湖北省科技能力综合评价结果为：B=W×R=[0.377 0.375 0.449 0.503 0.610 0.957]。

4.3 结果分析

以灰色关联度为参考，湖北省区域科技能力的综合能力、科技基础、科技投入、科技产出大小在时间序列上的趋势如图1所示。

从图1可以看出，湖北省区域科技综合能力的关联度总体上呈稳步上升的趋势，尤其是2010年至2012年保持较高的增长速度，表明随着湖北省“科教兴鄂”战略及“十一五”科技发展规划的制定和实施，湖北省科技事业发展迅速，科技能力显著提高。具体看各个一级指标关联度的变动，可以发现科技基础的关联度持续上升，且与综合能力曲线的几何形状保持高度接近，说明湖北省科技基础是科技进步的基石；科技投入的关联度波动较大，主要原因是R&D经费指数、地方财政科技支出指数变化较大，而正是因为没有持续稳定的投入造成了2008年至2010年科技产出增长速度缓慢。另一方面，虽然湖北省科技产出的关联度逐年上升，但在科技论文指数这一指标上却一直是下降的，因此，建议湖北省科技工作者在今后的科研工作中多写论文、多出成果，并使这些成果得到更好地推广应用到生产中去。

5 小结与讨论

本研究通过构建区域科技能力评价指标体系，采用熵权法和灰色综合评价法克服赋权主观性和数据信息不完全性的影响，对湖北省科技能力进行实证研究，有效地反映了湖北省科技能力的现状和进展。从评价结果分析，湖北省科技综合能力在稳步上升，但在科技经费投入、科研成果产出方面仍然存在欠缺。因此，为力争在全国科技前沿领域占有重要地位，湖北省应加强科技资源的配置能力。

参考文献：

[1] 晏敬东，陈 卓.区域科技能力评价指标赋权的方法研究[J].科技进步与对策，2003（13）：119-120.

[2] 高 艳，胡树华.基于熵值模型对中部区域科技能力的比较分析[J].科技管理研究，2005（1）：51-53.

[3] 伊昌斌，邱建军，周 颖.我国县域科技工作能力评价与政策建议[J].中国科技论坛，2006（6）：78-83.

[4] 陈宝国.区域科技持续发展能力评价及其应用[J].发展研究，2007（5）：29-30.

[5] 赵国杰，邢小强.ANP法评价区域科技实力的理论与实证分析[J].系统工程理论与实践，2004（5）：41-45.

[6] 吴 强，梁 栋，孙成园.省际总量科技能力的评价指标体系构筑及实证分析[J].预测，2005（6）：14-17.

[7] 彭建娟，李建华.基于多层次因子分析的区域科技能力指标体系建立及东北现状解析[J].工业技术经济，2005，24（8）：63-67.

[8] 张 静，白永青.我国南部沿海地区科技实力评价与分析[J].科技管理研究，2006（1）：69-72.

[9] 冯 义，侯仁勇.中部六省科技能力评价[J].科技进步与对策，2006（10）：154-156.

[10] 赵希男，王艳梅，温 馨.基于个性优势特征分析的区域科技能力评价[J].科学学研究，2007，25（6）：1104-1111.

[11] 彭建娟，赵中良.吉林省科技能力现状及其成长路径研究[J].东北亚论坛，2007，16（2）：69-73.

[12] 虞 震.泛长三角区域科技创新能力评价与比较研究[J].社会科学，2011（11）：47-52.

（责任编辑 罗亚军）endprint

灰色关联度越大，说明该评价对象越接近于最优指标。因此就可以根据关联度的大小排出各评价对象的优劣顺序。

4 湖北省区域科技能力的评价与分析

4.1 指标数据来源

湖北省区域科技能力的评价中的相关原始数据均来源于2008年到2013年的《湖北科技统计年鉴》、《湖北统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》，保证了评价结果的可信度。

4.2 评价过程

1）确定权重。根据熵权法确定各层次指标权重。第一层次指标组成的权重矩阵W=（0.268，0.143，

0.589），第二层次指标组成的权重矩阵分别为W1=（0.922，0.039，0.021，0.18），W2=（0.443，0.233，0.084，

0.240），W3=（0.072，0.598，0.124，0.206）。

2）确定最优指标集。本研究所取的指标除X13为负向指标，应选择6年中的最小值入最优指标集外，其他指标均为正向指标，选择最大值。

3）确定评价矩阵。根据灰色关联分析这一工具，确定湖北省科技基础、科技投入、科技产出的综合评价矩阵，分别为：

R1=0.333 0.333 0.945 0.3990.360 0.426 1 0.5190.414 0.528 0.717 10.460 0.645 0.333 0.5530.660 0.773 0.381 0.333 1 1 0.355 0.377

R2=0.333 0.333 1 0.4190.355 0.388 0.643 0.3330.533 0.763 0.341 10.570 0.815 0.333 0.6680.708 0.759 0.580 0.787 1 1 0.840 0.829

R3= 1 0.333 0.333 0.3370.653 0.357 0.348 0.3330.412 0.406 0.420 0.3550.398 0.561 0.435 0.3420.373 0.622 0.712 0.3640.333 1 1 1

4）灰色综合评价。首先对科技基础、科技投入、科技产出进行综合评价，结果依次为：

其次，对总体科技能力进行综合评价，其评价矩阵R由科技基础、科技投入、科技产出三个维度的评价结果构成，R=B1B2B3，则湖北省科技能力综合评价结果为：B=W×R=[0.377 0.375 0.449 0.503 0.610 0.957]。

4.3 结果分析

以灰色关联度为参考，湖北省区域科技能力的综合能力、科技基础、科技投入、科技产出大小在时间序列上的趋势如图1所示。

从图1可以看出，湖北省区域科技综合能力的关联度总体上呈稳步上升的趋势，尤其是2010年至2012年保持较高的增长速度，表明随着湖北省“科教兴鄂”战略及“十一五”科技发展规划的制定和实施，湖北省科技事业发展迅速，科技能力显著提高。具体看各个一级指标关联度的变动，可以发现科技基础的关联度持续上升，且与综合能力曲线的几何形状保持高度接近，说明湖北省科技基础是科技进步的基石；科技投入的关联度波动较大，主要原因是R&D经费指数、地方财政科技支出指数变化较大，而正是因为没有持续稳定的投入造成了2008年至2010年科技产出增长速度缓慢。另一方面，虽然湖北省科技产出的关联度逐年上升，但在科技论文指数这一指标上却一直是下降的，因此，建议湖北省科技工作者在今后的科研工作中多写论文、多出成果，并使这些成果得到更好地推广应用到生产中去。

5 小结与讨论

本研究通过构建区域科技能力评价指标体系，采用熵权法和灰色综合评价法克服赋权主观性和数据信息不完全性的影响，对湖北省科技能力进行实证研究，有效地反映了湖北省科技能力的现状和进展。从评价结果分析，湖北省科技综合能力在稳步上升，但在科技经费投入、科研成果产出方面仍然存在欠缺。因此，为力争在全国科技前沿领域占有重要地位，湖北省应加强科技资源的配置能力。

参考文献：

[1] 晏敬东，陈 卓.区域科技能力评价指标赋权的方法研究[J].科技进步与对策，2003（13）：119-120.

[2] 高 艳，胡树华.基于熵值模型对中部区域科技能力的比较分析[J].科技管理研究，2005（1）：51-53.

[3] 伊昌斌，邱建军，周 颖.我国县域科技工作能力评价与政策建议[J].中国科技论坛，2006（6）：78-83.

[4] 陈宝国.区域科技持续发展能力评价及其应用[J].发展研究，2007（5）：29-30.

[5] 赵国杰，邢小强.ANP法评价区域科技实力的理论与实证分析[J].系统工程理论与实践，2004（5）：41-45.

[6] 吴 强，梁 栋，孙成园.省际总量科技能力的评价指标体系构筑及实证分析[J].预测，2005（6）：14-17.

[7] 彭建娟，李建华.基于多层次因子分析的区域科技能力指标体系建立及东北现状解析[J].工业技术经济，2005，24（8）：63-67.

[8] 张 静，白永青.我国南部沿海地区科技实力评价与分析[J].科技管理研究，2006（1）：69-72.

[9] 冯 义，侯仁勇.中部六省科技能力评价[J].科技进步与对策，2006（10）：154-156.

[10] 赵希男，王艳梅，温 馨.基于个性优势特征分析的区域科技能力评价[J].科学学研究，2007，25（6）：1104-1111.

[11] 彭建娟，赵中良.吉林省科技能力现状及其成长路径研究[J].东北亚论坛，2007，16（2）：69-73.

[12] 虞 震.泛长三角区域科技创新能力评价与比较研究[J].社会科学，2011（11）：47-52.

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灰色关联度越大，说明该评价对象越接近于最优指标。因此就可以根据关联度的大小排出各评价对象的优劣顺序。

4 湖北省区域科技能力的评价与分析

4.1 指标数据来源

湖北省区域科技能力的评价中的相关原始数据均来源于2008年到2013年的《湖北科技统计年鉴》、《湖北统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》，保证了评价结果的可信度。

4.2 评价过程

1）确定权重。根据熵权法确定各层次指标权重。第一层次指标组成的权重矩阵W=（0.268，0.143，

0.589），第二层次指标组成的权重矩阵分别为W1=（0.922，0.039，0.021，0.18），W2=（0.443，0.233，0.084，

0.240），W3=（0.072，0.598，0.124，0.206）。

2）确定最优指标集。本研究所取的指标除X13为负向指标，应选择6年中的最小值入最优指标集外，其他指标均为正向指标，选择最大值。

3）确定评价矩阵。根据灰色关联分析这一工具，确定湖北省科技基础、科技投入、科技产出的综合评价矩阵，分别为：

R1=0.333 0.333 0.945 0.3990.360 0.426 1 0.5190.414 0.528 0.717 10.460 0.645 0.333 0.5530.660 0.773 0.381 0.333 1 1 0.355 0.377

R2=0.333 0.333 1 0.4190.355 0.388 0.643 0.3330.533 0.763 0.341 10.570 0.815 0.333 0.6680.708 0.759 0.580 0.787 1 1 0.840 0.829

R3= 1 0.333 0.333 0.3370.653 0.357 0.348 0.3330.412 0.406 0.420 0.3550.398 0.561 0.435 0.3420.373 0.622 0.712 0.3640.333 1 1 1

4）灰色综合评价。首先对科技基础、科技投入、科技产出进行综合评价，结果依次为：

其次，对总体科技能力进行综合评价，其评价矩阵R由科技基础、科技投入、科技产出三个维度的评价结果构成，R=B1B2B3，则湖北省科技能力综合评价结果为：B=W×R=[0.377 0.375 0.449 0.503 0.610 0.957]。

4.3 结果分析

以灰色关联度为参考，湖北省区域科技能力的综合能力、科技基础、科技投入、科技产出大小在时间序列上的趋势如图1所示。

从图1可以看出，湖北省区域科技综合能力的关联度总体上呈稳步上升的趋势，尤其是2010年至2012年保持较高的增长速度，表明随着湖北省“科教兴鄂”战略及“十一五”科技发展规划的制定和实施，湖北省科技事业发展迅速，科技能力显著提高。具体看各个一级指标关联度的变动，可以发现科技基础的关联度持续上升，且与综合能力曲线的几何形状保持高度接近，说明湖北省科技基础是科技进步的基石；科技投入的关联度波动较大，主要原因是R&D经费指数、地方财政科技支出指数变化较大，而正是因为没有持续稳定的投入造成了2008年至2010年科技产出增长速度缓慢。另一方面，虽然湖北省科技产出的关联度逐年上升，但在科技论文指数这一指标上却一直是下降的，因此，建议湖北省科技工作者在今后的科研工作中多写论文、多出成果，并使这些成果得到更好地推广应用到生产中去。

5 小结与讨论

本研究通过构建区域科技能力评价指标体系，采用熵权法和灰色综合评价法克服赋权主观性和数据信息不完全性的影响，对湖北省科技能力进行实证研究，有效地反映了湖北省科技能力的现状和进展。从评价结果分析，湖北省科技综合能力在稳步上升，但在科技经费投入、科研成果产出方面仍然存在欠缺。因此，为力争在全国科技前沿领域占有重要地位，湖北省应加强科技资源的配置能力。

参考文献：

[1] 晏敬东，陈 卓.区域科技能力评价指标赋权的方法研究[J].科技进步与对策，2003（13）：119-120.

[2] 高 艳，胡树华.基于熵值模型对中部区域科技能力的比较分析[J].科技管理研究，2005（1）：51-53.

[3] 伊昌斌，邱建军，周 颖.我国县域科技工作能力评价与政策建议[J].中国科技论坛，2006（6）：78-83.

[4] 陈宝国.区域科技持续发展能力评价及其应用[J].发展研究，2007（5）：29-30.

[5] 赵国杰，邢小强.ANP法评价区域科技实力的理论与实证分析[J].系统工程理论与实践，2004（5）：41-45.

[6] 吴 强，梁 栋，孙成园.省际总量科技能力的评价指标体系构筑及实证分析[J].预测，2005（6）：14-17.

[7] 彭建娟，李建华.基于多层次因子分析的区域科技能力指标体系建立及东北现状解析[J].工业技术经济，2005，24（8）：63-67.

[8] 张 静，白永青.我国南部沿海地区科技实力评价与分析[J].科技管理研究，2006（1）：69-72.

[9] 冯 义，侯仁勇.中部六省科技能力评价[J].科技进步与对策，2006（10）：154-156.

[10] 赵希男，王艳梅，温 馨.基于个性优势特征分析的区域科技能力评价[J].科学学研究，2007，25（6）：1104-1111.

[11] 彭建娟，赵中良.吉林省科技能力现状及其成长路径研究[J].东北亚论坛，2007，16（2）：69-73.

[12] 虞 震.泛长三角区域科技创新能力评价与比较研究[J].社会科学，2011（11）：47-52.

（责任编辑 罗亚军）endprint