基于熵权TOPSIS法的我国产煤大省区域创新能力评价

周　洁，郭丕斌

(1.中北大学经济与管理学院，山西 太原 030051；2.忻州师范学院经管系，山西 忻州 034000)

基于熵权TOPSIS法的我国产煤大省区域创新能力评价

周洁1，郭丕斌2

(1.中北大学经济与管理学院，山西 太原 030051；2.忻州师范学院经管系，山西 忻州 034000)

摘要：产煤大省的可持续发展对保障国民经济健康协调地发展至关重要，而区域创新能力则是实现可持续发展的重要途径。基于此，本文从知识创造能力、知识获取能力、企业科技创新能力、创新环境以及创新的经济效益这5方面构建了区域创新能力评价指标体系，应用熵权TOPSIS法对我国年产煤量过亿吨的9个省份进行了评价，并利用蛛网图从综合指标和产煤大省两个视角对区域创新能力进行了分析，以了解其存在差距的具体原因。结果表明：9省的区域创新能力可分为较强、一般、较弱三类，山东为较强，河南、安徽、陕西为一般，内蒙古、山西、云南、新疆、贵州为较弱；此外，各产煤大省在提高其区域创新能力的途径方面各有侧重，区域创新能力较弱的产煤大省需要立足于省情，加大科技投入、对外贸易以及发展特色非煤产业等方面的力度，以求突破“资源诅咒”的限制，实现绿色转型。

关键词：产煤大省；区域创新；熵权TOPSIS法；能力评价

煤炭资源是我国的主体能源，关系到国家的能源安全和国民经济的命脉。随之应运而生的产煤大省，作为一类独特的群体，在我国的经济建设中发挥着不可替代的作用。众所周知，在经济全球化的时代背景下，区域创新能力正逐步成为获取竞争优势的决定性因素，在推动地区的跨越式发展方面扮演着重要的角色。那么，丰裕的煤炭资源对区域创新能力的提升究竟是“福音”还是“诅咒”？Auty(1993)提出的“资源诅咒”是否会影响一个区域的创新能力？鉴于此，有必要对我国产煤大省的区域创新能力进行评价。

Everett等(1984)是最早关注区域创新能力评价并在这一领域开展研究的学者，他们通过定性分析法对美国“硅谷”的产生及发展过程进行了系统的考察[1]。Asheim等(2004)运用案例分析法对北欧区域集群及创新系统进行了研究[2]。李高扬等(2011)以我国除台湾省外31省的区域创新能力作为研究对象，运用结构方程模型对其进行了评价[3]；冯岑明等(2007)建立了RBF神经网络来评价区域科技创新能力，并选取河南省的16个县进行了仿真试验[4]；朱蓉等(2014)运用AHP法对常州市的区域创新能力进行了评价[5]。然而，针对拥有某种共性的区域，进行创新能力评价的研究并不多见。本文将针对我国产煤大省这类资源型区域进行分析评价，以试图发现新的研究视角。

本文中提到的产煤大省，是指我国9个年产煤量过亿吨的省份，分别是内蒙古、山西、陕西、贵州、河南、山东、新疆、安徽、云南。产煤大省的可持续发展，对保障能源供给、实现国民经济持续健康发展具有重要意义，而区域创新则是实现可持续发展、社会升级的重要途径。对产煤大省的区域创新能力进行评价，有助于探索“资源诅咒”对创新能力的影响，并为各省在今后制定发展规划时提供依据。而各产煤大省之间的比较，可为创新能力相对较弱的省份进行转型，提供一定的参考价值。

1研究设计

1.1方法选择

目前，对区域创新能力评价的方法主要有层次分析法、灰色关联度法以及神经网络法等。层次分析法较好地体现了区域创新能力评价的多指标特点，实用简洁，但却需要多次的两两比较，评价的主观性较大。灰色关联度法适用于贫信息评价环境，而且能够对内部因素的变化趋势进行分析，但在对区域创新能力的整体评判上却存在缺陷。神经网络法能够挖掘零散数据背后隐含的复杂规律，但大量的区域创新评价训练样本却难以获得。由此可见，现有评价方法中有些方法不便于操作，而有些方法具有较强的主观性，用来评价区域创新能力都存在一定的不足之处。

然而，本文的评价对象——产煤大省的区域创新能力，具有客观指标及多指标比较的特点。鉴于此，一种能够充分利用原始数据的信息，客观反映各评价对象之间的差距，同时对样本资料无特殊要求的多指标评价方法，即熵权TOPSIS法，比较适合本文的评价对象。因此，本文将构建熵权TOPSIS法评价模型，对我国产煤大省的区域创新能力进行综合评价。

1.2研究方法

TOPSIS法[6]的全称是“逼近于理想值的排序方法”，是由Hwang等提出的一种适用于多指标、对多项目进行比较的方法，其中心思想在于求出各项目与最优项目的接近程度，来作为评价项目优劣的标准。在使用 TOPSIS法进行评价时，比较重要的一环是指标权重的确定。常用来确定权重的方法有层次分析法与专家意见法，但这些方法都带有较大的主观性。

而熵权法[6]是一种客观赋权法，它根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标的权重进行修正，从而得出较为客观的指标权重。如果某项指标的熵值越小，说明其指标值的变异程度越大，在综合评价中该指标所起的作用越大，即权重越大。

(1)

式中：rij为第j个指标下第i个项目的评价值。

2)为消除指标间的不可公度性，应用功效系数变换法对决策矩阵中的指标值进行无量纲化，见式(2)。

(2)

3)计算指标值比重pij，见式(3)。

4)计算熵值ej，见式(4)。

(4)

5)各指标值的熵权wj，见式(5)。

(5)

6)综合指标得分X，见式(6)。

(6)

7)将熵权法确定的权数wj作为指标权数，与无量纲化后的矩阵相乘，得到加权决策矩阵Z，见式(7)。

(7)

8)计算正、负理想解Z+及Z-，见式(8)、式(9)。

(8)

(9)

(10)

(11)

10)评价对象与正理想解的贴近度Ci，见式(12)。

(12)

贴近度Ci越接近于1，则表明评价对象越优。

1.3指标体系与数据来源

区域创新能力是区域内各创新要素相互作用的结果，其评价指标体系应由若干多层次指标组合而成。《中国区域创新能力报告》[7]是从知识创造能力、知识获取能力、企业科技创新能力、创新环境以及创新的经济效益这五方面来设计指标体系的；丁美霞等[8]认为区域创新能力分为创新投入、创新产出、创新配置、创新环境四个方面；郭丕斌等[9]从企业创新、科学基础、环境因素、转移因素这四个方面来评价区域创新系统的能力。本文根据区域创新能力评价指标设计的科学性、完备性以及可比性等原则，以《中国区域创新能力报告》[7]中的评价指标体系为基础，并结合相关文献，构建了评价产煤大省区域创新能力的指标体系，见表1。

在指标体系构建的基础上，本文选取2012年我国产煤大省的指标数据作为研究对象，为确保可靠，数据源于《中国科技统计年鉴2013》、《中国统计年鉴2013》、《中国第三产业统计年鉴2013》。

2实证结果与分析

2.1数据处理

由于区域创新能力各评价指标量级差别较大，因此首先要依据式(2)实现数据的标准化；其次利用熵权法对标准化后的数据进行处理，即通过式(3)～(5)，得到指标权重；然后利用式(7)～(11)对标准化数据进行加权，并计算其正、负理想解，测算各个省份与正负理想解的欧式距离；最后利用式(12)测算各省份与正理想解的贴近度，由此得到各省份的区域创新能力及其排名，并对其进行聚类，同时，按照相同的方法计算出9省在全国创新能力中的排序，见表2 。

表1　区域创新能力评价指标体系

表2　2012年产煤大省区域创新能力综合评价结果

2.2综合指标得分及排名

通过式(6)，得出知识创造能力、知识获取能力、企业科技创新能力、创新环境以及创新的经济效益这5项综合指标的得分并对其排名，有助于了解各项综合指标在各省区域创新能力中产生的作用，见表3。

为了便于分析，将表3中的数据绘制成蛛网图，见图1、图2。

2.3结果分析

1)由表2可知，2012年我国产煤大省的区域创新能力由高到低排序为：山东、河南、安徽、陕西、内蒙古、山西、云南、新疆、贵州，并将其聚类为创新能力较强、一般、较弱三类。

第一类只有山东省，其区域创新能力较强，主要是由于山东省位处高技术产业、高科技人才密集的东部地区。第二类区域创新能力一般的省份包括河南、安徽、陕西，其优势在于产业基础较为雄厚，又拥有自身地理位置、文化、环境等优势。第三类包括内蒙古、山西、云南、新疆、贵州，区域创新能力较弱，主要是由于地理位置处于相对劣势地区，人才、资金、技术等资源匮乏，基础设施不完善，更有甚者交通不便，对区域之间的交流合作形成了一定的阻碍。

表3　综合指标得分及排名

图1　综合指标蛛网图

图2　产煤大省蛛网图

2)由图1可知，企业科技创新能力对产煤大省区域创新能力产生的影响最大，而对比其各项指标权重(表4)，可以发现新产品销售收入在其中起着主导作用。可见，注重科技产出是提高区域创新能力的重要方式。

创新的经济效益、创新环境排在第二、三位，且在其中起到突出作用的因素是出口额以及互联网的用户数。可见，发展对外贸易来提升经济效益，以及建设良好的信息环境，在信息化高速发达的今天，是提升区域创新能力不容忽视的一环。

而对知识创造、知识获取产生最大影响的因素分别是研发经费支出、技术市场成交额。在知识经济时代，先进的技术无疑是一个区域发展的重要因素，而技术合作便是研发先进技术的重要途径，研发经费是其不可或缺的保障。

3)由图2可知，山东省的各项综合指标均排在产煤大省首位，而对其各项指标权重进行分析(表5)，可以发现出口额是其制胜的关键，相较于其他各项指标，城镇居民人均可支配收入对山东省区域创新能力起到的作用最弱。因此，山东省可以从合理调整城镇居民可支配收入方面入手，来保持继而增强其区域创新能力。

表4　综合指标权重表

表5　山东省指标权重排序表

注：各产煤大省均进行了同表5的计算，出于篇幅考虑，下文中将不再呈现。

很明显，河南省与山东省相比，具有较大差距，需从各方面来加强区域创新能力，其中最大的不足之处是知识获取。对河南省知识获取的各项指标权重进行分析后，发现河南省需要从引进先进技术、加强技术合作等方面来提高其知识获取能力。安徽省需要从引进先进技术以及注重电力效益等方面入手，来促进其区域创新能力的改善。陕西省在注重电力效益的同时，还需要提高其第三产业的增加值。

内蒙古、山西、云南在各方面都与上述各省存在差距，三省分别要关注的首要问题是：内蒙古需加强学术研究，增发国内外论文；山西省要加大地方财政支出的支持力度；云南省要增加固定资产方面的投资。新疆省与贵州省各项指标与其他产煤大省相比，均存在着明显的差距，各个方面均需改善。

3结论与讨论

本文运用熵权TOPSIS法对我国9个产煤大省的区域创新能力进行了综合评价，得到以下几个基本结论。

1)我国9个产煤大省的区域创新能力可以按照创新能力较强、一般、较弱划分为三类。第一类是山东省，其创新能力较强，排在全国第三位。显然，“资源诅咒”并没有对其区域创新能力造成影响，这与山东省位处我国东部地区的区位优势紧密相关，也与其重视出口，非煤产业的创新拉动力有关。此外，山东省近年来提出的“龙头带动、重点突破、多极支撑、城乡统筹、协调发展”的区域发展战略，在其中也发挥着重要作用。

2)第二类是河南、安徽、陕西三省，其创新能力一般，表明“资源诅咒”对其区域创新能力产生了一定的影响。探究其原因，河南省实施“科技兴豫”的战略，在区域创新方面，重视教育经费支出以及信息环境建设，为其突破煤炭资源的限制提供了契机。安徽省则凭借东部沿海地区资本及产业转移的机遇，以及“中部崛起”政策的支持，在企业科技创新方面做出了突破，开办的研发机构、新产品的销售收入都是区域创新能力发展的助力，解除了安徽省对煤炭资源的依赖。陕西省拥有历史文化积淀，注重特色产业的发展，近年来在技术合作以及学术研究方面做出了一定的成绩。

3)第三类是内蒙古、山西、云南、新疆、贵州五省，其区域创新能力较弱，表明“资源诅咒”对其区域创新能力产生了较大的影响。虽然五省分别在技术引进、注重电力效益、重视地方财政支持、注重科技产出、发展对外贸易等方面为其区域创新能力的发展做出了努力，但从全国范围来看，其区域创新能力仍处于较低的水平。主要原因是对煤炭资源“路径依赖”的惯性，过份依赖大规模的资源开采和粗放式的资源利用，使其陷入产业锁定、创新僵化的不利局面。

总之，产煤大省的可持续发展对保障国民经济健康协调地发展具有重要意义。因此，希望通过本文的研究对提升各产煤大省的区域创新能力提供一定的启示。区域创新能力较弱的产煤大省需要立足于省情，积极借鉴强省的发展模式和实践经验，加大科技投入、对外贸易以及发展特色非煤产业等方面的力度，以求突破“资源诅咒”的限制，实现绿色转型。同时，各产煤大省可以引入能源技术创新[10，11]的思路，将转型的着眼点放在技术层面，通过政策引导来发展煤炭低碳化技术，并注重新能源的开发与利用，以减少对煤炭资源的过度依赖，实现能源消费结构的转变，进而确保各省持续健康地发展，作为提升各产煤大省区域创新能力的有力保障。

参考文献

[1]Everett M Rogers，Judith K Larsen．Silicon Valley Fever：The Growth of High-Technology Culture[M]．Basic Books．1984：13-112.

[2]Asheim B T，Coenen L．The role of regional innovation systems in a globalising economy：comparing knowledge bases and institutional frameworks of Nordic clusters[C]．DURD Summer Conference．2004：316-321.

[3]李高扬，刘明广．基于结构方程模型的区域创新能力评价[J]．技术经济与管理研究，2011(5)：28-32.

[4]冯岑明，方德英．基于RBF神经网络的区域科技创新能力的综合评价方法[J]．科技进步与对策，2007，24(10)：140-142.

[5]朱蓉，丁瑞萍，杭建新，等．基于截面数据的常州市区域创新能力评价[J]．河北建筑工程学院学报，2014，32(1)：86-90.

[6]林良生，邹平国，陈红，等．基于熵权的逼近理想解排序法在核电设备质量评价中的应用分析[J]．电力建设，2014，35(2)：91-94.

[7]中国科技发展战略研究小组．中国区域创新能力报告[M]．科学出版社，2012：5-30.

[8]丁美霞，周民良．中国各省区创新能力的动态趋势与影响因素分析[J]．经济学家，2008(1)：63-65.

[9]郭丕斌，孙立新，李丹．区域创新动力机制及实证分析：以山西为例[J]．科技管理研究，2013(2)：73-76.

[10]郭丕斌，王婷．能源技术创新促进煤炭资源型经济转型的作用机制分析[J]．重庆大学学报，2013，19(06)：36-41.

[11]郭丕斌，周喜君，李丹，等．煤炭资源型经济转型的困境与出路：基于能源技术创新视角的分析[J]．中国软科学，2013(7)：39-46.

The evaluation of regional innovative capability of major coal producing provinces in China based on entropy-Topsis method

ZHOU Jie1，GUO Pi-bin2

(1．School of Economics and Management，North University of China，Taiyuan 030051，China；2．Department of Economics and Management，Xinzhou Teachers University，Xinzhou 034000，China)

Abstract:Sustainable development of major coal producing provinces plays a vital role to national economy.However，regional innovation capability is an important way to achieve sustainable development.According to this problem，this paper choices 5 indexes including knowledge creating capability，knowledge accessing capability，enterprise's technological innovation capability，innovation environment and economic benefit of innovation.And it applies entropy-Topsis method for regional innovation capability in China’s 9 major coal producing provinces which produce coal more than 100 million tons.Besides，it applies spider diagram from two perspectives to analyze regional innovation capability for understanding the specific reasons of gap.The results show that： the regional innovation capability of the 9 provinces can be divided into three groups，including stronger capability，general capability，and weaker capability.And Shandong province is the stronger one.The provinces of general capability include Henan，Anhui and Shaanxi.Besides，the provinces of weaker capability include Inner Mongolia，Shanxi，Yunnan，Xinjiang and Guizhou.What’s more，these provinces can improve its regional innovation capability in different ways.And the weak needs to increase investment in science and technology，develop foreign trade and non coal industry in order to break their restrictions.

Key words：major coal producing provinces；regional innovation；entropy-Topsis method；evaluation on capability

收稿日期：2015-08-25

基金项目：教育部人文社科规划基金项目资助(编号：11 YJA630025)

作者简介：周洁(1989-)，女，山西阳泉人，硕士研究生，就读于中北大学经济与管理学院，研究方向为能源技术创新、区域创新与发展。E-mail：1196700352@qq.com。

中图分类号：F224

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)04-0040-06