中国城市创新指数CIIC构建与城市产业创新能力分析

于飞 陈劲 王旭 王煜博

摘 要：本文参考GII指数，构建了中国城市创新指数（City Innovation Index of China， CIIC），通过分析各城市在独立指标中的得分情况和十强创新城市的发明专利情况，得出相应排名及优势创新产业现状，对中国主要城市的创新能力进行解读，最终为各地区城市提升产业创新能力提供政策建议。

关键词：城市创新指数;创新指标;创新城市排名;产业创新;城市专利排名

中图分类号：F224;F124.3    文献标识码：A    文章编号：1671-0037（2020）9-1-9

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2020.09.001

1 引言

创新作为推动国家及城市产业发展的重要力量，越来越受到各国政府的重视。世界知识产权组织（WIPO）、美国康奈尔大学、欧洲工商管理学院及其他工商业界合作伙伴共同发布的全球创新指数（Global Innovation Index，GII），对全球创新趋势、创新格局转变和129个经济体的创新表现进行了分析评价，并给出不同收入水平国家的创新对比、全球创新城市集群分布等，为各国制定创新政策和衡量创新活动提供了标准和参考。

2 构建CIIC指数的必要性

首先，国家政策大力支持创新产业发展。科技部火炬高技术产业开发中心在2020年发布的《关于深入推进创新型产业集群高质量发展的意见》中明确指出，在新一代信息技术、生物医药、智能制造等战略性新兴产业中，重点建设100个国家创新型产业集群，形成若干万亿级产业规模和一批千亿级产业规模的创新型产业集群。因此，有必要构建城市产业创新发展相关指数体系，系统梳理各城市的产业创新能力，分析城市创新型产业发展现状，以促进各城市取长补短、协同发展。

其次，中国各城市创新能力发展不平衡。北京市、长三角、珠三角等地区拥有一批有影响力的企业和研究机构，科研基础和产业基础雄厚，与其他地区相比，产业创新优势明显。但中西部地区、东三省等地区创新能力较弱，与经济发达地区相比仍有不少差距。

再次，各城市产业创新水平缺乏统一的衡量指数，限制了中国各城市进行产业创新能力的横向比较与相互提高。国内虽然已有一些创新能力指数体系，但其代表性不足，只分析了经济发达地区情况，没有针对中小城市进行分析;有的实践性不强，个别指标对城市产业发展没有实质性帮助;有的可行性不高，无法被广泛应用于指导中国城市产业创新能力提升。表1列举了国内相关论文的创新指标，展示了国内创新指数的涵盖范围与全球创新指数的对比情况[1-12]。

由表1可见，GII的指数涵盖范围比较广泛，全面分析了全球经济体的创新趋势。它帮助各国，特别是中低收入经济体，充分认识到创新的重要性。GII也使各国评估其创新体系的相对表现。很多国家通过研究全球创新指数排名来分析本国的创新优势和劣势，并用这些研究结果为创新政策和行动提供依据。

GII的重要性显而易见，国内的城市创新指数与GII相比，涵盖范围不够全面，大多集中在人力资本和研究、基础设施及知识和技术产出方面。因此，中国有必要构建与GII类似的、相对全面的CIIC指数，为主要城市产业创新发展提供统一的标准和指引。

3 构建CIIC指数体系的理论基础

3.1 GII指数体系

《2019年全球创新指数》共包含三个指数：①总体GII指数;②创新投入次级指数;③创新产出次级指数。其中，总体GII指数得分是创新投入次级指数和创新产出次级指数得分的平均值。创新投入次级指数由五大次级指标构成，可以反映促成创新活动中的重要国民经济要素：①制度;②人力资本和研究;③基础设施;④市场成熟度;⑤商业成熟度。创新产出次级指数由两大次级指标构成，其提供了经济体内部创新活动的产出信息：①知识和技术产出;②创意产出。各次级指标共由80个独立指标组成。

3.2 CIIC指数体系

GII是以国家为单位来分析各国的创新能力，而CIIC在GII指数体系基础上进行了拓展和延伸，以城市为单位来分析中国各城市的产业创新能力。CIIC和GII指数体系对比如表2所示。

CIIC的指标筛选設计了适合中国城市的13个独立指标，既能与国际通用的GII指标对标，又能反映城市产业创新发展能力，涵盖了GII所有的7个次级指标。这些指标非常具有代表性，是反映城市产业创新能力的关键要素。其中，营商环境能反映城市创新及经济高质量发展的潜力;教育支出及研发支出反映城市的创新投入能力;QS百强大学反映城市的教育及科研水平;500强企业营收及发明专利反映城市企业的经济及创新能力;高校和企业联合专利反映城市的研发转化潜力;国内外专利和外观设计专利反映城市产业技术和创意产出水平。这些CIIC指标能够全面反映中国城市在各个创新投入产出维度上的单项能力和整体实力，为城市管理者和创新产业从业者描绘了清晰的产业创新图景。

4 CIIC数据来源、计算及排名分析

4.1 指标数据来源

营商环境即营商环境指数得分，数据来源于中国战略文化促进会、中国经济传媒协会、万博新经济研究院和第一财经研究院在2019年5月公布的全国经济总量前100城市营商环境指数排名。

教育支出GDP占比即城市教育支出占该城市GDP的比重得分。研发支出GDP占比即城市研发支出占该城市GDP的比重得分。教育和研发支出两项数据来源于中国城市统计年鉴。QS国内百强高校即根据QS2019中国大学排名获得该市前三名国内百强高校的综合分，综合分为第一名高校得分加第二名得分的一半，再加第三名得分的四分之一。环境指数PM2.5即根据该市的PM2.5浓度排名计算，浓度最低的城市得分最高，此数据来源于网络。

500强企业发明专利即该城市的国内500强企业的发明专利得分。500强企业营收GDP占比即该市国内500强企业的营收占该城市GDP的比重得分。500强企业名单及其营收数据来源于网络。

高校和企业联合专利即申请人是高校和企业共同发明的专利数量得分。企业联合专利城市占比即两个或以上的企业联合发明的专利占该市企业发明专利的比重得分。国内专利即该市国内专利申请量得分。国际专利即该市国际专利申请量得分。企业首次申请专利千人均即该市所属企业当年申请的专利量占该市每千人口的比重得分。外观设计专利即该市的外观设计专利数量得分。各指标涉及的专利数据来源于中国专利数据库和欧洲专利PATSTAT数据库。

4.2 权重分配

通过对国内GDP百强城市CIIC指标进行分析，可以更全面了解各城市的产业创新能力差异情况。CIIC中各个指标权重参考GII的权重进行分配，具体分配比例见表3。其中，前5个次级指标属于创新投入部分，共占50%权重，每个次级指标占10%权重，各独立指标再分配2.5%到10%权重不等。第6、7个次级指标属于创新产出部分，共占50%权重，每个次级指标占25%权重，各独立指标再分配8%到25%权重不等。

4.3 计算公式

各城市的独立指标数据先进行Z-Score标准化，然后再进行Min-Max标准化，最后再根据各独立指标的权重计算得到各城市的总分。对某指标A（x1，x2，…，x100）进行Z-Score标准化时，先计算指标A在各城市的均值[μ]及其标准差[σ]，再计算各城市的Z-Score标准值[Zi]，其计算公式如下。

Z-Score的主要目的是将不同量级的数据统一转化为同一个量级，用计算出的Z-Score值统一衡量，以保证数据之间的可比性。

Min-Max标准化方法是对数据进行线性变换，使最终数值映射在0到1区间内。在得到指标A的Z-Score标准值[Zi]后，找到[Zi]的最小值[Zmin]和最大值[Zmax]，通过公式（3）找到Min-Max标准化值[Znorm]。

通过Z-Score标准化和Min-Max标准化的计算，最终得到各城市的13个独立指标得分，再结合各指标权重得到该城市的总分。综合计算后，CIIC指标按照总分排名结果见表4。

从表4可以看出，北京、深圳、上海、广州占据中国城市创新指数前4名，其产业创新能力和城市经济发展程度呈正相关。在前20名中，东部沿海地区城市占据15个，说明经济越发达，越有能力提高教育、研发支出及提高发明专利数量。前20名中只有1个西部城市和4个中部城市，而且都是省会城市或直辖市。

在第21至50名中，中部、西部及东北地区的城市各有4个。西部的4个城市全部为省会城市;中部有3个是省会城市，另1个非省会城市排名靠近此梯队最后位置;而东北地区的4个城市包括3个省会城市及1个沿海城市。中西部及东北地区基本只有省会城市才能跻身前50名，其他非省会城市暂时未能进入这一梯队。

在第51至80名中，中部城市有9个，西部及东北城市各有1个，中西部城市的数量在这一梯队占比仅为1/3。西部仅有1个城市入围，且排名比较靠后。中部城市数量多于西部城市，因其比西部更靠近东部经济发达城市，更容易受到东部城市的创新带动作用。

在第81至100名中，中部城市有2个，西部城市有3个。中西部城市数量在这一梯队占比仅为1/4，远远落后于东部地区。

在表4的总分排名中，约2/3城市的QS国内百强高校指标得分是0，约2/3城市的500强企业营收在GDP的占比得分不足5分，约4/5城市的500强企业发明专利得分不足4分。这些数据表明各城市的产业创新存在共性短板和不足，导致城市产业创新能力总体差距不大。

中西部地区的城市数量在百强城市中略多于1/4，与东部地区相比，产业创新水平差距明显，需要加快发展速度，加大产业创新投入力度，适当调整产业创新方向形成差异化互补关系，带动自身和周边地区发展，打造区域创新中心节点。

5 主要城市产业创新能力分析

为分析主要城市的产业创新能力和发明专利对创新的贡献，本文列举了全国十强创新城市在不同产业的发明专利数量排名，如表5所示。

由表5可见，在国内发明专利数量上，北京市几乎在各个产业中都处于绝对领先地位。上海市的发展也很突出，虽略逊于北京，但各产业齐头并进、发展均衡。深圳市在信息技术及新能源汽车方面好于上海，其他方面次之。广州市各产业的发展也比较均衡，紧随前3个城市。苏州市在新材料专利方面技压群雄，发明专利排名一枝独秀。唯一的西部城市成都市在生物医药方面表现突出。

宁波市的GDP排名在第15名，却跻身十强创新城市行列，这与其在创新方面的长期积累不无关系。以宁波市创建培育产业创新服务综合体为例，这些产业创新服务综合体集聚了产业技术研究院、检验检测机构、知识产权服务、科技金融及各类创新服务平台，为企业提供产品研发、技术开发、知识产权等服务。这些载体能集聚优势资源、促进企业创新、培育技术人才，为城市产业创新发展打下了良好基础。

宁波市在新材料的发明专利方面，相对其他行业排名比较靠前，这要归功于创新产业体系的支持。宁波市新材料产业规模超过2 500亿元，占全市工业总产值的12%以上，位居全市战略性新兴产业第一。宁波市拥有中科院宁波材料所、兵科院宁波分院两家国家级科研机构，并建有多家国家级重点实验室、工程实验室和工程研究中心、国家企业技术中心、省级企业研究开发中心、省级制造业创新中心以及国家新材料产业测试评价平台区域中心。宁波大学、宁波诺丁汉大学、宁波工程学院等高校均設立了材料相关的专业。这些科研机构和高校院所的协同发展促进了发明专利的增长。

6 总结及建议

通过上述基于CIIC（2020）排名及产业创新能力的分析可以看出，东部沿海城市应继续保持发展优势，中西部城市应根据个别短板指标针对性地制定相关政策，扶持产业发展，吸引创新人才，提高城市创新竞争力。以下几方面可作为参考建议。

一是加大教育、研发投入力度。大学教育对知识创新有重大促进作用。而QS百强大学大多分布在经济发达地区，约2/3的百强城市中没有一所国内百强大学。目前东部地区城市的研发投入总量大大高于西部地区，其创新能力及产出也遥遥领先，相关城市应尽快补足其在教育、研发投入上的短板，通过建立专项投资基金等措施，弥补前期的投入不足。

二是鼓励企业加大专利研发投入。专利作为企业的核心竞争力之一，受到企业及市场的高度重视。相关城市应出台扶持政策，给与企业专利补贴，打造企业的专利竞争壁垒，提升城市的产业创新能力。

三是借鉴头部城市的先进经验。中西部地区可通过各种渠道学习东部沿海地区，借鉴其产业创新发展的先进经验，避免城市创新建设做无用功。对经济欠发达地区来说，可通过引进先进设备、技术、人才等措施提升本地区创新能力，也可派遣人才到先进地区交流学习或接受远程培训，使高新技术向本地区传递。

四是对标周边区域中心城市。北上广深所拥有的产业基础、高校资源较为丰富，其他大多数城市难以复制。中西部地区城市应从本地实际出发，紧随区域中心城市，结合本地特色，有针对性地探索适合本地的产业道路及创新方向，与区域中心城市形成优势互补、合作共赢的局面。

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