京津冀机构协同合作网络研究——以三地科技进步奖获奖项目为例

唐福涛，张 冰，王瑞文

(天津商业大学a.大学外语教学部；b.科研处；c.公共管理学院，天津 300134)

0 引言

京津冀地区作为我国参与国际竞争、推进协同创新的核心示范区,是我国科技智力资源最富集、产业基础最雄厚的区域之一。但在经济新常态时期，也面临着行政区划分割、缺乏统筹协调、科技协同机制不健全等方面的制约。在当前新时代合作创新驱动的思想引领下，京津冀协同发展于2014年上升为国家重大发展战略，并连续出台了一系列配套政策。2015年4月中共中央政治局审议并通过《京津冀协同发展规划纲要》，2016年6月国务院批复同意《京津冀系统推进全面创新改革试验方案》，2018年11月三地科技部门联合签署《关于共同推进京津冀协同创新共同体建设合作协议(2018—2020年)》，标志着京津冀协同发展正稳步向前推进[1]。

协同发展的基础和前提是开放合作。京津冀协同发展战略实施以来，交通一体化、生态保护、产业转移升级等领域已取得很大进展，但要实现全方位协同发展还要加强科研合作创新[2]。当今世界，科学研究不断深化，知识日益专业化，科研合作创新是主流。早在2008年，B.F.Jones等发表于Science上的论文就指出，美国大学科研合作日益密切，各领域的合作成果上升趋势更为明显[3]。科研合作的形式多种多样，典型的如论文合著[4-5]、专利合作[6-7]、项目合作[8-9]、成果报奖[10-11]等。在成果报奖中，科技进步奖是一项覆盖面最广且最能体现技术研究、技术开发、技术创新、技术推广应用的科学技术奖。要完成一项科技进步奖项目，往往需要多机构的知识融合、多部门的协调沟通。因此，科技进步奖能够反映京津冀科研合作创新的水平。在协同发展背景下对京津冀三地科技进步奖获奖机构之间的合作进行研究，有助于分析三地科研合作创新状况，有利于推动区域创新资源整合共享。

随着京津冀一体化的不断推进，不少学者对京津冀科研合作进行了研究。薛景梅等以京津冀产学研联合申请专利数据为基础对协同创新网络进行的研究表明，京津冀区域产学研协同创新网络呈现良性发展态势，但也存在发展不平衡、企业在创新网络中作用偏弱等问题[12]。邢华等基于专利数据运用社会网络分析方法分阶段构建了京津冀城市群创新网络，认为京津冀城市群创新网络已逐步形成，但发育不足，北京处于创新网络核心地位[13]。高粱洲等以京津冀高校1985—2016年申请的发明专利为研究对象，分析京津冀地区机构之间合作特征，发现京津两地高校以及能源领域央企集团对京津冀产学研专利合作产生的作用最大，河北高校的中介作用最弱[14]。吕拉昌等以京津冀城市群为研究对象，揭示了京津冀城市群创新网络的空间组织和演化特征，表明京津冀城市间的创新联系越来越紧密，正逐步形成北京、天津“双核+多节点”的创新网络格局[15]。梅长春等基于京津冀13个地级及以上城市合作申请专利和合作发表论文的数据研究京津冀城市间创新合作的现状，认为京津冀创新合作具有本地偏好性，创新投入和产出较高的城市合作效率反而较低，跨区域城市间还未形成紧密合作[16]。李非凡以京津冀地区211院校及省部共建的26所高校合著论文为数据源，探讨京津冀地区高校科研合作网络现状及演化规律，研究发现高校科研实力强劲是形成科研合作的基础，地域聚集特性是影响科研合作关系强弱的主要因素，京津冀地区高校科研合作已经形成一个动态演化的网络[17]。

纵观现有文献可以发现，目前对京津冀科研合作的研究集中于论文、专利领域，对科学技术奖领域的合作还没有数据分析，而科技进步奖做为科技研发的前沿和主要阵地，在京津冀协同合作研究中占据重要位置，对京津冀地区科技进步奖的研究有助于丰富跨区域发展理论，有助于更加深入探讨京津冀创新协同的发展态势，有助于为地区科技政策的制定提供理论依据。

1 研究对象、数据来源及研究方法

1.1 研究对象

本研究基于京津冀2011—2020年省域科技进步奖中京、津、冀机构之间协同合作数据，采用统计分析和社会网络分析方法对京津冀科技进步奖省际创新合作行为进行研究。

1.2 数据来源及处理

数据来源于北京市科学技术委员会、天津市科技局、河北省科学技术厅官方网站科技奖励栏目的2011—2020年三地的省级科技进步奖名录，筛选和处理分为以下步骤：(1)在百度企业信用上搜索科技进步奖名录中的机构，按照机构的注册地进行区域划分。(2)摘录其中有京津冀机构协同合作的项目，将获奖机构跨区域合作模式分为京津、京冀，津冀、京津冀四类。(3)十年的科技进步奖数据依据“十二五”(2011—2015年)、“十三五”(2016—2020年)两个时期进行合作网络分析。

需要说明的是，个别机构的区域划分存在局限，如华北电力大学有北京和保定两个校区，奖项中也未区分，所以将华北电力大学参与的项目归类为京冀合作，河北工业大学虽然地处天津，但从行政关系上属于河北省高校，因此，归类到河北高校。

在应用社会网络分析法分析之前，分年度统计京津冀科技进步奖项目机构合作整体情况(图1和表1)。

(1)三地科技进步奖中京津冀合作机构数呈波动式上升，在申报奖项中占的比例也逐渐增大，可见近些年随着京津冀一体化进程的不断推进，三地跨区域的合作创新明显增强(图1)。

(2)由表1发现，京津冀三地的科技进步奖呈现不同特点。从合作频次上看，无论是天津市科技进步奖还是河北省科技进步奖，与北京地区的合作项目数明显高于津冀合作，北京市的科技进步奖和天津、河北机构合作较少，说明北京作为科技创新中心，在京津冀合作创新方面发挥着核心作用。

图1 京津冀机构合作

表1 京津冀机构合作统计 次

1.3 研究方法

社会网络分析法是综合运用图论、数学模型来研究社会网络主体之间以及一个社会网络与另一社会网络之间关系的一种结构分析方法[18]。一个社会网络是由多个节点和各个节点之间的连线组成的集合。本研究以京津冀机构为节点，以三地科技进步奖中的合作为连线构建机构合作网络。合作网络对应的邻接矩阵记为A；m代表获奖机构数量；aij表示机构i和机构j合作获奖次数。矩阵如下:

aij为0，代表两个机构之间没有合作，数值越大代表合作关系越紧密。公式如下：

Ucinet是目前最为流行的社会网络分析软件，具有强大的矩阵分析功能，可以方便地对一个社会网络进行中心性、网络密度和小团体等指标分析。以两个时期(2011—2015年，2016—2020年)京津、京冀、津冀、京津冀4种合作模式构成的矩阵A为数据源，导入Ucinet软件，生成机构合作网络图，对京津冀科技进步奖机构合作网络的演化进行分析，对机构在各网络中的位置和角色进行研究。

以网络规模、网络边数、中心性、网络密度、小团体属性等社会网络分析指标反映京津冀科技进步奖项目合作网络的特征。其中，网络规模反映机构参与合作的频次；网络边数表示机构之间的合作数量；中心性反映各个机构在合作网络中所处的地位，包括点度中心度、接近中心度和中间中心度3种测度方法[19]；网络密度为京津冀机构间实际发生的合作数与理论上最大可能合作数之比，反映了合作紧密程度；小团体属性指在机构合作网络中的一些机构之间的合作已经很稳定，有明确的研究领域协作团体。

2 机构合作网络形态特征与演化分析

为了更清晰地展现京津、京冀、津冀、京津冀2011—2015年和2016—2020年的科技进步奖机构合作，网络中剔除了合作较少、获奖数较少的机构，展现主要机构的合作关系，对不同合作网络的形态特征和演化进行分析。

2.1 京津机构合作网络分析

京津科技进步奖获奖机构的主要机构合作网络(图2)显示：2011—2015年合作比较分散，没有处于绝对中心位置的机构，中国农业大学、清华大学、中国中医科学院等机构在京津合作网络中合作频次较高，处于网络中比较重要的位置；2016—2020年京津合作网络中出现了合作频次很高的机构,如中国电力科学研究院有限公司和天津大学，此外，中国中医科学院、清华大学在网络中仍占据着重要位置。

对比两个时期京津科技进步奖获奖机构合作的演化特征：(1)两个时期处于网络中心地位的机构绝大部分是高校，说明高校在京津科技进步奖合作中处于重要的“桥梁”位置。(2)2016—2020年比2011—2015年的网络规模显著增大，说明京津的科技进步奖机构合作频次增多，增势显著。(3)2016—2020年出现了中国电力科学研究院有限公司和天津大学两个大节点，且两个机构间的合作频率也高，主要是2015年由中国电力科学研究院牵头起草的《微电网规划设计推荐性实践》国际标准，天津大学也参与了标准制定，所以在电力领域的合作明显增多，也为今后两机构间的合作奠定了基础。

图2 京津科技进步奖主要机构合作网络

2.2 京冀机构合作网络分析

京冀科技进步奖获奖机构在两个时期的主要机构合作网络(图3)显示：京冀之间的合作网络规模明显要大于京津，2011—2015年合作网络的机构比较集中，河北联合大学、北京科技大学、中国农业大学、北京首钢国际工程技术有限公司在京冀合作网络中合作频次较高，处于网络中比较重要的位置；2016—2020年合作网络的机构数目多且比较分散，华北电力大学、中国电力科学研究院在网络中占据了核心位置，北京科技大学、首钢京唐钢铁联合有限责任公司等机构虽然在网络中影响力减弱，但仍占有重要位置。

图3 京冀科技进步奖主要机构合作网络

两个时期京冀科技进步奖获奖机构合作的演化特征：(1)京冀合作一直都很紧密，而且合作的领域侧重于电力、钢铁、铁路等重工业领域。(2)2016—2020年京冀机构合作网络规模相比2011—2015年增大，参与的节点多，但机构间未形成长期合作机制。(3)2016—2020年出现了华北电力大学和中国电力科学研究院两个大节点，而且和天津大学类似，华北电力大学也是《微电网规划设计推荐性实践》国际标准参与单位之一，所以和电力科学研究院合作日益频繁，推动了京冀合作。

2.3 津冀机构合作网络分析

津冀科技进步奖获奖机构在两个时期的主要机构合作网络(图4)显示：津冀合作网络规模明显小于京津和京冀，且核心节点都是天津大学和河北工业大学。

对比两个时期津冀科技进步奖获奖机构合作的演化特征可以看出：(1)虽然两个时期天津大学和河北工业大学都处于网络核心节点，但2016—2020年两所高校的作用明显增强；(2)津冀机构之间的合作很大程度上依赖于天津大学和河北工业大学这两所高校，这与河北工业大学地处天津有很直接的关系，科研合作讲究“省力法则”，地处天津就能享有当地丰富的资源，如天津高校众多、与北京交通便利等，为双方合作奠定基础。

图4 津冀科技进步奖主要机构合作网络

2.4 京津冀机构合作网络分析

京津冀科技进步奖获奖机构在两个时期的主要机构合作网络(图5)显示：2011—2015年京津冀三地机构均参与合作的网络规模很小；2016—2020年京津冀科技进步奖合作网络机构明显增多，国网天津市电力公司、清华大学在网络中占据了重要位置。

对比两个时期京津冀科技进步奖获奖机构合作的演化特征可以看出：(1)在京津冀协同发展战略上升到国家重大发展战略之前，三地机构合作参与申报的科技奖很少，联系不够密切。(2)2016—2020年虽然合作网络规模明显增大，但是涉及的领域比较集中，以电力、生物医药行业为主，其他领域涉及较少。

图5 京津冀科技进步奖主要机构合作网络

3 机构合作网络指标分析

运用社会网络分析软件Ucinet对两个时期的机构合作网络的网络规模、网络边数、中心性、网络密度、小团体特征进行分析。

3.1 机构合作网络结构特征分析

京津冀4种合作模式下机构合作网络的主要特征(表2)显示，总体上京津冀机构合作网络仍是一个小规模、低密度网络，整体合作规模由大到小依次为京冀、京津、津冀、京津冀；4种合作模式下的机构合作网络边数在2016—2020年均有增长，说明机构间合作更为紧密；各机构合作网络密度很小，说明合作网络整体结构松散；平均度数中心度2016—2020年增长显著，说明合作网络中机构的中介作用增强，推动了京津冀协同合作。对比各机构合作网络两个时期的演化情况，2016—2020年各机构合作网络中机构的合作力度明显比2011—2015年要强，津冀之间的机构科技进步奖合作呈缓慢上升的态势，京津和京冀机构之间的合作明显增多，联系更加紧密，京津冀机构三方之间的合作规模呈几何指数上升，说明京津冀之间合作总体态势呈良性发展。

表2 机构合作网络整体结构特征演化对比

3.2 机构合作网络中心性演化分析

中心性是社会网络分析的重点内容。节点在网络中的地位通过中心性体现出来，中心性高的节点处于网络的重要位置。点度中心度反映与节点有直接联系的数量，数量越大，代表有直接联系的机构越多；中间中心度反映网络中经过该节点的数量，体现的是对资源传送的中介效应，机构的中间中心度越高，对资源支配的权力越大；接近中心度反映在网络中某一节点与其他节点之间的接近程度，对于一个节点，距离其他节点越近，接近中心性越大。本研究主要考察京津冀机构间科技进步奖合作情况，机构在网络中的“传递效应”是分析的重点，所以选取了各合作网络中间中心度排名前五的机构进行分析(表3)。

通过表3的各模式下机构合作网络的中间中心度排名前五的机构可以发现：(1)中间中心度比较高的机构中，按机构性质分类，高校占绝大多数，说明高校在京津冀科技进步奖合作中占据主要位置。(2)从京津冀科技进步奖获奖的领域来看，电力、能源等行业机构的中间中心度明显高于其他行业，说明电力、能源等行业领域是京津冀科技进步奖目前合作的主流。(3)津冀机构之间的中间中心度比较低，两个时期河北工业大学和天津大学均处于绝对中心地位，说明津冀之间的合作对这两所高校依赖性较高。(4)京津冀三地之间2011—2015年只有天津大学是合作中介机构，2016—2020年明显增多，尤其在电力领域，微电网、电力互联网的应用是这一阶段电力领域合作的主要方向。

表3 机构合作网络中间中心度排名前五机构Tab.3 Top five institutions in the betweenness centrality of the institutional cooperation network

3.3 机构合作网络小团体特征分析

小团体是指在一个组织中一些成员关系特别紧密，以至于结合成一个次级团体。这些小团体的存在具有一定的自发性,其所研究技术领域具有一定的相似性或互补性[20]。本研究利用Ucinet软件的K-plex算法[21]进行小团体分析。

京津机构合作网络中，2011—2015年的典型小团体是中国农业大学等主导的农学、医院主导的医药相关领域；2016—2020年的典型小团体包括天津大学、中国电力科学研究院主导的电力领域，天津大学、北京大学主导的医药领域以及天津大学等为主的汽车制造领域。

京冀机构合作网络中，2011—2015年的典型小团体是中国农业大学等机构主导的生物学、农学领域，北京科技大学、北京交通大学、首钢集团等合作的钢铁、建筑等重工业领域；2016—2020年的典型小团体是华北电力大学、中国电力科学研究院等主导的电力领域，北京科技大学、首钢集团等合作的钢铁重工业领域以及北京轨道交通设计研究院等机构主导的交通领域。

津冀机构合作网络中，2011—2015年的典型小团体包括河北工业大学、天津大学主导的建筑学领域，天津和河北的水利勘测设计院在水利领域的合作；2016—2020年典型小团体是河北工业大学、天津大学在电力领域的合作以及天津大学和河北企业在医药领域的合作。

京津冀机构合作网络中，2011—2015年的典型小团体是天津大学和北京、河北电力研究机构在电力领域的合作以及在食品学科方面的合作；2016—2020年典型小团体包括京、津、冀电力研究机构在电力领域的合作以及在医药、农林水利领域的合作。

4 结论和建议

4.1 结论

(1)京津冀科技进步奖协同创新处于提升状态，协同化水平较低，协同效应弱，且处于波动的态势，表明科技进步奖合作创新关系不稳定，处于“有事则聚，无事则散”的状态，协同效应未能充分发挥。

(2)京津、京冀的合作规模远高于津冀，这主要得益于北京雄厚的经济、政治、科研资源等先天优势，有足够的能力吸引河北和天津的机构。合作规模由大到小依次为京冀、京津、津冀、京津冀，在京津冀协同发展上升到国家重大战略后，三地机构合作申报奖项的数量明显增多。

(3)高校在合作网络中发挥着重要作用，企业尤其是私营企业的作用力不强，私营企业是市场最具活力的机构，应成为技术创新的主体，但在京津冀科技进步奖中作用不显著，说明缺乏产学研合作长效机制，联合开发、技术、产权等仅是项目推动式，缺乏长期合作机制。

(4)电力行业在京津冀合作网络中的作用凸显，农林、钢铁、医药行业在网络中一直比较稳定，其他行业在网络中作用不显著。

4.2 建议

(1)尽快建立京津冀科技资源共享机制以及科技资源与信息交流制度。发挥三地政府间的横向协调作用，探索建立区域内科技资源开放共享协同共同体，重组区域创新资源，弥合发展差距。

(2)加强京津冀区域重点领域、重点资源整合和要素对接，聚焦生物、新能源、大数据与物联网、智能制造等关键领域。联合组建产业技术创新战略联盟，构建多方参与的创新创业网络，布局关键领域科技项目，形成三地间中下游联动的产业分工和技术创新格局，鼓励合作建设主题型经济合作区和产业园区。

(3)促进企业、高校、科研机构开展跨区域研发合作和技术交流，构建分工合理的创新发展格局。高校是知识创新的源头，应为科研机构和企业创新提供智力支持；科研机构突出技术的应用层面，企业作为市场的主体，要跟踪市场需求的新动向，是市场需求信息的来源和成果转化的载体，三者要形成有序分工、高效对接的创新链；此外，金融机构要为协同创新提供风险投资资金，保障协同创新稳定持续运行。京津两地知名高校、大型国企很多，而河北以制造业为主，所以要大力推进京津高校和国企与河北企业的合作，加快技术扩散和协同创新，引领经济发展。

(4)尽快建立京津冀国际交流合作新机制，注重国际技术资源的整合，打造国际科技合作共享平台，开展技术、项目、人才、信息、成果的合作与交流，推动园区、机构、技术成果落地京津冀地区，促进京津冀协同发展。