粤港澳大湾区城市技术创新协同网络研究——以广州市为例

李文辉，杨琳琳

（华南师范大学，广东 广州 510631）

2015年，国家在《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》中首次正式提出打造粤港澳大湾区[1]，引起了社会各界对粤港澳大湾区协同发展、特别是科技创新协同发展的高度关注。常征[2]以澳门为例分析了粤港澳城市群协同创新的战略定位和发展路径。许鲁光[3]论述了粤港澳大湾区建设中深港创新合作的轴心战略地位及其应发挥的枢纽作用。覃艳华和曹细玉[4]提出从组织创新、促进创新的激励方式等方面加强粤港澳大湾区城市群科技协同创新。何晶梁等[5]认为，广州市应发挥其“枢纽”作用，引领粤港澳大湾区打造国际一流湾区和世界级城市群。覃成林和黄龙杰[6]探究了广州市在粤港澳大湾区创新合作网络中的地位与作用。黎友焕[7]从高校资源、产业集群及中介服务体系等方面介绍了美国旧金山湾区对粤港澳大湾区协同创新的启示。蹇令香等[8]研究认为，粤港澳大湾区科技创新目前处于低度协同发展状态。范旭和刘伟[9]提出“公转”、“自转”、“公转+自转”创新协同治理机制。覃成林和黄龙杰[10]分析了粤港澳大湾区城市间协同创新联系的网络特征、空间格局演变及其影响因素。锁箭和汤瑞丰[11]认为，粤港澳大湾区高质量创新协同发展类型分为引领型、中等型和偏低型。曾坚朋等[12]基于香港制度实践，认为粤港澳大湾区协同创新应强调结果管理而非过程管理。李铁成和刘力[13]提出了“1+4+2”粤港澳大湾区协同创新政策体系框架。王方方等[14]认为地理距离、科研投入以及母子公司联系对粤港澳大湾区创合作网络的优化有显著的影响。从中可以看出，学者们对香港、澳门、广州和深圳等粤港澳大湾区中心城市的协同创新作用的研究有所欠缺。而《粤港澳大湾区发展规划纲要》指出，中心城市要增强对周边区域发展的辐射带动作用，构建开放型融合发展的区域协同创新共同体，建设全球科技创新高地[15]。因此，以中心城市广州市为例，研究粤港澳大湾区城市技术创新协同网络演化规律及其作用机理，具有重要的理论与现实意义。

一、研究设计与数据来源

（一）研究区域

粤港澳大湾区包括香港特别行政区、澳门特别行政区和广东省广州市、深圳市、珠海市、佛山市、惠州市、东莞市、中山市、江门市、肇庆市等珠三角九市[15]。2020年，广州市实现地区生产总值2.50 万亿元，具备较高的经济发展水平以及活跃的经济活动能力。《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出，广州市应充分发挥国家中心城市和综合性门户城市引领作用，助力建设粤港澳大湾区国际科技创新中心[15]。因此，以广州市为例研究粤港澳大湾区技术创新协同网络，具有典型意义。研究以广州市与粤港澳大湾区其他城市之间合作申请专利信息作为具体研究对象，时间跨度为2011-2019年。如果专利申请人同时包含广州市和其他城市的技术创新个体，则认为这些技术创新个体间建立了技术创新协同关系。

（二）研究方法与指标

研究采用社会网络分析方法分析广州市技术创新协同网络演化关系。其流动网络是以广州市与粤港澳大湾区技术创新个体为节点、以专利技术创新协同关系为边、专利协同项数为权重所构建的加权网络，并通过Ucinet 软件进行可视化分析。研究构建了表1网络整体层面指标和网络节点层面指标评价体系[16]，并从网络整体层面和网络节点层面两个层面进行分析。

表1 广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同社会网络评价指标体系

注：式（4）中dij 代表节点i 和节点j 之间的距离；式（5）中当节点i 与节点j 之间存在连接边时，aij=1，否则aij=0；式（6）中W（i，j）为节点i与节点j之间连边的权重；式（8）中gjk为节点j和k间存在的最短线数目，gjk（Ni）为包含Ni 个gjk 节点；式（9）中表示节点i到节点n的最短距离。

（三）数据来源和处理

研究中涉及的技术转移专利信息数据，来源于国家知识产权局专利检索网站（http://www.psssystem.gov.cn/）数据库。①专利计量信息提取。在数据库专利检索项“申请人”中，输入“广州市”以及粤港澳大湾区其余10 个市区进行检索，提取2011年1月1日至2019年12月31日的技术创新协同专利计量信息，建立原始信息数据库。②二次筛选和个体信息匹配。对原始信息数据库进行人工筛选，以其“申请人”归属进行统计，基于数据库“申请人”一项再进行筛选，对筛选出来的专利计量信息中的专利名称、申请人、申请（专利）号、登记生效日、申请权利人地址等进行编码化处理，识别每项专利对应的地理空间信息和创新个体信息。当“申请人”不少于2 个时，则认定为技术创新协同关系产生。③数据信息核准。对原始信息数据进行大量的人工校验，甄别和剔除系统无法自动识别的错误数据，确保数据的准确性和科学性。

2011年1月1 日至2019年12月31日期间，广州市与粤港澳大湾区其他城市共有合作申请专利5 462项（图1）。从图1可以看出，合作申请专利数量呈逐年上升趋势，趋势线拟合程度为R2=0.715；从2011年的81 项增长至2019年的1 860 项；2018年开始，合作申请专利量增长迅速。

图1 广州市与粤港澳大湾区城市合作申请专利技术创新协同情况

二、实证研究分析

（一）整体层面网络演化特征

图2是以广州市和粤港澳大湾区城市技术创新个体为节点，以合作申请专利技术创新协同关系为边生成的2013年广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络示意图。从2011年至2019年总体网络示意图可以看出（鉴于篇幅，仅列出2013年示意图，其他年份略），参与广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同的个体节点数量越来越多，有些节点在不同年份均处于网络中心位置，使网络呈现一定“小世界”特征[16]，即网络结构呈较明显的“大分散、小聚集”趋势，核心节点向网络中心聚集的趋势增强。

图2 广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络示意图（2013年）

表2反映了广州市技术创新协同2011-2019年网络整体层面特征。

表2 广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络整体层面指标特征

除2018年外，网络节点数均呈现增长趋势。节点数从2011年的38个增长至2012年的71个，增长率为86.84%；2013年增长至99 个，增长率为39.44%；2014年增长至126 个，增长率为27.27%；2015年增长至143 个，增长率为13.49%；2016年增长至173 个，增长率为20.98%；2017年增长至182个，增长率为5.20%；2018年下降至167 个，降幅为8.24%；2019年增长至337 个，增长率为101.80%。2019年相较于2011年，共增加网络节点数299 个，增长幅度为786.84%。说明广州市市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络规模不断扩大，越来越多的技术创新个体参与到了协同网络中。

除2017年外，网络边数均呈现增长趋势。边数从2011年的29条增长至2012年的37条，增长率为27.59%；2013年增长至67条，增长率为81.08%；2014年增长至71 条，增长率为5.97%；2015年增长至82条，增长率为15.49%；2016年增长至104条，增长率为26.83%；2017年下降至85 条，降幅为18.27%；2018年增长至101 条，增长率为18.82%；2019年增长至185条，增长率为83.17%。2019年相较于2011年，网络边数增加了156条，增长率为537.93%。说明广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络广度呈现不断提升的趋势，有越来越多的技术创新协同个体间建立了技术创新协同关系。

网络密度在波动中呈下降趋势。密度从2011年的0.058增长至2012年的0.061，增长率5.17%；2013年和2014年均为0.034，较2012年的降幅为44.26%；2015年为0.016，较2014年的降幅为52.94%；2016年为0.031，较2015年的增幅为93.75%；2017年为0.028，较2016年的降幅为9.68%；2018年为0.047，较2017年的增幅为67.86%；2019年为0.016，较2018年的降幅为65.96%。说明广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络在波动中越来越稀疏，随着技术创新个体的增加，技术创新协同的机会空间越来较大。

网络平均路径长度在波动中呈增长趋势。平均路径长度2011年为1.000，2012年增长至1.715，增长率为71.50%；2013年为2.289，较2012年的增幅为33.47%；2014年为2.263，较2013年的降幅为1.14%；2015年为1.108，较2014年的降幅为51.04%；2016年2.671，较2015年的增幅为141.06%；2017年为4.556，较2016年的增幅为70.57%；2018年为2.142，较2017年的降幅为52.99%；2019年为1.000，较2018年的降幅为114.20%。说明广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络中，技术创新个体间的网络距离不断变化，技术创新协同的信息传递性以及可达性在不同年份呈现不同性质。如2019年，两个技术创新个体要建立技术创新协同关系，仅需要1 个创新个体的中间作用。

（二）节点层面网络演化特征

1.网络节点度

表3反映了广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络节点度特征（鉴于篇幅，仅列出该衡量指标排名前5 的指标值情况，节点强度、度数中心性、中间中心性和接近中心性及其排名前5 的指标值情况略）。

表3 广州与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络节点度特征（TOP5）

华南理工大学在2011-2016年和2018-2019年节点度指标值均位列第一位，2011-2016年节点度分别为5、8、14、13、9 和19，2018-2019年节点度分别为20和29；2017年华南理工大学位列第二位，节点度为12。中山大学2011年和2017年均排在第一位，节点度分别为5 和13；2012年、2104年、2015年和2018年均位列第二位，节点度分别为4、8、6和7；2016年位列第三位，节点度为9；2013年排在第四位，节点度为3。广东工业大学2014年、2017年和2019年均排在第三位，节点度分别为3、7 和10；2015年排在第四位，节点度为4；2018年排在第二位，节点度为7。从中可以看出，高校、高新技术企业、国有企业、民营企业和科研机构在广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络广度拓展方面发挥着重要作用，高校的作用尤为突出，其次为国有集团企业。同时，总体上看，节点度有所增长，说明广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络广度有所提升，在技术创新协同的路径依赖中呈现路径创造特征，即从主要依赖高校向协同高新技术企业、国有企业、民营企业和科研机构转变。

2.网络节点强度

从广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络节点强度特征来看，中山大学节点强度指标在2011年排在第一名，节点强度为24；在2014年排在第四名，节点强度为29。华南师范大学2014年排在第三名，节点强度为45；2015年和2017年均排在第一位，节点强度分别为103 和70；2016年排在第四位，节点强度为38。华南理工大学在2013年和2018年均排在第三位，节点强度分别为29 和75。广州市市番禺区大川饲料有限公司和广东海大集团股份有限公司在2011年并列排在第三位，节点强度均为17；2012年并列排在第一位，节点强度均为35。佛山市海航饲料有限公司2011年排在第五位，节点强度为12；2012年排在第三位，节点强度为27。江门海大饲料有限公司2011年和2012年均排在第五位，节点强度分别为12 和24。广州市兴森快捷电路科技有限公司和深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司2013年和2014年并列排在第一位，节点强度分别31 和78；2017年并列排在第二位，节点强度均为47；广州市兴森快捷电路科技有限公司2015年排在第五位，节点强度为38；2016年排在第二位，节点强度为80；深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司2015年排在第四位，节点强度为48；2016年排在第一位，节点强度为132。珠海金山办公软件有限公司和广州市金山移动科技有限公司2016年并列排在第四位，节点强度均为38；2018年并列排在第一位，节点强度均为208；2019年并列排在第四位，节点强度均为170。从中可以看出，高新技术企业、民营企业、高校和国有企业在广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络深度的挖掘方面发挥着重要作用，高新技术企业和高校的作用尤为突出。同时，总体上看，节点强度有所增长，说明广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络深度不断提升，且表现出技术邻近和组织邻近特征，即具有相同或相近技术经验和技术知识的创新个体、同属同一组织关系空间内的创新个体，技术创新协同的强度更大。

3.网络度数中心性

从广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络度数中心性特征来看，中山大学度数中心性指标在2011年排在第一位，为3.306；2014年排在第四位，为0.297。华南师范大学2014年排在第三位，度数中心性为0.462；2015年和2017年均排在第一位，分别为1.422 和0.823；2016年排在第四位，为0.276。华南理工大学2013年和2018年均排在第三位，度数中心性分别为0.955 和0.217。广州市番禺区大川饲料有限公司和广东海大集团股份有限公司2011年并列排在第三位，度数中心性均为2.553；2012年并列排在第一位，度数中心性均为2.500。佛山市海航饲料有限公司2011年排在第五位，度数中心性为1.802；2012年排在第三位，度数中心性为1.929。江门海大饲料有限公司2011年和2012年均排在第五位，度数中心性分别为1.802 和1.714。广州市兴森快捷电路科技有限公司和深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司2013年和2014年并列排在第一位，度数中心性分别为1.020 和0.800；2017年并列排在第二位，度数中心性均为0.552；广州市兴森快捷电路科技有限公司2015年排在第五位，度数中心性为0.525；2016年排在第二位，度数中心性为0.581；深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司2015年排在第四位，度数中心性为0.663；2016年排在第一位，度数中心性为0.959。珠海金山办公软件有限公司和广州市金山移动科技有限公司2016年并列排在第四位，度数中心性均为0.276；2018年并列排在第一位，度数中心性均为0.602；2019年并列排在第四位，度数中心性均为0.144。从中可以看出，高新技术企业、民营企业、高校和国有企业在广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络中具有核心地位，尤其是高新技术企业和高校，它们在网络中居于重要位置，对广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同信息和资源的传递具有重要的影响作用，表现出核心-边缘结构特征，即少数节点处于网络核心位置，多数节点处于网络边缘位置，且核心节点、边缘节点之间具有依赖关系和关联效应，核心节点通过技术创新协同促进边缘节点发展，使其相互位置随着时间有所变化。

4.网络中间中心性

从广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络中间中心性特征来看，华南理工大学中间中心性在2011-2016年和2018-2019年均排在第一位，2012-2016年分别为1.502、1.449、1.915、1.813、1.319 和3.288，2018-2019年分别为2.147 和2.865；2017年排在第二位，中间中心性为5.384。中山大学2011年和2017年均排在第一位，中间中心性分别为1.502 和5.513；2014年、2016年和2018年均排在第二位，中间中心性分别为0761、1.768 和0.372；2012年排在第四位，中间中心性为0.248。澳门科技大学2011 和2012年均排在第三位，中间中心性分比为1.351 和0.290。广州市呼吸病研究院2011年排在第三位，中间中心性为1.351；2014年排在第四位，中间中心性为0.248。深圳供电局有限公司2014年和2015年分别排在第三位和第二位，中间中心性分别为0.426 和1.069。深圳先进技术研究院2015 和2017年分别排在第三和第五位，中间中心性分别为0.350 和2.185。广东工业大学在2014和2016年均排在第四位，中间中心性分别为0.419和0.612；2018年排在第五位，中间中心性为0.241。东莞理工学院2017和2018年分别排在第三和第四位，中间中心性分别为3.990 和0.285。从中可以看出，高校、科研机构、高新技术企业、国有企业和民营企业均处在广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络的关键路径上，他们通过中介作用将不同创新个体联系起来，从而提升网络中技术创新协同资源和信息的流动效率，使网络表现出核心-边缘结构特征。

5.网络接近中心性

从广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络接近中心性特征来看，2012-2019年年，华南理工大学均排在第一位，接近中心性指标值分别为1.176、1.176、0.925、0.806、0.719、0.760、0.704 和0.369。2011年，广州市呼吸疾病研究所和广州市医学院第一附属医院的接近中心性指标分别排在第一和第四位，分别为3.112 和3.101；东莞松山湖明珠实验动物科技有限公司和澳门科技大学并列排在第二位，接近中心性均为3.109；呼吸疾病国家重点实验室和广州市白云山和记黄埔中药有限公司并列排在第五位，接近中心性均为3.096。2012年，深圳视融达科技有限公司、广东肇庆星湖生物科技股份有限公司等8 个个体并列排在第二位，接近中心性均为1.610。2013年，深圳市燃气集团股份有限公司等14个个体并列排在第二位，接近中心性均为1.175。2014年，江门市新三联管桩有限公司和江门市强力建材科技有限公司并列排在第一位，接近中心性均为0.925；深圳供电局有限公司等12 个个体并且排在第四位，接近中心性均为0.924。2015年，深圳供电局有限公司接近中心性为0.806；深圳先进技术研究院等13 个个体并列排在第三位，接近中心性均为0.805。2016年，东莞市德速达精密设备有限公司等20 个个体并列排在第二位，接近中心性均为0.718。2017年，中山大学和东莞理工学院并列排在第一位，接近中心性均为0.760；东莞市华井生物科技有限公司、深圳先进技术研究院、东莞中山大学研究院和香港科技大学并列排在第四位，接近中心性均为0.759。2018年，东莞市易联交互信息科技有限责任公司等25 个个体并列排在第二位，接近中心性均为0.703。2019年，佛山华谱测智能科技有限公司和广东电网有限责任公司并列排在第一位，接近中心性均为0.369；广东电网有限责任公司珠海供电局的63 个个体并列排在第四位，接近中心性均为0.368。从中可以看出，高校、高新技术企业、国有企业和民营企业与其他节点的网络距离较小，距离广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络中心位置更近，占据各个体节点间连接路径的重要位置，受其他节点的控制程度较低，在协同网络发展中更具有优势地位，同时也表现出核心-边缘结构特征。

三、研究结论与启示

基于2011-2019年广州市与粤港澳大湾区城市各创新个体之间的合作申请专利信息，采用社会网络分析方法，构建网络整体层面指标和网络节点层面指标评价体系，分析广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络演化关系，得出研究结论和启示如下：

（一）广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络规模不断扩大，密度越来越稀疏，网络整体呈现“小世界”特征，技术创新协同的机会空间提升，信息传递性以及可达性在不同年份呈现不同性质。从网络整体层面特征可以看出，网络节点数和网络边数在波动中呈增长趋势，网络密度在波动中呈下降趋势，网络平均路径长度呈波动变化趋势，越来越多的技术创新个体参与到技术创新协同网络中，同时也有越来越多的技术创新协同个体建立了技术创新协同关系。从网络节点层面特征可以看出，技术创新个体节点度和节点强度有所提升。因此，广州市应该不断加大科研投入，提升技术创新能力，促进技术创新协同的发展，同时不断挖掘技术创新协同的平台和路径，加强技术创新个体之间互动交流，加强基础设施和信息化建设，提升信息和资源的传递性和可达性，提升技术创新协同强度。

（二）广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络中，高校、高新技术企业和国有企业占据核心地位，科研机构和民营企业也发挥着重要影响。从网络节点层面特征可以看出，高校、高新技术企业、民营企业、科研机构和国有企业在网络广度拓展方面和网络深度挖掘方面发挥着重要作用。他们在网络中居于重要位置，对于广州市技术创新协同信息和资源的传递具有重要的影响。他们处在网络的关键路径上，提升了网络中技术创新协同资源和信息的流动效率。他们与其他节点的网络距离较小，距离广州市技术创新协同网络中心位置更近，占据各个体节点间连接路径的重要位置，受其他节点的控制较少，在广州市技术创新协同中更具有优势地位。因此，广州市应该提高不同属性创新个体的技术创新研发能力，充分发挥其在技术创新协同中的核心作用，如充分发挥高校创新人才资源丰富、创新资源高度集聚和创新溢出异常频繁等优势，不断推进产学研一体化。

（三）广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络在路径依赖中呈现路径创造，表现出技术邻近、组织邻近和核心-边缘结构特征。广州市技术创新协同呈现明显的集团企业子母公司之间以及集团公司与控股公司之间的技术创新个体内部邻近协同现象。广州市与粤港澳大湾区城市技术创新协同网络发展也在不断进行路径创造，促进了网络核心-边缘结构特征的发展。因此，广州市应该积极鼓励更多有实力的创新个体在粤港澳大湾区城市成立子公司或分支机构，应该以建设粤港澳大湾区国际科技创新中心为指引，充分利用香港、澳门的国际化优势和广州市、深圳的创新资源优势，为技术创新协同创造更多的机会和条件，发挥粤港澳大湾区技术创新协同的先行示范作用。