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基于熵权法的自主创新示范区发展评价模型——以苏南国家自主创新示范区无锡片区为例
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基于熵权法的自主创新示范区发展评价模型——以苏南国家自主创新示范区无锡片区为例
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:834    更新时间:2016-3-31
 

黄鹏[1]

( 1 无锡职业技术学院 管理学院,江苏无锡 214000)

摘要:本文利用熵权法,对现有的基于AHP层次分析法的循环经济发展评价模型进行了改进,证明了熵权法能够将传统的主观赋权法转变为基于客观数据的赋权方法,提升了苏南国家自主创新示范区循环经济发展评价模型在电子政务系统中应用的有效性。通过具体数据的分析,本研究还发现苏南国家自主创新示范区无锡片区在2011-2014年的4年间,传统经济有了较快的增长,环境、社会和创新经济也有了同步的增长,但环境保护相对滞后,创新经济对整体经济的拉动效应不足,证明苏南国家自主创新示范区无锡片区还处于创新经济建设的初始阶段

关键词:熵权法,创新经济,评价模型,苏南国家自主创新示范区

 

Evaluation model of Independent Innovation Demonstration Zone based on entropy weight method---To Wuxi area of Sunan National Independent Innovation Demonstration Zone as an example

HUANG Peng1

(1. Wuxi Institute of Technology, school of management, Wuxi 214000, China)

 

Abstract: In this paper, using the entropy weight method, improve Evaluation model of innovative economy based on AHP analytic hierarchy process (AHP), prove the entropy weight method can become the traditional subjective weight empowerment to objective weight empowerment and upgrade the effectiveness Evaluation model of innovative economy in the environment of e-government affair. Through the analysis of the specific data, indicates that traditional economy, society, environment, innovation is the development faster and better, but the improvement of environment is lag behind of economy. Meanwhile, innovation is not enough pull effect on the economy, prove that Wuxi area of Sunan National Independent Innovation Demonstration Zone in the initial stage of innovative economic construction.

Key words: entropy weight method; innovative economy; evaluation model; Sunan National Independent Innovation Demonstration Zone

 

 

 

 

 

 

1 背景介绍

苏南国家自主创新示范区的正式获批,意味着我省继“一带一路”、长江经济带建设、长三角发展一体化、苏南现代化建设示范区、江苏沿海发展战略之后,再次获得国家级战略机遇。对这一战略机遇的重要性,南京大学教授洪银兴认为“苏南土地开发强度接近国际公认临界点,环境负荷重,投资效益趋低,苏南地区必须减少对生产要素投入的依赖,由投资驱动转向创新驱动增长”[2]。徐南平院士认为“苏南作为先行地区,理应成为国内其他地区的探路者,要紧紧抓住建设国家自主创新示范区的重大机遇,全面实施创新驱动发展战略,加快实现从要素驱动、投资驱动向创新驱动的历史性转变,为全国提供可复制可推广的经验。”[3]习近平总书记2013年在江苏省视察时专门就苏南国家自主创新示范区做出了指示:“希望江苏用好建设苏南国家自主创新示范区等机遇和条件,以只争朝夕的紧迫感,切实把创新抓出成效。”[4]因此,苏南国家自主创新示范区的建设与发展,不仅对江苏省的可持续发展极为重要,也对中国整体迈过中等发达陷阱极为重要。

在这一背景下,我们必须要思考苏南国家自主创新示范区建设的根本任务是什么?对此,有学者认为示范区的建设,无论是目标还是途径,必然与传统意义上的科技园区和工业园区有所差别,强调区域要素资源的有效配置、区域产业空间的合理布局、区域自主创新的协同互动,必须注重经济、社会、文化、政治、生态等各方面协调和可持续发展,不断解放和发展生产力,实现共同富裕,以人的现代化为现代化示范区建设的最终目标,让人民共享现代化建设的成果。[5]同时,也有学者认为传统的线性经济发展模式无法满足现代化的基本要求,因此必须通过技术创新发展,实现循环经济,促进中国的现代化建设向高级阶段发展[6]可见,自主创新示范区建设的根本任务是为苏南乃至整个中国的现代化建设提供技术基础,为经济、社会、文化、政治、生态等各方面的协调和可持续发展提供有力保障。

如何对示范区整体以及各个关键开发区的创新发展进行合理和科学的评价,是苏南国家自主创新示范区建立过程中的一个重点和难点,只有有了长效的评价机制,才能够更好的控制和及时的调整示范区的建设与发展。虽然目前常用的电子政务“多属性决策方法”(MADM)在评价指标体系的确立和易用性方面存在着一定的优势,但其在评价指标权重的确立上还存在着过于主观的致命缺陷,会有一定几率导致评价模型的失效,因此需要对多属性决策方法进行改进来解决这一问题。

 

2 文献综述

20世纪60年代,奥地利经济学家熊彼特首次提出创新的观点之后,熊彼特不断的对“创新理论”进行补充和完善,逐渐形成了创新经济学的理论体系。在此理论体系中,不同的研究者提出了不同的创新产业结构,并依次提出了不同的评价体系。南京社会科学院经济发展研究所研究员黄南认为,创新产业结构可以概括为“IAGC”产业组合体系。其中,“I”为信息产业(Information Industry)是创新经济发展的主要推动力,“A”为先进制造业(advanced and auto Industry),是创新经济发展的核心,“G”为绿色产业(Green

Industry),是创新经济发展的外在表现,“C”为创意产业(Creative Industry),是创新经济的无限拓展。[7]黄南的研究成果表明创新评价体系可以从这四个方面,使用定量分析工具来构建评价体系。

在定量分析方面,几乎所有的相关数学模型研究均是基于多属性决策(MADM)的思想,所谓的多属性决策是指利用已有的决策信息通过一定的方式对包含有有限多个要素的一组备选方案进行排序与择优,其主要包含两个部分:(1)包含有属性权重和属性值的决策信息,其中属性值包含有实数、区间数、直觉模糊与三参数区间四种形式;(2)对专家偏好的集结以及对备选方案的排序与择优[8]。在此思想基础上,不同的研究者使用了不同的具体方法,如ELECTRE[9]ELECTER TRI[10]PROMEHTEE[11]以及AHP[12],这些方法虽然各有优点,但却具有同一个问题:指标赋权。

指标权重的大小反映了各指标的相对重要性,权重越大的指标,其在指标集中的重要性也越大,常用的指标赋权方法有三类:主观赋权法、客观赋权法以及组合赋权法。主观赋权法是指使用德尔菲法、层次分析法、相邻指针比较法、集值迭代法等,这些方法均是依靠赋权者的主观判断对指标进行赋权;客观赋权法主要有熵权法、离差最大化赋权法、标准偏差赋权法、多目标规划赋权法、神经网络法、主成分赋权法等,这些方法是通过对现有指针资料进行统计处理后对指标进行赋权;组合赋权法则是将主观赋权法与客观赋权法进行了结合,如线性平均法以及乘除法。本文所采取的赋权方法为主客观混用的方案,对难以用直接数据进行测量的准则层因素,使用专家打分法赋权,而对于可以用直接数据进行测量的指标层因素,则用熵权法进行赋权。

由于信息熵可以度量数据中的有用信息量,能够说明决策者在繁杂的数据中提取有用的数据,解决了研究者难以从繁杂的区域循环经济指标数据中摘选有效数据的问题,增加并提高了决策者所获取信息的数量和质量,保证了决策的精度和可靠性,因此本研究选用熵权法作为指标层的客观赋权方式。

3、创新示范区发展评价模型的建立

3.1 评价指标体系的建立

创新示范区发展评价模型的指针体系主要依据“IAGC”产业组合体系建立,在兼顾传统经济、创新经济、社会、环境、生态,以及公平与效率的前提下选取具体指标。

本文的指标主要依照对现有文献(以CNKI数据库为主)进行出现频度统计分析的方法来筛选指标。经筛选后的指标主要分为三个层级:目标层、准则层以及指标层。图2.1是本研究所使用的循环经济发展评价模型指针系统示意图,此指针系统的目标层A为创新示范区发展水平;准则层包含有传统经济子系统B1,环境子系统B2,社会子系统B3,创新经济子系统B4,;每一个子系统的指针层包含有8个具体指标。

1 创新示范区发展评价模型指针系统示意图

 

附表1至附表4是依据文献回顾筛选所获得的苏南国家自主创新示范区发展评价指标,指标选定主要借鉴了赵萌[13]对于河北省宏观经济评价指标的研究成果,以及张克英[14]在科技创新评价指标方面的研究成果,并依据苏南国家自主创新示范区的特点进行了相应的修正,各指标的资料主要来源于无锡市统计年鉴、统计局网站以及政府工作报告。

3.2 评价模型构建

评价模型的构建主要包含有4个步骤,分别是指针数据标准化、准则层赋权、指标层赋权以及综合评价公式。

1)、指针数据标准化:数据的标准化是为了解决各指针数据方向与量纲的差异,将所有数据转化为01的区间之内,便于之后的处理。具体方法如式1与式2所示,使用极差变化法将数据标准化:

                              1

 

                              2

其中,式1是对正向指标的处理,式2是对负向指标的处理;

2)、准则层赋权:准则层是对目标层维度的细化以及对指标层内涵的总结,由一组对指针层数据处理后所得的间接数据衡量,无法使用直接观察数据衡量,因此准则层要素的赋权就需要利用主观赋权的方法进行复权,本例中使用的是层次分析法(AHP);

3)、指标层赋权:指标层赋权包含有两个内容,分别是相对于准则层的赋权以及相对于目标层的赋权,在相对于准则层赋权的部分,本研究使用的是熵权法,具体步骤如下:

<1>数据归一化:利用极差变换法,将决策矩阵(包含有各具体指针数据)标准化,并归一化标准化矩阵后得到式3

                                  3

<2>计算熵:利用归一化后的数据,结合信息熵计算公式可以得到式4

                                     4

<3>计算指标集的差异系数:差异系数主要用于鉴别指标集的权重,差异系数越大说明指标值间的差别越大,说明指标集对决策的参考作用越大,其权重也就越大,差异系数的计算方式如式5所示

                                              5

<4>计算指标集权重:利用指标集的差异系数值,通过式6计算指标集的权重

                                             6

指标层赋权的另一个内容是确定指针相对于目标层的权重,其计算方法如式7所示:

              7

4)、综合评价公式:为了便于决策时的使用,本研究采取了最简单的线性加权法获得最后的综合评价结果,具体计算公式如式8所示

                                          8

3.3、实例分析

本文的实例分析主要是利用无锡市20112014年的相关数据,对苏南国家自主创新示范区无锡片区创新经济发展状况进行总体评价。

1)准则层赋权

正如前文所述,准则层因素由于无法使用直接数据进行测量,因此在赋权时基本无法使用客观法,只能利用AHP层次分析法进行赋权,简单地说就是先让专家对准则层要素进行两两比较并打分,形成判断矩阵,再对判断矩阵进行一致性检验,计算一致性比例指标值CR,考察CR值是否满足CR0.1如满足要求则表明判断矩阵的一致性可以被接受,通过判断矩阵所计算出的准则层因素的权重。表1是准则层判断矩阵,根据表中数据计算出下列数据:特征向量ω=0.18,0.15,0.23,0.45TCI=0.057RI=0.89CR=0.064CR值满足要求,可以得到准则层各因素权重(表2

1 准则层判断矩阵表

准则

传统经济

环境

社会

创新经济

传统经济

1

2

0.5

1/3

环境

0.5

1

1

1/3

社会

2

1

1

0.5

创新经济

3

3

2

1

 

 

 

2准则层因素权重表

准则

传统经济

环境

社会

创新经济

权重

0.18

0.15

0.23

0.45

 

2)基于熵权法的指标层赋权

用于指针层赋权的客观数据主要来自于2011年到2014年的无锡市统计年鉴(附表5)。由于量纲不统一的问题,在使用客观数据赋权之前,必须利用式1和式2对客观数据进行标准化(附表6),并利用式3对标准化资料进行归一化处理(附表7)。再利用归一化数据,结合式4计算各指标的熵,结合式5计算各指标的差异系数,结合式6计算各指标的权重系数,结果如附表8所示。

 

3)总权重的计算

利用指标层赋权结果以及准则层赋权结果,结合式7可以得到总权重(附表8)。

 

4)创新经济发展综合评价

依据标准化资料(附表6)以及总权重(附表8),结合式8可以计算出各准则层因素的评价得分(表3),以及年度循环经济评价结果趋势图。

3 无锡创新经济发展评价结果表

2011

2012

2013

2014

经济

0.032

0.283

0.558

0.606

环境

0.201

0.375

0.290

0.359

社会

0.081

0.260

0.394

0.488

创新

0.050

0.197

0.446

0.506

 

2 2011-2014年无锡市循环创新经济评价趋势图

 

4、结果与讨论

3与图2的资料表明了2011年至2014年的自主创新示范区评价体系下,无锡片区的传统经济指标、环境指标、社会指标、创新经济指标以及总体评价的变化趋势,从变化趋势来看,无锡片区的发展总体上处于上行趋势,传统经济、创新经济和社会状况都得到了较高速的发展,但环境指标增长却相对乏力。

在传统经济方面,无锡片区取得了显著的成就,人均GDP年均增长率达到了6.05%CPI保持在2-5%的可接受区间,年末金融机构人民币存款余额年均增长率为8.81%,农民人均纯收入年均增长率为11.82%,第三产业占GDP的比总由2011年的44%上升到了2014年的47.1%,表明无锡片区经济总体做到了平稳增长,并在保证经济增长的同时提高了民众收入和产业转型方面的投入,不过同期的固定资产投资总额年均增长率达到了15.42%,表明固定资产投资依然是无锡片区经济增长的主要动力,这一趋势在短时间内难以得到完全的改变。

在环境保护方面,无锡片区取得了一定的成绩,化学需氧量、氨氮排放量、工业固体废物产生量、氮氧化物排放量、每万元地区生产总值能耗这几个主要指标都有了一定幅度的下降。但废水排放总量在四年间增长了26.4%,烟(粉)尘排放量也在四年间增长了49.03%,这两项环保指标大幅度的增长直接影响了无锡片区在环境保护方面的得分。不过无锡片区在废水处理方面有了长足的进步,在废水总排放量大幅度增长的前提下,可以做到化学需氧量和氨氮排放量的双下降,这也得益于无锡片区近些年来在绿色环保技术方面的不断创新。

在社会发展方面,无锡片区基本保持了社会的平稳发展,城镇登记失业率长期保持在3%以下,基本实现了社会的充分就业。社会保险覆盖率基本实现了面向常住人口的全覆盖,医疗条件、教育条件和城市环境有关的各项指标也远高于中国平均标准。较为平稳的社会状况是无锡片区能保持经济持续增长的一个重要因素,同时也表现了无锡片区政府在保证居民享受经济发展果实的巨大努力。

在创新经济方面,无锡片区2014年全社会研发费用占GDP的比重已经达到了2.75%,这一比例超过了发达国家的平均水平,与此相对应的是万人有效发明专利年均53.8%以及高新技术产业产值占规模以上工业总产值比重年均5.09%的快速增长,从数据来看,创造出这一成绩的主要原因除了大额度的研发投入外,还有在创新服务方面的努力,如2014年的专利质押贷款额为2011年的8.79倍,2014年的新增产学研科技合作项目为2011年的1.74倍。但还需要看到,虽然高新技术产业产值占规模以上工业总产值的比重已经达到了较高的41.5%的水平,但距离真正的以高新技术创新为主导的创新型经济的目标还有着不小的距离,目前无锡片区的经济发展拉动还主要依靠传统工业,创新经济的拉动效应并不是非常明显,原因可能在于无锡片区的科研人才供给相对薄弱,区内仅有一所二本以上本科院校,难以为片区内提供足量的高素质科研人才,在一定程度上阻碍了无锡片区创新经济的发展。

总的来说,苏南自主创新示范区无锡片区处于发展起始阶段,不过发展比较迅速,经济、环境、社会和科研这四个方面基本做到了同步发展,但还没有完全建立起以创新为主导的经济发展模式。

5 总结

本文利用熵权法改进了传统的AHP层次分析法,将原本完全主观的指标赋权方式转变为依据客观数据的客观方式。在对苏南自主创新示范区无锡片区为样本的实例分析结果基本与当地的经济和社会发展现状相吻合,并在依据年份的纵向比较中非常直观的表现出了苏南自主创新示范区无锡片区发展趋势,证明熵权法的应用增加了AHP层次分析结论的可信度和有效度,有助于决策者更加客观和理性的认识当地的宏观经济发展现状,从而更加有效的进行决策。

本文的不足之处在于进行准则层赋权时依然使用了主观赋权的方式,没有做到赋权的完全客观化,在未来的研究中还需要探寻新的赋权方法,以达到整体模型赋权的完全客观化,进一步增强评级模型的客观性和可信度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献

[1]Brans, J., Vincke, P., & Mareschal, B. (1986). How to select and how to rank projects: The PROMETHEE method. European Journal Of Operational Research, 24(2), 228-238.

[2]Eastin, R. V. (1978). Nijkamp, P. and A. van Delft, "Multi-Criteria Analysis and Regional Decision-Making" (Book Review). TPR: Town Planning Review, 49(4), 577.

[3]Greening, T. (1984). AHP DELEGATION TO THE SOVIET UNION. Journal Of Humanistic Psychology, 24(1), 7.

[4]Tilman, C., & Sandhu, R. (1998). A model recycling program for Alabama. Resources, Conservation & Recycling, 24(3/4), 183.

[5]Yu W. ELECTRE TRI: Aspects Methodologiques Et Manuel Utilisation [J], Document du Lamsade, 1992

[6]郭亚军,综合评价理论与方法[M],科学出版社,2002

[7]徐泽水,不确定多属性决策方法及应用[M],清华大学出版社,2004

[8]赵萌,基于熵的多属性决策方法及在区域经济评价中的应用(第一版)[M],经济科学出版社,2013

[9]章寿荣,杜宇玮,苏南地区整体实现基本现代化的思路与对策[C],农业与现代化——中国现代化研究论坛,2012

[10]黄群慧,循环经济与中国的工业现代化,首都经济贸易大学学报[J]2004年第六期,P30

[11]创新一体化开启新苏南模式,科技日报[N]2014-11-28

[12]聚焦苏南国家自主创新示范区系列报道之一:苏南“发动机”添上“涡轮增压,新华日报[N]2015-2-4

[13]黄南,关于创建创新经济下现代产业体系的思考,中国发展[J]2013.2P32

 



[1] 黄鹏(1984.10-),无锡职业技术学院管理学院,讲师,博士,研究方向:计量统计、市场学

[2] 《科技日报》,创新一体化开启新苏南模式,第一版,2014-11-28

[3] 《科技日报》,创新一体化开启新苏南模式,第一版,2014-11-28

[4] 《新华日报》,聚焦苏南国家自主创新示范区系列报道之一:苏南“发动机”添上“涡轮增压,2015-2-4

[5] 章寿荣,杜宇玮,苏南地区整体实现基本现代化的思路与对策,中国现代化研究论坛,2012

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[8] 徐泽水,不确定多属性决策方法及应用[M],清华大学出版社,2004

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[13] 赵萌,基于熵的多属性决策方法及在区域经济评价中的应用(第一版)[M],经济科学出版社,2013

[14] 张克英,多种综合评价方法在科技创新评价指标分析中的应用[J],科技管理研究[J]2005.11

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