重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的動態(tài)演化分析

1、    重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的動態(tài)演化分析    ：2095-6835（2017）04-0091-03摘 要：重大工程具有技術創(chuàng)新溢出效應，研究其技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡意義重大。以20002014年我國科技進步獎重大工程類項目為對象，構建重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡，通過sna的中心性分析研究其動態(tài)演化趨勢及個體特征。研究表明，重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡已初具規(guī)模且日益壯大，但網(wǎng)絡中的合作關系沒有隨著規(guī)模的擴大顯著提升。此外，各單位在網(wǎng)絡中的位置有明顯區(qū)別，清華、西南交大等擁有核心的地位。研究提供了基于sna的重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡分析方法，其成果可為選擇創(chuàng)新

2、合作單位和工程技術持續(xù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實踐指導。關鍵詞：重大工程；技術創(chuàng)新；合作網(wǎng)絡；中心性分析：f273.1；f276.44 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2017.04.091重大基礎設施工程（以下簡稱“重大工程”）是指投資規(guī)模大、復雜性高，對技術、經(jīng)濟、社會和環(huán)境有重要影響的大型項目，比如摩天大樓、長大橋梁、交通樞紐、能源基地、港口工程、高速公路及鐵路等。我國在重大工程的建設過程中不斷攻克世界級的技術難題，比如京津城際鐵路、國家游泳中心、秦嶺終南山公路隧道、青藏鐵路等項目相繼獲得國家科技進步一等獎，并通過在類似工程中的推廣應用帶來巨大的技術創(chuàng)新溢出效應。重大工程技術

3、創(chuàng)新是多要素、多主體、多階段整合協(xié)同的過程，存在復雜的合作方式。目前關于技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的研究多集中在企業(yè)間的技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)集群的技術創(chuàng)新及跨區(qū)域創(chuàng)新合作的模式等，缺乏從工程項目整體的角度對重大工程這類以項目需求為導向，多方單位共同參與的技術創(chuàng)新活動的合作關系進行研究。所以本文以我國科技進步獎重大工程類項目的獲獎單位為對象，構建重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡，通過社會網(wǎng)絡分析中的中心性分析方法，分析20002014年我國重大工程技術創(chuàng)新成果的變化趨勢，以及創(chuàng)新合作的特征及演化。1 重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的基本參數(shù)在社會網(wǎng)絡中，包含著多種特征參數(shù)，比如中心性、密度、距離、聚合系數(shù)等。其中，測度創(chuàng)新合

4、作網(wǎng)絡關系應用最多的為中心性分析。中心度測量的是個體或單位在整個網(wǎng)絡結構中的權力、優(yōu)越性及社會聲望；中心勢測量的是創(chuàng)新合作網(wǎng)絡整體的緊密程度，即網(wǎng)絡的中心度。常用的中心性測度有度數(shù)中心性、中間中心性、接近中心性。1.1 度數(shù)中心性某節(jié)點的度數(shù)中心度定義為在網(wǎng)絡中與該節(jié)點相連接的其他節(jié)點的個數(shù)。對創(chuàng)新合作網(wǎng)絡而言，如果兩家單位有共同完成過獲獎項目，則相連。度數(shù)中心度越高表示其合作方越多，影響力越大。為了讓度數(shù)中心度能夠在不同規(guī)模的網(wǎng)絡間進行比較，freeman提出了標準化度數(shù)中心度（以下簡稱“ndegree”），它等于某點的度數(shù)中心度與網(wǎng)絡中的最大可能的度數(shù)之比。度數(shù)中心勢是描述ndegree在

5、整個網(wǎng)絡中不均衡程度的指標。在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中，度數(shù)中心勢越大，表明各單位間合作情況的差距越明顯。1.2 中間中心性某節(jié)點的中間中心度定義為在網(wǎng)絡中其他點對經(jīng)過該點的捷徑數(shù)目與所有捷徑數(shù)目之比。中間中心度越高，表示某單位的“中介能力”越強，即將沒有關聯(lián)的單位聯(lián)系到一起的能力越強。標準化的中間中心度（以下簡稱“nbetweenness”）等于某點的中間中心度與網(wǎng)絡中最大可能的中間中心度之比。中間中心勢是描述nbetweenness在整個網(wǎng)絡中不均衡程度的指標，在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中，中間中心勢越大，表明各單位中介能力的差異越大。1.3 接近中心性某節(jié)點的接近中心度定義為該點與網(wǎng)絡中其他各點的距離之和的倒

6、數(shù)。接近中心度越高，表示某點距離其他點的距離越近，那么該單位在合作過程中越不容易受到其他單位的控制。標準化的接近中心度（以下簡稱“ncloseness”）可以用在不同規(guī)模的網(wǎng)絡間進行比較。接近中心勢是描述ncloseness在整個網(wǎng)絡中不均衡程度的指標，在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中，接近中心勢越大，表明各單位不受控能力的差異越大。2 重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的中心性分析2.1 數(shù)據(jù)來源及處理國家科學技術進步獎，是國務院設立的國家科學技術獎五大獎項之一，授予在應用推廣科學技術成果，完成重大科學技術工程、計劃、項目等方面做出突出貢獻的公民與組織。其中特別包括在實施重大工程項目中，保障工程達到國際先進水平的組織

7、?？紤]到數(shù)據(jù)的可獲得性和權威性，本文從中華人民共和國科學技術部官方網(wǎng)站獲得了20002014年國家科技部公開的全部獲獎項目，共2 642條獲獎項目信息，并從中抽取出授予類型為重大工程的項目共217個，每個項目均由若干個主要完成單位合作完成，以此建立重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡。通過ucinet軟件，將各單位合作獲獎的2-模網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換為各單位間合作關系的1-模網(wǎng)絡，暫不考慮單位間的合作次數(shù)，建立無向無權網(wǎng)絡，其基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1.最大合作群體是指網(wǎng)絡中最大子網(wǎng)的單位數(shù)。該群體中的單位間相互連通，代表了網(wǎng)絡最大的合作關系趨向。截至2014年，重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中95%以上的單位均位于最大合作群中，

8、其節(jié)點數(shù)為599，邊數(shù)為4 254.本文以此分析重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的動態(tài)演化特征和個體位置特征。2.2 對技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡動態(tài)演化的描述由表1可見，每年重大工程類的獲獎項目數(shù)與獲獎單位數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢，表明我國在重大工程上取得的技術成就和參與到其中的單位越來越多。這也得益于“十二五”提出的創(chuàng)新驅(qū)動，實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略。通過計算每年各項目平均參與單位數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，該值總體趨勢為波動上升，說明隨著科技的快速發(fā)展，要想在重大工程的技術上再有所突破難度更高，需要有更多的單位參與進來才能實現(xiàn)。此外，雖然每年獲獎單位數(shù)逐年增多，但累積獲獎單位數(shù)保持穩(wěn)定增長，可知獲獎項目的主要完成單位已存在

9、于網(wǎng)絡中的比例越來越高，各單位更愿意與之前合作過的單位繼續(xù)開展合作。 2.3 網(wǎng)絡的中心性分析2.3.1 度數(shù)中心性如圖1所示，我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡平均ndegree在2002年以前數(shù)值較高，此后該指標一路下滑，僅在2008年有一個小幅回升，最終在2014年達到最低值2.38.進一步分析可以得出，ndegree的下降說明了我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡規(guī)模的增長速度稍大于各單位間開辟新合作的速度，某些關鍵單位的合作關系在上升而新加入網(wǎng)絡單位的合作關系稍顯不足。圖2中網(wǎng)絡的度數(shù)中心勢的走勢也說明了網(wǎng)絡中的關鍵單位并非處在絕對核心的地位。前3年網(wǎng)絡的度數(shù)中心勢最強。這是因為這3年的累積最大合

10、作群體里均為一家單位連接著2個獲獎項目，度數(shù)中心度不均衡程度高。之后網(wǎng)絡的度數(shù)中心勢開始下降。這也表明隨著合作網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，各單位間的合作關系增多，使得網(wǎng)絡中“影響力”大的單位從一家獨大到多足鼎立。2.3.2 中間中心性如圖1所示，我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡平均nbetweenness在前3年數(shù)值較高，2003年達到最高值3.72，之后此項指標值開始下降，最終在2014年降至最低值0.36.這說明我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的平均中介能力逐漸下降，“橋”的作用在不斷減弱。但是注意到網(wǎng)絡的中間中心勢卻從2010年開始上升。由此可以判斷，雖然網(wǎng)絡平均中介能力在下降，但是不同單位的中介能力的差異

11、在加大。2.3.3 接近中心性如圖1所示，我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡平均ncloseness在2005年以前持續(xù)快速下滑，從2006年開始緩慢增長，2014年達到32.28.20002005年的大幅度下滑是因為本階段網(wǎng)絡規(guī)模迅速擴大，網(wǎng)絡中各單位間的距離顯著上升。此后，我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡間的距離不斷縮短，總體上各單位不受控制的能力在增強，但是結合網(wǎng)絡的接近中心勢指標進一步分析，會發(fā)現(xiàn)從2006年開始接近中心勢也是在緩慢上升的并最終維持在30%左右。這說明雖然我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡的平均接近中心度在不斷上升，但是分布的不均衡程度越來越高，各單位的“依賴性”或者說“受控程度”差距

12、增大。2.4 個體的中心性分析表2為2014年我國重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡在3種中心性測度下的前10家單位。從表中可以看出，西南交通大學、清華大學、東南大學在3種測度下均排前列，其他的比如中南大學、同濟大學、中國鐵道科學研究院、中鐵大橋局股份有限公司也同時在3種測度下出現(xiàn)。這表明高等院校在網(wǎng)絡中具有較高的活動能力、控制能力和核心地位。從單位性質(zhì)進一步分析來看，3種中心性測度下的前10家單位中，高等院校的比例高達73%，其次為國有企業(yè)占23%，剩余4%為事業(yè)單位。這說明高等院校和國有企業(yè)在重大工程技術創(chuàng)新活動中扮演著重要角色，并且在6家國有企業(yè)和事業(yè)單位中，有5家單位均與鐵路工程有著緊密聯(lián)系，可

13、以推測出在重大工程中鐵路工程是較易獲得技術創(chuàng)新產(chǎn)出的項目，或者說鐵路工程的自身特性決定了它更為適合產(chǎn)生技術創(chuàng)新。從3種中心性分別來看，度數(shù)中心度排名靠前的單位較多為國有企業(yè)，表明了國有企業(yè)相較高等院校而言，居于網(wǎng)絡中的關鍵位置，在技術創(chuàng)新活動中合作的范圍較廣，信息渠道較多，影響力高。而中間中心度排名前十的單位幾乎全為高等院校。這意味著技術、信息溝通的要道主要被高等院校占據(jù)著，擁有著技術優(yōu)勢的高等院校最有能力作為“中介”來聯(lián)系網(wǎng)絡中其他單位。接近中心度的排名情況與中間中心度類似，高等院校與網(wǎng)絡中其他單位的關系較近，能夠更容易的與其他單位開展合作，能獲取網(wǎng)絡動態(tài)發(fā)展信息，其在技術創(chuàng)新活動中，更不需

14、要依賴其他單位的支持。3 結束語以20002014年我國科技進步獎重大工程類項目為對象，構建重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡，應用社會網(wǎng)絡的中心性指標剖析了其動態(tài)演化趨勢及個體特征。研究表明，重大建設工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡已初具規(guī)模且日益壯大，但網(wǎng)絡中各單位間開展新合作的速度還不夠快，網(wǎng)絡中的合作關系沒有隨著規(guī)模的擴大顯著提升；并且各單位在網(wǎng)絡中的位置有明顯區(qū)別，隨著時間的演進，網(wǎng)絡的中間中心勢與接近中心勢逐漸上升，網(wǎng)絡中個體的差異越來越大，清華、西南交大等單位占據(jù)了網(wǎng)絡中的核心位置的同時，許多單位則逐漸邊緣化?；趕na的中心性研究方法，能從整體網(wǎng)絡特性和個體單位特征上對重大工程技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡動態(tài)演

15、化進行分析，對于我國高等院校、大型國有企業(yè)等單位之間的技術創(chuàng)新合作機制有了更深的理解，并為創(chuàng)新合作單位的選擇和工程技術持續(xù)創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實踐指導。不過本文也存在2點不足，即沒有對單位間的合作深度進行定量分析，沒有區(qū)分各主要完成單位對獲獎項目的貢獻大小，筆者將在未來針對這2點作進一步的研究。參考文獻1flyvbjerg b.what you should know about megaprojects and why：an overview.project management journal，2014，45（2）.2gellert p k，lynch b d.mega-projects a

16、s displacements. international social science journal，2003，55（175）.3王孟鈞，劉慧，張鎮(zhèn)森，等.重大建設工程技術創(chuàng)新網(wǎng)絡協(xié)同要素與協(xié)同機制分析j.中國工程科學，2012，14（12）.4張晟劍，胡仁杰.企業(yè)技術創(chuàng)新合作網(wǎng)絡中心度分析j.科技管理研究，2013，33（11）.5呂國慶，曾剛，馬雙，等.產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新網(wǎng)絡的演化分析以東營市石油裝備制造業(yè)為例j.科學學研究，2014， 32（9）.6弓志剛.基于社會網(wǎng)絡分析的中國跨區(qū)域技術創(chuàng)新合作研究j.科技管理研究，2012，32（10）.7scott j，carrington p j.the sage handbook of social network analysis.thousand oaks：sage publications，2011.8hochberg y v，ljungqvist a，lu y.whom you know matters：venture capital networks and investment performance. the journal of finance，200