第48卷第3期西南师范大学学报(自然科学版)2023年3月V o l.48N o.3 J o u r n a l o f S o u t h w e s t C h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)M a r.2023
D O I:10.13718/j.c n k i.x s x b.2023.03.011
刘叶1，侯兰功1，何小勤2
1.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010;
2.湖州师范学院经济管理学院，浙江湖州313000
摘要：创新是城市与区域发展的核心动力，城市创新体系是提升区域创新能力的重要支撑，以科研合著论文为媒介的创新网络是研究城市创新系统的重要视角.以2006-2020年成渝地区双城经济圈城市间论文合著数据构建知识创新网络，运用社会网络分析方法对该区域知识创新网络的整体特征㊁网络中心度和网络结构等方面进行分析，从而揭示成渝地区双城经济圈知识创新网络的动态演化规律.研究发现:①该区域整体网络密度偏低，呈现缓慢增长趋势，整体网络凝聚力不断增强，呈现 小世界 特性;②知识创新网络从 单中心㊁低层次 发展为 多中心㊁多层次 ，双核城市成都和重庆创新极化效应显著，节点城市的中心性均有提升;③知识创新网络结构呈现 核心边缘 特征，区域内创新联系多发生在核心区的节点城市， 空间分布不均衡，呈现出西部紧密㊁东部稀疏的格局.
关键词：成渝地区双城经济圈；合著论文；知识创新网络；社会网络分析
中图分类号:F129.9文献标志码:A文章编号:10005471(2023)03007410 R e s e a r c ho nK n o w l e d g e I n n o v a t i o nN e t w o r kS t r u c t u r e o f
C h e n g d u-C h o n g q i n g E c o n o m i cC i r c l e
L I U Y e1, HO U L a n g o n g1, H EX i a o q i n2
1.S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n dA r c h i t e c t u r e,S o u t h w e s t U n i v e r s i t y o f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,M i a n y a n g S i c h u a n621010,C h i n a;
2.S c h o o l o f E c o n o m i c sa n dM a n a g e m e n t,H u z h o uN o r m a l U n i v e r s i t y,H u z h o uZ h e j i a n g313000,C h i n a
A b s t r a c t:I n n o v a t i o n i s t h e c o r e p o w e r o f u r b a n a n d r e g i o n a l d e v e l o p m e n t.T h e u r b a n i n n o v a t i o n s y s t e mi s a n i m p o r t a n t s u p p o r t t o i m p r o v e r e g i o n a l i n n o v a t i o n a b i l i t y,a n d t h e i n n o v a t i o nn e t w o r kb a s e d o n s c i e n t i f i c r e s
e a r c hc o-a u t h o r e d p a p e r s i s a n i m p o r t a n t p e r s p e c t i v e t os t u d y t h eu r b a n i n n o v a t i o ns y s t e m.T h i s p a p e r c o n s t r u c t e d ak n o w l e d g e i n n o v a t i o nn e t w o r kb a s e do nt h e c o-a u t h o r s h i p d a t ao fC h e n g d u-C h o n g q i n g e c o-n o m i c c i r c l eb e t w e e n2006-2020,u s i n g t h e s o c i a l n e t w o r ka n a l y s i sm e t h o do n t h eo v e r a l l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e g i o n a l k n o w l e d g e i n n o v a t i o nn e t w o r k,n e t w o r kc e n t e r,n e t w o r ks t r u c t u r ew a s a n a l y z e d,s oa s t o r e v e a l t h e d y n a m i c e v o l u t i o n l a wo f C h e n g d u-C h o n g q i n g e c o n o m i c c i r c l e a n d t h e k n o w l e d g e i n n o v a t i o nn e t-w o r k.T h e r e s u l t ss h o w e dt h a t:①T h eo v e r a l ln e t w o r kd e n s i t y i nt h i sr e g i o n w a s l o w,s h o w i n g as l o w g r o w t h t r e n d,a n d t h e o v e r a l l n e t w o r k c o h e s i o nw a s i n c r e a s i n g,s h o w i n g a s m a l l w o r l d c h a r a c t e r i s t i c;②T h ek n o w l e d g e i n n o v a t i o nn e t w o r kd e v e l o p s f r o m s i n g l e-c e n t e r,l o w-l e v e l t o m u l t i-c e n t e r,m u l t i-l e v-e l .T h e i n n o v a t i o n p o l a r i z a t i o ne f f e c t o f d u a l-c o r e c i t i e sC h e n g d ua n dC h o n g q i n g w a s s i g n i f i c a n t,a n d t h e c e n t r a l i t y o f n o d ec i t i e sw a s i m p r o v e d.③T h es t r u c t u r eo f t h ek n o w l e d g e i n n o v a t i o nn e t w o r k w a sc o r e-
①收稿日期:20220601
基金项目:2019年度浙江省哲学社会科学规划课题重点课题(19N D J C O03Z)；浙江省科技厅软科学课
题(2018C35063).
作者简介：刘叶，硕士研究生，主要从事区域发展与城市规划研究.
e d g e .T h e i n n o v a t i o n l i n k s i n t h e r e g i o nm o s t l y o c c u r i n t h en o d e c i t i e s i n t h e c o r e r e g i o n ,a n d t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o nw a s u n b a l a n c e d ,s h o w i n g a t i g h t p a t t e r n i n t h ew e s t a n d s p a r s e i n t h e e a s t .K e y w o r d s :C h e n g d u -C h o n g q i n g e c o n o m i c c i r c l e ;c o -a u t h o r e d p a p e r ;k n o w l e d g e i n n o v a t i o n n e t w o r k ;s o c i a l n e t w o r ka n a l y s i s 在世界经济发展转型和全球化发展浪潮中，创新日益成为各国经济发展的主要着力点，也是推动城市
和区域社会经济发展的重要力量[1].在知识经济的背景下，创新要素和创新资源快速交流，协同创新活动频繁发生，各种横向和纵向的创新联系相互交错，形成的区域创新网络正在映现[2].城市作为区域创新发展的空间载体[3]，区域内城市创新发展网络化[4-5]，能够突破城市资源禀赋的局限，以 借用规模 的方
式[6]更好地吸引创新要素的聚集和扩散[
4]，促进区域内创新要素的有效流动，对创新资源进行优化配置，进而推进区域创新能力的提升.区域间的创新网络关系蕴含着一定的地域形态与空间特性[
7]，其结构的形成规律和演化对区域发展具有重要影响[5].合著论文和合作专利是科技创新与发展的重要成果，也是衡量地区科技进步程度的标准.目前的研究主要是利用城市间科技合作成果模拟城市间创新关系，以论文数据库和专利数据库为数据来源，挖掘城市 间合著论文数量和合作专利数量等，建立城市间创新联系矩阵，构建创新网络[8].目前，区域创新网络的研究集中于创新网络的数据选择构建及网络结构的分析和演化两个方面.一方面，学者们从各个层面对创新
网络数据的选择构建进行了深入探讨.M a t t h i e s s e n 等[9]基于科学引文索引(1997-1999)数据对全球研究中心的实力㊁相互关系和节点性进行分析，其研究发现，全球合作网络的顶级节点是伦敦和旧金山湾区，洛
杉矶㊁波士顿和纽约构成第二级节点，其中节点城市中中心性最突出的研究中心为圣地亚哥㊁西雅图㊁波
士顿㊁纽约和旧金山湾区.C a o 等[10]运用2014年城市间联合专利申请数据建立中国城市间技术创新网络,
研究发现，中国城市创新网络呈现出 核心边缘 结构和大分散㊁小集聚的空间格局；同时受胡氏线的约
束，创新网络的等级制度表现为东高西低.桂钦昌等[11]利用2017年高被引合作论文数据建立全球城际科
研合作网络，其研究发现，全球城市科研合作网络空间呈现以北美㊁西欧㊁东亚和澳大利亚为顶点的四边形格局，网络拓扑结构呈现出以北美㊁欧洲和亚太城市的三极格局，轴辐式和分布式结构特征并存.周灿
等[12]基于2014年全国292个地级市城市间合作发明专利信息为数据构建中国城市创新网络，从网络资本与城市创新关系进行探讨，发现城市创新网络具有小世界特征和择优连接性.另一方面，学者们利用社会
网络分析法㊁复杂网络分析法等研究创新网络的中心性和凝聚子等网络特征，探究创新网络动态演化,
揭示网络形成的空间演化规律.R i b e i r o 等[13]利用2009年授予的167315项美国专利商标局专利及其引用
的论文，分析在创新网络中中心位置的跨国企业如何在全球范围内与大学和其他公司互动.吴素春等[14]以湖北省论文合著数据，运用社会网络分析和地理信息系统技术等，研究得出，湖北省科研协作网络呈 V 字形的一极多核的网络格局.李建成等[15]以2000-2015年长三角城市论文合作数据构建科学知识网络，得出长三角城市科学知识整体网络结构指标间呈幂率函数关系，长三角城市自我中心网络的度分布为
钟 分布.许培源等[16]研究运用W e bo f S c i e n c e 数据库的论文数据研究粤港澳大湾区知识创新网络，发现
该区域知识网络从 广州㊁香港 双核结构演化为 广州㊁深圳㊁香港 三角形结构，并形成了 广州东莞深圳香港 大湾区东部沿海创新集聚带，整体呈现 多中心㊁多节点㊁多子 的格局.综上所述，以合著论文为研究数据的知识创新网络和以专利数据为研究数据的技术创新网络，从不同角度反映了城市的创新能力.论文数据较专利数据来说，具有前瞻性和科学代表性.科研合作有着明显的社
会互动属性[
17]，合著作者间的关系映射到城市间的空间联系，反映的是区域内城市间进行知识分享㊁知识创造的创新联系㊁创新要素㊁创新资源的吸收和转化.以知识创新流空间视角探究区域内城市网络结构与
空间格局，为城市间协同创新发展提供新的思路[18]，同时，切合国家创新发展战略的需求.在构建国内国
际双循环相互促进的新发展格局的背景下，成渝地区双城经济圈未来作为促进社会经济发展，推动科技创
新和产业结构升级的新发展高地.本文以成渝地区双城经济圈为研究单元，以知识创新流视角探讨区域内
城际间组织逻辑和空间结构，以城市为尺度，区域内城际间合著论文为切入点，参考马海涛[8]构建科技成果异城合作关系的方法，构建成渝地区双城经济圈知识创新网络，以城市网络研究范式探讨其网络结构及
5
7第3期 刘叶，等：成渝地区双城经济圈知识创新网络结构研究
空间演化过程，并进行实证研究分析，以期为成渝地区双城经济圈制定区域创新协同机制，以及西部地区城市创新网络建设与区域创新发展和管理提供参考.
1数据来源与研究方法
1.1数据来源
本研究以‘成渝地区双城经济圈建设规划纲要“中的16座城市为研究对象，研究时间为2006-2020年，选取国际期刊数据库，如W e bo f S c i e n c e(WO S)核心合集数据库(h t t p s://w w w.w e b o f s c i e n c e.c o m)㊁国内期刊数据如万方数据知识服务平台数据库(h t t p s://w w w.w a n f a n g d a t a.c o m.c n)㊁中国知网(h t t p s:// w w w.c n k i.n e t/)及维普网(h t t p://w w w.c q v i p.c o m/)等多源数据，确保数据的科学性和稳定性.在数据库设置检索条件，对16座城市进行两两城市检索，通过数据清洗㊁去重等即
可得出区域内城市间的合著论文数量.根据检索的合著论文作者单位住址信息，将2个及2个以上论文作者机构所在地信息映射到16座城市的地理空间上，整理汇总得到成渝地区双城经济圈城市间知识创新网络.纵观成渝地区的发展历程: 2006年,‘西部大开发 十一五 规划“发布，提出建设成渝经济区;2011年，国务院批复‘成渝经济区区域规划“;2016年，国务院批复同意‘成渝城市发展规划“;2020年，中共中央政治局审议‘成渝地区双城经济圈建设规划纲要“.以每5年为时间节点，同时考虑政策文件发布的时间基础，能够更好厘清区域内创新合作状态，选取2006年㊁2011年㊁2016年和2020年时间截面数据，探究研究期内区域创新网络的组织结构演化特征.
1.2社会网络分析法
社会网络分析法(s o c i a l n e t w o r ka n a l y s i s,S N A)描述体关系的结构㊁社会网络中行为主体之间的互动关系及其合作网络的结构特征[19].社会网络分析法利用图论㊁概率论等方法对网络关系数据㊁网络规模及网络结构变动进行计量和可视化分析.社会网络分析法应用于合作创新领域，从不同角度㊁不同层次对创新网络进行深入探索，能够揭示创新网络特征和网络属性.本研究运用社会网络分析法从整体网络㊁个体网络层面展开，以网络密度㊁平均距离㊁聚类系数和凝聚子等拓扑指标及网络的小世界等复杂网络特性的刻画，剖析成渝地区双城经济圈的知识创新网络结构与演化情况.
1.2.1整体网络分析
整体网络分析以网络密度㊁平均距离㊁聚类系数等指标反映整体网络的规模㊁交互性㊁联系强度的特征[20].网络密度是指在网络中城市间的实际关联数量与其最大关联数量的比率，是衡量网络整体性的最基础指标，反映了网络中节点间的疏密关系.通常，网络密度越高，表示创新合作网络中区域内各个城市的选择㊁行为产生的影响越大，表明创新网络整体性越好，网络内创新联系紧密.其计算公式为
D=ðk i=1ðk j=1r i j k(k-1)(1)式中:D为创新网络密度,r i j为城市i与城市j间的创新合作量,k为成渝地区的城市数.
平均距离是指两个不同节点的距离平均值，反映了城市间交流畅通程度.一般情况下，平均距离较小，表示创新网络中城市间可达性好，效率高.其计算公式为
L=2
n(n-1)ðiʂj l i j(2)式中:L表示平均距离,l i j表示节点i和节点j之间的距离.
聚类系数是指网络中节点的聚集情况，即网络的紧密程度.聚类系数越大，网络结构的效率越高.其计算公式为
C=2E i
k i(k i-1)(3)式中:C表示网络的聚类系数,k i表示与节点i相连接的k个节点,E i表示与节点i相连接的n个节点之间实际存在的边数.
1.2.2网络中心性模型
社会网络分析法中测度网络节点及其形成的个体网络在整体网络中的位置和关系称为中心性.中心性67西南师范大学学报(自然科学版)h t t p://x b b j b.s w u.e d u.c n第48卷
反映的是在整个创新网络中某一城市中心化程度，该城市的节点位置大小处于网络中怎样的中心地位，其
他城市对该城市的依赖程度如何.本研究参考许培源等[16]的计算方法测量网络中心性，选取度数中心度㊁接近中心度㊁中间中心度3个指标进行分析，刻画不同城市在网络中的重要性.
度数中心度C D i (d
e g r e e c e n t r a l i t y )指在网络中该节点直接相接的其他节点的数量，用以衡量该节点在网络中的中心位置程度.度数中心度越高，说明该节点在网络中处于较重要的位置.在知识创新网络中，度数中心度表示某一城市与其他节点城市有直接创新联系，产生论文合作关系的城市数量.其计算公式为C D i =r i j n -1(4
)式中:n 指与城市i 有创新联系的城市个数,r i j
为城市i 与其他城市之间的创新合作数量.接近中心度C C i (c
l o s e n e s s c e n t r a l i t y )指度量该节点到达其他节点的最短路径，数据越小说明越容易到达其他节点，即平均路径最短.节点在网络中的独立自主性，是指不受其他城市影响的程度高低.接近中心度越高，独立自主性越强，说明这一节点城市和其他城市间的联系程度越密切，传递资源上越便捷.在知识创新网络中，接近中心度越高表示某一城市独立创新能力越强.其计算公式为C C i =ðN j ʂi r i j n -1(5
)式中:n 指与城市i 有创新联系的城市个数,r i j 为城市i 与其他城市之间的创新合作数量.中间中心度C B i (b
e t w e e n n e s s c e n t r a l i t y )是指在网络中该节点帮助任意其他两个节点间在最短路径进行相互联系的次数，该节点在网络中充当 中间者 的次数越多，则中间中心度越大.在知识创新网络中，中间中心度表示某一城市担任创新联系 中间人 的角.其计算公式为C B i =
ðj <k g j k (C j )g j k (n -1)(n -2)(6)式中:n 指与城市i 有创新联系的城市个数,r i j 为城市
i 与其他城市之间的创新合作数量,g j k 为城市j 和城市k 之间创新合作的捷径数量,g j k (c i )/g j k 表示城市i 处于城市j 和城市k 间创新捷径上的概率.1.2.3 凝聚子
在社会网络分析法中，凝聚子(派系)是指具有相对较强的㊁直接的㊁紧密的㊁经常的或者积极的关
系或具有共同的特征等所构成的行动者子集，将网络内部相关性形式化地表现出来[16].网络凝聚子分析就是对网络内部形成的具备较强联系的小体进行划分，说明城市内部存在创新联系紧密㊁创新合作更
加频繁的组团，可以从整体把握网络内部发展状态.运用U c i n e t 软件N e t w o r k 模块中R o l e s &P o s i t i o n s 的迭代相关收敛法，计算各城市节点之间的结构对等性程度，衡量各城市节点之间的相似性，得出各级城市子.
2 成渝地区双城经济圈知识创新合作网络结构分析
2.1 知识创新网络结构特征分析
从2006-2020年间成渝地区双城经济圈合著论文总量总体呈现逐年递增的态势，从2006年的4850篇到
2020年的16820篇，增加了2.47倍.在此期间，区域内合著论文共148590篇，其中高校发文占比66.2%(如大学和研究所等)，企业发文占比23.2%(如医院和公司等)，政府部门发文占比10.6%(如环境监测站和公益机构等).通过弦图的方式对城市间知识创新流进行可视化表达，以圆弧长短表示城市合著论文数量，弦的粗细反映城市间合作流向强弱程度，直观地揭示城市间知识创新交互关系.成渝地区双城经济圈
合著论文城市间对比来看(图1
)，成都的合著论文数量位于首位且高于其他城市论文数量，重庆位列第二；相反，广安㊁眉山的论文数量较少，合著论文的数量较初期有大幅的增加，说明这些城市存在着一定创新发展潜力.成都㊁重庆等创新要素集聚，是创新活动较活跃的城市，始终处于区内创新的中心地位，而广安㊁眉山这类城市由于发展起步较晚，缺少创新主体，导致创新水平相对较弱，处于区内创新边缘.
77第3期 刘叶，等：成渝地区双城经济圈知识创新网络结构研究
图1 成渝地区双城经济圈城市间合著论文数量折线图及知识创新流弦图2.1.1 整体网络特征分析
本研究以成渝地区双城经济圈的合著论文构建创新网络，采用U c i n e t 6.0软件计算研究该区域创新网
络结构特征：网络密度㊁平均距离和聚类系数等指标(表1)，分析得出成渝地区双城经济圈创新网络整体网络特征.表1 2006-2020年间成渝地区双城经济圈知识创新网络结构特征
时间/年节点数
关系总数平均距离聚类系数网络密度20068
601.710.340.2520079661.730.360.28200810701.640.390.29200910761.640.470.32201011811.660.440.34201113881.630.530.37201214901.630.550.38201314801.670.510.33201416941.610.520.39201516901.600.540.40201616961.600.500.402017161001.580.540.422018161101.540.570.462019161141.530.590.482020161341.440.690.56 2006-2020年，在国家政策引导下川渝地区的发展战略逐渐得到了进一步的完善，推动了成渝地区城
市间开展广泛而密切的合作创新活动.2006年开始，节点数不断增加，显示成渝地区双城经济圈创新网络初具规模，而且呈不断扩大的趋势；到2014年,16个城市均建立了创新合作，创新网络实现全覆盖.网络关系总数在2006年至2012年快速增加,2012年之后进入较小的波动稳定增长期，到2020年达到134个，且未来呈现持续增长的趋势.这说明创新网络规模效益日见成效，成渝地区参与合作创新的创新主体㊁创新对象㊁创新范围均呈现扩散效应.成渝地区双城经济圈参与创新合作的城市关联度越来越高，合作创新主体的创新交流次数也在增加，交流次数的增加说明网络中创新主体之间的创新深度在逐步加深.
创新网络密度由2006年的0.25发展到2020年的0.56，年增幅为2.07%，标准差由0.03增加至
0.07；整体网络密度数值偏低且增幅缓慢，对照吕丹等[21]的研究，成渝城市中联合申请专利构建的创新网络，计算得出2006-2018年网络密度年增长率2.05%，网络密度由2006年的0.0500增长到2018年的0.3167；网络密度数值不高说明创新网络中节点城市之间虽然建立了创新联系但联系不够密切，未来需要
87西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b j
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c n 第48卷
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