張良強 周功元

摘 要：R&D投入作為支撐科技競爭力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其投入的力度直接影響著一個國家或地區(qū)科技、經(jīng)濟、社會的發(fā)展水平。在分析福建省R&D經(jīng)費投入時間序列發(fā)展變動特征和對其的影響因素進(jìn)行假設(shè)分析的基礎(chǔ)上，分別建立ARMA（3，5）時間序列預(yù)測模型和相關(guān)關(guān)系預(yù)測模型，然后建立組合預(yù)測模型，對福建省2015—2020年的R&D經(jīng)費投入的發(fā)展變化趨勢進(jìn)行準(zhǔn)確可靠預(yù)測，并對福建省“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃中R&D經(jīng)費投入強度規(guī)劃目標(biāo)值提出合理建議。

關(guān)鍵詞：R&D經(jīng)費投入；時間序列預(yù)測模型；相關(guān)關(guān)系預(yù)測模型；組合預(yù)測模型

中圖分類號：F 204，F(xiàn) 201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7312（2016）06-0650-07

0 引 言

當(dāng)今世界，科技競爭力成為決定國家前途和命運的重要因素，成為推動經(jīng)濟發(fā)展、促進(jìn)社會進(jìn)步和維護(hù)國家安全的關(guān)鍵所在。R&D投入作為支撐科技競爭力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其投入的力度直接影響著一個國家或地區(qū)科技、經(jīng)濟、社會的發(fā)展水平[1]。增加R&D經(jīng)費投入，大力提高科技競爭實力，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展由主要依靠資金、物質(zhì)要素投入向主要依靠科技進(jìn)步和人力資本提升轉(zhuǎn)變。因此，深入認(rèn)識福建省R&D資金投入的現(xiàn)狀，預(yù)測其發(fā)展變動的趨勢和規(guī)律，對于福建省科學(xué)制定科技發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃目標(biāo)，從而尋求合理、有效的配置R&D資金的規(guī)模與方式，具有重要的實踐意義。文中擬對福建省R&D資金投入的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測與分析。

1 預(yù)測方法選擇及預(yù)測模型的建立

理論研究和實際應(yīng)用表明，組合預(yù)測模型比單個預(yù)測模型具有更高的預(yù)測精度，能減少預(yù)測的系統(tǒng)誤差，顯著改進(jìn)預(yù)測效果，增強預(yù)測的穩(wěn)定性，具有較高的適應(yīng)未來預(yù)測環(huán)境變化的能力[2]。文中在分析福建省R&D經(jīng)費發(fā)展特征和影響因素的基礎(chǔ)上，擬分別建立時間序列預(yù)測模型和相關(guān)關(guān)系預(yù)測模型，然后建立組合預(yù)測模型，對全省2015—2020年的R&D經(jīng)費增長趨勢進(jìn)行預(yù)測。

1.1 時間序列預(yù)測模型

R&D經(jīng)費支出額是一個動態(tài)數(shù)列或稱時間序列。因此，對于福建省R&D經(jīng)費投入情況的預(yù)測，將通過計量分析方法建立ARMA模型[3-4]，運用軟件EView 6.0進(jìn)行模型估計與檢驗，得出R&D經(jīng)費支出的變化趨勢模型，為預(yù)測經(jīng)費支出提供數(shù)量化的參考依據(jù)。福建省1999—2014年的R&D經(jīng)費支出數(shù)據(jù)見表1.

1.1.1 R&D經(jīng)費內(nèi)部支出時間序列平穩(wěn)化處理

從表1可以看出，福建省1999—2014年的R&D經(jīng)費內(nèi)部支出序列（記為X）時序圖具有明顯的上升趨勢，需進(jìn)行ADF檢驗驗證序列的平穩(wěn)性。經(jīng)驗證該序列存在單位根，即該序列屬于非平穩(wěn)時間序列，需要進(jìn)行平穩(wěn)化處理。首先將時間序列X經(jīng)過一階差分，得到的時間序列記為（DX），經(jīng)ADF驗證，DX序列仍然呈現(xiàn)出明顯的增長趨勢，是非平穩(wěn)序列，需進(jìn)一步處理。將DX序列進(jìn)行對數(shù)化處理，得到新時間序列（LDX），經(jīng)ADF驗證，仍屬于非平穩(wěn)時間序列，所以對其再進(jìn)行一階差分，經(jīng)單位根檢驗，得到平穩(wěn)序列，記為（DLDX），結(jié)果見表2.

1.1.2 ARMA模型識別與定階

在時間序列分析中，可以直接通過觀察自相關(guān)函數(shù)（ACF）和偏自相關(guān)函數(shù)（PACF）對模型有一個初步的識別，見表3.

1.1.3 ARMA模型建立與參數(shù)估計

ARMA模型參數(shù)估計的方法有多種。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，文中采用最小二乘法估計模型參數(shù)，模型估計結(jié)果見式（1）。

1.2 相關(guān)關(guān)系預(yù)測模型

在對影響福建省R&D投入因素進(jìn)行假設(shè)分析的基礎(chǔ)上，利用逐步回歸方法對相關(guān)影響因素進(jìn)行了篩選，然后建立福建省R&D經(jīng)費投入的相關(guān)關(guān)系模型[5-6]。

1.2.1 對R&D經(jīng)費投人影響因素的分析

根據(jù)R&D經(jīng)費投入的特點，我們認(rèn)為影響區(qū)域R&D經(jīng)費投入的因素有如下幾個方面。

1）地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的提高有助于R&D經(jīng)費投入的增加。區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平是影響區(qū)域R&D經(jīng)費投入的重要因素之一。一般來說，一個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平越高，越有條件增加對R&D經(jīng)費的投入，從而有利于提高區(qū)域的科技創(chuàng)新能力。

2）政府科技投入力度的增加能夠帶動和促進(jìn)區(qū)域R&D經(jīng)費投入的增長。R&D活動需要大量的經(jīng)費，具有較大的風(fēng)險性和不確定性，預(yù)測R&D活動未來到底能帶來多大的收益是非常困難的，而且其成果可能需要經(jīng)過相當(dāng)長的一段時間才能夠顯現(xiàn)出來，對于那些具有上述特點的公共性強的基礎(chǔ)研究，企業(yè)都會更多地依賴于政府的投資，政府的支持力度就顯得特別重要。因此，政府科技投入的增加，可以促進(jìn)公共基礎(chǔ)研究的提高，從而帶動和促進(jìn)企業(yè)R&D投入的增長，進(jìn)而使得R&D經(jīng)費的整體投入增加。

3）區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需求將提高區(qū)域R&D經(jīng)費的投入力度。區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會隨著區(qū)域經(jīng)濟所處的發(fā)展階段而呈現(xiàn)不同的變化。而科技創(chuàng)新能力較強的地區(qū)，必然是第二、三產(chǎn)業(yè)相對發(fā)達(dá)的地區(qū)。直接的觀察表明，一個國家或地區(qū)農(nóng)業(yè)的R&D活動相對較低，工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的R&D活動相對活躍?？梢哉J(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度越高，R&D強度也會相應(yīng)地越大。

4）科技人力資源投入規(guī)模的擴大將促進(jìn)R&D經(jīng)費投入的增加。科技創(chuàng)新要求科技人力資源的投入不斷增長，這在一定程度上代表了一個區(qū)域研究開發(fā)的規(guī)模水平。而科技人力資源投入規(guī)模的擴大，必然要求增加相應(yīng)的R&D 經(jīng)費投入，從而提高區(qū)域的R&D活動規(guī)模水平。

5）對外貿(mào)易活動會對R&D經(jīng)費的投入產(chǎn)生影響。進(jìn)出口總額是構(gòu)成地區(qū)生產(chǎn)總值的一部分，它對R&D活動具有雙向的影響。一方面，由于缺乏必要的人力資本和知識資本的積累，那些在生產(chǎn)高科技產(chǎn)品方面處于比較弱勢的地區(qū)，會因為進(jìn)出口貿(mào)易而減少R&D活動。另一方面，跨越國界、地區(qū)的技術(shù)溢出為技術(shù)落后國家、地區(qū)提供了模仿技術(shù)前沿國家或地區(qū)技術(shù)的機會，模仿的過程是一個“干中學(xué)”的過程，在這一過程中，落后的地區(qū)可以提高其技術(shù)水平，使其地區(qū)R&D活動在更高的平臺上進(jìn)行，并刺激R&D的需求。另外，對外貿(mào)易到底是促進(jìn)了地區(qū)的技術(shù)進(jìn)步還是阻礙了其技術(shù)進(jìn)步，與進(jìn)出口貿(mào)易中產(chǎn)品的構(gòu)成也有直接的關(guān)系。相對于農(nóng)產(chǎn)品和服務(wù)出口，技術(shù)含量較高的制造業(yè)產(chǎn)品和高技術(shù)產(chǎn)品的出口更能提高產(chǎn)品的知識密集度，使得這些出口國的貿(mào)易模式，更趨向于需要投入更多的研發(fā)資金。

1.2.2 變量選取及模型的建立

為剔除通貨膨脹、年度結(jié)構(gòu)性變化等因素影響，選擇R&D經(jīng)費投入強度作為被解釋變量，以此作為間接考量R&D經(jīng)費投入水平的指標(biāo)，用y表示。

基于對R&D投入影響因素的分析，本模型依次選擇的影響R&D經(jīng)費投入的因素變量如下：

1）R&D活動具有較強的持續(xù)性，前期R&D投入會對當(dāng)期投入產(chǎn)生較大的影響，因此，我們選擇滯后一期的R&D強度作為其中一個解釋變量，記作rdt-1，其中

rdt-1=RDt-1GDPt-1，RD t-1表示t-1年R&D經(jīng)費投入值，GDPt-1表示t-1年的地區(qū)GDP值。

2）經(jīng)濟發(fā)展水平一般用人均GDP衡量。由于被解釋變量R&D強度本身就是R&D經(jīng)費支出占GDP的比重，為避免解釋變量非隨機性，我們選取了GDP的增長率來衡量經(jīng)濟發(fā)展水平，記作gdp，其中g(shù)dp=GDPt-GDPt-1GDPt-1，t表示年份。

3）選擇政府財政科技支出作為衡量區(qū)域政府的科技資金投入力度，記作gov.

4）由于在三次產(chǎn)業(yè)劃分中，第二產(chǎn)業(yè)主要是工業(yè)和建筑業(yè)，而第三產(chǎn)業(yè)除了包括批發(fā)零售、貿(mào)易、餐飲、衛(wèi)生體育、廣播影視等傳統(tǒng)的服務(wù)業(yè)和金融保險、房地產(chǎn)外，還包括地質(zhì)勘查、水利管理、交通運輸、倉儲及郵電通信、教育、科學(xué)研究和綜合技術(shù)服務(wù)事業(yè)以及國家機關(guān)、黨政機關(guān)和社會團(tuán)體等，在這些領(lǐng)域里，教育、科學(xué)研究和綜合技術(shù)服務(wù)事業(yè)都是直接的R&D活動主體。因此，對于衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提升的指標(biāo)，文中借鑒江靜（2006）的做法，選取第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重[7]，記為cy.

5）為了衡量對外貿(mào)易對R&D投入的影響，選擇區(qū)域進(jìn)出口總額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重指標(biāo)，記作jck.

6）科技人力資源投入規(guī)模方面，選擇區(qū)域科技研發(fā)人員占地區(qū)總就業(yè)人員的比例指標(biāo)，記作ry.

通過以上分析，建立R&D經(jīng)費投入的相關(guān)關(guān)系模型如下：

Y=α+β1（rd）+β2（gdp）++β3（gov）++β4（cy）++β5（ry）++β6（jck）+μ.

（2）

其中α是回歸常數(shù)；βk（k=1，2，3，4，5，6）是回歸參數(shù)；μ是隨機誤差。

1.2.3 數(shù)據(jù)來源及回歸結(jié)果

從《福建社會與科技統(tǒng)計年鑒》、《福建統(tǒng)計年鑒》等有關(guān)統(tǒng)計資料收集到福建省2000—2014年有關(guān)指標(biāo)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表4所示。為了減少異方差現(xiàn)象，對各變量進(jìn)行對數(shù)處理，同時為了避免偽回歸現(xiàn)象的出現(xiàn)，對各變量進(jìn)行了ADF的單位根檢驗，驗證序列的平穩(wěn)性。檢驗結(jié)果表明，這些時間序列的原序列都是非平穩(wěn)的，但是它們的一階差分序列，除了jck在5%的顯著性水平下平穩(wěn)，其他時間序列都在1%的顯著性水平下平穩(wěn)，因此它們都是一階單整序列。

由于文中確定的影響R&D經(jīng)費投入的因素較多，且經(jīng)對表4中影響因素間進(jìn)行兩兩相關(guān)系數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)變量間有些相關(guān)系數(shù)值大于0.8，可能存在共線性，因此，在建立回歸模型時必須對解釋變量進(jìn)行取舍，在此采用逐步回歸的分析方法來建立模型。逐步回歸分析法的基本形式和核心思想是在備選的全部解釋變量中，按照它們對因變量影響大小、變量的顯著程度或?qū)貧w方程整體顯著性的貢獻(xiàn)大小，由大到小地逐個引入回歸方程。

通過應(yīng)用Eviews 6.0軟件，變量引入的過程和相應(yīng)回歸結(jié)果見表5。通過變量的逐步引入，最后確定的影響福建省R&D經(jīng)費投入的因素為政府財政科技支出（gov）、進(jìn)出口總額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重（jck）和科技研發(fā)人員占地區(qū)總就業(yè)人員的比例（ry）等3個。所得的相關(guān)關(guān)系模型結(jié)果見式（3）所示。

經(jīng)檢驗，回歸方程整體顯著性較高。模型表明，對福建省R&D經(jīng)費投入強度，政府財政科技支出、進(jìn)出口總額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重、科技研發(fā)人員占總就業(yè)人員的比例的變化都對其有著正向的影響。其中科技研發(fā)人員占總就業(yè)人員的比例的回歸系數(shù)為0.891，進(jìn)出口總額占地區(qū)經(jīng)濟總值的比重的回歸系數(shù)為0.699，政府財政科技支出的回歸系數(shù)較小，為0.082.

1.3 組合預(yù)測方法和模型

組合預(yù)測法是將若干種預(yù)測方法賦予不同的權(quán)重，從而形成綜合的組合預(yù)測值的方法。在預(yù)測福建省R&D經(jīng)費投入的發(fā)展趨勢的過程中，文中擬通過組合預(yù)測的方法，對時間序列預(yù)測結(jié)果和相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測結(jié)果賦予不同權(quán)重，提高預(yù)測精度。組合預(yù)測有多種模型，文中采用被普遍應(yīng)用的基于最小誤差平方和的模型[8]。

設(shè)福建省R&D經(jīng)費內(nèi)部支出的序列為{xt，t=1，2，…，N }，t表示時間，以2000年為基期，2000年時t=1；時間序列預(yù)測方法和相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測方法在第t時刻的預(yù)測值為xit，i=1，2；i=1時表示時間序列預(yù)測方法，i=2表示相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測方法；設(shè)eit=（xt-xit）表示第i種預(yù)測方法在t時刻的預(yù)測誤差；設(shè)li為第i種預(yù)測方法的權(quán)重，為了使組合預(yù)測保持無偏性，權(quán)重應(yīng)滿足

根據(jù)組合預(yù)測模型（8），運用MATLAB求解，求出l1=0.092 2，l2=0.907 8，得到以預(yù)測誤差平方和最小為準(zhǔn)則建立的線性組合預(yù)測模型為：

xt=0.092 2x1t+0.907 8x2t.（9）

式中xt為組合預(yù)測值；xit 為時間序列預(yù)測值；x2t為相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測值；t為時間變量。

2 福建省“十二五”末期及“十三五”時期R&D經(jīng)費投入的預(yù)測

2.1 時間序列模型預(yù)測R&D經(jīng)費投入

利用式（1）模型對福建省2015年至2020年R&D經(jīng)費支出進(jìn)行預(yù)測，其結(jié)果見表7.

2.2 相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測R&D經(jīng)費投入

2.2.1 2015—2020年福建省R&D經(jīng)費投入各影響因素發(fā)展趨勢預(yù)測

應(yīng)用移動平均法，對福建省2015—2020年政府財政科技支出（gov）、進(jìn)出口的總額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重（jck）、科技研發(fā)人員占總就業(yè)人員的比例（ry）進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見表8.

2.2.2

2015—2020年R&D經(jīng)費的相關(guān)模型預(yù)測值

根據(jù)各影響因素在2015—2020年的預(yù)測值，以及GDP預(yù)測值（其中：根據(jù)《福建統(tǒng)計年鑒2015》，2014年福建省的GDP為24055.76億元；由于近幾年我國整體經(jīng)濟形勢出現(xiàn)了回落，國家對于以后幾年經(jīng)濟形勢預(yù)測為年增長率7%的新常態(tài)，文中則以7%作為福建省2015—2019年GDP年增長率的預(yù)測值），結(jié)合（3）式模型，可得出2015—2020年福建省R&D經(jīng)費投入強度以及R&D經(jīng)費投入值的預(yù)測值見表9.

2.3 組合預(yù)測模型預(yù)測R&D經(jīng)費投入

將表7中用時間序列模型預(yù)測得到的2015—2020年R&D經(jīng)費支出預(yù)測值x1t，以及表9中用相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測得到的2015—2020年R&D經(jīng)費支出預(yù)測值x2t，代入公式（9），即可得到2015—2020年福建省R&D經(jīng)費支出組合預(yù)測值見表10.在此基礎(chǔ)上，還可計算出2015—2020年福建省R&D經(jīng)費支出年增長率及R&D經(jīng)費投入強度預(yù)測值見表10.

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，福建省2015年R&D經(jīng)費支出為410.51億元，增長14.58%，投入強度為1.59%，與《2015年福建省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》預(yù)計的2015年福建省R&D經(jīng)費支出實際值400億元，比2014年增長12.7%、投入強度為1.5%相比，極為符合，預(yù)測結(jié)果應(yīng)當(dāng)是十分準(zhǔn)確的。因此，表6對于福建省“十二五”末期及“十三五”時期R&D經(jīng)費投入的組合預(yù)測的數(shù)據(jù)應(yīng)該具有較高的精確度和可信度。根據(jù)預(yù)測，2015年R&D經(jīng)費支出將達(dá)到410.51億元，2020年將達(dá)到800.07億元。福建省的R&D經(jīng)費投入將在2017年突破500億，將在2020年突破800億，并且2015年至2020年的年增長率一直保持在14%左右，投入強度將在2019年突破2%，2020年達(dá)到2.22%.

3 對福建省“十三五”時期R&D經(jīng)費投入規(guī)劃目標(biāo)的建議

多年來，福建省委省政府都非常重視提高科技投入水平。2011年，《福建省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》提出，力爭到2015年，研究與試驗發(fā)展經(jīng)費支出占GDP比重達(dá)2.2%.2006年編制的《福建省中長期（2006—2020年）科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》提出，到2020年，自主創(chuàng)新能力大幅度提升，全社會R&D投入占GDP比重超過全國平均水平，區(qū)域創(chuàng)新能力繼續(xù)保持全國先進(jìn)行列。而同期的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》提出，到2020年，全社會研究開發(fā)投入占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重提高到2.5%以上。意味著2020年福建省的R&D經(jīng)費投入強度目標(biāo)必須達(dá)到2.5%以上。

但是，現(xiàn)實情況是，福建省提高科技資金投入強度的進(jìn)展并不令人滿意。至2015年，福建省R&D經(jīng)費投入強度預(yù)計僅為1.5%，與2.2%的計劃目標(biāo)還有較大差距。因此，《福建省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》提出的2015年R&D經(jīng)費投入目標(biāo)已經(jīng)不可能實現(xiàn)。同時，從2010年至2015年，福建省R&D經(jīng)費投入強度從1.16%，增加到1.5%，5年時間僅提高了0.34個百分點，年均提高 0.07個百分點，十分緩慢。照此進(jìn)度，2015年至2020年，R&D經(jīng)費投入強度要從1.5%，提高到2.5%，5年時間提高1個百分點，年均提高0.2個百分點，看來也是基本不能實現(xiàn)。

因此，對既將開始編制的福建省“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃中，對“十三五”科技資金投入的規(guī)劃目標(biāo)需要重新確定?？茖W(xué)計劃的編制必須以科學(xué)的預(yù)測為依據(jù)，才能使計劃指標(biāo)的確定更符合實際情況。根據(jù)前文所建立的預(yù)測模型，以及表10的預(yù)測結(jié)果，我們建議，將2020年福建省R&D經(jīng)費支出目標(biāo)確定為800億元、R&D經(jīng)費投入強度確定為2.2%，將是比較合理的規(guī)劃目標(biāo)。根據(jù)這一目標(biāo)值，2015至2020年福建省R&D經(jīng)費投入的年均增長率必須達(dá)到14%以上，將是GDP增長率（7%）的2倍，既能體現(xiàn)福建省“創(chuàng)新驅(qū)動”的發(fā)展要求，也是切實可行的。

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