摘 要:在數(shù)字科技的快速發(fā)展下,通過智慧城市建設(shè)實(shí)現(xiàn)城市治理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)服務(wù)的高效協(xié)同,以提升城市應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)的能力變得尤為重要。以2011-2021年全國(guó)102個(gè)智慧城市的面板數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,采用耦合協(xié)調(diào)模型、Dagum基尼系數(shù)、核密度等方法考察數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)狀及差異。研究結(jié)果顯示:東部、中部地區(qū)城市的耦合協(xié)調(diào)效果較好,西部地區(qū)相對(duì)較差;從全國(guó)范圍來看,數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平的總體差異呈下降趨勢(shì),其中西部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平差異較大;高協(xié)調(diào)度城市與低協(xié)調(diào)度城市之間的差距逐漸縮小,且西部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平具有明顯的兩極分化趨勢(shì)?;诖耍岢隹鐓^(qū)域建立協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng),完善數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的檢測(cè)與評(píng)估體系,以期實(shí)現(xiàn)我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)城市的數(shù)字化和可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:數(shù)字科技;智慧城市;耦合度協(xié)調(diào)度模型
中圖分類號(hào):F49;F299
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
DOIdoi:10.3969/j.issn.1672-2272.202404189
Research on the Spatial Pattern and Evolution Characteristics of Coupling and Coordination between Digital Technology and Smart Cities: Empirical Data from 102 Smart Cities in China
Zhang Lihua,Sun Yuxuan,Wu Meiqing
(School of Economics and Management, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, China)
Abstract:With the rapid development of digital technology, it has become particularly important to achieve efficient collaboration between urban governance, economic development, and social services through the construction of smart cities, in order to enhance the ability of cities to respond to various challenges. Taking the panel data of 102 smart cities in China from 2011-2021 as the research object, this paper uses the coupling coordination model, Dagum Gini coefficient, nuclear density and other methods to reveal the status quo and differences of the coupling and coordinated development of digital technology and smart cities. The research results show that the coupling and coordination effect of cities in the eastern and central regions is relatively good, while the western region is relatively poor; From a national perspective, the overall difference in the level of coordinated development between digital technology and smart cities is showing a downward trend, with significant differences in the level of coordinated development in the western region; The gap between high coordination cities and low coordination cities is gradually narrowing, and there is a clear polarization trend in the coupling and coordination level in the western region. Based on this, it is proposed to establish a cross regional collaborative innovation system, improve corresponding detection and evaluation mechanisms, in order to achieve the coordinated development of digital technology and smart cities in China, and promote the digitalization and sustainable development of Chinese cities.
Key Words:Digital Technology;Smart City;Coupling Degree Coordination Model
0 引言
“十四五”規(guī)劃明確指出,要加強(qiáng)數(shù)字社會(huì)、數(shù)字政府建設(shè),提升城市服務(wù)、社會(huì)治理等數(shù)字化智能化水平。在此背景下,智慧城市作為連接數(shù)字政府與智能社會(huì)的核心環(huán)節(jié),扮演著至關(guān)重要的角色。智慧城市在數(shù)字城市的基礎(chǔ)上,融合了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù),在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。自2013年以來,全國(guó)已有超過700個(gè)城市(含縣級(jí)市)投身于智慧城市的建設(shè)或規(guī)劃之中[1],覆蓋了所有副省級(jí)及以上城市和九成以上的地級(jí)市。
2016年,“新型智慧城市”概念的提出,意味著我國(guó)智慧城市發(fā)展進(jìn)入數(shù)字科技驅(qū)動(dòng)的新發(fā)展階段[2]。數(shù)字科技作為智慧城市發(fā)展的有力工具,以數(shù)據(jù)流為核心,有效地將數(shù)據(jù)要素轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)能力,并重塑組織流程,助力實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)與社會(huì)治理的空間化??傮w而言,我國(guó)智慧城市建設(shè)雖然取得了一定的成就,但仍面臨著發(fā)展不平衡和數(shù)據(jù)融合不足等問題。因此,充分利用數(shù)字科技賦能智慧城市,探索數(shù)字科技與智慧城市協(xié)同發(fā)展的道路,對(duì)推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展、便捷居民生活、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 數(shù)字科技發(fā)展研究
黨的二十大報(bào)告提出“必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力”,將數(shù)字科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略意義上升至新高度。大力提升科技創(chuàng)新能力,培育科技創(chuàng)新發(fā)展新動(dòng)能,是關(guān)系我國(guó)發(fā)展全局的重大課題[3]。數(shù)字科技基于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),以前沿技術(shù)為推動(dòng)力,注重產(chǎn)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的無邊界融合,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化發(fā)展[4]。以數(shù)字科技為驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)鏈變革,催生了各行各業(yè)對(duì)數(shù)智化技能的新需求[5]。在治理方面,譚海波等[6]提出,數(shù)字科技通過數(shù)據(jù)采集高效化、數(shù)據(jù)共享協(xié)同化、數(shù)據(jù)分析智能化、數(shù)據(jù)應(yīng)用普惠化,賦能國(guó)家治理,成為實(shí)現(xiàn)國(guó)家精準(zhǔn)化治理的有力工具。楊軻等[7]的研究表明,在數(shù)字化浪潮的推動(dòng)及國(guó)家政策的引導(dǎo)下,數(shù)字科技與文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)深度融合,賦能鄉(xiāng)村振興的作用日益顯著。在數(shù)字科技時(shí)代背景下,農(nóng)村民生建設(shè)也離不開數(shù)字科技,肖志雄[8]認(rèn)為,數(shù)字科技賦能農(nóng)村民生建設(shè)是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重要途徑。在產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面,劉釩等[9]指出,隨著數(shù)字科技的發(fā)展進(jìn)步,信息經(jīng)濟(jì)、知識(shí)經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)等新經(jīng)濟(jì)形態(tài)不斷涌現(xiàn),通過數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的協(xié)同作用,提升全要素生產(chǎn)率,推動(dòng)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的深刻變革。宋偉等[10]的研究表明,數(shù)字科技主要通過降低運(yùn)營(yíng)成本、提升運(yùn)行效率、增強(qiáng)創(chuàng)新能力3條路徑作用于實(shí)體經(jīng)濟(jì),對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有顯著的驅(qū)動(dòng)作用,且驅(qū)動(dòng)作用存在產(chǎn)權(quán)性質(zhì)與規(guī)模大小的異質(zhì)性。
1.2 智慧城市發(fā)展研究
目前,關(guān)于智慧城市的研究主要從智慧城市的定義、運(yùn)作、發(fā)展現(xiàn)狀、與環(huán)境的關(guān)系四方面展開。Bosch[11]認(rèn)為,智慧城市最早出現(xiàn)在1992年的科技城現(xiàn)象中。關(guān)于智慧城市的定義,Yigitcanlar等[12]認(rèn)為智慧城市是科技與城市融合發(fā)展的產(chǎn)物,它包含社區(qū)、技術(shù)、政策3種驅(qū)動(dòng)因素,并通過這些因素的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)預(yù)期成果。智慧城市借助物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、移動(dòng)互聯(lián)等新一代信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的優(yōu)化發(fā)展, 使得城市管理和運(yùn)營(yíng)更加快捷、智慧,這與我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的要求高度契合[13]。李德仁等[14]認(rèn)為,智慧城市以數(shù)字城市為架構(gòu),通過感知網(wǎng)絡(luò)將其與現(xiàn)實(shí)城市相連接,并根據(jù)分析與決策的結(jié)果,實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)施的自動(dòng)調(diào)控。牛文元[15]在對(duì)比國(guó)內(nèi)外智慧城市的發(fā)展?fàn)顩r后指出,當(dāng)前智慧城市面臨的主要問題是頂層設(shè)計(jì)的全局性不足和信息化應(yīng)用不夠充分。2012年智慧城市試點(diǎn)政策發(fā)布后,石大千等[16]研究認(rèn)為,試點(diǎn)政策有助于智慧城市通過技術(shù)、配置和結(jié)構(gòu)三方面的優(yōu)化,有效地減少城市的環(huán)境污染。于文軒等[17]研究表明,中國(guó)的智慧城市與大氣污染之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,同時(shí)城市人口密度與智慧城市的發(fā)展呈現(xiàn)倒U型關(guān)系??傮w來看,智慧城市建設(shè)不僅可以顯著提升城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[18],還能有效推動(dòng)企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展[19]。
1.3 數(shù)字科技與智慧城市耦合研究
目前,關(guān)于數(shù)字科技與智慧城市的研究主要從智慧城市試點(diǎn)政策和數(shù)字科技與智慧城市治理關(guān)系兩方面展開。與其他創(chuàng)新城市試點(diǎn)政策相比,智慧城市試點(diǎn)政策更加聚焦于數(shù)字創(chuàng)新,為城市的知識(shí)進(jìn)步和流通提供了有利的土壤,從而催生出更多低碳環(huán)保的解決方案[20]。智慧城市試點(diǎn)政策推動(dòng)了數(shù)字化和智能化技術(shù)在城市中的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展,其對(duì)經(jīng)濟(jì)韌性、社會(huì)韌性和基礎(chǔ)設(shè)施韌性具有顯著的正向作用,對(duì)生態(tài)韌性的影響不顯著[21]。關(guān)于數(shù)字科技與智慧城市治理的關(guān)系,有學(xué)者將智慧城市視為技術(shù)性解決方案,認(rèn)為數(shù)字科技在城市治理中起著決定性作用,科技通過精準(zhǔn)匹配供需關(guān)系,提升了城市資源的使用效率和治理效能[22]。吳曉林[23]進(jìn)一步指出,數(shù)字科技正推動(dòng)傳統(tǒng)的科層組織向標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化方向演進(jìn)。
綜上所述,國(guó)內(nèi)關(guān)于數(shù)字科技與智慧城市關(guān)系的研究大多分析數(shù)字科技推動(dòng)智慧城市發(fā)展的作用機(jī)制,而較少研究數(shù)字科技與智慧城市耦合關(guān)系。耦合協(xié)調(diào)度是衡量各系統(tǒng)在發(fā)展演變過程中協(xié)調(diào)一致并實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同發(fā)展的重要指標(biāo)[24],體現(xiàn)了系統(tǒng)之間協(xié)同演化的歷時(shí)性演變[25]及未來發(fā)展趨勢(shì)。因此,本文基于2011-2021年全國(guó)102個(gè)智慧城市的面板數(shù)據(jù),采用耦合協(xié)調(diào)模型、Dagum基尼系數(shù)、核密度等方法,考察數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)狀及差異,為兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展與空間布局優(yōu)化提供實(shí)證依據(jù),進(jìn)而為政府部門提供決策支持。
2 研究設(shè)計(jì)
2.1 研究對(duì)象及數(shù)據(jù)來源
當(dāng)前,我國(guó)智慧城市的建設(shè)與發(fā)展已進(jìn)入新的階段,在智能交通、智能家居、高效政務(wù)和智慧醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域均取得了顯著進(jìn)展,城市化進(jìn)程與信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度融合。本文的研究對(duì)象來源于國(guó)家住建部及各省市公布的智慧城市名單,結(jié)合智慧城市發(fā)展?fàn)顩r、研究需求及城市數(shù)據(jù)的可得性,最終選取102個(gè)智慧城市。為全面反映智慧城市的發(fā)展歷程和變化趨勢(shì),所選樣本覆蓋的時(shí)間跨度為2011—2021年。各變量的原始數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》、EPS數(shù)據(jù)庫、各城市統(tǒng)計(jì)年鑒以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。
2.2 數(shù)字科技與智慧城市系統(tǒng)模型構(gòu)建
2.2.1 數(shù)字科技與智慧城市耦合機(jī)理
數(shù)字科技的本質(zhì)是數(shù)據(jù),其主要特征是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字科技的應(yīng)用體現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)從物理世界向數(shù)字世界轉(zhuǎn)化,本文從數(shù)字科技創(chuàng)新、發(fā)展環(huán)境、投入要素三方面界定數(shù)字科技。智慧城市作為未來城市發(fā)展方向,通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代數(shù)字技術(shù),有效提高了城市的運(yùn)行效率,優(yōu)化了居民的生活體驗(yàn),本文從城市發(fā)展、管理、服務(wù)三方面界定智慧城市。
數(shù)字科技與智慧城市耦合機(jī)理分析如下:第一,數(shù)字科技創(chuàng)新表現(xiàn)為處理和計(jì)算大數(shù)據(jù)能力的提升、人工智能技術(shù)的成熟和普及以及對(duì)各類規(guī)劃和管理的優(yōu)化。數(shù)字科技創(chuàng)新有助于實(shí)現(xiàn)資源的合理配置和有效利用,進(jìn)而促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展;提升數(shù)字產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力,推動(dòng)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)。第二,數(shù)字科技發(fā)展環(huán)境表現(xiàn)為涵蓋領(lǐng)域的廣泛化、信息的開放共享以及不同領(lǐng)域之間的融合與協(xié)同,進(jìn)而推動(dòng)數(shù)字科技的進(jìn)一步發(fā)展。數(shù)字科技助力智慧城市實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)度城市運(yùn)行狀態(tài),使城市運(yùn)行更加高效、安全;提高城市收集、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)的能力,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展;促進(jìn)智慧醫(yī)療系統(tǒng)、智慧交通系統(tǒng)等智慧系統(tǒng)的優(yōu)化和普及,極大地便利了居民生活,提高了城市服務(wù)水平。第三,數(shù)字科技投入要素表現(xiàn)為數(shù)字技術(shù)設(shè)備對(duì)數(shù)字科技人才、研發(fā)和創(chuàng)新資金的投入,是數(shù)字科技發(fā)展的重要保障。數(shù)字科技投入要素直接影響智慧城市建設(shè)水平,是智慧城市發(fā)展的重要支撐;激發(fā)城市創(chuàng)新活力,推動(dòng)城市創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展;促進(jìn)政府更快、更準(zhǔn)確地獲取信息并做出決策,增強(qiáng)城市韌性和管理水平。然而,若政府和城市過度依賴數(shù)字科技,可能導(dǎo)致大量個(gè)人數(shù)據(jù)和公共數(shù)據(jù)被收集和處理,從而增加數(shù)據(jù)泄露和隱私侵犯風(fēng)險(xiǎn),降低居民的生活幸福指數(shù)。另外,過度依賴數(shù)字科技還可能導(dǎo)致相關(guān)決策人員能力的退化、加大數(shù)字鴻溝、對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響等問題,進(jìn)而抑制智慧城市的發(fā)展??偟膩碚f,數(shù)字科技發(fā)展對(duì)智慧城市建設(shè)產(chǎn)生一定的影響和壓力,而智慧城市通過其內(nèi)部機(jī)制對(duì)數(shù)字科技施加了一定的約束和限制,數(shù)字科技與智慧城市耦合機(jī)理如圖1所示。
2.2.2 耦合協(xié)調(diào)水平測(cè)度模型
本文借鑒物理學(xué)中的耦合模型,分析數(shù)字科技與智慧城市動(dòng)態(tài)耦合度。為去除單位及量綱對(duì)測(cè)度結(jié)果的影響,本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法,對(duì)每個(gè)指標(biāo)值進(jìn)行處理,公式如下:
正向指標(biāo)X'ij=Xij-minXjmaxXj-min (Xj)(1)
負(fù)向指標(biāo)X'ij=maxXj-XijmaxXj-min (Xj)(2)
其中Xij指全國(guó)第i年第j項(xiàng)指標(biāo)值,X'ij為各地區(qū)各指標(biāo)歸一化后的值。min(Xj)指第j項(xiàng)指標(biāo)中最小值,max(Xj)則指第j項(xiàng)指標(biāo)中最大值,為避免出現(xiàn)0的情況,在公式(1)、(2)的基礎(chǔ)上加上0.01。
數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)模型為:
Ct=2 St×MtSt+Mt2(3)
其中Mt為數(shù)字科技綜合得分,St為智慧城市水平綜合得分,t表示年份。Ct為數(shù)字科技與智慧城市靜態(tài)耦合度,介于0~1,Ct值越大,說明數(shù)字科技與智慧城市耦合度越高。進(jìn)一步構(gòu)建能夠反映兩者動(dòng)態(tài)耦合的測(cè)度模型:
Dt= Ct×Zt(4)
Zt=αSt+βMt(5)
其中,Dt為數(shù)字科技與智慧城市的動(dòng)態(tài)耦合度,Zt為兩個(gè)系統(tǒng)在第t年的整體協(xié)同效應(yīng)綜合協(xié)調(diào)系數(shù)。α和β為待定系數(shù),本文認(rèn)為數(shù)字科技與智慧城市相互作用,處于同等重要地位,確定α和β的值均為0.5。
2.2.3 核密度估計(jì)法
采用核密度估計(jì)法分析我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市的動(dòng)態(tài)耦合度的空間分布特征,探究其絕對(duì)差異。
設(shè)D1,D2,D3,…,DN為第1至第N個(gè)城市的兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合度隨機(jī)變量,并且變量之間具備獨(dú)立相同分布狀態(tài),f(x)為D的概率密度函數(shù),則各個(gè)城市的兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度核密度估計(jì)公式為:
f(x)=1Nh∑ni=1KDi-dh(6)
其中,N是樣本個(gè)數(shù),d為平均值,h為窗寬,K為核函數(shù),核函數(shù)的選取必須滿足下述條件:
limd→SymboleB@Kd·d=0Kd≥0∫+SymboleB@-SymboleB@Kddd=1supKd<+SymboleB@∫+SymboleB@-SymboleB@K2ddd<+SymboleB@
本文采用高斯核函數(shù),其形式為:
K(d)=1 2πexp-d22(7)
窗寬h對(duì)核密度估計(jì)的影響較大,窗寬大,曲線比較光滑,但精確度較低;窗寬小,曲線不平滑,但精確度較高。
2.2.4 Dagum基尼系數(shù)
采用Dagum基尼系數(shù),將區(qū)域間不均衡分為區(qū)域內(nèi)不均衡、區(qū)域間不均衡和超變密度三部分,以考察兩系統(tǒng)及其耦合協(xié)調(diào)度的總體差異及來源。
根據(jù)研究?jī)?nèi)容,總體基尼系數(shù)G確定為:
G=∑kj=1∑kh=1∑nji=1∑nhr=1yji-yhr2n2η(8)
其中,k為劃分的區(qū)域數(shù),n為城市數(shù),j和h為區(qū)域,i和r為城市角標(biāo);yji(yhr)表示區(qū)域j(h)內(nèi)城市i(r)數(shù)字科技與智慧城市的動(dòng)態(tài)耦合度;η表示所有城市兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合度的平均值。
將總體基尼系數(shù)G分解為區(qū)域內(nèi)差異Gw、區(qū)域間差異Gb和超變密度差異Gt。
區(qū)域內(nèi)差異Gw的計(jì)算公式如下:
Gjj=12ηj∑nji=1∑nhr=1yji-yhrηj2(9)
Gw=∑kj=1Gjjpjsj(10)
區(qū)域j和區(qū)域h的基尼系數(shù)Gjh和區(qū)域間差異Gb的計(jì)算公式如下:
Gjh=∑nji=1∑nhr=1yji-yhrnjnhηj+ηh(11)
Gb=∑kj=2∑j=1h=1Gjhpjsh+phsjDjh(12)
區(qū)域間超變密度Gt的計(jì)算如式(13)所示:
Gt=∑kj=2∑j=1h=1Gjhpjsh+phsj1-Djh(13)
其中,pj=nj/n,sj=njηj/nη;Djh表示區(qū)域j和區(qū)域h的兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合度的相對(duì)影響;djh為區(qū)域間兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合度的差,pjh為超變一階矩,具體計(jì)算公式如下:
Djh=djh-pjhdjh+pjh(14)
djh=∫SymboleB@0dFjy∫y0y-xdFhx(15)
pjh=∫SymboleB@0dFhy∫y0y-xdFjx(16)
其中,F(xiàn)j(Fh)為j(h)區(qū)域兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合度的累積密度分布函數(shù)。
2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建
為研究數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)情況,分別構(gòu)建數(shù)字科技與智慧城市的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。由于數(shù)字科技與數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新相輔相成,兩者關(guān)系緊密,本文參考孫勇等[26]的做法,從創(chuàng)新、發(fā)展環(huán)境、投入要素3個(gè)維度選取8個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)數(shù)字科技。當(dāng)前學(xué)界對(duì)智慧城市尚未形成統(tǒng)一的界定,本文參考唐珺等[27]的研究,從城市發(fā)展、管理、服務(wù)3個(gè)維度選取10個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)智慧城市發(fā)展水平。考慮到各級(jí)指標(biāo)貢獻(xiàn)度不同,采用R型因子分析法確定數(shù)字科技各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,采用熵權(quán)法確定智慧城市各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。數(shù)字科技與智慧城市的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層和指標(biāo)層構(gòu)成,具體如表1所示。
3 實(shí)證分析
3.1 數(shù)字科技評(píng)價(jià)結(jié)果分析
3.1.1 數(shù)字科技發(fā)展?fàn)顩r總體特征
采用R型因子分析法對(duì)我國(guó)102個(gè)城市各年度數(shù)字科技發(fā)展指數(shù)進(jìn)行測(cè)算,描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。2011-2021年,我國(guó)城市數(shù)字科技發(fā)展指數(shù)平均值的年均增長(zhǎng)率達(dá)到6.88%,表明數(shù)字科技發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。研究期內(nèi),我國(guó)城市的數(shù)字科技發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)差介于0.049 9~0.074 1,呈逐年上升趨勢(shì),說明數(shù)字科技發(fā)展不均衡。
3.1.2 數(shù)字科技發(fā)展區(qū)域差異及分解
采用Dagum基尼系數(shù)法對(duì)2011—2021年我國(guó)城市數(shù)字科技發(fā)展水平的地區(qū)差異進(jìn)行測(cè)算。如圖2所示,在全國(guó)范圍內(nèi),我國(guó)城市數(shù)字科技發(fā)展?fàn)顩r的總體基尼系數(shù)在0.147~0.187波動(dòng),平均水平為0.156,表明我國(guó)城市在數(shù)字科技發(fā)展方面存在明顯的區(qū)域內(nèi)差異。其中,西部地區(qū)的基尼系數(shù)為0.169,中部地區(qū)為0.138,東部地區(qū)為0.102,表明西部區(qū)域內(nèi)數(shù)字技術(shù)發(fā)展差異最大,中部區(qū)域內(nèi)中等,而東部區(qū)域內(nèi)差異較小。在觀察期間,東、中、西3個(gè)區(qū)域的基尼系數(shù)普遍減小, 說明區(qū)域內(nèi)數(shù)字科技發(fā)展不均衡狀況正在逐步改善。
3.2 智慧城市評(píng)價(jià)結(jié)果分析
3.2.1 智慧城市發(fā)展水平總體特征
采用熵權(quán)法測(cè)算我國(guó)102個(gè)城市各年度智慧城市發(fā)展水平,描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。
2011-2021年,我國(guó)智慧城市發(fā)展指數(shù)的最大值與最小值之比由2011年的24.253 5下降至2021年的12.823 5,表明我國(guó)智慧城市發(fā)展態(tài)勢(shì)平穩(wěn)。智慧城市發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)差呈波動(dòng)式上升,介于0.053 0~0.067 8,表明我國(guó)智慧城市發(fā)展水平分布不均衡,離散程度有所增加。
3.2.2 智慧城市發(fā)展區(qū)域差異及分解
采用Dagum基尼系數(shù)法對(duì)2011-2021年我國(guó)智慧城市發(fā)展水平的地區(qū)差異進(jìn)行測(cè)算。如圖3所示,我國(guó)智慧城市總體基尼系數(shù)介于0.249~0.359,平均水平為
0.329,表明存在一定的區(qū)域差異性。從演化趨勢(shì)來看,智慧城市發(fā)展的總體基尼系數(shù)從2011年的0.359降低至2016年的0.328,2017年小幅上升后又逐漸降低至
2021年的0.294,可見在此階段,智慧城市發(fā)展的不平衡得到了一定程度的改善,但仍然存在較大區(qū)域差異。從東部、中部和西部3個(gè)地區(qū)來看,3個(gè)地區(qū)的智慧城市發(fā)展水平存在一定的區(qū)域內(nèi)差異,其中,西部地區(qū)的基尼系數(shù)平均值為0.339,中部地區(qū)為0.302,東部地區(qū)為0.222。
3.3 數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度總體特征
2011-2021年,全國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合度、協(xié)調(diào)度發(fā)展水平及變化趨勢(shì)如表4所示。從耦合度來看,研究期內(nèi)我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市發(fā)展耦合度普遍處于高位,得分平均值均高于0.940,表明兩系統(tǒng)處于較高水平耦合階段。從協(xié)調(diào)度來看,研究期內(nèi)全國(guó)數(shù)字科技與智慧城市發(fā)展協(xié)調(diào)度呈遞增趨勢(shì),得分均值從2011年的0.089上升至2021年的0.147,年均增長(zhǎng)率為2.55%,但總體協(xié)調(diào)水平不高。
3.4 數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度區(qū)域差異分解
3.4.1 總體差異及區(qū)域內(nèi)差異
圖4描述了全國(guó)及三大地區(qū)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度的基尼系數(shù)及其演化趨勢(shì)。在全國(guó)層面上,兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度城鄉(xiāng)整體差異呈下降趨勢(shì),基尼系數(shù)從2011年的0.126降至2021年的0.296,其中2011—2014年以遞增的趨勢(shì)遞減,年均下降率為4.71%,此后以遞減的趨勢(shì)遞減。在區(qū)域?qū)用嫔?,?shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度的基尼系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),其中西部(0.106)gt;中部(0.090)gt;東部(0.081),可見西部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平不均衡情況較為突出。
3.4.2 區(qū)域間差異及演變趨勢(shì)
從表5可以看出, 3個(gè)地區(qū)間的數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平存在明顯差異。其中東部地區(qū)與西部地區(qū)、東部地區(qū)與中部地區(qū)基尼系數(shù)的平均值分別為0.112、0.106,而中部地區(qū)與西部地區(qū)基尼系數(shù)平均值為0.099。從演化趨勢(shì)來看, 3個(gè)地區(qū)的差距呈波狀遞減,中部地區(qū)與西部地區(qū)的差距減小最為明顯,平均降幅為2.94%。
3.4.3 差異來源及其貢獻(xiàn)
從表6可以看出,2011-2021年,我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合的差異主要來源于超變密度。區(qū)域內(nèi)差異較為穩(wěn)定,但存在小幅波動(dòng)。區(qū)域間貢獻(xiàn)率最小值為29.361%,最大值為33.997%,與初期相比變化不大。2011-2016年,超變密度貢獻(xiàn)率呈現(xiàn)波動(dòng)性增長(zhǎng),隨后交叉效應(yīng)減弱。
3.5 數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度時(shí)序演變
3.5.1 全國(guó)層面
圖5顯示了我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度的分布演化趨勢(shì)。從分布位置來看,在2011-2021年,主峰位置不斷右移,由2011年的0.25左右移動(dòng)到2021年的0.35左右,表明我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平正在不斷提升。從分布形態(tài)來看,主峰高度呈上升趨勢(shì),寬度逐漸變窄,說明我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平差異正逐步縮小。從極化特性來看,全國(guó)核密度曲線由一個(gè)主峰和一個(gè)側(cè)峰組成,說明我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平存在兩極分化現(xiàn)象。從分布延展性來看,核密度曲線存在右拖尾現(xiàn)象,收斂趨勢(shì)較強(qiáng),說明我國(guó)高耦合協(xié)調(diào)水平城市和低耦合協(xié)調(diào)水平城市間的差異正逐步縮小。
3.5.2 區(qū)域?qū)用?/p>
我國(guó)東部、中部、西部地區(qū)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平的核密度估計(jì)曲線如圖6所示。
從分布位置來看, 3個(gè)區(qū)域的耦合協(xié)調(diào)水平總體呈上升趨勢(shì)。其中,東部核密度曲線的峰值在0.3~0.4附近波動(dòng),表明其大部分城市處于輕度失調(diào)水平。中部地區(qū)和西部地區(qū)核密度曲線在2011年主峰位于0.25左右,2021年主峰移至0.35左右。整體來看,中部地區(qū)和西部地區(qū)城市由中度失調(diào)水平逐漸過渡到輕度失調(diào)水平,耦合協(xié)調(diào)水平有所改善。
從分布形態(tài)來看,中部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度差異呈縮小趨勢(shì),東部、西部地區(qū)呈擴(kuò)大趨勢(shì)。東部地區(qū)的主峰高度先上升后下降,寬度逐漸增加,說明東部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平差異有增大趨勢(shì)。中部地區(qū)的主峰高度大幅上升后略有下降,寬度略有減小,說明中部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)水平差異逐漸縮小。西部地區(qū)的主峰高度小幅上升后下降,寬度呈小幅增長(zhǎng),表明西部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度差異有擴(kuò)大趨勢(shì)。
從極化特性來看,3個(gè)區(qū)域的耦合協(xié)調(diào)度分化趨勢(shì)存在明顯差異。東部地區(qū)的核密度曲線由雙峰逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏?,說明東部地區(qū)兩極分化態(tài)勢(shì)得到改善。中部地區(qū)主峰和側(cè)峰差距較大,說明其區(qū)域內(nèi)差異較大。西部地區(qū)核密度曲線的側(cè)峰較為顯著,說明西部地區(qū)兩極分化現(xiàn)象較為突出。
3.6 耦合協(xié)調(diào)度空間格局演變
3.6.1 耦合協(xié)調(diào)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
耦合協(xié)調(diào)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)估系統(tǒng)間協(xié)調(diào)發(fā)展程度的標(biāo)尺,有助于清晰界定系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展所處的階段,對(duì)全面提升系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平具有重要的指導(dǎo)意義。本文依據(jù)楊孟陽等[28]的研究方法,將數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)水平細(xì)分為10個(gè)等級(jí),各等級(jí)的耦合協(xié)調(diào)度劃分區(qū)間如表7所示。
3.6.2 耦合協(xié)調(diào)度空間格局演變特征
為進(jìn)一步探究我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度的空間演化趨勢(shì),對(duì) 2011年、2014年、2017年和2021年的兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行分析。實(shí)證結(jié)果顯示,數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)高水平區(qū)和較高水平區(qū)主要分布在東部和中部地區(qū),耦合協(xié)調(diào)低水平區(qū)主要集中于西部地區(qū),但個(gè)別西部地區(qū)城市的耦合協(xié)調(diào)度較高(限于篇幅,此處不顯示所有結(jié)果)。其中,耦合協(xié)調(diào)度均值排名前五的城市依次為武漢市、南寧市、鄭州市、六盤水市、大同市,排名后五的城市依次為中衛(wèi)市、雅安市、拉薩市、吳忠市、貴港市。由此可見,東部、中部地區(qū)的數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)效果較好,而西部地區(qū)相對(duì)較差。此外,我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢(shì)。具體而言,勉強(qiáng)協(xié)調(diào)城市在4個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)量分別為 1、4、7、10 個(gè),初級(jí)協(xié)調(diào)城市的數(shù)量分別為 0、1、4、5個(gè),中級(jí)協(xié)調(diào)城市的數(shù)量分別為 0、0、0、1個(gè),可見數(shù)字科技與智慧城市相互影響、相互促進(jìn),但耦合協(xié)調(diào)水平仍有待提高。
4 結(jié)論與啟示
4.1 研究結(jié)論
本文采用R型因子分析法、熵權(quán)法和耦合協(xié)調(diào)度模型,定量測(cè)度數(shù)字科技和智慧城市的發(fā)展水平及兩者的耦合協(xié)調(diào)度,并利用核密度估計(jì)、Dagum基尼系數(shù)考察數(shù)字科技與智慧城市耦合的空間分異性,并分析其時(shí)空演變規(guī)律和區(qū)域差異,得到以下結(jié)論:第一,我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市發(fā)展水平均較低,且離散程度有增大趨勢(shì),其中西部地區(qū)城市之間數(shù)字科技、智慧城市發(fā)展水平差異最大,東部地區(qū)差異最小。第二,2011-2021年,我國(guó)數(shù)字科技與智慧城市發(fā)展處于較高水平耦合階段,但總體協(xié)調(diào)水平不高。第三,從絕對(duì)差異來看,東部、西部地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度的絕對(duì)差異呈擴(kuò)大趨勢(shì),中部地區(qū)呈縮小趨勢(shì);從極化特性來看,西部地區(qū)側(cè)峰較為顯著,兩極分化趨勢(shì)明顯。第四,從空間格局來看,數(shù)字科技與智慧城市耦合協(xié)調(diào)高水平區(qū)和較高水平區(qū)主要分布在東部和中部地區(qū),較低水平區(qū)大多分布在西部地區(qū)。
4.2 管理啟示
4.2.1 強(qiáng)化區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,縮小發(fā)展差距
政府應(yīng)加大對(duì)西部地區(qū)的扶持力度,注重基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高西部地區(qū)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和傳輸速率,縮小西部地區(qū)與東、中部地區(qū)的硬件差距,避免西部地區(qū)數(shù)字科技與智慧城市耦合發(fā)展出現(xiàn)兩極分化。作為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)中心,東部地區(qū)應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮引領(lǐng)作用,通過技術(shù)轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)合作等多種方式帶動(dòng)中部、西部地區(qū)的耦合發(fā)展,同時(shí)也要重視縮小東部地區(qū)內(nèi)部的發(fā)展差異。
4.2.2 優(yōu)化時(shí)空布局,實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展
東部和中部地區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮其在地理位置、資源稟賦等方面的優(yōu)勢(shì),打造一批具有示范作用的智慧城市, 以優(yōu)化數(shù)字科技與智慧城市的耦合發(fā)展。針對(duì)西部地區(qū)發(fā)展滯后問題,政府應(yīng)引導(dǎo)西部城市發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)西部與東部、中部的合作與交流,推動(dòng)技術(shù)、人才、資金等資源要素的共享與互通,實(shí)現(xiàn)各區(qū)域共同發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。
4.2.3 加強(qiáng)政策引導(dǎo)與協(xié)調(diào),完善監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系
政府應(yīng)設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)資金,重點(diǎn)扶持?jǐn)?shù)字科技與智慧城市領(lǐng)域的核心技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā),鼓勵(lì)企業(yè)、高校和研究機(jī)構(gòu)開展聯(lián)合研發(fā),形成產(chǎn)學(xué)研用一體化的創(chuàng)新體系。同時(shí),政府應(yīng)激發(fā)市場(chǎng)活力,加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),鼓勵(lì)企業(yè)加大數(shù)字科技創(chuàng)新投入。政府還應(yīng)建立完善的數(shù)字科技與智慧城市耦合發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)估體系,根據(jù)監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)果,及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化政策體系,確保政策的有效性。
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(責(zé)任編輯:張雙鈺)
基金項(xiàng)目:河北省科技廳軟科學(xué)研究專項(xiàng)“河北省數(shù)字科技賦能新型智慧城市:動(dòng)態(tài)匹配機(jī)制、影響效應(yīng)及對(duì)策研究”(23556105D)
作者簡(jiǎn)介:張立華(1978-),女,華北理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授,研究方向:產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué);孫宇軒(2002-),女,華北理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院在讀生,研究方向:經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué);吳美清(1999-),女,華北理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院碩士研究生,研究方向:產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。