铁路工程技术创新影响因素研究范文

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摘要：

大规模铁路建设需要对技术创新机理和规律有进一步认识和研究。通过文献研究，本文结合典型案例和半结构访谈，分析面向铁路工程的技术创新影响因素及其关系，提出研究假设，并以参与铁路工程技术创新的各主体为问卷调查对象，运用因子分析、结构方程模型等方法进行实证检验。结果表明：需求、环境、资源和管理对铁路工程技术创新绩效有明显影响；需求具有引领作用，环境具有调节作用，资源起基础性支撑作用，管理有明显的推动作用。在此基础上建立铁路工程技术创新的作用机理概念模型，并得出相关启示。

关键词：

铁路工程；技术创新绩效；影响因素；作用机理；结构方程模型

以青藏铁路、高速铁路和重载铁路为代表的铁路工程技术创新取得显著成效，标志着我国铁路工程技术整体进入国际先进水平行列［1－3］。伴随铁路的快速发展，我国通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，取得铁路设计、建造、运营等一系列重大成果，建立中国铁路技术体系，走出一条铁路发展的成功之路。总结铁路工程技术创新实践，特别是高原铁路、高速铁路、重载铁路等铁路工程技术创新的成功经验，清晰界定铁路工程技术创新内涵，探讨其作用机理，对于提高我国铁路工程技术创新绩效和管理水平，具有重要意义。

1铁路工程技术创新内涵界定

铁路工程技术创新是以铁路工程为依托，以铁路工程实践问题或行业共性问题为需求，通过技术攻关、技术集成和试验开发等手段，应用新技术、新工艺、新材料和新设备，采用合理的管理机制和模式，集合优势力量联合攻关解决工程实际问题并最终实现铁路工程目标的过程。铁路工程技术创新涉及资源、信息、组织等众多要素，其内涵较丰富。（1）起点是工程需求。铁路工程技术创新的首要目的是解决工程实践中的技术难题，有需求才有创新，需求拉动技术创新，技术创新成果接受工程实践检验。另外，铁路主管部门从行业发展角度提出铁路行业技术体系和技术创新系统规划，国家战略、行业发展、市场竞争等需求必须结合工程实际需求共同落实到铁路工程中。（2）重点是新技术应用。铁路工程具有明确的工程目标，同时又受环境、资源等因素限制，其技术创新主要包括技术研究、试验开发及科研成果应用等内容，重点在于实现工程目标所必须的新技术应用，即如何将具有针对性和实用性的新技术成功应用到工程实践中。（3）过程是多主体协同。铁路工程技术创新是一个分阶段实施的动态过程。前期决策阶段需要进行技术蓝图设想和技术方案策划，包括行业共性技术问题以及具体工程项目的实际问题，在工程实施中进行应用研究和试验开发；勘察设计阶段需要提出设计方案，并提出相应技术指标，通过技术评审对不同技术方案进行择优；施工阶段是技术创新最密集的阶段，需要各技术创新主体在铁路工程施工过程中协同合作，研究解决工程实际中的技术难题。

2铁路工程技术创新影响因素与研究假设

2．1影响因素分析铁路工程技术创新的成败不仅取决于技术方案和创新环境，更与技术创新过程中的组织和管理密切相关。绩效可视为技术创新结果，这里将其作为技术创新成果评定的方式。技术创新绩效影响因素很多，不同学者从不同角度进行了探索。一般认为企业层面技术创新的成败与市场、文化、战略、组织、管理、资源、制度、信息等非技术因素密切相关，是多种因素共同作用的结果，且这些因素的互动和协同起关键作用。一般认为工程层面技术创新特点体现在需求衍生性、时间约束性、多主体参与性、风险复杂性、技术集成性和收益模糊性，是各类创新主体技术创新成果的集成过程。基于铁路工程技术创新内涵、文献调研及专家访谈，铁路工程技术创新绩效的关键影响因素包括工程需求、环境，资源（资金、人才、信息）和管理（组织、激励、协调）等，按性质归纳为工程需求、环境因素、资源因素和管理因素四大类。

（1）工程需求工程需求是铁路工程技术创新活动的起点，也是技术创新活动的重要动力源泉。工程需求包括铁路工程本身对工程技术、工程质量、工程材料、建设工期等方面的直接需求，还包括工程组织中各参与方自身发展的长远需求及国家宏观层面的需求，需求随着铁路工程的推进不断调整和变化。直接需求是解决铁路工程建设过程中的技术难题、突破关键技术，开展技术创新时注重实用性和针对性，通过各种创新手段实现工程目标。长远需求是为铁路行业发展解决重大共性技术问题，通过重大铁路工程的建设引领铁路建设技术的潮流，提升铁路建设水平，为国家增强在铁路技术方面的话语权和铁路技术体系的输出创造条件。这种技术创新是自发、主动的行为，有益于自身发展，不仅能降低工程成本，而且能增强企业的市场竞争力。

（2）管理因素管理因素是技术创新绩效影响因素中最具能动性的因素，通过实施有效管理，可以促进技术创新绩效的大幅提升。结合铁路工程技术创新实践，铁路工程技术创新的管理因素主要包括组织、激励和协调等。①组织。技术创新是有组织的创造性活动，组织形式直接影响铁路工程技术创新活动的绩效。铁路工程技术创新组织系统运行良好的标志是各类建筑企业的技术创新动机、创新行为、创新成效、技术创新动机之间形成一个正循环，各主体的创新动机在技术创新过程中不断加强。在铁路工程技术创新过程中，各参与主体技术创新动机及利益实现途径均具有较大差别，如果各类技术创新主体的创新动机和利益实现途径彼此相悖，那么各参与方之间不可能形成合力，不仅会造成工程技术创新成效的降低，而且会导致技术创新偏离预期方向，最终导致技术创新目标难以实现。因此，建立有效的运转机制来规制与激发技术创新参与主体，使各创新主体能够自觉围绕工程目标开展协同创新，是确保铁路工程技术创新成功的关键因素。②协调。正确处理组织内外各种关系，为组织正常创造良好的条件和环境，离不开协调。协调是铁路工程技术创新网络综合集成管理的核心任务，也是统筹技术创新目标、进度、标准，协调各参与主体利益的关键问题，更是确保铁路工程技术创新高效进行的重要支撑。铁路工程技术创新协调机制的作用体现在：一是实现技术创新各参与主体的合理分工与有效协作；二是约束与激励参与主体的技术创新行为，避免信息不对称而产生道德风险；三是有效消除成员之间的目标冲突、任务冲突、利益冲突，增进合作伙伴的信任与理解，提高合作效率；四是确保技术创新信息传递的实效性、真实性、流畅性和完备性。③激励。与其他工程活动相比，铁路工程技术创新同样需要激励。首先，铁路工程技术创新的成果蕴含无形的知识、方法，创新成果运用到铁路工程才能体现价值，这些知识和方法可以被合作单位掌握，来分享知识带来的收益。由于复制知识比创造知识更容易，所以复制者可以在投入较少经费的情况下得到收益，需要采取知识产权保护和利益分配等激励措施，保障技术创新主体对创新成果的所有权和收益权。其次，技术创新从投入到产生创新收益的时间间隔较长，需要经过选题论证、关键技术攻关、评审验收等环节，这些环节往往没有收益补偿，因此，需要进行必要的资金投入和补偿。第三，技术创新具有不确定性，采用一种新的施工工艺或者新材料、新技术、新结构，与技术成熟的方案相比，往往不确定性较高，这种不确定性有时会造成创新的失败。这些特征和特性影响创新主体的积极性，需要进行有效激励。

（3）资源因素资金、人才、技术和信息等资源要素是铁路工程技术创新的重要保障。技术创新过程是复杂的系统资源整合过程，实现协同创新的首要困难便是资源的限制。铁路工程技术创新需根据工程需求及技术创新现状，充分利用、整合技术创新网络的创新资源，将技术相关企业、优势互补的制造企业或科技型企业集团纳入技术创新网络，充分发挥有关科研院所、大专院校在创新人才与技术等方面的优势，整合各方面力量，形成技术创新合力，共同解决工程技术难题，在研发过程中注重知识产权保护和技术成果推广应用。此外，建立科技成果共享制度，在实现协同创新的同时，充分发挥协同创新的收益放大优势。

（4）环境因素环境因素包括宏观政策和市场环境，对技术创新绩效具有重要影响。铁路工程技术创新在宏观政策的指导下开展，宏观政策导向直接影响铁路工程技术的发展方向。同时政府为铁路工程提供信息和指导，降低参与方的交易成本，提升市场运行效率。站在整个行业的视角，对铁路技术创新进行系统规划，调动全国铁路相关领域创新要素的有效整合。通过大力推进铁路新技术的推广应用，在创新成果与创新绩效之间搭建桥梁。通过政策措施，实现创新激励、信息共享、成果保护。在铁路主管部门的主导和统一组织下，科研院所、大专院校、建设单位、设计单位、施工单位集中优秀科研力量，采用先进技术装备，围绕重大铁路技术课题开展科研攻关，突破了一大批技术难题。铁路工程技术创新还受到市场因素的影响，市场竞争推动铁路工程的各参与方提升技术创新绩效。当前铁路建设体制改革不断深化，铁路工程参与方面临的市场竞争压力越来越大，为争取市场份额和实现盈利目标，就必须通过技术创新，降低成本以确保效益，提升自身的核心竞争力，巩固在市场中的竞争地位。

2．2研究假设提出铁路工程技术创新实施过程受需求、管理、资源、环境等因素的影响，创新绩效能够衡量工程目标和创新成果的实现程度，通过影响因素与绩效之间的作用关系研究、探寻铁路工程技术创新的内部机理。铁路工程技术创新的动力是什么，哪些手段可推动其实施，其发展的基础、支撑是什么，在不同的环境下是否有不同的作用，这些都是需要回答的问题。由此提出一个描述需求、管理、资源、环境因素与技术创新绩效关系的研究假设，如图1所示。

3研究方案设计及实证研究

3．1方案设计

3．1．1问卷设计为验证铁路工程技术创新影响因素与绩效关系的研究假设，进行问卷设计。根据相关文献分析并结合铁路工程的特点提出问卷的测量指标。调查问卷分为三个部分：第一部分是工程项目参与人及铁路技术创新项目基本情况；第二部分是铁路工程技术创新环境、资源、管理及绩效的相关测量量表；第三部分是问卷补充及建议。为了验证研究假设，采用5级李克特量表打分，其中“1”代表“强烈反对、最小值或零频率”，“5”代表“完全同意、最大值或高频率”。为减少因答卷者不能理解问题而带来的负面影响，问卷在设计过程中广泛听取企业界与学术界专家意见，并对问卷进行预测试，对问卷的表述与措辞反复修改完善，尽量避免题项难以理解或表达含糊不清。

3．1．2数据采集为保证问卷覆盖面，使调查具有代表性，问卷调查对象来自参与铁路工程技术创新活动的各个主体，主要是参与高速铁路和重载铁路建设与管理的各单位，包括政府机关（原铁道部科技司工程管理中心）、业主单位（上海铁路局、朔黄铁路发展有限责任公司等）、高等院校（中南大学、西南交通大学、北京交通大学）、科研院所（中国铁道科学研究院、原铁道部经济规划研究院）、设计单位（中铁第三勘察设计院、中铁第四勘察设计院）、施工单位（中铁五局、中铁七局、中铁十六局）和材料设备供应商（原中国南车、原中国北车、华为技术有限公司）。要求答卷者具有10年以上的铁路工程工作经历，且在访谈时不带任何角色设定，依据自身知识和经验判断。

3．2描述性统计与信度分析

3．2．1问卷回收情况与描述性统计问卷发放与回收工作在2012年4月至2013年4月进行，受访专家通过电子邮件或邮寄方式反馈问卷，共反馈问卷118份，经过整理和鉴别，得到有效问卷104份。对有效问卷与无效问卷对应专家所在的单位性质进行了t检验，分别为p＝0．22和p＝0．29，反映出问卷在单位和主体上面不存在显著性差异。就样本数目而言，结构方程模型分析所需的样本数要求为样本数与模型中欲估计的参数差大于50，并认为样本数至少在100～150间才适合采用结构方程模型，因此所搜集的样本数（N＝104）是适当的。

3．2．2可靠性分析数据的信度是衡量测量项目数据质量的重要指标。采用SPSS19．0对收回的104份有效问卷进行可靠性分析（信度分析），本次调查的Cronbach′sα值为0．878，所评估项目的标准化Cronbach′sα值为0．873，大于0．8，调查量表的信度较好。

3．3假设检验运用Amos软件进行结构方程建模与分析，对研究假设进行检验，验证观察变量与潜在变量的关系，以及潜在变量的相互关系，即对测量模型与结构模型进行参数估计，并分析数据拟合结果。主要拟合指标包括卡方自由度比值（CMIN／DF）、适配度指数（GFI）、渐进残差均方和平方根（RMSEA）、增值适配指数（IFI）、比较适配指数（CFI）等。一般，CMIN／DF小于5、RMSEA低于0．08，表示模型可以接受，且GFI值、IFI值、CFI值介于0与1之间，越接近1表示适配度越佳。

3．3．1假设H1的检验假设H1试图说明工程需求与绩效之间的关系，如图2所示。从模型的拟合结果来看，CMIN／DF为1．475＜5，RMSEA为0．051＜0．08，GFI为0．714，IFI为0．789，CFI为0．778，均接近0．80，模型的拟合效果较合理，说明模型有效。从路径系数来看，工程需求对绩效的标准化回归系数为0．89，P小于0．001，说明工程需求对绩效与管理有明显的正向作用，假设H1获得支持。

3．3．2假设H2的检验假设H2试图说明技术创新管理与技术创新绩效之间的关系，如图3所示。从模型的拟合结果来看，CMIN／DF为1．874＜5，RMSEA为0．072＜0．08，GFI为0．798，IFI为0．774，CFI为0．764，均接近0．80，模型的拟合效果较合理，说明模型有效。从路径系数来看，技术创新管理对绩效的标准化回归系数为0．41，P小于0．001，假设H2获得支持。

3．3．3假设H3的检验假设H3试图说明技术创新资源与绩效的关系，如图4所示。从模型的拟合结果来看，CMIN／DF为1．776＜5，RMSEA为0．077＜0．08，GFI为0．767，IFI为0．742，CFI为0．730，均接近0．80，模型的拟合效果较合理，说明模型有效。从模型拟合结果来看，技术创新资源对绩效的标准化回归系数为0．63，P＜0．001，说明资源对绩效与管理有明显的正向作用，假设H3获得支持。

3．3．4假设H4的检验假设H4检验技术创新环境对需求、管理、资源和技术创新绩效关系的影响。主要采用分组处理方式，将干扰变量依群组做情境区分，依据环境特征对样本进行分组处理。环境变量主要考虑市场环境，分为高市场动荡和低市场动荡两种。在高市场动荡、低市场动荡环境下分别构建与前述假设相同的结构方程模型进行分析，模型分析结构见表2。由此可见，环境在技术创新需求、管理、资源与绩效之间均存在影响，假设H4获得支持。

4研究结果与讨论

通过实证研究，验证在高速铁路、重载铁路建设与管理实践中，铁路工程需求、环境、资源和管理等因素与技术创新绩效的作用关系。工程需求、环境、资源和管理因素对技术创新绩效产生明显影响，且这些因素的作用各不相同。工程需求具有引领作用，铁路工程以工程需求为导向，需求既是铁路工程技术创新活动的起点，也是其重要动力源泉。技术创新管理具有推动作用，实施技术创新管理，不仅可以促进组织的有效运行，明确各参与主体利益及风险分配、权责划分等，同时建立良好的激励与协调机制，强化过程监督与反馈，有利于技术创新目标更好地实现。技术创新资源具有支撑作用，资源是技术创新开展的基础并为技术创新提供经费与物力支持，人力资源是其中关键，信息则对技术创新效率有重要作用。技术创新环境对技术创新绩效有调节作用，铁路工程的创新环境涉及宏观政策、市场环境和社会环境等，是铁路工程技术创新实施过程的一系列约束条件，既可以阻碍技术创新也可以促进技术创新，影响技术创新实现的速度与绩效。由此，提出基于高速铁路与重载铁路的铁路工程技术创新作用机理概念模型，在工程需求的引领下，构建技术创新组织，通过科研立项、技术研发、联合攻关等技术创新活动，取得技术创新成果，经评定验收、推广应用，实现工程化，从而形成技术创新绩效。工程需求的牵引力、管理的推动力、资源的支撑力、环境的影响力共同促进技术创新绩效与水平的提升。铁路工程技术创新作用机理概念模型，即铁路工程技术创新“四力模型”，如图5所示。

5相关启示

为进一步提升铁路工程技术创新绩效与水平，结合我国铁路工程技术创新现状与经验，从环境、资源、管理等方面着手，采取切实可行的措施。其中，特别强调坚持技术创新行业统筹，搭建面向铁路工程的技术创新平台，发挥核心企业的主导作用，构建激励相融动态反馈的管控体系，调动各方技术创新动力与积极性，注重技术创新过程监管与第三方评审制度建设，加强知识产权保护和成果转化，从而提升技术创新能力，实现铁路工程的可持续创新。

（1）坚持技术创新行业统筹发挥社会主义制度下集中力量办大事的优势，坚持技术创新行业统筹，是铁路行业的成功经验。中央政府及铁路主管部门在制定行业规划和技术政策、激励企业技术创新、整合各方资源方面起到重要作用，形成市场优势、资金优势和联合优势，可有效避免低水平重复研究。应继续加强铁路科技宏观管理，密切跟踪世界铁路科技发展趋势，制定铁路科技发展规划、技术政策，确定铁路行业重大、关键性和共性技术领域，组织开展自主创新，引领铁路科技发展。应通过政府采购和加大引进、消化、吸收、再创新资金投入等方式，引导和支持铁路装备制造企业和设计施工企业加快采用世界先进技术的步伐。应紧紧围绕运输和建设的重大需求，统一安排技术创新的重点课题，组织科研力量开展科技攻关，协调科研资金和资源，推广应用自主创新成果。大型铁路企业应在行业统筹下制定技术创新战略，有重点有步骤地开展科技攻关，为铁路工程技术创新做好储备和铺垫。

（2）搭建面向铁路工程的技术创新平台铁路工程是一个复杂系统，应在明确其外部环境和内部构成的基础上，各参与方协同合作，共同完成铁路工程技术创新工作。铁路工程技术创新的开展应以工程项目为依托，以需求为引领，建立以项目业主为核心、各创新主体共同参与的技术创新网络组织，搭建面向铁路工程的技术创新平台。铁路工程技术创新平台的建设，既是全面提高科技实力和进行科技创新的物质基础和重要措施，也是开拓铁路科技新领域、发展前沿科学和培养高层次人才的重要保障，有利于高效配置、综合集成全社会的创新资源。构建铁路工程技术创新平台，应坚持政府统筹与市场主导相结合，并充分发挥核心企业在技术创新中的主体地位，发挥其组织、管理的主导作用，协调各方关系，理顺各方责任和义务，均衡各方利益，更好地推动铁路工程技术创新。

（3）构建激励相容动态反馈的管控体系铁路工程技术创新是多主体参与、多要素联结的有机整体，各参与方的创新动力与积极性的调动、激发，是工程技术创新的一块短板。因此，应建立健全铁路工程技术创新动力机制，从文化、制度等方面调动铁路工程技术创新参与方的积极性，创造良好技术创新氛围，重视、鼓励与支持技术创新；建立健全技术创新奖励制度，激励参与主体积极创新；开展铁路工程技术创新的相关学习培训活动，激发参与主体的创新思维，提高参与主体的创新能力。同时，应加强技术创新评估的制度化、法制化建设，建立由第三方评审、过程监管为核心的符合中国国情的铁路工程技术创新监管体系，与动力机制共同形成激励相容动态反馈的管控体系，保障技术创新活动的顺利进行。

（4）加强知识产权保护和成果转化铁路主管部门已制定加强铁路科技成果管理、促进科技成果转化的相关规定，要求围绕铁路工程技术难点，组织开展创新成果的沟通与学习交流，重视创新成果的孵化与推广应用，不断促进铁路工程技术创新的交流与成果转化。铁路工程企业应增强知识产权保护意识，加强创新成果的知识产权管理，设置专门的知识产权管理部门，明确其权责；注重知识产权管理人才建设，强化知识产权保护的合同化管理；建立知识产权数据库或网络共享平台，促进创新成果的信息、交流与推广，从而不断提升技术创新能力，实现铁路工程的可持续创新。

作者：王孟钧 王涛 郑俊巍 张镇森 单位：中南大学 土木工程学院