张 禹 陈春春

1 引 言

企业创新能力是企业保持竞争优势的根本驱动力，国家创新体系是决定国家发展水平的基础。为加快建设创新型国家，以科技强国支撑现代化强国，我国自2008年金融危机以来出台了一系列企业研发创新的鼓励措施，更在党的十九大报告中提出坚定实施创新驱动发展战略并将其摆在国家发展全局的核心位置。多项并举下我国在专利创新方面成绩瞩目——专利申请量连续多年全球排名第一，全球创新指数连续两年全球排名第14位，为前30位中唯一的中等收入经济体a信息来源：世界知识产权组织2020年版全球创新指数（GII）报告。。我国的创新产出在研发支出逐年增加的背景下虽已具备一定规模，但与发达国家相比仍存在大而不强、多而不优、整体水平不高的情况，创新质量仍然亟待提高。

创新活动特别是创新质量的提升离不开政策指引与人力物力的投入，更离不开基础设施的保障。交通基础设施作为基础设施中的一个重要组成部分，对于技术创新这种对于人员和信息更加依赖的活动发挥着至关重要的影响。近年来，随着史无前例的高铁建设的进行，我国城市间的旅行时间大幅缩短，城市之间的人才与信息的流动得到显著加强，同时地区之间的可达性大大提高，城市的创新活动因此受到了很大促进，近年来学术界对于这一问题的研究也日益增加，但是这些研究的结论仍然有待进一步深化。首先，现有研究中关于高铁的识别往往仅采用城市是否开通高铁的虚拟变量作为核心解释变量，而较为缺乏对高铁网络以及铁路网络的关注；其次，受限于数据等多方面的原因，现有文献中对于高铁等基础设施对于创新影响的异质性及其影响机制的研究仍然较为缺乏；此外，鲜有研究探究高铁开通对创新的异质性影响及其具体的影响机制；最后，在创新的代理指标选取上，现有研究大多只关注专利的申请或授权数量，且在创新质量的度量上存在一定偏误。

基于此，本文拟将中国各城市高铁的开通视为一项准自然试验，使用多时期双重差分法检验了高铁开通对城市创新质量的影响，并在此基础上区分创新主体、行业以及地区考察了这一影响的异质性；此外，本文创新性地使用铁路列车时刻表构建了我国高铁网络，并从网络中心度以及市场可达性的视角评估和验证了高铁开通对城市创新质量的影响机制。本文有助于深化对于创新产出影响因素的理解和认识，更能够对高铁等交通基础设施的投资与产业布局提供政策依据，更好的实现以创新引领发展，建设创新型国家的国家战略。

具体而言，本文可能在以下方面做出了一定的贡献：首先，本文在双重差分法（Differences-in-Differences Model，DID）的分析框架下进行了扩展，使用多期DID分析了高铁冲击影响的动态效应，并使用专利加总至城市层面的数据进行了大量异质性分析。其次，本文搜集整理了2005-2017年的铁路列车时刻表数据集，在获取城市对之间详细旅行时间数据的基础上，搭建了较为完整的中国铁路网络，基于该网络，进一步使用社会网络分析法构建城市层面的网络中心度和市场可达性指标，深入剖析了高铁网络对城市创新的影响机制。最后，本文利用专利的被引用数加权测度城市层面的创新质量，这一指标可有效帮助我们减小创新质量度量的偏误，为高铁投资规划与基建产业布局提供更为客观的政策指导。

本文其余部分的安排如下：第二部分为文献综述与理论假说；第三部分为数据与实证策略，主要介绍本文所使用的专利数据以及相关指标的构建；第四部分为本文的实证结果，也包括稳健性检验、异质性分析以及机制分析；最后是结论。

2 文献综述与理论分析

伴随着中国高速铁路的飞速发展，国内外大量学者开始关注高铁在城市与企业层面的经济社会影响。大部分研究肯定了高铁开通的正向作用。高铁建设在城市层面可有效促进区域经济增长（Ahlfeldt等，2017［1］；李宗明等，2019［2］），提升沿线城市就业水平（董艳梅和朱英明，2016［3］），优化劳动力资源配置（张召华和王昕，2019［4］）、投资布局（张俊，2017［5］）以及专业化分工（Lin，2016［6］），增进区域间的可达性（Shaw等，2014［7］）以及弱化地区间经济不平等（Chen和Haynes，2017［8］）。企业层面上，高铁进入该城市可提升企业生产率（张梦婷等，2018［9］），增进服务业集聚效率（韦功鼎和李雪梅，2019［10］），扩大企业出口规模（唐宜红等，2019［11］）以及加速城市间信息等创新要素传递（龙玉等，2017［12］）。具体到本文关注的高铁开通与城市创新这一话题，近年来有部分国内学者进行了探索（何凌云和陶东杰，［13］；卞元超等，2019［14］；余泳泽等，2019［15］；马涛等，2020［16］；黄苏萍和李燕，2018［17］）。这些文献大多采用城市或企业层面数据论证了高铁开通对城市专利申请数量或创新指数产生的外溢效应，且多数得到了较为积极的结论。创新质量的提升不仅依赖于区域内的创新要素持续投入和优化，也与地区间创新要素的流动密切相关（白俊红和蒋伏心，2015［18］）。交通基础设施通过搭建网络降低运输成本以提高地区间可达性，可以实现创新要素在更大范围内的重组与优化配置。我国近年不断推进的高铁建设是交通基础设施水平的一次重大飞跃，高铁的开通使城市间时间距离大幅缩短，为人才与信息等创新要素快速流通提供通道，促进了知识的传递以及人力资源的优化配置，进而可以萌发城市创新活动，提升了创新产出的效率，最终提升了城市的创新质量。据此提出本文的假说1：

假说1：高铁开通有助于城市创新质量的提升。

也有部分学者发现高铁开通在不同城市产生的经济社会效应存在一定差异（Vickerman，2015［19］）。例如，高铁开通在促进中心城市经济发展的同时抑制了边缘城市的GDP增长（Qin，2017［20］），造成了旅游业市场的重新分配（Wang等，2012［21］），促进经济更向西部地区集聚并实现均等化（李红昌等，2016［22］）。企业层面，吉赟和杨青（2020）［23］使用上市公司数据发现高铁对大中型城市企业与技术驱动型企业的创新产出激励作用更强。由于企业是创新的重要主体，高铁对企业创新的动态变化间接促进城市的创新活动与产业升级。高铁对城市创新的增长效应同样存在异质性，技术投入密集度投入更高的企业、创新基础更好的行业和区域更可能在高铁开通后受益，创新质量得到提升，因此我们提出本文的假说2。

假说2：高铁对城市创新质量的促进作用在创新主体、区域与行业等方面均具有一定异质性。

Jaffe等（1993）［24］最早研究了创新的决定因素，发现创新活动具有很强的本地化特征，而即使是区域内的创新活动同样具有很强的集聚型（Roche，2020［25］）。因此，随着交通基础设施的改善，不同城市之间特别是高铁开通城市之间的旅行时间被大幅缩短，这些城市在铁路网络中占有了更加重要的地位和作用，高铁开通城市得到了一方面会得到更多的包括资本和高技术人才等创新资源的关注，在优化创新资源配置的同时也能够直接提升高铁开通城市的创新质量；另一方面，作为影响创新产出的最为重要因素，知识以及技术具有很强的外溢效应，因此一个国家或地区的创新不仅会受当地产业结构或研发投入的影响，还会受到其他国家地区的知识的外部性影响,而且这种外部性的影响会在很大程度受到地理距离的制约（Coe和Helpman，1995［26］）。其原因是知识的外溢需要通过人与人之间的面对面交流和示范，因此地理距离的远近就决定了外溢效应的强弱，尽管在互联网以及通讯技术高度发达的今天，地理距离所发挥的作用依然非常显著（Agrawal等，2017［27］）。当地理距离无法改变时，城市间的旅行时间同样对创新着重要作用。因此在不同地区拥有不同知识的人才可以更加便捷的沟通与交流，从而可以激发更多创新活动的产出，间接提升创新质量。

此外，高铁以及其他基础设施的改善还可以通过提高市场可达性来影响创新。随着城市间旅行时间的缩短，创新的成果能够以更低的成本推向其他区域的更加广阔市场，高铁开通可以扩大创新产品的市场规模，进而扩大创新成果适用范围，激发技术人才的创新动力，提高创新活动的边际收益（Lileeva和Trefler，2010［28］）。基于高速公路的研究同样验证了这一观点，Agrawal等（2017）［27］使用美国的城市数据发现高速公路的存量每增加10%，区域的专利数量会上升1.7%；Wang等（2018）［29］使用中国高速公路与专利数据验证发现城市的公路密度每提高10%，企业的专利数量会增长0.71%。因此，提出本文的假说3。

假说3：通过缩短旅行时间，高铁可提高城市在铁路网络中的地位与市场可达性，最终实现城市创新质量的提升。

3 数据和实证策略

3.1 数据来源

本文主要数据来源于《中国专利数据库》、《中国铁道年鉴》以及《中国城市统计年鉴》。根据数据内容与研究需要分为以下三大类：

①创新数据。本文主要使用专利申请数量以及被引用数量度量城市层面的创新产出，其数据主要来源于中国知识产权局公布的专利申请数据。这一数据集包含了2005-2017年我国全部专利申请信息，包括申请时间、专利类型、申请人名称、地址、专利申请IPC分类号、权利项要求等多个字段。同时，本文对智慧芽专利数据库中的专利引用信息进行提取，有效弥补了知识产权局公布的专利数据只包含专利申请数量信息，未涵盖专利引用信息的问题。

②高铁网络数据。本文从《中国铁道年鉴》中获取了2005-2017年城市层面的高铁开通时间数据。此外，为了更加精准度量各城市间的旅行时间，本文还从《极品列车时刻表》中获取了任意城市对之间的旅行时间，并将这一数据与中国铁道出版社每年出版的《列车时刻表》进行了人工的比对与验证，以此为基础构建高铁网络。

③城市数据库。本文从CNRDS以及EPS数据库中获取了城市层面的经济指标数据，包括城市人口、经济发展、产业结构、知识积累等变量。

3.2 关键变量构建

本文采用城市层面的专利申请数量与专利被引用数量来度量创新水平。专利作为度量创新产出的重要指标，近年来得到了国内外学者的广泛关注。已有文献通常使用企业专利申请或授权的总数量来衡量企业或城市的创新能力（王永钦等，2018［30］；温军和冯根福，2012［31］），然而这一指标在我国专利数量爆炸式增长的背景下却并不能很好的度量创新产出。其原因是在我国建设创新型国家的战略引领下，中国各省出台了大量以促进专利申请数量为政策目标的专利补贴政策（张杰等，2015［32］），在一定程度上造成了我国的“专利泡沫”，专利质量并未随专利数量同步提升（张杰和郑文平，2018［33］）。因此，如何度量专利质量成为了近年来学术研究的热点话题。目前，专利的前向被引用数据是运用最广泛的专利质量指标，通过构建被引用加权的专利数量指标可以较为准确的度量专利质量（Bloom和Van Reenen，2002［34］）。Hall和 Ziedonis（2001）［35］发现专利的被引用数量和其市场价值和专利质量高度相关。因此，我们认为使用专利被引用数据作为中国专利质量的度量能够更好的我国城市的创新产出。具体来说，我们使用城市层面全部专利的三年申请数以及被引用的总数作为被解释变量，并用该指标来度量城市层面的创新质量a本文拟将n取值为3，即反映专利三年的被引用数量，其原因是n如果选的太短，该专利公开信息没有全部被其他专利申请人获知，可能存在对于专利质量的低估；而n如果选的太长，则可能影响专利的有效性，同时对于近期的专利会缺乏足够的引用数据。我们也选用了五年或是更长时间的被引用数据进行稳健性检验，其结果并无明显差异。。

本文的核心解释变量为城市是否开通高铁变量HSR_After，如果一个城市在当年开通了高铁，则该变量取值为1（即为处理组），否则则取0（为对照组）。其他控制变量方面，为了控制其他可能影响城市创新的因素，本文选取了常见的城市人均GDP变量（lngdppc）、城市人口数量对数（lnPOP）、城市第二、三产业产出占比(s_ratio、t_ratio)作为控制变量。由于专利一般由高精的技术人员所产生，所以我们进一步选取了城市高等学校专任教师数对数衡量的人力资本水平变量（lnhc）作为衡量城市知识积累水平的指标，间接说明城市人力资本水平以及城市知识积累水平。本文所使用主要变量的描述性统计见表1所示。

表1 本文所使用的主要变量描述性统计

3.3 回归模型与实证策略

借鉴已有文献（郑建明等，2020［36］），本文构建多期DID模型进行回归分析来考察高铁对于城市创新的影响，具体的回归模型如下：

其中，被解释变量表示城市i在t年的专利申请数量或被引用量。核心解释变量HSR_After为高铁是否开通变量，如果核心解释变量的系数β显著大于零则表明高铁的开通显著的促进了城市层面的创新，反之则表明高铁开通会抑制城市的创新。X为上文所述的控制变量，u是城市固定效应，用以控制无法观测的不随时间变化的城市特征因素，v为时间固定效应，用来控制宏观因素对于创新的影响。在具体的回归分析中，本文首先构建了多期DID模型来考察高铁的开通对企业的平均影响并进行了稳健性分析，之后使用不同层面的加总数据分析高铁的异质性影响，最后利用城市对旅行时间构建高铁网络对创新质量的影响机制。

4 实证结果分析

4.1 基准回归结果

根据前文中对于实证模型的设定，本文采用多期DID模型进行回归。本文首先分别选用包括发明（lnina）、实用新型（lnuma）、外观设计（lndea）三种类型在内的全部的专利申请数量对数作为被解释变量，考察高铁开通对于创新数量的影响，之后本文进一步将被解释变量替换为发明专利（lninac）、实用新型专利的被引用数量（lnumac）进行回归a由于专利数据中仅有发明和实用新型有被引用信息，因此本文仅考虑高铁对这两种专利引用的影响。,详细的基准回归结果见表2所示。

表2 高铁开通对城市创新的影响

表2第（1）列中的回归结果表明，显示高铁开通显著的提升了城市的专利申请数量，平均而言，发明专利申请数量受高铁开通的影响平均为10.3%，且这一结果在1%的统计水平上保持显著。而对实用新型专利而言，第（2）列的回归结果显示高铁开通的平均促进作用相对较弱，其数值为5.6%，且统计显著性为5%。第（3）列的回归结果则显著为负数，高铁开通后外观设计的申请数量平均下降了7.3%。中国目前可获得专利保护的创新发明分为发明、实用新型和外观设计三类，一般认为其技术含量与创新质量依次递减。由以上结果，我们发现就本文所关注的样本区间内，高铁开通对通常意义的更高质量的发明专利的创新促进作用更为明显，而对低质量的实用新型专利促进作用相对较小，对质量最低的外观设计专利则存在明显抑制作用。

获知高铁开通对不同类型专利的影响之后，我们进一步将被解释变量替换为更能反映创新质量的专利被引用数指标进行回归，以评估高铁开通对城市创新质量的影响，具体回归结果见表2第（4）-（5）列。第（4）列的回归结果表明，高铁促进了质量更高的发明专利被引用数量的增长，尽管6.6%的回归系数小于第（1）列中发明专利申请数的结果，但仍在5%的统计水平显著；而高铁开通并未明显提升实用新型专利的被引用数。以上这些结果表明高铁在大幅缩短城市间时空距离的同时也产生了更高昂的旅行成本，只有发明专利这种更高水平的创新活动才能克服旅行成本的障碍，享受旅行时间缩短的红利，进而会受到较显著影响；而外观设计专利对创新要素需求不高，且创新的毛利润较低，难以承担高铁带来的生产要素运输成本。基于专利质量的回归结果进一步验证了这一观点，高铁开通可以显著提升能够负担更高昂旅行成本的高质量发明专利的创新质量，而一般的实用新型创新质量则没有得到明显提升。由此，下文将进一步聚焦发明专利质量，分析高铁对其产生的异质性影响和作用机制。

4.2 稳健性检验

基准回归揭示了高铁对城市创新的积极促进作用，但是该结论有一个重要的潜在假设，即在一个城市的高铁开通之前，该城市的专利申请趋势与其他城市是一致的。如果现实情形违背了该假设，即部分城市在高铁开通前专利就呈现出高速增长的趋势，那么基准的DID模型将会导致估计结果的偏差。为了验证平行趋势假设是否成立，我们以城市首次开通高铁的年份为基年，然后通过回归计算基年前后高铁开通城市每年的专利被引用数差异。具体来说，本文选取高铁开前五年到后五年的区间，并以其他年份作为参照，对式（2）进行回归，其结果如图1所示：

图1 平行趋势检验

图1绘制了βk系数的回归结果及其95%的置信区间，我们不难发现，在k<0的区间，βk系数的估计值基本在0轴附近，表明高铁开通前，高铁开通城市与其他城市的创新质量基本保持一致，本文使用DID方法前提假设得到满足。在k>0的区间，βk系数的估计值逐年上升，且其置信区间逐渐远离0轴，表明高铁开通城市的创新水平得到了有效的提升。

此外，由于高铁的规划建设并非完全随机，往往具备一定创新基础、人力资本更加丰富的城市开通高铁的可能性会更大，本文基准回归中城市创新质量与高铁的建设之间可能存在一定的反向因果关系，而且创新质量也可能受到其他偶然因素影响，这表明基准回归方程可能存在一定内生性问题，因此我们主要采用两种方法验证本文结果是否稳健。

首先，参考现有文献（张梦婷等，2018［9］）的做法，我们利用地理信息建立了高铁建设成本的栅格数据，并用最小生成树方法构建了每个城市理论上是否有高铁站这一指标。这一指标依据地理信息生成，与城市是否建设高铁高度相关，但是和被解释变量的创新质量以及地方经济水平、政府财力等指标并无直接关系。由于最小生成树得到的工具变量不随时间变化，为了使其能够适用于面板固定效应模型的估计，我们分别将该变量与以下两变量进行交乘得到随时间变化的工具变量：其一，本文使用当年每个省内已经开通高铁的城市数量（卞元超等，2019［14］）与最小生成树变量进行交乘，得到本文的IV1。省内开通高铁的城市数量越多，则其他城市开通高铁的概率也会越大。其二，与利用高铁相关的出口产品的价格信息进行交乘（Wang等，2018［29］）。具体而言，本文用最小生成树所得的虚拟变量除以由海关数据库得到的HS8601项下的产品出口品价格，构成本文的IV2。由于高铁相关产品的价格会直接构成国内高铁建设的成本，价格越高修建高铁的概率就会相应降低，但该变量与被解释变量创新之间并无直接联系。两阶段最小二乘法的回归结果如表3显示，其回归系数仍然显著，且大于基准回归中的结果，且通过了工具变量检验以及过度识别检验，表明本文的估计结果是稳健的。

表3 两阶段最小二乘法估计结果

其次，本文利用广义合成控制法（Xu，2017［37］；Athey，2021［38］）验证结果的稳健性。现有文献（陈亚平，2020［39］）通常使用倾向得分匹配（PSM）以及合成控制法（Abadie等，2010［40］）修正潜在的估计偏误。然而在本文中，由于城市总体样本量较少，使用倾向得分匹配方法在城市层面应用可能出现没有恰当对照组的问题。此外，经典的合成控制法仅能评估单个处理组个体的处理效应，由于开通高铁城市数量较多且开通时间并不一致，我们难以使用该方法估计高铁开通的总体效应。

为解决这一难题，本文利用广义合成控制法同时评估不同城市高铁开通对城市创新质量的影响。这一方法基于Abadie等（2010）［40］的合成控制法与线性交互固定效应模型，可以同时为多个不同时期开通高铁的城市构建反事实的对照组，提高最终结果的可理解性。基于广义合成控制法的详细估计结果如图2所示，图2的横坐标仍然为相对于高铁开通基准年份的时期，纵轴实线表示高铁开通城市的创新质量，纵轴虚线为与反事实估计组城市的创新质量。估计结果显示，高铁开通前，高铁开通城市的创新质量与我们构造的反事实估计组城市没有明显差异，高铁开通后特别是从第4年开始，高铁的创新效应逐渐显现。平均而言，在广义合成控制法估计下，高铁开通对专利质量的平均效应为0.056，且都在5%的水平显著为正，表明高铁开通城市的创新质量得到了显著提高，不过这一结果略低于基准回归中的结果。

图2 使用广义合成控制法进行匹配结果

最后，我们也使用安慰剂检验进行了验证，即随机选择高铁开通城市并随机生成高铁开通时间，并观察这些随机生成的系数与真实时间的系数的关系，如果真实系数显著位于全部分布曲线的右侧，则说明高铁对于城市创新质量的影响不是偶然因素造成的。本文具体的抽取过程如下，首先，仍然选择2008-2017年作为高铁开通时间，并与真实的每年开高铁的城市数量相同，在全部的样本中随机选取高铁开通城市，采用无放回抽取。其次，与基准回归中类似，生成该城市当年是否有开通高铁的HSR_Placebo变量，加入其它控制变量以及固定效应进行回归。最后，执行上述过程1000次，绘制HSR_Placebo的估计值的分布图，并将真实估计值0.066与95%位置上的HSR_Placebo的估计值0.062进行比较，发现真实估计值在其右侧，如图3所示，表明我们的估计结果是稳健的。

图3 安慰剂检验

4.3 异质性分析

由于高铁开通对不同创新主体间、不同行业、不同区域的影响不尽相同，本节主要关注高铁对创新产生的异质性影响。首先，根据申请专利申请主体特征，我们可将专利划分成企业、高校、个人三类a本文进行分类加总时以专利第一申请人衡量标准。除此之外，还有部分专利申请人标识为其他和政府由于数量相对较少，此处未予考虑。并分别计算各自的专利被引用量，分样本回归的结果见表4。从表4的第（1）-（3）列中可以看出，高铁开通对企业的影响程度较大，企业和高校的专利引用在高铁开通后得到了显著的促进，而个人的专利引用则几乎没有明显增长。出现这一结果可能由于企业的创新过程通常需要综合运用更多的资源和市场，高铁的开通可以有效整合分散在不同区域的创新要素，实现企业创新活动的数量质量齐升。相反，个人的创新通常仅依靠区域内的创新要素，受高铁带来的知识外溢影响较小，因此高铁开通并未产生明显影响。此外，由于企业的创新质量通常显著优于个人的创新质量，这也侧面说明高铁开通促进了我国高质量的创新产出，符合我国建设创新型国家的总体目标。

此外，对于企业申请的发明专利,我们进一步将其分别为专利申请的集约边际与扩展边际。具体来说，我们根据仅选择企业部分的发明专利，分别根据每年首次申请专利的企业专利被引用数以及已经申请过专利的企业的专利被引用数a这里的标准即某企业第一次申请专利时，认为其当年申请的专利均属于扩展边际，此后的年份该企业申请的专利均属于集约边际。，并分别作为被解释变量进行回归，结果见表4的第（4）-（5）列所示。结果表明，高铁开通对于集约边际的促进作用相对略高，即高铁开通显著的促进了集约边际的专利质量，但对广义边际的影响相对有限。其原因可能是由于企业从开始从事创新活动到高质量创新的产出需要一定的时间积累，从数量的增加到质量的提升需要经历一定的过程，这一对比也可以表明高铁的开通更好的促进我国的高质量专利的增长，而不是导致了“专利泡沫”的发生。

表4 创新主体异质性

其次，根据本文根据专利申请地分别考察高铁开通对沿海与内陆城市、省会与非省会城市的影响是否具有异质性，详细的回归结果见表4的第（1）-（4）列。分地区估计的结果表明，对沿海地区和省会城市而言，高铁开通对创新质量的促进作用较为明显，沿海地区吸引创新型资本流入的时间相对较早，政策扶持与公共服务支撑更加完善，高铁开通进一步加速了内部创新要素流通，强化了先发优势。对内陆地区而言和非省会城市而言，开通高铁后的城市专利数量提升较为有限，其原因可能是高铁产生了较为明显的虹吸效应，沿海城市和省会城市在高铁网络的影响下获得了更多中西部地区城市的创新资源。尽管高铁开通为中西部地区人才提供了更为便利快捷的信息交流方式，但也加速了高质量资本与劳动力的流失，创新要素能够以更低成本流向沿海发达地区，导致内陆地区创新资源更为短缺，整体创新环境恶化。最后，本文还基于专利的IPC分类与国民经济行业分类对照的结果将专利划分为劳动和资源密集型的专利以及资本和技术密集型的专利，结果见表5的第（5）-（6）列，我们发现高铁开通对资本和技术密集型的作用更加显著，而对劳动和资源密集型的专利影响不大。

表5 区域及行业异质性

4.4 机制分析

根据前文中的回归结果，本文发现高铁的开通显著的促进了城市的创新质量，本节中本文将进一步探究高铁开通促进创新质量的影响机制。现有文献（卞元超等，2019）［14］发现，高铁主要通过促进创新资源的流动，例如高技能人才的流动以及科学知识的传播进行促进城市创新质量提升，但对为何高铁开通能够促进高技能人才的流动并未进行详尽的分析和验证。本文从高铁缩短旅行时间这一视角出发，利用城市对之间的旅行时间分别构建了网络中心度和市场可达性两个中间指标，探究旅行时间是否在高铁影响创新的过程中发挥了中介效应。分析方法上，我们参考温忠麟等（2004）［41］以及Baron和Kenny（1986）［42］的中介效应模型，具体来说，中介效应分析在基准结果成立的基础上包含以下两步模型：

其中，Zit代表中间变量，式（3）中θ是判断影响机制的核心系数，如果该系数的符号符合理论预期并且具有统计意义，则说明Zit是高铁开通影响城市创新质量的潜在路径之一。但是仅凭系数θ成立仍然不能确定，高铁开通对中间变量的作用最终是否会影响城市创新质量，需要结合模型（4）的结果作进一步讨论。如果模型（4）中的γ显著，则进一步证实中介效应存在。

（1）网络中心度分析

如前文所言，现有研究中通常仅采用是否开通高铁这一虚拟变量来度量高铁网络，鲜有文献将高铁作为网络并运用网络分析视角进行评估。本文利用拥有十余年历史版本的极品列车时刻表软件手工提取了我国铁路列车历史时刻数据，获取了我国历史上每年各城市之间的铁路最短旅行时间，以此为权重构建了中国的铁路网络，并使用社会网络分析的方法计算了铁路网络中各大城市的接近中心度（closeness）、中间中心度（betweenness）以及特征值中心度（eigen）a限于篇幅，这些指标的具体构建方法见附录。。表6的第（1）-（3）列中我们分别使用三个中心度指标作为被解释变量并用高铁开通变量进行回归，其系数均显著为正，表明高铁的开通确实能够提高城市在高铁网络中的地位，进而可能吸引更多创新资源的流入。为了进一步验证这一机制，我们将构建的三种中心度指标作为解释变量并和高铁开通变量一起对创新质量变量进行回归，结果如表6的第（4）-（6）列所示，我们可以发现，接近中心度和中间中心度的系数显著为正，表明铁路网络中心度的上升会显著提升城市的创新质量。进一步将核心解释变量的系数与基准回归中对照，我们发现加入了中介变量后，高铁开通变量的系数和显著性水平均有一定程度的下降，表明网络中心度指标在一定程度上发挥了中介变量的作用。

表6 网络中心度机制检验

（2）市场可达性

高铁开通除了能够给城市带来更多创新资源和要素之外，另一个可能的机制即高铁能够通过缩短旅行时间有效的扩大创新的潜在市场，进而促使创新的惠及范围更广，增加创新的边际回报进而提升创新质量。因此本文构建了城市层面的市场可达性指标，并探究该指标是否发挥了中介效应。具体而言，参考Baum-Snow等（2020）［43］的方法，我们按照式（5）计算市场可达性MA：

其中，GDP表示网络中各城市的国内生产总值，θ为贸易弹性，参考刘冲等（2020）［44］，取值为8.22；τij为冰山成本，其计算方法为，其中τij=1+0.004ρ（traveltimeij）0.8为城市i和城市j之间的最短旅行时间，ρ为常数通常取值为1a刘冲等（2020）在计算市场可达性时将ρ取值为2，其结果与本文取值为1时并无明显差异。此外，我们也计算了常见的取值为0.5-2的其他数值，其结果与本文汇报结果无明显差异。。我们分别计算了仅考虑铁路网络的最短旅行时间计算的市场可达性（lnMA1）以及使用铁路和公路网络的综合最短旅行旅行时间的市场可达性（lnMA2），并将其作为被解释变量进行回归，结果如表5的第（1）-（2）列所示，可以看出，高铁开通显著的提升了城市的市场可达性。进一步同时加入核心解释变量以及市场可达性指标的回归结果如表6第（3）-（4）列所示，结果表明，市场可达性的增加可以显著促进城市创新质量的提高，同样的，我们可以发现核心解释变量HSR_After的系数有所下降，表明市场可达性指标同样也发挥了中介变量的作用。

表7 市场可达性机制检验

5 结论与建议

创新发展是国际竞争的大势所趋，也是民族复兴的国运所系。地区间交通基础设施特别是高效、便捷的高铁网络大幅缩短了城市间旅行时间，加速人才与技术等创新要素流通，为知识的区域间外溢效应提供了快速通道。本文利用2005至2017年的铁路列车时刻表以及城市面板数据，通过多时期DID模型分析高铁开通对城市创新质量的异质性影响与可能机制。研究结果发现：①高铁开通显著的促进了城市的创新质量，且该效应存在一定的异质性，具体而言，高铁对企业部门特别是在位的创新企业，对沿海地区城市以及高技术密集度行业的创新质量促进作用较强。②高铁的开通有效的缩短了城市间的旅行时间，高铁沿线城市的网络中心度和市场可达性得到有效提升，进而促进了城市的创新质量。

基于此，本文提出以下政策建议：①高铁开通显著的促进了城市的创新水平和创新质量，各级地方政府应保持合理布局、积极推进的基本政策导向，实现城市综合创新水平的有效提高，最终为我国跻身创新型国家前列的战略目标贡献力量。各地区需要正确进行宏观规划与资源配置，为高铁发展提供有效的公共服务与政策支持，努力将高铁网络深度融入至当地经济社会发展中，充分发挥高铁对区域创新产出的促进作用。针对技术导向型的创新企业，应在金融税收、政府采购、经营指导等方给予援助扶持，点对点保障创新企业发展。对中西部地区而言，高铁开通可能加速当地创新要素流失，政府更应注重人才配套政策、政府转移支付政策与公共服务等方面的完善。②网络中心度与市场可达性是高铁开通影响区域创新的重要机制，“以邻为壑”的传统管理思路已不符合创新要素跨区域频繁流动的大趋势，各地区应着重提高自身在铁路网络中的辐射权重，积极打造以高铁网络为纽带的“高铁城市群”，构建更为完善的城市群内部知识溢出机制，进一步消除信息扩散与高素质要素流动的机制体制障碍。同时，挖掘更大的城市群市场潜力，注意本地创新产出的需求端变化，鼓励创新成果输送至更广泛区域。这不仅有利于挖掘更大的城市群市场潜力，也可帮助沿线小城市接收更大范围的信息扩散与高素质人才流入，实现中心城市与边缘城市的有效互动，打造助力创新的区域均衡配置。③鉴于旅行时间在城市创新中的重要作用，我国在大力发展高铁事业的同时应当因地制宜的均衡发展其他交通基础设施，对高铁外围区域或高铁修建成本较高的城市，应当积极发展民航、公路、水路等其他客运方式进行替代，构建综合型多样化的交通基础设施网络。