大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫建庫與應(yīng)用分析

王詠青　任　健　顧秀云

〔摘 要〕本文介紹了大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)和重要性,詳述了采用ASP+SQLServer技術(shù)建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的方法和步驟,并利用自主開發(fā)的專利采集軟件從網(wǎng)絡(luò)采集專利數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,提高專利數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。以氣象激光雷達(dá)技術(shù)專利數(shù)據(jù)分析為例,采用自主開發(fā)的專利分析軟件分析氣象激光雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)、競(jìng)爭(zhēng)格局,初步揭示了世界氣象激光雷達(dá)技術(shù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

〔關(guān)鍵詞〕大氣探測(cè)技術(shù);專利數(shù)據(jù)庫;專利分析

〔中圖分類號(hào)〕G250.74 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕B 〔文章編號(hào)〕1008-0821(2009)07-0070-06

Establishment of Meteorological Patent Data Based on

Atmospheric Sounding and Its Application AnalysisWang Yongqing1 Ren Jian2 Gu Xiuyun3

(1.School of Atmospheric Science,Nanjing University of Information Science & Technology,

Nanjing 210044,China;

2.Jiangsu Province Meteorological Bureau,Nanjing 210018,China;

3.Network Information Center,Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044,China)

〔Abstract〕The importance of patent information and the distinguishing feature of patent classification have been briefed,and the establishing methodology via ASP+SQLServer technology for atmospheric sounding technology special related patent data base has been elaborated.Moreover,valuable discussion has been made on how to make use of such a data base to analysis and keep track of the hot points revealed in the technological development of up-to-date Meteorological.

〔Key words〕atmospheric sounding technology;patent data base;patent analysis

大氣探測(cè)技術(shù)利用各種探測(cè)手段對(duì)大氣中的物理過程、物理現(xiàn)象和氣象要素等進(jìn)行直接測(cè)量或遙感探測(cè)、并使用不同的載體記錄下來。大氣探測(cè)所獲取的記錄和資料是天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、氣象科學(xué)研究和氣象服務(wù)的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率,提高服務(wù)質(zhì)量,必須首先提高大氣探測(cè)技術(shù)水平。

目前,我國大氣探測(cè)技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在科研隊(duì)伍培養(yǎng)、探測(cè)技術(shù)開發(fā)等方面已有長足的進(jìn)步,已取得了豐富的成果。但由于基礎(chǔ)較薄弱,與國外相比,總體上差距明顯。自主開發(fā)和引進(jìn)消化吸收國外先進(jìn)探測(cè)技術(shù)是我們縮小國內(nèi)外差距必由之路[1]。

建立大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫,可以對(duì)專利數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工處理,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,有效地利用該專題專利數(shù)據(jù)庫和專利分析系統(tǒng)不僅可以為其節(jié)約研發(fā)成本、避免重復(fù)研究、了解特定技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)、尋找新的研發(fā)方向,而且還可以為其提供豐富的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)、規(guī)避侵權(quán)信息、發(fā)現(xiàn)新的合作項(xiàng)目、了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手動(dòng)態(tài),更為企業(yè)建立和實(shí)施專利戰(zhàn)略提供了保障[2]。

本文作者利用自主開發(fā)的專利采集和專利分析軟件,建立大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫,并以氣象激光雷達(dá)技術(shù)專利分析為例簡(jiǎn)要介紹專利分析軟件的使用方法。

1 大氣探測(cè)技術(shù)專利數(shù)據(jù)庫建庫

大氣探測(cè)技術(shù)專利數(shù)據(jù)庫建庫的關(guān)鍵是獲取大氣探測(cè)專利文獻(xiàn)。為此,我們首先確定了檢索技術(shù)主題、技術(shù)范圍和編輯檢索表達(dá)式,然后采用本課題組開發(fā)的專利數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)從中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫(http:∥www.sipo.gov.cn/sipo/zljs/)、美國專利商標(biāo)局專利數(shù)據(jù)庫(http:∥www.uspto.gov/patft/index.html)和歐洲專利局專利數(shù)據(jù)庫(http:∥ep.espacenet.com/advancedSearch?locale=enzEP)中采集專利數(shù)據(jù),經(jīng)合并重復(fù)的專利(中英文版相同專利合并、3個(gè)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后相同專利合并等)得到檢索結(jié)果并對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗加工[3],將其作為大氣探測(cè)專題專利數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

1.1 技術(shù)主題的確定

專利技術(shù)一般是針對(duì)某一具體產(chǎn)品或技術(shù)的改進(jìn)方案,因此,檢索技術(shù)主題必須確定一個(gè)具體產(chǎn)品或技術(shù)。如大氣探測(cè)技術(shù)是一個(gè)很大的行業(yè)概念,不夠具體,檢索時(shí)就必須以若干個(gè)從屬于該行業(yè)的具體產(chǎn)品或技術(shù)概念(例如氣象雷達(dá)、氣象衛(wèi)星等)進(jìn)行檢索,最后合成一個(gè)總體產(chǎn)品技術(shù)范圍。

1.2 確定技術(shù)范圍

考慮到大氣探測(cè)技術(shù)的分類和完整性,本數(shù)據(jù)庫的涉及技術(shù)范圍為:

1.2.1 氣象儀器及其零部件

氣象儀器及其零部件的分類和名稱如表1所示:

1.2.2 天氣雷達(dá)及其零部件

天氣雷達(dá)及其零部件按照不同分類方法可描述如下:模擬天氣雷達(dá)、數(shù)字化天氣雷達(dá)、多普勒天氣雷達(dá);測(cè)風(fēng)雷達(dá)、測(cè)云雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)、脈沖多普勒雷達(dá)、其中測(cè)雨雷達(dá)又分為X波段(3cm)、C波段(5cm)、S波段(10cm);雙極化天氣雷達(dá)、雙波長天氣雷達(dá)、多參數(shù)天氣雷達(dá)、雙/多基地天氣雷達(dá)、相控陣天氣雷達(dá);雙線偏振多普勒技術(shù)、快速掃描多普勒雷達(dá)、多極化雷達(dá)、毫米波多普勒雷達(dá)、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)、激光氣象雷達(dá)等。

1.2.3 氣象衛(wèi)星及星載儀器

氣象衛(wèi)星及星載儀器包括:極軌氣象衛(wèi)星、靜止氣象衛(wèi)星、衛(wèi)星地面接收和應(yīng)用系統(tǒng);甚高分辨率輻射計(jì)、高分辨率紅外探測(cè)器、微波探測(cè)器(MSU)、可見光、紅外自旋掃描輻射儀(VISSR)、可見光紅外自旋掃描輻射大氣探測(cè)器(VAS)等。

1.2.4 其它大氣探測(cè)技術(shù)或裝置

其它大氣探測(cè)技術(shù)或裝置包括:風(fēng)廓線儀、氣象無人機(jī)、無線電探空系統(tǒng)、GPS探空系統(tǒng)、火箭探測(cè)技術(shù)等。

1.3 編輯檢索表達(dá)式

對(duì)于已經(jīng)界定的技術(shù)范圍進(jìn)行檢索,通?？梢杂靡韵露ㄊ絹斫鉀Q。這個(gè)定式如下:

國際專利分類號(hào)IPC[4]專有位置 OR (國際專利分類號(hào)IPC相關(guān)位置 AND 關(guān)鍵詞)OR 專業(yè)生產(chǎn)廠家

1.3.1 確定國際專利分類號(hào)IPC專有位置和相關(guān)位置

通過對(duì)照IPC分類表進(jìn)行甄別,確定專有位置如表2所示。

確定相關(guān)位置為:

G01大類中的適當(dāng)小類(G01K,G01L等)一般的測(cè)量單個(gè)變量的儀器。

1.3.2 確定關(guān)鍵詞

通過專有位置進(jìn)行檢索,瀏覽發(fā)明名稱,確定關(guān)鍵詞為:

技術(shù)范圍中涉及的氣象儀器和氣象設(shè)備及其它們的零部件名稱。

1.3.3 確定專業(yè)生產(chǎn)廠家

芬蘭Vaisala公司是世界上最大的氣象、環(huán)境設(shè)備生產(chǎn)廠商,確定它為專業(yè)生產(chǎn)廠家。

1.3.4 編輯表達(dá)式

檢索中文專利數(shù)據(jù)庫時(shí),氣象儀器和氣象設(shè)備及其它們的零部件名稱用中文;檢索英文專利數(shù)據(jù)庫時(shí),氣象儀器和氣象設(shè)備及其它們的零部件名稱用英文:

國際專利分類號(hào)=(G01S13/95 or G01S17/95 or G01S15/88 or G01W or G06F169/00 or G01S7/00 or A01G15/00 or E01H13/00) or (國際專利分類號(hào)=G01 and (專利名稱=技術(shù)范圍中涉及的氣象儀器和氣象設(shè)備及其它們的零部件名稱 or 專利摘要=技術(shù)范圍中涉及的氣象儀器和氣象設(shè)備及其它們的零部件名稱)) or 申請(qǐng)人=Vaisala

1.4 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫

采用本課題組開發(fā)的專利數(shù)據(jù)采集軟件檢索中國專利數(shù)據(jù)庫、歐洲專利數(shù)據(jù)庫、美國專利數(shù)據(jù)庫,采集相關(guān)字段到本機(jī)數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)字段中,獲得4萬余條與大氣探測(cè)技術(shù)有關(guān)的專利數(shù)據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)加工處理

中國專利分別采集中國專利局中文版和歐洲專利局英文版數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)處理形成中英文版數(shù)據(jù)庫:即專利名稱、專利摘要、專利申請(qǐng)人和專利發(fā)明人等字段為中英文2種語言;增加中國專利法律狀態(tài)、法律變更事項(xiàng)、專利壽命、同族專利、引證專利等字段。

歐洲專利分別采集專利著錄信息、專利法律狀態(tài)、專利說明書文本全文等字段。美國專利分別采集專利著錄信息、專利法律狀態(tài)、專利說明書文本全文等字段。合并歐洲專利數(shù)據(jù)庫與美國專利數(shù)據(jù)庫中美國專利部分,經(jīng)過上述初步數(shù)據(jù)加工后形成本文所需的大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫。

1.6 數(shù)據(jù)庫字段結(jié)構(gòu)的建立

從3個(gè)主要專利數(shù)據(jù)庫檢索到的專利題錄和摘要可以看到,中歐美各國查得的專利數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不盡相同,我們吸取各家所長,按照國際通用的形式建立我們的庫結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫字段除包含中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫全部字段外,還增加法律狀態(tài)、法律變更事項(xiàng)、引證專利、同族專利、審查員等字段,如圖1所示。

1.7 數(shù)據(jù)庫型式的確定

目前流行的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫解決方案是ASP+SQL Server。從瀏覽器通過防火墻可方便而安全地訪問數(shù)據(jù),并可對(duì)有格式文檔執(zhí)行快速全文檢索,本數(shù)據(jù)庫采用SQL SERVER 2000作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫。

本后臺(tái)數(shù)據(jù)庫包括下面3種主要功能:數(shù)據(jù)查詢與檢索、數(shù)據(jù)庫管理和維護(hù)、數(shù)據(jù)的表達(dá)和輸出。查詢與檢索功能:基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的查詢與檢索功能。 本文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了較為完善的查詢與檢索功能;管理與維護(hù)功能:可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的增加、更新、刪除等數(shù)據(jù)庫操作?？紤]到數(shù)據(jù)的安全性,只有數(shù)據(jù)庫管理員才能直接更改原始數(shù)據(jù)庫,一般用戶的操作不能直接更改原始數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),而是保存在用戶數(shù)據(jù)庫中;數(shù)據(jù)的表達(dá)和輸出:通過服務(wù)器端腳本的控制,查詢與檢索結(jié)果可以直觀地在瀏覽器中顯示,也可以將查詢與檢索結(jié)果保存在本地計(jì)算機(jī)硬盤或打印輸出。

1.8 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的建立和檢索

網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)勢(shì)就是能夠使得數(shù)據(jù)庫能為在不同地方的用戶同時(shí)提供服務(wù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用微軟的SQLServer 2000作為后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),程序文件用ASP環(huán)境編寫,能夠很好地滿足網(wǎng)絡(luò)多線程、多用戶查詢的要求,此方案最大的優(yōu)勢(shì)是能使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)、高效和交互的特點(diǎn),并能滿足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)多用戶、多線程查詢操作的要求。

用戶可以登錄網(wǎng)站檢索大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫,并把檢索結(jié)果保存為ACCESS數(shù)據(jù)庫文件、在服務(wù)器端經(jīng)壓縮,通過網(wǎng)絡(luò)下載到用戶本機(jī),再導(dǎo)入專利分析軟件對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 專題專利數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

專利分析法是指對(duì)有關(guān)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計(jì)、分析,使之轉(zhuǎn)化成可利用信息的方法。專利分析首先要進(jìn)行專利檢索,檢索一般包括查新檢索、專利法律狀態(tài)檢索、技術(shù)跟蹤檢索、侵權(quán)防御性檢索等。檢索入口可以是某一技術(shù)主題(關(guān)鍵詞或分類號(hào))、專利申請(qǐng)(專利權(quán))人、專利申請(qǐng)(公開)時(shí)間、專利地域或組合檢索,形成對(duì)某一技術(shù)、重要國家、重要公司、主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在一定時(shí)間和地理范圍內(nèi)的專利狀況研究。

專利地圖分析法是最常用的分析方法。專利地圖是指對(duì)專利文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果整理成各種圖表,即將專利信息“地圖化”。專利地圖作為一種搜集、整理和顯示專利信息的工具,可視性強(qiáng),便于理解[5-7]。

本課題組初步開發(fā)了專利分析系統(tǒng),利用從大氣探測(cè)技術(shù)專題專利數(shù)據(jù)庫檢索所得符合要求的907項(xiàng)氣象激光雷達(dá)技術(shù)專利數(shù)據(jù),從以下幾個(gè)方面對(duì)專利信息進(jìn)行分析。

2.1 行業(yè)(某特定技術(shù)或某特定產(chǎn)品)分析

行業(yè)分析包括:行業(yè)專利件數(shù)分析、行業(yè)技術(shù)趨勢(shì)分析、行業(yè)市場(chǎng)趨勢(shì)分析、行業(yè)技術(shù)生命周期分析、行業(yè)重要專利分析。

以行業(yè)技術(shù)趨勢(shì)分析為例。圖5為該技術(shù)行業(yè)技術(shù)趨勢(shì)分析圖,分析表明:早在1962年就研制出第一臺(tái)探測(cè)高層大氣的激光雷達(dá),其后進(jìn)入近十多年專利申請(qǐng)數(shù)緩慢增長期,增長主要原因是CO₂氣體氣象激光雷達(dá)從研發(fā)走向成熟。80年代中后期,隨著全固態(tài)激光系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和成熟,專利申請(qǐng)量快速增長,并保持在每年15項(xiàng)左右的較高申請(qǐng)量;20世紀(jì)90年代后隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和光纖技術(shù)快速發(fā)展,氣象激光雷達(dá)專利申請(qǐng)量大增,但2000年后每年申請(qǐng)量開始下降,而且近幾年有快速降低的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)說明氣象激光雷達(dá)技術(shù)總體發(fā)展已非常成熟。

2.2 區(qū)域分析

區(qū)域分析為專利申請(qǐng)國和專利所屬國分析,具體包括:申請(qǐng)國專利件數(shù)分析、申請(qǐng)國市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析、申請(qǐng)國申請(qǐng)人分析、所屬國專利件數(shù)分析、所屬國IPC創(chuàng)新分析、所屬國技術(shù)趨勢(shì)分析等。

以所屬國專利件數(shù)分析為例。表3為所屬國氣象激光雷達(dá)技術(shù)專利件數(shù)統(tǒng)計(jì)表,從表中可表明美國、日本處于遙遙領(lǐng)先地位;其后德國、法國、英國、瑞典和中國分列第四、第五、第六、第七位,但與美日相差很大?？梢娒绹?、日本在此方面的投入力度最大、研究程度最廣、技術(shù)水平也最高。

2.3 IPC分析

IPC分析包括IPC分類分析、IPC分類歷年趨勢(shì)分析。

以IPC分類歷年趨勢(shì)分析為例。通過專利所涉及的國際專利分類號(hào)以及該專利分類號(hào)所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域, 以此可初步了解該專利申請(qǐng)人研發(fā)的主要方向和技術(shù)領(lǐng)域。統(tǒng)計(jì)分析表明:總共434項(xiàng)基本專利(合并了同族專利)共分布在25個(gè)IPC主分類號(hào)小類中。G01S(無線電定向;測(cè)距或測(cè)速;采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測(cè)),G01N(借助于測(cè)定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來測(cè)試或分析材料)涉及專利數(shù)量達(dá)到170項(xiàng)和107項(xiàng),這兩類主題為目前世界主要競(jìng)爭(zhēng)國家及公司研發(fā)的重點(diǎn)。G01S是氣象激光雷達(dá)的專屬IPC位置G01S17/95的主分類號(hào)小類,所以其趨勢(shì)與氣象激光雷達(dá)總趨勢(shì)比較一致;G01N應(yīng)該與大氣中氣溶膠、臭氧和污染物的測(cè)量有關(guān),其在1989年左右達(dá)到高峰,以后處于震蕩下降狀態(tài)。

2.4 申請(qǐng)人分析

申請(qǐng)人分析包括:申請(qǐng)人專利件數(shù)分析、申請(qǐng)人IPC分類創(chuàng)新分析、申請(qǐng)人IPC分類歷年趨勢(shì)分析、申請(qǐng)人引證分析、申請(qǐng)人研發(fā)能力分析、申請(qǐng)人重要專利列表。

以申請(qǐng)人引證分析為例。引證專利是指由申請(qǐng)人在說明書中寫明的與該篇專利文獻(xiàn)技術(shù)內(nèi)容相關(guān)的其它專利文獻(xiàn),當(dāng)一件專利被頻繁引用顯示該專利很可能包含一種重要的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。表4為前10名氣象激光雷達(dá)技術(shù)被引證次數(shù)最多的美國專利,美國5位申請(qǐng)人共被引證110次,德國3位申請(qǐng)人共被引證67次,英國1位申請(qǐng)人被引證18次,日本1位申請(qǐng)人被引證18次。

2.5 發(fā)明人分析

發(fā)明人分析包括:發(fā)明人專利件數(shù)分析、發(fā)明人IPC分類創(chuàng)新分析、發(fā)明人IPC分類歷年趨勢(shì)分析、發(fā)明人引證分析、發(fā)明人研發(fā)能力分析、發(fā)明人重要專利列表。

以發(fā)明人專利件數(shù)分析為例。表5列出了該技術(shù)領(lǐng)域重要的技術(shù)人才,便于人才評(píng)價(jià)和引進(jìn)。

3 結(jié)束語

本文采用目前流行的ASP+SQLServer網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)建成的大氣探測(cè)技術(shù)專利專題數(shù)據(jù)庫,采用自主開發(fā)的專利采集軟件從中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫、美國專利商標(biāo)局專利數(shù)據(jù)庫和歐洲專利局專利數(shù)據(jù)庫采集專利數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度加工處理,便于提高專利數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。以氣象激光雷達(dá)技術(shù)專利數(shù)據(jù)分析為例,采用自主開發(fā)的專利分析軟件分析氣象激光雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)、競(jìng)爭(zhēng)格局,初步揭示了世界氣象激光雷達(dá)技術(shù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

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