大气探测技术专题专利数据库建库与应用分析

王咏青　任　健　顾秀云

〔摘 要〕本文介绍了大气探测技术专题专利数据库的特点和重要性,详述了采用ASP+SQLServer技术建设该网络数据库的方法和步骤,并利用自主开发的专利采集软件从网络采集专利数据和对数据进行加工处理,提高专利数据准确性。以气象激光雷达技术专利数据分析为例,采用自主开发的专利分析软件分析气象激光雷达的技术发展脉络、竞争格局,初步揭示了世界气象激光雷达技术的现状、特点和发展趋势。

〔关键词〕大气探测技术;专利数据库;专利分析

〔中图分类号〕G250.74 〔文献标识码〕B 〔文章编号〕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

大气探测技术利用各种探测手段对大气中的物理过程、物理现象和气象要素等进行直接测量或遥感探测、并使用不同的载体记录下来。大气探测所获取的记录和资料是天气预报、气候分析、气象科学研究和气象服务的基础。为了进一步提高天气预报的准确率,提高服务质量,必须首先提高大气探测技术水平。

目前,我国大气探测技术经过几十年的发展,在科研队伍培养、探测技术开发等方面已有长足的进步,已取得了丰富的成果。但由于基础较薄弱,与国外相比,总体上差距明显。自主开发和引进消化吸收国外先进探测技术是我们缩小国内外差距必由之路[1]。

建立大气探测技术专题专利数据库,可以对专利数据库中数据进行深加工处理,提高数据质量,有效地利用该专题专利数据库和专利分析系统不仅可以为其节约研发成本、避免重复研究、了解特定技术发展动态、寻找新的研发方向,而且还可以为其提供丰富的市场竞争情报、规避侵权信息、发现新的合作项目、了解竞争对手动态,更为企业建立和实施专利战略提供了保障[2]。

本文作者利用自主开发的专利采集和专利分析软件,建立大气探测技术专题专利数据库,并以气象激光雷达技术专利分析为例简要介绍专利分析软件的使用方法。

1 大气探测技术专利数据库建库

大气探测技术专利数据库建库的关键是获取大气探测专利文献。为此,我们首先确定了检索技术主题、技术范围和编辑检索表达式,然后采用本课题组开发的专利数据采集和分析系统从中国国家知识产权局专利数据库(http:∥www.sipo.gov.cn/sipo/zljs/)、美国专利商标局专利数据库(http:∥www.uspto.gov/patft/index.html)和欧洲专利局专利数据库(http:∥ep.espacenet.com/advancedSearch?locale=enzEP)中采集专利数据,经合并重复的专利(中英文版相同专利合并、3个数据库数据格式转换后相同专利合并等)得到检索结果并对专利数据进行清洗加工[3],将其作为大气探测专题专利数据库数据的基础。

1.1 技术主题的确定

专利技术一般是针对某一具体产品或技术的改进方案,因此,检索技术主题必须确定一个具体产品或技术。如大气探测技术是一个很大的行业概念,不够具体,检索时就必须以若干个从属于该行业的具体产品或技术概念(例如气象雷达、气象卫星等)进行检索,最后合成一个总体产品技术范围。

1.2 确定技术范围

考虑到大气探测技术的分类和完整性,本数据库的涉及技术范围为:

1.2.1 气象仪器及其零部件

气象仪器及其零部件的分类和名称如表1所示:

1.2.2 天气雷达及其零部件

天气雷达及其零部件按照不同分类方法可描述如下:模拟天气雷达、数字化天气雷达、多普勒天气雷达;测风雷达、测云雷达、测雨雷达、脉冲多普勒雷达、其中测雨雷达又分为X波段(3cm)、C波段(5cm)、S波段(10cm);双极化天气雷达、双波长天气雷达、多参数天气雷达、双/多基地天气雷达、相控阵天气雷达;双线偏振多普勒技术、快速扫描多普勒雷达、多极化雷达、毫米波多普勒雷达、调频连续波雷达、激光气象雷达等。

1.2.3 气象卫星及星载仪器

气象卫星及星载仪器包括:极轨气象卫星、静止气象卫星、卫星地面接收和应用系统;甚高分辨率辐射计、高分辨率红外探测器、微波探测器(MSU)、可见光、红外自旋扫描辐射仪(VISSR)、可见光红外自旋扫描辐射大气探测器(VAS)等。

1.2.4 其它大气探测技术或装置

其它大气探测技术或装置包括:风廓线仪、气象无人机、无线电探空系统、GPS探空系统、火箭探测技术等。

1.3 编辑检索表达式

对于已经界定的技术范围进行检索,通常可以用以下定式来解决。这个定式如下:

国际专利分类号IPC[4]专有位置 OR (国际专利分类号IPC相关位置 AND 关键词)OR 专业生产厂家

1.3.1 确定国际专利分类号IPC专有位置和相关位置

通过对照IPC分类表进行甄别,确定专有位置如表2所示。

确定相关位置为:

G01大类中的适当小类(G01K,G01L等)一般的测量单个变量的仪器。

1.3.2 确定关键词

通过专有位置进行检索,浏览发明名称,确定关键词为:

技术范围中涉及的气象仪器和气象设备及其它们的零部件名称。

1.3.3 确定专业生产厂家

芬兰Vaisala公司是世界上最大的气象、环境设备生产厂商,确定它为专业生产厂家。

1.3.4 编辑表达式

检索中文专利数据库时,气象仪器和气象设备及其它们的零部件名称用中文;检索英文专利数据库时,气象仪器和气象设备及其它们的零部件名称用英文:

国际专利分类号=(G01S13/95 or G01S17/95 or G01S15/88 or G01W or G06F169/00 or G01S7/00 or A01G15/00 or E01H13/00) or (国际专利分类号=G01 and (专利名称=技术范围中涉及的气象仪器和气象设备及其它们的零部件名称 or 专利摘要=技术范围中涉及的气象仪器和气象设备及其它们的零部件名称)) or 申请人=Vaisala

1.4 数据采集和数据录入数据库

采用本课题组开发的专利数据采集软件检索中国专利数据库、欧洲专利数据库、美国专利数据库,采集相关字段到本机数据库对应字段中,获得4万余条与大气探测技术有关的专利数据。

1.5 数据加工处理

中国专利分别采集中国专利局中文版和欧洲专利局英文版数据,通过数据处理形成中英文版数据库:即专利名称、专利摘要、专利申请人和专利发明人等字段为中英文2种语言;增加中国专利法律状态、法律变更事项、专利寿命、同族专利、引证专利等字段。

欧洲专利分别采集专利著录信息、专利法律状态、专利说明书文本全文等字段。美国专利分别采集专利著录信息、专利法律状态、专利说明书文本全文等字段。合并欧洲专利数据库与美国专利数据库中美国专利部分,经过上述初步数据加工后形成本文所需的大气探测技术专题专利数据库。

1.6 数据库字段结构的建立

从3个主要专利数据库检索到的专利题录和摘要可以看到,中欧美各国查得的专利数据库结构不尽相同,我们吸取各家所长,按照国际通用的形式建立我们的库结构。数据库字段除包含中国知识产权局专利数据库全部字段外,还增加法律状态、法律变更事项、引证专利、同族专利、审查员等字段,如图1所示。

1.7 数据库型式的确定

目前流行的网络数据库解决方案是ASP+SQL Server。从浏览器通过防火墙可方便而安全地访问数据,并可对有格式文档执行快速全文检索,本数据库采用SQL SERVER 2000作为后台数据库。

本后台数据库包括下面3种主要功能:数据查询与检索、数据库管理和维护、数据的表达和输出。查询与检索功能:基于基础数据的数据库系统应具有强大的查询与检索功能。 本文数据库系统设计实现了较为完善的查询与检索功能;管理与维护功能:可以进行数据的增加、更新、删除等数据库操作。考虑到数据的安全性,只有数据库管理员才能直接更改原始数据库,一般用户的操作不能直接更改原始数据库中的数据,而是保存在用户数据库中;数据的表达和输出:通过服务器端脚本的控制,查询与检索结果可以直观地在浏览器中显示,也可以将查询与检索结果保存在本地计算机硬盘或打印输出。

1.8 网络数据库的建立和检索

网络的最大优势就是能够使得数据库能为在不同地方的用户同时提供服务。数据库系统采用微软的SQLServer 2000作为后台数据管理系统,程序文件用ASP环境编写,能够很好地满足网络多线程、多用户查询的要求,此方案最大的优势是能使数据库系统具备动态、高效和交互的特点,并能满足网络应用系统多用户、多线程查询操作的要求。

用户可以登录网站检索大气探测技术专题专利数据库,并把检索结果保存为ACCESS数据库文件、在服务器端经压缩,通过网络下载到用户本机,再导入专利分析软件对专利数据进行分析。

2 专题专利数据库的应用

专利分析法是指对有关的专利文献进行筛选、统计、分析,使之转化成可利用信息的方法。专利分析首先要进行专利检索,检索一般包括查新检索、专利法律状态检索、技术跟踪检索、侵权防御性检索等。检索入口可以是某一技术主题(关键词或分类号)、专利申请(专利权)人、专利申请(公开)时间、专利地域或组合检索,形成对某一技术、重要国家、重要公司、主要竞争对手在一定时间和地理范围内的专利状况研究。

专利地图分析法是最常用的分析方法。专利地图是指对专利文献的统计结果整理成各种图表,即将专利信息“地图化”。专利地图作为一种搜集、整理和显示专利信息的工具,可视性强,便于理解[5-7]。

本课题组初步开发了专利分析系统,利用从大气探测技术专题专利数据库检索所得符合要求的907项气象激光雷达技术专利数据,从以下几个方面对专利信息进行分析。

2.1 行业(某特定技术或某特定产品)分析

行业分析包括:行业专利件数分析、行业技术趋势分析、行业市场趋势分析、行业技术生命周期分析、行业重要专利分析。

以行业技术趋势分析为例。图5为该技术行业技术趋势分析图,分析表明:早在1962年就研制出第一台探测高层大气的激光雷达,其后进入近十多年专利申请数缓慢增长期,增长主要原因是CO₂气体气象激光雷达从研发走向成熟。80年代中后期,随着全固态激光系统技术的发展和成熟,专利申请量快速增长,并保持在每年15项左右的较高申请量;20世纪90年代后随着半导体技术、计算机技术和光纤技术快速发展,气象激光雷达专利申请量大增,但2000年后每年申请量开始下降,而且近几年有快速降低的趋势。这种趋势说明气象激光雷达技术总体发展已非常成熟。

2.2 区域分析

区域分析为专利申请国和专利所属国分析,具体包括:申请国专利件数分析、申请国市场竞争分析、申请国申请人分析、所属国专利件数分析、所属国IPC创新分析、所属国技术趋势分析等。

以所属国专利件数分析为例。表3为所属国气象激光雷达技术专利件数统计表,从表中可表明美国、日本处于遥遥领先地位;其后德国、法国、英国、瑞典和中国分列第四、第五、第六、第七位,但与美日相差很大。可见美国、日本在此方面的投入力度最大、研究程度最广、技术水平也最高。

2.3 IPC分析

IPC分析包括IPC分类分析、IPC分类历年趋势分析。

以IPC分类历年趋势分析为例。通过专利所涉及的国际专利分类号以及该专利分类号所涵盖的技术领域, 以此可初步了解该专利申请人研发的主要方向和技术领域。统计分析表明:总共434项基本专利(合并了同族专利)共分布在25个IPC主分类号小类中。G01S(无线电定向;测距或测速;采用无线电波的反射或再辐射的定位或存在检测),G01N(借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料)涉及专利数量达到170项和107项,这两类主题为目前世界主要竞争国家及公司研发的重点。G01S是气象激光雷达的专属IPC位置G01S17/95的主分类号小类,所以其趋势与气象激光雷达总趋势比较一致;G01N应该与大气中气溶胶、臭氧和污染物的测量有关,其在1989年左右达到高峰,以后处于震荡下降状态。

2.4 申请人分析

申请人分析包括:申请人专利件数分析、申请人IPC分类创新分析、申请人IPC分类历年趋势分析、申请人引证分析、申请人研发能力分析、申请人重要专利列表。

以申请人引证分析为例。引证专利是指由申请人在说明书中写明的与该篇专利文献技术内容相关的其它专利文献,当一件专利被频繁引用显示该专利很可能包含一种重要的技术发展趋势。表4为前10名气象激光雷达技术被引证次数最多的美国专利,美国5位申请人共被引证110次,德国3位申请人共被引证67次,英国1位申请人被引证18次,日本1位申请人被引证18次。

2.5 发明人分析

发明人分析包括:发明人专利件数分析、发明人IPC分类创新分析、发明人IPC分类历年趋势分析、发明人引证分析、发明人研发能力分析、发明人重要专利列表。

以发明人专利件数分析为例。表5列出了该技术领域重要的技术人才,便于人才评价和引进。

3 结束语

本文采用目前流行的ASP+SQLServer网络数据库技术建成的大气探测技术专利专题数据库,采用自主开发的专利采集软件从中国知识产权局专利数据库、美国专利商标局专利数据库和欧洲专利局专利数据库采集专利数据,并对数据进行深度加工处理,便于提高专利数据分析的准确性。以气象激光雷达技术专利数据分析为例,采用自主开发的专利分析软件分析气象激光雷达的技术发展脉络、竞争格局,初步揭示了世界气象激光雷达技术的现状、特点和发展趋势。

参考文献

[1]邱金恒.大气物理与大气探测学[M].北京:气象出版社,2005:2-5.

[2]郭剑坤.世上真有免费午餐——浅议专利信息的利用[J].中国科技信息,2005,15:103-105.

[3]王永红.定量专利分析的样本选取与数据清洗[J].情报理论与实践,2007,(1):93-96.

[4]世界知识产权组织.国际专利分类表(第七版)[M].北京:专利文献出版社,1995.6.

[5]翟东升,王明吉.基于专利地图理论的专利分析系统研究[J].情报杂志,2006,(3):5-9.

[6]Suh JH.A new visualization method for patent map:Application to ubiquitous computing technology[J].LECTURE NOTES IN ARTIFICIAL INTELLIGENCE,2006,4093:566-573.

[7]Matoba S.The knack of patent map preparation[J].JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS,1998,43(12):1032-1037.