我国图书馆领域专利分析与综述（1985-2017）*

梁桂英 杨国立

（江苏大学图书馆 镇江 212013）

专利文献是集技术信息、法律信息、经济信息于一体的特种文献，具有新颖、实用、格式统一、便于检索等特点，蕴含着极为丰富的情报价值。目前，国家知识产权局专利检索系统1985-2017年的专利数据已经超过1.2 亿条；而自21世纪以来，中国专利文献产出量更是节节攀升，仅2017年申请量就达到369.78 万件[1]。如何利用这一海量文献成为专利信息研究领域的重要课题，深入了解本行业专利文献也成为从业者的基本素质。自1985年专利法实施以来，图书馆领域累积产生了大量专利。本文通过对图书馆领域专利的全面检索和筛选，从图书馆业务角度对每篇专利进行主题标引，并与申请人、发明人、专利价值度等专利要素结合，深入揭示本领域各个主题的重要专利；同时尽可能理清某一专利技术的演进脉络，推测其未来走势。

本文的专利数据来源和分析工具来自于Incopat 数据库。作为一款成功的商业专利软件数据库，Incopat 因其数据全面可靠、整合加工深入而著称。检索词选取图书馆及图书馆领域相关词汇，如图书、期刊、流通、分类、编目、自助、RFID/射频/UHF/超高频/电子标签、阅览/借还/借阅、管理、查新、查收查引、论文收录、电子图书等，从标题、摘要字段检索，检索结果4 837 篇，检索日期为2018年2月8日，数据仅限中国大陆地区；经过去噪、专利申请号合并后得到4 000 篇，然后对每篇文献进行主题标引。标引主题分为7类，分别为图书馆文献整理设备、流阅定位及自助服务、图书馆空间管理、数据处理系统及方法、数字图书馆与知识服务、图书馆建筑相关、以及在其他领域的应用。

1 图书馆领域专利总体概况

4 000 篇专利的申请日介于1985年4月1日-2017年10月29日之间，专利公开（公告）日涵盖1986年4月9日-2018年2月6日。专利申请量在1985-2000年间变化不大，2000年之后逐年增高，2016年达到峰值800 件；由于专利申请公开的滞后性，2017年的数据仅供参考。

最早的一篇申请专利是申请日1985年4月1日、申请人为高宏森的《倒置排列卡片柜》，其所在地址为河南省科学技术研究所。最早一篇公开专利是公开日为1986年4月9日的《立式双面推书车》，申请人是张飞云。

从专利类型来看，实用新型专利2 398 件，发明专利1 299 件（其中发明申请1 074 件，发明授权225 件），外观设计专利303 件。实用新型专利占据绝大多数，为59.95%；其次是发明专利32.48%，但发明授权仅有225 件，占全部发明的17.32%，占全部专利申请的5.63%，发明授权比例明显偏低。图1展示了2009年以来的发明、实用新型和外观设计专利总体趋势。可以看出，每年的实用新型专利申请都多于发明和外观设计，但增幅波动较大；发明专利申请介于两者之间，增长平稳，偶有年度下降；外观设计专利申请量最少，自2012年起缓慢增长。说明图书馆领域的专利申请中实用新型是主流，这也与国家知识产权局专利年报公布数据一致，即同年度实用新型专利申请一般高于发明专利申请。

图1 2009年以来图书馆领域三种专利类型发展趋势

在专利有效性方面，发明授权中大部分都有效（69.33%）；而全部专利中仅有34.77%有效，48.82%的专利都已失效，还有16.4%的专利处在审查状态，失效原因绝大多数是由于未缴专利费而终止。

2 专利申请人分析

专利申请人是对某项发明创造依法律规定或合同约定享有专利申请权的公民、法人或组织，是专利文献的重要组成部分，在专利分析中占有举足轻重的地位。

2.1 申请人排名及主题分布

按专利申请数量分析，排名前10 的专利申请人见表1，由6 所大学和4 家公司组成，其中华北理工大学居首，其余的是上海阿法迪公司、无锡职业技术学院、临沂大学、深圳海恒智能公司等，各单位专利数量在22～49 件的范围内。

表1 排名前10 的专利申请人

为了解排名靠前的申请人涉及的主题领域，笔者绘制了排名前20 的申请人专利主题分布，如图2所示。从图2来看，图书馆文献整理设备方面的主要申请人有华北理工大学、无锡职业技术学院、燕山大学、临沂大学、滨州学院等；流阅定位及自助服务方面的申请人主要有上海阿法迪公司、深圳海恒智能公司、深圳远望谷公司、厦门信昇达物联公司等；数据处理系统及方法的申请人主要有柳州网中网络策划中心、北京理工大学、华北理工大学； 图书馆空间管理方面主要有北京理工大学、上海理工大学；数字图书馆与知识服务主要有浙江大学；图书馆建筑相关的申请人主要有宁波博一格智能公司、上海阿法迪公司。

图2 排名前20 的申请人专利主题分布

2.2 专利申请人类型及价值度分析

图书馆领域的专利申请人类型主要由大专 院 校（1 427 件，35.68%）、个 人（1 248 件，31.2%）、企业（1 217 件，30.43%）组成，科研单位（56 件）、机关团体（27 件）等仅占极少部分。为了考察各类申请人专利价值大小，笔者引入了合享价值度这一测度方法。所谓合享价值度，是Incopat 专利系统依据技术稳定性、技术先进性和保护范围三个方面20 余个参数，对专利分析后得出的专利价值综合评价指标，其评分介于1-10之间，价值度越高，分值越高。三种主要类型的专利申请人——大专院校、个人和企业的价值度分布如图3。若以40%作为参考基线，则高分值（7分及以上）的专利主要由企业所申请；中等分值（4-6）的专利申请主要是企业和大专院校；低分值（1-3）的专利主要是个人申请。大专院校的专利价值度主要集中在6 分，其余均匀地分散其他分值；个人申请的专利价值度普遍不高，这可能与其稳定性欠佳有关。

图4 排名前10 的专利申请人价值度

最高9 分的是深圳海恒智能公司（7 件）、北京理工大学（5 件）、深圳远望谷公司（4 件）、上海阿法迪公司（2 件）；6 分的专利主要有华北理工大学（38 件）、无锡职业技术学院（32 件）、临沂大学（26 件）、江苏海事职业技术学院（20 件）等。

3 发明人分析

发明人是对发明创造的实质性特点做出创造性贡献的自然人。除去不公告发明人（29 件）外，图书馆领域专利排名前20 的发明人见表2。

表2 排名前20 的专利发明人

对前20 个发明人进行主题分析，发现流阅定位及自助服务方面的发明人主要有杨敬红、罗涛、秦雷、王松林、司海涛、程亮等人；图书馆文献整理设备方面的发明人主要有张清、陈玉平、王尚、戴宁、张海滨等；数据处理系统及方法类专利发明人主要有梁远雄、龚永飞、张永发等；数字图书馆与知识服务领域主要有王学杰；图书馆建筑相关领域主要有张海滨、秦雷、冯科青。

进一步分析显示，核心发明人主要分布在深圳海恒智能公司（杨敬红、罗涛、王松林），上海阿法迪公司（秦雷、张耀），北京理工大学（张永发、张帆）、柳州网中网络策划中心（龚永飞、梁远雄），宁波博一格智能公司（张海滨、冯科青），无锡职业技术学院（张清、陈玉平），青岛万祥如光公司（王尚），江苏建筑职业技术学院（戴宁）等。

4 专利主题分析

图书馆专利主题主要集中在文献整理设备（35.85%）、流阅定位及自助服务（32.03%），图书馆空间管理（8.2%）、数据处理系统及方法（7.63%）、图书馆建筑相关（7.35%）、数字图书馆与知识服务（6.33%）占比较少。各大主题又分为若干子主题，笔者仅选取其中有代表性的子主题进行详细综述。

4.1 图书馆文献整理设备

该主题数据量1 434 条，集中了图书馆书架、书立（挡）、梯、脚踏、书夹、书车等整理盘点装置，还包括整架机器人/传送带、图书保护及修复装置（消毒除尘）等设备。二次标题检索显示，书架类专利478 条，占比33.33%，是该主题最主要的专利。

图书馆用书架正在从传统向智能化方向发展。最早一篇书架专利是申请日1986年10月25日、申请人为马国荣的《活动的书架》。早期书架专利主要集中在折叠移动、旋转升降、方便存取、增大容量的设计上。2002年李夷镝申请的一种书架[2]已经具有自动化倾向，由单片机面板、书架体、电力系统和控制面板组成。2006年武汉大学申请的书架[3]具有了智能化管理特点。2007年，出现了具有天线群的书架[4]，将书架上安装的多个天线探头收集到的信息送到电子标签读写器处理并由计算机管理，使书架即时感知图书的在架和离架状态。2010年，LS 产电株式会社发明了与图书馆RFID 系统相结合的移动书架[5]，书架上保管附着有RFID 电子标签的图书，并具有识别RFID 电子标签信息的RFID 阅读器。该专利2009年已在韩国申请，随后在美国、日本、欧专局、中国也进行了申请，合享价值度为满分10 分，是图书馆书架领域评分最高的专利。

随着智能书架逐渐增多，书架智能管理方法/系统随之出现。2011年，深圳海恒智能公司公开了智能书架管理方法及系统处理流程[6]，通过图书馆数据库中的图书信息和导航系统实现对图书的快速查找和借阅。2013年，威海北洋电气集团的基于RFID 技术的智能书架[7]，实现了多节智能书架的级联。2014年，北京理工大学的全自动图书管理系统[8]提出将大量书架密集设置在书架轨道上，通过巷道母车上的书架开启机构开启书架，同时完成图书的借阅和归还。

最近几年，还出现了智能云存储书架、基于RFID 的智能导视书架、自动调湿书架、自动检测数量的书架、触发型自助借还书架、吸声书架等。

4.2 流阅定位及自助服务

该主题数据量1 281 条，主要包括自助借还装置、RFID 定位识别、电子标签、书标、借还书设备等。经过二次检索，筛选出有关自助借还服务的专利581 条，占比45.36%。

自助借还服务的专利申请出现在1998年以后，较早的一篇是新加坡的新科位识系统私人有限公司、国家图书馆局申请的《监视系统》，通过在图书馆可借出的物品上安装射频识别设备而实现。1999年，申请人为美国3M 公司的《图书馆终端设备及类似终端》成为该领域的重要专利，该专利在世界知识产权组织、欧专局、美国、加拿大、日本、韩国、澳大利亚等均有申请，合享价值度为10。

国内方面，2005年陈开贤申请了物品安全自助借还机[9]。随后，关于图书自助借还的专利申请渐渐增多。2006年，中国科学院自动化研究所发明的基于射频识别技术的图书馆自动借还书系统[10]，包括地理坐标电子标签、图书管理机器人、地理坐标读写器，不需要人工参与便可对已知图书馆内的图书进行检索和盘点，并可通过机器人还取图书，合享价值度为10。

2007年，深圳图书馆、深圳海恒智能公司为解决读者借还书的不便，申请了图书馆自助服务系统[11]，自助终端可灵活放置，读者自助借还图书不受时间地点限制。该专利与深圳海恒智能公司申请的另外两篇《多功能自助借还机》、《小型自助图书馆》专利的合享价值度均为9。

深圳远望谷公司在2008-2016年间，针对自助借还申请了一系列专利，如电子标签、RFID标签贴标设备、自助借还书机、街区自助图书馆等；其自助借还机[12]是将安装有超高频电子标签的图书放置在由非金属材料制成的凹槽中，超高频读写模块通过高增益天线来识别并快速读取图书信息，防止漏读和误读，合享价值度为9。

2010年出现一种图书馆自助服务系统[13]，读者可通过身份证办理借阅卡、自助借阅、预约图书等。2014年，东华大学提出了通过人脸识别进行图书自助借还的系统[14]，包括摄像装置和与摄像装置配套连接的人脸识别器。2015年，上海交通大学申请了智能图书管理机器人[15]；广东省立中山图书馆提出了NFC 移动终端及系统[16]，在移动终端上即可发出借书和还书信息；同年，国家图书馆提出一种通过数字电视进行图书借阅的系统[17]，开辟了图书馆服务的新媒体平台。

总体来说，图书馆自助借还领域新专利不断涌现，还出现了基于指纹识别、蓝牙技术、ibeacon 网络、人体红外传感器、支付宝、掌纹/掌静脉、智慧校园等借还技术，以及适用于地铁站台的变速循环借还书带系统等，呈现出欣欣向荣的景象。

4.3 图书馆空间管理

该主题数据量328 条，涵盖座位管理、图书馆人数统计、手机/噪声监控、门禁及安全防盗系统、办公设备等。针对图书馆占座严重的问题，一些企业、高校和个人纷纷发明了座位管理方面的专利，二次标题检索显示有90 条，是该主题的主要专利。

较早的一篇专利是2004年王东升申请的自动排座装置[18]。2011年，翟乐遥申请的图书馆座位管理系统[19]融入了证件识别系统，实时反映图书馆座位的使用情况，引导读者寻找到座位。

2012年，出现了图书馆座位预约系统[20]；用户通过网络完成座位预约，同时限定预约行为保留时间和离开座位时间[21]，合享价值度为8。

2014年，出现了采用物联网技术的图书馆座位分配系统[22]，包括后台管理系统、压力传感检测系统、座位身份识别系统、用户手机及用户信息卡五个模块，各模块协同工作，自动分配图书馆座位，申请人为河海大学常州校区，合享价值度为9。

作为一种近距离无线通讯技术，NFC 在2015年被应用于图书馆座位管理方面[23]，由谢良占提出。同年，王晗宇提出利用WIFI 技术管理图书馆座位[24]，系统可实时检测图书馆的当前人数、座位使用情况以及恶意占座情况并能够实时反馈，学生可通过移动端设备查询图书馆座位信息。

2016年，出现了图书馆自习室座位监测系统，将座位监测系统设置在智能巡线小车上[25]，不需要对现有图书馆自习室配置进行大的改造即可实现。

图书馆座位管控系统还可对噪声进行检测[26]，对说话的学生进行提示，学生离开座位超过一定时间后计算机端就会自动显示为无人。2017年，武汉理工大学的智能座位管理系统[27]，具有利用APP 进行座位预约、生成二维码等待验证的功能。成都培讯科技有限公司发明了座位共享模式[28]，为经营性的自习室、图书馆、书吧等公共座位提供分时共享功能。

总体来说，图书馆座位管理走出了一条经由机械排座、证件预约、精确监控、智能共享的发展道路，在科学合理进行座位资源管理的同时为读者提供更精细化的服务。

4.4 数据处理系统及方法

该主题数据量305 条，涵盖图书馆管理系统、分类编目系统、期刊系统、影音系统、光盘管理系统等。二次标题摘要检索显示，图书馆管理系统类文献量有186 条，是该领域的主要专利。

早在1988年，北京市邮政科学研究所申请了《条形码识别处理系统》，由光笔、微型计算机和条形码识别接口板组成，可对带有条形码的图书进行管理或统计。

随着RFID 技术的发展，基于无线射频技术的图书管理系统开始出现。2006年上海阿法迪公司申请了基于无线射频自动识别智能馆藏管理系统[29]，包括自助借阅台、自助还书箱、手持查询盘点仪、电子标签等。该专利虽然由于未缴年费而于2010年专利权终止，但仍具有高达9 次的被引次数。同年，中国科学院自动化研究所公开的一种实现图书自动化管理的系统[30]，结合图书的电子标签、无线射频单元、主控服务器和图书位置指示单元，实现对图书的自动化管理。

2011年，出现了关于图书馆管理信息系统的智能管理方法[31]，通过建立数据仓库，对历史借阅数据进行处理并采用贝叶斯分类算法，对分类图书借阅的状态进行预测并给出相应提示。

2012年，无锡津天阳公司提出将物联网技术应用于图书管理系统[32]，该专利申请公布后被视撤回，但却被其他13 篇专利所引用，具有启示意义。随后的2013年，天津工业大学申请的基于物联网技术的智能图书馆系统[33]，机器人可对待借还图书自动借还、上架和顺架。

近年来，云技术、ZigBee 技术、移动物联网技术也被应用于图书管理系统，如合肥彩象公司的智能图书馆系统[34]，借助“云”的强大计算能力和存储能力，使图书馆中的各种信息与互联网中的其他信息进行融合，实现读者与图书馆之间的多维交互；东北大学秦皇岛分校将ZigBee 技术与超高频RFID 技术结合，实现图书的整架智能盘点和智能定位[35]。新疆农业大学申请了基于移动物联网的图书管理系统[36]；安徽华博胜讯公司和安徽牧心文化公司则涉足了云图书馆技术领域[37-38]。

总体来说，图书馆管理系统应用的技术有条形码识别、RFID 技术、物联网、云计算、NFC、iBeacon、二维码、图像分析、人体生物特征如面部识别、虹膜识别等，其创新热点是云计算与物联网技术相结合，实现图书馆管理系统与其他系统的物物相连。

4.5 数字图书馆与知识服务

该主题主要包含数字图书馆、科技查新、查收查引等，数据量253 条，其中数字图书馆类专利91 件，科技查新、查收查引类专利有15 件。

4.5.1 采集、加工 针对难以用DC 元数据进行规范的图书馆资源，上海金鑫计算机公司提出采用语义自动挖掘方法进行加工管理[39]。针对数字图书内容采取逐页管理的弊端，王宏源提出通过切分、摘取图书内独立的知识元，以知识元的概念进行数据加工并与图书原始页面影像建立连接[40]。

4.5.2 存储 2001年IBM 利用数字图书馆中数据的系统描述和代码生成器创建定制数字图书馆[41]，根据系统配置对数据进行存储和定位。该专利在美国、日本和中国均有布局。浙江大学2010年发明了数字图书馆存储系统的构建方法[42]，将普通服务器构成的分布式文件系统与高可靠性存储结合起来提供数据存储服务。2014年出现了混合结构的数字图书馆云存储系统[43]，基于Hadoop 技术，同时支持HBase 数据库技术和传统关系数据库SQL Server 技术。2016年，西安电子科技大学申请关于云存储数字图书馆的访问控制系统及方法[44]；同年，大数据技术也被应用于高校图书馆，借助云存储技术，将分散在高校图书馆联盟的数字资源集中起来进行数据挖掘并作进一步预测[45]。

4.5.3 检索 早期数字图书馆方面的专利主要集中在图像识别与检索方面，如松下电器产业株式会社的解释和识别人类面容的方法[46]；浙江大学《毛笔书法字检索方法》；新疆亚奥数码科技公司的《基于MPEG-7 的图像检索系统》。

随着信息技术的发展，提升检索准确性和用户体验成为专利设计的方向。如2008年浙江大学提出了基于用户点击行为的数字图书搜索方法，给出图书排序机制提升用户体验[47]；2015年申请了图书标签推荐方法[48]，将用户的检索词作为标签，结合谱聚类和众包技术提升检索词聚类的准确度。2014年福州大学提出数字图书馆中标签主题图的导航方法[49]，将社会化标签转换为规范主题语言进行资源描述和组织。2015年同方知网公司公开了数字图书馆资源统一检索系统[50]，整合并搜索CNKI 资源、单位自建资源、单位外购资源和互联网资源，实现资源的一站式搜索、发现和定位。

4.5.4 科技查新、查收查引 作为图书馆的重要知识服务项目，科技查新、查收查引类专利较少，但都在向着自动、自助的方向发展，如西安近代化学研究所的火炸药查新系统[51]，在现有科技叙词表的基础上，构建符合计算机检索要求的火炸药技术主题词库，将计算机文献相似度算法引入并集成到查新平台中。南方电网科学研究院公司利用计算机自动评价科技文献新颖性[52]；同时提出自助式查新方法及系统[53]。国家电网公司信息通信分公司的查新方法是将机器查新与人工分析相结合，再根据计算结果形成查新项目的查新结论[54]。还有一种自助查新方法，利用PMR 知识库、语义关联等技术，深度挖掘科技文献的创新点，构建创新点关联关系的查新平台[55]。查收查引方面则有华北电力大学的基于云平台、移动终端的论文自动查收查引[56]和燕山大学的动态查询论文收录状态的智能方法[57]。

5 结论

图书馆领域主题专利还有一小部分涉及到图书馆建筑及其他领域，限于篇幅，不再赘述。总体来看，图书馆专利有如下特点：

（1）图书馆领域专利整体呈增长态势，数量上排名为实用新型专利、发明专利、外观设计专利，尤其是2008年专利法第三次修订实施以来，这与倡导提升自主创新能力、建设创新型国家的大背景是分不开的。在创新驱动发展已成共识的今天，图书馆领域专利将依然保持增长势头。

（2）图书馆领域专利产出以大专院校为主，个人、企业随后；价值度方面，7 分及以上的高分专利申请以企业为主；大专院校的专利价值度大部分集中在6 分左右，为中等水平；个人申请的专利价值度普遍不高。

（3）从IPC 技术分类来看，图书馆专利除了C 部（化学；冶金）和D 部（纺织；造纸），其他6 个大部均有涉及，内容十分庞杂。其中A47（家具、物品设备类）、G06（计算；推算；计数）、G07（核算装置）大类的专利占据总量的7 成以上。

（4）图书馆领域专利主题以文献整理设备、流阅定位及自助服务为主，图书馆空间管理、数据处理系统及方法、数字图书馆与知识服务占比较少。各主题领域均有重要专利，虽然众多专利未能转化为现实生产力，但作为一种技术构想为后来者提供了不同程度的启发作用。那些幸运地实现成果转化的部分专利，其对图书馆技术进步影响巨大，例如RFID 的应用、自助借还机、图书馆集成管理系统、座位管理等，图书馆服务质量和用户体验都得到了进一步提升。

当然我们也应该看到，图书馆领域专利还存在着明显不足：

（1）图书馆领域的专利申请量与一些高新技术产业相比，数量要少得多，且真正授权的发明专利只有5.63%，无效专利占比也接近一半，说明图书馆领域的专利技术含量还有待提高，专利稳定性欠佳。

（2）图书馆知识服务类专利明显偏低，以最有代表性的科技查新、查收查引服务为例，该部分专利仅有15 件，在图书馆领域的全部4 000 件的专利比例中微不足道。这与图书馆领域倡导的“智慧服务”理念尚有差距，说明图书馆领域的技术创新能力还有待提高。

（3）检索结果显示，图书馆领域的科研成果多以期刊论文形式发表（57 万余篇），专利申请量仅为期刊论文的0.7%，说明图书馆并非专利技术的高产行业，专利这种科研成果形式在图书馆领域尚未形成主流，其普及任重道远。