中国滑雪运动相关专利结构分布特征及发展态势

陈怡莹，郭 振，陈 颇，2，刘 波

（1.清华大学体育部，北京 100084；2.重庆师范大学体育与健康科学学院，重庆 401331）

1 研究背景

2017年联合国大会通过决议，将每年4月21日指定为世界创意和创新日，并呼吁各国支持大众创业、万众创新［1］，这一举措说明创新在推动社会发展中的重要地位已经逐渐成为国际共识。中国国家主席习近平在2018年两院院士大会上指出，“中国要强盛、要复兴，就一定要大力发展科学技术，努力成为世界主要科学中心和创新高地”［2］。专利技术作为科技信息最有效的载体，具有新颖性、创造性和实用性的特点，是代表技术合理和可靠的指标［3-5］；专利技术文献分析则是最直接的揭示国家、地区以及企业科技研发实力和技术发展动态的方法和途径［6］。

随着经济由高速增长转向高质量发展，体育产业成为中国国民经济发展的新增长点。第24届冬季奥林匹克运动会（又称“2022年北京冬季奥运会”）将于2022年2月在中国举行，这是中国历史上第一次举办冬季奥运会，令中国掀起了冰雪运动热潮。目前，关于冰雪运动的文献多从冰雪产业发展、全民健身、冬奥会备战策略等角度进行研究和分析，从专利角度切入的研究较为不足，然而，专利技术对体育运动项目的发展有着十分重要的影响，对于体育运动器械依赖程度较高的冰雪运动来说，技术驱动是其能够可持续发展的重要保障，因此，从专利技术方面对中国滑雪运动相关专利的结构分布和发展态势进行分析，窥探中国滑雪产业当前的技术研发实力和技术发展动态，对中国冰雪运动全面、协调、健康及持续发展有着重要的促进作用。

2 数据来源及研究对象与方法

2.1 数据来源

本文选取中国国家知识产权局的专利信息作为数据源，并为了便于分析，仅统计发明专利一种专利类型。在中国国家知识产权局中国专利公布公告网站（http：//epub.sipo.gov.cn/）以“滑雪”为关键字进行检索，时间为1985年至2018年11月15日，共得到639条专利记录；进一步对数据进行筛选，剔除在描述中含有“滑雪”两个字（如想象滑雪、滑雪跳跃值等）但具体产品与滑雪运动无关的数据信息，最终得到552条有效专利数据（以下简称“样本专利”）。

2.2 研究对象

本文以上述检索所得552件样本专利作为研究对象。需要说明的是，本文在空间分布分析中，对于中国各地区滑雪运动相关专利的考察涵盖全国34个省级行政区，但因部分地区在此30多年的时间段中暂未有相关专利的申请与公布，因此本研究中实际分析的为已有滑雪运动相关专利的23个省级行政区。

2.3 研究方法

专利地图是专利信息分析的主要工具，是在对著录项等规范化的专利信息进行挖掘的基础上，按照一定的标准绘制一系列直观可视的图表，进而分析其中所蕴含的创新信息或技术信息［7］。从专利信息分析的内容上看，专利地图可以分为专利管理图和专利技术图两大类。其中，专利管理图包括年度趋势、专利类型、专利发明人、专利申请人等内容；而专利技术图则包含专利的国际专利分类（IPC）等技术相关内容［8-9］。本文将从专利管理图和专利技术图两个方面入手，利用Excel、SPSS等软件，将定量与定性的研究方法相结合，对目前中国滑雪运动相关专利的发展状况、技术热点以及未来发展趋势等情况进行探讨，以此为科技助力2022年北京冬季奥运会提供一定的理论依据。

3 中国滑雪运动相关专利的结构分布特征

在专利的结构分布特征方面，本研究采用张晓林［10］研究构建的专利技术情报分析模型，从时间趋势、空间分布、申请主体和技术构成4个方面对中国滑雪运动相关专利的结构分布特征进行分析，具体分析框架如图1所示。

图1 中国滑雪运动相关专利分析框架

3.1 时间趋势分析

通过对专利技术在时间序列上的研究，可以显示出相关技术领域的发展历程。一个地区的专利申请量和授权量不仅反映了该地区的科技原始创新能力，而且能折射出这些技术成果的市场应用潜能，这是因为，几乎每个专利发明者的出发点均是专利的市场化，涉及技术的变革与扩散［11］。在样本专利中，最早一件专利的公布时间为1986年8月20日，是瑞士一家企业所发明的滑雪板固定装置。基于现有数据，中国滑雪运动相关专利中最早的一件发明专利为出现于1987年7月22日的滑雪服，发明人为但功能，他成为中国滑雪运动相关专利的第一位发明人。1985—2018年中国滑雪运动相关专利情况如图2所示。考虑到根据中国专利法规定，发明专利在提出申请后最快于18 个月后才予以公开，因此图2中2017和 2018年所显示的是不完整的数据，2018年的专利申请数量较前几年相比出现了一个下降的情况并不代表完整的发展趋势。从图2可以看出，中国滑雪相关专利申请数量和公布数量的发展趋势在时间上十分相近，专利技术的开发整体呈上升趋势。公布数量由1986年的3项（1985年仅有1项申请专利，公布专利为0）上升至2018年的84项，涨幅高达27倍。进一步分析曲线的变动趋势，可以发现专利的数量总体呈波浪式上升。

图2 样本专利申请及公布数量的时间分布

任何技术的发展都存在着合乎逻辑的发展周期现象，结合图2的数据趋势，大致可以将中国滑雪运动相关专利技术的发展划分为3个时期，即1985—2003年萌芽期、2004—2014年渐进期以及从2015年至今的快速发展期。一个滑雪强国的背后必有其成熟的滑雪产业的支撑。滑雪产业属于第三产业，有完整的产业链：上游为滑雪装备制造业；中游为滑雪场馆的经营管理业；下游为滑雪旅游业［12］。技术创新作为产业链上游中的关键环节，对产业发展有着十分重要的影响。就中国情况而言，无论是滑雪场的数量，还是滑雪人次等方面都与滑雪强国有着较大差距，与滑雪运动相关的专利技术发展也相对迟缓。如表1所示，在萌芽期前10年，滑雪运动相关专利成果一直以零星状态出现，随着1996年哈尔滨冬季亚运会的举办以及2000年造雪技术的引入，带动了国内滑雪产业的兴起，滑雪运动相关专利的申请数量开始缓步上升，年申请量与公布量在2003年首次突破个位数，这是中国滑雪技术形成的萌芽期。2008年北京奥运会极大地激发了群众参与体育运动的热情，全民健身的理念深入人心，不过，由于冬季运动项目发展缺少推力，民众对滑雪的热情在当时未被激发，因此在渐进期，滑雪运动相关专利在数量上呈现较大波动。2015年，中国成功申办第24届冬季奥林匹克运动会，在此助推下，滑雪运动开始在中国风行。据《2017年度中国滑雪产业白皮书》数据显示：中国2017年参加滑雪运动的有1 750万人次（比2016年增加了240万人次）；滑雪场数量达703家（不含旱雪、模拟滑雪器等），新增57家，增长率为8.82%［13］。这一时期，滑雪场及滑雪人口数量的快速增长、知识产权意识的增强以及国民收入水平的提升等，均为滑雪运动相关专利的发展提供了成长土壤，仅在三四年时间内，滑雪运动相关专利的申请数量已占累计申请滑雪运动相关专利总量的41.3%，专利公布数量占累计公布滑雪运动相关专利总量的49.6%，其中2017年专利申请及公布数量分别均突破80件；2015—2017年间专利申请量的年复合增长率达28%，专利公布量的年复合增长率达20%。可见，从2015年起，中国滑雪运动相关专利已进入快速发展期。

表1 中国滑雪运动相关专利发展的各阶段主要情况

3.2 空间分布分析

样本专利中，世界各国在中国申请的专利数量占比情况如图3所示，可以看出从1985年至今，中国的专利数量占比达近1/3，美国、日本及瑞士3国依次紧随其后，分别达到了7%、6%和5%（本研究将申请发明数量小于或等于2件的国家统一归入“其他国家”之中）。目前美国的科技实力在国际中处于领先地位，同时也是国际公认的滑雪强国。据《2018全球滑雪市场报告》（International Report on Snow &Mountain Tourism）中的数据，美洲（主要是北美）是世界第二大的滑雪胜地，其滑雪人口占全球滑雪人口的 21%，美国是其中最大的成熟市场［14］。日本是历史上两届冬奥会的举办地，滑雪设施先进、滑雪人口众多，重视滑雪运动的相关技术创新。瑞士是全球参与滑雪人次最高的国家之一，滑雪产业发达。可见，美国、日本及瑞士这3个国家能在滑雪运动相关专利的申请数量排名靠前，共同的原因在于当地的滑雪产业完善、滑雪人口众多，较高的滑雪运动参与率有效激发了当地对于滑雪运动相关专利的研发热情。

图3 1985—2018年各国在中国申请的滑雪运动相关专利占比

样本专利中，中国各地区的专利申请情况如表2所示，可见高产地区集中在北京、广东、江苏和浙江4个地区，第二梯队的黑龙江与四川的专利申请总量也超过了20件。同时统计结果显示，目前中国滑雪运动相关专利还未在国内各地区达到全覆盖的情况，部分地区至今暂未有相关专利的产生。

表2 1985—2018年中国滑雪运动相关专利的地区分布

1985—2018年中国生产总值（GPD）与滑雪运动相关专利数量的相关性系数矩阵如表3所示，地区经济发展与其专利规模呈互动影响关系，且存在较强正相关关系。通过进一步的相关性分析可知，中国各地区的滑雪运动相关专利数量与地区GDP之间呈现出显著性相关：专利规模属于第一集团的北京，其2017年的GDP全国排名第二，广东、江苏和浙江3省 2017年的GDP全国排名位列前四；专利规模属于第二集团的四川，其2017年的GDP同样在全国排名靠前，黑龙江虽然2017年的全国GDP排名不高，但其依托本地区的地域优势，在滑雪运动相关专利方面有着较高的申请量；而青海、宁夏、甘肃等目前还未有滑雪运动相关专利产生的省份，其2017年的GDP在全国排名中也处于靠后的位置。据此，本文提出研究假设：GDP与地区专利数量存在非常显著的正相关关系。

表3 1985—2018年中国GPD与滑雪运动相关专利数量的相关性系数矩阵

3.3 申请主体分析

3.3.1 专利权人

如图4所示，通过样本专利的专利权人统计结果可明晰滑雪运动相关技术领域的主要创新主体及其专利申请基本情况，可见企业与个人是当前中国滑雪运动相关专权权人的主体类型，是创新主力军。从比例情况来看，单个企业作为专利权人的专利数量占比为58.9%，是创新发展的最主要助推力；个人作为专利权人的专利数量占比为32.8%，是除企业外的另一主要类型。与企业研发专利较为不同的是，随着科技水平的飞速发展，研究领域的广度与深度不断拓展，个人作为专利权人在专利研发过程中不可避免地会出现知识盲点［15］。通过图4还可以看出，中国滑雪运动相关专利的申请主体多为单个机构，合作类专利数量非常少，仅占专利总量的2%；高校间合作的专利有1件，合作之中专利数量最多的一类即企业间合作，这类合作专利也只有5件。可见，合作类专利研发方面的缺失在一定程度上制约了中国滑雪运动相关专利的发展，产学研相结合的愿景仍然任重道远。

图4 1985—2018年中国滑雪运动相关专利权人类型分布

样本专利中，高产专利权人（前10位）情况如表4所示，排名首位的苏州龙鑫手套有限公司是一家以生产滑雪运动手套等各类手套为主营业务的企业，年产各类手套300万双，至今共发明了16件专利，但其所申请的专利同质性过高，同时其主营业务（滑雪手套）是滑雪装备中较为低端或边缘的产业链条；排名第二的株式会社岛野（日本）、排名第三的雷克体育公众有限公司（瑞士）和罗特费尔拉公司（挪威）的专利均集中在滑雪板与滑雪鞋等滑雪运动相关专利的核心产品中。可见，中国高产专利企业在滑雪运动相关专利的核心产业中创新仍较为缺乏。此外，排名第1位的高产专利权人拥有的专利数量仅占样本专利总量的2.9%，可见目前中国滑雪市场的专利权人分布广泛，暂未出现单个机构垄断的情况。在高产专利权人类型方面，企业仍为最主要的类型，在全部高产权人中占58%，与样本专利总体的专利主体趋势一致。其中，哈尔滨体育学院以7件发明专利排名第八，是高产专利权人中唯一一所高校，哈尔滨体育学院的上榜与该学校的定位及其所处的地理位置均有着密不可分的联系，在推动中国滑雪运动发展方面产生十分重要的影响；有4位是以个人作为专利权人，均来自于中国，反映出中国目前滑雪运动相关技术领域的研发主体较为分散，还未有专门的体育用品企业或大型的综合型企事业积极参与滑雪运动相关专利技术的研发之中。对创新技术产品研发的忽视，使中国在滑雪运动项目的发展创新动力有所欠缺。

表4 1985—2018年中国滑雪运动相关专利的高产专利权人情况

3.3.2 高产发明人

发明人是实际完成发明创造的人，反映发明创造的智力来源，因此通过对高产发明人的统计分析，可以挖掘特定技术领域创新资源的分布及其创新发展方向［8］。由表5对样本专利中高产发明人的发明数量统计显示，马如宏等［21］以16项发明数量排名第一，共有4位高产发明人的发明数量超过10件，共占样本发明专利总量的9.1%；排名第五至第十的高产发明人发明数量相近，均占样本发明专利总量的1%左右。除排名靠前的高产发明人外，其余发明人分布广泛，总体来看，中国滑雪运动相关专利的发明人呈现出个别集中与广泛分布共存的现象。从高产发明人的国籍来看，中国在前10位中共占据了八席，依旧是在中国申请发明专利的主体国家；另外两个席位分别由日本和瑞士各占一席，其中日本的冈岛伸平以13件发明排名第二，是单个发明人中发明数量最多的发明人。从所属机构的统计来看，日本与瑞士的高产发明人的发明专利权均属于企业，而中国的8位高产发明人中共有5人的发明专利权都是属于个人，在反映出这些个人有较高创新能力的同时，也可以看到个人发明人是目前中国高产发明人的主体类型。然而，个人作为发明主体，在资源的获取及创新技术的推广方面，相较于企业主体都有着较为明显的不足，这反映出目前中国关注或已经进入滑雪运动相关技术领域的专利研发的企业数量仍较少，高产发明人以个人为主要主体的现状在一定程度上制约了中国滑雪运动相关专利的发展。

表5 1985—2018年中国滑雪运动相关专利的高产发明人情况

3.4 技术构成分析

国际专利分类是世界知识产权组织（WIPO）制定的一种专利技术分类系统，包括部、大类、小类、主组和分组五级［16］。这一分类方法的制定，为专利相关研究提供了依据。IPC专利共划分为8个不同的技术领域，分别为： A为人类生活需要；B为作业、运输；C为化学、冶金；D为纺织、造纸；E为固定建筑物；F为机械工程、照明、加热、爆破；G为物理；H为电学［16］。体育运动相关专利在《国际专利分类表》中主要归属于8个部类中的A部的A63，其中A63又涵盖了8个分支。

3.4.1 技术领域分布

专利的热点技术领域分布一方面反映了某一领域研发主体的主要研发方向，另一方面，也反映了某产品的技术来源，同时据此可对未来的发展趋势进行预测［17-19］。当一个专利对应多个 IPC 的部类时，称为 IPC 共生现象［20］。在样本专利中，IPC共生涉及A部733个、B部195个、C部108个、D部48个、F部37个、G部52个及H部10个，研究频次共计1 220次（见表6）。IPC共生现象是不同学科间合作的成果体现，显示了不同学科知识之间的交叉融合。同一专利的不同IPC 提示了跨部门的知识溢出［21］。知识的异质性是创新的基础，知识的异质性越高，创新的可能性就越大。从滑雪运动目前所涉及的技术领域来看，相关专利已经渗透至8个部类的45个大类之中，所涉及的学科领域较为广泛，各学科领域交叉融合深化促进了滑雪运动相关专利技术的发展。

表6 1985—2018年中国滑雪运动相关专利的IPC分类数量及占比

3.4.2 技术热点分布

对样本专利在IPC各大类出现的频率进行排名（见表7），并结合学科领域进行分析可以看到，在A63大类的运动、游戏和娱乐活动之中出现的频率最高，专利数量达537件，占比为44%。可见，A63所属学科领域是中国滑雪运动相关专利的技术热点，同时此技术热点在学科领域分布中存在着相对集中的现象。进一步从热门技术领域的分布情况可以看出，虽然相关专利涉及的领域较为广泛，包括了滑雪鞋、滑雪服等装备及其原材料，以及造雪机、人工滑道等雪场相关设备，但目前滑雪运动相关专利的研究方向主要还是集中在A63，即滑雪板等与滑雪运动的直接需求相关的专利研发创新之中。

表7 1985—2018年中国滑雪运动相关专利的IPC分类前十情况

4 中国滑雪运动相关专利发展态势分析

通过上述对中国滑雪运动相关专利的结构分布特征分析，可以看出中国目前滑雪运动相关专利发展存在四方面主要的趋势特点。

4.1 国内发明专利以个人为主，国外发明专利以企业为主

中国目前具有一定数量的技术创新人才，但滑雪运动相关专利技术的研发多集中于个人，在发明专利的成果转化与质量提升上仍需加强社会合作；而国外技术创新人才多来自以企业为主体的机构或单位，有一定数量的资金和资源支持，为其专利技术的研发奠定了坚实的基础。在专利主体合作网络方面，因专利技术所具有的私密性等特征，中国合作性的发明专利较少。但合作对滑雪运动的整体发展有着重要的影响。合作，即意味着资源共享、强强联合，这为专利技术的研发提供了一个更好的环境。因此，为提升中国滑雪运动的相关技术创新能力，加强高校相关学科和科研机构的建设，为高质量的研发团队补充后备人才力量是增强创新能力的首要保障；同时，注重研发合作的推进，促进产学研一体化，深化高校间合作、校企合作及企业间合作等多种合作模式，有助于全面提升中国滑雪运动相关专利研发力量；最后，有效地将已成型的专利向产业化发展及转化，充分发挥专利技术的价值，能够促进专利研发的良性循环。

4.2 专利发明动因由单因素向多因素发展

从发明专利的动因或目的性来看，滑雪运动相关专利经历了从初期单因素动因向当前多因素动因发展的历程。单因素指初期的滑雪运动相关专利目的性较为单一，多出于对产品某一具体性能的提升，如使滑雪板的材料更有弹性或更耐磨、滑雪服的面料更透气或更防水、滑雪鞋的固定装置更灵活或更易于操作等等；与之相对应的多因素动因则指研发产品的目的性多样，同一专利会有多样性能的同时提升，以满足消费者多样化的消费需求。随着近年来滑雪运动相关专利数量的快速增长，单因素动因的发明专利已经渐渐无法满市场的需求，多因素动因的专利产品更容易受到消费者的喜爱，这是因为，在产品具体性能提升的同时，消费者们对产品的舒适性、安全性及便携性等方面也有着一定的需求。至此，一个新专利的公布往往同时包含了各种各样的动机因素，而不再仅仅由单个动机因素所驱动。可见，多功能及一体化的产品更容易受到消费者的青睐，动机及需求的多样化是专利发展的必然结果。

4.3 个性化与智能化是未来的研究热点

从各技术热点发展的时间轴来看，滑雪板一直是滑雪运动相关专利的主要研发产品，在滑雪运动专利发展的各个阶段都占据着重要的位置；而模拟滑雪器材的专利数量则是随着时间的推移有着显著的增长，从初期的寥寥无几到近5年已经逐渐成长为占据着滑雪运动相关专利的主力军位置；与模拟滑雪器材发展态势相似的技术热点还有滑雪相关信息系统，但信息系统目前取得的专利数量仍较少，可见这一产品类别存在着较大的增长空间。2017年，首个滑雪运动智能穿戴设备的发明专利获批公布，打响了滑雪智能化的“第一枪”，虽然随后暂未有滑雪智能设备的出现，但是可以看到滑雪智能化的进程已经开启。在近年来所公布的滑雪运动相关专利的简介及描述之中，“智能化”出现的频率越来越高，再一次印证了滑雪智能化时代的到来。可见，随着人们对于滑雪需求的无限细分和科技创新的不断进步，个性化与智能化的发明专利必然会成为滑雪运动相关专利未来的发展方向。

4.4 滑雪市场暂未出现垄断的情况

个人作为主要发明主体的情况一方面反映出中国技术创新人才的自身能力，另一方面也反映出中国在滑雪运动相关专利领域暂未形成一个有较大影响力的企业或创新研发团队。“企业所拥有的专利数量、质量以及对专利信息的开发利用能力与程度，不仅反映了该企业的技术水平和经营规模，而且是衡量企业竞争优势的重要指标”［22］。从专利研发组织网络的角度来看，受研发人才数量及资金资源等因素的制约，在滑雪运动相关专利方面，中国目前暂未构建出完善的专利研发网络，这在一定制度上制约了中国滑雪运动相关专利的发展；同时，随着发明专利数量的快速增长，相关政策法规的完善以及对重要的核心专利技术的保护，也是专利发展路上不可或缺的保障。

5 结论

科学技术是第一生产力，在体育领域中亦是如此。“纵观现代体育的发展历史，科技一直如影随形。从运动装备、场馆设施到电视转播，科技助推体育实现了全球化和商业化。”［23］随着科学技术的发展和信息技术的渗透，体育与科技的融合为滑雪运动的整体发展提供了有力的保障。因2022年北京冬季奥运会所带来的冰雪运动热潮，有效激发了中国滑雪运动相关专利研发数量的迅速上升，但当前数量上的增长还未带来质量上的飞跃，未来还有较大的发展空间；同时，滑雪运动相关专利的研究体现出，滑雪运动的发展不仅仅单纯依赖于滑雪运动中动作技术的变革，也与滑雪运动相关专利成果等技术创新息息相关。这无疑对滑雪运动在中国的进一步普及与发展给予了一定的启示，即需要在群众中大力推广、普及滑雪运动的同时，必须对滑雪运动相关专利技术的创新给予高度重视，从而使创新更好地与大众的需求相契合。对此，加大体育科研人才培养力度，优化企业技术创新体系，构建高绩效的研发团队，加强高校与企业的联合研究以及进一步推进产学研相结合的研究模式，是提高中国滑雪运动相关领域创新能力的有效途径。