大氣探測技術專題專利數據庫建庫與應用分析

〔摘 要〕本文介紹了大氣探測技術專題專利數據庫的特點和重要性，詳述了采用ASP+SQLServer技術建設該網絡數據庫的方法和步驟，并利用自主開發的專利采集軟件從網絡采集專利數據和對數據進行加工處理，提高專利數據準確性。以氣象激光雷達技術專利數據分析為例，采用自主開發的專利分析軟件分析氣象激光雷達的技術發展脈絡、競爭格局，初步揭示了世界氣象激光雷達技術的現狀、特點和發展趨勢。

〔關鍵詞〕大氣探測技術;專利數據庫;專利分析

〔中圖分類號〕G250.74 〔文獻標識碼〕B 〔文章編號〕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

大氣探測技術利用各種探測手段對大氣中的物理過程、物理現象和氣象要素等進行直接測量或遙感探測、并使用不同的載體記錄下來。大氣探測所獲取的記錄和資料是天氣預報、氣候分析、氣象科學研究和氣象服務的基礎。為了進一步提高天氣預報的準確率，提高服務質量，必須首先提高大氣探測技術水平。

目前，我國大氣探測技術經過幾十年的發展，在科研隊伍培養、探測技術開發等方面已有長足的進步，已取得了豐富的成果。但由于基礎較薄弱，與國外相比，總體上差距明顯。自主開發和引進消化吸收國外先進探測技術是我們縮小國內外差距必由之路[1]。

建立大氣探測技術專題專利數據庫，可以對專利數據庫中數據進行深加工處理，提高數據質量，有效地利用該專題專利數據庫和專利分析系統不僅可以為其節約研發成本、避免重復研究、了解特定技術發展動態、尋找新的研發方向，而且還可以為其提供豐富的市場競爭情報、規避侵權信息、發現新的合作項目、了解競爭對手動態，更為企業建立和實施專利戰略提供了保障[2]。

本文作者利用自主開發的專利采集和專利分析軟件，建立大氣探測技術專題專利數據庫，并以氣象激光雷達技術專利分析為例簡要介紹專利分析軟件的使用方法。

1 大氣探測技術專利數據庫建庫

大氣探測技術專利數據庫建庫的關鍵是獲取大氣探測專利文獻。為此，我們首先確定了檢索技術主題、技術范圍和編輯檢索表達式，然后采用本課題組開發的專利數據采集和分析系統從中國國家知識產權局專利數據庫(http:∥www.sipo.gov.cn/sipo/zljs/)、美國專利商標局專利數據庫(http:∥www.uspto.gov/patft/index.html)和歐洲專利局專利數據庫(http:∥ep.espacenet.com/advancedSearch?locale=enEP)中采集專利數據，經合并重復的專利(中英文版相同專利合并、3個數據庫數據格式轉換后相同專利合并等)得到檢索結果并對專利數據進行清洗加工[3]，將其作為大氣探測專題專利數據庫數據的基礎。

1.1 技術主題的確定

專利技術一般是針對某一具體產品或技術的改進方案，因此，檢索技術主題必須確定一個具體產品或技術。如大氣探測技術是一個很大的行業概念，不夠具體，檢索時就必須以若干個從屬于該行業的具體產品或技術概念(例如氣象雷達、氣象衛星等)進行檢索，最后合成一個總體產品技術范圍。

1.2 確定技術范圍

考慮到大氣探測技術的分類和完整性，本數據庫的涉及技術范圍為:

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 天氣雷達及其零部件

天氣雷達及其零部件按照不同分類方法可描述如下:模擬天氣雷達、數字化天氣雷達、多普勒天氣雷達;測風雷達、測云雷達、測雨雷達、脈沖多普勒雷達、其中測雨雷達又分為X波段(3cm)、C波段(5cm)、S波段(10cm);雙極化天氣雷達、雙波長天氣雷達、多參數天氣雷達、雙/多基地天氣雷達、相控陣天氣雷達;雙線偏振多普勒技術、快速掃描多普勒雷達、多極化雷達、毫米波多普勒雷達、調頻連續波雷達、激光氣象雷達等。

1.2.3 氣象衛星及星載儀器

氣象衛星及星載儀器包括:極軌氣象衛星、靜止氣象衛星、衛星地面接收和應用系統;甚高分辨率輻射計、高分辨率紅外探測器、微波探測器(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器(VAS)等。

1.2.4 其它大氣探測技術或裝置

其它大氣探測技術或裝置包括:風廓線儀、氣象無人機、無線電探空系統、GPS探空系統、火箭探測技術等。

1.3 編輯檢索表達式

對于已經界定的技術范圍進行檢索，通常可以用以下定式來解決。這個定式如下:

國際專利分類號IPC[4]專有位置 OR (國際專利分類號IPC相關位置 AND 關鍵詞)OR 專業生產廠家

1.3.1 確定國際專利分類號IPC專有位置和相關位置

通過對照IPC分類表進行甄別，確定專有位置如表2所示。

確定相關位置為:

G01大類中的適當小類(G01K，G01L等)一般的測量單個變量的儀器。

1.3.2 確定關鍵詞

通過專有位置進行檢索，瀏覽發明名稱，確定關鍵詞為:

技術范圍中涉及的氣象儀器和氣象設備及其它們的零部件名稱。

1.3.3 確定專業生產廠家

芬蘭Vaisala公司是世界上最大的氣象、環境設備生產廠商，確定它為專業生產廠家。

1.3.4 編輯表達式

檢索中文專利數據庫時，氣象儀器和氣象設備及其它們的零部件名稱用中文;檢索英文專利數據庫時，氣象儀器和氣象設備及其它們的零部件名稱用英文:

國際專利分類號=(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=G01 and (專利名稱=技術范圍中涉及的氣象儀器和氣象設備及其它們的零部件名稱 or 專利摘要=技術范圍中涉及的氣象儀器和氣象設備及其它們的零部件名稱)) or 申請人=Vaisala

1.4 數據采集和數據錄入數據庫

采用本課題組開發的專利數據采集軟件檢索中國專利數據庫、歐洲專利數據庫、美國專利數據庫，采集相關字段到本機數據庫對應字段中，獲得4萬余條與大氣探測技術有關的專利數據。

1.5 數據加工處理

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據，通過數據處理形成中英文版數據庫:即專利名稱、專利摘要、專利申請人和專利發明人等字段為中英文2種語言;增加中國專利法律狀態、法律變更事項、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、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、專利說明書文本全文等字段。合并歐洲專利數據庫與美國專利數據庫中美國專利部分，經過上述初步數據加工后形成本文所需的大氣探測技術專題專利數據庫。

1.6 數據庫字段結構的建立

從3個主要專利數據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據庫結構不盡相同，我們吸取各家所長，按照國際通用的形式建立我們的庫結構。數據庫字段除包含中國知識產權局專利數據庫全部字段外，還增加法律狀態、法律變更事項、引證專利、同族專利、審查員等字段，如圖1所示。

1.7 數據庫型式的確定

目前流行的網絡數據庫解決方案是ASP+SQL Server。從瀏覽器通過防火墻可方便而安全地訪問數據，并可對有格式文檔執行快速全文檢索，本數據庫采用SQL SERVER 2000作為后臺數據庫。

本后臺數據庫包括下面3種主要功能:數據查詢與檢索、數據庫管理和維護、數據的表達和輸出。查詢與檢索功能:基于基礎數據的數據庫系統應具有強大的查詢與檢索功能。 本文數據庫系統設計實現了較為完善的查詢與檢索功能;管理與維護功能:可以進行數據的增加、更新、刪除等數據庫操作。考慮到數據的安全性，只有數據庫管理員才能直接更改原始數據庫，一般用戶的操作不能直接更改原始數據庫中的數據，而是保存在用戶數據庫中;數據的表達和輸出:通過服務器端腳本的控制，查詢與檢索結果可以直觀地在瀏覽器中顯示，也可以將查詢與檢索結果保存在本地計算機硬盤或打印輸出。

1.8 網絡數據庫的建立和檢索

網絡的最大優勢就是能夠使得數據庫能為在不同地方的用戶同時提供服務。數據庫系統采用微軟的SQLServer 2000作為后臺數據管理系統，程序文件用ASP環境編寫，能夠很好地滿足網絡多線程、多用戶查詢的要求，此方案最大的優勢是能使數據庫系統具備動態、高效和交互的特點，并能滿足網絡應用系統多用戶、多線程查詢操作的要求。

用戶可以登錄網站檢索大氣探測技術專題專利數據庫，并把檢索結果保存為ACCESS數據庫文件、在服務器端經壓縮，通過網絡下載到用戶本機，再導入專利分析軟件對專利數據進行分析。

2 專題專利數據庫的應用

專利分析法是指對有關的專利文獻進行篩選、統計、分析，使之轉化成可利用信息的方法。專利分析首先要進行專利檢索，檢索一般包括查新檢索、專利法律狀態檢索、技術跟蹤檢索、侵權防御性檢索等。檢索入口可以是某一技術主題(關鍵詞或分類號)、專利申請(專利權)人、專利申請(公開)時間、專利地域或組合檢索，形成對某一技術、重要國家、重要公司、主要競爭對手在一定時間和地理范圍內的專利狀況研究。

專利地圖分析法是最常用的分析方法。專利地圖是指對專利文獻的統計結果整理成各種圖表，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，便于理解[5-7]。

本課題組初步開發了專利分析系統，利用從大氣探測技術專題專利數據庫檢索所得符合要求的907項氣象激光雷達技術專利數據，從以下幾個方面對專利信息進行分析。

2.1 行業(某特定技術或某特定產品)分析

行業分析包括:行業專利件數分析、行業技術趨勢分析、行業市場趨勢分析、行業技術生命周期分析、行業重要專利分析。

以行業技術趨勢分析為例。圖5為該技術行業技術趨勢分析圖，分析表明:早在1962年就研制出第一臺探測高層大氣的激光雷達，其后進入近十多年專利申請數緩慢增長期，增長主要原因是CO₂氣體氣象激光雷達從研發走向成熟。80年代中后期，隨著全固態激光系統技術的發展和成熟，專利申請量快速增長，并保持在每年15項左右的較高申請量;20世紀90年代后隨著半導體技術、計算機技術和光纖技術快速發展，氣象激光雷達專利申請量大增，但2000年后每年申請量開始下降，而且近幾年有快速降低的趨勢。這種趨勢說明氣象激光雷達技術總體發展已非常成熟。

2.2 區域分析

區域分析為專利申請國和專利所屬國分析，具體包括:申請國專利件數分析、申請國市場競爭分析、申請國申請人分析、所屬國專利件數分析、所屬國IPC創新分析、所屬國技術趨勢分析等。

以所屬國專利件數分析為例。表3為所屬國氣象激光雷達技術專利件數統計表，從表中可表明美國、日本處于遙遙領先地位;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。可見美國、日本在此方面的投入力度最大、研究程度最廣、技術水平也最高。

2.3 IPC分析

IPC分析包括IPC分類分析、IPC分類歷年趨勢分析。

以IPC分類歷年趨勢分析為例。通過專利所涉及的國際專利分類號以及該專利分類號所涵蓋的技術領域， 以此可初步了解該專利申請人研發的主要方向和技術領域。統計分析表明:總共434項基本專利(合并了同族專利)共分布在25個IPC主分類號小類中。G01S(無線電定向;測距或測速;采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測)，G01N(借助于測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料)涉及專利數量達到170項和107項，這兩類主題為目前世界主要競爭國家及公司研發的重點。G01S是氣象激光雷達的專屬IPC位置G01S17/95的主分類號小類，所以其趨勢與氣象激光雷達總趨勢比較一致;G01N應該與大氣中氣溶膠、臭氧和污染物的測量有關，其在1989年左右達到高峰，以后處于震蕩下降狀態。

2.4 申請人分析

申請人分析包括:申請人專利件數分析、申請人IPC分類創新分析、申請人IPC分類歷年趨勢分析、申請人引證分析、申請人研發能力分析、申請人重要專利列表。

以申請人引證分析為例。引證專利是指由申請人在說明書中寫明的與該篇專利文獻技術內容相關的其它專利文獻，當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發展趨勢。表4為前10名氣象激光雷達技術被引證次數最多的美國專利，美國5位申請人共被引證110次，德國3位申請人共被引證67次，英國1位申請人被引證18次，日本1位申請人被引證18次。

2.5 發明人分析

發明人分析包括:發明人專利件數分析、發明人IPC分類創新分析、發明人IPC分類歷年趨勢分析、發明人引證分析、發明人研發能力分析、發明人重要專利列表。

以發明人專利件數分析為例。表5列出了該技術領域重要的技術人才，便于人才評價和引進。

3 結束語

本文采用目前流行的ASP+SQLServer網絡數據庫技術建成的大氣探測技術專利專題數據庫，采用自主開發的專利采集軟件從中國知識產權局專利數據庫、美國專利商標局專利數據庫和歐洲專利局專利數據庫采集專利數據，并對數據進行深度加工處理，便于提高專利數據分析的準確性。以氣象激光雷達技術專利數據分析為例，采用自主開發的專利分析軟件分析氣象激光雷達的技術發展脈絡、競爭格局，初步揭示了世界氣象激光雷達技術的現狀、特點和發展趨勢。

參考文獻

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