面向智慧圖書館建設的中國圖書館RFID技術專利活動分析

邱洪華，劉亞萌

(西北大學 法學院·知識產權學院，西安 710127)

一、文獻陳述

圖書館是一個專門收集、整理、保存、傳播文獻，同時提供文獻利用的科學、文化、教育機構。圖書館在我國經歷了漫長的發展時期，從“封建藏書樓”、傳統圖書館、數字圖書館、移動圖書館、復合圖書館、再到智慧圖書館，都反映了圖書館在特定時期體現出來的時代元素和新的內涵。“智慧圖書館”直接體現了物聯網、云計算、大數據等新興技術在圖書館領域的最新應用與發展。在信息技術的支持下，智慧圖書館實現了實體空間與虛擬空間的有機融合，通過人工智能技術，推動館藏信息資源的充分利用，成為以人為本的智慧化服務和智慧化管理的新型圖書館[1]。傳統圖書館的日常管理活動屬于資源驅動型，主要通過館員手動操作，對書籍標簽進行分類整理和編輯記錄，同時提供資料外借與歸還等服務。相比之下，智慧圖書館多采用條形碼對圖書進行管理，館員通過掃描槍發射激光捕捉從條形碼上返回的激光進行識別，獲取到條形碼信息后傳達給計算機進行下一步處理[2]。智慧圖書館也不同于智能圖書館，智能圖書館更多地停留在技術層面，與數字圖書館較為接近，但智慧圖書館是以信息技術為基礎和前提，它超越了技術的層面，更多地從服務管理、人力資源、智能惠民、環境友好等方面體現其運營優勢，是圖書館實現科學發展、轉型發展和可持續發展的新理念和新實踐[3]。

智慧圖書館離不開物聯網、智聯網的支持[4]。RFID(Radio Frequency Identification)，即無線射頻識別技術的應用是智慧圖書館的重要組成部分[4-5]。1937 年，美國海軍實驗室研發出了一種用來區分敵我戰機的新技術——RFID技術。后來 RFID技術廣泛應用到了交通運輸、物流管理、食品安全、資產追蹤管理等各個領域。因其具有安全高效、多目標識別、非接觸式識別、移動式識別以及無人干預等優點，RFID技術也逐漸引起了圖書館工作人員的關注[6]。1998年，世界上第一個全面運用RFID系統的圖書館誕生，它就是新加坡國立圖書館。隨后世界各國和地區的圖書館都開始大規模開展RFID相關技術的研究和應用工作。我國圖書館采用RFID系統始于2006年2月的集美大學誠毅學院，之后，全國有越來越多的圖書館紛紛投入人力物力建設RFID系統，如汕頭大學、深圳市圖書館、武漢圖書館等等[7]。RFID 技術的應用對于提高圖書館管理與運作效率，提升圖書館信息化管理水平、推動圖書館自主公共服務體系建設，具有跨時代的重要意義[8]。

專利作為一種特殊的文獻類型，在科技研發、情報分析中發揮著重要作用。通過對相關領域的專利文獻進行分析，可以獲知該領域的整體發展態勢，挖掘該領域的重要研究機構、高產發明人及核心技術，為科技創新、知識產權保護等提供重要參考[9]。根據世界知識產權組織(WIPO)的統計，全球有90%以上的發明創造信息都是首先通過專利文獻反映出來的。專利信息具有可獲取性、持續性等特征，能夠提供具體、詳細的技術信息，因此成為評價企業技術優勢[10]、發明活動[11]、技術變遷[12]、技術戰略[13]、創新活動[14]和創新能力[15]的重要而可靠的指標。本文將通過對RFID技術在國內圖書館領域的專利進行檢索和分析，探究RFID技術在中國圖書館領域的創新現狀與專利保護，為中國智慧圖書館的建設與發展提供有價值的技術情報支持。

本文采用全球領先的知識產權管理和技術提供商思保環球(CPA Global)旗下的Innography對中國圖書館領域RFID技術的專利信息進行檢索和分析。Innography原是由ProQuest Dialog 公司推出的具有核心專利挖掘功能的專利分析工具，收錄美國、歐洲、中國、日本等90多個國家的專利數據，每周更新，同時采用先進的機器學習技術，將“大數據”分析應用于知識產權市場。它還獨一無二地實現了專利檢索和商業智能分析工具的高度整合，通過可視化分析呈現特定技術領域的技術圖景和競爭情報，幫助客戶獲取最有價值的技術信息，提高知識產權管理和利用的效率和能力，為企業提供技術創新和知識產權的解決方案[16]。

本文采用的專利檢索表達式為：(@(abstract,claims,title)(library OR librarian OR journal OR book OR literature) AND (RFID OR “Radio Frequency Identification” OR “Electronic tags” OR “tag reader”))。檢索時間為2019年3月21日，檢索地域范圍為中國。

二、中國圖書館RFID技術專利活動概況

專利信息檢索結果表明，截至2019年3月21日，中國圖書館RFID技術專利中共有1 628件申請專利，990件授權專利，授權量占申請量的60.81%。其中有效專利申請數量1 046件，占總申請量的64.25%；有效專利授權數量722件，占授權總量的72.93%。這反映了隨著物聯網技術在我國的快速發展，RFID技術在我國圖書館領域的創新和應用不斷加強，專利保護的強度與專利數量儲備也具備了一定的規模。

利用Innography對1628件中國圖書館RFID技術專利來源國進行分析，發現大多數專利申請人來自中國本土，專利申請數量為1 468件，占總申請量的90.17%；除此之外，在中國進行專利布局的主要國家還有美國(94件)、德國(11件)和日本(9件)。由此可見，除中國本土申請人以外，美國、韓國等這些物聯網強國也在中國圖書館RFID技術領域進行了專利戰略布局，這些國家的有關專利權人比較關注中國圖書館RFID技術領域的市場，我國本土有關技術研發者和使用者，在智慧圖書館建設過程中的RFID技術領域，將可能面臨來自這些國家專利權人的競爭威脅。

對專利活動年度趨勢進行統計分析，可以了解特定技術領域創新活動和專利保護的年度發展趨勢，有助于判斷特定產業的技術隨著時間變遷的發展歷程。表1展示了中國圖書館RFID技術領域近20年專利申請數量和授權數量的年度發展趨勢。從表中可以看出，中國圖書館RFID技術領域的總體發展趨勢呈現上升態勢，這說明中國圖書館RFID技術領域創新整體保持一個較為平衡的投入和發展狀態。

表1 中國圖書館領域RFID技術專利申請與授權量分布

從表1中還可以發現，自2000年后，中國圖書館RFID技術的創新活動和專利保護經歷了以下三個發展階段：第一階段，起步萌芽期(2000—2004年)，中國圖書館RFID技術領域專利申請數量較少，年均申請量不足10件。但從整體上看，專利申請數量有穩步上升的趨勢，這反映了RFID技術在中國圖書館領域的應用已經得到了初步的發展和應用。第二階段，快速增長期(2005—2014年)，這10年是RFID技術在中國圖書館領域應用的快速發展時期，專利年平均申請量均保持在百余件以上。第三階段，繁榮發展期(2014年—至今)從表1可以看出，2014年之后，專利數量呈直線式增長，說明在此階段，有越來越多的研發主體投入到中國圖書館RFID技術領域的創新活動當中，并取得了較多的科技成果。

2005年，物聯網被正式寫入《ITU互聯網報告2005：物聯網》，國內外掀起了研究物聯網的熱潮。而RFID技術作為物聯網行業的核心技術，自然備受關注。2006年6月,科技部等15部委共同編制的《中國射頻識別(RFID)技術政策白皮書》正式發布,白皮書研究分析了國內外RFID技術發展的現狀與趨勢,提出了中國RFID技術的發展戰略及優先應用領域，促進了RFID技術在各個領域的應用。2009年，隨著IBM公司《智慧地球贏在中國》計劃書的發布，溫家寶總理在視察中科院無錫物聯網產業研究所時，提出了“感知中國中心”的理念，也就是物聯天下，感知中國，將物聯網列為了5大必爭產業制高點之一。基于這種理念，為推動圖書館的服務與管理轉型，圖書館界提出了“智慧圖書館(Smart Library)”的構想[17]。正因為這一系列政策的支持以及理念的提出，中國圖書館領域RFID技術的相關專利出現了大量增長的現象。可以預見，中國政府將繼續大力支持物聯網技術領域自主創新的投入和支持，RFID技術的發展還將保持平穩的發展并獲得更多的創新成果，尤其是伴隨著國家知識產權戰略不斷向縱深推進，創新主體知識產權保護意識也將不斷增強。因此，該技術領域的專利申請數量和授權數量也都將保持整體上升的態勢。

三、中國圖書館RFID技術的創新主體分析

通過對特定技術領域專利申請人的數量進行統計，可以看出該技術領域內技術創新活動的參與程度和活躍程度，還可以依此對技術創新的競爭現狀與發展態勢進行初步的判斷，了解該技術領域對市場主體的吸引力、技術創新能力和專利保護意識等有關情報信息[18]。本文將從專利申請的主體類型和綜合競爭力等角度，對中國圖書館RFID技術領域專利主體進行分析。

(一)中國圖書館RFID技術創新主體類型分析

統計數據表明，在中國圖書館RFID技術專利活動當中，由單個申請人申請的專利數量為1 405件，占比86.30%，而由兩人或兩人以上的申請人合作進行的專利申請數量為223件，占申請總量的13.70%，單個申請人申請的專利數量是合作申請專利數量的4倍多。單獨申請的申請人類型主要集中于企業(1 030件)和科研院校(359件)。由此可以認為，我國圖書館RFID技術領域的創新和專利活動以自主創新為主，相關主體之間的合作/委托創新為輔，企業和科研院校是中國圖書館領域RFID技術專利活動的主要參與者。

1.中國圖書館RFID技術企業類創新主體分析

柳州網中網絡有限公司在中國圖書館RFID技術領域申請了最多的專利，共計20件，它在該領域的主要貢獻在于：開創和發展了關于具有歸還和識別功能的圖書管理系統。美國的3M(Minnesota Mining and Manufacturing)公司緊隨其后，在該技術領域申請了共計10件專利，3M公司作為世界著名的產品多元化跨國企業，素以勇于創新、產品繁多著稱于世，在其100多年的歷史中開發了6萬多種高品質產品，涉及工業、化工、電子、電氣、通信、交通、汽車、航空、醫療、安全、建筑、文教辦公、商業及家庭消費品等各個領域，其RFID圖書管理系統已經廣泛應用于全球大部分的圖書館。上海焱馨電子科技有限公司位居第三，共計申請了9件專利，且均為有效專利，其技術創新領域包括圖書檢索、分類等。上海阿法迪智能標簽系統技術有限公司作為國內第一批致力于將RFID技術應用于圖書、文化以及教育等多個領域的企業，也在該領域申請了6件專利，其技術創新主要集中于智能書架、24小時自助圖書館等，該公司還協助廈門集美大學誠毅學院組建了中國首家RFID圖書館。深圳市海恒智能技術有限公司也是中國圖書館領域RFID技術的主要貢獻者，其作為全球領先的圖書管理全套解決方案供應商，致力于推進智慧文化行業的智能化發展，現擁有“圖書館RFID全套解決方案”“24小時自助圖書館”“城市書房”“大數據云平臺”“智能立體書庫”五大圖書管理業務，目前已為全球2 000余家伙伴提供全方位的圖書館RFID解決方案。

2.中國圖書館RFID技術高校與科研院所類創新主體分析

南京大學在該領域申請了最多的專利，共計12件，其中有效專利為4件，有效申請量為33.3%，其研究領域主要集中于圖書盤點、圖書館機器人、圖書上架等。南京大學之所以能夠在該領域取得較為突出的成績，主要是因為：南京大學圖書館在數字圖書館的建設和發展中，一直在努力探索和創新，在智慧圖書館的實踐中推出了一系列舉措，比如智能化服務“+”系列平臺，以及各種自助服務等[19-20]。南京大學圖書館聯合南京大學計算機系陳力軍教授團隊，依托后者對超高頻RFID十多年的研究和專利技術，對對應RFID的圖書館進行統計和分析，找出應用RFID的不足之處，解決了絕大部分存在的問題。排名第二的是中國科學院自動化研究所，共計申請了9件專利，有效專利為3件，有效申請量為33.3%，主要研究領域集中于圖書館管理、借還書等。排名第三的是天津工業大學，專利申請量6件，有效專利6件，有效申請量100%，主要研究領域集中于智能書架、圖書定位、圖書防損等。該校雖然申請量相比其他主體較少，但是專利有效率高達100%。這充分說明了天津工業大學在圖書館RFID技術領域具有較高的獨立自主創新能力，且專利技術均處于有效期，專利技術含量較高，是圖書館RFID技術領域活動的佼佼者。此外，北京理工大學和浙江大學也分別申請了中國圖書館RFID技術領域的5件專利。

(二)中國圖書館RFID專利主體綜合競爭力分析

Innography可將檢索結果生成專利權人氣泡圖，通過觀察氣泡圖在圖中的位置可了解其綜合實力。氣泡圖中每種顏色的氣泡代表一個專利權人，氣泡大小代表該專利權人在檢索結果中的專利數量，橫坐標與專利比重、專利分類、引用情況相關，橫坐標的值越大說明專利權人的專利技術性越強；縱坐標與專利權人的收入高低、專利國家分布、專利涉案情況有關，縱坐標的值越大說明專利權人經濟實力越強[21]。

圖1反映了中國圖書館RFID技術領域主要專利權人的競爭位置。從圖1可以看出，擁有10件RFID專利的3M公司，位于第一象限，說明其技術實力和經濟實力均比較突出，在中國圖書館RFID技術領域具有明顯的競爭優勢。美國IBM公司擁有專利數量6件，位于第二象限，說明與專利技術競爭力相比，其市場運營能力的優勢更加明顯，是潛在的技術收購方。在中國圖書館RFID技術領域專利申請量排名靠前的企業，均位于第三象限，或者第三象限與第四象限的交界處，例如柳州網中網絡有限公司，雖然以20件專利位居企業申請量第一，數量遠遠超過3M和IBM公司，卻位于第三象限與第四象限的交界處，說明中國企業雖然在圖書館RFID領域的技術創新比較活躍，但無論市場競爭力還是專利競爭力，均有待進一步提升。科研院校專利基本集中于第四象限，例如排名靠前的南京大學、天津工業大學、北京理工大學均位于第四象限，說明高校在圖書館RFID技術領域具有較強的研發能力，申請了較多的專利，但受單位性質的限制，他們的市場競爭力處于明顯弱勢。

圖1 中國圖書館RFID技術領域競爭態勢分布圖

四、中國圖書館RFID技術專利申請的技術分析

(一)中國圖書館領域RFID技術專利申請CPC分析

分類號是專利文獻的重要標識之一，是迅速有效地從大量專利文獻中檢索到所需技術的重要途徑。聯合專利分類(CPC)是歐洲專利局和美國專利商標局共同開發形成的一套聯合分類系統。通過對特定產業專利申請 CPC分布的分析，既可以判斷創新的集中區域或熱點區域，也可以判斷其涉及的技術領域及發展趨勢。聯合專利分類(CPC)條目多達25萬條，共分為9個部(A-H、Y)，分類中既標引發明信息，也標引附加信息，是一種比IPC更細化的分類方法，故本文選取聯合專利分類(CPC)對圖書館領域RFID技術的相關專利進行分析，判斷該領域的創新熱點區域和未來的發展趨勢。

表2反映了中國圖書館領域RFID技術專利申請所涉及的主要CPC及專利申請量。從表中可知，專利量最多的技術領域是G06K(數據識別、數據表示、記錄載體、記錄載體的處理，共計735件)，占所有專利申請量的45.15%。其在智慧圖書館的作用主要體現為RFID標簽的應用，RFID標簽通過記錄書籍的相關信息，可以方便圖書館員對于圖書的分揀以及讀者的借閱與歸還；緊跟其后的是G06Q(數據處理系統或方法，共計585件)，占比35.93%；G06F(電數字數據處理，共計219件)位列第三，占比13.45%，其在智慧圖書館中的作用主要體現在對讀者的相關信息進行處理，譬如圖書卡的辦理、圖書超期處理等；排名第四的是H04L(數字信息的傳輸，如電報通信，共計154件)占比9.45%。排名第五的是G07C(時間登記器或出勤登記器，投票或彩票設備等，118件)，占比7.25%，主要應用于智慧圖書館的人流量以及借閱量統計等。可以斷言，這些CPC所代表的技術領域是中國圖書館領域RFID技術創新的密集區域，也必將成為該技術競爭的集中區域。

表2 中國圖書館領域RFID技術CPC(TOP-10)

(二)中國圖書館RFID技術領域熱點專利技術分析

表3所列示的是上述各熱點區域的子技術領域以及重要申請人分布。從表中可以發現，中國圖書館領域RFID技術的專利活動主要集中在Radio Frequency Identification(RFID)、Data Base(數據庫)、RFID Tag(RFID標簽)、Electronic Tag(電子標簽)、Book Management(圖書管理)、Mobile Terminals(移動終端)等領域。

表3 中國圖書館領域RFID熱點技術分布表

Radio Frequency Identification(RFID技術)作為我國圖書館領域RFID技術的熱點研究區域，專利申請總量為287件，其涉及的子區域主要包括：RFID Tag(電子標簽)、Library Management(圖書館管理)、RFID Card(RFID 卡片)、Management server (管理服務)等。而在這領域表現比較優秀的申請人主要有Liuzhou Wzwool Network Planning Center(柳州網中網絡策劃有限公司)、3M company(3M創新公司)。DATA BASE(數據庫)是我國圖書館

領域RFID技術的第二個重點研究區域，專利申請總量為248件，其涉及的子區域主要包括：Management Module(管理模塊)、Processing Module(流程處理模塊)、Radio-frequency Identification(RFID)等。在我國圖書館RFID技術數據庫領域表現比較優秀的申請人主要是3M company(3M公司)和Shanghai Rfid System Technology Co Ltd(上海阿法迪智能標簽有限公司)。Electronic Tag(電子標簽)是我國圖書館領域RFID技術應用的第三大熱點區域，專利申請總量為199件，其涉及的子區域主要包括：Radio-frequency Identification(RFID)、Management Module(管理模塊)、Electronic label(電子標簽)、Intelligent book(智能圖書)等。在此領域表現較為活躍的申請人主要有3M company(3M公司)和 Nanjing University(南京大學)。

由以上分析和表3可知，電子標簽、智能圖書、圖書借閱與歸還及圖書館管理等技術領域聚集了較多的圖書館RFID技術專利的申請，說明隨著物聯網技術的發展，作為其核心及基礎的RFID技術，已經較為成熟地運用于圖書館領域。

五、研究結論：中國智慧圖書館建設的技術創新策略

(一)中國智慧圖書館建設的技術創新主體特征。在我國圖書館RFID技術領域，與高校、科研院所及個人的創新能力相比，企業具有較強的創新能力。現有研究表明，不同的創新主體，其申請專利的動機各不相同。企業進行專利申請的目的主要是專利能夠讓企業在激烈的市場競爭中占據有利的技術競爭位置，尤其對中小型企業而言，高質量的專利足以令其在市場中立于不敗之地。同時一個企業在特定技術領域擁有的專利數量，也是企業技術實力的重要體現，更是一種重要的無形資產。相比之下，在過去很長一段時間，高校和科研院所作為申請人進行專利申請的主要動機是為了課題結項、職稱評審等非技術需求。而個人作為專利申請主體，大多基于興趣愛好或者升職求學的需要。因此，我國圖書館RFID技術領域的專利活動以企業類申請人為主要創新主體，有利于提高智慧圖書館建設中技術創新和專利申請的質量，有利于提高我國智慧圖書館相關專利技術的法律穩定性，同時也有利于活躍智慧圖書館領域的專利技術市場。

(二)中國智慧圖書館建設過程中的技術創新路徑。我國圖書館RFID技術領域的創新和專利活動以分散的個體特征為主，相關主體之間的合作和聯系較弱，尤其是企業和高校、研究院所的合作薄弱，兩者的合作專利僅有15項，占合作申請專利總量的15%，說明圖書館RFID技術領域的 “產、學、研”結合的創新體系尚不成熟。隨著經濟全球化，企業技術創新活動面對的技術問題越來越復雜，技術的綜合性與集群性越來越強，即使技術實力雄厚的大企業也會面臨技術資源短缺的問題，依靠單個企業自身能力取得技術進展越來越難。因此，以分工合作的方式進行重要的技術創新，通過外部技術資源的內部化，實現資源共享和優勢互補，成為新形勢下企業技術創新的重要戰略選擇[22]。因此，我國在智慧圖書館建設進程中，一方面需要不斷地提高自主創新能力，另一方面，除了加強與有關圖書館機構進行的溝通銜接，了解智慧圖書館建設過程中的技術需求以外，也應當充分利用高校及科研院所擁有的強大且優質的創新資源，以提高技術創新的質量和效率。

(三)中國智慧圖書館建設中應充分利用科研院所的專利技術。實踐表明，包括高校在內的科研院所是智慧圖書館建設的主要陣地。本文專利競爭者氣泡圖顯示，我國高校(南京大學和北京理工大學等)是圖書館RFID技術領域的主要專利申請主體，擁有較多的專利技術，但是，受到單位性質的限制，這些專利技術在智慧圖書館建設中發揮的作用非常有限。為此，高校等科研院所應充分利用當前國家積極推進科技成果轉化的政策，克服自身專利技術成果自身不實施的困境，積極開展科技成果轉化，以發揮高校和科研院所既是智慧圖書館的主要建設者，又是主要應用者的優勢。

(四)中國智慧圖書館建設的技術需求和技術應用方向。從專利CPC變化趨勢可以發現，RFID技術在我國智慧圖書館建設中的應用已由最初的書籍分類、資料檢索、圖書查找發展到如今的智能圖書館、24H無人圖書館、智能書架、圖書館門禁、人流量統計等。隨著智慧地球、智慧城市、智慧校園等智慧概念的不斷深化，這些技術將為我國智慧圖書館建設提供必不可少的技術支撐，基于這些技術的應用將成為我國智慧圖書館的重要發展方向。