基于專利地圖的道路交通領域BIM技術預測研究

王忠偉 楊志華 龔加有

關鍵詞 道路交通;BIM;技術生命周期;技術功效矩陣;技術預測

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0020-03

0 引言

BIM技術自誕生以來在土木建筑行業飛速發展，近年來在道路交通領域也逐步得到廣泛應用[1]，特別是在交通運輸部、建設部制定相關政策的支持下，各類公路交通建設主體積極投入研究，擴大BIM技術的應用范圍，取得了許多突破性的進展。然而，由于BIM技術在公路領域仍屬于新鮮事物[2]，如何充分發揮BIM技術在公路行業的價值仍處于不斷探索過程當中。圍繞BIM技術的基礎性研究狀況[3]，國內外學者已經開展了許多綜述性研究，而從技術角度的總結展望性研究，目前仍較為缺乏。為進一步提高公路行業BIM技術創新效率，有必要全面總結目前該領域技術研發狀況，并對今后的技術發展方向進行展望與預測[4]。

專利文件是目前最主要的技術文獻，專利文件承載了不同領域80%以上的新技術信息[5]，通過專利文獻分析可以全面掌握不同專利技術領域的發展狀況，并可較好地預見下階段的技術發展方向[6]。基于此，研究擬采集專利技術數據樣本，通過專利分析，對公路BIM技術的研究現狀進行全面總結，并對下階段的技術發展方向進行預測，為該領域的技術研發提供參考。

1 數據來源與分析方法

1.1 專利數據來源

IncoPat專利數據庫收錄了全球超過120個國家（地區）1.5億余件專利，實現了將全球頂尖的專利數據深度整合，能夠為技術研發人員提供最新技術情報?；趇ncoPat專利數據庫進行專利數據檢索，檢索時間段設為：2000年1月—2020年12月，檢索專利類型包括“發明申請”與“實用新型”。通過多次試檢索，最終確定檢索式為“TI=（建筑信息模型OR BIM）AND TI=（公路 OR 道路 OR 鐵路）”。采用上述檢索式進行檢索，在剔出不相關信息后共得到199條專利信息，包括中國專利191條，韓國、美國等國家專利共8條有效專利信息，作為研究的基礎數據源。

1.2 專利數據分析方法

采用專利地圖方法進行研究，主要研究包括：基于專利數據樣本，從專利時間、技術生命周期、不同技術持有人的研發趨勢等方面進行分析，揭示該領域技術發展狀況;數據采集及處理：采用數據庫檢索和人工排查相結合的方式進行數據采集與數據清洗，并運用文本分析進行數據預處理;基于IPC分類進行專利技術功效矩陣分析，并對不同類別技術進行技術生命周期分析，綜合提出技術進化方向。

2 道路交通領域BIM技術專利地圖分析

2.1 專利時間與專利持有人分析

2.1.1 專利時間分析

如圖1所示，道路交通領域BIM技術的專利數量總體偏少，2010年開始有了第一件與公路BIM相關的專利，之后4年都沒有相關專利申請，自2015年開始專利申請量持續增長，2015年的專利申請量為5項，至2020年專利申請量增長到了68項。說明BIM技術在公路領域的應用目前仍處于發展早期階段，近幾年來增長速度顯著加快，預計未來幾年將進入快速發展階段。

專利持有人地域分析結果見表1所示，道路交通領域BIM技術申請人主要來自我國9個省市，其中北京市持有的專利數量最多達27項，其次是江蘇省持有22項專利，第三是陜西省持有相關專利14項。其他持有專利較多的省份還包括：河南、四川、安徽、湖北、廣東、山東。由此可見，參與道路交通領域BIM技術研發的單位主要集中在少數省市，相關技術尚未在全國范圍內引起重視，下階段還有較大的發展潛力。專利持有人類型分析情況見圖2所示，78.39%的專利持有人為企業，13.07%的專利持有人為大專院校，個人專利持有比率占6.09%，科研單位的持有比率占1.51%。由此可見，道路交通領域BIM技術研發的主力是企業，高校與科研院所也發揮了一定的作用。

2.2.1 技術生命周期分析

道路交通領域BIM技術生命周期如圖3所示，由圖可知，道路交通領域BIM技術目前正處于穩定的增長階段，在未來數年還具有很大的發展潛力。

2.2.2 專利工效矩陣分析

專利工效矩陣分析見圖4所示，該領域的技術研發主要集中在數據處理領域，技術研發的目的主要集中于提高工程建設的效率。而數據處理系統、圖像數據處理也是比較熱門的技術研發方向，這兩個技術研發方向同樣以提高工程建設效率為導向，而提高準確性、提高施工質量同樣也是重要的研發方向。

2.2.3 技術申請趨勢分析

技術申請趨勢分析如圖5所示，數據處理技術、數據處理系統、圖像數據處理這三個領域的技術研發都呈現出顯著的快速增長趨勢，表明在道路交通BIM技術領域，目前技術研發的熱點主要發生在數據處理技術與數據處理系統領域，且在今后數年內仍然是研究的主要熱點。

該文以incoPat專利數據庫的專利數據為基礎，通過專利地圖的一系列分析，對我國道路交通領域BIM技術的發展現狀與技術發展方向進行了深入研究，基于專利地圖的分析主要得出以下三方面的研究結論：

（1）我國道路交通領域BIM技術研發正處于快速發展階段，未來數年內我國道路交通BIM技術將迎來一個快速發展期。

（2）我國道路交通領域BIM技術的研發目前仍然集中在少數省市、少數企業，尚未進入全面發展階段，而相關技術研發的主體以企業為主，高校、科研院所的積極性尚未充分調動起來。

（3）道路交通領域BIM技術的研發熱點主要集中在數據處理技術、數據處理系統、圖像數據處理三個領域，這三個領域的研發工作在未來具有很大的發展潛力，是道路交通領域BIM技術取得突破的關鍵所在。

參考文獻

[1]錢楓. 橋梁工程BIM技術應用研究[J]. 鐵道標準設計， 2015（12）： 50-52.

[2]劉占省， 李斌， 王楊， 等. BIM技術在多哈大橋施工管理中的應用[J]. 施工技術， 2015（12）： 76-80.

[3]王麗園， 陳楚江， 余飛. 基于BIM的公路勘察設計與實踐[J]. 中外公路， 2016（3）： 342-346.

[4]程海根， 沈長江. BIM技術在橋梁工程中的應用研究綜述[J]. 土木建筑工程信息技術， 2017（5）： 103-109.

[5]張嫻， 高利丹， 唐川， 等. 專利地圖分析方法及應用研究[J]. 情報雜志， 2007（11）： 22-25.

[6]吳新銀. 專利地圖在企業專利戰略中的應用研究[D]. 武漢：華中科技大學， 2004.

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