尾氣凈化領域專利分析及創新態勢研究

摘 要：本文采用全球技術信息及運營平臺（IncoPat）作為此次專利分析的底層數據，選擇2001年1月1日—2020年12月31日（專利公開日期）期間的5 589條專利數據，采用聚類分析和布拉德福定律進行分析，得出我國尾氣凈化領域相關專利申請趨勢可分為萌芽期、增長期、穩定發展期3個階段。該領域專利申請數量與當地GDP總量有緊密的聯系，核心區專利也分布在GDP總量排名靠前地區。

關鍵詞：尾氣凈化；專利分析；競爭情報；核心競爭力；發展趨勢

中圖分類號：G306

1 引言

中國經濟的高速發展給生態環境帶來的壓力越來越大，對環保的需求越來越迫切。蘭州作為我國重要的工業城市，大氣污染治理是蘭州市一項刻不容緩的工作。蘭州屬于盆地型城市，市區及周邊地區植被稀疏，地表揚塵極易增加顆粒物濃度。城市現代化的快速發展，也加快了基建工地揚塵和汽車尾氣等問題。近年來，蘭州市采取了一系列大氣污染治理措施，包括機動車限行、灑水車抑塵等，大氣顆粒物濃度等得到了有效的治理。但截至2020年底，PM10仍未達到國家二級標準，環保問題已成為制約蘭州經濟可持續發展的主要因素，新型環保技術、設備的研發已經勢在必行[1]。

目前，通過文獻分析方法了解某一學科領域的現狀、發展趨勢、技術難點和熱點，已成為科研工作者首選的方法。專利作為一種特殊的文獻，在一定方面能夠反映出學科領域的技術創新能力和研發水平。近年來，利用專利數據分析各個行業或領域的評價或決策被學者們逐漸推崇[2]。本文從專利的視角出發，通過對我國尾氣凈化領域專利發展趨勢、重點技術領域、地域分布、競爭機構等方面的相關信息進行分析，可較好地了解和把握未來該技術領域內存潛在的機會[3]。

2 研究對象和方法

根據本次研究目的需要，專利文獻數據主要采用全球技術信息及運營平臺（IncoPat）作為此次專利分析數據庫的數據來源。按照尾氣凈化領域所涉及的技術要點及產業特點，以技術領域為主題選擇檢索詞，檢索專利涵蓋了公開日或公告日在2020年12月31日之前的相關中國專利。由于專利申請的過程中有18個月的公開期，所以此次研究不涉及2021年和2022年的數據。

此次檢索時間選擇2001年1月1日—2020年12月31日（專利公開日期），共檢索到相關專利6 003條。利用Excel對檢索到的專利進行數據篩選，去掉不符合主題的專利并合并同族專利，最終確定5 589條專利數據組成此次尾氣凈化領域專利分析所需的專利數據庫。最后通過incoPat、Excel等工具，利用聚類分析法對相關專利進行全面的分析[4-5]。

3 我國尾氣凈化領域專利申請概況分析

3.1 我國尾氣凈化領域專利申請趨勢分析

專利申請趨勢分析是按照每年專利的申請數量進行統計分析，據此判斷該領域內專利年度的發展情況。我國近20年來，尾氣凈化領域專利申請趨勢可分為3個階段，如圖1所示。

第一階段，2001—2010年，該階段為尾氣凈化領域專利申請的萌芽期。其間，專利申請數量較少，且每年專利遞增量較小，每年保持在65件左右。

該階段，我國正式加入WTO后，有力地促進了對外開放，但在經濟發展的同時，部分高能耗、高污染產業也在將重心偏向我國，這使得我國大氣污染程度逐漸增加。《國家環境保護“十五”計劃》《兩控區酸雨和二氧化硫防治“十五”計劃》的相繼出臺，政府對大氣污染物排放總量和二氧化硫排放量有了明確的控制目標。基于以上原因，國家開始加強重污染天氣預警和檢測系統建設，有效控制重污染天氣出現頻率，各地區大氣環境綜合治理措施正式施行[6]。

第二階段，在2011—2016年，該階段為尾氣凈化領域專利申請的增長期。其間，專利數量急劇增加，年增長幅度在27%左右。

該階段，《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》（國辦發〔2010〕33號）中指出：到2015年要建立區域大氣環境保護法律法規，全面控制大氣污染物排放總量，改善區域內空氣質量。隨后，陸續出臺了《環境空氣質量標準》（GB3095-

2012）和《大氣污染防治計劃》（國發〔2013〕37），我國空氣質量管理控制目標和管理模式發生了很大改變，空氣質量顯著改善[6]。企業、高校、研究院所也將環境治理列入自己的戰略發展目標。

第三階段，在2017—2020年，該階段為尾氣凈化領域專利申請的穩定發展期。該階段專利數量較萌芽期有所增加，平均每年基本保持在600件。到2018年全國大部分地區污染程度減緩，因此該時間段專利出現了申請的穩定期。該階段專利申請出現平穩，可能是因為尾氣凈化技術進入了瓶頸區。

3.2 尾氣凈化領域專利申請人區域分布情況

專利申請區域分布在一定程度上能夠反映我國尾氣凈化領域主要技術力量的來源分布情況，因此，對專利申請區域（來源地）進行分析可以有助于我國科研人員了解該領域專利技術在區域發展的程度，同時能看出該區域對尾氣凈化領域發展的重視程度[6]，如圖2所示。

圖2可看出，尾氣凈化領域專利申請量排名前5的省份為江蘇（876件）、浙江（515件）、廣東（379件）、山東（342件）、四川（325件）。可以看出，申請量排名靠前的省份，也處于GDP總量排名前列。經濟越發達的省份相對應的污染也越嚴重，因此該地區政府對污染治理也越重視。同時，有經濟作支撐，環境治理的力度也會更大。

3.3 尾氣凈化領域專利申請人類型

如圖3所示，從我國尾氣凈化領域專利申請人類型分布可以看出，2001—2020年，職務發明專利申請占77.99 %，非職務發明專利申請占22.01%。本文研究的尾氣凈化領域職務發明專利數量比重占到5/7，表明國內尾氣凈化領域研發機構的科研水平、知識產權的重視程度都在越來越強。同時，非職務發明專利的數量高于大專院校、科研單位和機關團體，這說明我國的大專院校、科研單位及機關團體在尾氣凈化領域專注度不高，也可能是研究能力和對知識產權的保護意識不足[7]。

4 我國尾氣凈化領域核心專利研究

4.1 IPC主分類號分析研究

本文采用布拉德福定律，對檢索到我國尾氣凈化領域2001—2020年的專利進行相關技術分析，將5 589件專利所對應的276個IPC主分類號進行整理、排序。然后，按照IPC主分類號所占數量將專利文獻大致平分為3部分[8]。2001—2020年，我國尾氣凈化領域專利IPC主分類號TOP20如表1所示，可以看出，排名前1的IPC數量約占到了專利總量的1/3。從表2可以看出，3部分相對應的專利文獻數量分別為1 935件、1 810件、1 844件。

通過計算，可以得出IPC主分類號分布規律為1：3：272。同樣，其結果對比布拉德福定律關于這3個區域數量關系，核心區：相關區：非相關區專利數量呈1：n：n2的關系[9-10]。當n=3時，布拉德福定律為1：3：9， 其結果對比布拉德福定律關于這3個區域數量關系，結果與之相差較大。

從以上分布可以看出，我國尾氣凈化領域專利技術均集中在F01N3（排氣或消音裝置，它具有凈化的、使變為無毒的或其他的排氣處理裝置）。該領域研發的核心專利基本包含在F01N3所涉及的1 935件專利中。

4.2 核心區專利分析研究

4.2.1 核心區專利區域分布趨勢

從圖4可以看出，尾氣凈化領域專利申請數量和核心區專利數量排名前5的省份基本一致。

4.2.2 核心區專利申請人排名

如圖5所示，核心區專利排名前10的申請人涉及企業、高校、個人等，其中企業8家、高校1家、個人1名。

排名第一的重慶新卓匯汽車凈化器有限公司，在汽車、摩托車尾氣凈化領域布局的專利已經全部失效，且有30件專利為一案雙審專利。排名第三的吳小再，在尾氣凈化領域布局的專利也已經全部失效。

排名第二的南京依柯卡特排放技術股份有限公司，成立于2006年，主要涉及發動機排放控制裝置和汽車排放控制系統及設備的研發，該公司在尾氣凈化器領域進行了大力的布局，在該領域具有絕對優勢。所有專利處于再審或有效。

4.2.3 核心專利引證分析

專利引用次數是指已申請專利被后續專利引用的次數，通常一件專利被后續專利引用的次數越多，說明該技術越重要，技術影響越大，專利質量越好，而專利質量與專利價值和企業科技創新能力呈正相關。涉及重大創新或重大技術進步的專利，通常具有相對較高的被引用次數。專利被引用指標是客觀量化衡量專利質量的國際通用指標之一[11]。

歐美國家在專利分析研究方面，對專利引證更注重，研究得非常深入。如美國知識產權咨詢公司是國際上專利引證分析的領導者，其引證指標與分析數據常被其他機構或官方引用為正式的評估基準，頗具權威性。作者通過對核心區有效專利進行分析，按照被引證次數進行排名[12-13]，見表3。

由表3可知，煙臺華龍商用機器有限公司的專利《柴油發動機尾氣排放凈化系統》，在核心區專利是被引證次數最多的專利，說明該專利在柴油發動機尾氣凈化領域對后續的技術發展的影響較大，處于該領域的核心位置，專利比較重要。但從該公司專利進行分析，可以看出該公司持有專利數共3件，其中2件專利涉及柴油發動機尾氣排放凈化系統，無其他同族專利和衍生專利，說明該公司在該領域占有量有限，企業戰略發展能力不高。

排名第二的專利是由成武盛陽熱力有限公司持有的《一種用于凈化汽車尾氣的裝置》，被引證次數12次。說明該專利在汽車尾氣凈化裝置領域處于核心位置，對后續的技術發展影響較大。且該公司專利持有量較大，說明該公司在汽車尾氣凈化裝置領域具有核心競爭力。

5 結論

利用incoPat平臺作為此次專利分析的數據來源，采用聚類分析法和布拉德福定律，對尾氣凈化領域的專利進行分析，結論如下：

（1）我國尾氣凈化領域的發展主要在2011—2015年，該階段專利申請數增長加速，幅度在27%左右，這與《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》（國辦發〔2010〕33號）中提出，到2015年要建立區域大氣環境保護法律法規，逐步形成大氣污染聯防聯控機制，全面控制大氣污染物排放總量，改善區域內空氣質量有密切的關系。

（2）尾氣凈化領域專利申請數量排名前5的省份為江蘇、浙江、廣東、山東、四川。可以看出，申請數量與當地GDP總量有緊密的聯系， 同時有經濟作 支撐，環境治理的力度也更大，因此核心區專利也分布在上述地區。

（3）成武盛陽熱力有限公司持有的專利處于汽車尾氣凈化領域的核心位置，該公司在汽車尾氣凈化裝置領域具有核心競爭力。同時，南京依柯卡特排放技術股份有限公司在尾氣凈化器領域進行了大力的布局，在該領域具有絕對優勢。

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