智慧城市專利布局調(diào)查報告

　　智慧城市是繼數(shù)字城市之后，信息化城市發(fā)展的高級形態(tài)，它運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長。

　　隨著人類社會的不斷發(fā)展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時期，部分地區(qū)城市病問題日益嚴(yán)峻。為解決城市發(fā)展難題，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)智慧城市已被多個國家和地區(qū)提上發(fā)展日程。

　　自2008年IBM在紐約召開的外國關(guān)系理事會上提出智慧的地球這一理念以來，智慧城市的建設(shè)在國內(nèi)外許多地區(qū)已經(jīng)展開，并取得了一系列成果，國內(nèi)的如智慧上海、智慧雙流，國外如新加坡的智慧國計(jì)劃、韓國的U-City計(jì)劃等。

　　為了解目前全球范圍內(nèi)關(guān)于智慧城市的專利布局概況，我們在全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫中進(jìn)行了檢索，截至2016年11月21日，全球范圍內(nèi)共有與智慧城市主題相關(guān)的專利/專利申請共867件，合并后得到680組專利同族，其中國內(nèi)專利457組，國外專利223組，國內(nèi)專利數(shù)量基本為國外專利數(shù)量的兩倍。

　　下文將從多個角度對這些專利族的布局狀況進(jìn)行解析，以了解智慧城市相關(guān)技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢。

　　一、申請趨勢

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利在全球范圍內(nèi)的申請趨勢：

　　圖1 申請趨勢

　　上圖可以看出，智慧城市相關(guān)專利的申請始于2006年，之后的五六年間始終保持著比較平緩的趨勢，每年約有十來組申請，至2013年出現(xiàn)陡增，年申請量為68組，2015年突飛至269組。由于專利公開通常有一段時間的延遲，因此2015年的實(shí)際申請數(shù)量將會多于圖示數(shù)據(jù)。從2016年目前已公開的173組可以預(yù)計(jì)，今年的申請量將仍會大于去年。

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利在國內(nèi)外的申請趨勢：　

　　圖2 國內(nèi)外申請趨勢

　　可以看出，國外專利申請較早，且量始終在十組上下，直到2015年躍至108組;國內(nèi)專利申請始于2008年，當(dāng)年只有1件(專利號CN200820101052.8，申請人福建先創(chuàng)電子有限公司，內(nèi)容涉及智能城市無線網(wǎng)絡(luò)資源共享系統(tǒng)，該專利已由于未繳年費(fèi)而失效)，持續(xù)申請始于2010年，雖比國外晚，但發(fā)展較快，尤其近幾年的年申請量均大于國外申請量。進(jìn)一步進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)國外專利基本都是發(fā)明，只有1組韓國實(shí)用新型，而國內(nèi)專利中，發(fā)明有316組，實(shí)用新型有131組，實(shí)用新型數(shù)量約為發(fā)明數(shù)量的一半。

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利在各個國家或地區(qū)的分布以及申請趨勢，可以明顯看出中國近幾年在智慧城市方面的大力布局;另外韓國在該方面專利布局較早，但量始終不多;美國與中國的布局節(jié)奏相近，但從數(shù)量上來看，申請力度不及中國;其他國家僅有少量布局，例如德國、印度、日本、新加坡等。同時，2015年P(guān)CT申請?jiān)黾又?3組，可見各申請人在智慧城市方面，采用PCT申請進(jìn)行海外布局也是比較常用的手段。

　　圖3 各個國家分布及申請趨勢

　　二、申請人概況

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利的申請人排名，可以看出三星電子(SAMSUNG ELECTRONICS CO.， LTD.)在這方面的毋庸置疑的優(yōu)勢，結(jié)合前文分析結(jié)果可知，三星電子的布局主要在美國和歐洲，在其本國僅有少量布局;其他申請人數(shù)量差距不明顯，例如排名第二的申請人成都秦川科技發(fā)展有限公司(以下簡稱秦川科技)有19組，其是專業(yè)從事燃?xì)獗碓O(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售的高科技企業(yè)，KT公司(KT CORPORATION)位居第三，為16組，其前身為韓國電信，是韓國一家有線/無線綜合通信服務(wù)提供商，側(cè)重于信息和通信業(yè)務(wù)，占有韓國本地電話和高速互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最大市場份額。另外IBM公司(INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION)有6組，布局地均在美國。

　　圖4 申請人排名

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利排名靠前的申請人在近幾年的申請情況，可以看出三星電子的申請基本都在去年和今年，其目前正處于大力布局期;秦川科技的19組專利均申請于2016年3月26日，且均為發(fā)明;KT公司申請較早，始于2006年，但2011年之后無申請;IBM公司不急不躁，申請節(jié)奏緩慢且平穩(wěn)。

　　圖5 申請人申請趨勢

　　三、技術(shù)聚焦

　　3.1 IPC分類

　　下圖是智慧城市相關(guān)專利的IPC統(tǒng)計(jì)分析，可以大致看出相關(guān)專利的布局方向，其中，大部分專利與電通信技術(shù)(H04)相關(guān)，尤其是數(shù)字信息的傳輸(H04 L)方面;其次較多涉及物理計(jì)算、推算、計(jì)數(shù)(G06)，尤其是專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q);另外還有少量專利涉及照明裝置或其系統(tǒng)的功能特征或零部件、照明裝置和其他物品的結(jié)構(gòu)組合物(F21V)等。具體分布數(shù)量及IPC含義如下圖所示：

　　圖6 相關(guān)專利IPC分布

　　在進(jìn)行專利布局時，由于多種原因，使得國內(nèi)申請人和國外申請人通常側(cè)重點(diǎn)有所不同，下圖是國外申請人關(guān)于智慧城市相關(guān)專利的IPC統(tǒng)計(jì)分析：

　　圖7 國外申請人相關(guān)專利IPC分布

　　通過對上面圖6和圖7的比較，可以發(fā)現(xiàn)出，國外申請人的專利布局側(cè)重點(diǎn)在無線通信網(wǎng)絡(luò)(H04W)，其中主要是專門適用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)或設(shè)施(H04W4/00)、本地資源管理的無線資源分配(H04W72/04)、連接管理的連接建立(H04W76/02)、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量或資源管理的業(yè)務(wù)量管理(H04W28/02)等，也有為數(shù)不多的一些專利涉及專門適用于特定經(jīng)營部門的系統(tǒng)或方法，例如公用事業(yè)或旅游(G06Q50)等方面;而國內(nèi)申請人的布局側(cè)重點(diǎn)在數(shù)字信息傳輸?shù)膫鬏斂刂埔?guī)程(H04L29/08)、以協(xié)議為特征的數(shù)字信息傳輸(H04L29/06)，以及專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q)等方面。

　　3.2 文本聚類

　　針對IPC分布圖中每個IPC分類下的所有專利的文本內(nèi)容進(jìn)行組織和導(dǎo)航，繪制文本聚類圖，以了解相關(guān)專利的文本聚類方向，從而了解申請人保護(hù)較多的技術(shù)聚焦方向，如下圖所示：

　　圖8 文本聚類

　　上圖可以看出，智慧城市相關(guān)專利內(nèi)容聚焦于多個方向，從技術(shù)角度看，較多聚集于無線通信、移動通信、傳輸、安全、監(jiān)控、終端、數(shù)據(jù)、模型、控制系統(tǒng)、設(shè)備等方面;從應(yīng)用方面看，較多聚集于智能水表、城市交通、停車管理、城市照明、綠化、溫度監(jiān)控等市政企劃管理等方面。具體地，對每個技術(shù)聚類的相關(guān)專利進(jìn)行二次聚類，并整理成表格，如下所示：

　　表1 二次聚類

　　根據(jù)上表中的分點(diǎn)地圖可以看出，

　　①從技術(shù)角度

　　無線通信相關(guān)專利較多涉及服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、基站、空間多路復(fù)用、信道狀態(tài)、擁塞控制、無線局域網(wǎng)、無線通信、身份驗(yàn)證、云服務(wù)等;

　　信息監(jiān)控/安全相關(guān)專利較多涉及定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)程、診斷、無線通信、全方位、管理系統(tǒng)、傳感器信息等;

　　數(shù)據(jù)模型相關(guān)專利較多涉及三維、模型構(gòu)建、用戶界面、識別方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、可視化等;

　?、趶膽?yīng)用角度

　　信息監(jiān)控/管理相關(guān)專利還較多涉及暖通空調(diào)、水力發(fā)電、電能表、城市照明、物聯(lián)網(wǎng)、排澇、指揮，以及生物特征信息、身份驗(yàn)證等;

　　城市交通相關(guān)專利較多涉及交通信號、混合動力汽車、城市公交、交叉路口、立交橋、軌道交通、搜索、站牌、停車場、護(hù)欄、消防等等;

　　城市照明相關(guān)專利較多涉及太陽能、單燈、矩陣、物聯(lián)網(wǎng)、斷路器、電子、管理系統(tǒng)、控制等等。

　　四、總結(jié)

　　根據(jù)前文分析結(jié)果可以看出，無論是國外還是國內(nèi)，智慧城市相關(guān)專利在近兩年間均如雨后春筍般大量涌現(xiàn)，當(dāng)前正處于智慧城市技術(shù)相關(guān)專利的大力布局階段，其中以三星電子尤其突出，國內(nèi)也有大量公司進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā);目前國內(nèi)專利中，實(shí)用新型約占比1/3;申請人采用PCT手段進(jìn)行海外布局也是比較常用的方式。

　　總體來看，智慧城市相關(guān)專利布局大多集中于電通信技術(shù)(H04)尤其是數(shù)字信息的傳輸(H04 L)，以及物理計(jì)算、推算、計(jì)數(shù)(G06)尤其是專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q)。具體來說，從技術(shù)角度，較多聚集于無線通信、移動通信、傳輸、安全、擁塞控制、監(jiān)控、定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)程、診斷、控制系統(tǒng)、基站、終端、設(shè)備、身份驗(yàn)證、云服務(wù)，以及數(shù)據(jù)模型、用戶界面、識別方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等;從應(yīng)用角度，較多聚集于智能水表、暖通空調(diào)、水力發(fā)電、城市交通、混合動力汽車、停車管理、城市照明、綠化、溫度監(jiān)控、排澇、指揮等市政企劃管理等方面。

　　國內(nèi)、外申請人的申請側(cè)重點(diǎn)有所不同，國外申請人的專利布局側(cè)重點(diǎn)在于智慧城市技術(shù)本身，主要是無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如專門適用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)或設(shè)施、本地資源管理的無線資源分配、連接管理的連接建立、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量或資源管理的業(yè)務(wù)量管理等;而國內(nèi)申請人在布局時對技術(shù)本身和技術(shù)應(yīng)用并重，側(cè)重點(diǎn)在于數(shù)字信息傳輸?shù)膫鬏斂刂埔?guī)程、以協(xié)議為特征的數(shù)字信息傳輸，以及專門適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法等方面。

　　國內(nèi)企業(yè)對智慧城市的熱衷度正空前高漲，各申請主體對智慧城市技術(shù)的專利申請正大力加強(qiáng)，無論是從技術(shù)方面還是應(yīng)用方面，涉及內(nèi)容都非常全面和寬廣，涵蓋了從數(shù)據(jù)模型到通信網(wǎng)絡(luò)再到云服務(wù)、從智能家庭到市政企劃的方方面面。在國家政策的強(qiáng)力推動下，我國的智慧城市進(jìn)入了新的發(fā)展階段，在這個發(fā)展過程中，存在著諸多機(jī)遇同時也面臨著很多挑戰(zhàn)，整個產(chǎn)業(yè)鏈的形成尚需較長時間的探索。面對這個有利契機(jī)，神州數(shù)碼更需重視自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，并注重利用專利制度保護(hù)自己的創(chuàng)新成果，同時運(yùn)用先進(jìn)理念和先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合本土，為智慧城市標(biāo)準(zhǔn)的建立為國家出謀劃策，以助力我國智慧城市的更快更好實(shí)現(xiàn)。