智慧城市專(zhuān)利布局調(diào)查報(bào)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(jí)形態(tài)，它運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、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(duì)包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)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(zhǎng)。

　　隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，未來(lái)城市將承載越來(lái)越多的人口。目前，我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時(shí)期，部分地區(qū)城市病問(wèn)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(gè)國(guó)家和地區(qū)提上發(fā)展日程。

　　自2008年IBM在紐約召開(kāi)的外國(guó)關(guān)系理事會(huì)上提出智慧的地球這一理念以來(lái)，智慧城市的建設(shè)在國(guó)內(nèi)外許多地區(qū)已經(jīng)展開(kāi)，并取得了一系列成果，國(guó)內(nèi)的如智慧上海、智慧雙流，國(guó)外如新加坡的智慧國(guó)計(jì)劃、韓國(guó)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(zhuān)利布局概況，我們?cè)谌驅(qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)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(zhuān)利/專(zhuān)利申請(qǐng)共867件，合并后得到680組專(zhuān)利同族，其中國(guó)內(nèi)專(zhuān)利457組，國(guó)外專(zhuān)利223組，國(guó)內(nèi)專(zhuān)利數(shù)量基本為國(guó)外專(zhuān)利數(shù)量的兩倍。

　　下文將從多個(gè)角度對(duì)這些專(zhuān)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(shì)。

　　一、申請(qǐng)趨勢(shì)

　　下圖是智慧城市相關(guān)專(zhuān)利在全球范圍內(nèi)的申請(qǐng)趨勢(shì)：

　　圖1 申請(qǐng)趨勢(shì)

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

　　下圖是智慧城市相關(guān)專(zhuān)利在國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)趨勢(shì)：　

　　圖2 國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)趨勢(shì)

　　可以看出，國(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)較早，且量始終在十組上下，直到2015年躍至108組;國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)始于2008年，當(dāng)年只有1件(專(zhuān)利號(hào)CN200820101052.8，申請(qǐng)人福建先創(chuàng)電子有限公司，內(nèi)容涉及智能城市無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享系統(tǒng)，該專(zhuān)利已由于未繳年費(fèi)而失效)，持續(xù)申請(qǐng)始于2010年，雖比國(guó)外晚，但發(fā)展較快，尤其近幾年的年申請(qǐng)量均大于國(guó)外申請(qǐng)量。進(jìn)一步進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)國(guó)外專(zhuān)利基本都是發(fā)明，只有1組韓國(guó)實(shí)用新型，而國(guó)內(nèi)專(zhuān)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(zhuān)利在各個(gè)國(guó)家或地區(qū)的分布以及申請(qǐng)趨勢(shì)，可以明顯看出中國(guó)近幾年在智慧城市方面的大力布局;另外韓國(guó)在該方面專(zhuān)利布局較早，但量始終不多;美國(guó)與中國(guó)的布局節(jié)奏相近，但從數(shù)量上來(lái)看，申請(qǐng)力度不及中國(guó);其他國(guó)家僅有少量布局，例如德國(guó)、印度、日本、新加坡等。同時(shí)，2015年P(guān)CT申請(qǐng)?jiān)黾又?3組，可見(jiàn)各申請(qǐng)人在智慧城市方面，采用PCT申請(qǐng)進(jìn)行海外布局也是比較常用的手段。

　　圖3 各個(gè)國(guó)家分布及申請(qǐng)趨勢(shì)

　　二、申請(qǐng)人概況

　　下圖是智慧城市相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)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(shì)，結(jié)合前文分析結(jié)果可知，三星電子的布局主要在美國(guó)和歐洲，在其本國(guó)僅有少量布局;其他申請(qǐng)人數(shù)量差距不明顯，例如排名第二的申請(qǐng)人成都秦川科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)秦川科技)有19組，其是專(zhuān)業(yè)從事燃?xì)獗碓O(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)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(guó)電信，是韓國(guó)一家有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)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(guó)本地電話(huà)和高速互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最大市場(chǎng)份額。另外IBM公司(INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION)有6組，布局地均在美國(guó)。

　　圖4 申請(qǐng)人排名

　　下圖是智慧城市相關(guān)專(zhuān)利排名靠前的申請(qǐng)人在近幾年的申請(qǐng)情況，可以看出三星電子的申請(qǐng)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(zhuān)利均申請(qǐng)于2016年3月26日，且均為發(fā)明;KT公司申請(qǐng)較早，始于2006年，但2011年之后無(wú)申請(qǐng);IBM公司不急不躁，申請(qǐng)節(jié)奏緩慢且平穩(wěn)。

　　圖5 申請(qǐng)人申請(qǐng)趨勢(shì)

　　三、技術(shù)聚焦

　　3.1 IPC分類(lèi)

　　下圖是智慧城市相關(guān)專(zhuān)利的IPC統(tǒng)計(jì)分析，可以大致看出相關(guān)專(zhuān)利的布局方向，其中，大部分專(zhuān)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(zhuān)門(mén)適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測(cè)目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q);另外還有少量專(zhuān)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(zhuān)利IPC分布

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

　　圖7 國(guó)外申請(qǐng)人相關(guān)專(zhuān)利IPC分布

　　通過(guò)對(duì)上面圖6和圖7的比較，可以發(fā)現(xiàn)出，國(guó)外申請(qǐng)人的專(zhuān)利布局側(cè)重點(diǎn)在無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)(H04W)，其中主要是專(zhuān)門(mén)適用于無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(zhuān)利涉及專(zhuān)門(mén)適用于特定經(jīng)營(yíng)部門(mén)的系統(tǒng)或方法，例如公用事業(yè)或旅游(G06Q50)等方面;而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)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(zhuān)門(mén)適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測(cè)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(lèi)

　　針對(duì)IPC分布圖中每個(gè)IPC分類(lèi)下的所有專(zhuān)利的文本內(nèi)容進(jìn)行組織和導(dǎo)航，繪制文本聚類(lèi)圖，以了解相關(guān)專(zhuān)利的文本聚類(lèi)方向，從而了解申請(qǐng)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(lèi)

　　上圖可以看出，智慧城市相關(guān)專(zhuān)利內(nèi)容聚焦于多個(gè)方向，從技術(shù)角度看，較多聚集于無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)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(chē)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(duì)每個(gè)技術(shù)聚類(lèi)的相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行二次聚類(lèi)，并整理成表格，如下所示：

　　表1 二次聚類(lèi)

　　根據(jù)上表中的分點(diǎn)地圖可以看出，

　　①?gòu)募夹g(shù)角度

　　無(wú)線(xiàn)通信相關(guān)專(zhuān)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(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信、身份驗(yàn)證、云服務(wù)等;

　　信息監(jiān)控/安全相關(guān)專(zhuān)利較多涉及定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)程、診斷、無(wú)線(xiàn)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(zhuān)利較多涉及三維、模型構(gòu)建、用戶(hù)界面、識(shí)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(zhuān)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(zhuān)利較多涉及交通信號(hào)、混合動(dòng)力汽車(chē)、城市公交、交叉路口、立交橋、軌道交通、搜索、站牌、停車(chē)場(chǎng)、護(hù)欄、消防等等;

　　城市照明相關(guān)專(zhuān)利較多涉及太陽(yáng)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(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，智慧城市相關(guān)專(zhuān)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(zhuān)利的大力布局階段，其中以三星電子尤其突出，國(guó)內(nèi)也有大量公司進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā);目前國(guó)內(nèi)專(zhuān)利中，實(shí)用新型約占比1/3;申請(qǐng)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(lái)看，智慧城市相關(guān)專(zhuān)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(zhuān)門(mén)適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測(cè)目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法(G06Q)。具體來(lái)說(shuō)，從技術(shù)角度，較多聚集于無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)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(hù)界面、識(shí)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(dòng)力汽車(chē)、停車(chē)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(guó)內(nèi)、外申請(qǐng)人的申請(qǐng)側(cè)重點(diǎn)有所不同，國(guó)外申請(qǐng)人的專(zhuān)利布局側(cè)重點(diǎn)在于智慧城市技術(shù)本身，主要是無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，例如專(zhuān)門(mén)適用于無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)或設(shè)施、本地資源管理的無(wú)線(xiàn)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(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在布局時(shí)對(duì)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(zhuān)門(mén)適用于行政、商業(yè)、金融、管理、監(jiān)督或預(yù)測(cè)目的的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或方法等方面。

　　國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)智慧城市的熱衷度正空前高漲，各申請(qǐng)主體對(duì)智慧城市技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)正大力加強(qiáng)，無(wú)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(guó)家政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，我國(guó)的智慧城市進(jìn)入了新的發(fā)展階段，在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，存在著諸多機(jī)遇同時(shí)也面臨著很多挑戰(zhàn)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的形成尚需較長(zhǎng)時(shí)間的探索。面對(duì)這個(gè)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(zhuān)利制度保護(hù)自己的創(chuàng)新成果，同時(shí)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(guó)家出謀劃策，以助力我國(guó)智慧城市的更快更好實(shí)現(xiàn)。