丁禮謙 ，張建輝，楊 萌，趙芮凱，王學(xué)瑞，劉桔森

（1.河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300130；2.河北工業(yè)大學(xué)國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心，天津 300130；3.中國船舶重工集團(tuán)公司第七零一研究所,湖北武漢 430061）

隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng)等新技術(shù)的興起，推動了船舶向智能化方向發(fā)展，并受到世界各國的廣泛關(guān)注。船舶已經(jīng)開始逐漸由單一的自動化控制系統(tǒng)向多功能綜合系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變[1]。關(guān)于智能船舶的概念，各國研究機(jī)構(gòu)和造船企業(yè)都進(jìn)行了大量的研究，并給出了自己的定義[2]。雖然各國對智能船舶的定義存在不同的見解，但其本質(zhì)內(nèi)容都是將現(xiàn)代信息技術(shù)與船舶相結(jié)合，使其朝著更加智能化的方向發(fā)展。歐洲對于智能船舶研究較早，早些年前，英國著名的羅爾斯·羅伊斯公司已經(jīng)開始對無人貨船投入研發(fā)，預(yù)計(jì)在不久的將來會有首艘無人駕駛貨船出現(xiàn)在人們的視線中[3]。與無人駕駛汽車相似，船舶無人駕駛必將成為現(xiàn)實(shí)。考慮到船舶無人駕駛是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，其中一些關(guān)鍵技術(shù)還有待于突破[4]。與國外相比，國內(nèi)對于智能船舶的研發(fā)與應(yīng)用都處于較初級的水平，但是國內(nèi)對于智能船舶的研究從未間斷[5]。2019年6月22日，由大連船舶重工集團(tuán)有限公司研究設(shè)計(jì)的全球首艘大型智能郵輪“凱征”號正式交付用戶，這對于中國智能船舶的發(fā)展具有極大的意義[6]。

中國船級社于2015 年發(fā)布，2016年3月生效的《智能船舶規(guī)范》將智能船舶的功能主要分為智能航行、智能船體、智能機(jī)艙、智能能效管理、智能貨物管理和智能集成平臺[7]。為了實(shí)現(xiàn)以上智能船舶的功能，世界各國正在研究與之相關(guān)的通信導(dǎo)航、智能運(yùn)動控制、自動靠泊、自動避碰、多傳感器信息融合、航線規(guī)劃等相關(guān)配套技術(shù)。

智能艦船具有很好的應(yīng)用需求和發(fā)展前景，國外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛投入了大量人力、物力、財(cái)力對智能船舶技術(shù)進(jìn)行研究，特別是日本、韓國、歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)，并且對智能船舶技術(shù)進(jìn)行了大量的專利布局。由于理論和技術(shù)水平、認(rèn)知水平的差距，我國對智能船舶技術(shù)的研究起步比較晚，投入少，相比于這些國家和地區(qū)，我國已經(jīng)處于落后位置。因此，研究全球智能船舶技術(shù)專利的發(fā)展動態(tài)以及重點(diǎn)船舶研發(fā)企業(yè)的專利布局態(tài)勢是非常必要的。一方面可以積極響應(yīng)國家關(guān)于“加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)建設(shè)”的號召,另一方面對我國船舶研究機(jī)構(gòu)具有一定的借鑒意義。

1 國內(nèi)外研究及評述

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，國際間的競爭日趨激烈。研究表明，競爭的實(shí)質(zhì)歸根結(jié)底是知識產(chǎn)權(quán)的競爭[8]。專利文獻(xiàn)作為知識產(chǎn)權(quán)最重要的一種形式，它被用來衡量一個(gè)國家知識創(chuàng)新的重要指標(biāo)[9]。據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計(jì)，每年有大量的科技成果以專利的形式公布于世。專利是一種可以從側(cè)面反映出一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的情報(bào)文獻(xiàn)[10]。專利情報(bào)分析就是將專利文獻(xiàn)中大量雜亂無章的信息加以整合，并利用一定的技術(shù)手段使這些信息變成具有預(yù)測功能的一項(xiàng)工作[11]。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策層面，專利情報(bào)分析能快速從大量專利信息中獲取專利布局態(tài)勢以及判斷競爭對手的產(chǎn)業(yè)發(fā)展動向[12]。于企業(yè)而言，專利情報(bào)分析是保障他們在競爭中獲取勝利最有效的手段，對企業(yè)開發(fā)新技術(shù)具有指導(dǎo)性的意義[13]。

國內(nèi)外關(guān)于智能船舶技術(shù)的研究從未間斷。在智能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，柳晨光等[4]從智能化特征方面介紹了智能船舶，并從智能航行和智能化管理兩方面分析了船舶智能化發(fā)展現(xiàn)狀。劉徽等[5]將國內(nèi)外智能船舶發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了對比分析，并對我國智能船舶的發(fā)展提出了建議。梁云芳等人[1]不僅研究了國內(nèi)外智能船廠的發(fā)展現(xiàn)狀，而且總結(jié)了智能船舶相關(guān)技術(shù)。在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域范新剛等[14]運(yùn)用船舶多源信息融合技術(shù)，提高了船舶在海上航行時(shí)的精準(zhǔn)度與可靠度。周劍敏等人[15]基于船舶自動識別系統(tǒng)而開發(fā)出智能船舶動態(tài)視頻監(jiān)測系統(tǒng)。Mingkui Feng等[16]提出了一種船舶智能防撞方案。劉勇等[17]將數(shù)字信號處理器、信號處理電路、FPGA傳感器相結(jié)合，最終成功的設(shè)計(jì)了智能船舶隔振系統(tǒng)。王宏智等[18]將智能監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到智能機(jī)艙領(lǐng)域中，研究出智能機(jī)艙系統(tǒng)。楊令省[19]對船舶航線規(guī)劃中精確算法進(jìn)行了深入的研究。國外關(guān)于智能船舶的研究主要集中在日本、韓國、歐洲。其中日本在智能船舶方面比較注重通信導(dǎo)航技術(shù)的研究。韓國研究的重點(diǎn)主要是智能船舶系統(tǒng)的應(yīng)用[20]。歐洲則集多技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)出了內(nèi)河航運(yùn)綜合信息系統(tǒng)（RIS）[20]。早在 20 世紀(jì) 80 年代，挪威船級社（DNV）就提出了船體結(jié)構(gòu)監(jiān)測的需求并進(jìn)行研究[21]。在智能靠泊技術(shù)層面,日本Ahmed等[22-23]和韓國Park等[24]分別提出了泊位外鎮(zhèn)定、直接靠攏的靠泊理論。而Mizuno N等人[25-27]解決了船舶在靠泊路徑方面的問題。

以上研究僅僅在智能船舶具體技術(shù)領(lǐng)域。但是，目前對于全球智能船舶技術(shù)進(jìn)行專利研究和分析的文章少之甚少。我國在智能船舶領(lǐng)域起步較晚，和國外相比有一定的差距，在未來的專利戰(zhàn)爭中已經(jīng)處于不利的地位。綜上，本文對于國內(nèi)外智能船舶技術(shù)的專利分析與研究對于我國在智能船舶技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展極其重要，這將對后續(xù)我國在智能船舶技術(shù)方面的專利布局有一定的參考意義。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文研究的數(shù)據(jù)來源于智慧芽專利數(shù)據(jù)庫，其數(shù)據(jù)庫涵蓋了歐專、世界知識產(chǎn)權(quán)組織、美國、中國、德國、日本、臺灣等7個(gè)地區(qū)或組織的全文以及90多個(gè)國家地區(qū)的摘要數(shù)據(jù)，專利數(shù)達(dá)到9 000萬條，且數(shù)據(jù)庫更新頻率為每周一次，這就為專利檢索的全面性、準(zhǔn)確性提供了保障。

具體檢索策略如下：

第一步：通過閱讀文獻(xiàn)和查閱資料確定智能船舶的關(guān)鍵技術(shù)。

第二步：首先通過相關(guān)技術(shù)確定每個(gè)技術(shù)分支的技術(shù)關(guān)鍵詞以及該技術(shù)在該領(lǐng)域內(nèi)的英文詞。

第三步：確定該技術(shù)分支關(guān)鍵詞的IPC分類號，分類號是代表技術(shù)主題所對應(yīng)的專利類別。

第四步：根據(jù)上述三個(gè)步驟制定檢索要素表。

第五步：構(gòu)建智能船舶相關(guān)技術(shù)的檢索式。并不斷通過去重、去噪得到最終的結(jié)果。

檢索時(shí)間跨度為2000年1月1日—2018年12月1日；檢索字段為：標(biāo)題/摘要/權(quán)利要（見表1、表2）。

表1 智能船舶技術(shù)檢索要素表

表2 檢索式與檢索結(jié)果

2.2 研究方法

本文研究方法主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。針對全球智能船舶技術(shù)專利申請趨勢、智能船舶技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成、智能船舶技術(shù)專利申請來源地分析研判未來智能船舶技術(shù)的發(fā)展方向、找出熱點(diǎn)技術(shù)分支以及專利申請的密集點(diǎn)；國內(nèi)外主要專利權(quán)人分析、國內(nèi)外專利權(quán)人重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布分析、國內(nèi)外專利申請IPC技術(shù)分布可以了解在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的競爭對手、競爭對手主要技術(shù)布局策略；核心專利分析（被引頻次分析）、專利價(jià)值分析能從一定程度上獲取核心技術(shù)分布情況、專利質(zhì)量的高低；最后通過專利聚類（3D專利地圖）分析提取出智能船舶技術(shù)空白點(diǎn)，并且可以捕捉研發(fā)的熱點(diǎn)技術(shù)。具體研究方法流程如圖1所示。

圖1 智能船舶技術(shù)專利分析方法流程

該分析方法流程圖主要包含以下部分：

（1）技術(shù)整體發(fā)展現(xiàn)狀分析包括全球智能船舶技術(shù)專利申請趨勢、智能船舶技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成、智能船舶技術(shù)專利申請來源地分析。該分析具有“識大局”的功能，并能從整體上了解智能船舶技術(shù)的發(fā)展歷程，以及技術(shù)的分布狀況。其中智能船舶技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成分析可以研判智能船舶發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)。

（2）競爭對手及技術(shù)分析包括國內(nèi)外主要專利權(quán)人分析、國內(nèi)外專利權(quán)人重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布分析、國內(nèi)外專利申請IPC技術(shù)分布、核心專利分析。該些分析能進(jìn)一步具體了解競爭對手在智能船舶產(chǎn)業(yè)中發(fā)展的態(tài)勢，為進(jìn)一步專利布局奠定了基礎(chǔ)。

（3）熱點(diǎn)、空白技術(shù)可通過3D專利地圖分析。該分析能呈現(xiàn)出專利中的高頻詞，進(jìn)一步與智能船舶技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成分析相耦合，明確智能船舶技術(shù)領(lǐng)域中具體熱點(diǎn)技術(shù)。而專利質(zhì)量的高低判斷是通過專利價(jià)值的分析，最后達(dá)到“知己知彼”的目的。

3 專利統(tǒng)計(jì)分析

3.1 全球智能船舶相關(guān)技術(shù)態(tài)勢分析

如圖2所示，可以清晰地看出全球智能船舶各技術(shù)分支專利申請量呈現(xiàn)出逐年遞增趨勢，其中通信導(dǎo)航技術(shù)的專利年度申請量相比其他技術(shù)分支一直處于遙遙領(lǐng)先的地位，并且呈現(xiàn)出年增長率為正的情況。較次之的為智能運(yùn)動控制技術(shù)，其專利申請量從2004—2017年度之間出現(xiàn)穩(wěn)步遞增的情況，其中在2016—2017年度增長率達(dá)到該技術(shù)領(lǐng)域的最高水平為82.5%，但在2017—2018年度期間，出現(xiàn) 了年均增長率為負(fù)的情況。對于其他四個(gè)技術(shù)分支專利申請量均保持著穩(wěn)步遞增的趨勢。從所有技術(shù)分支專利申請數(shù)量來看，其中多傳感器信息融合技術(shù)專利申請數(shù)量最低，平均年申請數(shù)量為個(gè)位數(shù)，則可以說明該技術(shù)領(lǐng)域集中度大，技術(shù)門檻較高，推斷出該技術(shù)分支的申請量低可能與核心技術(shù)掌握者的專利策略有關(guān)系。從圖中也可以看出在2015年后自動避碰技術(shù)、智能運(yùn)動控制技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)專利申請數(shù)量呈現(xiàn)快速增長的趨勢，仔細(xì)分析其原因2014年10月中國和德國共同簽署了《中德合作行動綱要》，綱要中指明了德國與中國未來會在“工業(yè)4.0”方面加強(qiáng)合作，其目的為了促進(jìn)中國制造業(yè)的快速轉(zhuǎn)型，具體表現(xiàn)在高端技術(shù)領(lǐng)域，如智能船舶領(lǐng)域[28]。正因?yàn)槿绱酥悄艽跋嚓P(guān)技術(shù)專利申請量才得以快速發(fā)展。

圖2 全球智能船舶技術(shù)申請趨勢

3.2 智能船舶相關(guān)技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成

由圖3可得這幾個(gè)主要國家智能船舶技術(shù)專利布局如下：

（1）中國：其專利申請數(shù)量綜合居于其他各個(gè)國家之上，其中通信導(dǎo)航、航線規(guī)劃、智能運(yùn)動控制技術(shù)分支更是遙遙領(lǐng)先于其他國家，但是在靠泊技術(shù)分支專利申請數(shù)量較次于在其他技術(shù)的專利申請數(shù)量。

（2）日本：其專利申請數(shù)量在所有國家專利申請中排名第二，與中國申請狀況很相似，也比較注重在通信導(dǎo)航、航線規(guī)劃、智能運(yùn)動控制技術(shù)方面。

（3）美國、韓國：在總體申請側(cè)重度方面，美國和韓國大致相同，值得注意的是韓國在智能運(yùn)動控制技術(shù)方面申請了大量的專利，可見韓國在該技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位。

（4）英國：在智能船舶技術(shù)分支專利申請數(shù)量較少，但是在航線規(guī)劃技術(shù)專利申請數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于在其他技術(shù)分支專利申請數(shù)量，其申請數(shù)量達(dá)到139項(xiàng)。在航線規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域中排名靠前，可見英國比較注重航線規(guī)劃技術(shù)。

（5）俄羅斯、德國：對于這兩國而言，在智能船舶領(lǐng)域其專利申請數(shù)量與其他國家相比較次之，表明在智能船舶領(lǐng)域剛剛起步，或者不太重視。

圖3 智能船舶技術(shù)領(lǐng)先國家專利技術(shù)類別構(gòu)成

3.3 專利價(jià)值研究

要準(zhǔn)確的研究各個(gè)國家在智能船舶技術(shù)領(lǐng)域所申請專利質(zhì)量的高低，專利價(jià)值評判是必不可少的。謝智敏等人[29]在專利價(jià)值評估工具的有效性一文中，詳盡的對比了Innography、Inco Pat、Pat Snap 這三種價(jià)值評估工具，從而得出了結(jié)論：Pat Snap評估的專利價(jià)值具有較高的可信度，并且通過數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證了這一結(jié)論。Pat Snap 的專利價(jià)值評估是基于25個(gè)不同的維度[29]。其中Pat Snap估值體系的5個(gè)主要維度具體如下圖4所示；利用Pat Snap Insight和統(tǒng)計(jì)學(xué)知識，作出圖5所示的專利價(jià)值曲線圖。

圖4 Pat Snap 估值體系的5個(gè)主要維度

圖5 各國智能船舶技術(shù)專利價(jià)值對比

為了更加客觀地對比中國與其他國家專利申請質(zhì)量高低，本文采用Pat Snap專利分析系統(tǒng)的專利價(jià)值概念評判專利質(zhì)量。其中價(jià)值評級$、$$、$$$、$$$$、$$$$$分別表示價(jià)值區(qū)間在$0～$25K、$25～$100K、$100～$500K、$500～$2.5M、＞$2.5M之間。從圖3可知，中國、美國、日本、韓國、英國、德國、俄羅斯在智能船舶技術(shù)領(lǐng)域申請專利總數(shù)分別為1 010、262、575、529、219、77、173項(xiàng)。由圖5得知，隨著價(jià)值評級的增加中國所申請的專利數(shù)呈直線下降，并且價(jià)值評級$的專利數(shù)量高達(dá)900項(xiàng)左右，$$評級的專利數(shù)量大約為80項(xiàng)，而$$$、$$$$、$$$$$評級的專利數(shù)量幾乎為零，對于日本而言價(jià)值評級為$的專利數(shù)為80項(xiàng)左右，而價(jià)值評級為$$$的專利數(shù)量高達(dá)200多項(xiàng)，$$$$和$$$$$價(jià)值評級的專利數(shù)都保持在100項(xiàng)左右，雖然日本在智能船舶技術(shù)領(lǐng)域所申請的專利數(shù)為575項(xiàng)，但是其專利質(zhì)量如此之高，可見日本在智能船舶技術(shù)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的實(shí)力。對于韓國而言其高強(qiáng)度專利僅僅弱于日本，但是價(jià)值評級為$$$$$的專利數(shù)卻反超日本，總體而言二者實(shí)力旗鼓相當(dāng)，具有較強(qiáng)的競爭勢頭。對于美國而言，其專利申請總量為262項(xiàng)，處于較低的申請量，價(jià)值評級為$$的專利申請占絕對優(yōu)勢，而$$$、$$$$、$$$$$評級的專利數(shù)平均保持在20項(xiàng)左右，可見美國也具有一定的發(fā)展?jié)摿Ατ谟?、德國、俄羅斯而言，其勢力總體差不多，都具有一定的發(fā)展?jié)摿Α＞C上可以得出結(jié)論，中國與日本、韓國、美國在智能船舶領(lǐng)域有一定的差距?？傮w來看，中國專利申請總量居于全球第一，但是質(zhì)量普遍較低，僅從專利數(shù)量的多少并不能客觀反映出我國在該領(lǐng)域的真實(shí)情況。

3.4 重點(diǎn)專利權(quán)人分析

通過對國內(nèi)外主要專利申請（專利權(quán)）人重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到表3?？傮w來看國外主要研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)主要涉及在通信導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域和智能運(yùn)動控制技術(shù)領(lǐng)域（如船舶優(yōu)化導(dǎo)航系統(tǒng)和方法、船舶導(dǎo)航記錄裝置、船舶的優(yōu)化導(dǎo)航系統(tǒng)有關(guān)的發(fā)明的監(jiān)視器及其與固定信息系統(tǒng)的方法、船舶系泊裝置、導(dǎo)航輔助設(shè)備綜合導(dǎo)航裝置、導(dǎo)航安全預(yù)警裝置、船舶位置控制方法、導(dǎo)航控制裝置）；而國內(nèi)高校主要集中在控制系統(tǒng)方面，其中包括船舶遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)、船舶監(jiān)管系統(tǒng)的監(jiān)控方法、遠(yuǎn)程監(jiān)控方法等，且不同高校間稍許有點(diǎn)不同。哈爾濱工程大學(xué)還涉及傳感器信息融合方法、航線、路徑優(yōu)化方法和船舶自動避碰方法。而中國船舶重工集團(tuán)公司稍微側(cè)重船舶目標(biāo)態(tài)勢模擬方法與船舶信息交互系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。因此國家應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃，讓其發(fā)展自己的優(yōu)勢技術(shù)，早日攻破智能船舶的各個(gè)技術(shù)。

表3 主要專利權(quán)人重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布

3.5 國內(nèi)外智能船舶技術(shù)IPC對比

為了進(jìn)一步了解中國和國外專利權(quán)人的專利技術(shù)構(gòu)成情況，取IPC的TOP10頻次排序，得到表4、表5。從表4可以看出IPC分類號主要分布在G部、H部、B部，其中物理部專利數(shù)量占總的專利數(shù)量的85.4%，而H部和B部總的專利數(shù)量占比14.6%。具體IPC為G08G3/00、G05D1/02、G08G3/02的分類號，其專利數(shù)量分別為100、21、16項(xiàng)，涉及的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)楹Ｉ虾叫衅鞯目刂葡到y(tǒng)、二維的位置或航道控制、防撞系統(tǒng)，G部還涉及的技術(shù)領(lǐng)域有G01C21/20、G06F17/30、G06Q10/04，其技術(shù)包含的有執(zhí)行導(dǎo)航的計(jì)算儀器、信息檢索及其數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、預(yù)測或優(yōu)化。H部包含有H04L29/08、H04W84/18，涉及的領(lǐng)域分別是傳輸控制規(guī)程、自組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由表5可知國外專利申請前10位的IPC技術(shù)分布：與中國專利權(quán)人專利申請狀況幾乎相同，G部專利數(shù)量占總的專利數(shù)量的68.8%，B部和E部專利數(shù)量總和占到比31.2 %，其中排名比較靠前的技術(shù)領(lǐng)域IPC分別為G08G3/00、B63B49/00、G01C21/00、G08G3/02，與中國專利權(quán)人所申請的情況幾乎相同，唯一有所差別的是國外專利權(quán)人還涉及的技術(shù)領(lǐng)域有B63H25/04、E02B3/20、G09B29/10、G01S5/14、G01C；具體分別為用于操舵的啟動裝置，海岸、海港或其他固定海洋結(jié)構(gòu)物的航運(yùn)設(shè)備，地圖定點(diǎn)或坐標(biāo)位置指示器，由多個(gè)已知位置的分散點(diǎn)確定絕對距離，測量距離、水準(zhǔn)或者方位。

表4 中國專利申請前10位的IPC技術(shù)分布

表5 國外專利申請前10位的IPC技術(shù)分布

表5（續(xù)）

3.6 核心專利分析

通常來說，如果一項(xiàng)專利在某技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)被施引的次數(shù)越多，表明該項(xiàng)專利具有較強(qiáng)的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，則可以說明該專利在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是核心專利[30]。通過對智能船舶技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠C分析，得到 top10 專利引證情況，如表6。從中可以看出核心專利具體信息。從被引次數(shù)來看，美國在這些技術(shù)領(lǐng)域占有大量的核心專利。

表6 智能船舶技術(shù)專利被引證次數(shù)排名前10位 單位：次

3.7 3D專利地圖分析

為了能更加清晰地看出智能船舶技術(shù)具體的研究熱點(diǎn)，智慧芽3D專利地圖是結(jié)合專利文獻(xiàn)中高頻詞和IPC自動生成可視化分析圖，如圖6所示。通過此圖可以快速了解到智能船舶熱點(diǎn)技術(shù)的分布情況。其中波峰代表此技術(shù)方向的專利密集區(qū)，波峰越高表示該技術(shù)越熱門，波谷代表該技術(shù)空白點(diǎn)，是智能船舶技術(shù)需要加大研發(fā)的領(lǐng)域。圖中不同的點(diǎn)表示專利權(quán)人的不同，點(diǎn)越密集表明申請人在該技術(shù)點(diǎn)申請的專利數(shù)越多。整體來看，智能船舶技術(shù)包含了監(jiān)控、導(dǎo)航、通信、監(jiān)測控制、航道控制、自動識別、航線規(guī)劃等，表明在這些領(lǐng)域是智能船舶技術(shù)研究的熱點(diǎn)。值得注意的是導(dǎo)航、通信、航線、控制系統(tǒng)這些關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率較高，表明涉及該關(guān)鍵詞的技術(shù)是更加值得關(guān)注的熱門。與此同時(shí)，也可以進(jìn)一步地了解到處于波谷的技術(shù)領(lǐng)域，從圖中可以看見防撞、避碰、顯示、傳感器、靠泊等關(guān)鍵詞處于波谷的位置，表明該關(guān)鍵詞的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榧夹g(shù)較弱的領(lǐng)域。同時(shí)還可以了解到監(jiān)控、導(dǎo)航定位、通信導(dǎo)航、通信、顯示等處，所集中的點(diǎn)數(shù)比較密集，得知在該技術(shù)領(lǐng)域申請人比較多。

圖6 智能船舶技術(shù)熱點(diǎn)技術(shù)分布

結(jié)合圖2、圖3智能船舶技術(shù)的研究熱點(diǎn)，可針對圖6中的關(guān)鍵詞從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述：

（1）智能運(yùn)動控制技術(shù)的研究，包括交通控制系統(tǒng)、航道控制、監(jiān)控的研究、各種自動識別系統(tǒng)的研究等。

（2）通信導(dǎo)航技術(shù)的研究，包括導(dǎo)航線路的識別裝置，航海儀器或?qū)Ш皆O(shè)備的布置、航道控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、驅(qū)動模塊、收發(fā)模塊等。

（3）航線規(guī)劃技術(shù)的研究，包括船舶的航線規(guī)劃算法，航線規(guī)劃自動控制系統(tǒng)、路徑規(guī)劃、無線數(shù)據(jù)、航線網(wǎng)絡(luò)布局方案等。

（4）避碰技術(shù)、多傳感器信息融合、靠泊技術(shù)分別包括防撞系統(tǒng)、傳感器、自動識別、融合、系泊設(shè)備、Moooring system等。

4 主要結(jié)論及建議

4.1 主要結(jié)論

由上述分析可得：

（1）從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程來看，全球智能船舶技術(shù)專利數(shù)量從2015年后得到了快速的增長，究其原因，中國的專利數(shù)量快速增加促進(jìn)了全球?qū)＠麛?shù)量的增長，并且可以清楚地了解到日本、韓國、美國、英國、德國、俄羅斯在該領(lǐng)域投入了研發(fā)。其中，日本、韓國是智能船舶技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，并且智能運(yùn)動控制技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、航線規(guī)劃技術(shù)是專利申請數(shù)量最多的技術(shù)領(lǐng)域。

（2）從專利價(jià)值層面來看，中國雖然擁有較多的專利數(shù)量，但高價(jià)值的專利卻寥寥無幾，韓國、日本雖然專利數(shù)量相對于中國來說較少，但是高價(jià)值專利卻是中國所不能比擬的。此外，智能船舶技術(shù)高被引專利主要分布在美國，并且沒有中國的專利，表明美國在該技術(shù)領(lǐng)域擁有較多的核心專利。也可以發(fā)現(xiàn)韓國、日本是智能船舶技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展比較靠前的國家，中國應(yīng)該密切關(guān)注這些在智能船舶技術(shù)中處于引領(lǐng)的國家，深入分析并且追蹤其技術(shù)發(fā)展的方向，這將會為自身的技術(shù)發(fā)展提供一定的依據(jù)。

（3）從技術(shù)創(chuàng)新主體來看，中國研發(fā)的主體多數(shù)是高校，而相應(yīng)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)幾乎很少，就連中國船舶重工集團(tuán)公司所申請的專利數(shù)目也不多。形成鮮明對比的是國外的專利權(quán)人，其中韓國、日本研發(fā)的主體大多數(shù)是企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，分別是實(shí)力較為雄厚的大宇造船海洋工程有限公司、現(xiàn)代重工、三菱重工等，其實(shí)力不容小覷。

（4）從技術(shù)研發(fā)層面來看，全球智能船舶研發(fā)的熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橹悄苓\(yùn)動控制技術(shù)、通信導(dǎo)航技術(shù)、航線規(guī)劃技術(shù)，具體為：交通控制系統(tǒng)、航道控制、監(jiān)控的研究、各種自動識別系統(tǒng)的研究等；導(dǎo)航線路的識別裝置，航海儀器或?qū)Ш皆O(shè)備的布置、航道控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、驅(qū)動模塊、收發(fā)模塊等；船舶的航線規(guī)劃算法、航線規(guī)劃自動控制系統(tǒng)、路徑規(guī)劃、無線數(shù)據(jù)、航線網(wǎng)絡(luò)布局方案等。這些技術(shù)在智能船舶技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中的位置越重要，則說明發(fā)展的技術(shù)機(jī)會越多，相應(yīng)的智能船舶創(chuàng)新主體應(yīng)該關(guān)注這些技術(shù)的發(fā)展方向。

4.2 建議

（1）調(diào)整研發(fā)主體，深化產(chǎn)學(xué)研合作。根據(jù)對全球智能船舶技術(shù)分析可知，我國在該技術(shù)領(lǐng)域研究的主體主要為高校，而科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)幾乎很少，目前我國企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域資金投入不夠，專業(yè)人才儲備不足，且專利質(zhì)量較低，掌握的核心專利幾乎沒有，這就導(dǎo)致不能形成完整的技術(shù)體系，因此技術(shù)研發(fā)還需加大投入。而我國高校擁有較多的專業(yè)人才，況且申請的專利數(shù)較多，如今正是智能船舶快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，中國要想讓智能船舶在未來的發(fā)展中處于引領(lǐng)的位置，目前最重要也是最必要的方法是中國企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)根據(jù)高校的專業(yè)特長有選擇性地進(jìn)行技術(shù)合作，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)的研究。除此以外，我國還應(yīng)該建立協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制，積極地促進(jìn)雙方的合作與交流，不斷去深化產(chǎn)學(xué)研合作，從而大大提高專利成果的生成。

（2）加強(qiáng)智能船舶的國際合作。在實(shí)際的合作中，除了國內(nèi)企業(yè)與科研院所的合作，我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的科研機(jī)構(gòu)還可以考慮與國外技術(shù)較強(qiáng)的企業(yè)進(jìn)行交流合作，吸收先進(jìn)的技術(shù)，如大宇造船海洋工程有限公司、現(xiàn)代重工有限公司、三菱重工有限公司等實(shí)力雄厚的造船公司。

（3）重視核心專利的技術(shù)研發(fā)與布局。核心專利一般包含著該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的核心技術(shù)，對技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。通過全球智能船舶技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麅r(jià)值的分析，得出中國雖然擁有較多數(shù)量的專利，但是專利價(jià)值與國外相比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國外專利質(zhì)量，導(dǎo)致了核心專利不足，進(jìn)而影響高質(zhì)量專利的產(chǎn)出。故此，國家應(yīng)該重點(diǎn)去扶持研究機(jī)構(gòu)，提供濃厚的科研氛圍，讓其在核心技術(shù)領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，成為智能船舶專利產(chǎn)出的重要來源。中國還應(yīng)該密切關(guān)注那些在智能船舶技術(shù)中處于引領(lǐng)的國家，深入分析并且追蹤其技術(shù)發(fā)展的方向，對于一些對智能船舶技術(shù)發(fā)展將產(chǎn)生重大影響的專利及時(shí)進(jìn)行評估。若的確具有很好應(yīng)用前景和發(fā)展空間，中國智能船舶相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該搶占先機(jī)，沿其產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行專利布局，阻礙對手在該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。

（4）重視智能船舶領(lǐng)域內(nèi)核心人才的培養(yǎng)。國際間的競爭，歸根到底是科學(xué)技術(shù)的競爭；而科學(xué)技術(shù)的競爭，關(guān)鍵是人才的競爭。因此，中國要想在船舶技術(shù)領(lǐng)域追趕世界先進(jìn)水平，該技術(shù)內(nèi)人才的培養(yǎng)必不可少。建議中國從高校抓起，合理地去設(shè)置專業(yè)課，重視理論與實(shí)踐的結(jié)合。一方面，學(xué)?？梢越o學(xué)生提供與船舶有關(guān)的企業(yè)去實(shí)習(xí)，另一方面可以開展與船舶有關(guān)的學(xué)術(shù)活動，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。除此之外，社會可以廣泛宣傳智能船舶文化，國家應(yīng)該深入挖掘那些在船舶技術(shù)領(lǐng)域具有發(fā)展?jié)摿Φ娜瞬?。通過共同的努力，高素質(zhì)的專業(yè)性人才定會出現(xiàn)。