摘要: 科技創(chuàng)新是驅(qū)動(dòng)綠色建筑發(fā)展的重要力量,專利是科技創(chuàng)新成果的重要標(biāo)志。以我國1985—2021年綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)為研究對(duì)象,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法,探究我國綠色建筑專利現(xiàn)狀和申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)及其演化特征。研究表明:綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量持續(xù)增長,技術(shù)布局更加廣泛,但地域分布不均;整體專利合作網(wǎng)絡(luò)具備“小世界”和“無標(biāo)度”特性,網(wǎng)絡(luò)密度和合作頻率較低,但網(wǎng)絡(luò)中心形成了兩個(gè)初具規(guī)模的凝聚子群;綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)演化具有創(chuàng)新主體類型逐漸豐富、合作模式更加多元化、凝聚子群漸具規(guī)模的特征。政府應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠色建筑的持續(xù)關(guān)注,同時(shí)創(chuàng)新主體也要強(qiáng)化合作關(guān)系,有效整合資源,不斷促進(jìn)綠色建筑專利發(fā)展以及合作。
關(guān)鍵詞: 綠色建筑專利;專利合作;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);網(wǎng)絡(luò)演化;社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析
中圖分類號(hào): F426
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A"""" 文章編號(hào): 2097-3853(2024)02-0134-08
Research on structure and evolution of greenbuilding patent cooperation network in China
CAI Binqing, GUO Yi
(School of Management, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China)
Abstract: Scientific and technological innovation is an important force driving the development of green buildings, and patents are an important symbol of innovation achievements. Taking China’s green building invention patent applications from 1985 to 2021 as the research object, statistical analysis and social network analysis methods were used to explore the status quo of China’s green building patents and the overall structure and evolution characteristics of the applicant’s cooperation network. Results show that: the number of green building invention patent applications continues to grow, and the technical layout is more extensive, but the geographical distribution is uneven; the overall patent cooperation network has the characteristics of “small world” and “scale-freeness”, and the network density and cooperation frequency are low, but the network center forms two cohesive subgroups; the evolution of the green building patent cooperation network has the characteristics of gradually enriching the types of innovation subjects, more diversified cooperation modes, and gradually expanding the scale of cohesive subgroups. The government should strengthen continuous attention to green buildings, and at the same time, the innovation subjects should also strengthen cooperation, effectively integrate resources, and continuously promote the development and cooperation of green building patents.
Keywords: green building patent; patent cooperation; network structure; network evolution; social network analysis
收稿日期:2023-11-03
基金項(xiàng)目:教育部人文社科基金項(xiàng)目(23YJA630004);福建省財(cái)政廳科研項(xiàng)目(GY-S22001)
第一作者簡介:蔡彬清(1980—),女,福建寧德人,教授,博士,研究方向:工程經(jīng)濟(jì)與項(xiàng)目管理。
黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào),推動(dòng)綠色發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生。[1]綠色發(fā)展是中國式現(xiàn)代化的顯著特征。建筑業(yè)作為碳排放量最大的行業(yè)之一,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需要關(guān)注的重點(diǎn)行業(yè)。踐行綠色發(fā)展理念、早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),并且推動(dòng)建筑業(yè)可持續(xù)及高質(zhì)量發(fā)展,大力推廣綠色建筑已成為必然。[2]2022年住建部發(fā)布的《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》指出,突出科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是綠色建筑發(fā)展的重要保障措施,對(duì)綠色建筑科技創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合都提出了更高要求。[3]
近年來學(xué)界對(duì)綠色建筑技術(shù)的研究主要集中在技術(shù)路徑研究與技術(shù)體系應(yīng)用等方面。鄭媛等以“認(rèn)知框架—地域環(huán)境—在地智慧—營建策略”為路徑,提出了地區(qū)適宜的綠色建筑營建策略與技術(shù)路徑。[4]嵇曉雷等探究綠色建筑技術(shù)在既有建筑改造中的應(yīng)用,并提出綠色建筑技術(shù)改造策略。[5]馮國會(huì)等構(gòu)建嚴(yán)寒地區(qū)近零能耗建筑技術(shù)體系,為遼寧省建筑節(jié)能發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。[6]也有學(xué)者從技術(shù)集成角度研究其對(duì)創(chuàng)新績效的影響,如楊中杰等通過問卷調(diào)查、探索性因子分析法得出影響企業(yè)綠色建筑技術(shù)集成績效的關(guān)鍵影響因素,并運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程模型分析了關(guān)鍵影響因素對(duì)技術(shù)集成績效的作用機(jī)理。[7]
學(xué)者對(duì)專利合作網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域合作網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特征與演化、影響因素、對(duì)創(chuàng)新的影響等方面。何培育等基于我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)合作申請(qǐng)專利數(shù)據(jù),分析了智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)專利合作網(wǎng)絡(luò)整體特性、中心性和凝聚子群,以及中心性和主要技術(shù)演化特征。[8]程丹亞等構(gòu)建了長三角區(qū)域綠色技術(shù)創(chuàng)新合作的本地網(wǎng)絡(luò)與跨界網(wǎng)絡(luò),探究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演變特征及本地—跨界網(wǎng)絡(luò)空間聯(lián)動(dòng)機(jī)制。[9]王守文等采用引力模型與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法,研究了城市創(chuàng)新合作空間關(guān)聯(lián)特征以及影響因素。[10]
梳理國內(nèi)外學(xué)者研究成果,可發(fā)現(xiàn)對(duì)綠色建筑創(chuàng)新合作的研究較少,已有的合作網(wǎng)絡(luò)研究也主要聚焦于新興行業(yè),缺少對(duì)建筑業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)的關(guān)注。因此本文以綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)為研究對(duì)象,衡量綠色建筑科技創(chuàng)新水平[11],深入挖掘相關(guān)專利在數(shù)量、類型、地域、技術(shù)等方面的分布情況以及專利合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)演化特征,進(jìn)而提出促進(jìn)綠色建筑專利發(fā)展以及專利合作的建議。
本文利用Patentics專利數(shù)據(jù)庫,對(duì)1985—2021年間中國發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將“綠色建筑”作為關(guān)鍵詞,檢索式為:R/綠色建筑 and APD/1985-2021 and REL/60 and NA/1,檢索1985—2021年間申請(qǐng)的與綠色建筑相關(guān)度大于60%的發(fā)明專利,檢索時(shí)間為2022年9月11日,共檢索到20 531件,其中單獨(dú)申請(qǐng)專利18 839件,合作申請(qǐng)專利1 692件。
一、綠色建筑專利分布狀況
(一)專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析
1985—2021年我國綠色建筑專利年度申請(qǐng)量如圖1所示,可知此階段我國綠色建筑領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)經(jīng)歷了由專利申請(qǐng)量較少且增長緩慢到大幅增長的變化過程。根據(jù)專利技術(shù)生命周期理論[12],此階段可以分為萌芽期(1985—2005)和發(fā)展期(2006—2021)兩個(gè)階段。2012—2017年間專利申請(qǐng)數(shù)量急劇增長,這期間國家集中出臺(tái)了大量相關(guān)政策,如2013年《綠色建筑行動(dòng)方案》,2014年《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》,都將發(fā)展綠色建筑作為綠色城市建設(shè)重點(diǎn)。由于發(fā)明專利從申請(qǐng)到公開需要18個(gè)月,2020年以后還存在未公開的專利,因此2020—2021年專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)僅供參考。
(二)區(qū)域發(fā)展格局分析
從綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)區(qū)域情況來看,江蘇、北京、上海等省市綠色建筑領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量居全國前十,是我國綠色建筑領(lǐng)域?qū)@夹g(shù)研發(fā)的主要區(qū)域。這一定程度上與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高、人口多、建筑市場(chǎng)需求大的特點(diǎn)有關(guān)。[13]各省市發(fā)明專利申請(qǐng)總量存在明顯差異的同時(shí),駁回、撤回、公開等各省市的專利法律狀態(tài)構(gòu)成也值得關(guān)注,如圖2所示。經(jīng)計(jì)算,專利數(shù)據(jù)中駁回或撤回、公開、授權(quán)的專利申請(qǐng)量分別占專利申請(qǐng)總量的49.75%、29.19%、21.07%(國外申請(qǐng)人申請(qǐng)專利不計(jì)入在內(nèi))。以此為平均水平,上述三個(gè)比例全部優(yōu)于全國平均水平的省市只有8個(gè),申請(qǐng)量前十省市中僅有4個(gè)省市達(dá)到平均水平??梢娢覈魇∈芯G色建筑專利申請(qǐng)質(zhì)量仍然有待提高。
此外,區(qū)域發(fā)展差異還需衡量各省市技術(shù)布局情況。江蘇、廣東、北京三地綠色建筑發(fā)明專利涉及的國際專利分類(IPC)小類多于100個(gè),種類最多。專利申請(qǐng)主要省份共同側(cè)重的技術(shù)領(lǐng)域有裝配式建筑、綠色建材、能源轉(zhuǎn)換等。北京和上海分別在空氣調(diào)節(jié)(F24F)、電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理(G06F)領(lǐng)域各有側(cè)重。
(三)技術(shù)布局分析
為了解綠色建筑領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展情況,根據(jù)IPC小類分組,統(tǒng)計(jì)專利申請(qǐng)量前十的主要技術(shù)類別[14],如表1所示。綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)量前十的技術(shù)主要涉及裝配式建筑、建筑物裝修、建筑材料、能源轉(zhuǎn)化、建筑物綠色生態(tài)、空氣調(diào)節(jié)、墻體保溫、BIM等領(lǐng)域。
將專利技術(shù)分類的主題詞與2019年《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行匹配,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有綠色建筑專利技術(shù)更側(cè)重于“安全耐久”“健康舒適”“資源節(jié)約”“環(huán)境宜居”指標(biāo),“生活便利”指標(biāo)涉及較少,其中“健康舒適”指標(biāo)下更注重“室內(nèi)空氣品質(zhì)”,對(duì)“水質(zhì)、聲環(huán)境與光環(huán)境、室內(nèi)熱濕環(huán)境”關(guān)注較少。綜合技術(shù)類別分布情況來看,目前我國綠色建筑專利技術(shù)集中度仍然較高,多集中于裝配式建筑和綠色建材研究,但是近年來已有以《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》為導(dǎo)向、呈現(xiàn)多領(lǐng)域全面發(fā)展的趨勢(shì)。
二、我國綠色建筑專利合作基本情況
(一)綠色建筑專利合作政策分析
近年來我國提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐,必須將之?dāng)[在國家發(fā)展全局的核心位置。[15]國家相關(guān)部門和地方政府出臺(tái)了系列促進(jìn)綠色建筑技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新合作的相關(guān)政策。2021年,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見》,建議“建立科技項(xiàng)目成果庫和公開制度,鼓勵(lì)科研院所、企業(yè)等主體融通創(chuàng)新、利益共享,促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化”[16]。2022年,住建部《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》提出構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的建筑節(jié)能與綠色建筑技術(shù)創(chuàng)新體系,加速建筑節(jié)能與綠色建筑科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合,打造協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)。[3]
在國家級(jí)政策指導(dǎo)下,一些省市制定了本地區(qū)融通創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新政策。如廣東省、上海市、青島市制定了區(qū)域綠色建筑發(fā)展規(guī)劃,強(qiáng)調(diào)推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作交流,加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)與綠色建筑的創(chuàng)新融合。這些政策和規(guī)劃為綠色建筑專利合作創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。
(二)綠色建筑合作專利數(shù)量分析
本文研究的綠色建筑專利數(shù)據(jù)中,合作申請(qǐng)專利1 692件,占數(shù)據(jù)總量的8.24%。1985—2021年綠色建筑合作發(fā)明申請(qǐng)專利數(shù)量不斷增長,但是合作申請(qǐng)專利占比呈波動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)[17],并未有持續(xù)上升趨勢(shì),具體如圖3所示。2012年后合作申請(qǐng)專利占比波動(dòng)幅度降低,2018年、2021年合作專利比例出現(xiàn)上漲態(tài)勢(shì)。[16]整體來看,有21個(gè)年份綠色建筑合作申請(qǐng)專利占比處于5%~10%之間,且年均合作專利占比為9.72%,綠色建筑專利合作創(chuàng)新規(guī)模仍有較大提升空間。
(三)各類申請(qǐng)人合作參與度分析
筆者對(duì)各類型申請(qǐng)人合作研發(fā)參與度(各類申請(qǐng)人參與合作專利數(shù)量與總合作專利數(shù)量之比)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明:企業(yè)合作參與度最高,為71.13%;個(gè)人合作參與度次之,為35.20%;高校與科研院所合作參與度相當(dāng),分別為14.92%和14.78%。對(duì)于合作研發(fā),企業(yè)具有更高的積極性,企業(yè)需要在實(shí)踐中運(yùn)用更加先進(jìn)、環(huán)保的技術(shù),以達(dá)到綠色建筑審核標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)積累以提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。個(gè)人可以更加靈活地加入到合作研發(fā)中,因此在專利合作中參與度較高。高校和科研院所可能由于重研發(fā)輕轉(zhuǎn)化、合作研發(fā)激勵(lì)力不足、科研成果轉(zhuǎn)化機(jī)制障礙等,在由企業(yè)為主要發(fā)起方的產(chǎn)學(xué)研用合作模式中參與度較低。
三、綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)情況分析
(一)綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)整體特征分析
1. 專利合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
為進(jìn)一步分析申請(qǐng)人合作情況,本文運(yùn)用Gephi軟件構(gòu)建專利申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)。Gephi是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化軟件,可提供中心性分析、凝聚子群分析、小世界網(wǎng)絡(luò)分析等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析功能,在網(wǎng)絡(luò)探索方面具有較強(qiáng)的互動(dòng)性和較高的效率,可視化功能強(qiáng)大。[18]合作網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成,節(jié)點(diǎn)代表各申請(qǐng)人,邊代表節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系。節(jié)點(diǎn)大小代表節(jié)點(diǎn)度的大小,節(jié)點(diǎn)度越大,該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中就更加重要。邊的粗細(xì)代表邊的權(quán)重值的大小,邊的權(quán)重值越大,表示邊所連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間合作次數(shù)越多。[19]
運(yùn)用Gephi軟件,計(jì)算合作網(wǎng)絡(luò)的平均度、網(wǎng)絡(luò)直徑、平均路徑長度、模塊化等指標(biāo)。運(yùn)用Fruchterman Reingold布局調(diào)整網(wǎng)絡(luò)可視化展示,綠色建筑專利申請(qǐng)人合作網(wǎng)絡(luò)如圖4所示,該合作網(wǎng)絡(luò)擁有2 171個(gè)節(jié)點(diǎn)和2 085條邊。
2.合作網(wǎng)絡(luò)特征分析
通過Gephi軟件計(jì)算專利合作整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo),可知網(wǎng)絡(luò)密度為0.001,平均度為1.921,可見我國綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)整體較為松散,大部分申請(qǐng)人只與一位或兩位申請(qǐng)人存在直接合作關(guān)系,信息流通性差。平均聚類系數(shù)為0.826,說明雖然整體合作網(wǎng)絡(luò)密度較小,但局部仍然存在聚集效應(yīng),如以國家電網(wǎng)有限公司、貴州大學(xué)等申請(qǐng)人為核心形成的合作子網(wǎng)。平均路徑長度為3.601,即每個(gè)申請(qǐng)人經(jīng)過3~4個(gè)申請(qǐng)人就可以與其他申請(qǐng)人進(jìn)行合作,平均路徑長度越小,意味著更高效率的合作聯(lián)系和信息交換。
小世界效應(yīng)是指網(wǎng)絡(luò)具有較大的平均聚類系數(shù)和較小的平均路徑長度[20],一般判定標(biāo)準(zhǔn)為平均路徑長度小于10且聚類系數(shù)大于0.1[21],也可用小世界熵?cái)?shù)(平均聚類系數(shù)與平均路徑長度之比)進(jìn)行量化[22]。經(jīng)計(jì)算可得,我國綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)平均度為1.921,平均加權(quán)度為2.861,網(wǎng)絡(luò)密度為0.001,平均聚類系數(shù)0.826,平均路徑長度3.523,小世界熵?cái)?shù)0.234,可見我國綠色建筑產(chǎn)業(yè)專利合作網(wǎng)絡(luò)具有顯著的小世界特征。
無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特征是節(jié)點(diǎn)度分布呈冪律分布形式。[23]我國綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度值為46,該節(jié)點(diǎn)度值最大,4%的節(jié)點(diǎn)度值處于6~20之間,40%的節(jié)點(diǎn)度值處于2~5之間,56%的節(jié)點(diǎn)度值僅為1,只有少數(shù)節(jié)點(diǎn)度值較高,度值分布符合冪律分布,說明我國綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)屬于無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)入專利合作網(wǎng)絡(luò)的申請(qǐng)人往往傾向于選擇網(wǎng)絡(luò)中資源更多、實(shí)力更強(qiáng)的主體進(jìn)行合作,這進(jìn)一步加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特征,同時(shí)也證明了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特性——擇優(yōu)連接性。
(二)凝聚子群分析
網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)連接緊密、形成次級(jí)團(tuán)體時(shí),這樣的團(tuán)體被稱為凝聚子群。[24]利用Gephi軟件中的模塊化和MCL聚類算法探測(cè)整體網(wǎng)絡(luò)的凝聚子群,發(fā)現(xiàn)718個(gè)子群,大部分子群規(guī)模為2~5個(gè)節(jié)點(diǎn)。結(jié)合圖4可知,這些小規(guī)模子群邊權(quán)較低且合作緊密性不足。
最大的子群為以貴州大學(xué)、中國建筑第四工程局有限公司等若干節(jié)點(diǎn)為核心的合作創(chuàng)新子網(wǎng),包含了61個(gè)創(chuàng)新主體,并與周圍三個(gè)規(guī)模較大的子網(wǎng)相連通。與其他子網(wǎng)相比,該子群節(jié)點(diǎn)連通性更好、合作緊密度更高??梢暬Y(jié)果如圖5所示,該子群中多個(gè)高校成為核心節(jié)點(diǎn),可見在綠色建筑專利合作研發(fā)方面,高校掌握了更多信息,成為諸多創(chuàng)新主體合作的橋梁。子群中不乏實(shí)力強(qiáng)勁且在網(wǎng)絡(luò)中地位重要的企業(yè)與高校建立了合作關(guān)系,產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系密切,但科研院所中心性普遍偏低,處于子網(wǎng)“邊緣”位置。
規(guī)模第二的凝聚子群,網(wǎng)絡(luò)中沒有合作關(guān)系十分緊密的節(jié)點(diǎn)對(duì)。相較于子網(wǎng)一,子網(wǎng)二聯(lián)通度不高,合作尚不成熟。子群中心節(jié)點(diǎn)是國家電網(wǎng)有限公司,其他節(jié)點(diǎn)大部分為國網(wǎng)各地分公司、當(dāng)?shù)啬茉雌髽I(yè)或科研院所,除中國地質(zhì)大學(xué)(北京)外,各高校未有加入此合作網(wǎng)絡(luò)。
四、綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)演化分析
(一)合作網(wǎng)絡(luò)演化特征分析
根據(jù)圖3中1985—2021年合作專利數(shù)量增長趨勢(shì),將綠色建筑專利合作發(fā)展過程大致分為三個(gè)階段[25]:(1)萌芽期(1985—2005),這一階段國內(nèi)綠色建筑合作專利數(shù)量較少,增長緩慢;(2)第一成長期(2006—2012),2006年后綠色建筑合作專利數(shù)量明顯增多,并且持續(xù)上漲,直到2012年有所回落;(3)第二成長期(2013—2021),該階段年均合作專利數(shù)量達(dá)142件,呈現(xiàn)新一輪增長態(tài)勢(shì)。
利用Gephi軟件繪制我國綠色建筑專利三個(gè)發(fā)展階段的專利合作網(wǎng)絡(luò)圖,并計(jì)算各階段網(wǎng)絡(luò)特征指標(biāo),結(jié)果如表2所示。可知各階段人均專利申請(qǐng)數(shù)量不斷增加,申請(qǐng)人合作研發(fā)效率有所提升,專利合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)??焖贁U(kuò)大,不斷有新的申請(qǐng)人進(jìn)入合作網(wǎng)絡(luò)并建立合作關(guān)系。然而網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)增長速度不及節(jié)點(diǎn)數(shù)增長速度,申請(qǐng)人激增的同時(shí)沒有建立相應(yīng)的合作關(guān)系,導(dǎo)致第二階段以及第三階段合作網(wǎng)絡(luò)密度低于第一階段。三個(gè)階段專利合作網(wǎng)絡(luò)平均聚類系數(shù)較大,平均路徑長度較短,都具備小世界網(wǎng)絡(luò)特性。
我國綠色建筑產(chǎn)業(yè)各階段專利合作網(wǎng)絡(luò)度分布如圖6所示。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大,后加入的申請(qǐng)人容易圍繞現(xiàn)有合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)度高的申請(qǐng)人形成子網(wǎng),導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)度值差距進(jìn)一步增大,無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征逐漸明顯,第二成長期無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特征尤為顯著。
為進(jìn)一步研究綠色建筑專利合作中創(chuàng)新個(gè)體的演化進(jìn)程,利用Gephi軟件計(jì)算各階段節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)度中心性、中介中心性和調(diào)和中心性,并選擇每個(gè)階段點(diǎn)度中心度前十的節(jié)點(diǎn)作為核心節(jié)點(diǎn),分析其變化。節(jié)點(diǎn)“中心性”用來衡量網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的重要程度,點(diǎn)度中心性反映了與該節(jié)點(diǎn)有合作關(guān)系的節(jié)點(diǎn)數(shù)量;中介中心性反映了節(jié)點(diǎn)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)對(duì)最短路徑的次數(shù);調(diào)和中心性是接近中心性算法的變體,反映了節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的平均最短距離,距離越小,調(diào)和中心性越大,緊密度越高。各階段節(jié)點(diǎn)中心性描述性統(tǒng)計(jì)見表3。
(二)萌芽期合作網(wǎng)絡(luò)分析
萌芽期專利合作頻率不高,網(wǎng)絡(luò)稀疏,節(jié)點(diǎn)間連接不暢。這一時(shí)期共有合作申請(qǐng)專利80件,其中73件由2~3位申請(qǐng)人合作完成。該階段專利申請(qǐng)以個(gè)人合作為主,存在三個(gè)規(guī)模較大的個(gè)人合作團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)度中心性雖高,但均為團(tuán)隊(duì)內(nèi)直接聯(lián)系,不存在橋節(jié)點(diǎn)。同時(shí)也出現(xiàn)了少量產(chǎn)學(xué)研合作,如清華同方股份有限公司和清華大學(xué),中國建筑材料科學(xué)研究院、中冶集團(tuán)建筑研究總院和山東鴻泰建設(shè)集團(tuán)有限公司等。
(三)第一成長期合作網(wǎng)絡(luò)分析
第一成長期專利合作網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。相較于萌芽期,網(wǎng)絡(luò)成員大幅增加,合作頻次小幅上漲,平均邊權(quán)(節(jié)點(diǎn)對(duì)平均合作次數(shù))增長到1.283,而網(wǎng)絡(luò)密度和平均加權(quán)度小幅下降至0.003和2.193,網(wǎng)絡(luò)更加稀疏且不連通的節(jié)點(diǎn)數(shù)目增多。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部圍繞個(gè)別核心創(chuàng)新主體形成了凝聚子群,如以貴州大學(xué)、上海市建工設(shè)計(jì)研究總院有限公司等為中心的合作子網(wǎng)。貴州大學(xué)中介中心性最高(71.17),其次為湖南大學(xué)(44)、上海市建工設(shè)計(jì)研究總院有限公司(16),這三位申請(qǐng)人在第一成長期專利合作網(wǎng)絡(luò)中起到重要的橋梁作用,是信息傳遞的中介。
(四)第二成長期合作網(wǎng)絡(luò)分析
第二成長期專利合作網(wǎng)絡(luò)如圖8所示。較上一時(shí)期,節(jié)點(diǎn)數(shù)量激增,平均聚類系數(shù)降低,網(wǎng)絡(luò)密度持續(xù)下降,節(jié)點(diǎn)連接更為分散,聚集效應(yīng)不強(qiáng)。平均邊權(quán)為1.615,合作頻率依舊較低。平均路徑長度變大,節(jié)點(diǎn)間需要經(jīng)過更多的申請(qǐng)人才能取得合作,信息傳遞速度放慢。該階段核心子網(wǎng)數(shù)量增多,規(guī)模變大,中心創(chuàng)新主體的中介中心性普遍提高。這一時(shí)期,國家電網(wǎng)有限公司節(jié)點(diǎn)中心性最高,具有極大的資源優(yōu)勢(shì)和影響力。貴州大學(xué)合作創(chuàng)新子網(wǎng)呈現(xiàn)多點(diǎn)核心、合作緊密的態(tài)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)中除了貴州大學(xué),中國建筑第四工程局有限公司、東南大學(xué)、天津大學(xué)也都是子網(wǎng)中具有優(yōu)勢(shì)地位的節(jié)點(diǎn)。
五、結(jié)論及建議
本文基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)法分析法,以綠色建筑專利整體發(fā)展情況為背景,從整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、小世界特性、無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、凝聚子群、中心性等方面對(duì)綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和演化進(jìn)行研究,得出以下結(jié)論并提出建議。
(一)結(jié)論
第一,從專利整體發(fā)展情況看,我國綠色建筑發(fā)明專利申請(qǐng)量逐年增長;專利地域分布存在較大差異,江蘇省在專利申請(qǐng)數(shù)量及專利技術(shù)布局廣度上都處于領(lǐng)先地位。各省市申請(qǐng)專利授權(quán)比例低,大量申請(qǐng)專利不能通過審查且受到法律保護(hù),容易造成資源浪費(fèi)。專利技術(shù)布局上,目前我國綠色建筑專利技術(shù)集中度較高,多集中于裝配式建筑和綠色建材研究,各個(gè)創(chuàng)新主體已開始關(guān)注能源轉(zhuǎn)化、建筑物綠色生態(tài)、空氣調(diào)節(jié)、墻體保溫、BIM等領(lǐng)域,并取得了一定成果,這一變化符合最新的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。
第二,從專利合作網(wǎng)絡(luò)整體特征看,我國綠色建筑合作專利申請(qǐng)量整體呈上漲趨勢(shì),但合作比例呈波動(dòng)狀態(tài),合作創(chuàng)新規(guī)模仍有較大提升空間。目前形成的專利合作網(wǎng)絡(luò)密度極低,大部分節(jié)點(diǎn)間連接關(guān)系以弱連接為主,合作頻率不高。整體合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界網(wǎng)絡(luò)和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特性。多數(shù)創(chuàng)新主體只有一到兩位合作人,只有部分創(chuàng)新主體聚集形成了較為緊密的凝聚子群。以貴州大學(xué)和中國建筑第四工程局有限公司為核心、以國家電網(wǎng)有限公司為核心等大規(guī)模子群中,部分企業(yè)會(huì)采取產(chǎn)學(xué)研合作模式,與高校、科研院所進(jìn)行資源交換、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),進(jìn)行合作研發(fā)。
第三,從專利合作網(wǎng)絡(luò)演化特征看,經(jīng)過漫長的萌芽期后,我國綠色建筑專利合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大,密度逐漸降低且一直處于低水平,逐步出現(xiàn)具有一定規(guī)模的凝聚子群,從個(gè)人合作向企業(yè)間合作以及產(chǎn)學(xué)研合作模式轉(zhuǎn)變。除了傳統(tǒng)建筑企業(yè),以國家電網(wǎng)有限公司為首的能源企業(yè)也加入到了綠色建筑合作網(wǎng)絡(luò)中,豐富了綠色建筑專利研究主題,擴(kuò)展了綠色建筑專利技術(shù)布局。
(二)建議
我國綠色建筑仍然處于發(fā)展階段,專利合作網(wǎng)絡(luò)處于初級(jí)階段,需要進(jìn)一步優(yōu)化,基于上述分析和結(jié)論,提出以下促進(jìn)我國綠色建筑專利合作的建議。
第一,從政府角度,政府應(yīng)該持續(xù)關(guān)注綠色建筑發(fā)展情況,并在其中發(fā)揮重要推動(dòng)作用。首先,從研發(fā)資金、平臺(tái)以及法律法規(guī)上對(duì)綠色建筑研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化提供政策支持。如部分省份已經(jīng)建立了建筑企業(yè)技術(shù)中心信息化平臺(tái),把綠色建筑專利申請(qǐng)數(shù)量納入評(píng)審指標(biāo),促使企業(yè)提高自身專利研發(fā)或向外尋求專利合作的積極性。其次,鼓勵(lì)并支持加大產(chǎn)學(xué)研用合作力度。目前形成的合作網(wǎng)絡(luò)中,針對(duì)高校和科研院所參與度較低且科研院所邊緣化的問題,應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)高校與科研院所以市場(chǎng)為導(dǎo)向,構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用密切交流合作平臺(tái),完善產(chǎn)學(xué)研用合作機(jī)制。再次,專利申請(qǐng)數(shù)量較少的地區(qū)需重點(diǎn)培育本地區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)的核心創(chuàng)新主體和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),帶動(dòng)當(dāng)?shù)鼐G色建筑專利發(fā)展。最后,各地政府應(yīng)因地制宜,更有側(cè)重地推動(dòng)區(qū)域綠色建筑專利技術(shù)研發(fā),如北方城市可以更注重節(jié)能供暖技術(shù)研究,南方城市更注重改善建筑物熱性能技術(shù)研究等。
第二,從創(chuàng)新主體角度,首先要強(qiáng)化現(xiàn)有合作關(guān)系,提升合作頻率,其次要突破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)合作關(guān)系束縛,與網(wǎng)絡(luò)外節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合作,增加網(wǎng)絡(luò)密度和連通性。在合作對(duì)象選擇上,可以關(guān)注網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn),如國家電網(wǎng)有限公司、中國建筑第四工程局有限公司、貴州大學(xué)、東南大學(xué)、清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司等。在關(guān)注核心節(jié)點(diǎn)的同時(shí),也要打破行業(yè)壁壘,鼓勵(lì)建筑行業(yè)創(chuàng)新主體與其他行業(yè)如能源行業(yè)、信息行業(yè)等創(chuàng)新主體強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,有效整合資源,實(shí)現(xiàn)綠色建筑專利技術(shù)突破,快速推動(dòng)專利技術(shù)成果更好更快地應(yīng)用于綠色建筑實(shí)踐。
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(責(zé)任編輯: 王圓圓)