摘要：[目的/意義]旨在明確綠色發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，預(yù)測技術(shù)演變趨勢，為技術(shù)創(chuàng)新、政策制定及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。[方法/過程]以patsnap專利數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)為樣本來源，運用TF-IDF、LDA主題模型及困惑度分析探索主題詞分布并提取主題，同時進行語義網(wǎng)絡(luò)主題聚類，實現(xiàn)技術(shù)關(guān)聯(lián)分析，綜合分析其現(xiàn)狀與趨勢。[結(jié)果/結(jié)論]研究表明，綠色發(fā)展技術(shù)目前處于成熟初期；專利主題可歸納為綠色生產(chǎn)技術(shù)、綠色建筑施工技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)等7類；發(fā)展方向?qū)膯我患夹g(shù)向系統(tǒng)集成、從資源高效利用向循環(huán)經(jīng)濟、從傳統(tǒng)能源向可再生能源，以及從單一環(huán)境治理向綜合生態(tài)管理全面轉(zhuǎn)型。從系統(tǒng)的角度分析綠色發(fā)展技術(shù)的現(xiàn)狀，并探究其發(fā)展趨勢，為該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：綠色發(fā)展；專利挖掘；LDA主題模型；未來前景

分類號：G250.2；X38

CSTR： 32306.14.CN11-6036.2025.005

DOI： 10.13266/j.issn.2095-5472.2025.005

引用格式：向尚， 劉思思. 基于專利挖掘的綠色發(fā)展技術(shù)主題分析與趨勢研究[J/OL]. 知識管理論壇， 2025， 10（1）： 64-78 [引用日期]. http：//www.kmf.ac.cn/p/449/. （Citation： Xiang Shang， Liu Sisi. Research on Topic Analysis and Trends of Green Development Technologies Based on Patent Mining[J/OL]. Knowledge Management Forum， 2025， 10（1）： 64-78 [cite date]. http：//www.kmf.ac.cn/p/449/.）

1" 引言/ Introduction

綠色發(fā)展作為解決全球變暖問題的最終可行策略，已成為生態(tài)現(xiàn)代化發(fā)展的主流趨勢，是實現(xiàn)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的重要實踐路徑?！笆奈濉币?guī)劃指出，堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，要實施綠色技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)行動，大力發(fā)展綠色經(jīng)濟[1]。以節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型為導(dǎo)向的技術(shù)推廣為綠色發(fā)展提供源動力，污染防治、清潔能源生產(chǎn)、重點行業(yè)綠色化改造等均需要綠色技術(shù)的支撐?？傮w上，綠色發(fā)展技術(shù)主要特征是環(huán)保性、節(jié)能性、循環(huán)性等，這些特征共同構(gòu)成了綠色發(fā)展技術(shù)的核心競爭力和社會價值。然而，綠色發(fā)展作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，涉及交叉融合產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與優(yōu)化，相關(guān)專利技術(shù)多樣冗雜且創(chuàng)新趨勢并不明晰，不利于科技部門及企業(yè)的研發(fā)投入規(guī)劃。專利數(shù)據(jù)能夠覆蓋全球90%以上的科學(xué)技術(shù)信息[2]，是掌握綠色發(fā)展領(lǐng)域科技競爭情報的有力渠道，是衡量綠色發(fā)展領(lǐng)域科技發(fā)展的重要指標?；诖耍疚闹荚谕ㄟ^深入分析綠色發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)，從專利計量分析、技術(shù)主題提煉以及技術(shù)關(guān)聯(lián)探索這3個維度，梳理當前綠色發(fā)展技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，從而為政府制定相關(guān)戰(zhàn)略政策、企業(yè)推進技術(shù)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級提供有益參考。

2" 研究回顧/ Research review

2.1" 綠色發(fā)展技術(shù)

在理論研究方面，國務(wù)院新聞辦公室于2023年1月19日發(fā)布的《新時代的中國綠色發(fā)展》白皮書全面闡述中國綠色發(fā)展理念、實踐與成效，強調(diào)加快新興技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，從而構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系[3]。學(xué)界也對先進科技助力綠色發(fā)展進行了深入探討。劉朝提出，數(shù)智化技術(shù)通過促進產(chǎn)業(yè)綠色化，使企業(yè)實現(xiàn)全生命周期綠色化[4]。劉伊曼等從生態(tài)倫理的視角對綠色發(fā)展技術(shù)進行理論分析，指出技術(shù)創(chuàng)新為綠色發(fā)展提供了持續(xù)動力[5]。周杰琦等探究發(fā)現(xiàn)，人工智能主要通過技術(shù)賦能和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)其綠色發(fā)展效應(yīng)[6]。孫越等基于技術(shù)視角對綠色發(fā)展內(nèi)涵、作用、特質(zhì)等進行闡述，為中國特色“五位一體”建設(shè)提供理論支撐[7]。李悅昭等將綠色發(fā)展技術(shù)分為清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、環(huán)境科技、生態(tài)補償4大類別，指出其具有污染少、效率高、速度快等特點[8]。

在實踐應(yīng)用方面，學(xué)者們重點關(guān)注先進技術(shù)對產(chǎn)業(yè)和區(qū)域綠色發(fā)展的影響。例如，有研究通過不同類型專利數(shù)據(jù)衡量實質(zhì)性和策略性創(chuàng)新類型，發(fā)現(xiàn)不同創(chuàng)新類型對制造企業(yè)環(huán)境和能源績效具有異質(zhì)影響[9]；另有研究考察了黃河流域技術(shù)進步對資源型城市綠色發(fā)展的非線性關(guān)系[10]；還有學(xué)者以長江經(jīng)濟帶三大城市群為研究對象，探討技術(shù)創(chuàng)新及合作對其綠色發(fā)展的空間聯(lián)動效應(yīng)[11]和非線性作用[12]。同時，部分學(xué)者聚焦重點產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的突破工作。例如，石油和化學(xué)工業(yè)使用高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽技術(shù)，在節(jié)約電力資源的同時避免了汞和石棉對環(huán)境的污染，通過提高資源利用效率，減少資源消耗，賦能工業(yè)經(jīng)濟綠色發(fā)展[13]。新時代水產(chǎn)遺傳育種生物技術(shù)的革新，如全基因組選擇育種和基因組編輯等精準設(shè)計育種，推動了水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色發(fā)展[14]。此外，通過開展非高爐煉鐵、直接軋制等技術(shù)研究，推動焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼和軋鋼五大重點工序的智能化革新，助力鋼鐵行業(yè)綠色化發(fā)展[15]。

2.2" 專利挖掘技術(shù)

專利挖掘技術(shù)最早由根里奇·阿奇舒勒在1946年提出[16]，是指在技術(shù)研發(fā)或產(chǎn)品開發(fā)過程中，對所取得的成果從技術(shù)和法律層面進行剖析、整理、拆分和篩選，從而識別具有專利申請和保護價值的技術(shù)創(chuàng)新點和技術(shù)方案。專利技術(shù)作為科技創(chuàng)新的直接體現(xiàn)，其重要性不言而喻。目前，專利挖掘技術(shù)主要包括文本挖掘法、引用分析法、機器學(xué)習(xí)法和社會網(wǎng)絡(luò)分析法等[17]。其中，1997年B. Lent等基于文本挖掘技術(shù)，提出了通過序列分析某時段專利文獻內(nèi)容來預(yù)測發(fā)展趨勢的方法[18]；諶志群等提出了UCT-MF統(tǒng)一中文挖掘模型，為中文文本挖掘系統(tǒng)提供了基本體系框架[19]；王元波等結(jié)合LDA算法，通過分析專利主題強度及主題內(nèi)容演變構(gòu)建了專利技術(shù)相關(guān)進化圖[20]；馮立杰等提出了融合專利引文網(wǎng)絡(luò)和SAO語義分析的技術(shù)演化路徑識別與拓展方法[21]；向希堯等提出了結(jié)合專利引用與發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)的專利引用分析方法；李欣等提出一種基于機器學(xué)習(xí)的專利可轉(zhuǎn)讓性評估方法[22]。王金鳳等提出了基于知識圖譜和專利分析的技術(shù)基因提取路徑模型[23]?，F(xiàn)有研究通過對專利數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，主要對醫(yī)療[24]、生物育種[25]、化工[26]、汽車[27]、移動通信[28]、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)[29]等領(lǐng)域的技術(shù)趨勢進行識別，為科技創(chuàng)新戰(zhàn)略布局提供了重要參考。

綜上所述，綠色發(fā)展技術(shù)在理論研究與實踐應(yīng)用中均展現(xiàn)出顯著的重要性與活力?，F(xiàn)有的以“綠色發(fā)展技術(shù)”為核心的文獻數(shù)量較少，過往的理論研究一部分從宏觀角度來探究如何構(gòu)建理論體系，以及科技創(chuàng)新如何賦能綠色發(fā)展；另一部分則從微觀視角剖析特定行業(yè)內(nèi)綠色發(fā)展技術(shù)的具體應(yīng)用成效，并缺乏對綠色發(fā)展技術(shù)的系統(tǒng)性研究，尤其在綠色技術(shù)的深度挖掘方面存在明顯不足，關(guān)鍵技術(shù)特征的識別與提煉尚存在空白。本文通過挖掘綠色發(fā)展的相關(guān)專利數(shù)據(jù)，在專利計量的基礎(chǔ)上構(gòu)建LDA模型對綠色發(fā)展專利技術(shù)進行主題聚類，并運用語義網(wǎng)絡(luò)揭示技術(shù)間的內(nèi)在聯(lián)系，從系統(tǒng)的角度梳理當前綠色發(fā)展技術(shù)的現(xiàn)狀，并探究其發(fā)展趨勢，為該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

3" 研究設(shè)計與方法/ Research design and methodology

3.1" 研究策略

本文以智慧芽patsnap專利數(shù)據(jù)庫中綠色發(fā)展相關(guān)專利數(shù)據(jù)為研究對象，通過對申請時間、申請類型、申請人類型、申請機構(gòu)、地理位置、申請生命周期、申請摘要等內(nèi)容進行專利計量分析，掌握綠色發(fā)展相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀；采用LDA主題模型識別技術(shù)主題，對專利技術(shù)進行系統(tǒng)的分類，并探究各類主題專利技術(shù)的特征；以ROSTCM6軟件與K核分析為基準，對專利摘要中的核心詞匯進行分門別類的聚類處理，深入解析各技術(shù)主題之間的內(nèi)在聯(lián)系。研究以定量分析為主，提高技術(shù)識別客觀性，從而更準確地分析綠色發(fā)展技術(shù)及發(fā)展趨勢，研究思路如圖1所示：

3.2" 數(shù)據(jù)來源

綠色發(fā)展是以效率、和諧與可持續(xù)為目標的經(jīng)濟增長和社會發(fā)展方式。以patsanp專利數(shù)據(jù)庫為源，設(shè)定受理局包括中國，專利類型包括發(fā)明申請、授權(quán)發(fā)明、實用新型、外觀設(shè)計，結(jié)合《綠色技術(shù)專利分類體系》[30]與綠色發(fā)展的理念，設(shè)定的檢索式見表1。檢索時間范圍設(shè)定為2004—2024年，共導(dǎo)出數(shù)據(jù)7 762組（簡單同族專利數(shù)），通過對無關(guān)項、重復(fù)項篩選之后，得到數(shù)據(jù)7 681組。

3.3" "研究方法

（1）文本處理。利用Python中的jieba分詞包，結(jié)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)推出的停用詞表，同時補充針對本數(shù)據(jù)集無意義的詞語（如企業(yè)、發(fā)明、實用新型領(lǐng)域等），形成新的停用詞表對專利文本進行分詞。隨后，采用TF-IDF（Term Frequency–Inverse Document Frequency，詞頻—逆向文件頻率）方法對字詞的重要性進行向量化分析，以量化詞匯在文檔中的重要性。

（2）主題提取。LDA主題模型由D. M. Blei等于2003年提出[31]，它利用LDA反復(fù)迭代識別文本中隱藏的主題信息，并通過困惑度與一致性的圖像確定最佳主題數(shù)，實現(xiàn)主題聚類或文本分類。

4" 綠色發(fā)展技術(shù)專利計量/ Patent metrology of green development technologies

4.1" 專利申請技術(shù)生命周期

根據(jù)專利申請的時間順序，對綠色發(fā)展相關(guān)技術(shù)專利數(shù)量進行統(tǒng)計，繪制專利分布時序圖，見圖2，并將其發(fā)展分為嬰兒期、發(fā)展期、成熟初期3個階段。①嬰兒期（2004—2010年），此階段綠色發(fā)展關(guān)聯(lián)專利開始出現(xiàn)，但數(shù)量少且年均增長率低，2010年全國人大十一屆三次會議上，“低碳經(jīng)濟”“綠色經(jīng)濟”成為最熱門的關(guān)鍵詞，政府促進環(huán)境保護技術(shù)的創(chuàng)新，發(fā)展綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟，此階段為嬰兒期。②發(fā)展期（2011—2018年），這一階段綠色發(fā)展關(guān)聯(lián)技術(shù)穩(wěn)定增長。2015年中共十八屆五中全會通過《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》，其中提出綠色、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、開放、共享構(gòu)成的五大發(fā)展理念，專利申請數(shù)量增長率高。③成熟初期（2018年至今），該階段專利申請數(shù)量基數(shù)大，雖有波動，但整體數(shù)量較前一階段穩(wěn)健增長。2018年發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護 堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》[33]，強調(diào)打贏藍天、碧水、凈土三大保衛(wèi)戰(zhàn)，同時全國生態(tài)環(huán)境保護大會的召開與生態(tài)環(huán)境部的正式掛牌，這些因素共同刺激推動了綠色發(fā)展專利申請量的增長。2020年9月中國在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出力爭在2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標，之后專利申請數(shù)量大幅度增長，各類綠色發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)，綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁上了新臺階，綠色發(fā)展產(chǎn)業(yè)專利申請開啟新征程。該發(fā)展階段為綠色發(fā)展產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的成熟初期。

4.2" 專利申請分布特征

（1）專利申請類型。在專利申請中，各類型數(shù)量由高到低依次為實用新型3 901項，發(fā)明專利3 771項，外觀設(shè)計9項，見圖3。在綠色發(fā)展關(guān)聯(lián)專利中實用新型與發(fā)明專利產(chǎn)品數(shù)量相當，外觀設(shè)計專利數(shù)量占比最少。專利覆蓋了從A到H的多個IPC大類，表明綠色發(fā)展的相關(guān)技術(shù)涉及多個領(lǐng)域，其中發(fā)明類專利主要集中在E04（建筑物）、B01（物理或化學(xué)的裝置或方法）、F24（供熱）、C04（水泥）、C02（污水）、H02（電器元件）；實用新型主要集中在E04（建筑物）、F24（供熱）、B01（物理或化學(xué)的裝置或方法）、C02（污水）、H02（電器元件）、A01（農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)）、F21（照明）。綜上所述，綠色發(fā)展專利技術(shù)主要集中在建筑、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)上。

（2）專利申請人類型。如圖4所示，按類型對專利申請人進行統(tǒng)計，企業(yè)占據(jù)過半席位，高達64.37%，而院校及個人占比依次為15.94%、16.57%，組織占比率最少，僅有3.12%。從申請人類型的時序演變來看，2004—2010年期間，個人申請專利的數(shù)量占主導(dǎo)地位，自2010年大力發(fā)展低碳經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟以來，各類申請人的專利申請數(shù)量均開始增加，其中企業(yè)類型的申請人響應(yīng)國家號召大幅增長。院校類型的申請人在2011年之后呈現(xiàn)緩慢增長態(tài)勢，這表明各院校開始鼓勵在校師生合作共贏，推動自主創(chuàng)新，掀起了中國研究專利的新氣象。相比之下，組織類型的申請人數(shù)量一直較少且增長率保持較低水平。

（3）地理空間分布（不含港澳臺地區(qū)）。如圖5所示，東部地區(qū)的江蘇、廣東、山東、浙江、上海、北京等地專利分布較為密集。江蘇、廣東、上海等地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達擁有更多的科研資源和資金支持，能夠吸引更多的科研人才和企業(yè)入駐，從而推動綠色專利申請數(shù)量的增加。山東、安徽等地區(qū)作為中國重要的工業(yè)基地，冶金、化工、輕工、建材等行業(yè)發(fā)達，但這些行業(yè)面臨著環(huán)境污染和能耗過高的問題，需要加快新舊動能轉(zhuǎn)換，推動行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。而西北、西南、東北等地區(qū)的專利數(shù)量則較少，這些地區(qū)經(jīng)濟較為落后，信息閉塞且交通不便，研發(fā)環(huán)境相對不佳，難以吸引優(yōu)秀人才，因此專利申請數(shù)量相對較少。

5" 技術(shù)主題分析/ Technical theme analysis

5.1" 基于LDA模型的主題挖掘

構(gòu)建LDA模型進行主題聚類前，需確定最優(yōu)主題數(shù)。本文采用困惑度曲線和主題一致性得分來綜合評價LDA模型的最優(yōu)主題數(shù)。首先，在LDA模型中困惑度越低說明不確定性越小，聚類的結(jié)果越好。如圖6所示，在主題數(shù)為7、8時，困惑度最低。其次，本文通過計算主題的一致性得分來進一步評估，一般情況下，主題的一致性越高，連貫性越好，可解釋性也更高。如圖7所示，當主題數(shù)超過2后，LDA模型在主題數(shù)為7時一致性得分最高。因此，最終確定最優(yōu)主題數(shù)K=7。

確定主題數(shù)之后，運用pyLDAvis對LDA模型進行可視化分析，見圖8。圖中左側(cè)的每個圓圈代表一個主題，圓圈之間的距離代表不同主題之間的相似性，圓圈的大小代表主題出現(xiàn)的頻率，并且按順序標號。主題數(shù)為7時，各個象限均有圓圈，且其重合程度較低，表明LDA建模后主題之間相互對斥，說明綠色發(fā)展專利覆蓋領(lǐng)域較廣[34]。

圖8右側(cè)顯示主題特征詞的貢獻度變化，藍色條表示該詞語在整個文檔中出現(xiàn)的頻率，紅色條表示該主題中此關(guān)鍵詞的詞頻，有助于直觀了解關(guān)鍵詞在主題中的分布情況。將鼠標懸浮在左邊的主題圓圈上，可以具體查看主題一的前30個關(guān)鍵詞，通過調(diào)節(jié)右上角的λ值查看詞語與主題的相關(guān)性，當其為1時，右側(cè)顯示的詞語與主題相關(guān)，當其接近0時，右側(cè)顯示的則為該主題下獨特的詞。

利用最優(yōu)主題數(shù)重新訓(xùn)練LDA模型，得到每個文檔的主題分布和每個主題下的詞分布。隨后根據(jù)詞分布，識別出各個主題的核心內(nèi)容。針對得到的7個主題，選擇出現(xiàn)頻率高、代表性強的詞語作為關(guān)鍵詞，最終提取出7個關(guān)鍵詞，見表2。

基于主題的高頻詞，將7類綠色發(fā)展專利主題命名為：1-綠色生產(chǎn)技術(shù)，2-綠色建筑施工技術(shù)，3-電機驅(qū)動技術(shù)，4-工業(yè)熱循環(huán)技術(shù)，5-綠色儲能與智能供電技術(shù)，6-綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，7-室內(nèi)空氣凈化技術(shù)。

（1）綠色生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)以節(jié)約能源、降低耗材為生產(chǎn)目標，以先進技術(shù)及管理方法為手段，達到節(jié)約能源，節(jié)省材料等要求。它強調(diào)在生產(chǎn)過程中盡量減少對環(huán)境的負面影響，同時提高資源利用效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，利用有機肥、綠肥等替代部分化肥，提高土壤有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)；將農(nóng)作物秸稈進行資源化利用，增加土壤肥力。在工業(yè)領(lǐng)域，中國石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)出的己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)技術(shù)，將新催化材料、新反應(yīng)工程和新反應(yīng)途徑集成創(chuàng)新，廣泛應(yīng)用于紡織、汽車電子等行業(yè)，提高了原料利用率，產(chǎn)生了重大的社會經(jīng)濟效益[35]。

（2）綠色建筑施工技術(shù)。該技術(shù)強調(diào)在施工過程中，通過科學(xué)的管理和技術(shù)手段，最大限度地節(jié)約資源（如水、能源、土地和材料），減少環(huán)境污染，同時確保施工質(zhì)量和安全。這種技術(shù)不僅關(guān)注建筑物的建造過程，還注重其對周圍環(huán)境的影響，力求實現(xiàn)建筑與自然環(huán)境的和諧共生。在建筑行業(yè)中，積極發(fā)展專用水泥、加快發(fā)展和推廣高性能混凝土和預(yù)拌砂漿等方案[36]，以滿足不同領(lǐng)域、不同環(huán)境下的特殊需求。同時，通過在外墻保溫隔熱設(shè)計中應(yīng)用保溫新型墻體，推廣節(jié)能門窗，加強屋面的設(shè)計，從而減少陽光輻射，利用太陽能技術(shù)等實現(xiàn)保溫和隔熱效果，延長建筑物的使用壽命[37]。這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以有效提高建筑行業(yè)的節(jié)能減排水平，推動建筑業(yè)的綠色發(fā)展。

（3）電機驅(qū)動技術(shù)。電機作為將電能轉(zhuǎn)換為機械能的重要設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著科技的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都在探索更高效率的電機驅(qū)動技術(shù)，提高能源轉(zhuǎn)化率，以適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用場景和不斷提高的生產(chǎn)需求。例如，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，電機驅(qū)動技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機器人、數(shù)控機床、輸送系統(tǒng)等設(shè)備中，優(yōu)化其響應(yīng)速度、控制精度等。同時，其在新能源汽車領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用，通過高效的電機、先進的電池技術(shù)和智能化的控制系統(tǒng)，新能源汽車能夠大幅降低能耗和排放。

（4）工業(yè)熱循環(huán)技術(shù)。隨著環(huán)境保護意識的增強，減少溫室氣體排放和其他有害物質(zhì)的產(chǎn)生成為迫切需求。該技術(shù)通過一系列精密設(shè)計的設(shè)備和工藝，能夠高效地將生產(chǎn)過程中的廢熱或余熱進行回收，并通過換熱器、熱泵等關(guān)鍵設(shè)備，將這些熱能轉(zhuǎn)換為可再利用的能源形式。例如，在石油化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的余熱，如蒸汽、高溫?zé)煔獾?，通過熱循環(huán)技術(shù)，這些余熱可以被回收并用于預(yù)熱原料、發(fā)電或供暖等，從而實現(xiàn)能源的再利用。

（5）綠色儲能與智能供電技術(shù)。該技術(shù)線包括蓄電池、控制器與智能管理系統(tǒng)等關(guān)鍵要素。其中蓄電池是綠色儲能技術(shù)的核心，包括鋰離子電池、固態(tài)電池等，用于儲存可再生能源產(chǎn)生的電能。控制器負責(zé)監(jiān)測和控制儲能設(shè)備的運行，確保能源的穩(wěn)定供應(yīng)和高效利用。智能管理系統(tǒng)通過收集和分析數(shù)據(jù)，優(yōu)化能源分配和調(diào)度，實現(xiàn)能源的智能化管理。這些組件協(xié)同作用，構(gòu)建了一個風(fēng)能、太陽能等可再生能源的高效儲存、轉(zhuǎn)換和智能供電的技術(shù)體系，有效提升可再生能源的利用率，并減少碳排放量。

（6）綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在水資源污染浪費日益嚴重的今天，許多城市水資源短缺，水體污染嚴重。綠色雨水、綠色屋頂基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用成為管理城市水資源的重要途徑。利用雨水花園等基礎(chǔ)設(shè)施建造海綿城市，對雨水進行地方過濾和吸收，減少雨水徑流，降低城市洪水風(fēng)險，同時也有助于改善城市地區(qū)的空氣質(zhì)量和降低熱島效應(yīng)[38]。使用高效節(jié)能的水泵系統(tǒng)和綠色給排水管道施工技術(shù)，優(yōu)化建筑給排水系統(tǒng)，進而提升水資源利用效率。這些基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)旨在通過一系列技術(shù)和實踐來實現(xiàn)雨水資源的高效管理。

（7）室內(nèi)空氣凈化技術(shù)。在綠色發(fā)展相關(guān)技術(shù)中，空氣凈化技術(shù)是基于室內(nèi)空氣污染整治的技術(shù)，旨在提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，改善居住、辦公等環(huán)境，符合健康與環(huán)保的需要?？諝鈨艋魇抢脙?nèi)置過濾、吸附、催化裝置等，通過風(fēng)機送風(fēng)或吸風(fēng)，將室內(nèi)空氣吸入凈化器內(nèi)部進行處理，再排出清潔的空氣。同時某些類型的植物除了作為觀賞裝飾品外，還可以凈化空氣、除塵、殺菌。通過空氣凈化技術(shù)，可以有效減少室內(nèi)裝修材料、家具等釋放的甲醛、苯等有害氣體，以及烹飪、吸煙等產(chǎn)生的油煙和異味，從而減輕對室外環(huán)境的污染，有助于維護大氣環(huán)境的生態(tài)平衡。

5.2" 綠色發(fā)展技術(shù)關(guān)聯(lián)分析

本文使用ROSTCM6社會計算平臺軟件，以“K核分析”為類別劃分標準，按類別對專利摘要詞語進行了語義網(wǎng)絡(luò)主題聚類，按照主題中心度劃分了6類語義網(wǎng)絡(luò)，見圖9。

第一圈層作為中心圈層，是綠色發(fā)展技術(shù)的核心理念和基石。它強調(diào)環(huán)保、節(jié)能、綠色、清潔的重要性。同時，系統(tǒng)和能源的概念貫穿整個綠色發(fā)展技術(shù)，強調(diào)整體性和能源的高效利用。

第二圈層以提高“電能”利用效率、優(yōu)化“電機”性能、利用“光伏”技術(shù)發(fā)電、改進“驅(qū)動”系統(tǒng)和“供電”方式等手段，實現(xiàn)能源的節(jié)約和環(huán)境的保護。

第三圈層關(guān)注綠色技術(shù)的安全性和“性能”，“裝置”“控制”“功能”和“性能”則決定了技術(shù)的實用性和可靠性，這些要素共同構(gòu)成了綠色技術(shù)的完整體系，確保了技術(shù)的有效實施和穩(wěn)定運行。

第四圈層是通過“污染”“治理”、減少“排放”、“收集”和處理廢棄物、“回收”資源等手段，實現(xiàn)污染控制與資源循環(huán)利用。

第五圈層以“材料”“制備”為核心，側(cè)重選擇環(huán)保、可再生的原料，采用高效的制備工藝和材料，降低生產(chǎn)成本。

第六圈層以“保溫”“空氣”“調(diào)節(jié)”等詞語為核心，揭示綠色發(fā)展技術(shù)在建筑節(jié)能、保溫以及改善空氣質(zhì)量等方面的作用，為人們創(chuàng)造更加舒適、健康的生活環(huán)境。

各圈層之間緊密相連，共同構(gòu)成了綠色發(fā)展技術(shù)的完整體系。中心圈層提供了核心理念和基石，為其他圈層提供了指導(dǎo)和方向。第二至第六圈層則分別從不同角度和層面出發(fā)，實現(xiàn)了綠色技術(shù)的具體應(yīng)用和實施。這些圈層相互支撐、相互促進，共同推動綠色發(fā)展技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。

6" 綠色發(fā)展技術(shù)演進趨勢/ Evolution trends of green development technologies

6.1" 多技術(shù)融合驅(qū)動，系統(tǒng)綜合集成

專利主題提取結(jié)果發(fā)現(xiàn)，綠色發(fā)展技術(shù)涵蓋生產(chǎn)、施工、交通、農(nóng)業(yè)等多個方面。在綠色發(fā)展技術(shù)的早期階段，各技術(shù)領(lǐng)域相對獨立，例如2004年申請的“新型清潔能源甲醇汽油燃料”專利，專為汽車設(shè)計，實現(xiàn)節(jié)能減排。2011年的“高層建筑中水勢能回收與水體回用集成系統(tǒng)”專利，則通過綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施與膜分離工藝的結(jié)合，有效回收利用建筑中的水資源。然而，隨著技術(shù)的不斷進步，部分領(lǐng)域開始出現(xiàn)技術(shù)交叉融合的現(xiàn)象。2024年申請的“一種綠色建筑用室內(nèi)通風(fēng)裝置”專利是這一現(xiàn)象的生動體現(xiàn)，該專利結(jié)合綠色建筑施工技術(shù)以及綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在有效保證通風(fēng)效果的同時，利用雨水清洗通風(fēng)裝置，實現(xiàn)資源的有效利用。此外，技術(shù)語義網(wǎng)絡(luò)第三圈層中“裝置”“控制”“功能”和“性能”等要素共同構(gòu)成了綠色技術(shù)系統(tǒng)的基石，也體現(xiàn)了綠色發(fā)展技術(shù)的融合驅(qū)動與系統(tǒng)集成。裝置作為功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，通過跨領(lǐng)域技術(shù)的巧妙融合，形成高效環(huán)保的技術(shù)組合；控制則確保這些裝置精準運行，實現(xiàn)預(yù)期功能；而性能評估則成為衡量裝置與控制效果的關(guān)鍵標尺，強調(diào)系統(tǒng)整體的協(xié)同效率和環(huán)保效益。但在綠色發(fā)展技術(shù)的成熟初期，各領(lǐng)域技術(shù)交叉融合的現(xiàn)象尚不普遍，因此，綠色發(fā)展技術(shù)需要更加注重技術(shù)的交叉融合與系統(tǒng)集成。

6.2" 多資源循環(huán)利用，構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟

根據(jù)5.2節(jié)的分析結(jié)果，技術(shù)語義網(wǎng)絡(luò)中第四圈層側(cè)重污染治理、收集和處理廢棄物、回收資源，這一系列活動共同構(gòu)成了資源循環(huán)利用的核心框架。在綠色發(fā)展技術(shù)的萌芽與初期發(fā)展階段，主要關(guān)注點在于提升資源的利用效率，力求通過技術(shù)創(chuàng)新減少能耗和廢棄物的產(chǎn)生。然而，隨著環(huán)境保護意識的日益增強和可持續(xù)發(fā)展理念在全球范圍內(nèi)的廣泛傳播，循環(huán)經(jīng)濟作為一種全新的發(fā)展模式應(yīng)運而生。在這一模式下，技術(shù)主題提取中的熱循環(huán)技術(shù)、廢棄物資源化利用等手段得到了廣泛應(yīng)用。例如，“城市垃圾無害化處理方法”專利便是一種典型的多資源循環(huán)利用技術(shù)，它通過一系列精細的步驟，將垃圾進行分類處理，濕質(zhì)韌性垃圾用于制備有機發(fā)酵肥，而剛性垃圾和脆性垃圾則被燒制成建筑用磚。這一方法不僅實現(xiàn)了垃圾的無害化處理，全過程對環(huán)境不會造成污染，還構(gòu)建了可持續(xù)的循環(huán)系統(tǒng)，促進資源的循環(huán)利用和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術(shù)創(chuàng)新、政策引導(dǎo)、市場需求和國際合作等多方面因素的共同作用，循環(huán)經(jīng)濟有望迎來新的拐點，實現(xiàn)更加快速和可持續(xù)的發(fā)展。

6.3" 多能源技術(shù)革新，產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型

多能源技術(shù)革新正引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)走向綠色轉(zhuǎn)型。技術(shù)主題中電機驅(qū)動技術(shù)的不斷精進，不僅顯著提升了能源利用效率，還使其能夠靈活適應(yīng)多樣化的應(yīng)用場景，為風(fēng)能、太陽能等可再生能源的普及應(yīng)用奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。以“一種太陽能光熱和天然氣冷能聯(lián)合動力機發(fā)電系統(tǒng)”專利為例，該專利提出了一種多結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通過科學(xué)合理的熱能利用和轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)清潔能源和冷能、壓差能的綜合能源高效利用，為產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型注入新的活力。與此同時，綠色儲能與智能供電技術(shù)的飛速發(fā)展，更是為可再生能源的高效利用提供了有力保障。該技術(shù)通過實現(xiàn)可再生能源的高效儲存、靈活轉(zhuǎn)換以及智能化管理，極大地提高了其在實際應(yīng)用中的可靠性和經(jīng)濟性。例如，國家電網(wǎng)有限公司申請的“分布式風(fēng)光儲一體化微電網(wǎng)智能控制系統(tǒng)”專利，旨在通過集成分布式發(fā)電、儲能以及先進的控制與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，高效利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源，實現(xiàn)對微電網(wǎng)系統(tǒng)的智能監(jiān)控與優(yōu)化調(diào)度。這些專利技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上加速了能源結(jié)構(gòu)從依賴化石能源向以可再生能源為主體的綠色轉(zhuǎn)型的進程。

6.4" 多方面協(xié)同作用，城市和諧共生

結(jié)合5.1節(jié)中的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施與5.2節(jié)中的第六圈層，綠色發(fā)展技術(shù)逐漸從單一環(huán)境治理向綜合生態(tài)管理轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變不僅體現(xiàn)在理念上的升級，更在實際應(yīng)用中展現(xiàn)出了強大的協(xié)同效應(yīng)。以綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施為例，透水鋪裝、雨水花園、生態(tài)滯留池等技術(shù)手段已成為構(gòu)建海綿城市不可或缺的一部分。這些設(shè)施不僅能夠高效地吸納、儲存和滲透雨水，有效減少雨水徑流量，緩解城市內(nèi)澇問題，還極大地改善了城市的生態(tài)環(huán)境，提升了城市的自然恢復(fù)力。如“海綿城市雨水收集凈化系統(tǒng)”專利，通過集成多種綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)了雨水的智能收集、處理和再利用，為城市水資源管理提供了創(chuàng)新方案。室內(nèi)空氣凈化技術(shù)則通過提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，減輕對室外環(huán)境的污染，有助于維護大氣環(huán)境的生態(tài)平衡。同時技術(shù)語義網(wǎng)絡(luò)的第六圈層中的“保溫”“空氣”“調(diào)節(jié)”等詞語，表明綠色發(fā)展技術(shù)通過改善空氣質(zhì)量、優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)、提高墻體保溫性能、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度等手段，為人們創(chuàng)造更加舒適、健康的生活環(huán)境。目前，這些綠色發(fā)展技術(shù)正處于成熟初期，其應(yīng)用范圍和效果仍有待進一步拓展和提升。未來，通過多方面的協(xié)同作用以及綜合生態(tài)管理，綠色發(fā)展技術(shù)將為實現(xiàn)人與自然和諧共生、推動城市綠色發(fā)展貢獻更大的力量。

7" 結(jié)論及展望/ Conclusions and prospects

本文通過綜合運用專利計量分析、TF-IDF算法、LDA主題挖掘以及語義網(wǎng)絡(luò)多種方法工具，對綠色發(fā)展技術(shù)的專利數(shù)據(jù)進行了深入細致的剖析，探究綠色發(fā)展技術(shù)的當前現(xiàn)狀、技術(shù)關(guān)聯(lián)以及未來的發(fā)展趨勢。經(jīng)過系統(tǒng)的研究與分析，得出了以下重要結(jié)論：

首先，從4.1節(jié)專利申請技術(shù)生命周期看出，當前中國綠色發(fā)展技術(shù)正處于成熟初期階段。4.2節(jié)專利申請分布特征結(jié)果表明綠色發(fā)展技術(shù)專利類型主要集中在農(nóng)業(yè)、建筑以及制造業(yè)等領(lǐng)域。在專利申請人方面，企業(yè)及院校占據(jù)主導(dǎo)地位，而個人與組織類型的申請人相對較少。在地域分布上，江蘇、廣東等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)與安徽、山東等工業(yè)快速發(fā)展地區(qū)是綠色發(fā)展技術(shù)的主要聚集地，而經(jīng)濟相對落后的西北地區(qū)則較少。

其次，基于主題提取結(jié)果，綠色發(fā)展技術(shù)的主要研究方向集中為綠色生產(chǎn)技術(shù)、綠色建筑施工技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)、工業(yè)熱循環(huán)技術(shù)、綠色儲能與智能供電技術(shù)、綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和室內(nèi)空氣凈化技術(shù)七大類。

綠色發(fā)展技術(shù)隨時間的推移，將從單一技術(shù)向系統(tǒng)集成、從資源高效利用向循環(huán)經(jīng)濟、從傳統(tǒng)能源向可再生能源以及從單一環(huán)境治理向綜合生態(tài)管理全面轉(zhuǎn)型，為構(gòu)建生態(tài)文明社會貢獻力量。

在本研究中，筆者采用了LDA主題模型，并結(jié)合pyLDAvis進行可視化分析，深入挖掘了綠色發(fā)展技術(shù)的相關(guān)主題，為推動綠色發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新提供了有價值的見解。盡管已有一些關(guān)于綠色發(fā)展、綠色技術(shù)方面的研究，但從系統(tǒng)角度整合綠色發(fā)展技術(shù)國內(nèi)專利進行深度主題挖掘的工作尚不多見，本研究填補了這一領(lǐng)域的空白。然而，本文也存在一定的局限性：由于數(shù)據(jù)來源限制為國內(nèi)，未能全面覆蓋國際范圍內(nèi)的相關(guān)專利。為了更全面地把握綠色發(fā)展技術(shù)的全球發(fā)展脈絡(luò)與趨勢，后續(xù)研究將會拓展數(shù)據(jù)來源，納入國內(nèi)外學(xué)術(shù)論文及國際專利數(shù)據(jù)，以全球視野深化對綠色發(fā)展技術(shù)的探索與分析。

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作者貢獻說明/Author contributions：

向" 尚：擬定論文選題和大綱，提供修改意見。

劉思思：收集資料，分析數(shù)據(jù)，撰寫及修改論文。

Research on Topic Analysis and Trends of Green Development Technologies Based on Patent Mining

Xiang Shang Liu Sisi

School of Public Administration， Xiangtan University， Xiangtan 411105

Abstract： [Purpose/Significance] To identify key technological areas for green development， predict technology evolution trends， and provide a scientific basis for technological innovation， policy formulation， and sustainable development. [Method/Process] Data from the patsnap patent database was used as the sample source. Techniques such as TF-IDF， LDA topic modeling， and perplexity were applied to explore the distribution of topic terms and extract key themes. Additionally， semantic network topic clustering was conducted to achieve technological association analysis， comprehensively analyzing the current status and trends within the patent data. [Results/Conclusion] The research reveals that green development technology is in the early stages of maturity. Patent topics can be classified into seven categories： green production technology， green building construction technology， motor drive technology， etc. The development direction involves a comprehensive transformation from single technologies to system integration， from resource-efficient utilization to circular economy， from traditional energy to renewable energy， and from single environmental governance to integrated ecological management. By analyzing the current status of green development technology from a systematic perspective and exploring its development trends， this article provides valuable insights for the advancement of related technologies in this field.

Keywords： green development; patent mining; Latent Dirichlet Allocation（LDA） topic model; future prospect

Author（s）： Xiang Shang， lecturer， PhD; Liu Sisi， undergraduate student， corresponding author， E-mail： 3033799742@qq.com.

Received： 2025-01-17" " Published： 2025-02-26