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「智慧城市」专利调查报告

  智慧城市是继数字城市之后,信息化城市发展的高级形态,它运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行,进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长。

  随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。目前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区"城市病"问题日益严峻。为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市已被多个国家和地区提上发展日程。
  自2008年IBM在纽约召开的外国关系理事会上提出“智慧的地球”这一理念以来,智慧城市的建设在国内外许多地区已经展开,并取得了一系列成果,国内的如智慧上海、智慧双流,国外如新加坡的"智慧国计划"、韩国的"U-City计划"等。
  为了解目前全球范围内关于智慧城市的专利布局概况,我们在全球专利数据库中进行了检索,截至2016年11月21日,全球范围内共有与智慧城市主题相关的专利/专利申请共867件,合并后得到680组专利同族,其中国内专利457组,国外专利223组,国内专利数量基本为国外专利数量的两倍。
  下文将从多个角度对这些专利族的布局状况进行解析,以了解智慧城市相关技术目前的发展状况和发展趋势。
  一、申请趋势
  下图是智慧城市相关专利在全球范围内的申请趋势:
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  上图可以看出,智慧城市相关专利的申请始于2006年,之后的五六年间始终保持着比较平缓的趋势,每年约有十来组申请,至2013年出现陡增,年申请量为68组,2015年突飞至269组。由于专利公开通常有一段时间的延迟,因此2015年的实际申请数量将会多于图示数据。从2016年目前已公开的173组可以预计,今年的申请量将仍会大于去年。
  下图是智慧城市相关专利在国内外的申请趋势:
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  可以看出,国外专利申请较早,且量始终在十组上下,直到2015年跃至108组;国内专利申请始于2008年,当年只有1件(专利号CN200820101052.8,申请人福建先创电子有限公司,内容涉及智能城市无线网络资源共享系统,该专利已由于未缴年费而失效),持续申请始于2010年,虽比国外晚,但发展较快,尤其近几年的年申请量均大于国外申请量。进一步进行统计,发现国外专利基本都是发明,只有1组韩国实用新型,而国内专利中,发明有316组,实用新型有131组,实用新型数量约为发明数量的一半。
  下图是智慧城市相关专利在各个国家或地区的分布以及申请趋势,可以明显看出中国近几年在智慧城市方面的大力布局;另外韩国在该方面专利布局较早,但量始终不多;美国与中国的布局节奏相近,但从数量上来看,申请力度不及中国;其他国家仅有少量布局,例如德国、印度、日本、新加坡等。同时,2015年PCT申请增加至33组,可见各申请人在智慧城市方面,采用PCT申请进行海外布局也是比较常用的手段。
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  二、申请人概况
  下图是智慧城市相关专利的申请人排名,可以看出三星电子(SAMSUNGELECTRONICSCO.,LTD.)在这方面的毋庸置疑的优势,结合前文分析结果可知,三星电子的布局主要在美国和欧洲,在其本国仅有少量布局;其他申请人数量差距不明显,例如排名第二的申请人成都秦川科技发展有限公司(以下简称秦川科技)有19组,其是专业从事燃气表设计、生产、销售的高科技企业,KT公司(KTCORPORATION)位居第三,为16组,其前身为韩国电信,是韩国一家有线/无线综合通信服务提供商,侧重于信息和通信业务,占有韩国本地电话和高速互联网业务的最大市场份额。另外IBM公司(INTERNATIONALBUSINESSMACHINESCORPORATION)有6组,布局地均在美国。
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  下图是智慧城市相关专利排名靠前的申请人在近几年的申请情况,可以看出三星电子的申请基本都在去年和今年,其目前正处于大力布局期;秦川科技的19组专利均申请于2016年3月26日,且均为发明;KT公司申请较早,始于2006年,但2011年之后无申请;IBM公司不急不躁,申请节奏缓慢且平稳。
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  三、技术聚焦
  3.1IPC分类
  下图是智慧城市相关专利的IPC统计分析,可以大致看出相关专利的布局方向,其中,大部分专利与电通信技术(H04)相关,尤其是数字信息的传输(H04L)方面;其次较多涉及物理计算、推算、计数(G06),尤其是专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法(G06Q);另外还有少量专利涉及照明装置或其系统的功能特征或零部件、照明装置和其他物品的结构组合物(F21V)等。具体分布数量及IPC含义如下图所示:
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  在进行专利布局时,由于多种原因,使得国内申请人和国外申请人通常侧重点有所不同,下图是国外申请人关于智慧城市相关专利的IPC统计分析:
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  通过对上面图6和图7的比较,可以发现出,国外申请人的专利布局侧重点在无线通信网络(H04W),其中主要是专门适用于无线通信网络的业务或设施(H04W4/00)、本地资源管理的无线资源分配(H04W72/04)、连接管理的连接建立(H04W76/02)、网络业务量或资源管理的业务量管理(H04W28/02)等,也有为数不多的一些专利涉及专门适用于特定经营部门的系统或方法,例如公用事业或旅游(G06Q50)等方面;而国内申请人的布局侧重点在数字信息传输的传输控制规程(H04L29/08)、以协议为特征的数字信息传输(H04L29/06),以及专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法(G06Q)等方面。
 
  3.2文本聚类
  针对IPC分布图中每个IPC分类下的所有专利的文本内容进行组织和导航,绘制文本聚类图,以了解相关专利的文本聚类方向,从而了解申请人保护较多的技术聚焦方向,如下图所示:
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  上图可以看出,智慧城市相关专利内容聚焦于多个方向,从技术角度看,较多聚集于无线通信、移动通信、传输、安全、监控、终端、数据、模型、控制系统、设备等方面;从应用方面看,较多聚集于智能水表、城市交通、停车管理、城市照明、绿化、温度监控等市政企划管理等方面。具体地,对每个技术聚类的相关专利进行二次聚类,并整理成表格,如下所示:
  表1二次聚类
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  根据上表中的分点地图可以看出:
  ①从技术角度
  无线通信相关专利较多涉及服务器、网络、基站、空间多路复用、信道状态、拥塞控制、无线局域网、无线通信、身份验证、云服务等;
  信息监控/安全相关专利较多涉及定位系统、远程、诊断、无线通信、全方位、管理系统、传感器信息等;
  数据模型相关专利较多涉及三维、模型构建、用户界面、识别方法、神经网络、物联网、可视化等;
  ②从应用角度
  信息监控/管理相关专利还较多涉及暖通空调、水力发电、电能表、城市照明、物联网、排涝、指挥,以及生物特征信息、身份验证等;
  城市交通相关专利较多涉及交通信号、混合动力汽车、城市公交、交叉路口、立交桥、轨道交通、搜索、站牌、停车场、护栏、消防等等;
  城市照明相关专利较多涉及太阳能、单灯、矩阵、物联网、断路器、电子、管理系统、控制等等。
 
  四、总结
  根据前文分析结果可以看出,无论是国外还是国内,智慧城市相关专利在近两年间均如雨后春笋般大量涌现,当前正处于智慧城市技术相关专利的大力布局阶段,其中以三星电子尤其突出,国内也有大量公司进行相关技术研发;目前国内专利中,实用新型约占比1/3;申请人采用PCT手段进行海外布局也是比较常用的方式。
  总体来看,智慧城市相关专利布局大多集中于电通信技术(H04)尤其是数字信息的传输(H04L),以及物理计算、推算、计数(G06)尤其是专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法(G06Q)。具体来说,从技术角度,较多聚集于无线通信、移动通信、传输、安全、拥塞控制、监控、定位系统、远程、诊断、控制系统、基站、终端、设备、身份验证、云服务,以及数据模型、用户界面、识别方法、神经网络等;从应用角度,较多聚集于智能水表、暖通空调、水力发电、城市交通、混合动力汽车、停车管理、城市照明、绿化、温度监控、排涝、指挥等市政企划管理等方面。
  国内、外申请人的申请侧重点有所不同,国外申请人的专利布局侧重点在于智慧城市技术本身,主要是无线通信网络,例如专门适用于无线通信网络的业务或设施、本地资源管理的无线资源分配、连接管理的连接建立、网络业务量或资源管理的业务量管理等;而国内申请人在布局时对技术本身和技术应用并重,侧重点在于数字信息传输的传输控制规程、以协议为特征的数字信息传输,以及专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法等方面。
  国内企业对智慧城市的热衷度正空前高涨,各申请主体对智慧城市技术的专利申请正大力加强,无论是从技术方面还是应用方面,涉及内容都非常全面和宽广,涵盖了从数据模型到通信网络再到云服务、从智能家庭到市政企划的方方面面。在国家政策的强力推动下,我国的智慧城市进入了新的发展阶段,在这个发展过程中,存在着诸多机遇同时也面临着很多挑战,整个产业链的形成尚需较长时间的探索。面对这个有利契机,神州数码更需重视自主研发和技术创新,并注重利用专利制度保护自己的创新成果,同时运用先进理念和先进技术,结合本土,为智慧城市标准的建立为国家出谋划策,以助力我国智慧城市的更快更好实现。
  说明:本分析报告结论仅是一种参考性的,不应当被理解为具有某种法律效力,或者是作为一种证据来证明某项法律适用的结果,或者是我们对有关部门将会得出与我们的分析结果完全相同的结论的一种保证。
 
作者:北京品源知识产权管理咨询有限公司     高级分析师  吕瑰丽