基于專利價(jià)值測(cè)度的超導(dǎo)電纜技術(shù)機(jī)會(huì)分析

焦 婷，黃 華，張 浩

（1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海 200437； 2. 北京智繪未來(lái)專利代理事務(wù)所（普通合伙），北京 100085）

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大城市電網(wǎng)的負(fù)荷密度和輸電容量需求大幅度提升，對(duì)電網(wǎng)的供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性等提出了更高的要求。超導(dǎo)電纜因具有容量大、損耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。專利是承載關(guān)鍵技術(shù)的重要載體，對(duì)超導(dǎo)電纜領(lǐng)域的專利進(jìn)行分析，能夠有效指導(dǎo)研發(fā)成果的專利布局，特別是對(duì)超導(dǎo)電纜領(lǐng)域高價(jià)值專利的分析，能夠?yàn)閷＠谋Ｗo(hù)和運(yùn)營(yíng)提供重要參考。

1 超導(dǎo)電纜及專利導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展情況

1.1 超導(dǎo)電纜技術(shù)

20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)等相繼開展了高溫超導(dǎo)電纜及其輸電技術(shù)的研究工作，并有多個(gè)工程投運(yùn)。雖然關(guān)于超導(dǎo)電纜工程的研究起步較晚，但我國(guó)已經(jīng)成為國(guó)際超導(dǎo)領(lǐng)域的中堅(jiān)力量。國(guó)內(nèi)外主要高溫超導(dǎo)電纜工程及關(guān)鍵參數(shù)如表1 所示［1-3］。

表1 世界主要高溫超導(dǎo)電纜示范工程項(xiàng)目

1.2 專利導(dǎo)航技術(shù)

從高質(zhì)量知識(shí)產(chǎn)權(quán)支撐和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的角度來(lái)看，“高價(jià)值專利”是近年來(lái)的熱點(diǎn)，“每萬(wàn)人口高價(jià)值發(fā)明專利擁有量”已經(jīng)納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要指標(biāo)。高價(jià)值專利的基礎(chǔ)是專利價(jià)值評(píng)估，其已經(jīng)成為商業(yè)運(yùn)作、技術(shù)開發(fā)等一系列活動(dòng)的重要參考。

國(guó)內(nèi)外部分商用數(shù)據(jù)庫(kù)集成有“專利評(píng)分”或類似功能，例如，智慧芽、壹專利、Innography、WIPS 等均具備此功能。在數(shù)據(jù)庫(kù)使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)椴煌瑪?shù)據(jù)庫(kù)采用了不同的判斷模型，各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間在相同領(lǐng)域的專利上對(duì)于專利價(jià)值的評(píng)判存在時(shí)間、地域、趨勢(shì)等各個(gè)維度上的嚴(yán)重分歧。這些商用數(shù)據(jù)庫(kù)面對(duì)的是通用客戶，并未針對(duì)性地考慮特定行業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn)。這導(dǎo)致使用現(xiàn)成的數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)判專利價(jià)值存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)外沒有與國(guó)內(nèi)高價(jià)值專利對(duì)等的概念，研究集中在采集專利相關(guān)信息、構(gòu)建量化指標(biāo)、為專利“打分”等。加州大學(xué)伯克利分校及喬治梅森大學(xué)的學(xué)者在文獻(xiàn)［4］中提出了一種復(fù)合指標(biāo)算法模型，參考多項(xiàng)指標(biāo)，包括專利被引次數(shù)、權(quán)利要求數(shù)量、專利家族數(shù)量、專利訴訟、專利從申請(qǐng)到授權(quán)的時(shí)間長(zhǎng)度（PTO Length）等，將綜合計(jì)算分?jǐn)?shù)結(jié)果命名為“專利強(qiáng)度”。文獻(xiàn)［5］提出了基于深度學(xué)習(xí)的專利等級(jí)評(píng)估模型，使用專利文本和著錄項(xiàng)目數(shù)據(jù)作為模型的輸入，將專利分為3 個(gè)等級(jí)。該專利等級(jí)評(píng)估模型在以大量的具體技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行訓(xùn)練后，可以達(dá)到75% 的精度。 文獻(xiàn)［6］提出Subject-Action-Object-Others（SAOx）方法，引入了發(fā)明問題解決理論（TRIZ）的39 個(gè)工程參數(shù)和專利文獻(xiàn)的著錄項(xiàng)目，該方法模型充分借助了文本挖掘技術(shù)，從專利信息的非結(jié)構(gòu)化部分提取有關(guān)技術(shù)目的或效果的信息。文獻(xiàn)［7］以專利技術(shù)發(fā)展路線為視角，采用六步法評(píng)價(jià)專利是否為高價(jià)值專利，但需要技術(shù)專家等大量人力投入，不適合快速形成評(píng)價(jià)結(jié)果，適用于中小微企業(yè)及個(gè)人對(duì)發(fā)明構(gòu)思的初步評(píng)價(jià)階段。

2 超導(dǎo)電纜專利價(jià)值測(cè)度體系

隨著《“十四五”國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和運(yùn)用規(guī)劃》和《知識(shí)產(chǎn)權(quán)強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要（2021—2035 年）》的貫徹執(zhí)行，高價(jià)值發(fā)明專利擁有量成為衡量經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要指標(biāo)。如何界定與評(píng)價(jià)超導(dǎo)電纜專利價(jià)值，成為超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵤＠季中枰鉀Q的基本問題。

2.1 設(shè)置專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)的基本考量

設(shè)置專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)的基本考量包括：一是具有可操作性，評(píng)價(jià)指標(biāo)邊界清楚、不交叉，有明確的含義，計(jì)算方法方便代入，可相對(duì)真實(shí)、客觀、全面地反映待評(píng)價(jià)專利的價(jià)值；二是具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠代表待評(píng)價(jià)專利所屬領(lǐng)域的特點(diǎn)，兩者顯著相關(guān)；三是具有一致性，評(píng)價(jià)指標(biāo)可以一致地評(píng)價(jià)不同主體或者不同時(shí)間、不同區(qū)域的創(chuàng)新主體，能夠適用于橫向比較。

更進(jìn)一步地，因?yàn)樵u(píng)價(jià)的對(duì)象是專利價(jià)值，所以不能忽略專利本身的特點(diǎn)，也就是說(shuō)，除了以上3 點(diǎn)基本考量外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮如下因素。

（1）專利授權(quán)的核心條款“新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性”?！秾＠ā返诙轮惺谟鑼＠麢?quán)的第一個(gè)法條是“授予專利權(quán)的發(fā)明和實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)具備新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性”。新穎性是指該發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)；創(chuàng)造性是指與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步；實(shí)用性是指該發(fā)明能夠制造或者使用，并且能夠產(chǎn)生積極效果。“三性”是專利局審查的主線，通過(guò)“三性”審查能夠在一定程度上確定專利的價(jià)值。

（2）權(quán)利要求數(shù)量與專利數(shù)量。與國(guó)外專利申請(qǐng)策略顯著不同的是，我國(guó)專利申請(qǐng)權(quán)利要求數(shù)量少，但專利申請(qǐng)數(shù)量多，而國(guó)外專利申請(qǐng)傾向于專利數(shù)量少，但每個(gè)專利權(quán)利要求數(shù)量多，保護(hù)力度大。為了衡量真實(shí)的專利價(jià)值，除了專利數(shù)量之外，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考量權(quán)利要求數(shù)量帶來(lái)的專利價(jià)值提升。

（3）充分運(yùn)用專利的著錄項(xiàng)目。專利的著錄項(xiàng)目是將海量專利進(jìn)行分門別類統(tǒng)計(jì)分析的重要手段，例如在超導(dǎo)電纜領(lǐng)域，大部分主要技術(shù)進(jìn)展是通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采集專利著錄項(xiàng)目中的相關(guān)信息就能夠快速獲得團(tuán)隊(duì)規(guī)模、主要技術(shù)帶頭人等相關(guān)信息，能夠從團(tuán)隊(duì)的角度表征專利潛在的價(jià)值。

2.2 專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

在多種專利著錄項(xiàng)目中選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠以不同的視角來(lái)觀察專利的價(jià)值，但是單個(gè)指標(biāo)都不能夠完整地反映專利的整體價(jià)值。為了能夠最大程度地在超導(dǎo)電纜領(lǐng)域準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)專利的價(jià)值，可設(shè)定多個(gè)指標(biāo)并配置權(quán)重，由此構(gòu)建專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)綜合計(jì)算的形式得出超導(dǎo)電纜領(lǐng)域的專利價(jià)值評(píng)分。一方面能夠快速地通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)工具導(dǎo)出這些數(shù)據(jù)，另一方面還能夠以簡(jiǎn)便的公式進(jìn)行計(jì)算，高效地得出結(jié)果。

（1）確定專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)超導(dǎo)領(lǐng)域一些具有較強(qiáng)研發(fā)實(shí)力的創(chuàng)新主體專利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)與篩選，確定了3 個(gè)有效的專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)：被引次數(shù)、權(quán)利要求數(shù)量和發(fā)明人數(shù)量。通過(guò)為這3 個(gè)指標(biāo)配置權(quán)重就可以綜合評(píng)估超導(dǎo)電纜領(lǐng)域的專利價(jià)值。值得注意的是，雖然可以選擇更多的指標(biāo)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，或者設(shè)置更加復(fù)雜的權(quán)重，但這會(huì)增加數(shù)據(jù)獲取和計(jì)算的難度，難以獲得更好的價(jià)值評(píng)價(jià)效果。

（2）確定構(gòu)建專利價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。確定指標(biāo)權(quán)重是構(gòu)建綜合指數(shù)最重要的環(huán)節(jié)。Logistic 回歸是一個(gè)非常經(jīng)典的算法，使用Logistic 回歸的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)能夠較好地配置評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。對(duì)超導(dǎo)電纜專利數(shù)據(jù)使用Logistic 回歸模型，一方面可有效控制時(shí)間和技術(shù)領(lǐng)域的影響，分析各指標(biāo)與專利價(jià)值的關(guān)系，另一方面是標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)還可以反映各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性。

以被引次數(shù)、權(quán)利要求數(shù)量和發(fā)明人數(shù)量構(gòu)建的專利價(jià)值指數(shù)如表2 所示。

表2 以被引次數(shù)、權(quán)利要求數(shù)量和發(fā)明人數(shù)量構(gòu)建的專利價(jià)值指數(shù)

（3）構(gòu)建超導(dǎo)電纜專利價(jià)值指數(shù)。以專利各個(gè)著錄項(xiàng)目作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，其含義各不相同，每項(xiàng)著錄項(xiàng)目數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱和數(shù)量級(jí)也不盡相同，無(wú)法使用原始數(shù)據(jù)直接進(jìn)行計(jì)算，因此必須要將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱處理，然后代入評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)而計(jì)算專利價(jià)值指數(shù)。無(wú)量綱處理可以多種方式來(lái)實(shí)施，例如極值化、標(biāo)準(zhǔn)化、均值化和標(biāo)準(zhǔn)差化等。

經(jīng)過(guò)無(wú)量綱處理，結(jié)合權(quán)重配置，具體地，專利價(jià)值指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中Ncited——被引次數(shù)；Nclaims——權(quán)利要求數(shù)量；Ninventors——發(fā)明人數(shù)量。

從專利價(jià)值指數(shù)構(gòu)建過(guò)程的角度觀察可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的專利價(jià)值指數(shù)能夠在超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域中，針對(duì)不同時(shí)間獲得發(fā)明授權(quán)的專利，以及不同技術(shù)分支的單件專利進(jìn)行評(píng)估，為單件專利客觀地進(jìn)行“打分”；也能夠?qū)π枰P(guān)注的主要競(jìng)爭(zhēng)者整體專利布局情況進(jìn)行“打分”。由此，既可以在以件為維度的專利之間進(jìn)行橫向評(píng)價(jià)，也能夠在以創(chuàng)新主體為維度的專利價(jià)值之間進(jìn)行橫向評(píng)價(jià)，甚至可以將范圍擴(kuò)大至整個(gè)國(guó)家或者地區(qū)之間進(jìn)行橫向評(píng)價(jià)。

3 高溫超導(dǎo)電纜專利布局情況分析

3.1 整體態(tài)勢(shì)分析

近20 年來(lái)，高溫超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。我國(guó)在超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域的專利整體態(tài)勢(shì)如圖1 所示。從近期發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域整體上處于活躍狀態(tài)。2020 年和2021 年專利申請(qǐng)數(shù)量最多，結(jié)合我國(guó)超導(dǎo)電纜工程應(yīng)用進(jìn)程來(lái)看，這兩年正值國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)兩個(gè)超導(dǎo)電纜工程團(tuán)隊(duì)開展超導(dǎo)電纜在電網(wǎng)中應(yīng)用的研發(fā)、建設(shè)階段，成果產(chǎn)出較多。從2015 年起，在排除專利審查周期影響因素后，仍能看出專利授權(quán)占比有明顯下降趨勢(shì)，表明高溫超導(dǎo)電纜領(lǐng)域發(fā)明專利的壁壘正在逐漸形成。

圖1 我國(guó)在超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域的專利態(tài)勢(shì)

從超導(dǎo)電纜領(lǐng)域的申請(qǐng)人來(lái)看，現(xiàn)有專利主要由超導(dǎo)帶材及電纜制造廠家、科研院所和用戶申請(qǐng)，且均承擔(dān)/參與過(guò)國(guó)內(nèi)外超導(dǎo)電纜工程。從申請(qǐng)領(lǐng)域分析，現(xiàn)有專利主要集中在超導(dǎo)電纜的制造和測(cè)試方面。

3.2 超導(dǎo)電纜領(lǐng)域?qū)＠麅r(jià)值分析

根據(jù)超導(dǎo)電纜在電網(wǎng)中應(yīng)用的過(guò)程，將超導(dǎo)電纜技術(shù)拆分為高溫超導(dǎo)電纜設(shè)計(jì)與制造、線路工程設(shè)計(jì)與施工、超導(dǎo)電纜繼電保護(hù)配置方案、超導(dǎo)電纜線路試驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)、超導(dǎo)電纜接入系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)等5 個(gè)技術(shù)分支，利用專利價(jià)值測(cè)度體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見表3。超導(dǎo)電纜繼電保護(hù)配置領(lǐng)域?qū)＠麅r(jià)值指數(shù)最高，主要得益于其權(quán)利要求數(shù)量和發(fā)明人數(shù)量較多，即在專利文本以及專利技術(shù)的投入方面表現(xiàn)優(yōu)異。因?yàn)榫€路工程設(shè)計(jì)與施工、繼電保護(hù)配置方案、超導(dǎo)電纜接入系統(tǒng)評(píng)價(jià)領(lǐng)域的專利多為最近幾年申請(qǐng)，且與工程建設(shè)息息相關(guān)，所以隨著超導(dǎo)電纜線路的推廣應(yīng)用，其被引次數(shù)將會(huì)進(jìn)一步增加，專利價(jià)值指數(shù)可能進(jìn)一步提升。

表3 超導(dǎo)電纜各分支技術(shù)領(lǐng)域的專利價(jià)值指數(shù)

為更加準(zhǔn)確地反映超導(dǎo)電纜專利技術(shù)布局熱點(diǎn)與技術(shù)功效，進(jìn)行人工數(shù)據(jù)清洗和手工標(biāo)引，結(jié)果顯示專利申請(qǐng)的主要功能效益一般包括降低成本、降低難度、性能與效率、精確度、可靠性和安全性，將高溫超導(dǎo)電纜領(lǐng)域?qū)＠凑占夹g(shù)分支和功能效益維度進(jìn)行拆分的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2 所示。在圖2 中，縱軸為高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)分支，橫軸為主要改進(jìn)方向；氣泡大小為技術(shù)分支下改進(jìn)方向上的專利申請(qǐng)總數(shù)。

圖2 高溫超導(dǎo)電纜專利申請(qǐng)技術(shù)分支和功能效益

高溫超導(dǎo)電纜設(shè)計(jì)與制造是電纜工程應(yīng)用的第一步，也是目前專利最為集中的領(lǐng)域。隨著超導(dǎo)電纜接入電網(wǎng)工程的逐漸增多，超導(dǎo)電纜接入系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量也逐步增多。目前，超導(dǎo)電纜線路工程設(shè)計(jì)與施工、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)以及繼電保護(hù)配置方案領(lǐng)域的專利數(shù)量總體較少。

4 結(jié)語(yǔ)

本文研究了基于專利測(cè)度體系的超導(dǎo)電纜技術(shù)機(jī)會(huì)，提出了構(gòu)建專利價(jià)值測(cè)度體系的方法，并對(duì)超導(dǎo)電纜技術(shù)領(lǐng)域的專利布局情況進(jìn)行了分析。該領(lǐng)域申請(qǐng)的專利已經(jīng)從本體設(shè)計(jì)與制造逐步擴(kuò)展到工程設(shè)計(jì)、保護(hù)、試驗(yàn)等領(lǐng)域，且工程應(yīng)用領(lǐng)域仍有較大的專利機(jī)會(huì)。