舰船目标特性测量技术专利分析与发展研究*

王雅芬 石 敏 江志浩 郑义成

（中国人民解放军91977部队 北京 102249）

1 引言

水中目标类别包括：水面舰、潜艇、水中兵器、无人潜航器以及民用目标等。水中目标所呈现的物理场信息特征包括：水下噪声、声散射、磁、电、水压、尾流（尾迹），水面光学、红外、电磁（RCS）等。其表征形式为：能量分布、时频分布、空间分布、距离分布等。

目标特性测量是获取水中目标物理场特性的主要手段。测量目标声光电磁等信息和环境特性数据，增加对水中目标的充分了解，为水中目标识别技术研究提供数据支撑，对提升武器装备性能，进行精确打击等具有重要作用。

海洋环境复杂，对已知和未知目标进行目标特性测量，具有很多的不确定性，存在获取途径稀少、数据匮乏、置信度低、处理能力不足等问题，急需通过多种研究手段提升目标特性测量能力。

在全球高新技术爆炸式发展、全球专利申请迅速增长的形势下，专利分析通过统计专利信息、挖掘重要专利等方式，已经成为了解技术发展本质与动态，预测产业和技术发展方向，制定未来科研计划的重要手段。在目标特性测量技术领域，利用专利文献的公开性与前沿性，结合多渠道资源研究，分析创新主体，判断关键技术节点，分析技术研发阶段，预测技术发展方向与趋势，使我国及时掌握国外主要军事国家技术发展新动向，并为初步分析和预判技术发展与应用的潜在影响，以及开展相关项目规划提供参考。

2 目标特性测量技术专利分析

目标特性测量技术专利分析主要包括遴选测量领域关键技术、基于关键技术进行技术体系划分和技术谱系构建，选取专利检索工具，制定专利检索策略，开展专利检索分析，并基于专利检索分析结果进行目标特性测量技术领域技术发展趋势预判和专利布局。如图1所示是目标特性测量技术专利分析流程图。

图1 水中目标特性测量技术专利分析流程

水中目标特性测量技术主要包括多物理场特性综合测量技术、多物理场数据处理技术、测量设备加改装技术等［1～12］。基于以上三个关键技术进行技术谱系构建和专利检索分析。技术谱系构建的正确与否直接决定了专利检索分析的结果，通过对三个关键技术进行研究细化，得到技术谱系。表1为构建的技术谱系。

表1 水中目标特性测量技术技术谱系［5～18］

3 开展专利检索

3.1 专利检索工具

中英文专利检索工具均采用Incopat专利库。Incopat科技创新情报平台是一个涵盖世界范围海量专利信息的检索系统，目前收录了全球120个国家、组织或地区，超过1.4亿件的专利文献，其数据采购自官方和商业数据提供商，并且对专利著录信息、法律、运营、同族、引证等信息进行了深度加工及整合，可实现数据的24小时动态更新。Incopat提供了“原始数据库”和“同族数据库”两种数据展示形式的数据库，用户可根据需求自行选择对单件专利文献或者对整个专利家族进行检索和数据处理；提供了简单检索、表格检索、指令检索、批量检索、引证检索、法律检索、语义检索、扩展检索等多种检索方式，在机器翻译系统的支持下，Incopat可以用中英文同时查询和对照浏览全球专利。

3.2 检索范围界定

主要针对国内外目标特性测量技术领域的专利变化趋势和技术发展进行针对性研究，检索地域范围包含全球范围内公开的目标特性测量领域专利数据，检索时间截止根据需求选定。

3.3 检索策略设计

采取“分—总”的检索策略，首先针对各二级分支进行独立检索，反复迭代完善检索检索式，经过人工降噪和去重后形成专利数据池，最后经过合并累计形成目标特性测量领域关键技术专利数据库。

3.4 主要IPC分布

为充分了解目标特性测量领域的专利申请状况和技术发展动态，利用IPC分类号限定关键词以确保检索的准确性，利用关键词检索结果形成的IPC分布对检索式进行限定。通过初检呈现IPC，选取与目标特性测量领域技术发展相关的IPC对关键词进行限定，剔除冗余技术分支，确保在专利数据查全的同时查准。IPC分类号从G01（测量；测试）、G06（计算；推算；计数）、H04（电通信技术）、G05（控制；调节）、B63（船舶或其他水上船只；与船有关的设备）、H01（基本电气元件）、G08（信号装置）、G08（信号装置）、F41（武器）、F42（弹药；爆破）这些大类进行限定开展检索［1～20］。

4 基于检索结果进行专利分析

4.1 水中目标多物理场特性综合测量技术专利态势分析

基于检索结果从申请年度、主要专利权人、专利价值度等三方面进行专利分析。如图2是水中目标多物理场特性综合测量技术近二十年的年度申请趋势分布，由图2看出整体呈现向上增长态势，2001～2006年这一时期全球范围内目标多物理场特性综合测量领域技术创新处于萌芽期，专利数量较少，2007～2010年这段时间，全球整体专利申请趋势呈现出先升后降的小幅度波动趋势，中国专利申请开始呈现波动上升的发展态势，其余主要国家的申请态势较为平稳，未发生明显变化。而在2011年之后中国成为申请专利数量最多的国家，保持快速发展态势，但是在2016年出现下降态势，此后又呈现迅速增长趋势。

图2 水中目标多物理场特性综合测量技术专利申请趋势图

如图3和图4所示，可以看出，国内申请人以科研院所为主，其中西电、哈工程、西工大等在该领域专利数量较为突出；国外以美国海军和韩国国防发展署以18件专利申请并列第一位，从专利申请人的类型看，排名前十位的专利权人中除韩国国防发展署和美国海军之外，其余均为企业主体，且大都为军工领域实力较强的企业。

图3 水中目标多物理场特性综合测量技术中国主要申请人分布

图4 水中目标多物理场特性综合测量技术国外主要申请人分布

专利价值度分值为1～10分，通常认为分值越高则专利价值越大。如图5所示，由图中看出，中国申请人的专利价值度分布较为均匀主要集中在5～9分的区间内，专利价值度为9分的专利最多共有364件，说明中国申请人的专利价值水平具有一定的含金量。但就10分的专利分布看，尽管中国申请人的专利申请数量较多，仅有7件价值度为10分的专利。美国申请人拥有的10分专利数量最多为53件，日本、韩国及英国申请人所拥有的10分专利也均超过中国，分别为29件、15件及11件。可以发现，中国申请人有大量的专利具备一定的价值，但就高价值的10分专利而言数量不足，因此在技术研发的同时需考虑拓展创新维度，增强基础研究以提升专利价值。

图5 目标多物理场特性综合测量技术专利价值度分布

4.2 多物理场数据处理技术专利态势分析

如图6所示，2001～2006年这一时期全球范围内水中目标多物理场数据处理技术创新竞争较为激烈，主要创新国家在这一时期均产生了一定数量的创新成果，中国在这一时期的专利申请具有一定优势。2007～2010年这段时间，全球整体专利申请趋势呈现快速上升的趋势，中国专利申请开始也呈现出上升的发展态势，其余主要国家的申请态势较为平稳，未发生明显变化。而在2011～2015年这一时期内水中目标多物理场数据处理技术呈现波动发展态势，中国专利申请数量保持平稳态势，这一时期内技术研发处于平稳过渡阶段，更多视角在于对理论基础的研究。在2016年后水中目标多物理场数据处理技术又呈现迅速增长趋势，分析认为，随着人工智能、云计算等数据处理技术的进一步完善，目标多物理场数据处理技术也具有更加可靠稳定的置信度，因而导致专利申请步伐加快，专利申请数量快速提升。

图6 水中目标多物理场数据处理技术专利申请趋势图

如图7和图8所示，国内申请人以科研院所为主，其中哈工程、华中科技大学、西电等在该领域专利数量较为突出；国外前三为日本电气公司、三菱电机、三星电子公司，从专利申请人的类型看，排名前十位的专利权人中除韩国海洋科研所之外，其余均为企业主体，且大都为军工领域实力较强的企业。

图7 水中目标多物理场数据处理技术中国主要申请人分布

图8 水中目标多物理场数据处理技术外国主要申请人分布

如图9所示，中国申请人的专利价值度分布较为均匀主要集中在5～9分的区间内，专利价值度为9分的专利最多共有147件，仅有10件价值度为10分的专利，美国申请人拥有的10分专利数量最多为45件，日本、韩国申请人所拥有的10分专利均超过中国，分别为31件、11件。因此中国在技术研发的同时需考虑提升专利价值，增强基础研究扩大专利布局视野。

图9 多物理场数据处理技术专利价值度分布

4.3 测量设备加改装技术专利态势分析

如图10可以看出，2001～2011年这一时期内全球目标特性测量加改装技术的专利申请虽然出现波动变化，但整体呈现出向上的增长态势，这一时期内全球主要创新国家的技术创新竞争较为激烈，这一时期内韩国专利申请量，其次为美国，中国这一阶段内技术发展较为缓慢。此后，中国专利申请数量开始大幅增加，年度专利申请数量常年保持世界首位，美国、日本、韩国及俄罗斯等国家的专利申请较为平稳，未发生明显变化。

图10 测量设备加改装技术专利申请趋势图

如图11和图12所示，国内申请人以科研院所为主，其中西电、西工大、中科院长春光机所等在该领域专利数量较为突出；国外前三为徕卡测量系统公司、古野电气、法如科技，从专利申请人的类型看，排名前十位的专利权人中除韩国国防发展署之外，其余均为企业主体，且大都为军工领域实力较强的企业。

图11 测量设备加改装技术中国主要申请人分布

图12 测量设备加改装技术外国主要申请人分布

如图13所示，中国申请人的专利价值度分布较为均匀主要集中在5～9分的区间内，专利价值度为9分的专利最多共有172件，仅有5件价值度为10分的专利，日本申请人拥有的10分专利数量最多为233件，美国、韩国、德国申请人所拥有的10分专利均超过中国，分别为140、60件、92件。因此中国在技术研发和专利运营的过程中的如何有效提升专利价值，提升技术的不可替代性仍是未来努力的重点方向。

图13 测量设备加改装技术专利价值度分布

5 结语

随着科技不断发展，未来目标特性测量将进一步朝着更加智能化、多平台探测进一步融合，可在以下几方面进行重点关注和专利布局。

1）贯穿全流程全周期，构建目标特性测量技术研究和数据应用体系。其重点领域包括：重视目标特性研究体系化建设，大力发展中间环节的缩比模型研究；开发目标测量软件及系统，研发高精度探测装备及提高生产与制造工艺，针对特定装备进行长期、系统的目标特性研究管理；科学系统的组织试验测试和工程指导设计；建立全方位、多元化的物理场特征测量等领域。

2）运用多领域技术保障装备效能建设，强化基础理论研究创新。从目标特性测量的基础算法和测试系统构建着手，接轨国际前沿，持续加强对美国、欧洲等海军强国目标特性测量技术领域的技术动态和发展趋势研究，并在此基础上，利用数据挖掘、数据融合、特征分析等技术，进一步提高多目标、多环境、多传感器下的特性数据生产能力和快速定制能力，大幅提升数据生产效率、规模和产品质量，形成支撑装备建设和作战使用所需的数据产品

3）注重地方科研力量，注重军民融合、军地一体化推动目标特性测量领域技术发展。利用目标特性测量与数据处理技术研究相对集中于高等院校和研究机构的这一特点，设计短期、中期和长期发展规划：当前加强与高等院校的合作交流和资源投放，促使高校根据发展需求进行定向研究，建立多元化的研究平台，汇集优势资源进行关键技术攻关，合理运用专利制度和创新平台资源，打造具有竞争力的研究团队，使研究成果真正用于国防建设；中远期推进人才交流与技术合作，逐步实现技术竞争的良性轨道，国家资源的市场化配置。