基于专利数据分析的车联网技术研究
2015-06-05 10:24:00
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北京物资学院  王成林 黄小燕 杨雅婧
  车联网即汽车物联网,它是物联网技术在交通领域的一项重要应用。车联网是指汽车应用感知、全球卫星定位、无线通信及计算机信息处理等技术,通过信息网络平台,使人、车与外界进行双向信息传递,实现他们之间信息的互联互通,从而对人、车、路等进行有效的智能监控、调度和管理,旨在解决交通领域的交通安全、效率等问题,对于物流行业的发展,具有重要的推动作用。目前,我国正在积极推进车联网专利技术研发,研究我国车联网领域的专利情况,不仅对于指导我国车联网关键技术研发及其未来的发展走向具有十分重要的意义,而且对于物流行业的发展也具有十分重要的推动价值。

  

图为:现在越来越多的物流企业开始通过信息网络平台,实现对人、车、货的有效智能监控

       车联网在物流中的应用现状

  早在二十世纪九十年代,物流行业就开始探讨对车辆进行联网监控和实时优化,推广物流配送的可靠管理,但当时主要是基于GPS,也就是全球卫星定位系统进行的;2004年前后,物流业开始将GPS、感知技术、定位技术和互联网技术等结合,实现对移动当中的物流运输车辆的货物进行联网、跟踪、定位、调度、智能配货和管理,初步具备了车联网本质的特征。随着车联网技术的不断发展,车联网在物流中的应用也越来越成熟,并且应用的领域也越来越广泛,其中的两大经典应用包括智能物流货运与配货的信息化平台和物流过程的可视化智能管理网络系统,这两大经典应用的成功之处都在于集成运用了目前先进的车联网技术,包括GPS/GIS、RFID、传感技术等,实现对移动中的车辆进行感知、定位、联网、追踪与智能调度管理,从而提升运输效率和资源利用率。目前,许多公司都在积极探索车联网在物流领域应用的新模式,如无锡新建的粮食物流中心探索将各种感知技术与粮食仓储配送相结合,实时了解粮食的温度、湿度、库存、配送等信息,打造粮食配送与质量检测管理的智慧物流体系。车联网在中国是一个新兴的发展领域,对车联网关键技术的不断突破及各技术的集成运用还需要不断探索和实践,而车联网领域的不断发展必将是物流业的重要发展机遇,并最终助推物流业不断朝着智慧化的方向发展。

  相关专利总体趋势分析

  本文数据来源于专利检索与服务系统,采用的是2015年5月7日检索到的所有有关车联网的专利数据。在625条车联网专利中,发明专利有443件,占总数的71%;实用新型专利有163件,占总数的26%;外观设计专利有19件,占总数的3%。从这些数据可以看出,目前车联网的研究主要集中在技术的创新和提高上,另外,实用新型专利也占有较大比重,发展的也较快(详见图表1)。

 

     同时,从蓝色线条标识的专利总体(包括发明专利、实用新型专利和外观设计)年代趋势分析图中可以看出,2010年以前有关车联网的专利申请量一直较低,2010年以后专利的申请量开始大幅度增长,到2013年达到峰值,为231件,说明车联网领域在该段时间内呈现出爆发式的发展状态,到2014年车联网领域专利数量有下降趋势,说明目前车联网领域发展的已较为成熟;结合蓝色线条标识的专利总体和红色线条标识的发明专利年代趋势分析图可以看出,发明专利的年代趋势与专利总体的年代趋势大体一致,但是在2013年到2014年专利总体数量有下降的趋势,而发明专利数量却处于稳步上升的状态。另外,从下表中可以看出我国在车联网领域的专利最早出现在2007年,起步较晚,且经历了几年的摸索阶段,虽然近几年的专利申请量骤增,发展较为迅速,但是根据实际调查发现,中国在车联网领域的发展依然与国外具有技术优势的国家如日本、美国,存在很大的差距,这就需要我国不断加快该领域的专利技术突破,实现其快速发展(详见图表2、3)。

  

       重点申请人分析

  从下表中可以了解到专利数量排名前十的各机构的专利情况。排名第一的广东翼卡车联网服务有限公司专利数量为112件,而排名第二的北京中交兴路车联网科技有限公司专利数量仅为27件,专利数量相差较大,故研发实力也相差较大;目前车联网领域的关键技术研发主要集中在广东翼卡车联网服务有限公司等机构,而其余机构的研发实力较弱。经验表明,各机构之间的合作和交流对于技术的发展是至关重要的,故目前车联网领域需要加强各机构之间的合作和交流,从而推动该领域的良性发展。另外,通过对排名前十的机构性质进行分析,可以看出,技术研发排名前十的机构都是企业,总占比达到39.1%,而研究院所占比例只有4.5%,说明了车联网领域目前技术创新的主推力量是企业;同时,还可以看出,车联网领域的专利技术研究主要集中在一些新型的网络科技型企业,而非传统的汽车制造和研发企业,未来跨界融合式发展将成为一种趋势。如传统的汽车制造企业华泰汽车联合英特尔推出的华泰元田B11,主要就是运用高新技术集成运用使驾乘者能够借助3G网络实现移动办公、信息搜索、数字电视等应用,同时把汽车当前的状况(胎压、油况)等发送给4S店,从而提升汽车价值(详见图表4)。

  

       相关技术领域分析

  根据技术领域分析,排名前十的主IPC专利情况如下,从表中可以看出,车联网领域的专利主要集中在H04(电通信技术)方面,专利数达到325件,占总专利数的一半以上,是目前车联网领域研究的重点领域;其次是G08(信号技术)、B60(一般车辆)、G06(计算;推算;计数)、G01(测量)等方面,专利数量为别为129件、84件、83件、71件,这些技术领域都与车联网领域的通信技术、一般车辆改造、信息处理技术和定位技术等支撑技术有关(详见图表5)。

  

       同时,通过申请人技术重心指数分析图可以看出,专利数量排名前十的各机构,他们重点研究的技术领域主要集中在H04(电通信技术)、G08(信号技术)、B60(一般车辆)、G06(计算;推算;计数)、G01(测量)、G07(核算装置)等几个方面,且在这些技术领域的专利数量所占比重较大,故这些技术领域的成果较多,而这些技术领域同样与通信技术、一般车辆改造、信息处理技术、定位技术等有关,故通信技术、一般车辆改造、信息处理技术、定位技术等是目前的车联网领域的研究热点且发展的相对比较成熟(详见图表6)。

  

      下面对排名前十的主IPC进行年代趋势分析,通过这个分析,可以了解各技术的发展阶段和发展趋势,从而指导我国车联网领域的快速发展。从下面的表格中看出,车联网领域最先出现的技术申请专利是在2005年,为G01(测量),故车联网领域最先突破的技术领域是G01(测量),它与全球定位系统有关,由于车联网领域最早是将GPS,即全球定位系统应用车辆上,来实现车联网,这与车联网的发展历程相符;之后,车辆网领域出现了许多新的技术,各类技术不断发展,到2013年达到峰值,专利数量最多为231件。同时,可以看到,在G10(乐器;声学)、B62(无轨陆用车辆)等技术领域的专利数量依然较少,这一方面与这些技术领域起步时间有关,因为这两项技术领域的起步时间分别在2012年、2013年;另一方面与各机构的重点研究技术领域有关,总之,这些技术领域目前的技术突破较少,可以根据实际情况,积极寻求技术突破。另外,还可以看出,2010年以前各技术领域的发展都处在摸索阶段,成果较少;而2010年以后,主要技术领域开始有重要技术突破,发展较为迅速,到2014年,H04(电通信技术)、G08(信号技术)和G10(乐器;声学),即与通信技术和提供娱乐活动有关的技术领域发展有所放缓,甚至有下降趋势,说明这些技术领域的发展已比较成熟,出现了一定程度的技术转移现象;而其余的几个技术领域发展较为平稳,有上升趋势,说明一般车辆改造、信息处理、定位及控制技术是车联网领域未来的技术发展方向,需做重点研究。而这些技术在车联网领域的有效运用,对于为驾驶员提供交通信息与实时导航、安全驾驶与车辆故障诊断、娱乐及通信等服务具有十分重要的支撑作用(详见图表7、8)。

  

       通过以上几个方面的分析,可以得到以下结论:

  首先,车联网在我国的起步较晚,经过几年的爆发式发展后,目前处于较为平稳的发展状态;另外,发明专利的数量仍在稳步提升,这说明目前车联网领域还处在技术创新时期,科研实力在不断增强;

  同时,目前车联网领域的专利主要集中在企业,其他研究机构的研究能力还没有得到充分地发挥,应该加强各机构间的交流合作,从而加速车联网领域的技术突破;

  最后,通过对车联网专利技术领域的分析,知道目前的研究热点是通信技术、信息处理技术、定位技术、控制技术、娱乐服务和一般车辆改造方面,其中一般车辆改造、信息处理、定位及控制技术是车联网领域未来的技术发展方向,而通信技术和娱乐服务方面的技术已较为成熟,出现了技术转移情况。

  综上,我国未来还要加强车联网其他关键技术的不断突破,实现车联网领域的快速发展,从而助推物流业朝着智慧化的方向发展。
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王成林 黄小燕 杨雅婧
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