基于專利價值測度的超導電纜技術機會分析

焦 婷，黃 華，張 浩

（1.國網上海市電力公司電力科學研究院，上海 200437； 2. 北京智繪未來專利代理事務所（普通合伙），北京 100085）

隨著全球經濟的快速發展和工業化進程的不斷推進，大城市電網的負荷密度和輸電容量需求大幅度提升，對電網的供電可靠性與經濟性等提出了更高的要求。超導電纜因具有容量大、損耗低、結構緊湊、環保等優勢，成為構建新型電力系統的關鍵。專利是承載關鍵技術的重要載體，對超導電纜領域的專利進行分析，能夠有效指導研發成果的專利布局，特別是對超導電纜領域高價值專利的分析，能夠為專利的保護和運營提供重要參考。

1 超導電纜及專利導航技術發展情況

1.1 超導電纜技術

20 世紀90 年代以來，美國、日本、韓國、德國等相繼開展了高溫超導電纜及其輸電技術的研究工作，并有多個工程投運。雖然關于超導電纜工程的研究起步較晚，但我國已經成為國際超導領域的中堅力量。國內外主要高溫超導電纜工程及關鍵參數如表1 所示［1-3］。

表1 世界主要高溫超導電纜示范工程項目

1.2 專利導航技術

從高質量知識產權支撐和推動產業創新發展的角度來看，“高價值專利”是近年來的熱點，“每萬人口高價值發明專利擁有量”已經納入經濟社會發展的主要指標。高價值專利的基礎是專利價值評估，其已經成為商業運作、技術開發等一系列活動的重要參考。

國內外部分商用數據庫集成有“專利評分”或類似功能，例如，智慧芽、壹專利、Innography、WIPS 等均具備此功能。在數據庫使用的過程中發現，因為不同數據庫采用了不同的判斷模型，各個數據庫之間在相同領域的專利上對于專利價值的評判存在時間、地域、趨勢等各個維度上的嚴重分歧。這些商用數據庫面對的是通用客戶，并未針對性地考慮特定行業領域的特點。這導致使用現成的數據庫評判專利價值存在巨大風險。

國外沒有與國內高價值專利對等的概念，研究集中在采集專利相關信息、構建量化指標、為專利“打分”等。加州大學伯克利分校及喬治梅森大學的學者在文獻［4］中提出了一種復合指標算法模型，參考多項指標，包括專利被引次數、權利要求數量、專利家族數量、專利訴訟、專利從申請到授權的時間長度（PTO Length）等，將綜合計算分數結果命名為“專利強度”。文獻［5］提出了基于深度學習的專利等級評估模型，使用專利文本和著錄項目數據作為模型的輸入，將專利分為3 個等級。該專利等級評估模型在以大量的具體技術領域的專利數據作為樣本進行訓練后，可以達到75% 的精度。 文獻［6］提出Subject-Action-Object-Others（SAOx）方法，引入了發明問題解決理論（TRIZ）的39 個工程參數和專利文獻的著錄項目，該方法模型充分借助了文本挖掘技術，從專利信息的非結構化部分提取有關技術目的或效果的信息。文獻［7］以專利技術發展路線為視角，采用六步法評價專利是否為高價值專利，但需要技術專家等大量人力投入，不適合快速形成評價結果，適用于中小微企業及個人對發明構思的初步評價階段。

2 超導電纜專利價值測度體系

隨著《“十四五”國家知識產權保護和運用規劃》和《知識產權強國建設綱要（2021—2035 年）》的貫徹執行，高價值發明專利擁有量成為衡量經濟社會發展的重要指標。如何界定與評價超導電纜專利價值，成為超導電纜技術領域實施專利布局需要解決的基本問題。

2.1 設置專利價值評價指標的基本考量

設置專利價值評價指標的基本考量包括：一是具有可操作性，評價指標邊界清楚、不交叉，有明確的含義，計算方法方便代入，可相對真實、客觀、全面地反映待評價專利的價值；二是具有強關聯性，評價指標能夠代表待評價專利所屬領域的特點，兩者顯著相關；三是具有一致性，評價指標可以一致地評價不同主體或者不同時間、不同區域的創新主體，能夠適用于橫向比較。

更進一步地，因為評價的對象是專利價值，所以不能忽略專利本身的特點，也就是說，除了以上3 點基本考量外，還應重點考慮如下因素。

（1）專利授權的核心條款“新穎性、創造性和實用性”?！秾＠ā返诙轮惺谟鑼＠麢嗟牡谝粋€法條是“授予專利權的發明和實用新型，應當具備新穎性、創造性和實用性”。新穎性是指該發明區別于現有技術；創造性是指與現有技術相比具有突出的實質性特點和顯著的進步；實用性是指該發明能夠制造或者使用，并且能夠產生積極效果?！叭浴笔菍＠謱彶榈闹骶€，通過“三性”審查能夠在一定程度上確定專利的價值。

（2）權利要求數量與專利數量。與國外專利申請策略顯著不同的是，我國專利申請權利要求數量少，但專利申請數量多，而國外專利申請傾向于專利數量少，但每個專利權利要求數量多，保護力度大。為了衡量真實的專利價值，除了專利數量之外，還應當重點考量權利要求數量帶來的專利價值提升。

（3）充分運用專利的著錄項目。專利的著錄項目是將海量專利進行分門別類統計分析的重要手段，例如在超導電纜領域，大部分主要技術進展是通過科研團隊來實現的，采集專利著錄項目中的相關信息就能夠快速獲得團隊規模、主要技術帶頭人等相關信息，能夠從團隊的角度表征專利潛在的價值。

2.2 專利價值評價指標體系的構建

在多種專利著錄項目中選擇合適的評價指標能夠以不同的視角來觀察專利的價值，但是單個指標都不能夠完整地反映專利的整體價值。為了能夠最大程度地在超導電纜領域準確地評價專利的價值，可設定多個指標并配置權重，由此構建專利價值評價指標體系，通過綜合計算的形式得出超導電纜領域的專利價值評分。一方面能夠快速地通過數據庫工具導出這些數據，另一方面還能夠以簡便的公式進行計算，高效地得出結果。

（1）確定專利價值評價指標。通過對超導領域一些具有較強研發實力的創新主體專利申請進行統計分析，經過推導與篩選，確定了3 個有效的專利價值評價指標：被引次數、權利要求數量和發明人數量。通過為這3 個指標配置權重就可以綜合評估超導電纜領域的專利價值。值得注意的是，雖然可以選擇更多的指標來進行計算，或者設置更加復雜的權重，但這會增加數據獲取和計算的難度，難以獲得更好的價值評價效果。

（2）確定構建專利價值評價指標權重。確定指標權重是構建綜合指數最重要的環節。Logistic 回歸是一個非常經典的算法，使用Logistic 回歸的標準回歸系數能夠較好地配置評價指標的權重。對超導電纜專利數據使用Logistic 回歸模型，一方面可有效控制時間和技術領域的影響，分析各指標與專利價值的關系，另一方面是標準回歸系數還可以反映各評價指標的相對重要性。

以被引次數、權利要求數量和發明人數量構建的專利價值指數如表2 所示。

表2 以被引次數、權利要求數量和發明人數量構建的專利價值指數

（3）構建超導電纜專利價值指數。以專利各個著錄項目作為評價指標，其含義各不相同，每項著錄項目數據作為評價指標的量綱和數量級也不盡相同，無法使用原始數據直接進行計算，因此必須要將這些數據進行無量綱處理，然后代入評價指標體系，進而計算專利價值指數。無量綱處理可以多種方式來實施，例如極值化、標準化、均值化和標準差化等。

經過無量綱處理，結合權重配置，具體地，專利價值指數計算公式如下：

式中Ncited——被引次數；Nclaims——權利要求數量；Ninventors——發明人數量。

從專利價值指數構建過程的角度觀察可以發現，當前的專利價值指數能夠在超導電纜技術領域中，針對不同時間獲得發明授權的專利，以及不同技術分支的單件專利進行評估，為單件專利客觀地進行“打分”；也能夠對需要關注的主要競爭者整體專利布局情況進行“打分”。由此，既可以在以件為維度的專利之間進行橫向評價，也能夠在以創新主體為維度的專利價值之間進行橫向評價，甚至可以將范圍擴大至整個國家或者地區之間進行橫向評價。

3 高溫超導電纜專利布局情況分析

3.1 整體態勢分析

近20 年來，高溫超導技術領域的專利數量整體上呈現上升趨勢。我國在超導電纜技術領域的專利整體態勢如圖1 所示。從近期發展趨勢來看，高溫超導電纜技術領域整體上處于活躍狀態。2020 年和2021 年專利申請數量最多，結合我國超導電纜工程應用進程來看，這兩年正值國家電網和南方電網兩個超導電纜工程團隊開展超導電纜在電網中應用的研發、建設階段，成果產出較多。從2015 年起，在排除專利審查周期影響因素后，仍能看出專利授權占比有明顯下降趨勢，表明高溫超導電纜領域發明專利的壁壘正在逐漸形成。

圖1 我國在超導電纜技術領域的專利態勢

從超導電纜領域的申請人來看，現有專利主要由超導帶材及電纜制造廠家、科研院所和用戶申請，且均承擔/參與過國內外超導電纜工程。從申請領域分析，現有專利主要集中在超導電纜的制造和測試方面。

3.2 超導電纜領域專利價值分析

根據超導電纜在電網中應用的過程，將超導電纜技術拆分為高溫超導電纜設計與制造、線路工程設計與施工、超導電纜繼電保護配置方案、超導電纜線路試驗與評價技術、超導電纜接入系統評價技術等5 個技術分支，利用專利價值測度體系進行評價，結果見表3。超導電纜繼電保護配置領域專利價值指數最高，主要得益于其權利要求數量和發明人數量較多，即在專利文本以及專利技術的投入方面表現優異。因為線路工程設計與施工、繼電保護配置方案、超導電纜接入系統評價領域的專利多為最近幾年申請，且與工程建設息息相關，所以隨著超導電纜線路的推廣應用，其被引次數將會進一步增加，專利價值指數可能進一步提升。

表3 超導電纜各分支技術領域的專利價值指數

為更加準確地反映超導電纜專利技術布局熱點與技術功效，進行人工數據清洗和手工標引，結果顯示專利申請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，將高溫超導電纜領域專利按照技術分支和功能效益維度進行拆分的統計結果如圖2 所示。在圖2 中，縱軸為高溫超導電纜技術分支，橫軸為主要改進方向；氣泡大小為技術分支下改進方向上的專利申請總數。

圖2 高溫超導電纜專利申請技術分支和功能效益

高溫超導電纜設計與制造是電纜工程應用的第一步，也是目前專利最為集中的領域。隨著超導電纜接入電網工程的逐漸增多，超導電纜接入系統評價技術領域的專利數量也逐步增多。目前，超導電纜線路工程設計與施工、試驗與評價技術以及繼電保護配置方案領域的專利數量總體較少。

4 結語

本文研究了基于專利測度體系的超導電纜技術機會，提出了構建專利價值測度體系的方法，并對超導電纜技術領域的專利布局情況進行了分析。該領域申請的專利已經從本體設計與制造逐步擴展到工程設計、保護、試驗等領域，且工程應用領域仍有較大的專利機會。