考虑不确定性的无人海上系统专利格局：检索范围、重点国家的专利组合以及技术发展趋势

《World Patent Information》：An uncertainty-aware patent landscape of unmanned maritime systems: Search scope, priority-country portfolios, and technology convergence

　　

摘要

复杂系统的专利格局受搜索范围、家族构建、地理归属和分类的影响。本研究利用2026年8月31日在Lens.org上执行的标题或摘要搜索，开发了一个考虑不确定性的无人海上系统（UMS）专利格局，并按简单专利家族进行分组。该语料库包含2010年至2025年间发布的4448个专利家族。主要分析使用了3271个最早优先权年份在2010年至2023年的家族；2024年的625个家族构成了一个右截断敏感组。基于分层模型的诊断将250个抽样家族中的247个分类为相关（98.8%；条件95%区间为96.5–99.6%），但这并非独立的人类真实评估。分析结合了替代增长曲线、优先权国家揭示的技术优势与自助区间、CPC/IPC分数映射、主题建模、规范稳健的共分类网络以及所有者集中度。B63G类别的AIC最低，但基于模型的时间预测差异较大，因此无法做出明确的生命周期结论。中国优先权的专利组合主要集中在计算智能、导航/控制和通信领域，而美国和韩国优先权的专利组合则更侧重于平台类别。计算智能领域从较小的基础开始增长最快。研究结果支持集成导向的测试平台、接口级别的组合监控以及可复制的搜索治理。

引言

无人海上系统（UMS）结合了水上或水下平台与导航、感测、通信、能源和决策功能。这一术语涵盖了无人水面船（USVs）、自主水下航行器（AUVs）和无人水下航行器（UUVs）。它与海事自主水面船（MASS）有所重叠，但并不完全相同，后者是在国际法规框架下定义的，更专注于水面航运[1,2]。UMS还包括较小的防御、调查、检查和科学平台[[3], [4], [5]]。

专利格局可以揭示这些组件的积累和重组方式，但这种映射取决于构建方法。一项发明可能在不同专利机构产生多份出版物；代表性的专利家族文档并不能代表发明起源国；分类顺序不一定反映技术优势；最近的优先权家族数据观察不完整；申请者名称需要统一。搜索范围同样重要。广泛的全文搜索可以提高召回率，但可能会检索到偶然的缩写匹配项，而仅限标题或摘要的搜索则能在牺牲覆盖范围的前提下提高精确度[[6], [7], [8], [9]]。

Belabyad等人[10]通过结合海事自主权专利、主题建模、网络分析和替代增长曲线，提供了最接近的先前研究。Kim等人[11]研究了UMS专利中的技术融合情况。因此，本研究并不声称自己是首个关于海事自主权的专利格局分析。它的贡献是一个以审计为导向的测量框架，该框架旨在评估在经过搜索优化、简单家族构建、地理重新编码、分类调整、增长模型比较、网络标准化以及所有者清理后的结论是否仍然成立[12,13]。

该框架还具有实际应用价值。政策制定者在分配支持之前需要区分专利组合的构成和国家能力。企业需要识别值得进行自由运营审查、合作或监测的接口，而不能仅凭中心性或低专利集中度来判断市场吸引力。专利信息专业人员需要可复制的搜索和审计记录，以便在数据库更新时仍能进行解释。这些需求催生了四个研究问题。

• 问题1：搜索范围和简单家族构建如何塑造可观察的UMS语料库？
• 问题2：不同功能形式和观察窗口下的时间增长和生命周期推断是否稳定？
• 问题3：在部分技术分配和家族自助不确定性下，哪些优先权国家的专利组合特征仍然存在？
• 问题4：CPC/IPC分类、文本派生主题、共分类网络、领域增长和所有者集中度如何为政策和管理决策提供信息？

章节片段

作为集成技术领域的UMS

工程研究将UMS描述为模块化但紧密耦合的系统。导航和控制依赖于定位和感知；水下操作将车辆设计与声纳、通信、能源、对接以及发射或回收系统联系起来；多平台任务需要网络协调[3,4]。安全应用增加了特定任务的限制，而商业和公共应用包括水文调查、海上检查、环境监测等

搜索过程和最终语料库

未经筛选的初步查询返回了9477个分组后的简单专利家族。基于分层模型的诊断将250个抽样记录中的151个分类为与预期的UMS结构直接一致（60.4%；条件Wilson 95%区间为54.2-66.3%）。偶然的全文匹配在不同司法管辖区和广泛的技术类别中分布不均，因此未将其用于实质性分析。

最终的搜索使用了相同的方法

语料库质量和地理解释

仅限标题或摘要的搜索保留了初步查询中找到的9477个专利家族中的4448个，减少了53.1%。这一显著差异表明搜索语法是一个重要的设计选择。结构审计未发现格式错误、重复的Lens标识符或重复的官方家族ID。最终语料库包含2010–2023年完整优先权期间的3271个家族以及2024年敏感组中的625个家族。

分类数据的缺失情况仍然不均匀

搜索范围与以往工作的比较

最大的经验教训是，搜索范围不是一个简单的行政细节。仅限标题或摘要的搜索去除了超过一半的初步查询中的家族，并改变了多个国家和领域的模式。由于基于模型的语义一致性较低且在不同层面上分布不均，广泛的语料库不能作为可靠的稳健性样本。最终语料库提供了一个更窄但更具说服力的核心专利集合，这些专利在标题或摘要中明确提到了UMS。它并不代表所有UMS专利

结论

本研究通过标题或摘要搜索识别出4448个无人海上系统（UMS）简单专利家族，其中3271个家族的最早优先权年份在2010年至2023年之间。通过结合家族级别的地理编码、CPC/IPC分数分配、增长模型比较、文本分析、网络敏感性检查和所有者协调，研究了观察到的专利语料库的结构及其

资金来源

本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

无。

Jewon Yoo在韩国首尔的Shinhan Card有限公司通信部门工作，同时也是庆熙大学商学院的讲师。他拥有庆尚国立大学的管理学博士学位。他的研究兴趣包括技术创新、平台业务、创新战略以及基于专利的技术情报，尤其是对新兴技术领域的实证分析。

Jewon Yoo