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            基于主體視角的我國智能交通創新演化分析

            來源:中國期刊網 分類:交通 發布時間:2020-07-01 瀏覽:0

              摘 要:我國智能交通創新發展的不同階段,智能交通創新主體不斷變化。從專利申請數量的變化來看,目前大致經歷了四個階段,在初始階段創新主體主要為個人,專利申請比較分散;在低速增長階段,高校和企業共同成為創新主體,專利申請開始集中;在高速增長階段,企業成為主要的創新主體,專利申請非常集中;在融合發展階段,高校又成為創新主體,專利申請開始分散,技術融合成為這一時期的主要趨勢。從論文發表數量來看,可以分為三個階段。根據我國智能交通創新不同創新主體的不同作用機制和特點,政府應適當進行政策支持。

              關鍵詞:智能交通;專利分析;主體結構;技術創新

              《現代交通管理》堅持為社會主義服務的方向,堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導,貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針,堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風,傳播先進的科學文化知識,弘揚民族優秀科學文化。

              一、我國智能交通發展概況

              (一)智能交通概念

              智能交通伴隨信息通信技術、控制技術和裝備制造技術的發展逐步演化而來,其研究最早在美日等一些發達國家興起。美國于20世紀60年代開始對電子路徑導向系統進行研究,并在1994 年提出了智能交通系統的概念,把智能交通系統定義為以無線與有線通信為基礎,包括信息、電子技術,集成到運輸系統基礎設施,可以減緩交通擁堵,提高行車安全性并增強美國的生產力[1] 。20世紀70年代日本開始對智能交通領域進行研究和應用,將智能交通系統定義為應用先進的通信和控制技術,在行人、車輛和基礎設施之間傳遞信息,提供對交通事故、交通擁擠以及環境污染等交通問題的基本解決方案。2007年,我國學者王笑京主編的《智能交通系統手冊》把智能交通系統定義為將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術及計算機軟件處理技術等有效地集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的高效、便捷、安全、環保、舒適、實時、準確的綜合交通運輸管理系統[2]。綜合來看,智能交通系統是綜合運用信息、通信、控制、傳感、網絡等現代技術,以提高交通效率、提高交通安全水平為目的,組成的交通運輸管理系統[3],相對傳統交通系統具有顛覆性。未來,智能交通將圍繞智能出行服務、智能化管控、車路協同三個方面,向網聯化、協同化、智能化發展[4]。

              (二)我國智能交通發展現狀

              我國智能交通的發展起源于20世紀90年代,政府開始引進智能交通的理念并實施一系列重大發展計劃,經過近三十年的發展,我國智能交通實現了重大突破,形成了以高校、科研院所、企業為主體的智能交通創新體系,同時建設了一批具有國際影響的重大工程,北京、上海、深圳、杭州等城市的智能化管理水平已達先進國家的水平。從產業發展來看,我國智能交通產業從無到有,產業規模不斷擴大,根據前瞻產業研究院的數據顯示,2011—2017年我國智能交通市場保持10%以上的增長速度,2017年智能交通規模達到6352.6億元,年均復合增長率達到11.76%,2018年突破7000億元[5],呈現廣闊的發展前景。

              20世紀90年代以來,隨著國際上智能交通理念的發展,我國學者開始引入智能交通的理念、關鍵技術和發展思路等,為我國發展智能交通奠定了理論基礎。同時,90年代后期,政府開始通過一系列國家、地方和行業計劃的立項與實施,研究體系逐步形成,為我國智能交通系統科技的發展奠定了基礎。智能交通技術開始突破,專利申請開始出現,論文發表逐步增加,構建了中國智能交通體系框架和標準體系,初步形成了智能交通的理念和基本認識。進入21世紀,智能交通的共性技術和關鍵技術,如測量勘測導航、模型與演示用具與交通控制系統開始突破,產業開始加速應用。“十一五”期間,我國開展了“現代交通技術領域”的863計劃,以關鍵技術突破和產品研發為核心,部署了一批前沿和前瞻性項目,圍繞著關鍵技術和共性技術,我國積極推動道路交通控制、路徑規劃、通信系統、信號傳輸等技術領域規劃,智能交通技術開始從共性技術研發到關鍵技術突破轉變。同時,政府開始通過研發支持、標準制定、示范工程、稅收優惠等一系列政策對智能交通產業的發展給予支持,推動了我國智能交通產業的快速發展。2010年以來,隨著新一代信息技術、大數據、人工智能的不斷發展,我國智能交通技術呈現融合發展的趨勢,產業應用不斷拓展。“十二五”期間,圍繞智能交通技術發展熱點問題,國家對智能車路協同、區域交通協同聯動控制等技術進行了部署。通過關鍵技術規模應用和管理創新,提升了我國智能交通行業的總體水平,提升了智能交通產業的核心競爭力和綜合優勢,智能交通技術開始在產業領域加速應用。互聯網與交通領域的深度融合,會進一步推進智能交通的發展,會帶來整個交通發展模式的變革及創新。

              二、智能交通創新主體演化分析

              一般來講,科技創新的主體有個人、高等院校、科研院所、企業以及其他社會團體。在不同的發展階段,創新主體所起的作用是不一樣的。以往的研究注重從效率的角度對不同創新主體進行評價,但是對創新主體本身的特性和演化規律的研究很少,本文嘗試從專利和論文的角度,對智能交通創新主體的特點進行歸納和總結,進而分析不同階段智能交通創新主體的演化特征,并識別可能的技術突變點,進而為創新政策的制定提供依據。

              (一)專利主體演化分析

              從智能交通創新主體的演化來看,我國智能交通創新主體的演變過程存在一定的規律。通過專利之星檢索系統,按照關鍵詞檢索,可以得出我國智能交通專利申請從1990年開始,截至2019年10月,共計4860項(如圖1所示)。按照專利類型來看,其中發明專利3155項,占到發明總量的64.9%,實用新型專利1557項,占比為32.0%,外觀設計專利148項,占比3.1%(如圖2所示)。按照專利申請主體來看,排名前30位的申請主體當中,企業有15家,企業申請專利527項,高校有15家,申請專利數量為344項(如圖3所示)。可見,綜合來看,企業是我國智能交通專利申請的主體。

              從申請人主體數量來看,前5位都為企業,其中北京世紀高通科技有限公司、成都融創智谷科技有限公司、深圳市金溢科技股份有限公司排在前3位。在15家高校中,昆明理工大學、北京航空航天大學、同濟大學排在前3位。從我國專利分布的地域來看,排名前5位的分別是廣東、北京、江蘇、四川和浙江(如圖4所示),說明這些地區的智能交通企業比較發達。

              從我國智能交通專利申請數量隨時間的變化來看,可以分為四個階段。

              1.專利申請初始階段(1990—2002年):專利申請以個人申請為主體,專利申請比較分散

              從1990年開始,中國海洋大學申請第一個智能交通實用新型專利“智能交通信號控制儀”開始,1991年國營煙臺無線電四廠申請了發明專利“無纜智能交通信號數顯機”,一直到2000年,智能交通專利申請才又開始出現。這一階段,智能交通專利申請數量總數為23項。可以看出,這一時期我國的智能專利申請處于起始階段。從專利申請內容來看,這一時期的專利主要集中在智能交通的信號處理、控制系統、信息網絡、射頻技術等領域。

              從專利申請主體來看(如表1所示),可以看出,在早期階段專利申請主體主要以個人申請為主,占比超過50%。這些人大多數自己創辦智能交通企業,以個人的名義申請智能交通領域的專利,他們是早期專利市場的主導者,引領了整個智能交通領域的創新。隨后大學和科研院所開始涉足智能交通領域,上海交通大學有2項專利申請。這說明技術創新的來源往往是行業領域的從業人員,他們能夠比較早地把握技術和市場前沿,進而進行技術研發和市場開拓,并開始進行專利的申請,通過創辦科技型中小企業較早進入市場。因此,早期的專利申請者主要以個人為主,而科技型中小企業代表了技術創新的前沿和發展方向。

              2.專利申請低速增長階段(2003—2010年):高校和企業成為專利申請主體,專利申請開始集中

              進入21世紀,國家更加重視智能交通的發展,并開始進行基礎研發投入,我國智能交通專利申請數量開始進入低速增長階段,2003年至2010年這一階段,智能交通的專利申請數量達到403項。從申請內容來看,這一時期的專利主要集中在智能交通檢測系統、車輛收費系統、智能交通控制系統等領域,專利已經由技術領域轉向應用領域。

              從專利申請主體來看,這一階段的申請人主要為企業和大學(如表2所示),在前30位的申請主體當中,高校占據15位,企業占據13位,個人占據2位。高校已經開始成為專利的申請主體。從專利數量上來看,排名前30位的申請者專利申請總量為169項,其中企業申請數量為87項,占比為51.5%,北京世紀高通科技有限公司申請專利數量40項,占將近企業總數的近一半。高校和科研院所專利申請數量為75項,占比為44.4%。這一階段,個人申請數量開始下降,僅有7項,占比僅為4.1%。

              可以看出,隨著智能交通行業展現出巨大的市場前景,國家開始重視智能交通的發展,并開始進行大量的研發投入,而研發投入的主體主要是高校和科研院所,所以,科研機構的專利申請開始增加,而一些企業也看到了市場前景,例如海康威視、大華股份、易華錄等企業都在21世紀初期成立并快速發展,著重進行技術研發和專利布局,所以,這一時期呈現高校和企業專利并重的現象。

              3.專利申請高速增長階段(2011—2016年):企業成為專利申請主體,專利申請非常集中

              2011年以來,隨著智能交通領域關鍵核心技術的突破,智能交通產業應用開始迅速增加,產業進入爆發階段,智能交通的專利申請數量也進入高速增長階段,到2016年,我國智能交通的專利申請數量為2587項。從申請內容來看,這一時期的專利主要集中在道路收費系統、交通信號控制、交通可變指示裝置等領域。可以看出,這一階段,我國在智能交通各個子領域開始大規模進行專利申請,產業開始進入爆發階段。

              從專利申請主體來看,這一時期的申請者人主要為企業(如表3所示),在前30位的申請主體當中,企業占據22位,高校占據8位。從專利數量上來看,排名前30位的申請總量為630項,其中企業申請數量占比為529項,占比為84.0%。高校專利申請數量為101項,占比為16.0%。可見,隨著關鍵核心技術的突破,智能交通進入產業化階段,企業的作用就非常明顯,通過快速的市場應用拓展,帶來了智能交通產業領域的爆發。這一階段,企業開始大量申請專利,成為專利申請主體。

              4.專利申請平穩階段(2017—2019年):高校成為主要專利申請人,專利申請比較分散

              2017年以來,智能交通產業發展相對成熟,專利申請數量進入平穩階段,到2019年,我國智能交通的專利申請數量為1854項。從申請內容來看,這一時期的專利主要集中在交通控制系統、交通信號控制系統、車輛識別系統等領域。可以看出,這一時期,我國智能交通各個子領域逐漸成熟,產業開始進入穩定階段,智能交通已經開始和大數據、物聯網、人工智能等新興技術融合。

              從專利申請主體來看,這一時期的申請人主要為高校(如表4所示),在前30位的申請主體中,高校和科研院所占據18位,企業占據11位,個人專利申請1位。這一時期,從專利數量上來看,排名前30位的主體專利申請總量為270項,可見,專利申請比較分散。其中高校申請數量為172項,占比為63.7%。企業專利申請數量為97項,占比為35.9%。

              可以看出,隨著智能交通技術逐漸成熟,產業發展也進入穩定階段,原來的技術領域并沒有新技術的出現,專利申請開始呈現下降趨勢。但同時由于智能交通技術開始與大數據、互聯網、人工智能等新興技術融合,進入融合發展階段。這一時期,高校在技術融合方面的作用開始顯現,技術交叉領域的研發,逐漸成為這一時期的專利申請主體。

              (二)論文數量變化

              通過中國知網主題詞檢索,可以看出論文發表從1984年的第一篇開始,截至2019年10月31日,智能交通的發表論文總數為21546篇,特別是2003年以后,論文呈現大幅度增長趨勢(如圖5所示)。從發文機構來看,高校一直是論文發表的主力軍,其中,北京交通大學、長安大學、吉林大學發文位居高校前三位(如圖6所示)。可以看出,在智能交通的知識創造階段,高校一直處于主體地位。

              綜合來看,智能交通論文發表可以分為三個階段:

              1.論文發表初始階段(1984—2002年):自由探索階段,以高校和交通機構的從業者為主

              從1984年第一篇文獻發表以來,到2002年,論文發表數量共計1019篇。這一時期,論文處于自由探索階段,主要集中交通系統的智能控制、交通信號控制、車輛智能系統、智能交通技術等領域,這一時期的論文發表者大多數為高校和交通機構的從業者,他們結合國外交通技術的發展,對我國交通領域最先開展智能交通系統的研究。其中,天津大學、清華大學、中國公路學會、中國交通部科學技術信息研究所等科研機構開始在智能交通領域發表論文。

              2.論文高速增長階段(2003—2010年):基礎研發支持階段,論文發表以高校為主

              從2003年開始,論文發表進入高速增長階段,2009年隨著金融危機的爆發,我國論文發表數量比2008年略有下降。總體來看,這一時期論文發表數量共計6198篇,年均增長率達到16.4%,研究主題主要是智能交通系統、交通運輸系統、電子收費系統、GPS、GIS等領域。這一階段,論文的主要發表機構變成了智能交通領域的研究機構,主要以高校為主。結合政策來看,“十一五”之后,我國開始重視智能交通的發展,開始在智能交通的基礎科學領域和關鍵技術領域進行研發支持。所以,造成了論文數量的高速增長。

              3.論文穩步增長階段(2011—2019年):產業領域爆發階段,以高校為主

              2011年以后,我國智能交通論文數量開始呈現穩步增長的態勢。到2019年10月,這一階段的論文總數為14395篇,論文年均增長率為7.4%,研究主題分別是智能交通系統、物聯網、車聯網、GPS車輛檢測、人工智能等內容。可以看出,這一階段我國智能交通逐步和互聯網、人工智能等領域進行融合,各個應用領域的論文開始迅速增長。這一時期的論文發表還是以高校為主。

              (三)總結

              通過對智能交通不同發展階段的創新主體進行分析,我們可以看出智能交通發展的不同階段具有不同的創新主體,同時不同創新主體所起的作用也不相同,政府可以根據不同時期創新主體的作用機制和特點,適當進行政策支持,促進整個創新過程的實現。

              智能交通的專利主體結構呈現由個人——高校——企業——高校的演變過程。在初始階段,專利申請主體主要為個人,他們大多為相關領域的從業人員和科技型小企業,能夠比較早地把握市場前沿,并開始技術前沿領域的專利申請。這一時期由于技術還處在探索階段,技術呈現單一的點狀特征,專利申請也比較分散。在低速增長階段,隨著技術不斷突破,應用領域開始拓展,國家開始重視智能交通技術及其應用,加大技術領域的研發投入,進行關鍵技術和共性技術的研發,這一時期,高校成為專利申請主體,專利申請開始集中。在高速增長階段,隨著市場不斷成熟,產業應用領域不斷拓展,企業開始大量進行智能交通領域的專利申請,逐步成為專利申請主體,專利申請開始在應用領域爆發,專利申請非常集中。隨著技術的不斷成熟,專利申請進入平穩階段。這一時期,智能交通各個子領域逐漸成熟,產業領域發展趨于穩定。智能交通技術與大數據、物聯網、人工智能等新興技術進行融合,技術融合成為這一時期的主要趨勢。這一時期,由于高校具有多領域交叉融合發展的優勢,逐漸成為專利申請主體。

              根據不同時期的創新特點,政府可以進行政策支持促進技術研發和產業應用。通過專利申請可以看出,在不同的發展階段,技術呈現不同的特點,政府可以根據不同的技術發展階段出臺不同的政策進行支持。在20世紀90年代,智能交通的相關論文數量開始出現并緩慢增長,專利申請開始出現,申請者主要以個人為主,這一時期的創新機制屬于自由探索階段,技術處于形成期,政府構建寬松自由的創新環境,促進創新的產生。進入21世紀,隨著政府對智能交通的基礎科學和關鍵技術領域進行研發支持,智能交通的論文數量快速增長,專利申請也開始快速增長。高校成為論文的主要發表機構,企業成為主要的專利申請者。這一時期的創新機制屬于政府主導下的戰略布局階段,技術處于關鍵技術和共性技術突破階段。這一階段,政府應該發揮主導作用,對關鍵技術和共性技術進行研發支持,同時構建開放的市場環境,促進創新產品的應用。2017年以后,智能交通領域的專利數量開始平穩并趨于下降,說明主導技術已經成熟;但是論文數量還在穩步上升,說明新知識還在不斷產生。通過專利內容可以看出,智能交通技術已經開始與大數據、物聯網、人工智能等新興技術融合,技術進入融合發展階段,有可能實現新一輪的價值躍遷。新一輪的技術融合有可能帶來新的發展機遇,政府可以適當進行戰略布局,加大對科研機構的研發支持,促進技術的融合發展。

              三、啟示與建議

              (一)科技型中小企業在技術創新早期階段具有先導作用

              由智能交通的案例可以看出,在創新的初期階段,科技型中小企業往往具有很強的創新活力,在一定程度上代表了技術的發展方向,是技術創新的重要力量和載體,現階段也是推動我國經濟高質量發展的生力軍。但是科技型中小企業在初創階段,由于技術變革存在不確定性,往往面臨高風險、不確定性強等特性,容易受到市場外部環境的影響,形成“死亡谷”現象。因此,這就需要政府給予相應的政策支持。政府應結合科技型中小企業的實際情況,完善政策支持體系,從市場環境、研發支持、金融體系和政府采購等方面幫助科技型中小企業跨越“死亡谷”,促進科技型中小企業的發展。

              (二)發揮高校在技術交叉融合中的創新引領作用

              技術創新不僅可以通過技術突破產生,也可以通過技術融合產生。而高校作為技術創新的重要力量,由于具有多學科交叉的特點,在技術融合中具有天然的優勢,具有不可替代的作用。通過智能交通的案例可以看出,現階段智能交通技術已經和大數據、物聯網、人工智能等新興技術開始融合,有可能帶來新一輪的技術創新。因此,在技術處于融合發展的階段,應該加大對高校的支持力度,重視跨學科多部門交叉合作,通過構建應用基礎研究領域的多學科交叉融合平臺和技術融合創新平臺,重視新興技術在經濟領域中的應用,力爭在重大技術和關鍵領域實現創新突破。

              (三)促進高校和企業聯合研發機制的建立

              由于高校和企業具有不同的目標導向和功能作用,導致在不同的研發階段專利申請的主體不同,造成了專利價值和轉化率存在很大差異。因此,要加強校企合作,鼓勵高校和企業建立聯合研發機制,共同進行專利申請。一是政府可以通過設立重大項目和研發平臺,鼓勵高校和企業共同研發,通過建立合理的激勵機制,鼓勵高校和企業聯合專利申請。同時,企業也可以主動和高校建立合作,共同開展聯合技術攻關,進行聯合申請專利。二是加強高校的專利轉化,通過智能交通的案例可以看出,雖然高校在技術研發階段占據專利發明的主導,但由于高校的考核機制往往不看重后續專利的轉化,因此,要鼓勵高校進行專利轉化,可以把專利轉化作為高校考核的重要指標,鼓勵校企結合共同實現專利的轉化應用。

              (四)把握政策的時間窗口,充分發揮政府引導作用力促技術趕超發展

              我國智能交通產業的快速發展,很大程度上得益于政府的政策支持,在技術發展的不同階段,政府通過出臺不同的支持政策促進了智能交通的快速發展。這為我國的技術創新提供了有益借鑒,政府可以在技術發展的不同階段通過制定不同的支持政策實現技術的趕超和跨越式發展。首先,在技術創新的早期階段,政府可以通過專項計劃和重大工程,鼓勵應用基礎研究,同時以政府采購和示范工程為手段促進應用場景的開放,進而促進關鍵技術突破和主導技術形成。其次,在產業快速發展階段,政府可以通過稅收優惠、財政支持、技術標準、法律法規等政策措施,促進技術創新的快速擴散,規范新興產業的發展。最后在產業發展的穩定階段,應該促進新興技術和其他產業技術進行交叉融合,同時做好遠景規劃,為一下輪技術創新進行提前布局。

              參考文獻:

              [1]周京生.融合視角下智能交通技術主題演進研究[D].大連:大連理工大學,2019.

              [2]王笑京.智能交通系統手冊[M].北京:人民交通出版社,2007.

              [3]金茂菁.我國智能交通系統技術發展現狀及展望[J].交通信息與安全,2012,(5).

              [4] 吳忠澤.智能交通產業在中國的發展歷程與展望[EB/OL].https://www.sohu.com/a/270682117_461469,2020-01-09.

              [5]2018年智能交通行業市場格局與發展趨勢[EB/OL].http://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/90315-9941d5e7.html,2020-01-25.

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