第3O卷第8期 情报杂志 V0l 30 No.8 2011年8月 10URNAL OF INTEULIGENCE A“g. 2011 基于专利信息分析的云计算技术透视 官思发 (华中师范大学信息管理系武汉430079) 摘要以云计算相关的专利为着眼点,通过专利主题分析、发明人分析、权利人分析和专利IPC分析对云计算专 利进行了深入分析,进而通过共词分析研究云计算专利的热点领域,并用可视化的方法进行形象地展示,研究发现 云计算相关技术多属于交叉学科发展的产物,最核心的研究领域为数字计算机,也包括电话和数据传输系统,报警、 信号、遥测和遥控,广播、无线和电话线传输系统等主要研究领域。 关键词专利信息云计算可视化 中图分类号G306 文献标识码A 文章编号1002—1965(2011)08—0149—05 Analysis of Cloud Computing Technology from the Perspective of Patent Information GUAN Sifa (Depamnent of Information Management-Central China Normal University。Wuhan 430079) Abstract This paper inadc all in-depth analysis from the perspeedve of patent information related to cloud computing.The analyzing processes consist of subjects analysis.inventors analysis。assignees analysis。and international patent codes analysis.Then this paper analyzes hte hot fields ofcloud computing patents。and displays the visualizing image ofthem.In this paper we found out that cloud computing mlat- cd technologies that are mostly the product ofcross-disciplinary development.mainly in digital computer;and also include telephone&data transmission system;alarm;signal。telemetry&remote control;and broadcasting。wierless&line transmission systems-etc.. Key words patent information cloud computing visualization 0引 言 包括诸如虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、基础设施即服务(IaaS)、平台即服务 作为信息时代计算机技术领域又一新的技术理 (PaaS)、软件即服务(SaaS)、数据存储即服务(Data 念,云计算(Cloud Computing),已经引起越来越多的 Storage as a Service)和基于服务的架构(SOA)等理 研究者、实践者的重视。在刚过去的几年里,云计算从 念。 前景广阔的商业概念演变成了计算机领域发展最快的 云计算技术的应用日益引起社会各界的重视,已 分支…。 经或将要给人们的生活带来巨大的变革,例如,云端把 从技术的角度看,云计算技术是一种全新的计算 网上客户、谷歌操作系统和智能手机连在一起,让终端 模型。它由分布式计算(Distributed Computing)、并行 用户快速获取信息的愿望得到了实现。因为云计算总 计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Compu— 是与在线客户端连接起来,这些客户端包括网络书籍, ting)等主要计算模式发展而来,并包含前述的计算概 谷歌的Chrome操作系统和网上智能手机等,这就使 念或模式,是一系列相关技术的集合体。或者可以将 得终端用户更快速地获取更多信息的目标成为了现 其定义为:云计算技术是由网格计算发展而来的,前台 实 。云计算在教育领域的应用体现在一些大学采取 采用用时付费的方式通过Interact向用户提供服务。 一些以云为基础的应用的优势,使得他们的用户或学 云系统后台由大量的集群使用虚拟机的方式,通过高 生能够很好地进行商业或学术的任务” 。其他应用还 速互联网络互连,组成大型的可自主管理和配置资源 的虚拟资源池 。从设计理念角度来看,云计算技术 包括谷歌提供的Gmail、Google Earth、Google Transla— tion、Amason Web Service等。 收稿日期:2011—05—18 修回日期:2011—06—15 作者简介:富思发(1987-),男,硕士研究生,研究方向:知识管理、知识服务与科学计量学。 ・150・ 情报杂志 第30卷 基于此,本文利用文献计量和知识图谱可视化分 的相关信息人手,我们不仅可以了解相关专利的发展 现状,还能通过相关专利和专利发明人,来分析和把握 析方法,研究目前云计算发展的主流技术和热点趋势, 以便为相应的研究和应用提供一定的参考。 1数据来源和分析方法 1.1 数据来源云计算作为一个完整的技术概念, 相关专利领域的发展趋势,为相应专利领域的理论研 究与实践应用找到更好的切入点。 2.2.1 发明人发明专利数分析。从检索的数据 结果来看,FERRIS J M发明了l4项云计算相关的专 利,FEIN G发明了l2项相关专利,MERRITr E也发 在进行源文献检索的时候应将其英文cloud computing 加上引号进行检索。本文选取全球最权威的专利文献 信息出版机构的DII(Derwent Innovation IndexsM)数据 库作为目标数据库进行检索,在“检索字段”框内输入 “cloud computing”,得到了82条检索记录(注:检索时 间为2010.10.26)。 明了12项该领域的专利成果,他们三人是云计算专利 领域最高产的三位发明人,占据整个云计算领域专利 的46.3415%。足见这三位发明人在云计算专利领域 具有不容忽视的重要地位。另外,CARTER S R发明 了3项相关专利,OLDS D R发明了3项专利,还有20 位作者分别发明了2项本领域的专利以及116位作者 发明了1项专利,从中我们可以明显地发现这样一个 特点,即大多数的专利都并非由是单独一位发明人的 劳动成果,而是多个发明人共同的智力产物,主要的发 明人及其成果见表1。 表1发明人分布 1.2分析方法在获取分析的源数据后,本文采用 了科学计量学中的主流方法及最新的可视化技术—— 科学知识图谱,通过多方法多技术的运用来分析云计 算技术专利的发展现状,总结研究云计算技术领域的 前沿技术和热点问题。具体用到的方法有:共现分析 法、聚类分析法和可视化分析法等,并主要通过Bibex- cel、SPSS、Ucinet三种计量分析软件的结合使用,绘制 相应的知识图谱来直观地研究云计算技术领域的相关 问题。 2云计算技术前沿与热点分析 2.1 云计算相关专利主题分析从德温特数据库 的检索结果中,我们可以看到对检索结果进行了学科 主题(Subject areas)分类,其中属于工程领域主题的有 81项专利,与计算机科学领域相关的主题有80项专 利,其他分布包括通信领域(26项)、装置装备(7项)、 交通运输领域(2项)、能源与燃料领域(1项)和医学 方面的一般内科与内科领域(1项),如图1所示。从 2.2.2发明人共现分析。在前面发明人发明专 利数分析的基础之上,通过文献计量软件Bibexcel对 检索出的云计算相关专利以“发明人”项作为分析对 象,进行发明人的共现分析,这样可以找到不同序号的 专利是由哪一个人或哪一团队完成。因此,通过发明 人的共现分析,可以从整体上来把握某一专利领域的 图1 相关专利所属学科主题分布 发明人之间的关系,进而可以找到发明人之间合作的 云计算相关专利的主题分布,我们可以明显得发现,云 计算技术是交叉学科共同发展的结果,是多学科、多技 术的集合体,其主要分布如图1所示。 2.2云计算专利发明人分析从了解专利发明人 基础和未来的发展趋势。详细的分布见表2。 2.3云计算专利权利人分析通过专利权人的分 析,我们可以发现,已经存在的专利属于哪些企业或个 人,进而分析各权利人所拥有的本领域专利数量及其 第8期 官思发:基于专利信息分析的云计算技术透视 .151. 涉及的学科主题,去发现各主体权利人的研发实力,主 攻方向和未来趋势等。 表2发明人共现关系分布 专利编号 l l 2 2 利等级分类体系,并且它由一个专家委员会进行定期 的更新,该委员会由参与该协议协约国的代表和来自 如欧洲专利局 。 4 ~舳引其他组织的监事人员组成,叭 眩 发明人 KASH J A SCHARES L P0LUIuRKR SHAH SV 通过对检索出的云计算相关的专利进行IPC分 类,我们可以清晰地看到相关专利在各个学科大类里 的分布情况,也可以轻松地了解和掌握各项专利在学 科大类下的更小的分类,明确本技术在哪些学科类别 间可以交叉利用,为学科间更细层面和更大范围的结 C髓N R III yANGL ZHANGN 合提供参考和思路。从分类结果来看,国际专利分类 号分布如表3所示。 GA0 B K0DAMA S U时W 随着专利信息重要性的日益显现,很多专利检索 的数据库都提供基于国际专利分类号(mC)的专利信 息检索。对于发明人而言,通过查看检索结果的IPC 分布,就可以清楚地了解自己所关心的学科类目下面 CHERUKURI R ARTHURSS0N D 有没有专利发明,有多少专利发明,然后可以在交叉学 科之间开发新的专利或在尚无专利发明的学科小类目 下找突破点,创造新的智慧的产物。对于专利权人而 言,可以在 分类的导引下,结合自身所处的或所关 注的学科类号进行针对性地检索,节省专利的发现成 本,进而和相应的发明人协商转让相关专利。 B STAVM CHANGC U D SUN X 从检索结果来看,权利人FERRIS J M拥有本领 域的l4项专利发明,FEIN G拥有11项,MERR1Tr E 拥有11项,结合专利发明 人的分析结果来看,我们发 flI。.t^●翻 I均瞄H_阳e FERRl8J F£l¨G MERRJTT E 一一 ¨””7 8 3 3 2 2 2 2 2 2 2 一一 现云计算专利领域最高产 的作者也是拥有专利最多 的专利权人,且两者的数量 基本一致,这些专利发明人 就是自己发明专利的实际 JACol曰lAN INNOVAT!olN UNUM汀ED L|.C MlCRoSOFT CORP COMI=UTER A88oC THINK lNC No、,ELL jNC 权利人。另外,JACOBIAN i(Ⅳ 【ON UNL 缸TED o^RCyAP FUGo0 LLC FUJloKAR 一 一一一一一__一- u 拥有7项专利,MI. CROSOFT CORP拥有6项 GooAIDoYGROUPINC HUANGJ SAP AG SM 专利,COMPUTER ASSOC THINK INC拥有3项专利, NOVELL INC拥有3项专利,DARCY A P拥有2项专 图2专利权人的分布 利,FUGOO LLC拥有2项专利,FUJIOKA R拥有2项 专利,GO DADDY GROUP INC拥有2项专利, HUANG J拥有2项专利,SAP AG拥有2项专利,UM- BEHOCKER S M拥有2项专利,还有46个专利权人 分别拥有1项云计算相关的专利,主要权利人分布见 2.5云计算专利的热点分析在共现分析中,都是 以相应的关键词共现作为分析研究的对象,由于专利 信息分析不同于传统的文献计量分析,没有直接的可 以分析的关键词项,但是德温特分类码代表不同的学 科类别,这样,分类码和学科名称之间具有唯一的对应 关系,具有重要的实践价值。本文以德温特分类码 图2。总的来看,云计算领域的专利除了最高产的3 位个利人外,主要为一些计算机技术公司拥有,包 括JACOBIAN INNOVATION UNLIMITED LLC、微 软、COMPI,11狼ASSOC THINK INC、NOVELL INC 等。 (Derwent class code)代替关键词项进行后续的分析。 通过对专利所属类别的分析,可以很好地找到现有专 利主要集中在哪些学科领域,从而确定云计算专利的 热点研究领域,发现学科间的交叉融合及未来可能的 交叉。 2.4云计算相关专利 分析 国际专利分类号 (IpC)是在斯特拉斯堡协议(1971)下建立的一个专 2.5.1云计算专利的德温分析。德温特分 ・l52・ 情报杂志 第3O卷 表3不同专利的IPC分布 国际分类号 专利数 占比 国际分类号 利数 占比 国际专利号 专利数 占比 G06F一015/16 30 36.59% H04L一029/08 7 8.54% Go6F—OO9/54 2 2.44% G06F一015/173 17 20.73% G06Q-010/00 6 7.32% aD6F一012/00 2 2.44% G06F一009/46 G06F一009/455 l3 lI l5.85% l3.4l% G06Q—O50/0o 0o6F一013/o0 6 4 7.32% 4.88% G06F一012/08 006F一015/177 2 2 2.44% 2.44% G06F-017/3O 0D6F一02l/oO l1 8 l3.41% 9.76% m4L—oo9/10o GO6F—oo9/44 4 3 4.88% 3.66% aD6F一015/I8 G06F-01 2 2 2.44% 2.44% Go6Q-030/00 G06F一009/50 Ho4L—OO9/32 8 7 7 9.76% 8.54% 8.54% G06F一003加l0 GO6F—oo7/0O GO6F—OO9/48 2 2 2 2.44% 2.44% 2.44% HD4L一012/26 Ho4N—Oo7/173 2 2 2.44% 2.44% 类是从应用性角度编制的,它将专利按学科划分为20 个大类,这些类别被分为三组broad area:化学(A— M),工程(P—Q),电子与电气(S—x)。这20个部 分被进一步细分成不同的类别,每个类别包括大类的 的首字母随后跟随两位数字 。如果某一专利出现在 础上,通过对各专利的德温特分类码进行两两共现分 析,得到了云计算相关专利的分类码的共现分布,从中 我们可以发现T01部与W01部共现频率最高,为24 次,表明在云计算领域交叉学科主要体现在数字计算 机和电话与数字传输系统之间,详见表5。 表5德温特专利码的两两共现分布频率 多个部类里,则通过这多个部类都能够检索到本专利。 对检索结果的德温特分类码(Derwent class code)在 Bibexcel里汇总分析,结果见表4。 表4各德温特专利码项下的专利数分布 专利数 81 25 德温特分类码 T01(Digital Computers) W01(Te ̄phone and Data Transmission Systems) 3 3 2 W02(Broadcasting,Radio and Line Transmission Systems) W05(Alarms,Signalling,Telemetry and Telecontro1) X22(Automotive Electrics) 2 1 l T03(Data Recording) W03(TVandBroadcastRadioReceivers) X26(Lighting—Discharge,incandescent and elcteric arc lamps) 1 X12(Power Distribution ̄Components/Converters) l 1 W06(Aviation,Marine and Radar systems) 1"04(Computer PeripheralEquipment) l l S05(Elcterical Medical Equipment) P31(Diagnosis,surgery) l l . V06(Electromechanieal Transducers and Small Machines) 1.724(Ampfiifers and LowPower Supplies) U21(Logic Circuits,Elcteronic Swiehitng and Coding,Basic log- l 坐2 上表的分析结果,能够很好地反映云计算领域的 专利在技术方面的特点,即多数专利分布在电子计算 机相关的学科类别里。我们可以看到,相关的专利主 要集中在T01(Digital Computers)类和W01(Tele- phone and Data Trnsamission Systems)类里,分别有81 项和25项。 (注:¥后的数字表示属于该部类的总专利项数) 2.5.3 云计算专利可视化分析。通过对所用检 索出的专利项先按照德温进行分类,得到了l6小 2.5.2 云计算专利德温共现分析。在前述 的云计算各项专利的德温特分类码分类汇总分析的基 类,由于不同的德温代表不同的学科类目,就以德 温作为分析对象,进行德温特分类码的共现分析, 第8期 官思发:基于专利信息分析的云计算技术透视 ・153・ 将共码矩阵导入Excel文件,然后导入到可视化分析 软件Ucinet 6进行分析,结果如图3所示。 通运输领域、能源与燃料领域和医学方面的一般内科 与内科领域等。而且,从全球权威的专利数据出版商 采用的德温特分类码来看, 云计算相关专利之间均呈 现交叉学科融合发展的特 点。而在学科间的交叉关 系中,云计算的专利以数字 计算机为核心,涉及81项 专利,占98.8%。云计算 专利涉及的其他主要学科 领域包括W01,W05和 X22等。 尽管云计算技术发展 的预期前景良好,也有一些 相应的应用正在给互联网 用户带来益处。但由于本文 选取云计算领域具有较高 图3德温特专利码分类图 科技含量和应用价值的载 从图中我们可以明显看到T01类目下的专利和 体——专利作为研究对象,在研究中也存在一些问题, 如该领域处于发展的萌芽阶段,相应的专利数据较少, 了对其进行更深入的分析;专利发明到专利申请 和专利授权需要较长时间,无法及时地发现相关专利 并加以利用。另外,从云设计的理念来看,大多有创建 的理念与构思可能会通过口头或学术会议等形式快速 传播,反映在专利里的创新设计理念的传播则相对速 度慢、范围窄、数量有限等。这些问题都有待更多的研 究和改进。 参考文献 其他类目的专利具有较多的联系,表明了大多数专利 都属于T01类目的学科范围,且和其他相应学科类目 构成交叉学科。其次W01,W05和X22等学科类目也 都和其他学科有较多的较多的交叉关系,处在相对的 中心位置。通过对检索出的所有专利学科类别的可视 化分析,我们可以明显地发现专利的学科分布比例关 系,通过不同学科拥有云计算专利数量的差异,在图中 以三种颜色分别标示,其中蓝色节点代表交叉学科专 利数最多的一类,且这些专利都与三个及以上的类别 发生联系;红色节点代表两个学科交叉的专利成果;黑 [1]S Subashini,V Kavitha.A Survey on Security Issues in Service Delivery Models ofCloud Computing[J].Journal of Network andComputerAppl ̄ations,201l,34(1):l-11 色节点代表仅属于单一类别的专利成果。 3结论 [2]Chert quan,Ye qianni.Cloud Computing nd aIts Key Technolo- gies[J].Journal ofComputer Applications,2009,(29)9:2562 —通过本文的分析研究,我们清晰地发现云计算技 术相关的专利在国际上的分布,及每一项专利的发明 人和其所属的专利权人,其中,发明人一般为个人,专 利权人主要是企业,但是,需要明确指出的是,云计算 专利数量最多的专利权人是个人,并且发明人和专利 权人属于同一主体,表明这些专利发明人尚未将其所 2567 [3]Terrenee V,et a1.DigitaI Forensics for Network,Intemet,and Cloud Computing.Available online 15 June 2010:319-339 [4]TuncayErcn.EfafectiveUseofCloudCompufnginEducational Insittutions[J].Prceodia—Social and Behavioral Sciences, 2010,2(2):938—942 拥有的专利转让给企业进行实践应用。 从学科角度来看,其涉及的学科主题相对较广,包 [5]http://en.wikipedia.org/wiki/Intemaifonal—Patent—Ciassiifa-c tion.[2010—10-28] 括工程领域、计算机科学领域、通信领域、装置装备、交 [6]http://www. ̄ince1.cl/documentos/WebSeienee/Derwent Class _Codes.pdf.[2010-10—28] (责编:白燕琼)