基于专利指标法和S曲线的门禁系统安全技术生命周期研究
方 曦，吴冰倩，熊 焰
（上海应用技术大学中欧知识产权管理研究中心，上海 200235）
摘要： 在建筑领域中，门禁系统的安全性要求越来越高。为从战略上宏观把握技术革新的方向，结合专利指标法和S曲线数学模型法分析门禁系统安全技术的生命周期，揭示我国门禁系统安全技术发展现状和趋势。研究表明，我国门禁系统安全技术从20世纪90年代末开始萌芽，经过12年的技术导入期于2011年进入成长期，2018年步入成熟期，预计到2024年进入衰退期。最后针对我国门禁系统安全技术所处发展阶段以及发展趋势，从专利战略视角为相关企业提供相应的专利策略。
关键词： 门禁系统；技术生命周期；专利指标法；S曲线
1 研究背景
传统的门禁仅指单纯的门框与锁。随着社会的发展，门禁系统已经发展成为完整的出入管理系统，在安全管理和人事管理等工作中都起着重要的作用［1］。门禁系统安全技术种类较多，根据出入识别方式分类，可以分为：卡片识别、生物识别和密码识别3种类型［2］。相关学者分别对门禁系统安全技术进行了深入的研究，如王雨［3］分析了基于IC卡片的门禁系统视觉成像特点和图像中的噪声类型，提出了一种去噪的解决方法；童晓阳等［4］针对大型门禁系统，基于指纹和人脸识别两种生物识别技术各自的优点，提出了一种新型门禁控制系统；缪冠星［5］对门禁系统和图形密码技术进行研究和分析后，将图形密码技术应用于门禁系统，并分析了其效率和安全性。
近年来，门禁系统安全技术的应用潜力引起全世界建筑行业的关注，将其应用到建筑领域中，不仅能带来更多的方便、快捷和安全，同时还能节省大量的人力及物力。我国也越来越重视门禁系统安全问题，《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》中指出，要加强对化工园区的安全管理，降低园区的系统安全风险，尤其要建立安全的园区门禁系统［6］。虽然近年来我国政府对门禁系统安全技术的研究给予了大力支持，相关企业也进行了大量的研究，但是取得的成就比较有限，这主要是因为相关企业在这方面的研究比较盲目，缺乏系统的专利战略指导。
专利战略来源于全面的专利分析［7］。随着社会的飞速发展,专利信息越来越多，通过专利分析获得我们所需要的信息，进而为决策服务,就成为我们所关注的重要问题［8］。从20世纪90年代起，我国的信息技术和专利数据库得到不断发展，同时企业之间的技术竞争也越来越激烈，这也促使专利分析开始逐步应用于企业战略的制定［9］。专利分析的作用就是通过对各种专利信息的加工，实现多角度、多层次的信息挖掘，发现隐藏在数据信息背后的真实情报信息［10］。
专利分析有多种途径，比如空间分布分析、技术矩阵分析和技术生命周期分析等［11-13］。其中，针对技术生命周期的研究主要有：刘斌强等［14］利用专利指标法分析打印成像领域的技术生命周期；王贯中［15］针对行业生命周期的不同阶段分析行业的特点，提出不同生命周期阶段下技术选择的原则和模式，并运用典型案例予以实证；杨铁军［16］利用技术生命周期图法分析了LCD领域的全球专利态势。
1.2.2 水资源供给 河套灌区水资源的供给渠道主要有引黄河水、地表水、地下水和中水回用。2016年河套灌区供水总量为44.871亿m3，其中引黄水量为39.374亿m3，占供水总量的87.75%；本地地表水、地下水、中水回用分别为0.148，5.185，0.164亿m3（图2）。
通过梳理现有文献可知，我国学者对门禁系统的研究主要集中在技术层面。随着门禁行业的竞争日趋激烈，相关企业还需要在战略上把握门禁技术的发展现状和发展趋势。本文把专利指标法和 S曲线数学模型法结合起来，分析了我国门禁系统安全技术的生命周期，揭示了我国门禁系统安全技术现在的发展情况和未来的发展趋势，最后为相关企业提供了相应的专利策略。
随着社会和经济的发展，我省农民收入正朝着多渠道、多元化的方向发展，不再局限于务农收入，农民的家庭收入也在逐步提高。但是仍有较大的提高空间，部分农民家庭收入还存在着一些问题。目前我省农民总体来说主要依靠一下四大类收入：
2 技术生命周期分析
门禁系统安全技术的发明专利申请量a 以及该技术的发明专利和实用新型专利的申请总量（a +b ）的历年数据如表5所示。
表1 不同类型企业技术生命周期不同阶段的技术研发策略
专利指标法和S曲线模型法是技术生命周期的主要分析方法［19］。专利指标法是定量和定性相结合的方法,其中各个指标需要逐年计算,但是指标相对容易采集。而S曲线法是一种定量分析的方法，通过定量计算可以描绘出清晰明了的技术发展趋势图,并得出生命周期各阶段的分界点［20］。本文把这两种方法结合起来，以便更准确地判断门禁系统安全技术的生命周期。
2.1 专利指标法
实施专利指标法的步骤为：（1）计算技术生长率（ν ）、技术成熟系数（α ）、技术衰老系数（β ）和新技术特征系数（N ）这4个指标的历年值；（2）分析各个指标历年的变化趋势；（3）判断该技术在历年所处的阶段（见表2）［21］。
四是现有粮食管理系统仍然可以正常运行。当前，国家粮食局是负责全国粮食流通宏观调控具体业务、行业指导和中央储备粮行政管理的行政机构。如果将大豆(与薯类)从原口径中分列出来，可能会影响粮食局职能部门的一些业务调整，但并不会改变现有粮食局系统的职权范围。而且，统计口径调整将进一步明晰口粮、饲料用粮与油料概念，有助于精准调控全国口粮、饲料用粮与油料的生产与流通，实现全国的粮食管理从强调“粮食安全”向强调“食物安全”转变，拓宽解决粮食问题的思路。
表2 专利指标和技术生命周期的关系
表2（续）
式（1）中：a 指该技术当年的发明专利申请量(授权量)；A 是近5年内该技术的发明专利申请总量（授权总量）。若ν 在几年内连续增大，则可以推断出该技术在这几年内处在生长阶段。
把表5数据代入式（2），得出历年的技术成熟系数并画成折线图。如图3所示，在2001年以前，我国门禁系统安全技术成熟系数呈振荡特点，说明该技术正处于导入期；2001—2011年技术成熟系数呈递减趋势，说明在这10年间技术逐渐成熟；但是从2011年之后，技术成熟系数开始逐渐递增，说明2011年该技术尚未真正进入成熟期，突破性技术开始逐渐出现、追踪技术也开始出现，但关键性技术还未出现，门禁系统安全技术仍处于成长期。
（2）技术成熟系数。技术成熟系数指某项技术的发明专利申请量（授权量）占该技术的发明专利和实用新型专利申请量（授权量）总和的比值。计算公式如下：
式（2）中：a 表示当年该技术的发明专利申请量（授权量）；b 表示当年该技术的实用新型专利申请量（授权量）。若α 逐渐减少，则表示该技术处于成熟期。
（3）技术衰老系数。技术衰老系数指某技术的发明和实用新型专利申请量（授权量）之和占该技术领域内的发明、实用新型和外观设计专利申请量（授权量）总和的比例。计算公式如下：
3．各组大鼠脑组织中EB水平比较：EB检测结果显示，与假手术组比较，模型组、有氧运动预处理组、HBO处理组和有氧运动+HBO处理组均有EB渗漏，说明均有血脑屏障被破坏。但与模型组比较，有氧运动预处理组、HBO处理组和有氧运动+HBO处理组的EB含量明显降低(P<0.05)，尤以有氧运动预处理+HBO处理组降低效果最明显(P<0.01)。见图1。
式（2）中：a 、b 的含义同上；c 表示当年该技术的外观设计专利申请量（授权量）。如果β 在几年内逐渐变小，则说明该技术在这几年内处于衰老期。
Holger Ernst在1997年率先利用S曲线界定技术生命周期的各个阶段，他通过观察指出：新生技术开始的发展都比较慢，经过一段时间超越某个技术界限后，其成长就变得特别快，而当其速度达到一定上限后，成长就会再度放慢，图形表现如同“S”形状［22］。根据技术成长速度的变化，可以将技术生命周期划分为4个阶段：导入期、成长期、成熟期和衰退期。
N 是一个用来判断某技术是新技术还是衰老技术的指标。N 值较大，说明该技术的新技术特征比较强；N 值较小，则表明该技术呈衰老的特征。
2.2 S曲线模型
（4）新技术特征系数。新技术特征系数由技术生长率和技术成熟系数这两个指标共同决定的，计算公式如下：
S曲线主要包括两种：Logistic曲线和Gompertz曲线［23］，前者是对称的，后者是不对称的。 其中，Logistic曲线在实践中应用比较广泛。在1838年，Logistic曲线由Verhulst率先提出，该曲线可以用如下关于t 的函数表示［23］：
式（5）中：y 表示某技术的专利累积申请量，l 、α 和β 为常数，t 为时间。利用某技术的专利申请量数据拟合出Logistic曲线，就可以判断其生命周期的各个阶段。如图1所示，k为y 的最大值，
一般认为，t 10之前即为导入期，t 10至t 50之间为成长期，t 50至t 90之间为成熟期，t 90之后为衰退期。本文利用Loglet Lab软件拟合出门禁系统安全技术的Logistic曲线，并对其生命周期进行分析。
欧洲对中国文学的关注与对中国绘画的关注具有同构性，自18世纪始，中国俗文学即被译介至法国。小说、戏剧等所谓的“俗文学”在中国文人的价值判断中并不被看重，却成为西方接受中国文化的主流文学作品。法国人对这类文学有着浓厚兴趣，甚至于译介之先就想象中国故事的样貌，乃至伪造译自中文的作品。欧洲人对中国俗文化的青睐甚至想象，源自其对中国历史、文化以及广阔社会生活的兴趣。这与对中国绘画中的世俗内容表现的兴趣有异曲同工之妙。
图1 Logistic曲线描述的技术生命周期
3 门禁系统安全技术的生命周期分析
将表3、表4指标数据代入式（1），得出每一年的门禁系统安全技术生长率并绘制成折线图。如图2所示，在2016年以前，我国门禁系统安全技术生长率处于波动状态，但整体呈上升趋势，说明该阶段的门禁系统安全技术处于导入成长期；2017年技术生长率骤然下降，意味着突破性技术并未真正出现。
3.1 基于专利指标法分析
3.1.1 技术生长率
通过对检索到的数据进行统计，得到当年门禁系统安全技术的发明专利申请量a 和近5年该技术的发明专利的申请量总和A ，分别如表3和表4所示。
表3 1999—2007年我国门禁系统安全技术发明专利申请量和近5年申请总量 件
表4 2008—2017年我国门禁系统安全技术发明专利申请量和近5年申请总量 件
本研究使用的专利数据来源于国家知识产权局网站［24］。为了得到准确又全面的数据，我们以“门禁系统安全技术”AND (“密码识别”OR“密码”OR“集密码”OR“卡身份”OR“验证码”OR“键盘”OR“生物识别”OR“指纹”OR“虹膜”OR“面部”OR“卡片识别”OR“射频卡”OR“磁卡”)为关键词进行检索，检索的时间范围为1999年1月1日至2017年12月31日。经过人工筛选，共检索出我国关于门禁系统安全技术的专利申请共有6 574件。下面我们根据所得到的专利数据，分别利用专利指标法和S曲线模型法两种方法对门禁系统安全技术的生命周期进行分析。
图2 2003—2017年我国门禁系统安全技术生长率变化趋势
3.1.2 技术成熟系数
技术生命周期是指某项技术的整个发展过程。技术一般是从基础科学研究衍生出来的，之后人们就开始应用该技术进行产品开发与设计，接着是该项产品进入市场，最后该项产品会退出整个市场。大多数情况下，技术生命周期包括导入期、成长期、成熟期和衰退期这4个阶段。分析技术的生命周期，可以帮助企业研发部门根据某项技术当前的发展阶段和未来的发展趋势制定最佳的技术研发策略［17］。不同类型的企业在各个技术阶段的研发策略如表1所示［18］。
表5 1999—2017年我国门禁系统安全技术发明专利申请量及发明和实用新型专利申请总量 件
“‘二孩’政策全面放开后，我镇2017年新生儿达1760人，比2016年多生643人，请问我镇将采取哪些措施保证学龄前儿童享受优质学前教育？”
2．1 不同年级、性别小学生社会期望水平 随着年级升高，小学生社会期望总体上表现出逐渐下降的趋势，其中三年级和五年级小学生的社会期望值出现了急剧的降低。男生的社会期望值 （28．94）低于女生 （32．04）。在各个年级中，男生的社会期望值都比女生低。见表2。
腰麻-硬膜外联合麻醉对老年开腹手术患者认知障碍及肺部感染的影响………………………… 金胜 余正文黄少军（1）44
图3 1999—2017年我国门禁系统安全技术成熟系数变化趋势
3.1.3 技术衰老系数
门禁系统安全技术的发明和实用新型专利申请量（a +b ），发明、实用新型和外观设计专利申请量的总和（a +b +c ）如表6所示。
表6 1999—2017年我国门禁系统安全技术发明和实用新型专利申请量以及所有专利申请量 件
将表6数据代入式（3），得出各年的技术衰老系数并画成折线图。如图4所示，2009年以前我国还没有门禁系统安全技术的外观设计专利，所以该技术衰老系数一直为1，2010年技术衰老系数达到最低点0.977；从2010年之后技术衰老系数虽然有略微振荡，但是整体呈递增趋势，所以门禁系统安全技术还未到达衰老期。
图4 1999—2017年我国门禁系统安全技术衰老系数的变化趋势
3.1.4 新技术特征系数
将上文所得技术生长率v 和技术成熟系数α 代入式（4）,得到历年的门禁系统安全技术的新技术特征系数并绘制折线图。如图5所示，2016年以前曲线一直是递增的状态，在2017年略微下降，但是整体趋势上升。这说明我国门禁系统安全技术的新技术特征较强，该技术还未到达衰老期。
由图5可知，掺加粉煤灰对混凝土在28 d时的水、气体渗透系数的影响大体规律是一致的。掺量在30 %以内，随着粉煤灰的掺量增加，混凝土水和气体渗透系数均随粉煤灰掺量的增加有较明显的降低，表明粉煤灰能有效地降低混凝土的水与气体渗透性。而粉煤灰掺量超过了30 %后，则混凝土的水与气体渗透性有所增加。因此，大掺量粉煤灰不利于降低混凝土的水和气体渗透性[4,9]。但总体上，掺加粉煤灰之后，混凝土的水和气体渗透性均低于对比组1的，其中，降低混凝土气体渗透性的最佳掺量是30 %，而降低混凝土水渗透性的最佳掺量是40 %。
图5 1999—2017年我国门禁系统安全技术的新技术特征系数变化趋势
3.2 基于S曲线的分析
1999—2017年我国门禁系统安全技术的专利累积申请量分别如表7和表8所示。
表7 1999—2008我国门禁系统安全技术专利累积申请量 件
表8 2009—2017我国门禁系统安全技术专利累积申请量 件
将表7、表8的数据输入Loglet Lab4软件，导出的S曲线如图6所示，得到的关键数据点如表9所示。从图6和表7、表8可以看出，我国门禁系统安全技术在2011年进入成长期，2018年是成长期和成熟期的分界点，预计2024年进入衰退期；最终该技术专利的最大累积申请量为15 046件。目前，门禁系统安全技术还有较大的发展空间，技术创新活跃，同时会有越来越多的企业和研究机构涌入，竞争日趋激烈［25］。
图6 我国门禁系统安全技术的S曲线
表9 我国门禁系统安全技术S曲线的关键数据点
3.3 综合分析
对比上述两种方法的分析结果，可以发现两种分析结果基本吻合，由此可以得到我国门禁系统安全技术的生命周期如表10所示。可以看出，20世纪90年代末，我国门禁系统安全技术开始萌芽，大概经过了12年的技术导入期，于2011年进入成长期，2018年刚刚步入成熟期，2018—2024年将继续处于成熟期，预计2024年进入衰退期。
在刑法立法和司法过程中，注意保护被害人隐私，在称谓、态度等方面有一个较为妥当的程序。比如不以“雏妓”等歧义性词语称呼卖淫幼女，可换成近年来倡导的失足女改称为“失足幼女”。这些行为是为了争取避免或最大限度减小对被害人的“二次伤害”。
表10 我国门禁系统安全技术的生命周期
4 门禁系统安全技术发展的专利策略
针对目前我国门禁系统安全技术所处的发展阶段以及未来的发展趋势，对我国相关企业的技术发展专利策略提出对策建议如下。
4.1 认清形势，合理创新
目前，门禁系统安全技术刚刚开始走向成熟。创新能力强的企业可以进一步研发新型技术，并尝试创造新的市场需求；创新能力中等的企业可以采用合作战略，向先进企业学习优良的技术，并根据自身实际情况进行改进；创新能力较弱的企业可以选择跟随战略，采用大多数企业实施的技术进行生产。
4.2 加强产学研合作
产学研合作的本质是通过异质性主体间的知识流动和资源共享来实现新知识的创造与增值［26］。本研究根据检索可得，我国门禁系统安全技术专利申请量排名前10位的申请人中有两所大学和一家研究所，分别是清华大学、中山大学以及中国科学院自动研究所。相关企业应该积极与这些大学和研究机构开展产学研合作，尤其是创新能力中等的企业应该积极主动寻求合作以进行技术创新和技术转移，最终实现专利成果转化。
4.3 充分利用政府资助政策
党的十九大报告明确提出倡导创新文化，强化知识产权创造、保护、运用［27］，这为我国的知识产权事业指明了发展方向。近年来，各地政府响应党中央的号召，为加强对创新型企业的支持，出台了有关专利资金管理办法，制定了一系列资助政策，如《北京市企（事）业专利试点工作管理办法》《上海市企事业专利工作试点示范单位认定和管理办法》、广州市设立的专利导航项目及贯彻知识产权管理规范项目等，这些专利政策已经极大地促进了企业的技术创新［28］。门禁系统相关企业也应该主动关注政府出台的相关政策，根据自身条件积极申报适合的扶持项目。
5 结论
本文运用专利指标法和S曲线法分析了我国门禁系统安全技术的生命周期，研究发现，20世纪90年代末我国门禁系统安全技术开始萌芽，经过12年的技术导入期后，于2011年进入成长期，2018年步入成熟期，预计2024年将进入衰退期。针对上述发现，我们对相关企业的创新战略制订提出了一些建议。未来的研究可以通过对具体技术的分析，为刚刚趋于成熟的我国门禁系统安全技术寻找创新突破点，以避免其过早进入衰退期。
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Research on Access Control System Security Technology Life Cycle Based on Patent Index Method and S Curve
Fang Xi, Wu Bingqian, Xiong Yan
(Shanghai Institute of Technology, EU-China Intellectual Property Management Research Center, Shanghai 200235, China)
Abstract: In the field of architecture, the security requirements of access control system are getting higher and higher.In order to grasp the direction of technological innovation strategically, this paper analyzes the life cycle of the security technology of the access control system combined with the patent index method and the S-curve mathematical model.The research shows that the security technology of access control system in China began to sprout in the late 1990s,after 12 years of technology introduction, it entered the growth period in 2011, entered the mature period in 2018,and is expected to enter the recession period by 2024. Finally, according to the development stage and development trend of access control system security technology in China, the corresponding patent strategy is provided for related enterprises from the perspective of patent strategy.
Key words: access control system security technology； technology life cycle； patent index method； S curve
中图分类号： G306.3；F224；G301
文献标志码： A
文章编号： 1000-7695（2019）15-0130-07
doi: 10.3969/j.issn.1000-7695.2019.15.020
收稿日期： 2018-07-28，
修回日期： 2018-11-30
基金项目： 国家自然科学基金面上项目“全球创新网络的多重嵌套、演化路径与制造企业动态学习机制研究”（71673190）；国家重点研发计划项目“科技成果与数据资源产权交易技术”(2017YFB1401100)
作者简介： 方曦（1977—），男，安徽安庆人，副教授，常务副主任，主要研究方向为知识产权管理；吴冰倩（1992—），女，河南新乡人，硕士研究生，主要研究方向为知识产权管理；熊焰（1974—），通信作者，男，安徽蚌埠人，教授，博士,主要研究方向为知识产权管理。
标签：门禁系统论文; 技术生命周期论文; 专利指标法论文; S曲线论文; 上海应用技术大学中欧知识产权管理研究中心论文;