基于专利计量分析的档案领域技术应用研究

　　作者：李春翾 胡启彪 王平

　　摘要：以档案专利数据为分析对象，从文本语义和分类体系两方面分别构建技术主题挖掘模型和专利分类号共现网络，从档案专利申请趋势、技术应用领域和档案主题维度对我国档案领域近十年来的技术应用情况进行较为全面的挖掘分析。研究发现，我国档案专利申请数量持续增长，企业和高等院校是档案技术发展的重要力量，但也存在产学研融合程度较低、档案信息化技术研发应用不足和技术区域发展失衡等问题，并据此提出了相应建议。

　　关键词：档案技术；技术应用；专利分析；主题挖掘；共现网络

　　《“十四五”全国档案事业发展规划》提出，要“坚持改革创新”，“以改革精神推动档案实践、理论、制度全面创新，推动档案工作与新技术深度融合”[1]。2023年全国档案局长馆长会议提出“扎实推进档案信息化强基工程和科技兴档工程，在加快档案工作数字化转型上下功夫”[2]。档案技术应用及创新是档案事业发展的重要支撑，是在新一代信息技术广泛应用背景下档案工作转型的重要抓手。大量研究关注技术在档案领域中的应用情况，但对于档案领域技术应用成果的量化分析研究较为少见。因此，本文以档案专利为数据来源，采用专利共现分析和LDA主题挖掘方法，融合专利分类结构信息和语义信息，对近年来我国档案领域的技术应用现状进行分析，以期了解我国档案技术的发展趋势和存在的问题，为进一步识别档案领域潜在的技术机会提供一些思考。

　　１  档案领域技术应用相关研究

　　1.1 档案领域的技术应用类型

　　档案领域技术应用是指相关科学技术和方法在档案领域中的应用，从现有研究情况来看，档案领域技术应用研究主要集中在档案保护技术和档案信息化管理技术方面。档案保护是运用各种方法延长档案寿命的专业性活动[3]，档案载体保护技术的研究包括保护技术与方法[4]、载体类型和材料[5]、保管环境与库房建设[6]等。纸张作为使用时间最长、范围最广的载体材料，一直是档案保护技术的研发重点，当前研究主要集中在纸质档案修复环节，如去污[7]、去酸[8]、加固[9]、灭菌除霉[10]等。档案信息技术的研究主要是探讨大数据、云计算、人工智能、知识图谱、区块链等新兴信息技术在档案管理中的应用。档案领域的大数据研究则聚焦于档案大数据的概念特点[11]、档案工作机遇挑战[12]、信息化建设[13]、档案数据资源价值挖掘[14]等。在云计算方面，主要是探讨云环境下电子文件管理[15]、档案资源共享与服务[16]、档案数据安全问题[17]等。人工智能技术广泛运用于档案检索利用[18]、档案智能鉴定、数字化及多媒体档案的识别[19]等业务环节。泛在知识环境下用户需求的变化推动档案知识工程的发展，知识图谱的应用有助于档案资源的知识发现与服务机制革新[20]。在区块链方面，主要是运用区块链技术优化电子档案信任管理[21]和创新档案信息存储与共享模式[22]。

　　1.2 档案领域技术应用计量分析

　　档案领域技术应用的定量研究以文献计量为主，研究数据多为学术论文、科技成果和专利等，蔡梦玲[23]以档案学核心期刊为分析样本，运用引文分析法探讨档案保护技术学的知识流动。陈忠海等[24]以档案学核心期刊中档案新技术应用研究文献为样本，分析档案新技术应用的发展特征和热点主题。毕建新等[25]对国家档案局科技项目与优秀科技成果进行计量统计，揭示了我国档案科研的基本特征及发展趋势。朱伶杰等[26]基于档案管理技术专利数据，采用社会网络分析档案科技演进主题和关键技术。王英等[27]对档案专利数据进行计量分析，用Ucinet软件构建档案专利技术共现网络，以探讨我国档案专利技术的发展态势。

　　综上可以发现，这些研究主要针对学术论文或专利的著录特征进行统计计量，鲜有对文本语义的分析，研究的广度和深度不足，社会网络和数据挖掘等方法运用较少，且已有的主题分析多是从档案学整个学科的宏观层面展开，少有聚焦于档案技术层面的主题识别研究。因此本文基于专利技术共现和LDA主题模型，探讨分析近年来档案技术应用发展趋势与主题特征、档案领域主要技术应用的来源行业分布以及跨领域的技术在档案具体工作中的应用路径。

　　2  基于专利数据的档案领域技术应用分析

　　2.1档案领域技术专利数据获取与预处理

　　本文以incoPat专利数据库为数据源，将专利数据国家范围定为中国，选用了模糊检索，以“档案”为检索关键词，时间跨度为2010年至2022年，同时构建包含如“文件柜”“文件架”“档案管理”“档案整理”等关键词的档案专业词表，根据标题和摘要对初始数据进行筛选，剔除无关及重复的专利数据，最终获得12 890件有效专利。

　　使用jieba分词工具对专利摘要进行分词处理，使用哈尔滨工业大学停用词表作为去除停用词的参考词库，根据档案专业术语和专利文本的特点，对分词词典和停用词表进行补充，以减少无关词汇对主题提取的干扰。

　　2.2档案专利技术应用发展态势

　　专利申请数量趋势。2010年至2022年间，档案专利的申请量呈持续上升趋势，特别在2015年和2018年申请数量实现了跨越式增长，2015年档案专利申请量首次超过500件，2018年突破1  000件，并且此后持续保持高速增长，如图1所示。

图1  档案专利各年度申请数量

　　专利申请主体类型及地区特征。专利申请主体的组成主要以个人、各类企业、高等院校、医院和档案管理机构为主。从申请量来看（见表1），个人和各类企业的档案专利申请量要领先于高等院校、档案管理机构和医院，是档案专利申请的主要力量。其中，企业和高等院校合作共同申请的专利有47件，占各自申请总量的比重较小，说明校企合作和产学研融合有待进一步加强。此外，档案管理机构专利申请量占比最小，未充分发挥其在专业领域内的理论和实践优势地位，可能是与其工作重心放在档案工作的行政管理上有关。

表1  档案专利申请主体类型分布

　　从地域分布来看，山东省、江苏省、广东省、浙江省、河南省的专利申请量占比排名靠前，五个省份的合计申请量占全国的56%，其中仅山东省占比就接近30%（见图2）。山东省档案专利申请量大幅领先可能是因为受到了山东省专利资助政策[28]的激励。此外，山东档案信息网公开的《山东省档案事业统计年报2016年度数据摘要》[29]显示，山东省档案行政管理部门和综合档案馆现有专职人员中，具有档案学专业本科及本科以上学历的人员占比分别为21.2%和25.5%，远高于同期全国的6.83%[30]，这为其专利创新提供了良好条件。

图2  档案专利地区分布(单位：件）

　　2.3 档案专利技术应用领域分析

　　2.3.1专利 IPC 共现网络构建

　　专利IPC分类号体现了专利采用的技术所属行业领域，通过解析专利IPC分类号，从“大类”和“大组”两个层级构建IPC共现网络，分析档案专利应用的技术分布情况，以此探讨档案领域主要技术应用的来源行业分布以及应用于解决档案业务场景的技术组合。

　　技术共现网络采用技术重要性和技术多样性两个指标进行测度。技术节点重要性使用度中心性衡量，一个节点的度越大就意味着该节点的度中心性越高，在网络中就越重要，计算方法如公式（1）所示：

　　式中：g为节点总数；度中心性取值范围为[0,1]，取值为0表明与所有其他节点都无关联，取值为1表示与其他所有节点有直接关联；D(Ni)表示网络中所有与节点i相连的边的数量。技术多样性采用辛普森多样性指数（Simpson Index）构建IPC共现网络[31]进行评价，数值越大表示领域多样性越高，该指数即为1减去赫芬达尔指数（HHI），赫芬达尔指数用于分析目标技术领域的技术集中情况，值越大表示领域技术集中度越低融合程度越高，计算方法如公式（2）和（3）所示：

　　式中：n代表技术领域的n项关键技术；tiX代表第t年技术i包含的专利数量；X t代表第t年技术领域的专利总量。通过节点重要性和多样性指标挖掘重要技术节点、技术多样性和关键技术组合探析档案领域技术应用的特点。

　　2.3.2技术行业领域分布

　　从“大类”分类层级来分析档案专利技术应用行业分布特征，以IPC主分类号字段为分析标准统计所有专利数据在“大类”分类号的分布情况，结合IPC分类表做具体分析。由图3可知，占比最大的类别为A47，所占比例达到50%，在专利分类表中该类别表示“家具，家庭用的物品或设备”，主要是与档案柜、档案密集架等档案收纳存放装置相关的档案专利，可见源自家具制作行业的技术在目前档案专利中的应用最为广泛。B42的占比排在第2位，该类别代表“装订、图册、文件夹”，对应图文装备制作行业，通常用于档案盒、档案夹、档案装订等档案收集装置和档案整理技术等专利中。G06排在第3位，占比13%，对应“计算、推算或计数”类别，属于计算机行业的技术，用于档案数字化和电子档案管理等专利中。B65、H04、B26、B62分别对应运输包装、通信技术、切割工具、车辆制造行业。

图3  档案专利“大类”分类号分布情况

　　“大组”分类号进一步细分了技术行业领域，以具体的技术工具和方法来体现专利所申请的技术权利，通过“大组”层级的分析，可以了解档案领域技术应用的具体手段。如表2所示，在排名前10的类别中，主要涉及文件收纳保管、文件整理、文件扫描和电子数据管理和保护等技术，在时间上都呈现前期增长缓慢后期快速增长的趋势，特别是A47B63/00、B42F7/00和G06F16/00三种技术自2018年后申请量呈现跨越式增长。

表2  档案专利“大组”分类号变化情况

　　综上可以发现，不管是从技术行业分布还是从具体的技术手段来看，与文件保存管理相关的技术在档案中应用最多，近年来的技术投入呈现增长趋势；而与电子数据处理相关的信息化技术应用相对不足，起步较晚，数字设备和数据处理方法的专利在2018—2022年甚至出现下降。

　　2.3.3技术应用共现分析

　　在专利数据中，一件专利中通常包含多种技术类别，技术组合是技术应用的一种重要形式，通过分析档案专利技术组合情况，可以更深入地理解档案领域主要的技术应用方式。此处从两个层级来构建技术共现网络，为简化网络规模便于可视化分析，选取分类号频数均大于100的“大类”分类号和“大组”分类号作为网络的节点，两种网络的节点数分别为38和64。

　　根据技术重要性计算方法，计算技术行业共现网络图中所有节点的重要性分数，排名前五的节点分别是A47（0.89）、F21（0.75）、G06（0.73）、A01（0.70）、A61（0.67），从图4中可观察到A47与外界连接的点最多，是网络中最重要的节点，同时与上文中的技术行业分布分析结果一致，文件收纳保管技术无论是在单体技术应用还是在与其他技术的结合应用中都处于领先地位。但不同的是，在共现网络中，节点F21（照明）、A01（农林牧业）和A61（医学卫生业）有较高的重要性，但在专利申请量上所占的比例未排到前列，这几个技术类别作为一种辅助技术出现在以其他技术为主导的专利中的次数较多，因而与其他的技术有较多的共现次数。

　　根据图5可知，较为重要的节点有A47B88（0.33）、G06F16（0.31）、G06K7（0.28）、F26B21（0.28）、A61L2（0.27），表示的技术分别为家具的抽屉、信息检索和数据库结构、传感器技术、干燥固体材料或制品用的空气或气体的供应或控制装置、灭菌消毒方法。同样，该结果与“大组”的专利数量分析结果有差异，其中原因也与“大类”共现网络一致，这些技术更多地作为一种基础性技术，在档案装具的设计制造和档案保护等专利中不可或缺，因此与其他技术类别保持较高的共现频次，在网络中有较重要的位置。值得注意的是，G06F16（信息检索和数据库结构技术）在多个分析结果中的一致性较高，各项指标都排名靠前，在档案电子化快速发展的背景下，信息技术的广泛应用是大势所趋。

图4  技术行业共现网络

图5  技术方法共现网络

　　在上述两种网络中，通过计算辛普森多样性指数来反映档案技术的多样性程度，技术行业共现网络的多样性指数为0.128  8，技术方法共现网络的多样性指数为0.769  9，这与专利IPC分类号在不同层级上的特点一致，分类号在“大类”上的种类较少，分布较为集中，而在“大组”上代表的技术方法更多，网络分布更为分散，因此以“大组”分类号构建的网络更具有多样性。此外，0.769  9是一个较高的多样性分数，说明了在档案技术中应用的其他领域的技术方法较为丰富，档案技术具有一定的复杂性。

　　2.4 档案专利技术应用主题分析

　　2.4.1档案领域技术专利主题识别

　　采用LDA主题模型对专利文本进行主题建模，包括文本向量化、最佳参数寻找和主题描述等步骤，利用Python的Gensim库实现模型的构建和训练，LDA模型通过计算主题困惑度和一致性来确定最佳主题数K，当主题数等于4时，二者都处于最佳值，模型效果最好。借助LdaModel模块的主题关键词展示函数获取到每个主题下的主要关键词组，将主题归纳为档案柜、档案架，档案盒、档案袋，档案保护，数字档案管理，如表3所示。

表3  档案专利技术主题描述

　　技术主题采用主题强度和主题分布均衡性两个指标进行测度。主题强度是指在档案专利的申请过程中，某一时间段内某一主题相关的专利技术的申请数量越多，说明该技术主题的强度越高，这一时期内受关注度越高，计算方法如公式（4）所示：

　　式中：dkθ是第d篇专利文档中第k个主题的概率；M表示时间段t内专利的数量；tkθ为在时间段t内主题k的强度。主题分布均衡性通过统计不同时期内技术主题所占总体专利的比例即可得出，再结合技术主题强度变化曲线，能更加直观地看到档案技术的动态发展过程。

　　2.4.2专利主题发展趋势

　　2010—2022年，4种专利主题占行业所有专利总数的比例交替变化（见图6）。总体上看，数字档案管理专利数量占比呈下降趋势，档案保护专利占比呈上升趋势，与档案盒、档案袋相关的专利稳定增长，与档案柜、档案架相关的专利占比较为稳定，维持在25%左右。同时，从专利主题强度（见图7）来看，档案柜、档案架主题在近十年中持续保持较高的技术热度，档案盒、档案袋主题位列其次，而档案保护在2018年实现了超越，随后几年保持在第3名。相对来看，数字档案管理主题热度较低，且在近三年中的增长力度不足。

图6  档案专利主题分布趋势

图7  档案专利主题强度变化

　　在各级档案主管部门大力倡导档案信息化建设的背景下，与数字档案管理相关的专利在近几年的发展中反而呈下降态势，而关于传统实体档案保管和保护技术主题的占比持续上升，这一现象说明在档案行业内，整体上存在档案数字化的投入不足、电子档案相关技术发展尚未成熟等问题，相关档案主管部门和从业主体应加以重视，并分析这一问题形成的原因，以加快数字档案建设的发展。

　　2.4.3专利主题下的技术路线

　　通过分析各专利主题下应用的技术方法，可以发现各专利主题对其他领域技术采纳的差异性，以及不同主题所需要的重要技术，从而识别在不同档案工作场景中，具体应用了哪些技术方法来解决对应的业务问题。

表4  各专利主题下的技术应用情况

　　如表4所示，本文截取了各主题下专利应用技术数量前5的分类号，在前3个主题下，A47B63出现的次数均位于第1位，且远远超过其他技术，该分类号表示“桌子、柜橱等家具的抽屉”；在档案盒、档案袋主题下，B42F7出现的数量也较多，超过了1  000件，该分类号表示“没有夹紧器的文件夹”，这两项技术作为实体档案收纳装置的基础部件和构建方法，主要用于解决实体档案的保管问题，在档案专利和档案实践工作中都发挥了重要作用。

　　在数字档案管理主题中，排名前3的分类号分别表示“信息检索、数据库结构”“行政、管理”“数字计算设备或数据处理设备或数据处理方法”。在数字档案管理活动中，主要涉及电子档案的收集整理和检索查询工作，信息检索和数据库技术以及数据处理方法为数字档案的管理提供了必需的技术手段，在相关专利的技术应用中占比较高,且符合数字档案的发展需要，是该主题后续发展应持续关注的重点技术。

　　３  档案领域技术应用总结及优化建议

　　3.1 档案领域技术应用存在的问题

　　3.1.1 档案技术产学研融合程度较低

　　产学研融合是科技发展与应用的重要支撑，而产学研融合的基础则是校企合作的规模。在2010—2022年的12  890项档案科技专利申请中，多机构联合申请的专利仅有514项，其中企业与高等院校联合申请的专利仅有47项，占全部专利申请量的0.4%。由于高等院校与企业的合作规模较小，档案科技的产学研融合程度十分有限。此外，高等院校与档案管理机构参与档案技术研发的力量不足，尤其是档案管理机构，近十年来只申请了46件专利。

　　3.1.2 档案信息化技术研发应用不足

　　《“十四五”全国档案事业发展规划》专门将“加快推进档案信息化建设，引领档案管理现代化”作为“十四五”期间档案事业的一项主要任务。然而，通过对档案专利IPC分类特征和主题分布特征的分析发现，一半以上的专利是面向纸质档案管理的设备和技术，如档案柜、档案盒、档案装订技术。大数据、人工智能等新一代智能化信息技术在档案业务重要领域（如长期保管、开放审核、档案开发利用等）的应用较少，因此档案专利申请呈现出对档案信息化技术聚焦和应用不足的问题。

　　3.1.3 档案技术区域发展失衡

　　2010—2022年,鲁、苏、粤、浙、豫五省的专利申请量合计超过全国一半，且档案技术专利申请集中于经济发达、人才集聚的地区，总体呈现“东高西低”的特征。档案事业的发展需要以经济和人才为支撑[32]。一方面，受地区经济发展水平的影响，2022年粤、苏、鲁、浙、豫五省的GDP总量位列全国前五[33]，经济发展水平较高，城市生产和社会管理产生了大量档案资料，推动档案技术的创新发展；另一方面，与所在地区对科技工作的重视程度和专业教育基础有关，2022年粤、苏、浙、鲁四省研究与试验发展（R&D）经费投入总值居于全国前五[34]，此外华东地区开设档案学专业的高等院校最多[35]。

　　3.2 档案领域技术应用优化建议

　　3.2.1 促进档案科技产学研融合，推动档案技术应用落地

　　为激发高等院校科研力量积极参与档案技术研发和成果应用，相关部门应当出台政策促进档案科技产学研融合，推动档案技术应用落地。只有让产学研深入融合才能营造档案技术研发、应用、创新的良性循环。第一，鼓励高等院校与研究机构、企业、档案馆开展合作项目，提高对产学研合作项目的资助水平，发挥各级档案馆等机构的联络服务功能[36]，积极发展专利转移转化的中介服务机构，建立“产学研”攻关联合体。第二，充分发挥人才评价“指挥棒”作用，提高档案科技专利申请与产学研合作成果在档案领域人才评价中的比重。

　　3.2.2 树立档案信息化建设标杆，引导智能技术应用

　　针对档案信息化技术研发聚焦不足和新一代信息技术应用缺失的问题，笔者认为相关部门应当进一步强调新一代智能信息技术对于档案事业发展的重要作用，树立档案智能化建设典型，引导和推动新技术与档案领域的深度融合。此外，建议相关部门应牵头开展档案智能化管理标杆单位评比工作，树立标杆样板机构，鼓励档案工作实体参与和推进档案智能化建设。

　　3.2.3 跨区域贯通资源要素，推动技术区域均衡性发展

　　2023年,全国档案局长馆长会议表明：“国家档案局将加强协调，组织东部发达地区档案部门在人员和技术上对中西部地区做好帮扶，形成‘东部引领、中部崛起、西部跨越’的档案数字化转型发展格局。”因此，档案管理部门应发挥统一领导的优势，加强区域间的经验交流和技术帮扶，促进人才资源流动互通，加大相关档案资源跨领域、跨区域、跨层级整合力度，加强先进地区档案工作一体化发展经验的推广，推动档案技术创新应用区域联动均衡发展。

　　４  结语

　　本文基于档案专利，通过构建档案专利主题挖掘模型和IPC分类号共现网络分析档案领域技术应用情况，结果表明，近十年来，档案专利的申请量呈现持续增长趋势，各档案工作实体在档案技术的发展和应用中发挥着越来越重要的作用。在应用行业方面，档案专利的技术应用主要集中在以文件保管装置制造、图文制造和档案整理技术行业，对应高科技产业的技术应用相对不足。在档案主题分布方面，超过一半以上的档案专利聚焦于传统实体档案管理的设备和技术，如档案柜、档案盒、档案装订技术，对档案工作关键场景和新技术的关注稍有不足。鉴于技术应用研究的复杂性和技术载体的丰富性，未来工作还需要在以下几个方面进行拓展：针对研究数据的局限性，需要拓展数据考虑范围，一是对比国外同类数据的分析结果，二是考虑融合学术论文、行业报告等数据载体，从多方面挖掘和印证档案技术应用的特点。此外，在技术主题挖掘方面，可以考虑更多维度的语义特征，并且针对专利文档的语义结构特征，加入文本语序和固定结构词等特征，提高主题挖掘的准确性。

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　　【作者简介】李春翾（1997—），男，汉族，湖北襄阳人，武汉大学信息管理学院硕士在读，研究方向：技术演化；胡启彪（1995—），男，苗族，湖北宣恩人，武汉大学信息管理学院博士在读，研究方向：文档理解、自然语言处理；王平（1981—），男，汉族，湖北武汉人，武汉大学信息管理学院教授，博士，研究方向：文档智能。