基于專利數(shù)據(jù)的我國地鐵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

金 鑫 劉天舒 張艷莉

(1.吉林大學(xué)科研院，130021，長春；2.中車長春軌道客車股份有限公司，130062，長春∥第一作者，助理研究員)

隨著我國地鐵技術(shù)的迅猛發(fā)展，該領(lǐng)域相關(guān)專利的數(shù)量也逐年增多。文獻[1-3]對城市軌道交通相關(guān)專利進行了分析，文獻[4]對地鐵相關(guān)部件做了專利分析。而目前對我國地鐵技術(shù)的相關(guān)專利分析研究很少。對此，本文系統(tǒng)性地梳理了我國地鐵專利文獻數(shù)據(jù)，并運用專利計量方法對我國地鐵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進行了研究，以期為后續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展應(yīng)用提供情報支撐。

1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)分析來源于合享智慧incopat專利數(shù)據(jù)庫。檢索式確定為TIAB=(地鐵)；專利數(shù)據(jù)去除外觀設(shè)計類，僅選擇發(fā)明和實用新型類；國別選擇中國；檢索時間范圍截至2021年10月19日。共檢索出專利24 997項，擴展同族合并后，得到22 121項。對檢索結(jié)果進行人工清洗，剔除與分析主題無關(guān)的專利，共梳理出17 801項專利記錄。本文以此作為專利分析的樣本數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 專利數(shù)量趨勢

將樣本數(shù)據(jù)按年申請數(shù)統(tǒng)計，可得到1985年—2021年我國地鐵技術(shù)專利數(shù)量變化趨勢圖，如圖1所示。由圖1的趨勢線可清晰看出，我國地鐵技術(shù)相關(guān)專利的數(shù)量變化整體呈現(xiàn)上升態(tài)勢，經(jīng)歷了萌芽期、爬升期和激增期，現(xiàn)階段仍處于快速發(fā)展時期。第一項專利起步于1986年，是由周浩提交的發(fā)明專利“剛性車輪護膜層運行及其施加系統(tǒng)(CN86101545.2)”。隨著國辦發(fā)[2003]81 號《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強城市快速軌道交通建設(shè)管理的通知》的發(fā)布，我國地鐵行業(yè)開始進入萌芽發(fā)展期[5]，當(dāng)時的相關(guān)專利尚不足200項。面對2008年國際經(jīng)濟危機，我國在2年內(nèi)增加了4.0萬億元投資，其中1.2萬億元投向了軌道交通行業(yè)。隨之而來，我國地鐵事業(yè)開始迅猛發(fā)展，各專業(yè)機構(gòu)和人員在地鐵相關(guān)領(lǐng)域快速布局。至2015年相關(guān)專利申請已超1 000項。2016年，地鐵技術(shù)相關(guān)專利申請規(guī)模進入激增期；2016年—2020年申請專利數(shù)量的復(fù)合增長率為19.37%；2020年，相關(guān)專利申請多達3 250項(受到申請日和公開日之間18個月滯后期的影響，最近2年數(shù)據(jù)不完整)。由此可合理預(yù)測，地鐵技術(shù)領(lǐng)域仍處于優(yōu)化發(fā)展階段，未來幾年相關(guān)專利的申請規(guī)?？赡苋詫⒈３衷鲩L態(tài)勢。

圖1 1985年—2021年我國地鐵技術(shù)專利數(shù)量變化趨勢圖

2.2 專利申請機構(gòu)

專利申請數(shù)量的排名不僅能反映出研究領(lǐng)域的主要申請者及競爭能力分布，還能反映出前沿技術(shù)的壟斷程度。本文樣本涉及的申請者主要包括企業(yè)、高等院校和個人等。表1為我國地鐵技術(shù)主要研究機構(gòu)的相關(guān)專利申請情況。在專利申請數(shù)量排名前20的機構(gòu)中，有6家高等院校和14家企業(yè)。這充分顯示出：高等院校和企業(yè)在地鐵技術(shù)領(lǐng)域均表現(xiàn)活躍，頭部申請者研發(fā)實力和知識產(chǎn)權(quán)保護意識較強，專利布局積極。另一方面還可看出，校企合作較少，大部分以各自攻關(guān)為主要研發(fā)模式。由此可知，未來仍需加大企業(yè)與高校的合作力度，打通產(chǎn)學(xué)研鏈條，促進地鐵技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

表1 主要研究機構(gòu)相關(guān)專利申請情況

2.3 研發(fā)方向

國際專利分類(International Patent Classification, IPC)方法是按照技術(shù)主題設(shè)立類目，把整個技術(shù)領(lǐng)域分為部、大類、小類、大組、小組5個不同等級的國際通用分類法。通過IPC法，可有效檢索和快速掌握特定行業(yè)研發(fā)熱點[6-7]。

我國地鐵技術(shù)專利涵蓋較多IPC部，主要包括作業(yè)運輸(B部)、物理(G部)、固定建筑物(E部)及電學(xué)(H部)等。各IPC大類的主要研究方向見表2。從表2中可見，在IPC大類中，B61(鐵路)是第一聚焦的技術(shù)方向，其專利數(shù)量占專利總量的18.72%；G01(測量；測試)、G06(計算；推算或計數(shù))排在其后，分別占專利總量的10.51%、9.25%。對聚集度最強的技術(shù)進一步細化：在B61大類中，B61B1(車站、站臺或岔線的一般配置；鐵路網(wǎng)；鐵路車輛編組系統(tǒng))、B61C17(各部件的配置或排列；其他類目不包含的零件或附件；控制裝置和控制系統(tǒng)的應(yīng)用)、B61L27(運務(wù)中心控制系統(tǒng))、B61D27(加熱、冷卻、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)設(shè)備)及B61D17(車體結(jié)構(gòu)部件)等大組也是技術(shù)研發(fā)的重要方向。

表2 我國地鐵技術(shù)各IPC大類的主要研發(fā)方向

圖2為排名前10的申請者在各研發(fā)方向的布局。

注:圓圈越大代替申請者在對應(yīng)IPC大類號方向的專利數(shù)量越多。

2.4 被引次數(shù)

專利被引次數(shù)來源于科技文獻引用網(wǎng)絡(luò)。專利被引次數(shù)反映了專利的創(chuàng)新質(zhì)量和影響力。如表3所示，排名前10的申請者之專利被引次數(shù)差別較大。一般來說，相對于企業(yè)，高校不僅被引專利數(shù)量較多，而且單個專利被引次數(shù)也較高。北京交通大學(xué)共有58項相關(guān)專利被引，其總被引次數(shù)最多；西南交通大學(xué)共有4項專利為11次及以上的高被引頻次專利，拔得頭籌。值得注意的是，樣本中沒有被引超過15次的專利。

表3 排名前10申請者專利被引數(shù)據(jù)圖

2.5 專利價值

在國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略背景下，高價值專利概念逐漸得到關(guān)注。文獻[8-10]對高價值專利的內(nèi)涵、受制因素、判定與培育等提出了見解。本文依據(jù) Incopat合享價值度模型，篩選高價值專利，為遴選重點專利提供參考。從我國地鐵技術(shù)專利價值度分布圖(見圖3)可以看出，價值度為7的專利數(shù)量最多，且價值度為7～9的專利占比56.71%。可見，我國地鐵技術(shù)相關(guān)專利的整體價值為中上等偏多。

圖3 我國地鐵技術(shù)專利價值度分布圖

由圖3還可看出，價值度為10的高價值專利僅為114項。這些高價值專利技術(shù)的IPC大類構(gòu)成如圖4所示。高價值核心專利主要側(cè)重于B61(鐵路)、E06(門窗)、H04(電通信技術(shù))、G01(測量；測試)、C08(有機高分子化合物)等方向。

注:有些專利對應(yīng)多個研究小類。

從圖5的專利轉(zhuǎn)讓趨勢來看，2008年至今，我國地鐵專利轉(zhuǎn)讓數(shù)量不斷攀升。雖增長趨勢較為迅速，但轉(zhuǎn)讓數(shù)量與申請數(shù)量相比仍差距巨大。在專利轉(zhuǎn)讓數(shù)量最多的2021年，也僅有179件專利轉(zhuǎn)讓。這也印證了相關(guān)領(lǐng)域高價值專利數(shù)量的稀缺。

圖5 我國地鐵技術(shù)相關(guān)專利轉(zhuǎn)讓趨勢圖

3 結(jié)語

專利分析是衡量某個領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的重要途徑。本文利用專利計量方法，從專利申請數(shù)量趨勢、主要申請機構(gòu)、研發(fā)方向、被引次數(shù)及專利價值等多角度探討了我國地鐵行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。結(jié)果表明：在國家政策支持引導(dǎo)下，近年來我國地鐵技術(shù)相關(guān)專利數(shù)量整體呈現(xiàn)上升態(tài)勢，現(xiàn)階段仍處于快速發(fā)展時期，研發(fā)熱點集中在分類號B61、G01、G06等方面。在保持既有專利技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先的態(tài)勢下，建議在其他方面戰(zhàn)略性分配研發(fā)資源，拓展布局，繼續(xù)提升專利創(chuàng)造能力和競爭力，促進技術(shù)創(chuàng)新，為城市公共交通提供更多便利與服務(wù)。

此外，我國地鐵技術(shù)相關(guān)專利質(zhì)量仍需提高，高被引數(shù)據(jù)不高。這主要體現(xiàn)在:專利撰寫水平不高，獨立權(quán)利要求撰寫往往十分詳盡且范圍很窄，從屬權(quán)利要求卻沒有或很少，對技術(shù)的保護力度不強；高價值專利不多，專利轉(zhuǎn)讓數(shù)據(jù)不理想，運營水平還需提升。未來應(yīng)注重強化知識產(chǎn)權(quán)全流程管理，將我國地鐵相關(guān)創(chuàng)新科研成果及時轉(zhuǎn)化，助力我國軌道交通行業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。