基建大國的專利
2021-01-07 18:15:51
近年來，我國以高質(zhì)量的基建享譽(yù)世界，高速公路里程、鐵路里程、高鐵里程、地鐵通車?yán)锍獭⒐窐蜩F路橋數(shù)量全球第一;世界上首次實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛的京張高鐵、被譽(yù)為“新世界七大奇跡”之首的北京大興國際機(jī)場、全球最長跨海大橋港珠澳大橋、世界最長貫穿流動(dòng)沙漠的等級公路塔克拉瑪干沙漠公路、世界施工最復(fù)雜的隧道大柱山隧道、世界最復(fù)雜的立交橋重慶黃桷灣立交、世界施工難度最大的高速雅西高速……逢山開路，遇水架橋，中國把一個(gè)個(gè)不可能變成可能，創(chuàng)造了一次又一次奇跡。
業(yè)內(nèi)人士表示，每一個(gè)令人嘆為觀止的重大工程背后都有一項(xiàng)項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)支撐前行，每一項(xiàng)核心技術(shù)的背后都離不開知識產(chǎn)權(quán)的保駕護(hù)航。業(yè)內(nèi)專家表示，國內(nèi)企業(yè)在基建領(lǐng)域的核心技術(shù)專利儲備還需結(jié)合技術(shù)落地市場，加大在海外專利布局的力度，進(jìn)一步推動(dòng)符合未來趨勢的復(fù)合型技術(shù)的發(fā)展。
京張高鐵：精湛工藝，百年筑夢
1909年，第一條由中國人自行設(shè)計(jì)并建造的鐵路——京張鐵路，在“中國鐵路之父”詹天佑先生的主持下建成運(yùn)營，打破了“中國人不能自建鐵路”的妄言，鑄就了“爭氣路”。百余年后的今天，一樣的起點(diǎn)，一樣的終點(diǎn)，時(shí)速350公里、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、智能行車的京張高鐵將開通，蛻變成為引領(lǐng)世界智能鐵路發(fā)展的“先行路”。作為京津冀協(xié)同發(fā)展的重要基礎(chǔ)工程、2022年北京冬奧會的重要交通保障設(shè)施，京張高鐵全長174公里，通車后從北京到張家口的時(shí)間縮短到1小時(shí)內(nèi)。
“京張高鐵最大的亮點(diǎn)是智能化，到點(diǎn)自動(dòng)開車、區(qū)間自動(dòng)運(yùn)行、到站自動(dòng)停車、停車自動(dòng)開門。”中國國家鐵路集團(tuán)有限公司高鐵列車控制系統(tǒng)項(xiàng)目總師莫志松表示。據(jù)了解，智能化是高鐵未來發(fā)展的重要方向，而自動(dòng)駕駛是高鐵智能化的重要標(biāo)志。目前時(shí)速300至350公里高鐵的自動(dòng)駕駛技術(shù)在世界尚屬空白，智能型復(fù)興號將在京張高鐵投入使用，這將是世界上首次實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛功能的高鐵列車，成為中國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成果。
京張高鐵實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里的自動(dòng)駕駛主要得益于我國自主研發(fā)的時(shí)速350公里高鐵自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(CTCS-3+ATO)。“自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)‘四個(gè)提高’‘兩個(gè)降低’，即提高列車安全性、提高列車正點(diǎn)率、提高旅客舒適度和提高行車效率，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低機(jī)車的牽引能耗指標(biāo)。”莫志松表示。
圍繞CTCS-3+ATO技術(shù)，中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所、中國鐵路總公司、中國鐵道科學(xué)研究院共同提交了一件名為“城際鐵路自主化列控車載系統(tǒng)中的擴(kuò)展單元”(申請?zhí)枺篊N201610322150.3)的專利申請。該專利申請公開了一種城際鐵路自主化列控車載系統(tǒng)中的擴(kuò)展單元，可以實(shí)現(xiàn)車載ATP系統(tǒng)、車載ATO系統(tǒng)、RTU系統(tǒng)、列車接口單元之間相互通信。此外，該技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了既有ATP和ATO的協(xié)同配合，也便于從CTCS-2級升級至CTCS-3級。
除了自動(dòng)駕駛外，京張鐵路的另一大技術(shù)特色是全生命周期采用建筑信息模型(BIM)設(shè)計(jì)，而且這是中國首條全線、全專業(yè)、全生命周期采用BIM技術(shù)修建的高難度高鐵項(xiàng)目。BIM技術(shù)可以直觀、立體、全方位地展示項(xiàng)目施工全過程，利用三維技術(shù)在前期進(jìn)行碰撞檢查、優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、減少施工階段可能存在的錯(cuò)誤。
京張高鐵的建設(shè)，融入了大量先進(jìn)技術(shù)手段和智能化元素。我國自主研發(fā)的智能化接觸網(wǎng)腕臂、吊弦生產(chǎn)線和智能接觸網(wǎng)立桿車、隧道內(nèi)自動(dòng)打孔安裝平臺等專業(yè)化工器具，使接觸網(wǎng)導(dǎo)線的平直度誤差控制在一根頭發(fā)絲以內(nèi);八達(dá)嶺長城站是世界上埋深最深、規(guī)模最大的暗挖地下高鐵車站，為了服務(wù)冬奧會和八達(dá)嶺景區(qū)，保護(hù)長城和“人”字形線路，采用了國內(nèi)研發(fā)、世界先進(jìn)的電子雷管微損傷控制爆破技術(shù);在京張高鐵最大的換乘站清河站，安裝了智能垃圾處理系統(tǒng)，自動(dòng)化輸送、分揀垃圾，垃圾箱與回收站相連;清河站引入了全國首臺可視化遠(yuǎn)程售票機(jī)，不會使用電子購票的旅客可通過該售票機(jī)，與車站售票員接通，通過視頻提示購票。
大興機(jī)場：硬核科技，展翅高飛
在經(jīng)歷了7次綜合模擬演練、3場驗(yàn)證試飛之后，醞釀4年多的北京大興國際機(jī)場(下稱大興機(jī)場)于今年9月26日正式通航。被譽(yù)為“新世界七大奇跡”之首的大興機(jī)場，擁有40多項(xiàng)國際、國內(nèi)第一，13項(xiàng)關(guān)鍵建設(shè)指標(biāo)達(dá)到世界一流。正式投運(yùn)的大興機(jī)場，高科技無處不在。一張臉走遍機(jī)場，一顆芯片定位行李，一副眼鏡識別旅客，一張5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)覆蓋……科幻電影里的場景，在大興機(jī)場里成為現(xiàn)實(shí)，滿滿的黑科技令人稱奇。
在大興機(jī)場，旅客刷臉安檢、值機(jī)、登機(jī)，“靠臉”就能走遍機(jī)場，簡化各個(gè)環(huán)節(jié)，擺脫了對證照的依賴，大大提升了便捷度。在值機(jī)環(huán)節(jié)，400余臺自助值機(jī)和自助托運(yùn)設(shè)備，自助覆蓋率達(dá)到80%，確保旅客值機(jī)排隊(duì)時(shí)間不超過10分鐘。安檢環(huán)節(jié)中，智能旅客安檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了旅客自助驗(yàn)證、旅客過檢信息自動(dòng)集成、自動(dòng)分揀安全行李與可疑行李、自動(dòng)回傳行李托盤等功能，新安檢系統(tǒng)使單通道旅客過檢效率由傳統(tǒng)人工方式的180人/小時(shí)提高到約260人/小時(shí)，可以確保旅客通過安檢的時(shí)間不超過5分鐘。
在登機(jī)環(huán)節(jié)中，大興機(jī)場全面升級成無紙化出行方式，實(shí)現(xiàn)了旅客“刷臉”登機(jī)，旅客無需出示任何證件、紙質(zhì)登機(jī)牌或者電子登機(jī)牌。記者了解到，旅客“刷臉”完成各個(gè)出行流程是基于5G網(wǎng)絡(luò)的智慧出行集成服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由中國聯(lián)通、東方航空、華為等公司推出的最新研發(fā)成果。
行李運(yùn)輸系統(tǒng)如何滿足巨大的吞吐量，成為大興機(jī)場建設(shè)中必須解決的難題。我國技術(shù)研發(fā)人員歷時(shí)八年，研發(fā)出一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速行李傳輸系統(tǒng)，將行李正確識別率從90%提升到了99%。此外，行李傳輸系統(tǒng)采用的無線射頻識別(RFID)技術(shù)，區(qū)別于以往機(jī)場行李牌的二維碼，新式機(jī)場行李牌里配有射頻識別的芯片，相當(dāng)于一代身份證與二代身份證的區(qū)別。這款行李牌無需電源充電，利用電子墨水顯示技術(shù)成像。除了自助托運(yùn)，行李牌還能與托運(yùn)路程中的5G攝像頭聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行李信息的實(shí)時(shí)共享和精準(zhǔn)定位。
在節(jié)能環(huán)保方面，建設(shè)人員也下足了功夫，對暖通系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等進(jìn)行了綠色設(shè)計(jì)。例如，全機(jī)場雨水海綿設(shè)施總?cè)莘e為280萬立方米，雨水回滲率不低于40%;地源熱泵工程利用地下淺層地?zé)豳Y源向室內(nèi)供熱，每年節(jié)省天然氣近2000萬標(biāo)準(zhǔn)立方米;航站樓屋頂使用的8000塊玻璃采用流線曲面構(gòu)造，白天室內(nèi)幾乎不需要照明燈光。
知識產(chǎn)權(quán)：保駕護(hù)航，更進(jìn)一步
八月瓜創(chuàng)新服務(wù)云平臺專利代理部經(jīng)理?xiàng)顝櫧?jīng)專利檢索后發(fā)現(xiàn)，從全球范圍來看，2006年以前基建領(lǐng)域歷年專利申請量處于較低水平，增長趨勢并不明顯。2006年起該領(lǐng)域全球范圍的專利申請量呈遞增態(tài)勢。2013年至2017年間，相關(guān)專利申請量出現(xiàn)爆發(fā)式增長。截至目前，基建領(lǐng)域共提交289.7281萬件專利申請。中國、日本、美國的專利權(quán)人公開的專利總量位列前三，分別為76.0217萬件、44.2323萬件、27.3582萬件;但就單個(gè)申請人的專利申請數(shù)量而言，日本企業(yè)占據(jù)絕對優(yōu)勢。
中國專利申請人在國內(nèi)提交專利申請的數(shù)量截至目前共計(jì)72.1501萬件。2004年至2018年每年均有所增長，尤其是2014年至2018年間的增長最為明顯，2018年的相關(guān)專利申請量達(dá)到13.3508萬件。截至目前，中國專利申請人在國內(nèi)提交的專利申請獲得授權(quán)的數(shù)量在2018年達(dá)到峰值。中國申請人在國內(nèi)提交專利申請的數(shù)量排名前六的依次為國家電網(wǎng)公司、中國建筑第八工程局有限公司、沈陽建筑大學(xué)、長安大學(xué)、東南大學(xué)以及中國十七冶集團(tuán)有限公司。從IPC專利分類號看，該領(lǐng)域的專利申請主要集中在E04F13/08、E04H1/12、E04F15/02、E04B1/58等方面。
楊彥鴻對記者表示，在基建領(lǐng)域，從專利申請量來看，國內(nèi)企業(yè)在核心技術(shù)的專利儲備方面還需進(jìn)一步加強(qiáng)，并且應(yīng)抱著以走出去的決心，結(jié)合技術(shù)落地市場，加大在海外專利的儲備，提升國際視野，形成專利壁壘。此外，從技術(shù)布局層次來看，基建領(lǐng)域?qū)＠暾堉饕性趥鹘y(tǒng)的技術(shù)類別，為了滿足科技進(jìn)步的要求，復(fù)合型的技術(shù)是未來的發(fā)展趨勢，如大數(shù)據(jù)+基建+人工智能等技術(shù)可能是基建領(lǐng)域下一步推進(jìn)的主要方向。值得注意的是，由于大型基建項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間長、投入大,如果構(gòu)成侵權(quán),將會影響建設(shè)進(jìn)程，使用技術(shù)的過程中應(yīng)加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)評估,以避免造成不必要的損失。
