鐵路信號控制系統地面設備中國專利申請的統計分析

魯廣東

(北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073)

近年來，中國高速鐵路發展建設迅速，鐵路信號控制系統是中國高速鐵路技術體系的關鍵技術之一，其中地面信號控制系統在高速鐵路信號控制系統中占據非常重要的地位。地面信號控制設備主要有列控中心（TCC）設備、計算機聯鎖（CBI）設備、無線閉塞中心（RBC）設備以及臨時限速服務器（TSR）設備等組成。本文僅對以上4種主要信號控制系統地面設備的中國專利申請進行統計及詳細分析介紹。

本文統計和分析的專利申請是2012年6月份在國家知識產權局網站檢索入口中檢索得到的專利申請。

1 鐵路信號控制系統地面設備中國專利申請總體概覽

1.1 申請年度分析

該領域的中國專利申請開始于2001年，至2011年底共有50件專利申請（如圖1所示）。在2006年及以前專利申請只有2件。2007年至2011年，申請量迅速增加，共申請48件。

1.2 幾種設備的專利申請年度分布

如圖2所示，計算機聯鎖在2006年及以前申請專利2件，之后15件；其他設備在2006年前沒有申請專利，列控中心、無線閉塞中心、臨時限速服務器在2007年至2011年間分別有17件、10件和6件專利申請。

綜合圖1、2可以看出，在2006、2007年之后相關信號控制領域技術專利申請呈現出逐年增加的趨勢，尤其2011年達到最多，其中2011年當年的專利申請就占總量的38%，超過總申請量的三分之一。

2 對以上4種不同類型設備的中國專利申請的詳細介紹分析

2.1 列控中心設備專利申請

列控中心設備技術的中國專利申請17件，申請主要涉及應答器報文相關專利申請9件，系統平臺相關類專利申請5件，功能模塊類專利申請3件，無個人申請。

2.1.1 應答器報文類

此類專利申請共有9件，主要發明點具體涉及應答器報文的讀取、編碼安全性、發送方法、閉環監測系統等方面。

2.1.2 系統平臺類

鐵道部運輸局、北京全路通信信號研究設計院有限公司共同申請1件，為CTCS-3級列控中心系統。此發明提高了高速鐵路列車運行控制系統的安全性和可靠性，減小了設備的成本和施工難度。其他4個專利申請發明點主要以兩套子系統或兩個中心處理器CPU子系統為核心，發明設計了整套的列控中心系統。并根據發明實施例，滿足鐵路系統對列控中心系統平臺的基本需求，提高列控中心主處理設備的安全性和可靠性。

2.1.3 功能模塊類

北京全路通信信號研究設計院有限公司、北京新松佳和電子系統股份有限公司2件，分別為列控中心通信接口設備和列控中心系統的安全監控設備。通過數據轉換技術和安全監測設備整體提高系統性能，從而提高列控中心系統平臺的安全性和可靠性。鐵道部運輸局、中國鐵道科學研究院通信信號研究所申請1件，為列車控制數據的通信方法、設備及系統。通過對列車控制數據進行安全協議封裝，并將封裝的數據通過不同的通信接口發送至目標設備，提高了數據的安全性和可靠性。

2.2 計算機聯鎖設備專利申請

計算機聯鎖設備的中國專利申請17件，申請主要涉及計算機聯鎖系統平臺類相關專利申請9件，功能模塊類專利申請5件，控制方法類專利申請3件，無個人申請。

2.2.1 系統平臺類

關于系統平臺類相關申請專利共有9件，各專利申請都使用不同的硬件系統平臺，系統設計各不相同，也包括各種不同的功能模塊，通過邏輯運算實現計算機聯鎖的基本功能，并通過實用新型實施例，提高計算機聯鎖系統平臺的安全性和可靠性。

2.2.2 功能模塊類

北京康吉森交通技術有限公司申請4件，分別為計算機聯鎖道岔模塊、計算機聯鎖軌道模塊、計算機聯鎖信號模塊和計算機聯鎖零散模塊。分別完成了鐵路信號的道岔聯鎖控制、鐵路信號的聯鎖軌道電路控制、鐵路信號的聯鎖信號控制和計算機聯鎖驅動電路/采集電路控制的功能。江西銅業股份有限公司提出的專利申請1件，為一種運礦鐵路聯鎖數據采集處理裝置，此設備不是傳統意義的計算機聯鎖設備，但功能完成了計算機聯鎖部分模塊的功能。實現了鐵路生產設備的半自動化，操作簡單，運行穩定。

2.2.3 控制方法類

卡斯柯信號有限公司的專利申請1件，為一種具有現地控制的區域計算機聯鎖控制方法，在中心車站對成段車站或多個車場進行集中控制與集中維護；在中心車站設置中央邏輯控制器，提高鐵路運輸效率，并可靠保障鐵路運營的要求。成都運達軌道交通設備有限公司的專利申請1件，是一種用軟件實現的鐵路信號聯鎖方法，此發明公開聯鎖方法同時具備電氣聯鎖方法和計算機聯鎖方法的優點，既擁有成熟的聯鎖邏輯，又具備實現簡單和修改容易的優點。白銀有色集團股份有限公司的專利申請1件，是鐵路信號聯鎖進路自動校驗系統及其方法，采用信號聯鎖進路自動校驗系統，通過對聯鎖控制命令的自動校驗分析，可以有效避免因為人為因素造成的進路辦理錯誤，保證行車安全。

2.3 無線閉塞中心設備專利申請

無線閉塞中心設備的中國專利申請10件，申請主要涉及功能模塊類相關6件；行車許可類專利申請3件；系統平臺類專利申請1件。無個人申請。

2.3.1 功能模塊類

華為技術有限公司專利申請3件，分別為一種列車運行控制方法/設備和系統、列車安全登錄方法、裝置和列車參數信息的處理方法/無線閉塞中心及列車系統，3件專利都是通過對RBC通信系統模塊的發明創造，增強數據傳輸的有效性，從而提高整個列控系統的可靠性、安全性以及可用性。北京全路通信信號研究設計院有限公司申請2件，為RBC日志記錄的分析處理方法、RBC記錄分析器和基于無線閉塞中心的鐵路列車安全監控處理方法。通過對RBC日志文件的過濾性處理，獲取數量較少的RBC日志文件進行分析，在節約時間的同時，降低了出現分析紕漏的可能性，保證列車繼續安全運行。北京交通大學申請1件，為一種CTCS-3級列車控制系統中的RBC軟切換方法，該方法減少了在RBC切換區域的頻繁呼叫與掛斷，節約無線網絡資源，提高切換的有效性和RBC切換的可靠性。

2.3.2 行車許可類

華為技術有限公司申請2件，為列車的行車許可控制方法、無線閉塞中心、行車授權方法及無線閉塞中心，兩個申請都通過實施例可以根據列車反饋的列車位置報告中列車當前運行的位置信息，確定后續列車的行車許可終點，降低事故發生率，提高行車安全。北京全路通信信號研究設計院有限公司申請1件，為基于進路的行車許可生成方法及系統，描述無線閉塞中心內部的線路數據和確定的列車位置信息生成行車許可，能夠提高列車在高速運行時的運行效率。

2.3.3 系統平臺類

鐵道部運輸局、北京全路通信信號研究設計院有限公司1件，為CTCS-3級無線閉塞中心設備及系統，本發明滿足鐵道部CTCS-3級無線閉塞中心的基本技術條件和功能要求，并采用實施例的技術方案，能夠提高CTCS-3級列車的運營效率。

2.4 臨時限速服務器設備專利申請

臨時限速服務器設備的中國專利申請6件，系統平臺類相關專利申請3件，其中個人申請1件；功能模塊類專利申請3件。

2.4.1 系統平臺類

關于系統平臺類相關申請專利共有3件。其中一個專利申請為個人申請，上海華為技術有限公司1件，北京和利時系統工程有限公司1件，3件發明都為臨時限速方法、服務器及系統，可滿足鐵路信號設備的基本要求，實現臨時限速調度指令的有效下達，提高了工作效率。

2.4.2 功能模塊類

北京全路通信信號研究設計院有限公司申請1件，為CTCS-3系統臨時限速命令發送方法和裝置。通過TSR可同時設置和取消CTCS-3級與CTCS-3級限速命令，有利于保證兩種控車制式的一致性。中國鐵道科學研究院通信信號研究所申請1件，為臨時限速服務器的安全通信機平臺，通過更加精確的方法，提高臨時限速服務器安全通信機平臺的可靠性和實時性。華南理工大學申請1件，為基于自組織網的列車臨時限速方法，利用自組織網的方法，可實現快速發布限速命令，準確配置限速信息，減少人工巡檢工作量，提高列車行車安全性。

3 對主要專利申請人的數據進行分析

4種不同類型設備的專利申請按照申請人分類，如圖3所示。共申請58件（次）。分別是北京全路通信信號研究設計院有限公司16件、鐵道部運輸局7件、中國鐵道科學研究院3件、北京和利時系統工程有限公司3件、卡斯柯信號有限公司3件、北京交通大學2件、華為技術有限公司6件、其他申請人18件。（因有兩家共同申請的情況，此部分統計之和多于總申請數）

4 結束語

通過以上分析得出結論：首先，鐵路信號控制系統地面設備領域技術專利申請呈現出逐年增加的趨勢；其次，此領域專利申請幾乎全部都來自企業、單位，個人申請基本沒有；第三，各種類型的設備專利申請技術方向種類多，覆蓋面大，呈現出百花齊放的狀態；第四，申請數量排在前幾位的申請人都為鐵路行業密切相關單位和企業。此外，部分高校研究機構也開始注重高鐵相關技術的研究和發明。

[1] 王璐，黃君，劉萌，等．高速鐵路牽引電機領域中國專利申請分析[J]．中國發明與專利， 2011（8）：32-36．