軌道交通自動售檢票系統全球專利分析研究

潘穎芳

(江蘇省科學技術情報研究所 江蘇南京210042)

1 研究概況

1.1 研究背景

當今城市化進程的加快、大城市人口數量的激增以及公路交通的擁堵，使得軌道交通日益得到各國政府的高度重視。面對日益突出的交通擁堵、物流不暢、出行耗時等問題，世界各國紛紛通過大力發展軌道交通來緩解現有交通壓力、改善民生，并借此促進或保持經濟的快速高質量發展。因此，軌道交通產業發展的前景廣闊，市場空間巨大。

1.2 研究目的

本文從專利分析角度，采用專門的統計方法和技術手段，通過對專利信息的定量和定性分析，得出軌道交通自動售檢票系統專利分析研究的成果，為我國從事軌道交通自動售檢票系統產業的相關單位提供具有市場參考價值和技術研發指向的綜合信息，為國內軌道交通自動售檢票系統以及相關產業未來的發展提供有益參考。本文從軌道交通自動售檢票系統全球專利申請趨勢、申請類型、法律狀態、地域分布及創新主體等多維度剖析軌道交通自動售檢票系統技術發展狀況及趨勢，為相關單位制定軌道交通自動售檢票系統技術發展戰略和實施知識產權戰略提供依據，以利于提高技術創新能力和市場競爭力。

1.3 技術分類

本文重點從軌道交通領域中自動售檢票系統的主要組成進行技術分析。自動售檢票系統按照軟硬件分類，主要硬件包括：車站計算機、編碼分揀機、售/購票機、閘機/驗票機/檢票機等。主要軟件包括：清分中心系統(ACC)、中心計算機系統(LC)、車站計算機系統(SC)等。下文將利用專利分析方法具體對自動售檢票系統技術分解后的主要組成進行分析，并得出相關結論。軌道交通自動售檢票系統的技術分解如表1 所示。

表1 軌道交通自動售檢票系統技術分解表Tab.1 Technical decomposition of rail transit AFC system

1.4 檢索數據庫選擇

本文檢索采用某云專利檢索分析系統。本文用于分析的專利數據來源為中國、美國、日本、韓國、英國、俄國、德國、瑞士、法國、歐洲專利局和世界知識產權組織的專利文摘、權利要求書、說明書全文。由于發明專利公開的時限性，近幾年提出申請的部分專利文獻還沒有公開，數據不完整，實際的專利申請文獻數據可能略大于本文檢索到的數據。同時，由于專利申請(專利)的法律狀態發生變化時，專利公報的公布及檢索數據存在滯后性的緣故，本文提供的法律狀態信息僅供參考。

2 軌道交通自動售檢票系統全球專利分析

自動售檢票系統是基于計算機、通信、網絡、自動控制等技術，實現軌道交通售票、檢票、收費、計費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統[1-2]，廣泛應用于城市地鐵、城際鐵路、有軌電車、BRT 等領域。自動售檢票系統目前有2 種架構：一種為典型架構，按層次結構劃分為清分中心系統、線路中央計算機系統、車站計算機系統、車站終端設備、車票5 個層次；另一種為“互聯網+”架構，按結構劃分為云服務器、云終端設備和移動終端。自動售檢票系統按軟硬件來分，分別包括硬件，車站計算機、編碼分揀機、售/購票機、閘機/驗票機/檢票機等；軟件，清分中心系統(ACC)、中心計算機系統(LC)、車站計算機系統(SC)等。

目前全球自動售檢票系統領域的專利申請量累計達22 834 項，其中國外專利 21 524 項，國內專利1 310 項。本節將對自動售檢票系統領域的全球專利申請趨勢、類型及法律狀態、地域分布和創新主體等進行分析。

2.1 自動售檢票系統全球專利申請趨勢、類型及法律狀態分析

自動售檢票系統領域全球專利申請始于1880 年，至2000 年累計申請量達到6 854 項，顯然發展比較緩慢，也反映出當時自動售檢票系統領域正處于起步階段。進入21 世紀之后，隨著智慧城市的不斷建設，智能化技術的迅速發展，該領域的專利申請量相較以前開始不斷增加。如圖1 所示，該領域專利申請總體呈前進上升趨勢，在2006—2008 年間達到了一個高峰期，之后經歷了一段時間的研發方向調整，2012 年度該領域的專利申請量再次超越之前2007 年度的申請高峰，在 2015 年度相關專利技術申請量達1 125 項，可見發展比較迅速，預計未來幾年該領域的全球專利申請量仍將保持較快的增長趨勢。

圖 1 自動售檢票系統領域全球專利申請趨勢圖Fig.1 Global patent application trends of AFC system

圖2 自動售檢票系統領域全球專利申請類型及法律狀態分析Fig.2 Analysis of global patent application types and legal status of AFC system

由圖2 可以看出，在自動售檢票系統領域，發明專利申請占比達到96.6%，目前除了期限屆滿的專利之外，失效專利占比33.9%，其中失效的包括未繳年費的占7.9%，駁回的專利較少僅占0.9%。整體上來說，該領域全球專利布局質量較好。進一步對該領域的IPC 分析可知，該領域的全球專利技術布局主要集中在售/購票機、閘機/驗票機/檢票機、傳輸通信、數據處理等方面的研發改進上。

自動售檢票系統領域國內專利申請始于1993 年，申請量呈平緩上升趨勢，進入2011 年之后，伴隨著智慧城市的不斷建設，智能化技術的迅速發展，該領域的專利申請量相較以前呈快速上升趨勢。如圖3 所示，2017 年度快速增長至195 項相關專利申請，發展比較迅速，預計未來幾年該領域的國內專利申請量將保持快速增長趨勢。

圖3 國內自動售檢票系統領域專利申請趨勢Fig.3 Patent application trend of AFC system in China

圖4 自動售檢票系統領域國內專利申請類型及法律狀態分析Fig.4 Analysis of China’s patent application types and legal status of AFC system

由圖4 可以看出，在自動售檢票系統領域，發明專利申請占比59.6%，在一定程度上表現出自動售檢票系統領域技術含量較高。另外，還有40.2%的實用新型專利申請。分析圖4 數據，目前失效專利占比44.9%。其中主要原因包括未繳年費占23.6%、撤回占11.8%、專利申請駁回占7%等。進一步對該領域的IPC 分析可知，該領域的國內專利技術在售/購票機、閘機/驗票機/檢票機、傳輸通信、數據計算處理等方面均有涉及。

2.2 自動售檢票系統全球專利區域分析

如圖5 所示，美國、世界知識產權組織、日本公開的專利數量最多，分別為8 920、2 616、2 567 件，占全球該領域專利申請量的39.1%、11.5%、11.2%。美國在自動售檢票系統領域的專利申請相對于其他各國/地區遙遙領先，其主要申請人包括 IBM、CUBIC CORP、OHMER FARE REGISTER CO 等實力強勁的企業，其申請技術主要集中在信息數據的處理優化方面。WIPO 世界知識產權組織在專利申請后可指定在多國獲得保護，通過專利申請人分析，其專利部署主要來自CUBIC CORP、AMADEUS SAS、ITA SOFTWARE INC、UBER TECHNOLOGIES INC等，其中美國公司占比較多，可見美國公司比較重視通過WIPO 進行海外專利部署，也體現美國在全球范圍進行自動售檢票系統技術和市場擴張的發展戰略。日本以11.2%的專利占比位居該領域全球第三位，其主要申請人包括TOSHIBA CORP、NIPPON SIGNAL CO LTD、OMRON TATEISI ELECTRONICS CO 等知名企業，其申請技術主要集中在售/購票機、閘機/驗票機/檢票機、數據處理等方面的研發改進上。整體上來看，美國、世界知識產權組織、日本、加拿大、歐洲專利局為自動售檢票系統領域相關專利技術申請的主要分布區域。

圖5 自動售檢票系統全球專利區域分布Fig.5 Global patent regional distribution of AFC system

2.3 創新主體分析

圖6 顯示了全球自動售檢票系統領域專利申請量排名前二十位的申請人，并根據申請量大小進行排位后可以看出，排名第 1 位的申請人是法國的AMADEUS SAS，有476 項相關專利申請，在申請人申請數量中處于領先地位。觀察申請人可知，前10 位申請人當中美國占據了5 席，擁有很強的實力，除了CUBIC CORP 之外，UBER TECHNOLOGIES INC、IBM、OHMER FARE REGISTER CO、UBER TECH INC 也均榜上有名，由此可以看出，美國在自動售檢票系統領域的領先地位。日本緊隨美國之后，在前 10 位申請人中占據了 4 席，包括 TOSHIBA CORP 、NIPPON SIGNAL CO LTD 、OMRON TATEISI ELECTRONICS CO、HITACHI LTD 等知名企業，在自動售檢票系統領域的實力不容小覷。國內該領域的創新主體主要包括四川久遠新方向智能科技有限公司、東南大學、廣州新科佳都科技有限公司、上海華虹計通智能系統股份有限公司等。

圖6 創新主體分析Fig.6 Analysis of innovation subjects

3 結 語

當前，世界主要國家正大力發展鐵路軌道交通、城際市域軌道交通和城市軌道交通等基礎設施建設，軌道交通運營線路里程不斷積累，軌道交通及其配套產業的升級和擴張不斷加速。通過前面對軌道交通自動售檢票系統全球專利分析可知，歐美、日本等發達國家手中掌握著軌道交通自動售檢票系統大量關鍵創新技術，在相關領域優勢明顯。未來幾年，全球范圍在軌道交通自動售檢票系統方面的專利申請仍將保持強勁增長趨勢。在早期，我國的軌道交通自動售檢票系統和產品及其相關技術主要來源于國外，后來通過對引進的國際先進技術的消化、吸收和自主研究及具體項目的實踐，技術自主化程度不斷提高，涌現出不少具有自主知識產權的優秀技術和產品[3]。近年來，伴隨著智慧城市的不斷建設，智能化技術的迅速發展，國內在軌道交通自動售檢票系統領域的創新技術研發相較以往速度加快，該領域各類原有技術不斷更新迭代、新技術不斷涌現，預計未來幾年該領域的創新將保持快速增長趨勢。基于前文的分析，結合國內相關產業及高新技術發展的實際，軌道交通自動售檢票系統作為我國軌道交通產業中重要的組成之一，必將迎來新的發展機遇。