铁路信号控制系统地面设备中国专利申请的统计分析

2012-07-13鲁广东

铁路通信信号工程技术 2012年6期

鲁广东

(北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073)

近年来，中国高速铁路发展建设迅速，铁路信号控制系统是中国高速铁路技术体系的关键技术之一，其中地面信号控制系统在高速铁路信号控制系统中占据非常重要的地位。地面信号控制设备主要有列控中心（TCC）设备、计算机联锁（CBI）设备、无线闭塞中心（RBC）设备以及临时限速服务器（TSR）设备等组成。本文仅对以上4种主要信号控制系统地面设备的中国专利申请进行统计及详细分析介绍。

本文统计和分析的专利申请是2012年6月份在国家知识产权局网站检索入口中检索得到的专利申请。

1 铁路信号控制系统地面设备中国专利申请总体概览

1.1 申请年度分析

该领域的中国专利申请开始于2001年，至2011年底共有50件专利申请（如图1所示）。在2006年及以前专利申请只有2件。2007年至2011年，申请量迅速增加，共申请48件。

1.2 几种设备的专利申请年度分布

如图2所示，计算机联锁在2006年及以前申请专利2件，之后15件；其他设备在2006年前没有申请专利，列控中心、无线闭塞中心、临时限速服务器在2007年至2011年间分别有17件、10件和6件专利申请。

综合图1、2可以看出，在2006、2007年之后相关信号控制领域技术专利申请呈现出逐年增加的趋势，尤其2011年达到最多，其中2011年当年的专利申请就占总量的38%，超过总申请量的三分之一。

2 对以上4种不同类型设备的中国专利申请的详细介绍分析

2.1 列控中心设备专利申请

列控中心设备技术的中国专利申请17件，申请主要涉及应答器报文相关专利申请9件，系统平台相关类专利申请5件，功能模块类专利申请3件，无个人申请。

2.1.1 应答器报文类

此类专利申请共有9件，主要发明点具体涉及应答器报文的读取、编码安全性、发送方法、闭环监测系统等方面。

2.1.2 系统平台类

铁道部运输局、北京全路通信信号研究设计院有限公司共同申请1件，为CTCS-3级列控中心系统。此发明提高了高速铁路列车运行控制系统的安全性和可靠性，减小了设备的成本和施工难度。其他4个专利申请发明点主要以两套子系统或两个中心处理器CPU子系统为核心，发明设计了整套的列控中心系统。并根据发明实施例，满足铁路系统对列控中心系统平台的基本需求，提高列控中心主处理设备的安全性和可靠性。

2.1.3 功能模块类

北京全路通信信号研究设计院有限公司、北京新松佳和电子系统股份有限公司2件，分别为列控中心通信接口设备和列控中心系统的安全监控设备。通过数据转换技术和安全监测设备整体提高系统性能，从而提高列控中心系统平台的安全性和可靠性。铁道部运输局、中国铁道科学研究院通信信号研究所申请1件，为列车控制数据的通信方法、设备及系统。通过对列车控制数据进行安全协议封装，并将封装的数据通过不同的通信接口发送至目标设备，提高了数据的安全性和可靠性。

2.2 计算机联锁设备专利申请

计算机联锁设备的中国专利申请17件，申请主要涉及计算机联锁系统平台类相关专利申请9件，功能模块类专利申请5件，控制方法类专利申请3件，无个人申请。

2.2.1 系统平台类

关于系统平台类相关申请专利共有9件，各专利申请都使用不同的硬件系统平台，系统设计各不相同，也包括各种不同的功能模块，通过逻辑运算实现计算机联锁的基本功能，并通过实用新型实施例，提高计算机联锁系统平台的安全性和可靠性。

2.2.2 功能模块类

北京康吉森交通技术有限公司申请4件，分别为计算机联锁道岔模块、计算机联锁轨道模块、计算机联锁信号模块和计算机联锁零散模块。分别完成了铁路信号的道岔联锁控制、铁路信号的联锁轨道电路控制、铁路信号的联锁信号控制和计算机联锁驱动电路/采集电路控制的功能。江西铜业股份有限公司提出的专利申请1件，为一种运矿铁路联锁数据采集处理装置，此设备不是传统意义的计算机联锁设备，但功能完成了计算机联锁部分模块的功能。实现了铁路生产设备的半自动化，操作简单，运行稳定。

2.2.3 控制方法类

卡斯柯信号有限公司的专利申请1件，为一种具有现地控制的区域计算机联锁控制方法，在中心车站对成段车站或多个车场进行集中控制与集中维护；在中心车站设置中央逻辑控制器，提高铁路运输效率，并可靠保障铁路运营的要求。成都运达轨道交通设备有限公司的专利申请1件，是一种用软件实现的铁路信号联锁方法，此发明公开联锁方法同时具备电气联锁方法和计算机联锁方法的优点，既拥有成熟的联锁逻辑，又具备实现简单和修改容易的优点。白银有色集团股份有限公司的专利申请1件，是铁路信号联锁进路自动校验系统及其方法，采用信号联锁进路自动校验系统，通过对联锁控制命令的自动校验分析，可以有效避免因为人为因素造成的进路办理错误，保证行车安全。

2.3 无线闭塞中心设备专利申请

无线闭塞中心设备的中国专利申请10件，申请主要涉及功能模块类相关6件；行车许可类专利申请3件；系统平台类专利申请1件。无个人申请。

2.3.1 功能模块类

华为技术有限公司专利申请3件，分别为一种列车运行控制方法/设备和系统、列车安全登录方法、装置和列车参数信息的处理方法/无线闭塞中心及列车系统，3件专利都是通过对RBC通信系统模块的发明创造，增强数据传输的有效性，从而提高整个列控系统的可靠性、安全性以及可用性。北京全路通信信号研究设计院有限公司申请2件，为RBC日志记录的分析处理方法、RBC记录分析器和基于无线闭塞中心的铁路列车安全监控处理方法。通过对RBC日志文件的过滤性处理，获取数量较少的RBC日志文件进行分析，在节约时间的同时，降低了出现分析纰漏的可能性，保证列车继续安全运行。北京交通大学申请1件，为一种CTCS-3级列车控制系统中的RBC软切换方法，该方法减少了在RBC切换区域的频繁呼叫与挂断，节约无线网络资源，提高切换的有效性和RBC切换的可靠性。

2.3.2 行车许可类

华为技术有限公司申请2件，为列车的行车许可控制方法、无线闭塞中心、行车授权方法及无线闭塞中心，两个申请都通过实施例可以根据列车反馈的列车位置报告中列车当前运行的位置信息，确定后续列车的行车许可终点，降低事故发生率，提高行车安全。北京全路通信信号研究设计院有限公司申请1件，为基于进路的行车许可生成方法及系统，描述无线闭塞中心内部的线路数据和确定的列车位置信息生成行车许可，能够提高列车在高速运行时的运行效率。

2.3.3 系统平台类

铁道部运输局、北京全路通信信号研究设计院有限公司1件，为CTCS-3级无线闭塞中心设备及系统，本发明满足铁道部CTCS-3级无线闭塞中心的基本技术条件和功能要求，并采用实施例的技术方案，能够提高CTCS-3级列车的运营效率。

2.4 临时限速服务器设备专利申请

临时限速服务器设备的中国专利申请6件，系统平台类相关专利申请3件，其中个人申请1件；功能模块类专利申请3件。

2.4.1 系统平台类

关于系统平台类相关申请专利共有3件。其中一个专利申请为个人申请，上海华为技术有限公司1件，北京和利时系统工程有限公司1件，3件发明都为临时限速方法、服务器及系统，可满足铁路信号设备的基本要求，实现临时限速调度指令的有效下达，提高了工作效率。

2.4.2 功能模块类

北京全路通信信号研究设计院有限公司申请1件，为CTCS-3系统临时限速命令发送方法和装置。通过TSR可同时设置和取消CTCS-3级与CTCS-3级限速命令，有利于保证两种控车制式的一致性。中国铁道科学研究院通信信号研究所申请1件，为临时限速服务器的安全通信机平台，通过更加精确的方法，提高临时限速服务器安全通信机平台的可靠性和实时性。华南理工大学申请1件，为基于自组织网的列车临时限速方法，利用自组织网的方法，可实现快速发布限速命令，准确配置限速信息，减少人工巡检工作量，提高列车行车安全性。

3 对主要专利申请人的数据进行分析

4种不同类型设备的专利申请按照申请人分类，如图3所示。共申请58件（次）。分别是北京全路通信信号研究设计院有限公司16件、铁道部运输局7件、中国铁道科学研究院3件、北京和利时系统工程有限公司3件、卡斯柯信号有限公司3件、北京交通大学2件、华为技术有限公司6件、其他申请人18件。（因有两家共同申请的情况，此部分统计之和多于总申请数）

4 结束语

通过以上分析得出结论：首先，铁路信号控制系统地面设备领域技术专利申请呈现出逐年增加的趋势；其次，此领域专利申请几乎全部都来自企业、单位，个人申请基本没有；第三，各种类型的设备专利申请技术方向种类多，覆盖面大，呈现出百花齐放的状态；第四，申请数量排在前几位的申请人都为铁路行业密切相关单位和企业。此外，部分高校研究机构也开始注重高铁相关技术的研究和发明。