轨道交通自动售检票系统全球专利分析研究

潘颖芳

(江苏省科学技术情报研究所 江苏南京210042)

1 研究概况

1.1 研究背景

当今城市化进程的加快、大城市人口数量的激增以及公路交通的拥堵，使得轨道交通日益得到各国政府的高度重视。面对日益突出的交通拥堵、物流不畅、出行耗时等问题，世界各国纷纷通过大力发展轨道交通来缓解现有交通压力、改善民生，并借此促进或保持经济的快速高质量发展。因此，轨道交通产业发展的前景广阔，市场空间巨大。

1.2 研究目的

本文从专利分析角度，采用专门的统计方法和技术手段，通过对专利信息的定量和定性分析，得出轨道交通自动售检票系统专利分析研究的成果，为我国从事轨道交通自动售检票系统产业的相关单位提供具有市场参考价值和技术研发指向的综合信息，为国内轨道交通自动售检票系统以及相关产业未来的发展提供有益参考。本文从轨道交通自动售检票系统全球专利申请趋势、申请类型、法律状态、地域分布及创新主体等多维度剖析轨道交通自动售检票系统技术发展状况及趋势，为相关单位制定轨道交通自动售检票系统技术发展战略和实施知识产权战略提供依据，以利于提高技术创新能力和市场竞争力。

1.3 技术分类

本文重点从轨道交通领域中自动售检票系统的主要组成进行技术分析。自动售检票系统按照软硬件分类，主要硬件包括：车站计算机、编码分拣机、售/购票机、闸机/验票机/检票机等。主要软件包括：清分中心系统(ACC)、中心计算机系统(LC)、车站计算机系统(SC)等。下文将利用专利分析方法具体对自动售检票系统技术分解后的主要组成进行分析，并得出相关结论。轨道交通自动售检票系统的技术分解如表1 所示。

表1 轨道交通自动售检票系统技术分解表Tab.1 Technical decomposition of rail transit AFC system

1.4 检索数据库选择

本文检索采用某云专利检索分析系统。本文用于分析的专利数据来源为中国、美国、日本、韩国、英国、俄国、德国、瑞士、法国、欧洲专利局和世界知识产权组织的专利文摘、权利要求书、说明书全文。由于发明专利公开的时限性，近几年提出申请的部分专利文献还没有公开，数据不完整，实际的专利申请文献数据可能略大于本文检索到的数据。同时，由于专利申请(专利)的法律状态发生变化时，专利公报的公布及检索数据存在滞后性的缘故，本文提供的法律状态信息仅供参考。

2 轨道交通自动售检票系统全球专利分析

自动售检票系统是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、收费、计费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统[1-2]，广泛应用于城市地铁、城际铁路、有轨电车、BRT 等领域。自动售检票系统目前有2 种架构：一种为典型架构，按层次结构划分为清分中心系统、线路中央计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备、车票5 个层次；另一种为“互联网+”架构，按结构划分为云服务器、云终端设备和移动终端。自动售检票系统按软硬件来分，分别包括硬件，车站计算机、编码分拣机、售/购票机、闸机/验票机/检票机等；软件，清分中心系统(ACC)、中心计算机系统(LC)、车站计算机系统(SC)等。

目前全球自动售检票系统领域的专利申请量累计达22 834 项，其中国外专利 21 524 项，国内专利1 310 项。本节将对自动售检票系统领域的全球专利申请趋势、类型及法律状态、地域分布和创新主体等进行分析。

2.1 自动售检票系统全球专利申请趋势、类型及法律状态分析

自动售检票系统领域全球专利申请始于1880 年，至2000 年累计申请量达到6 854 项，显然发展比较缓慢，也反映出当时自动售检票系统领域正处于起步阶段。进入21 世纪之后，随着智慧城市的不断建设，智能化技术的迅速发展，该领域的专利申请量相较以前开始不断增加。如图1 所示，该领域专利申请总体呈前进上升趋势，在2006—2008 年间达到了一个高峰期，之后经历了一段时间的研发方向调整，2012 年度该领域的专利申请量再次超越之前2007 年度的申请高峰，在 2015 年度相关专利技术申请量达1 125 项，可见发展比较迅速，预计未来几年该领域的全球专利申请量仍将保持较快的增长趋势。

图 1 自动售检票系统领域全球专利申请趋势图Fig.1 Global patent application trends of AFC system

图2 自动售检票系统领域全球专利申请类型及法律状态分析Fig.2 Analysis of global patent application types and legal status of AFC system

由图2 可以看出，在自动售检票系统领域，发明专利申请占比达到96.6%，目前除了期限届满的专利之外，失效专利占比33.9%，其中失效的包括未缴年费的占7.9%，驳回的专利较少仅占0.9%。整体上来说，该领域全球专利布局质量较好。进一步对该领域的IPC 分析可知，该领域的全球专利技术布局主要集中在售/购票机、闸机/验票机/检票机、传输通信、数据处理等方面的研发改进上。

自动售检票系统领域国内专利申请始于1993 年，申请量呈平缓上升趋势，进入2011 年之后，伴随着智慧城市的不断建设，智能化技术的迅速发展，该领域的专利申请量相较以前呈快速上升趋势。如图3 所示，2017 年度快速增长至195 项相关专利申请，发展比较迅速，预计未来几年该领域的国内专利申请量将保持快速增长趋势。

图3 国内自动售检票系统领域专利申请趋势Fig.3 Patent application trend of AFC system in China

图4 自动售检票系统领域国内专利申请类型及法律状态分析Fig.4 Analysis of China’s patent application types and legal status of AFC system

由图4 可以看出，在自动售检票系统领域，发明专利申请占比59.6%，在一定程度上表现出自动售检票系统领域技术含量较高。另外，还有40.2%的实用新型专利申请。分析图4 数据，目前失效专利占比44.9%。其中主要原因包括未缴年费占23.6%、撤回占11.8%、专利申请驳回占7%等。进一步对该领域的IPC 分析可知，该领域的国内专利技术在售/购票机、闸机/验票机/检票机、传输通信、数据计算处理等方面均有涉及。

2.2 自动售检票系统全球专利区域分析

如图5 所示，美国、世界知识产权组织、日本公开的专利数量最多，分别为8 920、2 616、2 567 件，占全球该领域专利申请量的39.1%、11.5%、11.2%。美国在自动售检票系统领域的专利申请相对于其他各国/地区遥遥领先，其主要申请人包括 IBM、CUBIC CORP、OHMER FARE REGISTER CO 等实力强劲的企业，其申请技术主要集中在信息数据的处理优化方面。WIPO 世界知识产权组织在专利申请后可指定在多国获得保护，通过专利申请人分析，其专利部署主要来自CUBIC CORP、AMADEUS SAS、ITA SOFTWARE INC、UBER TECHNOLOGIES INC等，其中美国公司占比较多，可见美国公司比较重视通过WIPO 进行海外专利部署，也体现美国在全球范围进行自动售检票系统技术和市场扩张的发展战略。日本以11.2%的专利占比位居该领域全球第三位，其主要申请人包括TOSHIBA CORP、NIPPON SIGNAL CO LTD、OMRON TATEISI ELECTRONICS CO 等知名企业，其申请技术主要集中在售/购票机、闸机/验票机/检票机、数据处理等方面的研发改进上。整体上来看，美国、世界知识产权组织、日本、加拿大、欧洲专利局为自动售检票系统领域相关专利技术申请的主要分布区域。

图5 自动售检票系统全球专利区域分布Fig.5 Global patent regional distribution of AFC system

2.3 创新主体分析

图6 显示了全球自动售检票系统领域专利申请量排名前二十位的申请人，并根据申请量大小进行排位后可以看出，排名第 1 位的申请人是法国的AMADEUS SAS，有476 项相关专利申请，在申请人申请数量中处于领先地位。观察申请人可知，前10 位申请人当中美国占据了5 席，拥有很强的实力，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，美国在自动售检票系统领域的领先地位。日本紧随美国之后，在前 10 位申请人中占据了 4 席，包括 TOSHIBA CORP 、NIPPON SIGNAL CO LTD 、OMRON TATEISI ELECTRONICS CO、HITACHI LTD 等知名企业，在自动售检票系统领域的实力不容小觑。国内该领域的创新主体主要包括四川久远新方向智能科技有限公司、东南大学、广州新科佳都科技有限公司、上海华虹计通智能系统股份有限公司等。

图6 创新主体分析Fig.6 Analysis of innovation subjects

3 结 语

当前，世界主要国家正大力发展铁路轨道交通、城际市域轨道交通和城市轨道交通等基础设施建设，轨道交通运营线路里程不断积累，轨道交通及其配套产业的升级和扩张不断加速。通过前面对轨道交通自动售检票系统全球专利分析可知，欧美、日本等发达国家手中掌握着轨道交通自动售检票系统大量关键创新技术，在相关领域优势明显。未来几年，全球范围在轨道交通自动售检票系统方面的专利申请仍将保持强劲增长趋势。在早期，我国的轨道交通自动售检票系统和产品及其相关技术主要来源于国外，后来通过对引进的国际先进技术的消化、吸收和自主研究及具体项目的实践，技术自主化程度不断提高，涌现出不少具有自主知识产权的优秀技术和产品[3]。近年来，伴随着智慧城市的不断建设，智能化技术的迅速发展，国内在轨道交通自动售检票系统领域的创新技术研发相较以往速度加快，该领域各类原有技术不断更新迭代、新技术不断涌现，预计未来几年该领域的创新将保持快速增长趋势。基于前文的分析，结合国内相关产业及高新技术发展的实际，轨道交通自动售检票系统作为我国轨道交通产业中重要的组成之一，必将迎来新的发展机遇。