轨道交通制动技术专利现状研究

汪煜婷 靳宇 王成

摘要：在轨道交通不断高速化、重载化的时代背景下，制动的重要性不仅仅是安全问题，制动已经成为制约列车速度和牵引质量进一步提高的重要因 素。本文选择了 VEN 专利索引数据库和中国专利文摘数据库（简称：CNABS）作为检索基础，对轨道交通制动技术专利现状进行了相关统计与分析。

关键词：轨道交通;制动;专利现状

前言

本文选择了 VEN 专利索引数据库和中国专利文摘数据库作为检索基 础，采取分类号和关键词结合的检索策略进行领域和分支限定、同时还结 合了关键词降噪、人工降噪和人工补全等手段，最终确定轨道交通制动专 利技术相关中、外文专利文献（VEN 统计数据总量为 9566 件，CNABS 统 计数据总量为 1589 件）及其各级分支专利文献。鉴于专利申请延迟公开的 特点，部分近年申请的专利尚未公开（本文检索截止日期为 2021 年 9 月），导致本文分析样本具有一定的不完整性。

1.全球范围内专利申请状况

1.1 全球专利申请发展趋势

图 1 示出了跟随技术发展而变化的全球专利申请数量趋势曲线，并重点 列出了日本、美国、中国、德国、法国五个国家在该领域的相关趋势变化，可以将轨道交通制动专利技术全球申请量发展过程大致分为萌芽期、第一活 跃发展期、缓慢发展期、第二活跃发展期、第三活跃发展期五个阶段。

下面对每个发展阶段的具体情况进行说明：

（1）萌芽期（1938 年之前）

1938 年之前，轨道交通制动专利技术每年的全球专利申请量基本保持 在 20 件以下，主要申请国以美国为主、法国次之。该阶段对轨道交通制动 专利技术的研究还处于初级阶段。因此对轨道交通制动领域而言，美国、 法国引领了该技术领域的开创和发展。

（2）第一活跃发展期（1938-1945 年）

1938-1945 年迎来了轨道交通制动专利技术研究的第一活跃发展期，同样在该阶段美国对该领域全球专利申请量起到最为突出贡献作用，法国 次之。尤其在 1939 年达到专利申请量的相对顶峰，其中美国申请了 40 件，法国申请了 7 件。

（3）缓慢发展期（1946-1963 年）

在该阶段，轨道交通制动专利技术进入了缓慢发展期，全球专利申请 量在该阶段基本保持持平，该阶段仍然由美国和法国对该领域全球专利申 请量起到最为突出的贡献作用，例如美国在 1955 年申请了 23 件，法国在 1960 年申请了 12 件，分别达到该阶段专利申请量的最高点。

（4）第二活跃发展期（1964-2004 年）

随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适 应其经济发展的需要，继美国和法国之后，日本、德国等发达国家相继开 始进行轨道交通的研究与发展，而轨道交通制动技术作为轨道交通领域的 关键技术之一，其专利申请量也因此有了较为显著的增长。

其中 1964-1984 年期间，德国、日本、法国对该领域全球专利申请量 起到最为突出贡献作用，尤其是 1971-1975 这五年间各国对轨道交通制动 专利技术的专利申请热度达到相对顶峰状态，其中 1971 年全球专利申请量 达到相对顶峰 108 件。

1985 之后，中国开始了对轨道交通制动专利技术的申请，并在 1985-2004 年间专利申请量稳步增长。然而在该阶段，法国对该技术领域的专利申请热度有所降低。美国也在 1985-1995 年期间对该技术领域的专利申请 热度有所降低，但在 1996 年之后，专利申请热度有所恢复。

（5）第三活跃发展期（2005 年至今）

自 2005 年左右起，随着全球轨道交通的快速化发展态势，对轨道交通 制动技术提出了越来越高的安全性、可靠性要求[1]，由此轨道交通制动专利 技术的全球专利申请量也呈现迅猛增长态势。其中中国、日本、美国和德 国对全球专利申请量起到最为突出贡献作用。全球专利申请量在 2018 年达 到最高点 192 件。在该阶段，法国对轨道交通制动专利技术的专利申请热 度仍然保持了较低迷的状态，仅在 2016 年之后有所增长。

1.2 全球专利主要申请人分布

在轨道交通制动专利技术排名前 20 位的全球主要申请人中，克诺尔集 团处于绝对领先地位，并且其中日本企业占 9 位、德国企业占 5 位、美国 企业占 2 位、英国企业占 2 位、中国企业占 1 位、韩国企业占 1 位;但在 排名前 5 位的全球主要申请人中没有日本企业。由此可以看出德国克诺尔集 团具有在该领域研究的领先地位;日本对该领域的研究申请人相对较为分散，但缺少头部企业;中、韩两国在轨道交通制动领域的申请人相对集中。

2.1 在华专利申请发展趋势

图 3 示出了轨道交通制动专利技术在华专利申请发展趋势，2006 年之 前该领域在华专利申请量很少，每年的专利申请量保持在 50 件以下，自 2006 年起专利申请量迅猛增长，在 2009 年达到申请小高峰（202 件），并 在 2015 年再次达到申请最高峰（379 件），专利申请量发展趋势也基本和各 阶段我国对轨道交通行業的研究与发展热度呈相对应关系。

轨道交通制动专利技术在华专利申请实用新型占比 49%，发明占比 51%，其中授权发明占比 23.85%，而发明占比率、授权发明占比率的相对 较低反映出了，存在大量专利申请对该领域技术的研究处于初级阶段，即 量多而质不高的特点。

2.2 在华专利申请主要申请人分布

下图示出了轨道交通制动专利技术在华主要申请人排名，其中克诺尔 集团处于绝对领先地位;国内企业中中车集团下的中车青岛四方机车车辆 股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中车株洲电力机车有限公司、 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所也均排在前列;此外，纳博特斯克株式会 社、新日铁住金株式会社、西屋控股公司、曙制动器工业株式会社、西门 子公司等其它国外企业也在该领域拥有较多的在华申请。

结语

在专利技术现状方面，美国、法国在该领域的技术发展早期呈现出较 高申请量状态，但在近几年专利申请热度有所减缓;德国、日本分别在该 领域的技术发展中期呈现出较高申请量状态;近几年中国、德国、日本在 该领域的专利申请均保持了较高申请量状态，尤以中国申请量最为突出;

在本领域重要申请人中，德国的克诺尔集团处于绝对领先地位;日本 对该领域的研究申请人相对较为分散，且缺少头部企业;中、韩两国在轨 道交通制动领域的申请人相对集中，国内企业中中车集团下的中车青岛四 方机车车辆股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中车株洲电力机 车有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所也均排在前列。

参考文献：

[1]许淑珍.从高速铁路看中国铁路的发展[J].内江科技，2009，12：125～126.