基于专利分析的我国跨座式单轨技术创新能力评价.pdf

第 卷 第期宁夏大学学报(自然科学版)年月V o l N o J o u r n a l o fN i n g x i aU n i v e r s i t y(N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n)J u n 文章编号:()基于专利分析的我国跨座式单轨技术创新能力评价孙晓彤(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 )摘要:随着跨座式单轨交通在重庆、银川、芜湖建成并运营,并在多个城市开展线网规划对跨座式单轨技术专利的相关数据进行分析,以国内相关技术领先的高校、设计研究院和制造商为研究对象,以国外领军企业为参照对象,从数量、质量和趋势个维度,选取 个专利评价指标,通过模糊综合评价法对我国跨座式单轨技术的创新能力进行研究结果表明,我国跨座式单轨技术创新存在重“量”轻“质”,且创新热度有所减弱的现象针对我国跨座式单轨技术研究中存在的问题,提出提升跨座式单轨技术创新能力的建议关键词:跨座式单轨;创新能力;专利;评价分类号:(中图)U 文献标志码:A收稿日期:基金项目:中国城市轨道交通协会重点体系深化研究基金资助项目(C AME T )作者简介:孙晓彤(),女,工程师,主要从事轨道交通方面的研究,(电子信箱)t t c o m“十四五”期间,城市轨道交通系统由快速发展到平稳发展;建设工程范围由超大城市、特大城市扩增到大、中城市,由以地铁为主过渡到多种制式协调发展跨座式单轨交通具有投资少、工期短且环保性能优的特点,目前已有很多制造商、设计科研院和高等院校研究跨座式单轨技术专利信息作为计量技术创新能力的重要信息,具有综合性、法定性、客观性、唯一性和公开性,是反映技术创新能力的重要指标美国知识产权研究公司和美国科技信息研究所将专利计量指标分为数量、质量、科技和速度个层次;而后,瑞士洛桑国际管理学院提出专利计量指标,包括有效专利件数、专利生产力、专利效率、专利授权率和有效专利占有率等;瞿卫军等提出用于评价地区专利实力新指标的专利聚集度概念;梁晓捷等基于专利信息,从创新方向、创新效率和创新质量方面构建 个指标,对国内外钢铁产业技术创新能力进行评价;范莉莉等通过检索i n c o P a t数据库获取由中国高校及科研院所申请的高铁专利数据,选取 个专利评价指标,并通过因子分析法对中国高校及科研院所的高铁技术创新能力进行评价;王丹等从农业科技创新支撑要素、投入要素和产出要素个方面构建农业科技创新能力评价指标体系,并对 年中国 个省市自治区的农业科技创新能力进行评价和分析目前,国内外学者已经在很多领域开展了基于专利的创新能力评价研究,但针对跨座式单轨技术创新能力的相关研究较少 跨座式单轨技术创新及专利现状跨座式单轨技术创新能力评价的对象是跨座式单轨交通系统跨座式单轨交通是车辆采用橡胶轮胎、跨行于梁轨合一的轨道梁上的一种公共交通系统,除走行轮外,还有导向轮和稳定轮在转向架两侧并夹行于轨道梁,保证了车辆沿轨道平稳安全行驶跨座式单轨交通系统与普通轨道交通系统的不同主要体现在车辆转向架、轨道梁和道岔等方面 跨座式单轨技术创新情况目前,我国已经建成并通车的跨座式单轨交通有重庆市轨道交通,号线;银川市花博园旅游线;芜湖市轨道交通,号线重庆市单轨交通线是跨座式单轨技术在中国得到创新与发展的起源,形成了自主可控的跨座式单轨技术标准体系;在国际上首创“墩梁并举”工艺,实现八编组单轨列车系统的集成和运营;自主研制可挠道岔和关节型道岔,首创平移式道岔 装备,为 在国内外建设、推广和运营跨座式单轨交通系统提供了技术支撑而后建成的银川市花博园旅游线,标志着中国首条无人驾驶的跨座式单轨线路正式通车宁夏大学学报(自然科学版)第 卷运行 年年底芜湖市轻型跨座式单轨交通线通车,促进了中国跨座式单轨技术的再次创新与发展:首次采用独柱钢混凝土组合结构体系车站;首次采用先简支后连续的 m大跨度连续钢构轨道梁;基于 m墩顶转体法施工的大跨度跨座式单轨组合桥,一次转体跨越条铁路;采用拥有更大范围受流面的C型钢铝复合轨 跨座式单轨技术专利数量我国从 年开展有关于跨座式单轨技术的专利申请,截至目前跨座式单轨技术专利共申请 项,其中 项为发明专利、项为实用新型专利、项为外观专利图为 年申请的跨座式单轨技术专利数量,其中 年申请的专利数量最多我国跨座式单轨交通系统的发展及其相关研究与城市公共交通发展需求密切相关 年国务院 号文件 关于加强城市基础设施建设的意见中提出鼓励中低运量多制式发展,此时跨座式单轨技术的创新研究也进入快速发展阶段而后,年国务院办公厅发布 号文件 关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见并提出“量力而行、有序发展”的原则,至此有关跨座式单轨技术的研究热度有所降温图 年跨座式单轨技术专利申请数量 跨座式单轨技术涉及领域通过可视化文献分析软件(C i t e S p a c e)进行关键词共现分析关键词是对文献研究主题和核心内容的高度概括,基于关键词共现分析,可了解某一领域研究热点的分布及发展情况中介中心性代表某一节点作为媒介桥的能力,如果该数值越高表示节点间的最优路径通过此节点的比率越高,可认为该节点居于重要地位 研究发现,跨座式单轨技术专利的研究范围主要集中在轨道梁、转向架和单轨车辆等方面图跨座式单轨技术共词分析 跨座式单轨技术专利的申请单位跨座式单轨技术专利申请单位(排名前 的见图)主要集中在勘察设计院、高校和装备制造单位,其中比亚迪集团、中铁第四勘察设计院集团有限公司和北京交通大学位列前三目前,跨座式单轨交通已经形成从规划设计、装备制造、系统集成、工程施工到运营管理的完整产业链,产业链上的单位积极参与单轨技术的引进、消化、吸收和再创新工作,并经过系统技术和工程化应用研究取得一系列创新成果F6L+B J1AALLJ0AABLLJEFFLEMEEE6LJLLJGL6LGEKEFEELGEF0LCGF0100200300400500图跨座式单轨技术专利申请单位排名 跨座式单轨技术专利的获得城市北京市一直以强化首都“四个中心”的功能为核心任务,其中一个中心就是科技创新中心 年北京获得全国最多的专利,约为万项,年均增长率为 年,在跨座式单轨交通技术研究方面,北京获得的专利最多重庆市随着 ,年跨座式单轨交通,号线的开通运营,在跨座式单轨交通的建设和运营过程中,结合实际情况不断创新,获得很多跨座式单轨技术研究方面的专利,专利获得数位列全国第二(图)第期孙晓彤:基于专利分析的我国跨座式单轨技术创新能力评价图跨座式单轨技术专利申请地区排名评价对象及数据来源 研究对象的选取分析我国跨座式单轨技术的创新能力要对标国际优秀企业日本的日立集团(H i t a c h i)、加拿大的庞巴迪(B o m b a r d i e r)公司针对跨座式单轨交通的关键技术研究起步早,以它们作为比较对象可有参照地分析我国跨座式单轨技术的创新能力同时,选取我国跨座式单轨技术专利申请量排名靠前的设计院、高校和制造商为技术创新能力的代表 指标的选取专利统计的时间为 年,数据来源于中国专利数据库(知网)、欧洲专局网站和智慧芽专利检索平台基于专利分析的跨座式单轨技术创新能力评价对跨座式单轨技术创新能力进行科学有效评价,需要建立适合可行、精准完善的评价体系 指标体系的构建为对跨座式单轨技术创新能力进行合理的评价,选取的评价指标应能合理、科学和系统地反映实际情况在指标选取时,应遵循可度量原则、科学性原则和特定性原则 指标的选取目前,各国研究机构和学者构建了一系列较为成熟的专利计量指标在研究文献的基础上,从专利的“数量”“质量”“趋势”个方面,进一步针对专利申请量、专利授权数、国际专利分类(i n t e r n a t i o n a l p a t e n t c l a s s i f i c a t i o n,I P C)数量、专利有效量、平均权利要求量、发明所占比率、专利存活率、平均保护期限、技术生长率及技术衰老系数 个指标进行分析 指标说明)专利申请量专利申请量显示专利产出的情况和主体参与研发活动的程度,专利申请量越多表示主体参与技术创新的热情越高)专利授权数专利的授权要经过专利行政部门的审查,只对具备新颖性、创造性和实用性的申请授权)I P C分布数量 I P C分布数量越多,说明创新领域越广)专利有效量专利有效量用于统计受专利法保护的专利权有效的专利数量根据规定,专利授权后要缴纳专利维持费,这就使专利权人对那些没有收益或者没有潜在收益的专利无意长期缴纳维持费,仅对具备一定的技术水平和市场价值或者对自身发展有意义的专利才会缴纳维持费专利有效量在一定程度上衡量了专利的价值、重要性和技术水平)平均权利要求量平均权利要求量反映专利说明书中权利要求的数量,权利要求数量与专利质量成正比,有价值的专利技术覆盖范围广、专利权要求数量多,遭遇侵权和诉讼的频率也较高)发明所占比率发明所占比率是当年发明专利申请量与当年专利申请量的比值,该值越高,说明该技术的创新水平越高)专利存活率专利存活率指有效的专利和专利授权总数的比值维持专利的有效性需要支付一定的年费,所以有效专利一般是能创造效益的专利,该值越大表明创新性越高)专利授权率专利授权率指通过专利授权的数量与专利申请总量的比值)平均保护期限对于得到授权的专利,国家有一定的优惠政策,如前a收取的专利费较低若专利权人不愿意轻易放弃专利权,专利的保护期限会高于a 所以平均保护期限越长说明专利的价值越高)技术生长率技术生长率为当年发明申请专利数量与追溯a的发明申请专利累积量的比值若该值增长,表明该技术正在萌芽或处于生长阶段文中选取 年的数据作为研究的基础数据)技术衰老系数技术衰老系数是当年发明专利与实用新型专利申请量或授权量占当年全部专利申请总量或授权总量的比值文中选取 年的数据作为研究的基础数据综上所述,跨座式单轨技术创新能力评价指标体系见图宁夏大学学报(自然科学版)第 卷DE7A3CGC+K)63#)?GLGIPCGGG+BG图跨座式单轨技术创新能力评价指标 指标权重的确定权重的合理确定是多要素综合评价中关键环节评价的重要内容,对评价结果的影响甚大跨座式单轨技术创新能力评价的指标权重,主要通过专家打分法和层次分析法确定,其中层次分析法的基本原理是对同一层次内各个元素进行两两比较,然后排出优劣顺序,并作为决策和确定权重的依据(表)最后构建递阶层次结构模型,基于表使用九级标度法构建判断矩阵,并根据专家打分结果赋值表判断矩阵标度Ai j说明i与j同等重要i比j稍微重要i比j明显重要i比j强烈重要i比j极端重要,两因素对比,表示上述相邻判断的中间值倒数i与j和j与i比较的标度值是互为倒数,即ai j/ai j记A(ai j)nn,由此构造因素A,A,An相对于上一层因素的判断矩阵:Aa ananan n,()式中:i,n;j,n;n为指标数基于构建的判断矩阵通过专家打分的方法赋值专家打分法采用问卷调查的方式进行,为使调查问卷具有针对性、权威性,选择行业内的名专家为咨询对象,共发放调查问卷份,有效回收率 计算矩阵各行元素的乘积:Minjni j()采用方根法计算矩阵中每个元素的n次方根:Wnmi()对矩阵作规范化处理:WiWjniWi j,()WTA BW,W,WnT()进行一致性检验,一致性指标(Ic)越小,一致性越好;Ic越大,不一致程度越严重如果一致性比率Rc,则认为该判断矩阵通过一致性检验,否则就不满足一致性检验最后得到各指标的权重(表)表各指标的权重维度指标Ai j专利数量X专利申请量X 专利授权数X I P C分布数量X 专利有效量X 专利质量X平均权利要求量X 发明所占比率X 专利存活率X 专利授权率X 平均保护期限X 创新趋势X技术生长率X 技术衰老系数X 创新能力评价常见的评价方法主要有灰色综合评价法、物元可拓法、层次分析法、模糊综合评价法等,其中模糊综合评价法通过数字来处理模糊问题,可对问题的处理结果做出比较科学准确的量化评价笔者选择模糊综合评价法进行评价根据统计数据得到的指标见表表指标数据序号类型X X X X X X X X X X X 制造商 设计院 高校 H i t a c h i集团 B o m b a r d i e r公司 第期孙晓彤:基于专利分析的我国跨座式单轨技术创新能力评价 指标数据的标准化处理为保证指标间的可比性,消除指标间量纲的影响,需对数据进行量化处理文中 个指标均为定量指标,通过熵值法对原始数据进行处理,处理后每个指标的数值都在 评价矩阵首先构建模糊综合评价关系矩阵数据最终是每个指标组,所以在求隶属度时需将每个指标进行量化转化笔者采用调研法求平均值,最后形成模糊关系矩阵:X(Xn,Xn,Xn m)()然后采用线性加权和法计算评价的分值,分值越高说明创新能力越强,反之越弱,计算公式:BA X(a,a,an)(Xn,Xn,Xn n),()式中:A为 指 标 对 应 的 权 重 集 合;X为 指 标 对 应的得分专利数量:(制造商、设计院、高校、H i t a c h i集团、B o m b a r d i e r公 司)X A X A X A X A(,)专利质量:(制造商、设计院、高校、H i t a c h i集团、B o m b a r d i e r公司)X A X A X A X A X A(,)创新趋势:(制造商、设计院、高校、H i t a c h i集团、B o m b a r d i e r公司)X A X A(,)评价结果见表表评价结果排名专利数量名称得分排名专利质量名称得分排名创新趋势名称得分排名制造商 第名制造商 第名制造商 第名设计院 第名设计院 第名设计院 第名高校 第名高校 第名高校 第名H i t a c h i集团 第名H i t a c h i集团 第名H i t a c h i集团 第名B o m b a r d i e r公司 第名B o m b a r d i e r公司 第名B o m b a r d i e r公司 第名结论与建议 我国跨座式单轨技术专利重量轻质从专利数量角度看,在经历重庆市单轨交通系统发展、吸收总结国外经验、芜湖市单轨交通系统创新发展的背景下,我国在跨座式单轨技术方面开展的创新研究远多于国外企业,尤其是制造商申请的专利数量最多从专利质量角度看,国外企业的整体水平高于我国,尤其在发明所占比率上我国明显偏低,且由于我国对跨座式单轨技术的研究起步晚,专利的平均保护期限也比相对成熟的国外跨国企业短很多一项技术发明专利所占比例在很大程度上反映了该技术创新的质量后期应积极推进跨座式单轨技术专利的申请,从而提高我国跨座式单轨技术创新的水平 高校对跨座式单轨技术的研究热度下降从跨座式单轨技术创新趋势角度看,我国装备制造企业和设计院在跨座式单轨技术创新研究方面的热度高于高校虽然高校在该方面的研究起步早,但是近几年我国跨座式单轨交通工程项目少,高校在该方面的研究也呈逐渐冷却态势专利需要续费才能不失效,所以平均保护期越长说明专利的价值越高,而高校和科研院所往往较少关心科研成果的转化,这就导致部分科研成果未能发挥实际作用价值高的专利有利于成果转换,要想创造出可以实现成果转换的专利,还需要加大行业间的产学研合作力度 重视跨座式单轨技术发展跨座式单轨交通系统是未来发达城市立体交通的最优选择 ,是旅游景区内有客运需求旅游线的最佳选择,是实现国家“碳中和、碳达峰”的有效路径对于城市交通,仅依靠目前城市轨道交通规模(包括已批、在建),没有跨座式单轨交通系统,很难实现“双碳”目标未来跨座式单轨交通系统有广阔的发展前景,我国的企业、高校和科研院所应该持续加大研究与创新力度参考文献:Z I MNY S CHM I T TD,G O E T ZARA ni n v e s t i g a t i o no f t h ep e r f o r m a n c eo fu r b a nr a i l t r a n s i t s y s t e m so nt h ec o r r i d o r l e v e l:Ac o m p a r a t i v ea n a l y s i s i nt h eAm e r i c a nw e s tJJ o u r n a l o f T r a n s p o r t G e o g r a p h y,():M i h o k oM a t s u y u k i,N a n a m iA i z u,F u m i h i k oN a k a m u r a,e ta l I m p a c t o f g e n t r i f i c a t i o no n t r a v e l b e h a v i o r i n t r a n s i t o r i e n t e dd e v e l o p m e n t a r e a s i nB a n g k o k,T h a i l a n dJ C a s eS t u d i e so nT r a n s p o r tP o l i c y,():梁晓捷,王兵基于专利信息的国内外钢铁产业技术创宁夏大学学报(自然科学版)第 卷新能力评价J管理学报,():范莉莉,王娜基于专利的中国高校及科研院所高铁技术创 新 能 力 评 价 J科 学 管 理 研 究,():王丹,杜旭,郭翔宇中国省域农业科技创新能力评价与分析J科技管理研究 D O I:/j i s s n 郭锴,武农跨座式单轨交通的认识误区分析及发展展望J铁道标准设计,():刘俊,武农,孙晓彤跨座式单轨交通发展浅析J铁道勘察,D O I:/j c n k i t d k c 刘俊,武农,郭子煜跨座式单轨交通标准体系研究J铁道勘察,():魏宏伟,田沃,雷慧锋,等智慧跨座式单轨发展深化研究J都市快轨交通,():许彦强,何孝强,赵小文基于C i t e S p a c e可视化分析的我国跨座式单轨技术发展研究J现代城市轨道交通,():施仲衡努力开创都市圈轨道交通协同创新发展新局面J都市快轨交通,():陈学峰,武农,亢跃华跨座式单轨交通对中等规模城市产城融合发展促进作用的思考J铁道标准设计,():刘永平,陈胜波,张宁城市小运量轨道交通发展适用性 及 思 路 探 讨 J交 通 与 运 输,(s):E v a l u a t i o no fC h i n asS t r a d d l eM o n o r a i lT e c h n o l o g yI n n o v a t i o nC a p a b i l i t yB a s e do nP a t e n tA n a l y s i sS u nX i a o t o n g(C h i n aR a i l w a yE n g i n e e r i n gD e s i g na n dC o n s u l t i n gG r o u pC o,L t d,B e i j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:C h o n g q i n gC i t y,Y i n c h u a nC i t ya n d Wu h uC i t yh a v ec o m p l e t e da n do p e r a t e ds t r a d d l em o n o r a i lt r a n s p o r t a t i o n,a n dm a n yo t h e rc i t i e sw i l l c a r r yo u tn e t w o r k sp l a n n i n g f o r i t B a s e do na n a l y s i so fp r e s e n ts t r a d d l em o n o r a i lt e c h n o l o g yp a t e n td a t a,t a k i n gd o m e s t i cl e a d i n gu n i v e r s i t i e s,d e s i g ni n s t i t u t e sa n dm a n u f a c t u r e r sa s t h er e s e a r c ho b j e c t sa n df o r e i g nl e a d i n ge n t e r p r i s e sa st h er e f e r e n c eo b j e c t s,p a t e n te v a l u a t i o n i n d e x e s f r o mt h r e ed i m e n s i o n so fq u a n t i t y,q u a l i t ya n dt r e n dw e r es e l e c t e dt os t u d yC h i n asi n n o v a t i o na b i l i t yo f s t r a d d l em o n o r a i l t e c h n o l o g yb yf u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d T h er e s u l t ss h o wt h a t i t e m p h a s i z e sm o r eo nq u a n t i t y t h a nq u a l i t y i nC h i n as s t r a d d l em o n o r a i l t e c h n o l o g y i n n o v a t i o n,a n dt h ei n n o v a t i o ne n t h u s i a s m i sw e a k e n i n g I nv i e wo ft h el i m i t a t i o n si ns t r a d d l em o n o r a i lt e c h n o l o g y,s u g g e s t i o n sa r ep u t f o r w a r dt o i m p r o v eC h i n as i n n o v a t i o nc a p a b i l i t yo f t h e t e c h n o l o g y K e yw o r d s:s t r a d d l em o n o r a i l;i n n o v a t i o nc a p a b i l i t y;p a t e n t;e v a l u a t i o n(责任编辑高继红)(上接第 页)附录:xniwixiniwi,yniwiyiniwi,Sxy,t a n(niwixniwiyi)(niwixiniwiyi)(niwixiyi)niwixiyi,xni(wixi(c o swiyis i n)niwi,yni(wixis i nwiyic o s)niwi(责任编辑高继红)