一帶一路沿線主要地區(qū)高速鐵路機車動力系統專利競爭情報研究

“一帶一路”沿線主要地區(qū)高速鐵路機車動力系統專利競爭情報研究

高鐵是高速鐵路軌道的簡稱。根據國際鐵道聯盟的定義，高速鐵路是指新建鐵路營運速率達到每小時250km以上，改建后鐵路營運速率達到每小時200km以上的鐵路系統。我國對高速鐵路的定義略有差異，指設計開行時速250km以上，初期營運時速200km以上的客運列車專線鐵路。鐵路運輸是一個國家重要的經濟命脈，深刻影響著所在國的政治穩(wěn)定、經濟發(fā)展等諸多方面。高速鐵路運輸是20世紀交通運輸領域的重大成果，高速列車則是高速鐵路運輸的技術核心，是機車車輛現代化的載體，是機械、電子、材料、控制等現代高新技術綜合集成的集中體現。2011年《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》提出，“十二五”加快發(fā)展高端裝備制造產業(yè)的重點之一就是依托客運專線和城市軌道交通等重點工程建設，大力發(fā)展軌道交通裝備。2012年4月，中國科技部正式批準并發(fā)布了《高速列車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，對中國高速列車技術在“十二五”期間的發(fā)展作出了明確部署：中國國民經濟和社會發(fā)展對高速鐵路和高速列車技術與裝備發(fā)展依然有著重大戰(zhàn)略需求，那就是高速鐵路安全運營、高速列車裝備自主化、高速鐵路發(fā)展可持續(xù)和高速鐵路建設運營高效率[1]。2013年，我國提出“一帶一路”戰(zhàn)略，大力推動基礎設施互聯互通，加強區(qū)域經濟整合。2016年全年，我國企業(yè)對“一帶一路”沿線國家直接投資145.3億美元；對外承包工程新簽合同額1260.3億美元，占同期我國對外承包工程新簽合同額的51.6%。亞吉鐵路、中巴經濟走廊等一批國際產能合作和基礎設施互聯互通項目成功實施。在高鐵“走出去”戰(zhàn)略和“一帶一路”戰(zhàn)略支持下，高速鐵路作為中國制造的“名片”已經在全球市場上高鐵競爭中贏得一席之地。高速列車的關鍵技術包括總成、車體、轉向架、制動系統、牽引系統（也叫動力系統）、網絡控制系統等，而列車能以200km/h及以上的速度高速行駛，離不開大功率、高性能的動力系統。高鐵機車動力系統主要由受電弓、接觸網、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機和牽引控制系統組成。其工作原理如圖1所示，鐵路接觸網的25kV高壓交流電經受電弓輸送給牽引變壓器，降壓成1500V的交流電；降壓后的交流電再輸入牽引變流器，通過功率變換，變成電壓和頻率均可控制的三相交流電，輸送給牽引電機，通過電機的轉動牽引整個列車[2]。高鐵機車動力系統的性能在某種程度上決定了列車的動力品質、能耗和控制特性，也影響著列車的經濟性、舒適性與可靠性，在業(yè)內被稱為“列車之心”，是高速列車的核心部分。圖1高速列車交-直-交牽引系統本報告擬對高鐵機車動力系統領域專利在“一帶一路”主要國家的布局情況進行分析，幫助我國相關產業(yè)/企業(yè)了解該領域的專利競爭環(huán)境以及專利競爭主體，同時為我國在該領域的專利競爭策略提供綜合性一、一帶一路沿線主要地區(qū)專利布局（一）申請趨勢分析圖2示出了高鐵機車動力系統領域在一帶一路沿線主要地區(qū)的專利申請趨勢情況，由圖可知，近20年來該領域的專利申請總體呈較平穩(wěn)的態(tài)勢。在1990年之前，蘇聯在高鐵機車動力系統領域專利申請量有421項，1991至2000年，俄羅斯（蘇聯）在高鐵機車動力系統領域的專利申請量總量為113項。總體來說，俄羅斯（蘇聯）在高鐵機車動力系統領域專利申請量較為平穩(wěn)，每年申請量約在10項至30項。在1990年之前，亞洲其他國家（印度和新加坡）在高鐵機車動力系統領域沒有相關專利申請，1991至2000年，相關專利申請量較少僅有15項，2005年以前，該領域每年專利申請量低于10項。此后，專利申請量略有提升，每年在10至30項左右。在1990年之前，拉丁美洲（巴西和墨西哥）在高鐵機車動力系統領域沒有相關專利申請，1991至2000年，相關專利申請量有43項。此后，該領域的專利申請量比俄羅斯和亞洲其他地區(qū)的專利申請量更少，年申請量在10項以下?？傮w來說，進入21世紀后，國際主要高鐵企業(yè)對俄羅斯、亞洲其他地區(qū)（印度和新加坡）、拉丁美洲（巴西和墨西哥）等一帶一路沿線國家和地區(qū)在該領域持續(xù)保持一定關注，專利申請一直處于較平穩(wěn)的狀態(tài)。圖2一帶一路主要地區(qū)專利申請趨勢（二）地域分布從圖2中一帶一路主要地區(qū)專利申請量來看，俄羅斯（含蘇聯）在高鐵機車動力系統領域專利申請量最多，為826項，占著3個地區(qū)該領域的專利申請量的72.5%；亞洲其他國家（印度和新加坡）在該領域的專利申請量為210項，占18.4%；拉丁美洲（巴西和墨西哥）在該領域的專利申請量最少，為104項，僅占9.1%。圖2一帶一路主要地區(qū)專利申請量（三）技術構成圖3顯示了一帶一路區(qū)域高鐵機車動力系統領域各技術分支的專利申請分布情況，其中，各技術分支所占據柱形高度代表了該技術分支申請量。由圖可知，一級技術分支包括網側高壓電氣設備、變壓器、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制。其中，涉及網側高壓電氣設備技術分支的專利申請最多，為416項；其次是變流器技術分支，專利申請量達到305項，占該領域申請總量的26.7%；而牽引電機技術分支，專利申請量為231項，20.3%；牽引供電系統及其控制技術分支，專利申請量為149項；變壓器技術分支專利申請量最少，只有39項。圖3一帶一路主要地區(qū)專利各技術分支申請量圖4顯示了俄羅斯（含蘇聯）高鐵機車動力系統領域各技術分支的專利申請分布情況。其中，各技術分支所占據的面積代表了該技術分支在高鐵機車動力系統領域專利申請占總量的比例。從圖中可以看出，俄羅斯（含蘇聯）在網側高壓電氣設備、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制是研究重點，專利申請量相對較多，分別為340項、209項、156項和109項，分別占比42%、25%、19%、13%，變壓器技術分支占比最少，僅占2%。圖4俄羅斯（含蘇聯）專利各技術分支申請占比圖5顯示了亞洲其他地區(qū)（印度和新加坡）高鐵機車動力系統領域各技術分支的專利申請分布情況。從圖中可以看出，亞洲其他地區(qū)（印度和新加坡）在網側高壓電氣設備、變壓器、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制各方面研究較均衡，專利申請量分別為53項、20項、59項、46項、32項，分別占比25%、10%、28%、22%和15%。圖5亞洲其他（印度和新加坡）專利各技術分支申請占比圖6顯示了拉丁美洲（巴西和墨西哥）高鐵機車動力系統領域各技術分支的專利申請分布情況。從圖中可以看出，拉丁美洲（巴西和墨西哥）在網側高壓電氣設備、變壓器、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制各方面研究較都較少，專利申請量分別為23項、7項、37項、29項、8項，分別占比22%、7%、35%、28%和8%。圖6拉丁美洲（巴西和墨西哥）專利各技術分支申請占比（四）一帶一路區(qū)域專利風險評估從一帶一路區(qū)域在高鐵機車動力系統領域專利布局來看，在網側高壓電氣設備、變壓器、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制技術分支都有布局，因此中國高鐵技術在進入一帶一路區(qū)域時，將會遇到專利方面的風險，主要表現在以下幾個方面：1.針對中國高鐵目標市場專利申請量較大或技術領域較為集中的區(qū)域（國家），中國高鐵企業(yè)要特別防范專利風險。在一帶一路區(qū)域中，俄羅斯與高鐵技術相關的專利申請量最大，專利風險最為突出，印度、巴西、墨西哥也存在一定的專利風險。在上述國家中，網側高壓電氣設備、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制是專利申請的重點，因此它們是專利風險較大的技術領域。2.中國高鐵海外專利申請量較少，難以對產品出口形成完善保護雖然中國高鐵技術在國內的專利申請量巨大，且與國外申請人相比具有明顯的數量優(yōu)勢，但是在海外市場的專利申請數量卻很少。在這種情勢下，中國高鐵產品出口海外市場時，將無法通過專利形成有效和完善的的保護。另一方面，由于專利數量的不足，無法構建完善的專利體系，將造成中國高鐵技術標準在海外市場的影響力下降，這也將導致中國高鐵技術標準在輸出海外市場和推動技術標準的發(fā)展方面難以占據有利和主導的地位。此外，中國高鐵技術雖然已經獲得100%的自主知識產權，但是由于某些技術的研發(fā)吸收、借鑒了國外的技術，比如借鑒德國技術的接觸網和牽引供電系統，借鑒德國和日本經驗的列車控制系統，中國的高鐵出口海外時就曾受到日本川崎重工的強烈反對，使高鐵輸入國對中國高鐵技術合法性及技術可靠性的產生懷疑，引起高鐵輸入國的廣泛爭議。3.由于專利公告滯后于專利申請，需要防范競爭對手在近期集中申請卻尚未公開的專利所構成的潛在風險中國高鐵行業(yè)需要對這一類型的風險給予重點地關注，這主要是因為東芝、日立、西門子、三菱、川崎、龐巴迪、阿爾斯通等全球主要的高鐵企業(yè)擁有大量的原創(chuàng)技術，其技術原創(chuàng)國已經積累了大量的專利申請，可以利用優(yōu)先權等手段在其目標市場國家快速集中地進行專利申請。在中國高鐵海外戰(zhàn)略逐步明確的情況下，應當防范國外高鐵龍頭企業(yè)采用類似的專利申請策略。4.由于當前國際市場高鐵行業(yè)已出現一定的專利侵權訴訟，專利侵權訴訟已成為“走出去”的重要風險對于高鐵行業(yè)，目前已出現了一定的專利侵權訴訟案件，尤其是在面對區(qū)域競爭和產品競爭的時候，已然成為高鐵行業(yè)在國際市場競爭中的戰(zhàn)略競爭手段，我國不僅在國外市場，甚至在國內市場都遭遇了專利侵權訴訟案件。因此，我國高鐵技術發(fā)展到今天，在技術和產品“走出去”的進程中，對于可能發(fā)生的專利訴訟需要給予重點關注。為了促進中國高鐵技術發(fā)展，加快中國高鐵產業(yè)走出國門，規(guī)避高鐵及相關產品的專利風險，贏得市場主動，建議做好以下工作：1.在國內持續(xù)關注主要競爭對手的專利申請，深入分析其有效專利的保護范圍雖然中國高鐵企業(yè)通過大量的專利申請在中國市場對自有技術和產品形成了一定的保護，但是由于一些高鐵技術的基礎專利掌握在國外企業(yè)手中，因此需要防范這些企業(yè)通過有效專利對中國高鐵技術的自主發(fā)展進行干擾和制約。同時，對于這些企業(yè)在其技術實力較強的領域和主要的技術研發(fā)方向，中國企業(yè)還應通過其專利申請掌握最新的技術發(fā)展動態(tài)。2.在進入目標國家和市場之前，向目標國家和市場進行針對性的專利申請，構筑中國高鐵海外專利防護體系中國高鐵擁有完全的自主知識產權，并且在國內申請大量的專利，因此中國高鐵有實力也有條件在進入目標市場國家之前向目標市場國家快速集中地申請專利。尤其對于主要競爭對手申請量較少的國家，更應積極采取上述策略，如此既可對中國出口的高鐵產品形成有效的保護，還可以對其他國家企業(yè)的產品和技術形成制約。3.基于不同國家、不同技術領域和不同申請人的專利申請情況制定有針對性的規(guī)避策略高鐵技術在俄羅斯、印度、墨西哥的申請量較大，對中國高鐵產品的出口構成較大風險。因此，在上述國家需要重點關注中國高鐵主要競爭對手在網側高壓電氣設備、變壓器、變流器、牽引電機和牽引供電系統及其控制技術領域的專利申請情況，以深入分析專利侵權風險，制定相應的專利規(guī)避策略。4.持續(xù)監(jiān)控重點國家和主要競爭對手的專利申請變化情況尤其是在中國高鐵實施走出去戰(zhàn)略之后，專利申請變化中所潛藏的對中國高鐵產品的專利風險，將成為影響中國高鐵出口的重要方面。而通過持續(xù)地監(jiān)控重點國家和主要競爭對手在中國主要市場國家的專利申請情況，能夠及時的發(fā)現這一風險，從而有針對性制定申請策略和規(guī)避策略。5.高度警惕鐵路行業(yè)侵權訴訟風險，積極應對和借助訴訟手段爭取市場在專利侵權訴訟避無可避的情況下，中國高鐵企業(yè)需首先對鐵路行業(yè)國際市場有全面的了解，尤其是目標市場。通過對訴訟環(huán)境、鐵路技術區(qū)域布局、主要競爭對手的了解，以做到知己知彼，百戰(zhàn)不殆。同時，在意識到侵權訴訟即將發(fā)生或者已經發(fā)生的情況下，需根據發(fā)生區(qū)域的知識產權法律制度組建應對團隊、研究應對策略，以便為后續(xù)的訴訟做好充分的裝備。進一步，在具備一定優(yōu)勢專利的基礎上，可以借助專利訴訟等專利策略手段，為產品輸出更多的市場。6.加速“技術專利化，專利標準化，標準國際化”進程，助力中國高鐵走向國際技術標準能夠降低企業(yè)交易成本，傳遞質量信號，提高市場準入門檻，建立技術壁壘，在國際貿易中扮演著至關重要的角色。要加速中國高鐵走向國際，就必須具備主導標準的意識，著力輸出中國標準。為此，中國高鐵企業(yè)首先應發(fā)揮技術累積優(yōu)勢，增強自主研發(fā)能力，從源頭上開發(fā)貼近國際標準的領先技術并搶先申請基本專利;其次，中國高鐵企業(yè)之間應重新劃分高鐵產品的模塊功能，自上而下地開展標準方案設計，聯合推出高鐵技術領域的行業(yè)標準和國家標準;再次，中國高鐵企業(yè)應主動向國際標準化組織(ISO)、國際鐵路聯盟(UIC)等國際組織提交技術標準原案，積極參與國際標準的研討和制定，在國際標準組織中擔任相關要職，以此提高中國高鐵技術的國際影響力;最后，為避免建立起的高鐵標準被國際市場束之高閣，中國高鐵企業(yè)應當以資源型市場和戰(zhàn)略型市場為突破口，優(yōu)先確立為新興市場接納的事實標準，進而謀求標準國際化軌跡。中國高鐵“走出去”戰(zhàn)略不只是高鐵產品走出去，更是技術與標準的走出去。7.以“一帶一路”建設和亞投行成立為戰(zhàn)略契機，強化專利的全球部署秉承共商、共享、共建原則的“一帶一路”貫穿歐亞非大陸，形成區(qū)域經濟整合的大趨勢。經濟整合的首要前提是實現基礎設施的互聯互通，因而中國高鐵“走出去”戰(zhàn)略應與“一帶一路”戰(zhàn)略高度吻合。與此同時，亞洲基礎設施投資銀行以促進區(qū)域互聯互通化和經濟一體化進程為宗旨，能夠為中國高鐵走向國際市場拓寬融資渠道。亞投行成員國遍及五大洲，是中國高鐵全球化進程的有力支撐。中國高鐵國際化專利布局的短板，必將成為中國高鐵國際化發(fā)展的負面影響因素，改善這一被動局面可以從兩個方面展開：一是加快創(chuàng)新的步伐；二是與國外知名高鐵企業(yè)合作，共同開拓國際市場。中國高鐵企業(yè)應以“一帶一路”建設和亞投行成立為契機，主動強化專利的戰(zhàn)略