橋梁用預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)專利競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

于成英 鐘佳

【摘 要】文章對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的專利趨勢(shì)、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢(shì)及熱點(diǎn)趨向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究表明，我國該行業(yè)中一部分企業(yè)的海外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較差，但在預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)中仍有布局空間，對(duì)于拉索技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)趨向的把握及優(yōu)勢(shì)專利資源的整合與產(chǎn)業(yè)化將是下一階段的發(fā)展重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力;拉索;專利

【中圖分類號(hào)】G306;F426.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2022）04-0011-03

0 前言

預(yù)應(yīng)力拉索是斜拉橋的關(guān)鍵承重部件，對(duì)主梁有彈性支承作用，對(duì)整個(gè)斜拉橋的結(jié)構(gòu)剛度和經(jīng)濟(jì)性、合理性起著重要作用[1]。目前，預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的上、中、下游分別為拉索的制備階段、拉索的應(yīng)用階段及拉索的維護(hù)階段。在拉索的制備階段研究中，包括拉索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制索材料和制備技術(shù)，拉索結(jié)構(gòu)又包括索體、錨具和防腐結(jié)構(gòu)[2];在拉索的應(yīng)用階段研究中，需要考慮橋梁的結(jié)構(gòu)體系、拉索索型和索距、主梁截面形式等因素[1]，安裝施工過程中的張拉技術(shù)也是反映橋梁安全性能的重要指標(biāo)之一，因此拉索的應(yīng)用階段的主要研究內(nèi)容為拉索的張拉技術(shù)和橋梁應(yīng)用技術(shù);在拉索的維護(hù)階段研究中，主要對(duì)使用過程中拉索性能進(jìn)行檢測(cè)，通常采用磁通量法、超聲波法等檢測(cè)[3]，當(dāng)拉索出現(xiàn)損傷時(shí)，需要對(duì)拉索進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)甚至更換，因此拉索的維護(hù)階段的研究重點(diǎn)為拉索的維保技術(shù)。

本文通過對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)鏈的專利信息進(jìn)行檢索分析，從國內(nèi)外專利趨勢(shì)、地域分布、主要持有人、專利演變趨勢(shì)及熱點(diǎn)趨向等方面充分了解產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)情況及發(fā)展趨勢(shì)，為相關(guān)企業(yè)及其研發(fā)人員提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與檢索方法

本文專利數(shù)據(jù)來源于知識(shí)產(chǎn)權(quán)大數(shù)據(jù)與智慧服務(wù)專利檢索系統(tǒng)（http：//www.zldsj.com/），采用關(guān)鍵詞和國際專利分類號(hào)IPC相結(jié)合的檢索方法，得到初步檢索結(jié)果后，尋找特定技術(shù)領(lǐng)域和檢索技術(shù)主題相關(guān)的專利。本文以預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，通過對(duì)專利IPC、專利趨勢(shì)、專利地域分布、專利主要持有人、演變趨勢(shì)與熱點(diǎn)趨向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定與主題相關(guān)的專利，通過人工篩選出符合檢索主題的專利、同族合并等進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和標(biāo)引，獲得最終結(jié)果，并以此開展進(jìn)一步的分析。經(jīng)過人工篩選降噪，檢索到預(yù)應(yīng)力拉索技術(shù)專利15 153件，其中國內(nèi)專利8 100件，國外專利7 053件，檢索日期截至2020年12月30日。

2 專利數(shù)據(jù)分析

2.1 預(yù)應(yīng)力拉索專利技術(shù)分布

通過對(duì)檢索的專利數(shù)據(jù)對(duì)IPC分類號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，明晰預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)分布情況。表1中，涉及E01D小類（橋梁）的專利數(shù)量最多，為8 448件，在E01D小類中，有5 793件專利涉及E01D19大組（橋梁零件），具體涉及E01D19/16小組（懸索;懸索用夾具）的專利最多，為3 372件;其次為E04G小類（施工用具或其他建筑輔助設(shè)備或其應(yīng)用;建筑材料的現(xiàn)場(chǎng)處理;原有建筑物的修理，拆除或其他工作;腳手架、模殼;模板），為3 294件，其中涉及數(shù)量最多的大組和小組分別為E04G21（建筑材料或建筑構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的制備，搬運(yùn)或加工;施工中采用的其他方法和設(shè)備）和E04G21/12（加強(qiáng)插入件的敷設(shè);預(yù)應(yīng)力）;再次為E04C小類（結(jié)構(gòu)構(gòu)件;建筑材料），為2 948件，在該小類中，有2 785件專利涉及E04C5大組（加強(qiáng)件，例如用于混凝土的;其輔助構(gòu)件），對(duì)E04C5大組進(jìn)行細(xì)分，又有1087件涉及E04C5/08小組（專門用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件）。對(duì)IPC分析得出，熱點(diǎn)技術(shù)主要集中在橋梁懸索領(lǐng)域。

對(duì)檢索到的專利按照橋用預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)上游、中游、下游技術(shù)進(jìn)行分類，能夠了解產(chǎn)業(yè)鏈中的研發(fā)熱點(diǎn)和技術(shù)空白點(diǎn)，相關(guān)企業(yè)及研發(fā)人員可以結(jié)合分析結(jié)果和實(shí)際情況，針對(duì)研發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行規(guī)避，降低侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)技術(shù)空白點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，拓展企業(yè)市場(chǎng)。

如圖1所示，橋梁應(yīng)用技術(shù)的專利最多，為5 323件，占比為32%，表明國內(nèi)外企業(yè)在已有或新研發(fā)的拉索產(chǎn)品應(yīng)用到橋梁方面的技術(shù)投入了大量的人力、物力，并取得大量成果;其次為拉索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，專利申請(qǐng)量為5 064件，占比為30%，主要針對(duì)拉索產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，例如防腐結(jié)構(gòu)、錨固結(jié)構(gòu)等，這也是各大預(yù)應(yīng)力企業(yè)開展研發(fā)的目的;再次為拉索張拉施工技術(shù)，張拉技術(shù)衡量斜拉橋質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，因此已有不少預(yù)應(yīng)力企業(yè)向中游市場(chǎng)發(fā)展;拉索材料及制備、拉索維管等技術(shù)的專利申請(qǐng)量相對(duì)較少，隨著斜拉橋應(yīng)用年限的不斷增長，拉索維管等下游技術(shù)的挖掘潛力逐漸增大。

2.2 預(yù)應(yīng)力拉索專利申請(qǐng)趨勢(shì)

如圖2所示，自2005年起，相關(guān)專利的申請(qǐng)趨勢(shì)為逐年遞增，其中由于專利的滯后性，導(dǎo)致2019年和2020年的部分專利尚未公開，實(shí)際數(shù)據(jù)量要大于圖2中的數(shù)據(jù);2005年以前，申請(qǐng)量呈震蕩狀，主要申請(qǐng)人為國外的知名預(yù)應(yīng)力企業(yè)，例如法國弗萊西奈（Freyssinet）公司、瑞士威勝利（VSL）公司、德國地偉達(dá)（DSI）公司等，將其關(guān)鍵技術(shù)在世界各地開展專利布局，擴(kuò)張海外市場(chǎng);2006—2015年，國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力企業(yè)也紛紛加大研發(fā)投入，開始進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)以柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司等預(yù)應(yīng)力企業(yè)為主，并在預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)形成有效的專利布局;2016年至今，預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)進(jìn)入專利申請(qǐng)的爆發(fā)期，年增長量為百件以上，表明預(yù)應(yīng)力拉索技術(shù)進(jìn)入發(fā)展成熟期。

2.3 預(yù)應(yīng)力拉索專利地域分布及主要持有人

從表2可以看出，預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的熱點(diǎn)區(qū)域和在熱點(diǎn)區(qū)域主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其中，中國的申請(qǐng)量最多，為8 100件，說明國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)重視中國市場(chǎng)，主要持有人為國內(nèi)的預(yù)應(yīng)力企業(yè)柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司、上海浦江纜索公司，上述專利持有人在預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)已形成專利布局，但主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的上游和中游，此外有一些國內(nèi)的建筑公司在產(chǎn)業(yè)鏈中游的拉索橋梁應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域布局了大量的專利申請(qǐng);日本的相關(guān)專利持有人以當(dāng)?shù)氐匿搹S及建筑公司為主，表明了日本在產(chǎn)業(yè)鏈上游的拉索材料制備及中游的橋梁應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)較大;韓國、美國和德國的專利持有人則以早期的預(yù)應(yīng)力公司弗萊西奈、VSL、DSI為主，表明上述國家的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)為產(chǎn)業(yè)鏈的上游和中游。在產(chǎn)業(yè)鏈下游的拉索維管技術(shù)方面，尚未有明顯的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

2.4 預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的演變趨勢(shì)及熱點(diǎn)趨向

通過對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的演變趨勢(shì)和熱點(diǎn)趨向分析，能夠?yàn)轭A(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的研發(fā)方向及研發(fā)策略制定提供參考。從表3中可知，預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)的專利申請(qǐng)均處于增長狀態(tài)，其中“拉索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”“拉索張拉施工”“橋梁應(yīng)用技術(shù)”處于急速增長狀態(tài)，表明國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)主要研發(fā)投入集中在上述技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)也將日趨成熟;“拉索材料制備”技術(shù)的增長幅度相對(duì)較小，該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)主要以材料技術(shù)為依托，主要依靠國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)，而鋼鐵企業(yè)投入到拉索領(lǐng)域的精力有限，導(dǎo)致增長幅度較小;在“拉索維管技術(shù)”領(lǐng)域，雖有一定數(shù)量的專利申請(qǐng)，但尚未體現(xiàn)出主要持有人，表明該技術(shù)尚未形成有效的專利布局，隨著國內(nèi)外斜拉橋的使用年限增長、5G等通信技術(shù)的發(fā)展，該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈，表明該領(lǐng)域目前具有較大的挖掘潛力。

2.5 中國預(yù)應(yīng)力拉索專利的法律狀態(tài)分析

表4中，我國公開的8 100件預(yù)應(yīng)力拉索相關(guān)專利中，發(fā)明專利為3 764件，實(shí)用新型專利為4 336件，其中發(fā)明專利的有效數(shù)量為1 456件、處于審查中的數(shù)量為950件、無效的數(shù)量為1 358件，實(shí)用新型專利的有效數(shù)量為2 310件、無效的數(shù)量為2 026件。從我國專利的申請(qǐng)類型和法律狀態(tài)可以看出，目前在我國的預(yù)應(yīng)力拉索市場(chǎng)中已有一些企業(yè)形成具有一定保護(hù)能力的專利壁壘。

表5中，在我國預(yù)應(yīng)力拉索的專利壁壘中，以我國的申請(qǐng)人為主，日本、韓國、美國、德國申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量均在20件以下，表明我國的預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)掌握在我國的企業(yè)、院校等申請(qǐng)人手中。我國的專利權(quán)人以企業(yè)為主，以企業(yè)為申請(qǐng)人的有效專利的占比為79%，以大專院校為申請(qǐng)人的有效專利的占比為13%，以個(gè)人為申請(qǐng)人的有效專利的占比為6%，以科研單位為申請(qǐng)人的有效專利的占比為1%。在企業(yè)的專利申請(qǐng)中，以柳州歐維姆公司（包括柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司、柳州歐維姆工程有限公司、柳州歐維姆結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)有限公司等）、中鐵大橋局（包括中鐵大橋局集團(tuán)有限公司、中鐵大橋局股份有限公司、中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司等）、江陰法爾勝公司（包括法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司、江蘇法爾勝纜索有限公司、江蘇法爾勝研發(fā)中心有限公司等）等企業(yè)為主，在大專院校的專利申請(qǐng)中，以東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)為主，科研單位的專利申請(qǐng)中，僅有交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院的有效專利為10件以上，在個(gè)人申請(qǐng)中，申請(qǐng)人比較分散，尚未形成專利布局。

由上述專利權(quán)人分布的信息可以看出，例如柳州歐維姆公司、江陰法爾勝公司及中鐵大橋局等，主要技術(shù)及產(chǎn)品均為拉索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、張拉施工等，因此我國的專利壁壘主要集中在預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)的上游和中游，產(chǎn)業(yè)鏈上游關(guān)鍵技術(shù)在于拉索的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)業(yè)鏈下游關(guān)鍵技術(shù)在于拉索的張拉施工等橋梁應(yīng)用。在公開的有效專利中，已有部分專利涉及拉索的腐蝕、損傷監(jiān)測(cè)等產(chǎn)業(yè)鏈下游的維護(hù)技術(shù)，但有效專利的保護(hù)點(diǎn)較為分散，尚未形成有的專利布局，因此產(chǎn)業(yè)鏈下游技術(shù)的挖掘和布局的空間較大。

3 結(jié)語

我國預(yù)應(yīng)力拉索技術(shù)的發(fā)展相對(duì)較晚，但目前國內(nèi)專利已形成具有一定保護(hù)能力的專利布局結(jié)構(gòu)，目前預(yù)應(yīng)力拉索的市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)掌握在我國的企業(yè)、院校等申請(qǐng)人手中。雖然我國的預(yù)應(yīng)力拉索產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量已遠(yuǎn)超其他國家/地區(qū)，但是欠缺海外專利的申請(qǐng)及布局，導(dǎo)致國內(nèi)預(yù)應(yīng)力企業(yè)的海外競(jìng)爭(zhēng)能力差，建議國內(nèi)企業(yè)針對(duì)核心技術(shù)開展海外專利布局，以提升海外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在研發(fā)方向方面，拉索產(chǎn)業(yè)鏈下游領(lǐng)域正處于發(fā)展期，具有較大的挖掘潛力，已有部分下游企業(yè)進(jìn)入上游技術(shù)領(lǐng)域，研發(fā)出具備監(jiān)測(cè)能力的成品拉索，并形成小范圍的專利組合，建議預(yù)應(yīng)力企業(yè)通過聯(lián)合專利優(yōu)勢(shì)企業(yè)、“產(chǎn)學(xué)研”合作等方式，制定適合企業(yè)自身的研發(fā)策略。最后，建議國內(nèi)相關(guān)企業(yè)加強(qiáng)針對(duì)重點(diǎn)專利持有人的關(guān)注，識(shí)別國內(nèi)外專利壁壘，降低企業(yè)進(jìn)入目標(biāo)市場(chǎng)的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]高金.斜拉橋技術(shù)發(fā)展綜述[J].城市道橋與防洪，2015（8）：26-30.

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[3]朱星虎，紀(jì)厚強(qiáng)，趙公明.斜拉橋拉索損傷的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)研究[J].工程技術(shù)研究，2018（8）：33-34.