鐵路通信論文：鐵路通信專利請示透析

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作者：王欣李剛馮美玉單位：國家知識產權局

筆者檢索到的涉及GSM-R系統、向非中國國家局提出的專利申請共計89件，其中美國專利申請49件，德國專利申請28件，日本專利申請13件，法國專利申請15件，加拿大專利申請6件；涉及GSM-R系統、向中國國家局提出的專利申請共計61件。從圖1可以看出，我國GSM-R通信技術的專利申請量，目前居于各國之首，這同時也驗證了伴隨著高鐵在我國的飛速發展，相關的通信領域專利申請量也隨之迅猛增長。在GSM-R的國內申請中，其中北京交通大學申請27件，上海新干通通信設備有限公司、北京市華鐵信息技術開發總公司、天津通信廣播集團有限公司、中國南車集團株洲電力機車研究所（株洲時代集團公司）等16家公司聯合申請4件，中國北車股份有限公司申請4件，居于申請量的前3位。從上述申請量數據可以看出，北京交通大學在我國GSM-R研究領域處于絕對領先地位，具有強勁的科研實力，并掌握了大量的先進技術。在國內GSM-R申請中，以國際專利分類號(IPC)進行劃分，涵蓋了無線通信網絡、數字信息的傳輸等多個技術領域。該領域國內申請的態勢分析圖3給出了GSM-R領域的國內專利申請的逐年變化情況。2003、2004年，GSM-R領域的國內申請均只有1件，2005年迅速增長到7件，2006、2007年出現回落，各只有4件和2件，2008年開始，再次恢復到8件，2009年猛增到18件，2010年也達到12件，截至本文撰寫時間，2011年已公開8件。需要說明的是，由于專利技術公開的滯后性，發明專利申請一般在距申請日18個月之后公開，所以一些新近的專利申請可能還處于未公開狀態。國內GSM-R專利申請，在2003年之前幾乎為空白。從2003年開始，陸續出現。目前檢索到的最早有關GSM-R的專利申請是華為技術有限公司于2003年9月19日提出的名為“線性覆蓋網絡中的小區切換判決方法”的專利申請，申請號為03159634.7。從專利申請的角度可以看出，2000底鐵道部確定利用GSM-R技術建設全路通信網絡，極大地推動了GSM-R技術在我國的發展，并直接導致GSM-R專利申請的從無到有，甚至飛速增長。其中，以北京交通大學為代表的科研機構，紛紛在GSM-R通信系統的研發領域迅速成長起來，推動了國內GSM-R系統的研發高潮。

專利視角下的GSM-R通信技術發展早在1993年，歐洲鐵路綜合無線增強網絡規范組織(EIRENE)選定GSM-R系統，作為最適合于鐵路應用的下一代通信系統，并在1995年得到國際鐵路聯盟(UIC)的認可。隨后，GSM-R在歐洲就開始被廣泛研究。縱觀國外GSM-R專利申請，申請人也主要來自GSM-R的發源地——歐洲。如2000年8月11日，德國曼內斯曼公司提出的申請號為DE20001041509、公開號為DE10041509A1、名稱為“考慮在源點經過適當的網絡發送的接入通信請求的安全關聯和緊急性后發送可操作信息”的發明專利申請，該申請中利用已有和新出現的通信系統如GSM-R移動無線網絡。如2003年6月2日西門子有限公司提出的申請號為EP20030090168、公開號為EP1376940A1、名稱為“數據傳輸方法”的發明專利申請。再觀國內，GSM-R通信系統領域，以北京交通大學為代表的大專院校等科研結構占有絕對的領先地位。在鐵道部決定在中國鐵路全面采用GSM-R技術建設鐵路綜合移動通信網之后，2003年1月，西門子公司在北京交通大學成立了國內第一個GSM-R實驗室。自此，北京交通大學作為國內GSM-R通信系統測試、研發的領軍人物，推進了GSM-R通信系統在國內的測試、研究和國產化。在GSM-R領域，北京交通大學擁有27項專利申請，涵概GSM-R系統的測試、越區切換、動態語音組呼、頻率規劃、數據傳輸等多個方面。例如，北京交通大學于2009年3月10日提交的申請號為200910079424.0、名稱為“一種在動態組呼區域內增加和刪除小區的方法”的專利申請，主要針對GCR和MSC之間的接口上的信令進行優化，增加了動態語音組呼內填加新語音組呼小區ADDVGCSLEGS和刪除舊小區MOVEVGCSLEGS兩條相關信令，并詳細說明了信令的信元和格式，以便更好地支持動態組呼業務中的動態組呼區域功能。再比如，北京交通大學于2009年5月26日提交的申請號為200910085588.4、名稱為“GSM-R雙層網絡均勻分擔方式下的切換排隊策略”的專利申請，公開了移動通信技術領域中的一種GSM-R雙層網絡均勻分擔方式下的切換排隊策略，該發明有效地利用了網絡資源，提高了呼叫切換的有效性和鐵路運營的可靠性。但值得注意的是，作為我國鐵路龍頭企業的中國北車股份有限公司和中國南車股份有限公司，在GSM-R領域，只有中國北車股份有限公司擁有4件專利申請，中國南車股份有限公司并無涉足。出于安全性考慮，鐵路通信長期采用無線列調技術，保證列車安全無誤地運行。但是隨著旅客對通信需求的不斷增加，集中在“小三角（車站值班員、列車司機、運轉車長）”和“大三角（行車調度員、車站值班員、列車司機）”通信的無線列調系統根本不能滿足旅客的需要。所以，開發能夠提供更多業務的通信系統勢在必行。但由于之前采用何種通信制式服務于鐵路通信一直沒有定論，因此，相關的深入研究并未大規模展開。直到2000年底，鐵道部確定采用GSM-R作為服務全路的通信系統，各科研機構、研發公司才開始投入GSM-R通信系統的研究和開發。但是，專利申請量并不高，需要更多的研發機構加入，以促進其真正蓬勃發展。在眾多的GSM-R國內專利申請中，也不乏一些亮點申請。如，針對GSM-R線性覆蓋的特點，我國的華為技術有限公司提出的申請號為03159634.7、名稱為“線性覆蓋網絡中的小區切換判決方法”的專利申請，通過檢測并計算移動臺當前發射信號頻率的頻偏獲取移動臺的移動方向，縮短了切換判決時間，保證了移動臺在快速移動時，不會發生乒乓切換。該技術已經在華為技術有限公司的GSM-R相關產品中得到應用，獲得了良好的技術效果，使其市場競爭力得到進一步加強。

在GSM-R通信系統領域，雖然我國專利申請量占據各國之首，但是GSM-R相關核心技術還多數掌控在外國公司手中。隨著我國高速鐵路的迅猛發展和國產化進程加快，極大地推動了國內GSM-R的研究，也使該領域有著前所未有的巨大發展空間。國內研究機構應緊緊抓住這一機遇，將產業和研究緊密結合，在提高自主創新能力的同時，進一步擴大產業化，推出更多具有自主知識產權的產品，增強民族產業的競爭力，從而在打開國內市場的同時，邁出國門，將“中國制造”推向世界。