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专利分析思路下的隧道盾构施工技术发展研究

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李苗

[导读] 摘要：本文以隧道盾构施工技术为研究对象，从专利分析的角度，依靠万象云等专利引擎搜索工具，重点对隧道盾构施工技术近10年专利申请量趋势、申请人研发团队规模、专利IPC等方面进行深入研究，得出相关专利统计图，总结出我国隧道盾构施工技术的发展现状。

        中铁二十五局集团第五工程有限公司青岛 266061
        摘要：本文以隧道盾构施工技术为研究对象，从专利分析的角度，依靠万象云等专利引擎搜索工具，重点对隧道盾构施工技术近10年专利申请量趋势、申请人研发团队规模、专利IPC等方面进行深入研究，得出相关专利统计图，总结出我国隧道盾构施工技术的发展现状。
        关键词：专利分析；隧道盾构；施工技术；发展
        0引言
        21世纪后，在国家建设部门的有关政策指引下，隧道盾构技术的研发与应用取得显著成果，尤其是在“863”计划实施的背景下，形成了产学研为主体的盾构施工技术推进方案。本文就我国在隧道盾构与掘进施工技术，从专利申请的角度进行了深入分析，得出盾构施工相关专利达万余件，尤其在针对盾构施工关键技术，如富水砂卵层地层下隧道盾构施工关键技术、防治刀具磨损的换刀技术、跨江跨海大断面的隧道盾构施工关键技术等方面的研究与应用，我国专利申请数量、知识产权保护程度相对较高[1]。
        1研究方法和数据分析
        1.1研究方法
        借助定量、定性分析的方法，对有关隧道盾构技术专利检索的相关内容和数据进行专利分析，得出专利技术发展过程中存在的问题。定量的研究方法主要从有关盾构技术专利申请量趋势、申请人研发团队规模等方面进行分析，对专利申请近几年的动态，专利权人的申请单位等数据进行统计。
        在所需数据收集完成以后，对数据进行可视化分析，并采用函数图的二维绘制，得到折线图、柱状图、表格数据统计等形式。
        1.2数据获取来源
        通过中国知识产权网（CNIPR）、专利局官方网站、万象云等专利数据搜索引擎，对近10年我国国内申请的有关隧道盾构施工技术的专利进行统计，为保证相关数据搜集的专业性，实现专利数据的全面化管理，本文选择在数据库为检索平台的背景下，分别通过检索“盾构掘进”、“盾构法”、“盾构施工”等为关键词2020年5月15日进行检索，共搜索出相关专利数据9398件，对应文献11118份。
        2隧道盾构施工技术专利分析
        2.1专利申请量趋势
        分析和统计近10年盾构施工技术的专利申请量，如下图1可看出，在2011年~2014年专利申请量分别为319件、358件、426件和487件，而从2015年开始668件，到2017年，有关隧道盾构施工技术的专利申请量达到1423件，2018年达到最大值2124件，由此分析出，在我国关于盾构施工技术研发经费充足，研发实力增强的背景下，我国有关隧道盾构技术的专利申请量逐步增加，知识产权的保护意识也在逐步加强[2]。

        图1 有关隧道盾构技术专利近10年专利申请量趋势统计图
        2.2申请人研发团队规模分析

        图2 近10年隧道盾构施工技术专利申请研究团队规模统计图
        专利技术的研发团队代表了我国隧道盾构技术的研究结构及研究组成，是分析盾构技术日后发展现状的重要素材。由上图2中的统计数据可以看出，中铁工程装备集团有限公司、上海隧道工程股份有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司这三个申请人申请的专利数量最多，分别为442件、173件、164件，占所分析专利的4.703%、1.841%、1.745%。
        2.3专利IPC分析
        通过分析隧道盾构技术分支内专利数量的分布情况，来发现一组盾构专利中较为重要的技术分支。通常来讲，隧道盾构专利数量较多，且在总专利数量中占比达到一定比例的技术分支是较为重要的技术分支。
        IPC分类号：本项目分析了技术在专利审查时审查员赋予的分类号，即IPC分布情况，每个数据点代表该IPC下共有多少件有关盾构隧道施工技术的已公开的专利申请。通常来说，公开专利申请数量较多的IPC受更多申请人关注，技术创新相对活跃；公开专利申请数量较少的IPC则仅有少数申请人从事技术创新工作，总体来讲活跃度较弱。需要注意的是，此项分析的效果和理解方向与IPC和所分析专利的相关度有关，不能一概而论。
        表1 隧道盾构施工技术主要技术领域IPC直属统计

        从上表1中的分析可看出，E21D9/06类专利申请数量最多，通过使用掘进护板；其次是E21D9/08附带钻进或截割工具的。
        2.4隧道盾构施工技术中主要IPC申请趋势

        图3隧道盾构施工技术主要IPC申请趋势图
        主要IPC下专利的申请趋势，如上图3所示，每个数据点代表的是该IPC分类下在该时间段内申请的专利量。
        2.5专利质量评价
        本项目分析了所分析的专利的专利质量的分布情况，每一个数据点代表的是有多少件有关盾构施工技术的相关专利的专利质量落在该星级上。专利质量综合反映了专利在技术、权利和市场等各方面的评价结果。需要注意的是，若专利中缺少必要的技术信息，也会影响其本指标的评价结果[3]。

        图4 隧道盾构技术专利质量评价雷摄图
        从图4可以看出，综合指标在★★★☆、★★★★、★★★的专利最多，分别为4,886件、1,398件、1,352件，占所分析专利总量的51.99%、14.876%、14.386%。
        3结束语
        综上所述，我国隧道盾构施工技术的专利技术正处于发展阶段，研发技术的开展主要呈现出企业研发，并在实际的工程应用中，企业同时逐步推进。
        近些年我国盾构施工技术主要围绕着施工过程中，对不同地质条件的适应性及隧道掘进的快速、环保、安全等施工目标来进行研究，解决盾构施工技术中安全、失效、失准三大问题，尤其是在掘进护板及附带钻进或截割工具（换刀）等技术专利最多[4]。
        在我国盾构施工技术主要掌握在中铁工程装备集团有限公司等国有企业。
        最后，希望能够通过本次研究与数据分析，对隧道盾构施工技术的研发及其在施工中的应用能提供参考信息。
        参考文献
        [1]张伟森.关于复合地层中盾构机刀具磨损的优化研究［J］. 铁道建筑技术, 2018(1):11-14.
        [2]曾良峰.砂卵石地层盾构始发段下穿既有线施工技术［J］. 铁道建筑技术, 2018(3):110-112.
        [3]李强.青岛地铁11号线暗挖大断面施工关键技术研究[J].铁道建筑技术，2017(增刊1）：40-44.
        [4]陈馈, 杨延栋. 中国盾构制造新技术与发展趋势[J].隧道建设.2017.37（3）：276-284.
        作者简介：李苗，1986.02，女，本科，工程师，研究方向：专利，建筑项目管理