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立體車庫技術領域的專利申請狀況分析

2016-03-29 10:00:30
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daodu

為了解立體車庫領域在中國的專利申請狀況,對CNABS 系統中收錄的立體車庫技術領域的所有專利進行了分析

                                                                                                  立體車庫技術領域的專利申請狀況分析
     摘要:為了解立體車庫領域在中國的專利申請狀況,對CNABS 系統中收錄的立體車庫技術領域的所有專利進行了分析。從國內外相關專利申請的數量、類型、技術發展的趨勢和領域的分布等方面進行了分析。結果表明,國內立體車庫技術領域的專利數量上逐年增長,已開始主導國內專利申請,專利質量也在逐步提高,但是技術發展還不夠完善。 
隨著社會的發展,車輛與日俱增,隨之出現的城市交通擁擠問題,其關鍵原因之一體現在停車場的管理效率和安全大大滯后于社會的需求上,于是智能停車管理系統及配套的設施應運而生智能式立體車庫的應運而生,為解決這一難題帶來了希望,將地面停車向空間發展,形成立體停車模式,已經成為緩解城市“停車難”的重要途徑之一。那么,有關立體車庫的專利申請在我國是一種什么情況,我國立體車庫技術領域的發展現狀又如何? 本文以 CNABS 系統中收錄的立體車庫技術領域的專利現狀為研究對象,對在中國申請的國內外相關專利申請的數量、類型、技術發展的趨勢等方面進行了分析,得出分析結論,指出存在的問題并提出建議。 
  1 立體車庫技術領域簡介 
  立體車庫全稱“自動立體停車裝備系統”,屬于倉儲設施,它能使停入的車輛自動擺放到空缺位置,是一種立體化多空間的自動機械式車庫,一般由鋼構架、回轉臺、監控操作臺、輸送車、升降裝置及輔助設備(消防、配電、防盜機構)六大部分聯合組成,其管理系統是集自動化技術、機器人技術、計算機技術為一體的智能化立體化的物流儲運系統。目前,立體車庫主要有以下幾種形式: 巷道堆垛式、垂直升降式、平面移動式、升降橫移式等。立體車庫發祥于上世紀20年代的美國(如:US1636600A,US1605220A,US1554584A等)。50年代以后,伴隨著私人小汽車的大量涌現,美國、西歐相繼發明了多種形式的立體車庫。到了六七十年代,德國、日本、韓國等國家以及香港和臺灣等地區也得到了較好的發展。我國自20世紀90年代初才認識到立體車庫的優點,并對其進行了一系列相關的研究及實踐,但目前仍處于發展階段。近年來,立體車庫從結構、控制、驅動監測、材料、保險等方面不斷更新換代、日趨成熟。根據IPC分類體系,立體車庫技術領域都被分在E04H6/00大組下。 
  2 專利申請類型與數量 
  本文僅針對發明專利申請和實用新型專利申請進行分析。截止到 2013 年 12 月 31 日,CNABS系統中在該大組下公開的專利申請數量共計3340件,其中發明1182項( 授權374項) 、實用新型2158項。考慮到 1990 年以前申請量很小,本文主要針對1990年以后的專利申請進行分析。從1990年開始,立體車庫領域總申請量趨勢如圖 1所示。 立體車庫領域國內申請量趨勢 
   可以看出,從2000年開始,該領域內的專利申請量穩步增長,從2000年的不到50件,增加至2012年的近670件。2009年以后,專利申請量開始迅速增長,特別是從2010年起,隨著我國知識產權戰略的提出,專利申請量增幅顯著,2011 年的申請量突破了600 件,絕對數量和增幅都非常明顯。雖然從圖 1 上看,2013年的申請量略有下降,但是由于存在從申請到公開的延遲,結合目前各個領域申請量都大幅增長的實際情況,2013年的申請量應該超過前一年的申請量。 
  3 國內外專利申請數量與質量 
  由于立體車庫結構相對復雜,個人很少能夠籌集到足夠的資金來投入研發,而且與其應用相關的機械、檢測、微電子及自動化等方面的已有先進技術,大多掌握在國外的各個大技術強國手中,但是縱觀近年的國內立體車庫領域的專利申請量,國外申請人所占比例并不是很多,絕大部分都是國內申請,且實用新型申請量尤其大,但從技術內容上看,國外的申請少而精,而國內申請雖多,但技術含量有待提高,大部分的申請都是對車庫結構的設計及對現有車庫的一些改進,對于系統控制等方面的申請比較少。 
 立體車庫領域各國國內申請比例 
  我國在立體車庫方面的申請,在國內占據了主導地位,同時,在國際上也首屈一指的,申請量大的還有日本,其次還有德國、美國和韓國,申請量相對大一些,雖然我國的申請量上去了,但是在技術上,比起德、日、美、韓這些國家,還是落后不少,對于尖端的、核心的控制技術研究甚少。 
 立體車庫領域各國國際申請比例 
  4 立體車庫技術發展現狀 
  根據檢索結果分析了解,目前,我國申請量大幅度提高,但是大部分是使用新型,對于發明申請量雖多,但是授權率很低,僅約30%,而且大多數的申請都是對車庫結構的設計和改進,從技術上來看,與日本、美國、德國等發達國家還有很大的差距,尤其是在立體車庫的自動化和智能化管理方面,而這些正是立體車庫開發應用的關鍵所在,意味著我們在核心技術上還有多方面的欠缺,尤其需要在立體車庫的結構設計方向上做系統和深入的研究。對于立體車庫,未來的研究方向應立足于結構設計及系統智能控制: 
  5. 結構設計方面 
  立體車庫結構是一種特殊的建筑結構,屬大型復雜、高冗余度結構系統,鑒于作業車輛的高價值和安全性要求,以及承受各種載荷、沖擊等外力等,對立體車庫的安全可靠性、載荷作用模式及合理化結構提出更高的要求。 
  6. 系統控制方面 
  立體車庫逐漸向智能化、人性化的方向發展,因而對立體車庫大的控制精度和速度都提出了更高的要求。 
  首先,PLC 控制方法方面,現在的立體車庫中普遍應用PLC 控制系統來實現立體車庫的智能化,然而PLC在立體車庫的實際應用中所存在的問題漸漸地顯現出來,尤其表現在運行速度方面,PLC 的運算速度只能達到微秒級,隨著電子智能化立體車庫的發展已經逐漸不能滿足車庫對控制芯片的要求了,作為控制核心,用DSP外擴CPLD比PLC更有優勢。且采用DSP+CPLD 會在大大降低生產成本。在控制性能方面,由CPLD完成大量復雜的邏輯運算,DSP完成控制系統的數字運算等功能,這樣可以進一步提高系統的響應速度和控制精度,從而增強車位運行的可靠性與穩定性。對于車庫控制方面,雖然如天津理工大學、哈爾濱工業大學深圳研究生院已有DSP相關專利技術開發(CN101655708 A,CN101419440 A等),但在穩定性、智能性、精確性方面還有待提高。 
  其次,車輛存取策略優化方面,現有的立體車庫中對存取車輛的運行策略研究甚少,專利申請量很少,采用先進的技術和理論,對立體車庫中的控制系統進行仿真和設計,達到最優的存取策略,減少存取時間未來的研究方向。 
  另外,監控系統開發方面,立體車庫的運行離不開自動控制和微電子技術的支持,如電機的驅動、車位的位置檢測、人員及設備的安全檢測等。這就需要有與之相配合的監視和控制管理系統,對此,雖然在德國、日本及美國,技術已日趨成熟,但我國對這方面的研究較少,有待進一步研究。 
  結束語 
  本文首次對立體車庫這一領域的專利申請狀況及技術現狀進行了分析和梳理,有助于國內立體車庫行業和相關技術人員了解行業內的專利申請狀況及目前技術現狀,進而確定立體車庫技術領域的研究和發展方向。今后可以對立體車庫結構設計、智能控制領域的專利技術發展趨勢作進一步分析,從而幫助相關企業研究人員挖掘新的技術創新點。

 

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