列车自动防护：生命线上的专利赛跑

    “7·23”甬温线特别重大铁路交通事故发生后，乘客对高铁的信心受挫，但１３亿人口对于铁路交通的需求是刚性的，因此，人们在要求铁路部门提高管理水平的同时，也要求我国企业将高铁、动车的安全运行技术水平提上更高标准。
在整个列车安全系统中，列车自动防护系统（ATP）属于关键技术，它的重要功能之一是确保两辆列车不出现在同一地点。据统计数字显示，近年来，我国企业在ATP技术领域的专利申请量逐年攀升，2007年更是超过日本，位居当年专利申请量之首。目前，我国已成为世界上最大的高速铁路和城市轨道交通市场，正处高速增长期。业内人士指出，由于我国ATP技术起步较晚，其核心技术仍然控制在国外企业手中。因此，我国企业应该加大ATP的技术研发投入和专利保护力度，同时还应时刻关注国外企业制定的涉及ATP技术的知识产权战略，掌握它们的专利战略布局及专利池，做到“知己知彼，百战不殆”的同时，逐步形成具有自主知识产权的ATP技术体系，突破国外企业在ATP技术上对我国企业的封锁，提高国内企业的核心竞争力。

现状　　我国已迈入ATP专利申请大国行列
   自1948年世界上首次出现了涉及ATP技术领域的专利申请后，直到1993年，涉及ATP技术领域的专利申请量才开始呈逐年增长趋势，期间虽然也有一些轻微的波动，但其技术在整体上稳步发展。近年来我国涉及ATP技术领域的专利申请量逐年攀升，其中2007年超过日本，位居当年ATP专利申请量之首。
    “在涉及ATP领域的原创技术中，中国与日本、德国均位居前列，这充分说明了我国企业也已经重视该技术的研发和专利保护工作，并取得了一定成效。”北京国之企业专利应急和预警咨询服务中心（下称国之中心）相关负责人在接受中国知识产权报记者采访时介绍，按原创技术所属国统计，日本的专利申请量排名第一，在目前可检索到的专利文献中，49%的专利申请原创于日本，这说明日本在该项技术上的研发实力最强；德国、美国、英国等国家也具有较强的技术实力。
    据了解，ATP技术的专利申请涉及领域广泛，最主要的IPC国际专利分类号是B61L（铁路交通管理；保证铁路交通安全），这与该技术本身的内容密切相关。此外，ATP技术还会涉及采用无线电波的定位或检测、信号传输、数据识别和处理等方面的技术。
问题　　呼唤更加有效的ATP系统
   “我国高速铁路的技术研发起步较晚，虽然用5年的时间完成了世界发达国家30年所完成的高速铁路研发之路，成绩有目共睹，但是在控制系统和核心部件方面还明显弱于德国和日本。”一位业内专家在接受中国知识产权报记者采访时指出。
事实上，从20世纪80年代开始，很多国家就开始在ATP技术领域研究新的技术，如美国、加拿大的先进列车控制装置（ATCS）、欧洲的列车控制系统（ETCS）等。己经投入使用的德国ZUB系统和在西班牙等国投入应用的、以交叉轨道电缆为基础的系统中都含有ATP系统。随着高速列车的开行，在高速铁路上也逐步实现了不同类型的ATP技术，如日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和法国高速铁路的TVM300及TVM430系统等。
   ATP技术在我国最早应用于1992年建成的京广线郑武段四显示速差式自动闭塞中，地面为UM-71无绝缘18信息轨道电路，车上为TVM-300机车信号及超速防护系统，采取列车速度分级控制及出口检查制动的方式，防止列车超速。随后，该技术被广泛应用到我国的高速铁路改造工程上。
国之中心相关负责人表示，目前世界各国对ATP技术的研究都在不断成熟和完善，而我国在该技术领域的发展起步较晚，其系统还缺乏更为系统化的设计，因此亟待形成一个更加有效的、符合铁路运输要求的ATP系统。
发展　　企业核心技术亟待“突围”
   以统计数据为基础，在对申请人的专利申请总量以及各技术分支专利申请数量所作排名分析后发现，ATP技术领域比较活跃的国外企业有日本信号株式会社、西门子公司、株式会社日立制作所、株式会社京三制作所等。
国内申请人中，北京交通大学和北京全路通信信号设计研究院在该技术领域处于领先地位。
    从2007年开始，涉及ATP技术领域的专利申请一直保持着增长态势。其中，日本的专利申请量最大，而且历年的技术研发活动与该领域历年技术研发活动的趋势一致。
    德国、中国、美国等也是该技术的主要市场或主要研发生产地区，各国的企业都非常重视在上述国家或地区进行专利申请。
因此，业内专家建言，国内企业在产品研发及市场销售时，应该多借鉴这些国家的研发技术，并关注其专利保护情况，加强自身的专利布局。
    “目前，已有越来越多的国外ATP技术企业加大了其在中国的专利保护力度和技术研发投入。以日本为例，这里不仅是ATP技术的研发中心，日本企业也非常重视对该技术的保护。”对此，国之中心相关负责人表示，中国企业应当尽早在目标市场申请专利，进行专利布局。同时，在研发过程中充分利用专利信息，及时避开已有专利的保护范围，不断增强企业的核心竞争力，以在激烈的市场竞争中获得更多的专利筹码。
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什么是ATP系统？
ATP系统的英文全称为Automatic Train Protection System，即列车自动防护系统，它是列车自动控制系统ATC的基础，ATO和ATS子系统都依托于ATP子系统的工作。
ATC系统即Automatic Train Control System，列车自动控制系统，集先进的计算机技术、通信技术、控制技术、信号处理技术和铁路通信信号技术于一体，完成列车自动运行的管理和防护功能。该系统按照功能划分为三个子系统，分别是列车自动监控系统ATS（Automatic Train Supervision System），列车自动防护系统ATP和列车自动驾驶系统ATO（Automatic Train Operation System）。
ATP系统如何工作？
ATP子系统采用自动闭塞方式，也就是将轨道线路划分成若干个小区间（即闭塞分区），每个闭塞分区都装有轨道电路，轨道电路内有列车检测信号的发送和接受装置，以及机车信号的发送装置。其工作原理为：自动检测列车实际运行位置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定的行车间隔。
ATP系统不断将来自联锁设备和操作层面上的信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等从地面通过轨道电路等传到车上，从而由车载设备计算得到当前所允许的速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传到车上，由车载设备测得实际运行速度，依此来对列车速度实行监督，使之始终在安全速度下运行。当列车速度超过ATP装置所指示的速度时，ATP的车上设备就发出制动命令，使列车自动地制动；当列车速度降至ATP所指示的速度以下时，可自动缓解。而运行操作仍由司机完成。这样，可缩短列车运行间隔，同时可靠地保证列车不超速和冒进。
在ATP系统完整正常工作的情况下，同一方向铁轨上的两辆列车中，后车的自动制动将使其无法靠近前车，不可能出现追尾情况。——转自中国知识产权报