LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利技術(shù)分析

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局 孫迎椿 交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院 李 坤

技 術(shù)

LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利技術(shù)分析

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局 孫迎椿 交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院 李 坤

近年來，隨著我國(guó)大氣污染防治及綠色水運(yùn)發(fā)展工作的推進(jìn)，LNG在我國(guó)水運(yùn)行業(yè)不斷應(yīng)用，LNG燃料動(dòng)力船舶規(guī)模逐步擴(kuò)大，雖起步較晚，但發(fā)展迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已有150余艘LNG燃料動(dòng)力船舶。而LNG具有低溫、易揮發(fā)的特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)發(fā)生凍傷風(fēng)險(xiǎn)，并且迅速揮發(fā)，如若控制不當(dāng)，可能會(huì)發(fā)生爆炸。因此，為了保障船舶在應(yīng)用LNG燃料過程中的安全性，船舶安裝LNG安防報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶LNG燃料系統(tǒng)的狀態(tài)具有十分重要的意義。本文利用專利分析的基本方法對(duì)中國(guó)近年來LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)專利申請(qǐng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹和分析，并提出了相關(guān)的發(fā)展建議。

發(fā)展歷程

安防報(bào)警系統(tǒng)是為L(zhǎng)NG燃料動(dòng)力船舶配套的安全、保護(hù)及控制設(shè)備，主要用于船LNG儲(chǔ)罐、LNG供氣系統(tǒng)、LNG發(fā)動(dòng)機(jī)、LNG相關(guān)的管路系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。我國(guó)開展LNG在船舶上的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外，直到2010年我國(guó)第一艘LNG動(dòng)力船舶才開始試運(yùn)營(yíng)，采用試點(diǎn)方式進(jìn)行推進(jìn)，且我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不夠完善，船舶上配套的安全報(bào)警設(shè)備較為粗糙，系統(tǒng)集成度較差、控制精度不高、耗能量大，且在應(yīng)用過程中存在不穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷完善以及相關(guān)政策的不斷出臺(tái)，我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶發(fā)展迅速，特別是在交通運(yùn)輸部發(fā)布《水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣指導(dǎo)意見》及財(cái)政部、交通運(yùn)輸部發(fā)布《內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化補(bǔ)貼資金管理辦法》相關(guān)政策文件后，航運(yùn)企業(yè)表現(xiàn)出較高的積極性，目前我國(guó)LNG動(dòng)力船舶規(guī)模已遠(yuǎn)超世界各國(guó)。安防報(bào)警系統(tǒng)是LNG燃料動(dòng)力船舶的重要組成部分，是保障船舶安全的重要設(shè)備，在發(fā)展初期，由于規(guī)范的缺失，導(dǎo)致安防報(bào)警系統(tǒng)市場(chǎng)較為雜亂，產(chǎn)品規(guī)格不規(guī)范。隨著我國(guó)LNG在水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷完善，安防報(bào)警系統(tǒng)逐步規(guī)范，制造廠家數(shù)量也隨之增多，知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)也逐漸得到重視。

申請(qǐng)狀況分析

近年來，我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶才得以快速發(fā)展，LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)的專利的申請(qǐng)相對(duì)其他領(lǐng)域的專利也相對(duì)較少，本文通過采用分類號(hào)、關(guān)鍵詞搜索等方式獲取專利相關(guān)信息，共得到專利文獻(xiàn)16篇。這些專利在一定程度上反映了我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

一、時(shí)間分布

發(fā)明專利默認(rèn)是在申請(qǐng)之日后18個(gè)月后公開，因此，2016年及2017年部分申請(qǐng)的標(biāo)準(zhǔn)還未公開，結(jié)合LNG在船舶上應(yīng)用時(shí)間較短等原因，LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利數(shù)量并不多。

圖1顯示了LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)專利申請(qǐng)年度變化的分布，從圖中可以看出，我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利從2011年才開始有單位申請(qǐng)，但隨著LNG在水運(yùn)行業(yè)的不斷推進(jìn)，專利申請(qǐng)量不斷增加，在2015年達(dá)到了峰值。

二、申請(qǐng)類型分析

圖2是我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利申請(qǐng)類型分布情況，從圖中可以看出，截止到2016年，實(shí)用新型專利申請(qǐng)量7件，占比為43.75%，發(fā)明專利申請(qǐng)量9件，占比為56.25%，發(fā)明專利申請(qǐng)略高于實(shí)用新型專利。

三、申請(qǐng)人分布

圖3和圖4反映了我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利申請(qǐng)人分布情況，從圖3可以看出，專利申請(qǐng)人分布較為廣泛，共計(jì)12家單位，除山東交通學(xué)院、武漢理工大學(xué)、武漢交大新能源科技有限公司、山東航宇船業(yè)集團(tuán)有限公司分別申請(qǐng)2件外，其他單位均只申請(qǐng)過1件相關(guān)的專利。

從圖4可以看出我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利申請(qǐng)人主要為企業(yè)和高校，其中以企業(yè)為主，在總計(jì)16件申請(qǐng)的專利中，11件申請(qǐng)人為企業(yè)，占比為68.75%，5件為高校，占比為31.25%。可見我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)的積極性較高，對(duì)于我國(guó)LNG在水運(yùn)行業(yè)的應(yīng)用起到了一定的推進(jìn)作用。

四、地區(qū)分布

圖5是我國(guó)LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)專利申請(qǐng)區(qū)域分布情況，專利申請(qǐng)單位主要為山東、江蘇、湖北和重慶，分布于長(zhǎng)江干線及京杭運(yùn)河水域，均是我國(guó)內(nèi)河水域較為發(fā)達(dá)的城市，其中山東申請(qǐng)量6件為最高。這說明了地區(qū)水運(yùn)越發(fā)達(dá)，越能夠充分利用優(yōu)勢(shì)，參與船舶設(shè)備研發(fā)的積極性也越高。

五、技術(shù)特點(diǎn)

LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)主要分為兩點(diǎn)：LNG單一燃料安防報(bào)警系統(tǒng)和LNG—柴油雙燃料安防報(bào)警系統(tǒng)。其控制方式基本一致，控制原理主要分為采用PLC控制器和集成有電流輸出模塊的控制器兩類。

采用PLC控制器的安防報(bào)警系統(tǒng)一般由主控制箱、分顯控制屏、可燃?xì)馓綔y(cè)器、聲光報(bào)警器、通用報(bào)警系統(tǒng)、二級(jí)安保系統(tǒng)等組成。

采用集成有電流輸出模塊的控制器的安防報(bào)警系統(tǒng)一般由控制器、整合模塊、開光電源、空開等組成。

安防報(bào)警系統(tǒng)采用PLC具有安全可靠、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，但系統(tǒng)使用元器件較多，較為復(fù)雜，體積較大。而采用集成有電流輸出模塊的控制器替代PLC控制使得安防報(bào)警系統(tǒng)節(jié)省了大量繼電器的使用，體積大幅降低，設(shè)備占地空間減少，安裝更加容易，維護(hù)更加方便，且系統(tǒng)工作連續(xù)性好，智能化程度較高，能夠較好地保障船舶燃?xì)庀到y(tǒng)安全運(yùn)行，已經(jīng)在船舶上得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)展趨勢(shì)

LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)是水運(yùn)應(yīng)用LNG帶動(dòng)發(fā)展起來的新興技術(shù)，正處于高速發(fā)展期，隨著我國(guó)內(nèi)河LNG動(dòng)力船舶產(chǎn)品設(shè)備規(guī)范的不斷完善，以及對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的意識(shí)增強(qiáng)，專利申請(qǐng)量不斷增加，申請(qǐng)速度也會(huì)加快。LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制精度及可靠性方面。

隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)要求越來越高，LNG清潔燃料在水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用的步伐將會(huì)加速，LNG燃料動(dòng)力船舶規(guī)模將不斷擴(kuò)大，安防報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展具有較好的前景，專利技術(shù)越來越受到重視，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)越來越激烈。未來LNG燃料動(dòng)力船舶安防報(bào)警系統(tǒng)將不斷朝著小型化、智能化、通用性強(qiáng)的方向不斷發(fā)展。