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中国VS日本,地震预警系统专利分析

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candytang 2017-08-11

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九寨沟地震又一次为人们带来了悲伤。在为灾区祈福和对大自然充满敬畏的同时,相信不少读者同笔者一样会发出这样的疑问:“地震究竟能不能预报”。根据目前的地震科学研究表明,类似气象预报一样的临震预报对于全球科学界来说都还是难题,现在可以实现的仅是地震预警。地震预警是指:地震监测仪器捕捉到地震波信号后,利用电磁波比地震波速度快的优势,向周边区域发出警报信号。更确切地说,地震波信号分为纵波信号、横波信号、面波信号。三者速度递减,对地面的破坏力递增,地震预警即根据探测到的地震纵波信号,向目的区域发出横波、面波到达的时间,为人员撤离赢得时间,如图1所示。




九寨沟地震预警APP截图



  那么当今全球地震预警技术态势又如何呢,专利信息在此给出了答案。图2所示为全球地震预警专利申请趋势图,在全球范围内检索到地震预警专利共2274件,中国、日本作为饱受地震灾害的国家,专利申请量占到全球申请量的绝大部分。



全球地震预警专利申请趋势图
 


  日本专利申请总量第2,申请开始年份较早,年均申请量30件以上。中国专利申请总量第1,申请量迅速增长出现在2008年即汶川大地震发生以后,全民防震减灾意识显著增强,专利申请量随之攀升。2013年雅安地震后,专利申请量出现又一次申请峰值。日本东北部海域2011年3月11日发生9级强烈地震,引发举世瞩目的福岛核电站事故,该年日本、中国专利申请量均出现申请上升趋势。美国、中国台湾、韩国作为地震多发国与多发区,相关专利申请量紧随中国、日本之后。



全球地震预警专利技术分布图



  如图3所示,地震预警专利IPC(国际专利分类)大组分类号主要集中在G08B21和G01V1,G08B21分类号含义为响应指定异常情况的报警器;G01V1分类号含义为地震或声学信号的探测。此外,G08B27(把报警情况从中心台发信号给多个分台的报警系统),G08B25(将报警的位置情况发信号给中心台的报警系统),G08B19(响应两种或两种以上的不同的意外或异常情况的报警器),G01H1(通过利用直接传导到检测器测量固体中的震动)。




中国、日本技术分支对比


  通过对比分析中国、日本公开专利发现,在上述主要IPC大组分布的专利中,中国专利主要集中在一般报警器G08B21和地震信号监测方法G01V1,在多异常信号报警装置G08B19也分布有少量专利;日本专利主要分布在地震信号监测方法G01V1,一般报警器G08B21,特性主要为预警中心向用户端分发的报警器G08B27和震动检测G01H1。



中国、日本专利类型对比



  对比中国、日本公开专利发现,两国发明申请、授权发明量大体相当,中国实用新型专利数量领先于日本。



中国、日本主要申请人对比
 


  中国前10申请人主要为高校和科研院所,自然人朱祚睿申请有50件相关发明申请,22件获得授权,但全部50件专利均已处于失效状态。前10申请人中,值得关注的是成都高新减灾研究所,申请人排名第5的王暾博士为成都高新减灾研究所所长、地震预警四川省重点实验室主任,成都美幻科技有限公司与成都高新减灾所也保持有较好的技术合作关系。自然人周封与哈尔滨理工大学共同申请有7件专利。


  日本前10申请人主要包括企业和科研院所。企业主要是HOCHIKI(报知机株式会社)和SANYOELECTRIC(三洋电机)。报知机株式会社是日本第一家防灾产品制造商,创立于1918年,其申请重点在G08B27,即特性在于预警中心台向用户端分发地震报警信号的报警装置。三洋电机申请重点在H04M11(专用于与其他电系统组合的通信系统),即专用于地震预警的通信系统方案。日本主要从事地震预警的科研院所有铁道技术综合研究所和SYSTEMDATARESKK。


  回到图1所示的地震预警系统,其是否有相应的专利保驾护航呢?


  答案是肯定的,成都高新减灾所于2012年申请的“一种分布式地震预警信息处理方法及系统”在2016年获得国家知识产权局授权。该专利针对日本现有的“紧急地震速报系统”中心台站实时采集、统一处理各分站数据提取关键信息的技术方案具有的:数据传输量大、偏远地区适应性差、时效性差等缺陷,将地震预警需要处理的关键信息分布到各地的地震预警关键信息产生仪分别处理,仅将计算后的关键信息结果发送给地震预警中心,地震预警中心快速确定地震基本参数(如图7所示),提高了地震预警的时效性,而时效性也正是地震预警的意义所在。



 综上所述,2008年汶川地震以来,我国地震预警技术发展迅速,已拥有一大批自主知识产权的地震预警产品。与日本滨海不同,我国地震多发生于西南山区,形成的地震预警技术自然与日本存在一定差异。针对近年来发生的多次强震,中国相关科研院所正在加紧研发地震预警产品,不断改进地震预警系统的可靠性和时效性。在地震尚不可预报的情况下,以地震预警为代表的防震减灾技术将成为保障人们生命、财产安全的重要力量。

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