发明创造名称：一种下击暴流作用下输电铁塔风荷载确定方法
外观设计名称：
决定号：191077
决定日：2019-09-18
委内编号：1F272622
优先权日：
申请（专利）号：201410100832.0
申请日：2014-03-18
复审请求人：国家电网公司 中国电力科学研究院 国网山西省电力公司 江苏省电力公司电力科学研究院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘剑
合议组组长：刘宇儒
参审员：李婉怡
国际分类号：G06Q50/06
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开且所起作用相同，其余部分区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件和本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410100832.0，名称为“一种下击暴流作用下输电铁塔风荷载确定方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为国家电网公司、中国电力科学研究院、国网山西省电力公司、江苏省电力公司电力科学研究院，申请日为2014年03月18日，公开日为2015年09月23日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年11月06日发出驳回决定，以权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2014年03月18日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图，2018年06月01日提交的权利要求第1-4项（经合议组查明，驳回决定表格和驳回决定案由部分所针对的权利要求书文本是笔误，驳回决定所针对的权利要求书的实际审查文本是2018年09月30日提交的权利要求第1项）。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种下击暴流作用下输电铁塔风荷载确定方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)确定下击暴流作用下输电铁塔风荷载组成成分；
(2)确定输电铁塔不同高度处的竖直剖面风速；
(3)确定雷暴移动过程中输电铁塔塔位处的平均水平风速；
(4)确定下击暴流作用下输电铁塔风荷载；
所述步骤(1)中的输电铁塔风荷载只包括铁塔本体风荷载；
所述步骤(2)中不同高度处的竖直剖面风速通过下式(1)确定：
其中，V(z)为沿径向水平风速最大时，随高度变化的竖直剖面风速；下击暴流的最大水平风速Vmax取80m/s；z为输电铁塔各个风压分段的形心高度；zmax为最大水平风速的所在高度，取70m；
所述风压分段为对输电铁塔沿高度方向进行的分段；所述风压分段包括横担分压分段和塔身风压分段；
所述下击暴流最大水平风速Vmax对应的时距为3s，通过下式(2)将所述下击暴流风速转换为时距为10min的风速：
Vmax,10min＝1.423Vmax,3s (2)
所述步骤(3)中的平均水平风速通过下式(3)确定：
U(z,t)＝V(z)×f(t) (3)
其中，V(z)为竖直剖面风速；f(t)为时间因子，取1.0，用于描述竖直剖面风速随时间的变化，受雷暴移动速度、轨迹和径向剖面风速因素的影响；
所述步骤(4)中下击暴流作用下输电铁塔风荷载通过下式(4)确定：
其中，U(z)为所述平均水平风速；μs为构件体型系数；βzd为下击暴流风振系数；As为迎风面构件的投影面积。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：“雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应”，王昕等，浙江大学学报（工学版），第43卷第8期，第1520-1525页，公开日为2009年08月31日；
对比文件2：“下击暴流风荷载的数值模拟”，瞿伟廉等，武汉理工大学学报，第30卷第2期，第70-74页，公开日为2008年02月29日；
对比文件3：“大跨越输电塔线体系风振响应研究”，刘万群，中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技II辑，2006年第07期，公开日为2006年07月15日。
驳回决定的具体理由是：在对比文件1的基础上结合对比文件2、3以及本领域的公知常识，得到权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年01月30日向国家知识产权局提出了复审请求，但并未对申请文件进行修改。
复审请求人认为：本申请中“最大水平风速”和“最大水平风速所在高度”，是从“最大水平风速”和“最大水平风速所在高度”两个方面对“不同高度处的竖直剖面风速”计算方法作了进一步限定，在对比文件未给出启示的情况下，驳回决定认定其为惯用手段说服力不足。本申请还具有诸多有益效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月11日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为，对比文件2公开了本申请中下击暴流的最大水平风速Vmax取80m/s，zmax为最大水平风速的所在高度取70m；在对比文件1的基础上结合对比文件2、3和本领域的惯用手段即可得到本申请的方案，达到本申请的效果，因此，本申请不具备创造性，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年07月18日向复审请求人发出复审通知书，复审通知书指出权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其中，权利要求1与对比文件1相比，其区别在于：（1）确定输电铁塔不同高度处的竖直剖面风速；不同高度处的竖直剖面风速通过下式确定：；V(z)为沿径向水平风速最大时，随高度变化的竖直剖面风速；下击暴流的最大水平风速Vmax取80m/s；z为输电铁塔各个风压分段的形心高度；zmax为最大水平风速的所在高度，取70m；（2）所述风压分段为对输电铁塔沿高度方向进行的分段；所述风压分段包括横担分压分段和塔身风压分段；下击暴流作用下输电铁塔风荷载通过下式确定：；U(z)为所述平均水平风速；μs为构件体型系数；βzd为下击暴流风振系数；As为迎风面构件的投影面积；（3）下击暴流最大水平风速Vmax对应的时距为3s，通过下式将所述下击暴流风速转换为时距为10min的风速： Vmax,10min＝1.423Vmax,3s。其中，区别技术特征（1）已被对比文件2公开且所起作用相同，区别技术特征（2）部分被对比文件3公开且所起作用相同，其余部分为本领域的公知常识，区别技术特征（3）为本领域的公知常识，因此，权利要求1相对于对比文件1、2、3和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件2公开了“最大水平风速取80m/s”和“最大水平风速所在高度取70m”两个技术特征，对比文件1实现了相同的技术效果。
复审请求人于2019年08月29日提交了答复上述复审通知书的意见陈述书，未对申请文件进行修改。
复审请求人认为：（1）复审通知书中认为“在计算风荷载时根据需要不考虑风压高度系数，是本领域的常用技术手段”；“根据需要”概括度较高，在没有指出具体“需要”的情况下，作出上述认定说服力不足；（2）本申请还具有诸多有益效果：本申请的方法对于指导下击暴流多发区输电线路设计、提高输电线路安全可靠性具有重要意义；本申请的方法兼顾输电线路安全性和经济性原则，解决了现有输电铁塔设计规范无法计算下击暴流风荷载的问题；本申请的方法为下击暴流作用下输电铁塔设计提供技术依据，有效提高下击暴流多发区域输电铁塔的抗风能力；本申请的方法采用竖直风速剖面反映下击暴流与常规风的差异，这样便于与常规风风荷载计算方法衔接，并可直接采用现有的输电铁塔设计软件进行承载力校核，方便设计人员使用。
在上述程序的基础上，本案合议组认为事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时没有对申请文件进行修改，因此，本复审请求审查决定所针对的审查文本与复审通知书所针对的审查文本相同，即：2018年09月30日提交的权利要求第1项，申请日2014年03月18日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开且所起作用相同，其余部分区别技术特征属于本领域的公知常识，则该权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件和本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
本复审请求审查决定在评价创造性时所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：“雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应”，王昕等，浙江大学学报（工学版），第43卷第8期，第1520-1525页，公开日2009年08月31日；
对比文件2：“下击暴流风荷载的数值模拟”，瞿伟廉等，武汉理工大学学报，第30卷第2期，第70-74页，公开日2008年02月29日；
对比文件3：“大跨越输电塔线体系风振响应研究”，刘万群，中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士） 工程科技II辑，2006年第07期，公开日2006年07月15日。
2.1、权利要求1请求保护的技术方案不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
权利要求1请求保护一种下击暴流作用下输电铁塔风荷载确定方法。对比文件1公开了一种雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应方法，并具体公开了如下技术特征（参见第1-2节）：在高强度风作用下导线对输电塔塔线体系风荷载贡献处于次要地位，因此计算冲击风直接作用于输电塔的风荷载（相当于确定下击暴流作用下输电铁塔风荷载组成成分；输电铁塔风荷载只包括铁塔本体风荷载），不同于常规风剖面，冲击风水平风速同时存在径向风速剖面和竖向风速剖面，V(z)为当输电塔处平均风速最大时竖向风速剖面，可以采用Wood&Kwok模型表达（相当于确定输电铁塔竖直剖面风速）；输电塔处平均风速可视为竖向风速剖面和时间因子的乘积：U(z,t)＝V(z)×f(t)；V(z)为当输电塔处平均风速最大时竖向风速剖面；f(t)为最大值等于1.0的时间因子，包含雷暴移动速度和径向风速剖面等因素，描述输电塔处竖向风速剖面随时间的变化（相当于确定雷暴移动过程中输电铁塔塔位处的平均水平风速；平均水平风速通过下式确定：U(z,t)＝V(z)×f(t)，V(z)为竖直剖面风速；f(t)为时间因子，取1.0，用于描述竖直剖面风速随时间的变化，受雷暴移动速度、轨迹和径向剖面风速因素的影响）；确定冲击风过程中输电塔风荷载（相当于确定下击暴流作用下输电铁塔风荷载）。
权利要求1与对比文件1相比，其区别在于：（1）确定输电铁塔不同高度处的竖直剖面风速；不同高度处的竖直剖面风速通过下式确定：；V(z)为沿径向水平风速最大时，随高度变化的竖直剖面风速；下击暴流的最大水平风速Vmax取80m/s；z为输电铁塔各个风压分段的形心高度；zmax为最大水平风速的所在高度，取70m；（2）所述风压分段为对输电铁塔沿高度方向进行的分段；所述风压分段包括横担分压分段和塔身风压分段；下击暴流作用下输电铁塔风荷载通过下式确定：；U(z)为所述平均水平风速；μs为构件体型系数；βzd为下击暴流风振系数；As为迎风面构件的投影面积；（3）下击暴流最大水平风速Vmax对应的时距为3s，通过下式将所述下击暴流风速转换为时距为10min的风速： Vmax,10min＝1.423Vmax,3s。
基于上述技术特征，该权利要求相对于对比文件1实际要解决的技术问题是：如何全面获取输电塔竖直剖面风速，如何计算输电铁塔风荷载和国内标准的最大水平风速。
对于区别（1），对比文件2公开了一种下击暴流风荷载的数值模拟方法，并具体公开了如下技术特征（参见第1节）：Vicroy提出的模型为：；V(z)为高度z处的最大平均风速；Vmax为下击暴流的最大水平风速，取80m/s，发生在zmax高度处，取70m；z为不同的高度。因此对比文件2给出了利用Vicroy模型计算不同高度的输电塔竖直剖面风速的启示，以解决相同的问题，都是用于全面获取输电塔竖直剖面风速。
对于区别（2），对比文件3公开了一种风荷载的计算方法，并具体公开了如下技术特征（参见第2.3、2.5和5.3节）：由2.5节和图2.1可知，塔身风载按照不同高度风振系数取值的不同分为32段，包括横担分压分段和塔身风压分段；；Fk为风荷载标准值，分别为高度z处风振系数、结构体型系数和风压高度系数，分别为基本风压和挡风面积；，w为单位面积上的风压力，即基本风压，v为风速，，，因此w=v2/1633，近似地，w=v2/1600。因此对比文件3给出了计算输电铁塔风荷载的启示，以解决相同的技术问题，都是用于确定输电铁塔风荷载。而在计算风荷载时根据需要不考虑风压高度系数，是本领域的常用技术手段。
对于区别（3），为了使最大水平风速取值符合中国标准便于使用，而将国际的3s时距转换为中国的10min时距，是本领域的公知常识。“《结构抗风分析原理及应用（第二版）》 黄本才等编著，同济大学出版社，2008年9月出版”一书中记载：我国规范规定平均风的时距为10min，由于各国之间平均风时距不尽相同，这就涉及相互之间换算的问题，表3-4中记载3s和10min的平均风速比值为1.422。
由此可知，在对比文件1的基础上结合对比文件2、3以及本领域的公知常识，得到该权利要求的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此该权利要求不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
对复审请求人相关意见的答复
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见，合议组认为：
（1）对比文件3中输电铁塔风荷载的计算公式与本申请中输电铁塔风荷载的计算公式区别在于风压高度系数，风压高度系数是指某类地表上空高度处的风压与基本风压的比值，取决于地面粗糙程度指数，在计算输电铁塔风荷载时，当风压高度系数对于风荷载的影响不大，或者地面粗糙情况可以忽略不计时，为简化计算可以忽略风压高度系数，属于本领域的常规选择，并未带来意想不到的技术效果。
（2）对比文件1公开了下击暴流作用下输电铁塔风荷载确定方法，在高强度风作用下导线对输电塔塔线体系风荷载贡献处于次要地位，因此计算冲击风直接作用于输电塔的风荷载，同样对于指导下击暴流多发区输电线路设计、提高输电线路安全可靠性具有重要意义，兼顾了输电线路安全性和经济性原则，解决了现有输电铁塔设计规范无法计算下击暴流风荷载的问题，有效提高下击暴流多发区域输电铁塔的抗风能力，同样采用竖直风速剖面反映下击暴流与常规风的差异，便于与常规风风荷载计算方法衔接，可直接采用现有的输电铁塔设计软件进行承载力校核，方便设计人员使用。
综上所述，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月06日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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