第24卷第1期森 林 工 程Vol 24No 12008年1月
FORES T E NGINEERING
Jan.,2008
单轨车的发展及在我国林业中的应用
包覆胶水
刘滨凡1,2
，王立海
1
(1.东北林业大学，哈尔滨 150040; 2.黑龙江省木材采运研究所，哈尔滨 150081)流媒体直播系统
摘 要：综述单轨车的发展，通过对单轨车交通特点的分析，提出单轨车在林业行业应用的可行性，并进行分析和论证。指出对该单轨车的设计与制造技术需进一步研究，以期单轨车在我国得到更有效地使用和发展。
关键词：单轨交通；单轨车；林业交通
中图分类号:U213 文献标识码:A 文章编号:1001-005X (2008)01-0025-03
Development of Monorail and It s Application in Forestry in China Liu Binfan (1.Northeast Forestry University,Har bin 150040; 2.Heilongjian g Logging Research Insti tute,Harbin 150081);Wang Lihai (Northeast Forestry University,Harbin 150040)
Abstract :In this paper,the development of monorail was reviewed,and the application feasibility of monorail in forestry was put forward by analyzing the characteristics of monorail.The results showed that the design and manufacture technology of monorail need to be resear ched further in order to achieve more effective applicati on and develop ment.
Key words :monorail transp ort;monorail;forestry transport
收稿日期:2007-10-20
金属表面涂料基金项目：国家 948 项目(2006-14-29)
第一作者简介：刘滨凡(1964-)，男，黑龙江哈尔滨人，东北林业大学博士研究生，研究员。研究方向：森林工程。 责任作者简介：王立海(1960-)，男，黑龙江哈尔滨人，博士生导师，教授。研究方向：森林工程。
1 单轨车发展概况
1824年在英国伦敦第一条单轨轨道诞生，但是当时在伦敦码头铺设的是木制轨道，而且车辆是用马匹来牵引的。真正用动力车牵引的，用来输送 旅客的营业化单轨轨道交通，出现在1888年的爱尔兰。动力车是跨座式蒸气机车，线路长约15km，最高运行速度为43km h 。1893年德国人建造了另外一种类型的单轨轨道，是现存最古老的单轨轨道交通线路[1]
。最早作为城市交通系统建成的单轨铁路是1964年开通的羽田至浜松町间13km 东京单轨铁路。1970年，在大阪召开的万国博览会上，建成了兼作展示用的场内运输万博单办铁路，另外大船站至湘南江之岛间6 6km 湘南单轨铁路也建成并开通运营[2]
。2004年11月18日，首列国产跨座式单轨车在长春轨道客车股份有限公司下线。这不仅填补了我国城市轨道车辆工业的一个空白，也标志着我国成为继日本之后世上第二个拥有此种制造技术的国家[3]。2004年12月，重庆市轨道交通2号线投入试运行，成为我国首次建设的跨
座式单轨交通线。
单轨车在城市交通中迅速发展的同时，它在其它场合也得到了广泛应用。国外较早的单轨游览专用车
出现在1953年的日本东京上野公园，后阿尔韦格式单轨车系统在德国建设了实验路线,1958年意大利都灵与美国西雅图分别建设了博览会专用线。这些都是单轨游览车的前期应用，其设备的制造和设计水平都是初级的。随着科学的发展、技术的进步,20世纪70年代、80年代美国洛杉矶的迪斯尼乐园、日本东京上野公园、横滨的梦幻世界等世界多处纷纷建立了性能较全面的中、小型旅游专用单轨游览车。由于这些游览机结构有别于城市交通的单轨车，而且轨道也不同，这些单轨游览车还主要应用于公园、机场等平坦的路面行驶，还不能应用于森林坡度游览和森林运输之中。2 单轨车交通的特点
单轨车交通是轨道为一条带状的梁体，车辆在一根钢轨上行驶的运输方式。按其走行方式和构造的不同，分为跨座式单轨车和悬挂式单轨车两种类型[4]
。跨座式单轨车，车辆骑行于轨道梁的上方,
车辆除底部的走行轮外，在车体的两侧下垂部分尚有导动轮和稳定轮，夹行于轨道梁的两侧，保证车辆沿轨道安全平稳地行驶；悬挂式单轨车，车辆悬挂于轨道下方行驶，轨道梁为下部开口的箱型钢梁，车辆走行轮与导向轮均置于箱型梁内，沿梁内
设置的轨道行驶。车辆改变行驶方向时，通过箱型轨道梁内可动轨的水平移动实现。
卡门涡街效应跨座式单轨车运送速度一般在30~40km h，最高可达80km h，单向输送能力在1~3万人次 h
[5]
。同其他轨道交通类型相比较，单轨车的一些特点十分显著。
(1)占地面积小。单轨车是一种全线高架的轨
道交通系统，运行在道路上方，很少占用地面道路，只需在城市街道中心采用单柱式支墩，占地面积小，可以有效利用现有路面交通上方空间。单轨空间轨道梁宽度也小，使拆迁面积大为减少，大大节省建设费用。
(2)地形适应能力强。单轨列车使用的是橡胶轮胎和特殊转向架，对于陡坡、急弯适应性强，对地形无严格要求。列车具有较强爬坡能力(最大坡度可达100!)，能通过较小弯道(曲线半径最小可达30m)。它可以很好地适应多变的地形、地貌和复杂地理环境，在复杂地形中选线比较容易，从而大大降低工程造价。
(3)行驶性能好。单轨车采用的是电力牵引，列车走行轮和导向轮均采用的是橡胶轮胎，因此，振动小，噪声低，排气污染小，有利于保护城市环境。列车行走平稳，乘车舒适，车内无噪音感觉。在车内，视野宽广，眺望条件好，能起到游览观光的作用。3 单轨车在林业中的应用
森林是陆地最大的生态系统，如何在发展森林产业体系建设的同时更好的保护森林的生态环境是森林
工程研究者需要不断解决的课题，而森林内的交通运输问题是这类研究课题的重要内容之一。目前，国内森林工程作业、旅游、森林防火人员及设备运输、森林管护监督人员和科学考察工作者的交通工具主要使用专用森林轮式或履带式机动车、小火车、畜力车、架空索道等几种形式，它们或多或少都对森林生态造成破坏，而且有的架设或者铺设轨道难度较大，费用较高。
国内2002年株洲电力机车厂研制了一种单轨电动游览车供湖南省张家界十里画廊景区使用
[6]
。
这种单轨车的轨道面宽580mm，采用T 字轨道，轨体宽380mm，爬坡能力114%，是一种较为大型的单轨车运输设备，轨道铺设不太方便，在森林中铺设还是会造成较为严重的破坏，而且其动力是三相交流电，需要架设电缆，上述特点都表明这种单
轨车不适合森林交通运输。国内单轨车的研究多为
大型火车型单轨车，而适合森林用的轻型单轨车技术和应用尚属空白。
国外的新型轻型单轨运输技术及设备就能较好
地解决这些问题,1994年韩国大铉株式会社MCK 机械有限公司研究开发出专门用于森林单轨运输机的设备。这一设备的问世，因爬坡能力强(最大爬为45∀)、运行安全平稳、载重量大、安装随坡就势、拆卸方便并保护生态环境，很快受到人们的欢迎，分别在韩国济州岛的汉拿山森林公园、澳大利亚蓝山国家森林公园及日本名古屋犬山游乐园等多个国家或地区推广应用。
图1 导轨
该单轨运输车是由装备动力机的牵引车牵引运输车辆，骑跨在一条轻便轨道上行驶。带有齿条的轨道用固定支架铺设在坡地上，并可向任意方向延伸。运输车的离地间隙约30~50cm，牵引车上的驱动齿轮与轨道的齿条啮合，用一台2~3kW 的汽油机驱动，行驶速度0 6~0 7m s，运载重量200~500kg，爬坡能力45∀。上下坡时由调速制动器控制车速，并有紧急制动器在下坡速度到达常速的1 3倍时自动起制动作用，从而保证单轨车的安全稳定的运行。轨道终端设有防止跳出的装置，可以防止单轨车运行到终端时发生掉轨现象。轨道式单轨运输车为一安全、稳定、环保的森林交通运输工具。单轨车的轨道在架设时，是以2 54cm 的圆钢管钉入土中，其下有一直径约10cm 的止沉板，旁以支撑柱斜支于地面。单轨车轨道的铺设不受地形限制，非常灵活，只要架设轨道，单轨车就能到达任何地方，轨道形式如图1所示。单轨车的轨道为50mm #50m m 的方形轨道，台车的轮则以上下嵌合轨道方式运动，运动的稳定性、载重量、行驶速度较好，设计中采用了三种刹车型式，因此行驶的安全性非常可靠。
在国内，一方面，随着国家天保工程的实施和
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森 林 工 程第24卷
220v稳压器东扩、西治、南用、北休四大区域建设的推进，重视森林生态效益、保护原始森林、加强森林防火监测、提高防火扑救设备的运输能力、开展科学考查等项活动也在日益增多。而传统的交通方式已经不适应新的要求，因为传统的交通方式不但建设费用较高，而且占用面积较大，对森林的破坏性较强，运输的方式也很不灵活。因此，加强森林交通运输方式的研究开发越加显得重要。另一方面，随着人民生活水平的提高，人们对回归自然、走进森林有着强烈的愿望。森林旅游这一独具特的旅游方式，越来越受到人们的重视，并逐渐发展成为一种新兴的旅游产业。目前，我国已建立各类森林公园1500余处，森林自然保护区有1 3开展了以森林为主体的旅游活动，森林旅游是我国旅游业中最具有朝气和发展前景的项目，与之相对应的发展灵活便利并且环保的新型森林交通工具，这是发展森林旅游业的一个最重要的环节。
为了促进我国森林交通设备的发展，填补森林用轻便型单轨车研究技术的空白，国家设定 948项目 森林生态型单轨运输设备及关键技术的引进。该单轨运输设备在森林轨道安装过程中不破坏地表，不在林地内打水泥地桩，轨道走向就势而行，不需开辟专用通道，不用伐倒树木，不会在林地留下裸露地
面进而被雨水冲刷产生水土流失，形成沟壑。另外，轨道离地面高30~50cm，给林内野生动物游憩留出充足的生活通道，不会产生活动阻碍。
4 单轨车在林业中应用的可行性及我国研究状况4 1 可行性
随着世界各国对保护森林资源的重视和森林旅游资源的开发，发展新型环保的森林交通方式越来越受到人们的重视。
虽然我国森林旅游及森林交通运输事业正处在蓬勃发展时期，但相对还比较落后，因此对世界上先进的、适合我国国情的设施或设备要加以引进和应用，这对保护我国森林资源，促进和发展我国旅游事业，提高森林旅游设施现代化水平有着重要意义。对于本文要研究的森林单轨运输设备，我国目前还没有成熟的技术，因此通过引进设备，并在此基础上开展系统的森林单轨车技术研究，对添补我国森林旅游及运输无轻型多功能单轨运输设备的空白有着重要意义。通过引进韩国森林多功能单轨运输设备关键设备及技术，并在此基础上开展森林单轨车技术研究，这对研究开发出适合我国森林条件的森林多功能单轨运输设备，解决当前我们所不能解决的设备和技术问题是十分必要的。
山地单轨运输车目前在国内森林交通中除传统的轮式及履带式机动车、畜力车、索道运输等方式外，还没有机动单轨运输设备相关技术的研究及应用。随着人类社会的不断发展以及工业的发展对环境造成的严重破坏，人们逐渐认识到森林资源是保证人类能够拥有一个健康生存环境的一个重要因素。因此，随着森林保
护和旅游业的发展，传统的森林交通方式已经不适应林业发展的需求。一些发达国家纷纷开展新型森林运输设备的研究，我国作为拥有丰富森林资源的国家也应该开展这方面的研究。在科技高速发展的今天，林业的发展离不开先进的科学技术，现代的林业装备是先进林业科学技术的具体体现和现代化林业的必要保障。只有依靠科学技术并加大科技投入，才能实现我国林业的可持续发展。
4 2 森林单轨车在我国的研究状况
我国尚无该类设备与技术在森林内应用。为了促进我国森林交通设备的发展，填补森林用轻便型单轨车研究技术的空白，本项目引进了韩国大铉株式会社MC K机械有限公司研究开发出专门用于森林单轨运输机的QGC-B2型森林多功能单轨运输成套技术。但限于技术保密问题，对于单轨车的设计和制造技术尚不能通过引进设备来掌握，因此在引进单轨设备的基础上应该深入分析、消化引进单轨车设备的机构和工作原理，并借鉴国外研究经验，在此基础上进行单轨车设计技术的深入研究，并进行轻便型森林用单轨车总体方案设计，最后从理论上分析所设计的单轨车系统的各种性能，并利用引进的单轨车设备进行相应的实验，把试验结果和理论计算结果进行对比分析，从而验证设计方案的合理性和正确性，为国内森林轻便型单轨车技术的开发研究做出一定的贡献，达到项目引进设备的目的。
∃参 考 文 献%
[1]俞展猷，李海川.单轨道交通[J].中国铁路.2002(1):43-45.
[2]王洁译.单轨铁路概要[J].都市快轨交通,1999(1):44-45.
[3]温宇平.单轨交通在我国发展模式的探讨[J].铁道运输经
济,2003,23(11):23-27.
[4]沈熙莱.单轨交通运输[J].交通与运输,2006(4):25.
[5]朱向阳.动力分散型交流传动单轨电动游览车[J].电力车技
术,2002,25(1):41-42.
[责任编辑：肖生苓]
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