江 莹

（武夷山市人民政府崇安街道三农服务中心，354399，福建武夷山）

山地种植园经营者是否引入轨道搬运设备及技术，主要取决于其建设成本、使用成本、收益情况等，目前尚无对此简单直观粗略估算的方法，导致许多人仍选择继续观望。为更简单直观估算相关成本和收益，特对以下几个方面进行探讨。

1 设备选择和建设成本

轨道搬运设备主要由轨道和牵引设备两大部分组成，种植园地形和形状、运输物品重量、对运输效率要求等，决定了轨道的路径和规模、牵引设备的数量，从而决定了建设成本。

1.1 轨道建设问题

（1）轨道辐射范围问题。由于使用者所能接受的最大水平搬运距离不同，理想笔直轨道所能辐射的范围可近似计算为：S=2LD（L 为轨道长度，D 为使用者能接受的最大水平搬运距离）。对于单一轨道，转弯后轨道间距大于2D 情况下，轨道辐射范围为：S=2LD（L 为轨道总长度）；间距小于2D 的，辐射范围可简化为：S=2DL-S重（L 为轨道总长度），对具体数值准确性要求不高时，重叠部分面积S重可简单估算处理。对于多分叉轨道（如图1 所示），各轨道间距离均大于2D 的，辐射范围为：S＝2L总D-2D2（1/sin θ1+……+1/sin θN）（L总为所有轨道总长度，θN为第N 个分轨道间小于90°的夹角，重合四边形的边长为aN＝D/sin θN，重合面积为SN＝2aND＝2D2／sin θN）。当轨道间存在其他辐射范围重叠时，另行扣除。

图1 多分叉轨道示意图

（2）轨道路径确认问题。根据辐射范围相应公式，可从种植园平面图逆向推导最佳轨道路径，但理论最佳值计算复杂，不适合初步估算。在实际建设过程中，还需兼顾其他机具使用、地形对运力的影响、建设难度和稳固性等问题，且D 值也会随轨道建设而产生波动，故轨道通常沿种植园已有小道或人可穿行路径建设。由于地势不断起伏变化，路径弯曲扭转且一般距离较长，无相关经验者进行测量操作较为繁琐，故推荐使用运动轨迹记录软件进行多次测量取平均值方式确认轨道路径和长度。由于种植园位置大多偏僻，故为提高运动轨迹的精确度，仅使用基站定位的苹果手机和定位精度在米级以上的设备不建议使用。图2 为实际长度246 m 轨道与使用北斗系统的华为手机运动记录测量数值，经多次测试，误差基本在一节轨道即6 m 之内，建议安装时在运动记录数值基础上多加1 至2 节轨道。

图2 轨道实际长度与手机运动记录测量数值的情况

（3）轨道坡度问题。为保证通行和足够的机械强度，轨道与地面的距离技术参数为0.3～1.5 m，对长陡坡缓降作用有限。目前，主流牵引设备提供的技术参数中，最大运行坡度基本标注为45°，额定载质量为45°时的运载能力，但在实际使用中坡度可达60°～70°。目前无厂家提供坡度与运力关系准确数据，根据实际使用情况反馈：当坡度为0°时，运载能力为45°时的2 倍左右；当坡度达到60°时，运载能力为45°时的3/5～3/4左右，安全性和经济性随坡度增加而下降的趋势明显。故0°～45°区域轨道运输效益最佳，45°～60°需减少载荷使用，超过60°需谨慎使用。

1.2 牵引设备选择问题

（1）牵引设备型号选择。对比7GYD-200、7YGQN-200、7ZDGS-200、7G-200、7DGS-200A 等几款牵引设备的技术参数，在相同坡度和运载能力情况下，齿轮齿条式驱动所需能耗约为滚轮齿孔式驱动的1/3，使用成本更低。由于受茶园地形和载物台尺寸等因素限制，在运送茶青时一个载物台只能同时运送3 袋，质量在75～100 kg 左右；肥料等可分阶段装卸，每次施肥、追肥使用的茶叶专用肥在750 kg/hm2左右。额定载荷为200 kg 的牵引设备能基本满足绝大多数茶园的使用需求。对载荷要求比较高的果园等种植园，可选择ZC-3GBYD-400、YT-3GBYD350、7DGY-300 等额定载荷300 kg 以上的牵引设备，或选择双牵引设备等。

（2）牵引设备数量选择。主流牵引设备可满足普通种植园基本需求，对运载能力有更高要求的，可通过双牵引设备双载物台方式实现。由于同品种作物生产往往集中在一个时间段，对于轨道长度较长的种植园，建议在适宜位置设置装卸点，安置2 台以上牵引设备，满足使用高峰期高效运输的需求。以茶叶采摘为例，双人采茶机的效率约为5 min/袋，一个载物台的一次运输能力为3 袋，牵引设备的移动速度基本在40 m/min 左右，以3 袋采摘时间完成一次往返，则理论上单组作业时，超过300 m 的轨道就需要配备2 套以上牵引设备，多组作业时则应视情况增加牵引设备数量，采取分段运输等方式，其他种植业可以此类推。鉴于牵引设备的可移动性和不同作物的使用需求时间不同，单一种植园每年的使用频率不高，可通过不同种植园的联合调配或生产合作社集中提供服务等方式，确保满足供给需求的同时提升使用率，提高维护保养水平，达到降低农户个体建设成本与运维成本的效果。

1.3 基础建设成本

建设成本主要由轨道部分和牵引部分组成。轨道建设成本：Y轨=L（X-X补）（L 为轨道总长，X 为购置价格，X补为补贴价格）。牵引部分成本为：Y牵=N(X-X补)（N 为牵引设备数量，X 为购置价格，X补为补贴价格）。总成本Y基=Y轨+Y牵。根据福建省目前补贴政策，轨道每6 m 补贴500 元，系统中主要牵引设备YT-3GBYD350、7DGY-300、7ZDGS-220、7DZ200 补贴额均为10 500 元，ZC-3GBYD-400、7GYD-200 补贴额为11 460 元。由于目前轨道建设达一定长度时企业会配套牵引设备，根据不同长度和单独购买牵引设备数量，可协商优惠折扣等，具体成本需用户根据协商结果扣除政策补助确定。

2 使用维护成本

2.1 年均设备投入成本

目前，轨道运输设备系统标注使用年限为10 年，实际使用中牵引设备等一般露天存放，仅进行简单防雨处理，轨道无任何保护，易受温度、湿度及工作环境等多方面因素影响，且由于使用频率不高，维护保养水平低等问题突出，容易出现金属件锈蚀、润滑系统工作液变质等问题，导致预期使用寿命减少。由于缺乏相关数据，参考联合收割机、除草机等相似使用和保养条件的机具设备的更新数据，轨道运输设备的使用年限n可达到6～7 年，年均设备投入成本Y年=Y基／n。

2.2 日常使用成本

轨道运输设备日常使用成本主要为燃油消耗成本，以补贴目录中使用经济效益最低的7GYD-200 为例，其额定载质量为200 kg，排气量为439 cm3，转速3 600 r/min，其理论耗油量为135.16 g/min，即190.64 mL/min。以92 号汽油5.73 元/L 价格计算，使用成本为1.09 元/min，换算至路程即为0.0273 元/m。鉴于燃烧不充分、计算数值存在偏差等因素，上浮10%使用成本，则使用成本约为0.03 元/m。若换成7YGQN-200 型，使用成本为0.012 元/m。因设备状态、运输物品质量、轨道平均坡度、气压条件等因素皆对实际耗油产生影响，为方便粗略计算各型号轨道设备理论使用成本，理论条件下单位长度满载运输使用成本为:

式中：k=1.326 9×10-4；V排为排气量，cm3；n转为发动机转速，r/min;x油为汽油价格，元/L；v速为搬运设备运行速度，m/min。

2.3 维修保养成本

由于牵引设备的使用强度不高，在正常使用期内机械损坏的情况较少，维修成本可忽略，其主要维修保养成本为更换润滑油的成本。以每年2 次、每次1 L 的标准，一年一台牵引设备更换润滑油成本在40～50元。轨道部分皆进行过防腐蚀处理，为了保证日常使用导致的磨损处的防腐蚀需求，每年需进行补漆处理，1 L 金属防锈漆可施工10～12 m2，基本能满足绝大部分情况需求，轨道维护成本在40 元左右。故在正常使用情况下，轨道运输设备每年的正常维修保养成本基本维持在100 元以内。

3 经济效益

3.1 间接经济效益

茶山轨道搬运设备一是能有效缓解人口老龄化、城市化带来的农村生产劳动力锐减及集中用工导致的用工紧张问题，从而减少用工计划、协调成本；二是能大幅提升劳动效率，高效、持续、稳定的运输能力对抢收、抢送作业能达到极大的提升效果，让种植者有更多的缓冲时间和选择；三是由于人、物分离，提高了劳动的安全性，降低劳动强度，能强化种植者施肥、管护的意愿，从而提升种植园的管理水平和产出量。

3.2 直接经济效益

轨道运输直接经济效益主要体现在节省人工成本，以茶叶种植园为例，一年需集中采摘运输茶青1～4次，施肥、追肥2 次以上。丰产期的茶园每次施肥需750 kg/hm2左右，头春产茶青在3 000 kg/hm2以上，以每年施肥2 次、仅采摘头春茶且产量以最低3 000 kg/hm2计，则每年茶山至少需要运输4 500 kg/hm2物资。若追求种植产出量最大化，则茶园每年需运输的物资质量可达6 000 kg/hm2以上，轨道运输设备在极限情况下运输能力仍能达到人工的3～4 倍以上，越是提升产量其经济效益越凸显。