跨座式單軌交通系統(tǒng)領域技術分析

王成 靳宇

摘 要：跨座式單軌交通車輛與普通地鐵車輛相比，有著爬坡能力強、轉彎半徑小、運行噪聲低、景觀性好等顯著特點，特別適合線路經過區(qū)域山高坡陡、道路曲折、地形復雜等具體情況，得到越來越多二三線城市的青睞，發(fā)展前景良好。本文以DWPI數據庫和CNABS數據庫檢索得到的數據為樣本，對跨座式單軌交通系統(tǒng)相關專利進行了分析，主要分析了跨座式單軌交通系統(tǒng)相關專利技術的發(fā)展趨勢、布局、主要申請人等，并重點概述了該領域內各申請人對跨座式單軌交通系統(tǒng)的關注點和解決問題的方案。

關鍵詞：跨座式；單軌；轉向架

中圖分類號：U232；TP392 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）08-0030-02

Abstract：Compared with ordinary metro vehicles，the cross seat monorail vehicles have remarkable characteristics such as high climbing ability，small turning radius，low running noise and good landscape. It is especially suitable for more and more two or three line cities in the area of high and steep slopes，tortuous roads，complex terrain and so on. The prospect of development is good. Through the retrieval of data from DWPI database and CNABS database，this paper analyzes the related patents of cross seat monorail traffic system，mainly analyzes the development trend，layout and main applicants of the related patent technology of the cross seat monorail traffic system，the key points and solutions for the straddle type monorail system in the field are outlined.

Keywords：straddle type；monorail；bogie

1 全球專利申請量和中國專利申請量分析

由于專利申請公開的延遲性，因此，本文中2015 ～2017年之間的數據并不完整，不能反映實際情況，僅作參考。從整個趨勢來看，該項技術明顯在申請量上處于上升狀態(tài)，說明該項技術目前相對較為成熟。在整個軌道交通領域，單軌鐵路交通技術也是相對較為成熟的技術，細分到跨座式單軌鐵路交通領域中，其他城市軌道交通中部分成熟的技術可以直接借鑒。因此，其申請總體的量相對而言較少。全球專利申請出現較早，其中申請量最多的時候是在2010年左右，之后便處于急速下滑狀態(tài)，中國專利申請在2008～2014年之間申請量較高，并且起步相對于全球專利申請而言也較晚，相對比較集中，如圖1所示。

2 全球專利申請來源國分析

目前中國、日本為該項技術的主要來源國，英國、美國也有少部分專利申請，雖然中國的申請量較大，但是專利的質量與技術含量并未達到較高水準，如圖2所示，其中CN代表中國，JP代表日本，GB代表英國，US代表美國，DE代表德國，KR代表韓國，EP代表歐專局。

目前中國、日本、英國和美國為該項技術的主要來源國，如圖3所示。這幾個主要來源國中，只有中國在這幾年保持較高的申請量，其他國家均處于申請量低谷，說明該項技術的核心目前仍掌握在國外的申請人手中，并且根據對于專利目的地與流向的了解，中國申請人申請的專利幾乎未在國外進行專利布局，而日本、英國、美國均在中國進行了相應的專利布局，中國申請人面臨著比較大的侵權風險，且所掌握的技術核心并不多。

3 主要申請人專利介紹

如圖4所示，目前該領域中，中國中鐵處于絕對領先優(yōu)勢，其生產制造的單軌軌道梁是業(yè)界內標桿的明星產品，建筑建設質量好；其次是北京交通大學，其主要研究方向為道岔結構；再者是日本的株式會社日立制作所，其在1961～1965年引進德國、美國單軌技術的基礎上，研制出諸多日本式單軌車，并利用1964年東京奧運會的契機，建設了羽田基礎到浜町的單軌線路。從此，單軌交通由觀光旅游交通工具，第一次成為城市公共交通的一種新的交通方式，單軌交通也作為城市公共交通系統(tǒng)得以不斷完善，這種發(fā)展模式值得我們學習借鑒；另外是重慶軌道交通集團、中車青島四方、比亞迪等中國申請人，這說明我國在引進日本技術的同時，也在不斷地進行自主研發(fā)和創(chuàng)新。

4 熱點技術問題及解決方案

4.1 曲線通過性能方面

早期的單軌系統(tǒng)原型是ALWEG研發(fā)公司申請的兩軸轉向架，該轉向架結構整體重量大，且導向輪穩(wěn)定輪易磨損，曲線通過性能不好，而轉向架的結構直接決定了車輛的曲線通過性能，這與一般的城軌列車的情況基本相同。為了改善車輛的曲線通過性能，一般通過改變轉向架車軸數，設置轉向架構架形式，如鉸接式，或者從車體連接器方面對實現車體的鉸接式連接等方面進行改善。

4.2 運行噪聲方面

一方面可以從車輪、軌道梁的材質方面著手解決，通過改善輪軌接觸力以盡可能降低產生的噪音；另一方面可以從車體結構、轉向架結構和車體材質方面入手，隔絕輪軌接觸時產生的噪聲傳播，或使用吸聲材質的車體結構來減弱輪軌之間接觸時所產生的噪聲。

4.3 輕量化方面

關于輕量化方面，其主要通過車體的材質輕量化來降低車體重量，跨座式單軌車輛車體結構與一般的城軌列車并沒有較大差異，其車體材質均經歷了從鋼結構到鋁合金大斷面擠壓型材及板材的轉變，目前又有一些高強度復合材料在車體上的應用，例如，重慶長客軌道交通有限公司在非專利文獻[1]提出碳纖維結構能夠較好地滿足單軌列車裙板的使用工況，對車輛自身的減重和行車安全都有良好的促進作用，在后期的跨座式單軌列車設計中可以積極試驗探討采用碳纖維結構裙板。

參考文獻：

[1] 莫驕弟.碳纖維在跨坐式單軌上的應用探究 [C].新型汽車工程塑料——正確的設計和制造工藝高研班論文集，2015（5）：27.

[2] 鮑曉偉.探析城市軌道交通與通信信號系統(tǒng) [J].現代信息科技，2018，2（5）：68-69.

作者簡介：王成（1989-），女，漢族，湖南衡陽人，研究實習員，碩士。研究方向：軌道車輛。