關(guān)于茶山軌道搬運(yùn)設(shè)備建設(shè)使用成本與經(jīng)濟(jì)效益相關(guān)問(wèn)題的討論

江 瑩

（武夷山市人民政府崇安街道三農(nóng)服務(wù)中心，354399，福建武夷山）

山地種植園經(jīng)營(yíng)者是否引入軌道搬運(yùn)設(shè)備及技術(shù)，主要取決于其建設(shè)成本、使用成本、收益情況等，目前尚無(wú)對(duì)此簡(jiǎn)單直觀粗略估算的方法，導(dǎo)致許多人仍選擇繼續(xù)觀望。為更簡(jiǎn)單直觀估算相關(guān)成本和收益，特對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 設(shè)備選擇和建設(shè)成本

軌道搬運(yùn)設(shè)備主要由軌道和牽引設(shè)備兩大部分組成，種植園地形和形狀、運(yùn)輸物品重量、對(duì)運(yùn)輸效率要求等，決定了軌道的路徑和規(guī)模、牽引設(shè)備的數(shù)量，從而決定了建設(shè)成本。

1.1 軌道建設(shè)問(wèn)題

（1）軌道輻射范圍問(wèn)題。由于使用者所能接受的最大水平搬運(yùn)距離不同，理想筆直軌道所能輻射的范圍可近似計(jì)算為：S=2LD（L 為軌道長(zhǎng)度，D 為使用者能接受的最大水平搬運(yùn)距離）。對(duì)于單一軌道，轉(zhuǎn)彎后軌道間距大于2D 情況下，軌道輻射范圍為：S=2LD（L 為軌道總長(zhǎng)度）；間距小于2D 的，輻射范圍可簡(jiǎn)化為：S=2DL-S重（L 為軌道總長(zhǎng)度），對(duì)具體數(shù)值準(zhǔn)確性要求不高時(shí)，重疊部分面積S重可簡(jiǎn)單估算處理。對(duì)于多分叉軌道（如圖1 所示），各軌道間距離均大于2D 的，輻射范圍為：S＝2L總D-2D2（1/sin θ1+……+1/sin θN）（L總為所有軌道總長(zhǎng)度，θN為第N 個(gè)分軌道間小于90°的夾角，重合四邊形的邊長(zhǎng)為aN＝D/sin θN，重合面積為SN＝2aND＝2D2／sin θN）。當(dāng)軌道間存在其他輻射范圍重疊時(shí)，另行扣除。

圖1 多分叉軌道示意圖

（2）軌道路徑確認(rèn)問(wèn)題。根據(jù)輻射范圍相應(yīng)公式，可從種植園平面圖逆向推導(dǎo)最佳軌道路徑，但理論最佳值計(jì)算復(fù)雜，不適合初步估算。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，還需兼顧其他機(jī)具使用、地形對(duì)運(yùn)力的影響、建設(shè)難度和穩(wěn)固性等問(wèn)題，且D 值也會(huì)隨軌道建設(shè)而產(chǎn)生波動(dòng)，故軌道通常沿種植園已有小道或人可穿行路徑建設(shè)。由于地勢(shì)不斷起伏變化，路徑彎曲扭轉(zhuǎn)且一般距離較長(zhǎng)，無(wú)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)者進(jìn)行測(cè)量操作較為繁瑣，故推薦使用運(yùn)動(dòng)軌跡記錄軟件進(jìn)行多次測(cè)量取平均值方式確認(rèn)軌道路徑和長(zhǎng)度。由于種植園位置大多偏僻，故為提高運(yùn)動(dòng)軌跡的精確度，僅使用基站定位的蘋果手機(jī)和定位精度在米級(jí)以上的設(shè)備不建議使用。圖2 為實(shí)際長(zhǎng)度246 m 軌道與使用北斗系統(tǒng)的華為手機(jī)運(yùn)動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)值，經(jīng)多次測(cè)試，誤差基本在一節(jié)軌道即6 m 之內(nèi)，建議安裝時(shí)在運(yùn)動(dòng)記錄數(shù)值基礎(chǔ)上多加1 至2 節(jié)軌道。

圖2 軌道實(shí)際長(zhǎng)度與手機(jī)運(yùn)動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)值的情況

（3）軌道坡度問(wèn)題。為保證通行和足夠的機(jī)械強(qiáng)度，軌道與地面的距離技術(shù)參數(shù)為0.3～1.5 m，對(duì)長(zhǎng)陡坡緩降作用有限。目前，主流牽引設(shè)備提供的技術(shù)參數(shù)中，最大運(yùn)行坡度基本標(biāo)注為45°，額定載質(zhì)量為45°時(shí)的運(yùn)載能力，但在實(shí)際使用中坡度可達(dá)60°～70°。目前無(wú)廠家提供坡度與運(yùn)力關(guān)系準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際使用情況反饋：當(dāng)坡度為0°時(shí)，運(yùn)載能力為45°時(shí)的2 倍左右；當(dāng)坡度達(dá)到60°時(shí)，運(yùn)載能力為45°時(shí)的3/5～3/4左右，安全性和經(jīng)濟(jì)性隨坡度增加而下降的趨勢(shì)明顯。故0°～45°區(qū)域軌道運(yùn)輸效益最佳，45°～60°需減少載荷使用，超過(guò)60°需謹(jǐn)慎使用。

1.2 牽引設(shè)備選擇問(wèn)題

（1）牽引設(shè)備型號(hào)選擇。對(duì)比7GYD-200、7YGQN-200、7ZDGS-200、7G-200、7DGS-200A 等幾款牽引設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，在相同坡度和運(yùn)載能力情況下，齒輪齒條式驅(qū)動(dòng)所需能耗約為滾輪齒孔式驅(qū)動(dòng)的1/3，使用成本更低。由于受茶園地形和載物臺(tái)尺寸等因素限制，在運(yùn)送茶青時(shí)一個(gè)載物臺(tái)只能同時(shí)運(yùn)送3 袋，質(zhì)量在75～100 kg 左右；肥料等可分階段裝卸，每次施肥、追肥使用的茶葉專用肥在750 kg/hm2左右。額定載荷為200 kg 的牽引設(shè)備能基本滿足絕大多數(shù)茶園的使用需求。對(duì)載荷要求比較高的果園等種植園，可選擇ZC-3GBYD-400、YT-3GBYD350、7DGY-300 等額定載荷300 kg 以上的牽引設(shè)備，或選擇雙牽引設(shè)備等。

（2）牽引設(shè)備數(shù)量選擇。主流牽引設(shè)備可滿足普通種植園基本需求，對(duì)運(yùn)載能力有更高要求的，可通過(guò)雙牽引設(shè)備雙載物臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)。由于同品種作物生產(chǎn)往往集中在一個(gè)時(shí)間段，對(duì)于軌道長(zhǎng)度較長(zhǎng)的種植園，建議在適宜位置設(shè)置裝卸點(diǎn)，安置2 臺(tái)以上牽引設(shè)備，滿足使用高峰期高效運(yùn)輸?shù)男枨?。以茶葉采摘為例，雙人采茶機(jī)的效率約為5 min/袋，一個(gè)載物臺(tái)的一次運(yùn)輸能力為3 袋，牽引設(shè)備的移動(dòng)速度基本在40 m/min 左右，以3 袋采摘時(shí)間完成一次往返，則理論上單組作業(yè)時(shí)，超過(guò)300 m 的軌道就需要配備2 套以上牽引設(shè)備，多組作業(yè)時(shí)則應(yīng)視情況增加牽引設(shè)備數(shù)量，采取分段運(yùn)輸?shù)确绞剑渌N植業(yè)可以此類推。鑒于牽引設(shè)備的可移動(dòng)性和不同作物的使用需求時(shí)間不同，單一種植園每年的使用頻率不高，可通過(guò)不同種植園的聯(lián)合調(diào)配或生產(chǎn)合作社集中提供服務(wù)等方式，確保滿足供給需求的同時(shí)提升使用率，提高維護(hù)保養(yǎng)水平，達(dá)到降低農(nóng)戶個(gè)體建設(shè)成本與運(yùn)維成本的效果。

1.3 基礎(chǔ)建設(shè)成本

建設(shè)成本主要由軌道部分和牽引部分組成。軌道建設(shè)成本：Y軌=L（X-X補(bǔ)）（L 為軌道總長(zhǎng)，X 為購(gòu)置價(jià)格，X補(bǔ)為補(bǔ)貼價(jià)格）。牽引部分成本為：Y牽=N(X-X補(bǔ))（N 為牽引設(shè)備數(shù)量，X 為購(gòu)置價(jià)格，X補(bǔ)為補(bǔ)貼價(jià)格）?？偝杀綴基=Y軌+Y牽。根據(jù)福建省目前補(bǔ)貼政策，軌道每6 m 補(bǔ)貼500 元，系統(tǒng)中主要牽引設(shè)備YT-3GBYD350、7DGY-300、7ZDGS-220、7DZ200 補(bǔ)貼額均為10 500 元，ZC-3GBYD-400、7GYD-200 補(bǔ)貼額為11 460 元。由于目前軌道建設(shè)達(dá)一定長(zhǎng)度時(shí)企業(yè)會(huì)配套牽引設(shè)備，根據(jù)不同長(zhǎng)度和單獨(dú)購(gòu)買牽引設(shè)備數(shù)量，可協(xié)商優(yōu)惠折扣等，具體成本需用戶根據(jù)協(xié)商結(jié)果扣除政策補(bǔ)助確定。

2 使用維護(hù)成本

2.1 年均設(shè)備投入成本

目前，軌道運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)標(biāo)注使用年限為10 年，實(shí)際使用中牽引設(shè)備等一般露天存放，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單防雨處理，軌道無(wú)任何保護(hù)，易受溫度、濕度及工作環(huán)境等多方面因素影響，且由于使用頻率不高，維護(hù)保養(yǎng)水平低等問(wèn)題突出，容易出現(xiàn)金屬件銹蝕、潤(rùn)滑系統(tǒng)工作液變質(zhì)等問(wèn)題，導(dǎo)致預(yù)期使用壽命減少。由于缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)，參考聯(lián)合收割機(jī)、除草機(jī)等相似使用和保養(yǎng)條件的機(jī)具設(shè)備的更新數(shù)據(jù)，軌道運(yùn)輸設(shè)備的使用年限n可達(dá)到6～7 年，年均設(shè)備投入成本Y年=Y基／n。

2.2 日常使用成本

軌道運(yùn)輸設(shè)備日常使用成本主要為燃油消耗成本，以補(bǔ)貼目錄中使用經(jīng)濟(jì)效益最低的7GYD-200 為例，其額定載質(zhì)量為200 kg，排氣量為439 cm3，轉(zhuǎn)速3 600 r/min，其理論耗油量為135.16 g/min，即190.64 mL/min。以92 號(hào)汽油5.73 元/L 價(jià)格計(jì)算，使用成本為1.09 元/min，換算至路程即為0.0273 元/m。鑒于燃燒不充分、計(jì)算數(shù)值存在偏差等因素，上浮10%使用成本，則使用成本約為0.03 元/m。若換成7YGQN-200 型，使用成本為0.012 元/m。因設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)輸物品質(zhì)量、軌道平均坡度、氣壓條件等因素皆對(duì)實(shí)際耗油產(chǎn)生影響，為方便粗略計(jì)算各型號(hào)軌道設(shè)備理論使用成本，理論條件下單位長(zhǎng)度滿載運(yùn)輸使用成本為:

式中：k=1.326 9×10-4；V排為排氣量，cm3；n轉(zhuǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min;x油為汽油價(jià)格，元/L；v速為搬運(yùn)設(shè)備運(yùn)行速度，m/min。

2.3 維修保養(yǎng)成本

由于牽引設(shè)備的使用強(qiáng)度不高，在正常使用期內(nèi)機(jī)械損壞的情況較少，維修成本可忽略，其主要維修保養(yǎng)成本為更換潤(rùn)滑油的成本。以每年2 次、每次1 L 的標(biāo)準(zhǔn)，一年一臺(tái)牽引設(shè)備更換潤(rùn)滑油成本在40～50元。軌道部分皆進(jìn)行過(guò)防腐蝕處理，為了保證日常使用導(dǎo)致的磨損處的防腐蝕需求，每年需進(jìn)行補(bǔ)漆處理，1 L 金屬防銹漆可施工10～12 m2，基本能滿足絕大部分情況需求，軌道維護(hù)成本在40 元左右。故在正常使用情況下，軌道運(yùn)輸設(shè)備每年的正常維修保養(yǎng)成本基本維持在100 元以內(nèi)。

3 經(jīng)濟(jì)效益

3.1 間接經(jīng)濟(jì)效益

茶山軌道搬運(yùn)設(shè)備一是能有效緩解人口老齡化、城市化帶來(lái)的農(nóng)村生產(chǎn)勞動(dòng)力銳減及集中用工導(dǎo)致的用工緊張問(wèn)題，從而減少用工計(jì)劃、協(xié)調(diào)成本；二是能大幅提升勞動(dòng)效率，高效、持續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)輸能力對(duì)搶收、搶送作業(yè)能達(dá)到極大的提升效果，讓種植者有更多的緩沖時(shí)間和選擇；三是由于人、物分離，提高了勞動(dòng)的安全性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，能強(qiáng)化種植者施肥、管護(hù)的意愿，從而提升種植園的管理水平和產(chǎn)出量。

3.2 直接經(jīng)濟(jì)效益

軌道運(yùn)輸直接經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在節(jié)省人工成本，以茶葉種植園為例，一年需集中采摘運(yùn)輸茶青1～4次，施肥、追肥2 次以上。豐產(chǎn)期的茶園每次施肥需750 kg/hm2左右，頭春產(chǎn)茶青在3 000 kg/hm2以上，以每年施肥2 次、僅采摘頭春茶且產(chǎn)量以最低3 000 kg/hm2計(jì)，則每年茶山至少需要運(yùn)輸4 500 kg/hm2物資。若追求種植產(chǎn)出量最大化，則茶園每年需運(yùn)輸?shù)奈镔Y質(zhì)量可達(dá)6 000 kg/hm2以上，軌道運(yùn)輸設(shè)備在極限情況下運(yùn)輸能力仍能達(dá)到人工的3～4 倍以上，越是提升產(chǎn)量其經(jīng)濟(jì)效益越凸顯。