跨座式单轨交通系统领域技术分析

王成 靳宇

摘 要：跨座式单轨交通车辆与普通地铁车辆相比，有着爬坡能力强、转弯半径小、运行噪声低、景观性好等显著特点，特别适合线路经过区域山高坡陡、道路曲折、地形复杂等具体情况，得到越来越多二三线城市的青睐，发展前景良好。本文以DWPI数据库和CNABS数据库检索得到的数据为样本，对跨座式单轨交通系统相关专利进行了分析，主要分析了跨座式单轨交通系统相关专利技术的发展趋势、布局、主要申请人等，并重点概述了该领域内各申请人对跨座式单轨交通系统的关注点和解决问题的方案。

关键词：跨座式；单轨；转向架

中图分类号：U232；TP392 文献标识码：A 文章编号：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 全球专利申请量和中国专利申请量分析

由于专利申请公开的延迟性，因此，本文中2015 ～2017年之间的数据并不完整，不能反映实际情况，仅作参考。从整个趋势来看，该项技术明显在申请量上处于上升状态，说明该项技术目前相对较为成熟。在整个轨道交通领域，单轨铁路交通技术也是相对较为成熟的技术，细分到跨座式单轨铁路交通领域中，其他城市轨道交通中部分成熟的技术可以直接借鉴。因此，其申请总体的量相对而言较少。全球专利申请出现较早，其中申请量最多的时候是在2010年左右，之后便处于急速下滑状态，中国专利申请在2008～2014年之间申请量较高，并且起步相对于全球专利申请而言也较晚，相对比较集中，如图1所示。

2 全球专利申请来源国分析

目前中国、日本为该项技术的主要来源国，英国、美国也有少部分专利申请，虽然中国的申请量较大，但是专利的质量与技术含量并未达到较高水准，如图2所示，其中CN代表中国，JP代表日本，GB代表英国，US代表美国，DE代表德国，KR代表韩国，EP代表欧专局。

目前中国、日本、英国和美国为该项技术的主要来源国，如图3所示。这几个主要来源国中，只有中国在这几年保持较高的申请量，其他国家均处于申请量低谷，说明该项技术的核心目前仍掌握在国外的申请人手中，并且根据对于专利目的地与流向的了解，中國申请人申请的专利几乎未在国外进行专利布局，而日本、英国、美国均在中国进行了相应的专利布局，中国申请人面临着比较大的侵权风险，且所掌握的技术核心并不多。

3 主要申请人专利介绍

如图4所示，目前该领域中，中国中铁处于绝对领先优势，其生产制造的单轨轨道梁是业界内标杆的明星产品，建筑建设质量好；其次是北京交通大学，其主要研究方向为道岔结构；再者是日本的株式会社日立制作所，其在1961～1965年引进德国、美国单轨技术的基础上，研制出诸多日本式单轨车，并利用1964年东京奥运会的契机，建设了羽田基础到浜町的单轨线路。从此，单轨交通由观光旅游交通工具，第一次成为城市公共交通的一种新的交通方式，单轨交通也作为城市公共交通系统得以不断完善，这种发展模式值得我们学习借鉴；另外是重庆轨道交通集团、中车青岛四方、比亚迪等中国申请人，这说明我国在引进日本技术的同时，也在不断地进行自主研发和创新。

4 热点技术问题及解决方案

4.1 曲线通过性能方面

早期的单轨系统原型是ALWEG研发公司申请的两轴转向架，该转向架结构整体重量大，且导向轮稳定轮易磨损，曲线通过性能不好，而转向架的结构直接决定了车辆的曲线通过性能，这与一般的城轨列车的情况基本相同。为了改善车辆的曲线通过性能，一般通过改变转向架车轴数，设置转向架构架形式，如铰接式，或者从车体连接器方面对实现车体的铰接式连接等方面进行改善。

4.2 运行噪声方面

一方面可以从车轮、轨道梁的材质方面着手解决，通过改善轮轨接触力以尽可能降低产生的噪音；另一方面可以从车体结构、转向架结构和车体材质方面入手，隔绝轮轨接触时产生的噪声传播，或使用吸声材质的车体结构来减弱轮轨之间接触时所产生的噪声。

4.3 轻量化方面

关于轻量化方面，其主要通过车体的材质轻量化来降低车体重量，跨座式单轨车辆车体结构与一般的城轨列车并没有较大差异，其车体材质均经历了从钢结构到铝合金大断面挤压型材及板材的转变，目前又有一些高强度复合材料在车体上的应用，例如，重庆长客轨道交通有限公司在非专利文献[1]提出碳纤维结构能够较好地满足单轨列车裙板的使用工况，对车辆自身的减重和行车安全都有良好的促进作用，在后期的跨座式单轨列车设计中可以积极试验探讨采用碳纤维结构裙板。

参考文献：

[1] 莫骄弟.碳纤维在跨坐式单轨上的应用探究 [C].新型汽车工程塑料——正确的设计和制造工艺高研班论文集，2015（5）：27.

[2] 鲍晓伟.探析城市轨道交通与通信信号系统 [J].现代信息科技，2018，2（5）：68-69.

作者简介：王成（1989-），女，汉族，湖南衡阳人，研究实习员，硕士。研究方向：轨道车辆。