园林机械在深圳市公园应用中的适应性研究

摘要  为了提高公园园林机械化水平，逐步推动公园绿地的低效能、环境污染型园林机械向安全环保、智能高效园林机械发展。利用样地调查、数据统计分析、测试调研等方法，对深圳市公园常用的园林机械的应用情况进行了适用性分析。结果表明：深圳市公园机械以燃油机械为主，新能源和智能化机械水平相对较低。从机械效能的角度，燃油机械适用性较高，但是在运行成本、操作舒适性、低碳环保、安全可靠性、维护与保养方面等适用性指标上新能源机械适用性较高。智能清扫机器人与人工效能相比具有明显的优势。新能源和智能园林机械的运用将会是提升园林机械适用性的重要方向。

关键词  园林机械；公园应用；适用性

中图分类号  TU986.3+2  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）05-0216-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.051

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Adaptability of Garden Machinery in Park Application in Shenzhen City

LI Guo-jian，JIANG Hui，CHENG Rui et al

（Shenzhen Square Ecological Environment Co.， Ltd.， Shenzhen，Guangdong 518035）

Abstract  In order to improve the level of park garden mechanization， gradually promote the development of inefficient and environmentally polluting garden machinery in park green space to safe and environmentally friendly， intelligent and efficient garden machinery. The application of garden machinery commonly used in Shenzhen park was analyzed by means of sample land survey， data statistical analysis and test investigation. The results show that the park machinery in Shenzhen is dominated by fuel machinery， and the level of new energy and intelligent machinery is relatively low. From the perspective of mechanical efficiency， the applicability of fuel machinery is higher， but the applicability of new energy machinery is higher in the applicability indicators such as operating cost， operating comfort， low-carbon environmental protection， safety and reliability， maintenance and maintenance. Intelligent cleaning robots have obvious advantages over manual cleaning operations. The application of new energy and intelligent garden machinery will be an important direction to improve the applicability of garden machinery.

Key words  Garden machinery;Park application;Applicability

基金项目  深圳市公园管理中心“深圳市公园园林机械应用指引”。

作者简介  黎国健（1974—），男，广东深圳人，高级工程师，硕士，从事园林工程与养护研究。

*通信作者，中级工程师，硕士，从事园林工程研究。

收稿日期  2023-08-08；修回日期  2023-09-04

园林绿化管养作业是保障公园绿地景观环境效果的重要手段。作为一项繁重而又烦琐的系统工作，提高园林机械化水平，提升园林机械在公园的适用性显得尤为重要。公园绿地作为城市绿地的重要类型，具有多种绿化形式和相对丰富的景观层次，对于管养的技术水平要求较高，需求也呈多元化趋势。公园的园林机械化水平在一定程度上反映了管养的技术水平。该研究分析深圳市公园的园林机械应用情况和适应性，旨在为提高公园园林机械化水平提供建议，为新型园林机械引进提供依据，提高园林工作的效率和质量，并确保机械的合理使用和投资回报。

1  公园机械类型

园林机械是指园林生产各项作业中使用的各种作业机械的集合［1］。公园的园林机械以满足公园绿化管养为目标，从广义上按照使用用途主要包括草坪管养类、乔灌草修剪类、植保施肥类、苗木更新种植类、绿化废弃物处理类、保洁类、其他绿化管理类。目前我国园林养护机械在新能源动力方面也有了初步的运用，主要是便携、轻小型户外智能电动园林机械［2］，比如割灌机、绿篱机、吹风机、链锯、智能清扫机器人等［3］。智能清扫机器人是指具备智能感知决策、视觉检测识别、自主路径规划等核心技术，利用先进无人驾驶技术实现高精度自动化清扫作业的智能清扫设备［4］。按照动力类型来分，园林养护机械分为燃油动力、交流电动力、直流锂电动力。其中交流电动力园林机械利用外接电源作为动力来源，直流锂电动力园林机械利用便携式电池作为动力来源。目前直流锂电园林机械的便携式电池主要为锂电池。新能源动力也主要是指直流锂动力。锂电池作为一种新型的化学电源，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、无污染等突出优点，能够满足人们对便携式机械所需要的电池小型轻量化和环保的双重要求［5］。随着新能源技术的不断发展，现已广泛用于便携式林业机械和园林机械。

2  研究区域与方法

2.1  研究区概况

选取10座园林机械比较丰富且具有代表性的公园，覆盖了深圳市6个行政区，公园类型包含自然公园、城市公园和社区公园共3种，市属与区属公园各5座，见表1。

2.2  研究方法

通过样地调研、数据统计的方式分析深圳市公园机械应用现状、常见园林机械的适用性、新能源与燃油机械成本与效能综合对比。通过机械测试方式进行智能机械与人工效能比较。该次选取的新能源机械电池满足冲放1 000次，无特殊情况默认可以使用3年；效能通过单次持续作业时间和功率为基准；新能源机械单次持续作业时间以充满电持续作业时间为准，时间均为平均时长。

3  结果与分析

3.1  深圳市公园机械应用现状

3.1.1  各公园园林机械应用差异较大，整体以燃油机械为主，新能源和智能化机械水平相对较低。

根据10座公园调研数据统计，各公园整体以燃油机械为主，新能源和智能化机械水平相对较低。新能源机械占所有机械总数的平均比率仅为3.45%，燃油机械占比为75.00%，交流电动力占比率为21.55%。不同机械类型的动力差异也较大，新能源机械主要集中在草坪管养和乔灌草修剪的小型机械类别，而直流电动力机械主要是电动高压清洗车、电动保洁车、电动打药机等类型机械占比较大。同时，不同公园机械动力的差异性较大。其中，香蜜湖公园基本实现了低碳机械的园区覆盖，逐步淘汰了燃油机械的使用，是新能源机械使用率最高的公园。洪湖公园、莲花山公园、深圳湾公园电动力机械占园区所有机械数量的比率均在35.00%以上。而园博园公园还未使用新能源机械，电动力机械仅占园区所有机械总数的5.90%。部分走在前列的公园如香蜜公园、深圳湾公园、莲花山公园等近年均引进了无人扫地车、无人剪草机、智能垃圾箱等智能化机械。从整体来看，燃油机械因其动力充足、持续作业时间长、工作效率高，依然在公园机械中占据绝对的优势。但是由于燃油机械污染性强、噪声大、维护与保养较麻烦、操作舒适性较差、燃料管理存在风险等问题，在新能源技术的不断进步的情况下，引进安全环保、智能高效的新型机械，是提高机械的适用性的重要方向。

3.1.2  从机械效能的角度，整体机械适用性较高，同时也存在机械闲置，部分机械效能比较低还有待改进。

从机械效能的角度，目前深圳市公园以燃油机械为主导，整体机械适用性较高，园林机械配置基本合理，能够满足日常公园管养的需求，同时也存在少量机械被闲置的现象。如大型树枝粉碎机使用频率较低，需定期维护，而返修难度大、成本较高，且大型树枝粉碎操作对场所要求和防火安全要求较高，因此限制了该类机械应用推广，导致部分公园选择外运绿化垃圾而使得粉碎机闲置。部分机械对场景要求较高，如坐骑式草坪车的作业区域必须是平坦且开阔的草地，而在一些树木穿插密集、有陡坡的草地则无法使用。与草坪专业修剪类机械相比，乔木修剪一直是困扰公园管养的难题，特别是高大的棕榈类植物叶片的修剪还比较传统，部分采用加长竹竿绑定刀具人工修剪，或在有作业操作面的地方通过高空平台车进行辅助修剪。高枝油锯负重操作难度大要求较高，且修剪的高度有限，难以满足大型乔木日常管养作业。同时灌木修剪主要依靠人工手持机械操作，不同造型的植物修剪效果与人工的操作水平密切相关，其修剪的美观度、完整等很大程度上由修剪人员的修剪技艺的熟练度决定。其中一个重要的因素在于目前的园林修剪类机械较为单一，机械修剪的造型灵活性较低，造型功能比较单一，整体机械效能还有待改进提升。影响绿篱机工作效率的因素较多，如割刀的特性、植物粗细纤维的物理属性、切割方式方向、切割的速度、刀具与枝条的相对位置等，所以在绿篱机的调变速装置、升降装置和多元化修剪等技术还需不断改进和升级，确保机械效能的提高［6-7］。

3.1.3  部分管养工作以劳动密集型作业为主，整体机械化程度不高。

根据调研，绿地保洁是公园劳动力最密集的作业内容，目前公园养护分组主要分为绿化组、修剪组及保洁组。当前园林养护人员年龄主要集中在50岁左右，大部分公园为男女比例均衡。修剪组养护工人绝大部分为男性，保洁组养护工人以女性为主。当前园林行业面临人口红利消失、劳动力成本提高、劳动力老龄化趋势严峻的时代，提高劳动密集型作业的机械化程度也迫在眉睫［8］。随着无人扫地车、智能清扫机器人、智能垃圾桶等相关新型机械的研发与推广，未来这部分劳动密集型作业将得到较大的改善。所以，基于实际工作的机械使用痛点，并根据场景需要进行机械的配备才能发挥机械最大的价值，提高机械使用效率，有效替换人工作业，从整体上提升公园机械化应用程度、先进程度。

3.2  常见园林机械适用性情况

园林机械的工作效能是考核机械适用性的重要指标，从使用者的角度，体现在机械是否能够有效地完成工作。为了提高机械的使用价值，根据调研结果把常见园林机械分为使用频率高但不实用、使用频率低但很实用、使用频率高也很实用、使用频率低也不实用4种情况，同时分析机械的适用场景，为机械的合理使用提供参考。其中适用场景主要考虑机械的操作对象、操作空间、机械使用要求［9］，见表2。

从表2可以得出割灌机、手扶式割草机、双刃绿篱机、单刃绿篱机、背式电动打药机、高压清洗车、垃圾清运车、吹风机、无人扫地车、驾驶式扫地机为各大公园使用频率高也很实用的机械，占所有机械种类的40%。部分有场景限制的机械如方向盘草坪车、智能剪草机器人属于使用频率高但不实用的机械，占比较小，为8%。使用频率低但很实用的机械种类是11种，占比最大，达到了44%。而使用频率低也不实用的机械为树枝粉碎机、吹吸机，占比为8%。实用性都高的机械为使用频率低但很实用和使用频率高也很实用两类，占表中所有机械比例的84%，这也说明了目前公园常见的机械在工作效能方面适用性较高，在适宜的场景下基本能够满足日常管养工作。