本實用新型涉及一種道路交通安全與保障技術(shù)，特別是除雪防冰技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著溫室效應(yīng)的迸發(fā)，世界范圍內(nèi)的極端災(zāi)害天氣越來越頻繁，中國地處北溫帶，冬季及早春長達四個月的時間內(nèi)，北方大雪，南方凍雨，都使得道路積雪結(jié)冰數(shù)月不化，成為堵塞交通甚至引發(fā)惡性事故的重要因素，尤其在橋面，上下坡處、山陰影處的路面、隧道進出口處等危險地帶。因此，在寒冷地區(qū)如何快速清除公路、城市道路冰雪已成為保證公路安全和暢通的重要任務(wù)。

目前融雪除冰的主要方法有：(一)人工清除法、這種方法清除較徹底，但效率低、費用高、影響交通通行及行車安全、且不能長時間作業(yè)，僅適用于雪量較小時或重點、難點路段的冰雪清除；(二)機械清除法、該方法分為機械鏟冰雪和機械吹雪兩類，是通過機械對冰雪的直接作用，推掃或鏟除冰雪，該方法技術(shù)成熟，但對設(shè)備數(shù)量質(zhì)量要求高，且往往受路面狀況、氣溫高低、冰雪厚度等條件制約，如要提高除雪效率則容易損傷路面；(三)撒融雪劑除冰，撒融雪劑除冰是通過化學(xué)方法降低路面冰點，使冰雪融化而達到除積雪、冰的方法。其中通過噴灑融雪劑進行除冰的方法效率較高，綜合成本較低，從而被廣泛使用。

但是，當今的噴灑融雪劑的方法，大都是采用時候干預(yù)的方式，路面已經(jīng)被冰雪覆蓋了，相關(guān)的工作人員才攜帶裝備對路面進行噴灑融雪除冰。此時，由于路面已經(jīng)結(jié)冰，存在一定的事故風險，而且要大面積的清除積雪，需要噴灑大量的融雪劑，而目前國內(nèi)外使用的融雪劑一般有兩大類，一類是以醋酸鉀等為主要成分的非氯鹽類融雪劑，該類融雪劑融雪效果較好，對道路設(shè)施腐蝕損害小，但其價格昂貴，是氯鹽類價格的近15至30倍，一般用于機場等重要場所的融雪除冰；另一類是以氯鹽為主要成分的融雪劑，如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通常稱為“化冰鹽”，其融雪效果好、價格便宜，但對公共基礎(chǔ)設(shè)施有一定腐蝕作用。因此，如何以更少量的融雪劑用量達到除雪防冰的效果，更為當今亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種克服上述問題的自動除雪防冰系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題的解決方案是：自動除雪防冰系統(tǒng)，包括有氣候感應(yīng)子系統(tǒng)、熱映射子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)以及自動噴灑子系統(tǒng)；其中所述氣候感應(yīng)子系統(tǒng)包括有脈沖多普勒天氣雷達。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述的氣候感應(yīng)子系統(tǒng)以及所述的熱映射子系統(tǒng)均包括有更優(yōu)的結(jié)構(gòu)，使得噴灑子系統(tǒng)的自動控制更準確，詳細參見以下的實施例。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述的自動噴灑子系統(tǒng)針對其使用環(huán)境有得到改善，詳細參見下述的實施例。

本實用新型的有益效果是：本實用新型根據(jù)熱映射子系統(tǒng)，準確地判斷路面上需要安裝本自動除雪防冰系統(tǒng)的位置，然后利用氣候感應(yīng)子系統(tǒng)準確地預(yù)知天氣變化情況，確定該噴灑的用量，最后用控制子系統(tǒng)實現(xiàn)精準的融雪劑噴灑，最大程度節(jié)省除雪劑，并保證道路安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的系統(tǒng)布局示意圖；

圖3是本實用新型的高壓噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本實用新型創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

參照圖1，自動除雪防冰系統(tǒng)，包括有氣候感應(yīng)子系統(tǒng)、熱映射子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)以及自動噴灑子系統(tǒng)；其中所述氣候感應(yīng)子系統(tǒng)包括有脈沖多普勒天氣雷達。所述的脈沖多普勒天氣雷達可以獲得不同高度大氣層中各種空氣湍流運動的分布情況，預(yù)先感知冰雹或降雨降雪，并分析速度及顆粒大小；并將信息反饋給控制子系統(tǒng)進行綜合分析，使防冰系統(tǒng)可以預(yù)先動作，根據(jù)降雪量及降雨量的大小及溫度，確定除冰(融雪)劑的用量，最大程度節(jié)省除冰劑。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的氣候感應(yīng)子系統(tǒng)還包括有空氣傳感器與路面?zhèn)鞲衅?。所述氣候感?yīng)子系統(tǒng)的氣候傳感器包括有：采集空氣溫度/濕度、露點溫度、大氣壓強的傳感器；所述的路面?zhèn)鞲衅靼ㄓ胁杉缆繁砻鏈囟?、地下溫度、冰點溫度、水膜高度、摩擦系數(shù)及含冰比例等參數(shù)的傳感器。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的熱映射子系統(tǒng)包括檢測車輛、氣候傳感器(氣溫、雨水、路面溫度)、GPS、DMI(距離測量儀)、數(shù)據(jù)集成控制器，可以根據(jù)不同的地形特征測量和記錄路面溫度的變化模式，并以此來判定需要安裝防冰系統(tǒng)的位置，節(jié)約成本。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的控制子系統(tǒng)包括有PLC、觸摸屏、通訊模塊。其中PLC能夠收集所有傳感器信息(空氣溫度、濕度、降雨、降雪、霧、公路臨時路面狀況、存儲罐的液位、流體壓力、流量、凍結(jié)報警)；并準確發(fā)出凍結(jié)報警；根據(jù)雪或凍結(jié)報警開動自動噴灑子系統(tǒng)或者進行手動噴灑；道路天氣條件和危險警告信息可通過通訊模塊，然后連通互聯(lián)網(wǎng)或交通信號板傳遞給操作員和用戶。

參考圖2，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的自動噴灑子系統(tǒng)包括噴灑裝置1、泵站2、管道3；所述管道3上設(shè)置了多個噴灑裝置1，所述泵站2與噴灑裝置1之間通過管道3連接。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的泵站2包括存儲罐21、自動攪拌裝置22、清水罐23以及泵24，所述自動攪拌裝置22安裝在存儲罐21內(nèi)，所述泵24安裝在管道3上，所述清水罐23通過管道3與存儲罐21連通。所述的泵站2還包括有過濾裝置25、液位感應(yīng)裝置26、球閥、流量計、變頻器；所述過濾裝置25安裝在存儲罐21的輸出口上，所述液位感應(yīng)裝置安裝在存儲罐21以及清水罐23中，所述球閥、流量計安裝在管道3上；所述變頻器與泵電連接，變頻器可以防止泵超載，從而發(fā)生滲漏。自動攪拌裝置21安裝在存儲罐21內(nèi)，通過PLC控制定期攪拌，避免融雪劑的結(jié)晶化，確保融雪劑的流動通暢。其中存儲罐用來存儲融雪劑，儲存罐和清水罐出口均設(shè)置過濾裝置，避免管道和噴嘴堵塞，降低系統(tǒng)運行成本。當液位感應(yīng)裝置26顯示液位低于要求的范圍，則系統(tǒng)自動補充除雪劑和清水，到達液位要求范圍，停止補充。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，儲存罐設(shè)置了回路管道、安全閥和止回閥，形成泄壓回路，保證安全泄壓。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述管道上還設(shè)有止回閥、球閥和流量計，通過將止回閥設(shè)置在主管道與支管道、回路管道之間，防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動電動機反轉(zhuǎn)；而球閥用于整個系統(tǒng)管路的流體調(diào)節(jié)與控制；壓力計用于檢測管道內(nèi)的壓力，用于故障診斷時判斷是否存在電磁閥不能正常打開的情況以及通過檢測管道內(nèi)流量，用于故障診斷時判斷是否存在噴嘴泄漏、管道泄漏和電磁閥無法正常關(guān)閉的情況。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述噴灑裝置包括有高壓噴頭、增壓機構(gòu)、電磁閥，每個高壓噴頭均配置一個增壓機構(gòu)和一個電磁閥。每個高壓噴頭配置一個增壓裝置和一個電磁閥，使得高壓噴頭可以單獨控制，進行噴灑，壓力恒定不變，就算是遠距離的噴頭也能保證噴灑效果。

參考圖3，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的高壓噴頭包括有噴嘴41與底座42，所述噴嘴41安裝在底座42上，所述噴嘴41有多個，所述多個噴嘴按圓弧或波浪狀排列底座42上。所述高壓噴頭的噴灑角度為徑向120～170°，所述噴嘴及底座采用MC尼龍材料鑄造成型。

單個高壓噴頭噴灑長度能夠達到10米，噴灑寬度可達17米，實現(xiàn)覆蓋面積最大化；兩個高壓噴頭之間布置距離可達20米；高壓噴頭的數(shù)量可根據(jù)路面的長寬尺寸布置，除雪劑可均勻噴灑于路面，噴灑時間與噴灑劑量皆能精確控制，減少融雪劑的損失。噴頭、噴嘴及底座采用MC尼龍(澆鑄尼龍)，通過鑄造成型，具有重量輕、強度高、自潤滑、耐磨、防腐等優(yōu)點。

下面以具體的使用情況再對本實用新型進行詳細說明：

首先，通過熱映射子系統(tǒng)可以搜集到道路的特征信息，包括路面危險區(qū)、結(jié)冰點等，進行信息整理反饋，確定出需要安裝防冰系統(tǒng)的地段。在確認防冰系統(tǒng)的安裝位置，根據(jù)道路的實際情況布置高壓噴頭，確保噴灑覆蓋面積最大化，一般兩高壓噴頭最大的間距可為20m，確定泵房的安裝位置，一般為整個系統(tǒng)的中間位置，盡量減少泵到高壓噴頭的距離，以降低流體阻力。

然后，防冰系統(tǒng)通過氣候感應(yīng)子系統(tǒng)：包括路面?zhèn)鞲衅?、氣象傳感器、脈沖多普勒天氣雷達，采集空氣溫度、濕度、道路表面溫度、地下溫度、冰點溫度、降雪量及降雨量等參數(shù)，傳感器參數(shù)反饋給控制子系統(tǒng)，控制子系統(tǒng)綜合分析確定路面狀態(tài)，確定防冰系統(tǒng)的噴灑類型，詳細的噴灑類型如下表：

確定噴灑類型后，控制系統(tǒng)按程序控制自動噴灑子系統(tǒng)開始動作，泵及電磁閥工作，通過高壓噴頭對路面進行噴灑，根據(jù)降雪量、降雨量及路面溫度確定噴灑用量，噴灑用量通過每個高壓噴頭噴灑一次的時間來控制，自動噴灑系統(tǒng)完成一次噴灑動作后，控制系統(tǒng)繼續(xù)通過傳感器反饋信號進行分析，準備下一次動作；(每個高壓噴頭都可以單獨控制，按照要求排序噴灑，以節(jié)省除冰劑的用量)。系統(tǒng)通過運算，自動選擇不同的噴灑類型，在起到良好的融雪效果的同時可以進一步減少除冰劑的用量。

當傳感器反饋信號顯示，各項數(shù)據(jù)符合要求時，防冰系統(tǒng)結(jié)束運行。

以上對本實用新型的較佳實施方式進行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。