CN103572712A - 公路、铁路的路面保护与综合获能设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种公路、铁路的路面保护与综合获能设施：在相关的公路、铁路路面之顶部设有一个主要由立柱和顶盖构成的长亭或组装隧道式构筑，在该长亭或组装隧道式构筑之顶盖的外、内表面上，安装有太阳光伏或光热系统。对

Description

公路、铁路的路面保护与综合获能设施

技术领域：

本发明涉及高速、高等级公路和铁路的路面保护设施与设施的利用技术。

背景技术：

公路、铁路是重要的交通命脉和经济发展的重要条件，良好的公路、铁路路面，是交通运输畅通和安全的保证。但是，由于公路、铁路的路面常年暴露在光天化日下，受烈日、严寒、风沙、雨、雪等恶劣环境的影响，日复一日地对路面造成着潜移默化的损害，有些地区因“冻雨”和大雾天气而造成的安全事故和经济损失，也是触目惊心的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种保护路面的设施，并有效地利用该设施获取能源。

本发明是这样实现的：

在相关的公路、铁路路面上设置有亭子：即在道路顶部设有一个主要由立柱和顶盖构成的“长亭”；在该长亭顶盖的外、内表面上，安装有太阳光伏或光热系统。在特大季风区则采用组装隧道式构筑代替长亭式构筑。

对于铁路而言，路面上另外设有四个子系统(公路亦可参照安设)：

1)在轨道中线外侧3.07m处，每隔12.5m，安装一台φ1.5m、高2.2m的垂直轴微型风电机。列车高速行驶时，该风电机能够吸收利用列车周边产生的高速气流能；其中每隔100m，安装一台φ1.5m、高4m的风力机，该风力机下设有与路轨方向垂直的小道轨，使其可快速移出路肩，便于铁道维修。

2)在轨道中线外侧2.05m处，每侧纵向安装有2台声电转换装置，间距0.05m，它可快速移出路肩、高出轨面1.12m、每台长5.02m。

在车厢底面，也安装有该声电转换系统，分左右两组，其长度7.5-8m，随车厢或车棚型号而定。

该声-电转换装置，对轮-轨间产生的冲击摩擦噪音，进行声-电转换。

3)在每个轨枕下安装压电汇流子系统。

4)在路基护坡上安设振动能量获取子系统——沿复线之中线及两侧的护坡表面层，纵向分行安设铁盒——惯性三维多层压电式激扰能量采集子系统。

铁公路也可以按林荫道式布置——无需房盖，直接在路基坡上(公路含中间带)，安装相应的光伏阵列，同时采用上述1)、2)、3)、4)子系统，以获取能源。

本发明的有益效果是：

1、覆盖路面的长亭，可以阻断阳光、雨雪对路面的接触和侵蚀，从而有效地消除其对交通运输的影响，延长路面维护周期，节约维修费用；

2、以该保护路面的长亭为平台，集成多种先进技术，安装多种设备获取能源：如太阳能发电工程的光伏阵列、聚光热发电工程的聚光集热阵列、太阳能热化学能转化的相关系统等。

——与另处独立安装这些设备相比，可节约必须占用的数千平方公里的土地资源——仅以高速公路为例，2008年底中国有高速公路4.1万km，按平均40m宽计算，则面积约1600km²。

3、对列车(车辆)引起的噪声、对路面的冲击振动、车身周边的高速气流(列车风)等诸能量的利用，既获得了能源，又减轻了污染并可获得显著的综合效益。

下面结合附图叙述一个实施例，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例之长亭式立体形状、构造的透视示意图；

图2是长亭式横截面结构和雨、雪水收集管道示意图；

图3-1是本实施例路面获能设施的布置示意图；

图3-2路面设施向阳侧面(N向)示意图；

图3-3是图3-1中之路基表面振动能量转电子系统的结构示意图(正视图)；

图3-4是图3-3的俯视图；

图3-5和图3-6是对图3-1中件36(和48)的显示；

图4是安装在顶盖上的三维复合曲面聚光(3D-CPC)——有机朗肯循环(ORC)太阳能热发电装置示意图；

图5铁路路面的组装隧道式覆盖及其获能设施；

图6路两侧的林荫道式能量获取装置的布设。(共有图11份，计4页)

具体实施方式：

本实施例是在高等级公路、高速公路、铁路上设置的路面保护与综合获能设施。

图1显示本实施例之公、铁路路面上设置的长亭式立体形状、构造

图中，1、路基；2、立柱；3、垂直轴微型风力机；4、桁架与屋面；5、太阳能光电(或光热)系统；6、风力充沛地区亭外的垂直轴微型风力机；7、避雷系统；8、旋转喷水系统；9、雪水、雨水回收设施；10、下悬置光伏组件。

在铁路路面上，构建类似“中国园林”中的“廻廊式”结构，有桁架与屋面4及立柱2但无四壁，沿路每跨6m＝(线段)FG，每5跨(AB＝BC＝30m)为一单元；其顶盖最高点对路面的垂直距离为AB高出BC 0.5m，便于对顶盖的检修和排出有害热气体，其两端的高度差口以活动的百叶窗封闭，顶盖高低的纵向排列顺序是：BC-AB-BC、BC-AB-BC……；顶盖也可以是等高的——此时每隔100m，必须有一个6m*6m的活动房盖。尺寸DE按部颁标准取值。

所说的旋转喷水系统，采用标准喷头，置于房顶中部，其泵和电加热器采用防爆型的，均置于蓄水池边，(未画出——下同)，冬季喷出20℃的温水，以融化落雪，防止积雪压毁长亭结构；夏季喷出经过滤的常温水来清洗、冷却光伏系统，以保证其高效运行；

在向阳侧的立柱上，悬挂有上下悬置光伏组件10、(高度角可定期调整)。

由光伏、风电回收的电力，均通过相应的蓄电变电设备汇流上网或分段蓄存(未画出——下同)。

图2是本实施例之屋面光伏一体的长亭子横截面结构和雨水、雪水收集管道示意图。

图中α＝12.5°，β＝77.5°(2×(α+β)＝180°)；23上悬置光伏组件，AB＝3.1m；11是一体式光伏顶盖；12是阴坡的光伏及其支架；13是天沟；14是落水管；15是路面下排水管；71上置排水管，6是亭外的垂直轴微型风力机。

说明：12，屋顶阴坡面和屋顶内表面的弱光性光伏组件(如多晶硅型，叠层结构的体异质结型，或染料敏化型等)；13、14、15、71为屋顶的雨水、雪水和喷淋清洗、冷却用水的回收管道，以备再利用(排入蓄水池——未画出)；件11为平面式(或155°折面式)双层玻璃屋顶一体化单晶硅光伏件-考虑到固定安装的平板光伏的余弦效应，为提高日平均接收辐照量，故相邻光伏板间按2β＝155°夹角布置。

当公(铁)路为南北走向，且长亭屋顶仅安装固定式光伏板时，顶盖也可以在垂直于路轴线方向呈锯齿形布置。

图3-1公铁路横截面上获能设施布置示意图；图3-2公铁路的向阳侧面(N向)示意图；图3-3和图3-4是对3-1中之件28结构正视和俯视示意图；图3-5和图3-6是对图3-1中的件36(和件48)的显示，下边分别说明——

图3-1中各组件：10下悬置光伏组(公路设置中无此件)22调节器，25光伏板，49弱光性光伏，26垂直轴微型风电机，27小道轨，28路基表面振动能量转电子系统，36轮轨噪声-电子系统；48贴附在车厢(车棚)底板的下平面的噪音转电器。(未显示)

图中各线段长度：ST＝0.1m，AB＝2.05m，BC＝4m(或4.6m)CD＝3.07m，QR-依据铁路规范，(

)指轨面各组件的功用是：

1)太阳能的利用：

1.1)25双轴跟踪光伏或高倍聚光光伏组件，或者是太阳能热发电的聚光集热组件。∠α最佳安装角，依据所在地的太阳高度角计算，49安装在屋顶(跟踪光伏阴影中的)表面和屋顶内表面的弱光性光伏组件。

1.2)图3-2铁(公)路向阳侧面(N向)示意图，图中EF＝6m/开间，10下悬置光伏组，23上悬置光伏组，21套筒，22调节器。

说明(1)件10、21、22、23仅用于东西走向路的向阳侧面；(2)该两悬置组件的左上角和右上角均焊接有套筒(焊后钻扩铰)通过铰孔螺栓与焊接在立柱上相应位置的套筒21形成铰接副，并经件22定期调整悬置组件的倾角以保证板上光伏电池的最佳安装角；(3)件10的上缘对轨面高2.2米，板宽2.1米(公路无件10)，件23的下缘对轨面高3.1米，板宽3.21米。

2)列车风能的利用——据测定，当列车速度为200km/h时，在轨面上方0.814m，距列车侧面1.75m处的风速达17m/s，相当于7级风，(风能密度约3100w/m2)且主干线路日运行一百多辆列车。本发明中列车风能的利用-由轨侧的垂直轴微型风力机及其汇流系统26来实现的。

该风力机的风轮直径1.5m，高2.2m，带有飞轮，轴线距路轨中线3.070m，其底部有两组共4只滚轮(φ100mm)有快速紧固和松动元件，可沿小道轨27快速往复移动，以利铁道检修；为了不影响旅客的视野，其顶端限定在车窗口下框边左右，但其中每隔100m安装一台φ1.5m高4m的同型风力机，以避开人视觉的暂留性；小道轨27采用12kg/m的轻轨两根，各长2.5m，与路轨中线垂直，用混凝土固定在路肩上，其小轨面到路轨面空间垂距为负100mm。

3)列车轮对对轨道的(冲击和振动)激扰能量的采集利用-此激扰能经轨枕和道床传到路基与其护坡上。为了便于利用而将其分为(a)轨枕底面对其支撑板的激扰和(b)轨枕对路基(含护坡)的激扰两部分。其中(a)见图3-135枕木，34枕下的压电材料，(粗虚线所示)，42道床上垫板。

说明：该(a)用于高速和重载铁路时件34可以直接布置在轨枕底面与其支撑板接触面之间，而用于普通铁道时，则必须在轨枕下增设道床上垫板(42)-该件与轨枕下平面形状相同，但长、宽各增加5cm，厚度13cm的预应力钢筋混凝土预制件；件34(每轨枕下面分布为两头各2片，中间三片，共7片)其材质采用件29所用压电材料。

(b)轨枕底面对路基激扰能量的利用-由振动能量转电子系统28完成，件28的组成示意图(正视图)是图3-3，其相应的俯(剖)视图，是图3-4，下面对该两图一起说明——图中各组件：20定位压板，31强力弹簧，32￠8轴承用钢珠，68匀力板，29压电材料，69盒盖，24方筒护套，33盒体，30惯性正方体，70汇流输出区与输出缆线。

说明：列车通过时对轨道和路基施加了巨大的冲击和振动载荷形成激扰，致使路基表面的振幅可以公分计量(深夜轨外300m米处可以感觉到)故有收集价值。因该振动及其传递是三维的，所以采用惯性三维多层压电式激扰能——电子系统来获取电能。

现以图3-3中Z轴(自下而上)为例说明该系统的工作原理——当路基振动传来时盒内振动传递路径是：铁盒33→过盈配合的定位均压板20→压电材料29→匀力板68→钢珠32→惯性立方体30(因静止惯性使29受压，但会因受力而移动)→钢珠32→定位均压板20→(压缩)强力弹簧31→定位均压板20→压电材料29→(反装的)定位均压板20→铁盒33(盒盖69)完成振动传递和压电(一维两组)，激扰间歇时，弹簧伸长使30(立方体)复位同时双向再压压电材料，完成一个工作循环，其余两维振动传递和压力情况与此相同。故6组压电材料分别相应输出电流。

其安装方法是：沿轨道在护坡表面划行，行间距1.25m，每行纵向每距2.5m，安设水泥铁盒一个，相邻行间的盒位错开1.25m，可视护坡面的宽度而确定仅设一行或数行(复线的纵轴线路基面下30cm处可设一行)。

构造简述：该子系统为一有盖的盒状体，盒体是壁厚10mm的HT150铸铁件，口部有宽22mm的方形法兰盘。由8只M8螺钉与盒盖71连接为一体，盒内放置一个惯性正方体30和6组(每组3片)压电材料29，该盒的6个内表面上各镗一孔与定位均压板20的园台过盈(压)配合(并用紧定螺钉固定)，该6孔的轴线两两对应与惯性正方体(对称中心为0)的三维对称轴线X、Y、Z重合，在与盒体对应的平面——(XOY、XOZ、YOZ)中，三个定位均压板20的方形平面(边长150mm)，经方筒护套(孔方150+1，由PVC制成的有出线槽孔的件24限位)，各紧贴一组压电材料29——紧贴匀力板68——该板厚12mm。其一面上均布

深6的孔5个，内装钢珠各一粒，钢珠紧切正方体30，在正方体的另一组三维平面上各接钢珠32——定位均压板20(上有5个￠8深6的孔)——强力弹簧31——定位均压板20(无￠8孔)——压电材料29——定位均压板20——壳体33.最后的YOX组，组装好，合上盖，接好线与输出缆线上紧8-M8螺钉。

所述盒盖69系用15mm厚的PPS(聚苯硫醚)或PAR(聚芳酯)制成，其内表面在70所示区域有六组汇流——单向(二极管)输出电路，以防止各组异步压电时互为负载而由缆线输出。

所述惯性正(立)方体30是重金属铅钨(PbW)二元合金，边长150mm，重约37kg；其中20是一面带有圆形凸台的匀压板，其背面是150*150mm的精确平面，以压紧一组件29，凸台为定位强力弹簧31和与孔过盈配合之用；压电材料29，采用驰预型铁电单晶铌镁酸铅——钛酸铅(PMN-PT)或多孔聚合物压电驻极体，或压电陶瓷纤维，或大面积(此处为150*150mm)压电复合材料等，32为轴承用成品钢珠(φ8)，用以保证惯性体30的三维微动与复位。

各个铁盒所变电流，经电缆分别按50m(或100m)为单位汇流处置。

4)车轮——铁轨——列车(或汽车流)间噪声能的利用是由图3-1中的件36、48来完成的，件36的结构见图3-5和图3-6

图3-5移动框式声一电转换装置示意正视图

54绝缘板，55上边框，56压电复合材料与等效压电开关电路，57托轮。

说明：该装置为可移动的框形体，长5.02m，总高1.22m，其侧面中心面(空间)距铁轨中线2.05m，沿中线方向每12.5m内每侧纵列两件，间距0.05m，该图的右边中部两细实线间所示为原位剖面。

图中各线段长度：CD＝1.22m，EF＝0.1m，GM＝5.02m，HJ(小导轨距)＝1.6m，其中E为该小导轨面的引出线，低于铁路轨面0.1m，件54为厚4mm的pvc板，共10件，板宽488mm，长1012mm，组装后相邻板间有约3.6mm的距离，用以透风，避免大风或列车尾部涡流吹倒该部件；件55采用50x50x3.0冷弯槽钢，其槽内每隔492mm上下对称的焊有方100厚3mm的不锈钢板(上有￠12两孔)并用四只M10x20六角螺栓-一双螺母固定一块pvc板，件56系固定在件54上的声——电转换材料如：多孔聚合物压电驻极体薄膜，1-3型大面积压电复合材料，PZT-5H型压电陶瓷等，件56同时包括有对其输出电流进行等效压电控制的开关电路(未显示)——每秒“通——断”各50次(或60次)，以适应强压小变幅的声压环境。也可以用具有防水功能的、特制的动圈式杨声器组来完成声-电转换。

该声-电转换系统(仅件56、54)也可直接固定在列车车厢底板的向地面上，(即图3-1中的件48)；其蓄电系统可置于车厢顶部的夹层内。

件57为弹性托轮组件，以适应小导轨两边的水泥地面，其托轮用耐侯性好塑胶制造。

公路路肩边沿和中间带可以安装不必移动的该系统。

图3-6是框形体(图3-5)的右侧视图

图中KL＝500mm，59拉手，60手柄，61侧框，62下框，63小导轨，64闸板、弹簧、导向绳轮组，65汇流电缆，66夹紧扣钩，67摆动件、扭簧、钢绳组。

说明：滚轮组58共两组，每组前后辊轮中心距500mm，59为(∏)形管件，下端焊接在58的板上，60手柄，操作件66的位置用，两者系一个整体，61侧框共两件，采用50x50x3.0mm冷弯等边槽钢，62下框采用100x50x4.0冷弯等边槽钢，63采用12kg/m轨长2500mm计两根，64闸板、弹簧、导向绳轮组件，在夹紧状态时弹簧被压缩，导向绳轮为保证钢绳离轮点、夹板柄部和弹簧同轴线。件66夹紧扣钩，其前端为钩状曲面与拉手横杆部外径近似，其尾端与67之上孔铰接，67摆动件通过中部有孔小轴铰接在铰链座(焊接在拉手的立杆部分)上并与扭簧固定一体以保证件66脱扣后该摆动件处于中间位置，67下端孔中固定有4mm多股钢丝绳经导向绳轮和64闸板相连。

该框体的制动闸与自行车的车圈式闸类似-倒u形板体前端铸有两个闸片位于轻轨头下两侧且形状吻合。当手动手柄60带动件66钩扣在拉手59的横杆上时，带动摆动件67顺时针旋转，并带动钢丝绳向左上方摆动和移动，经导向绳轮和闸板上移压缩弹簧并抱死轻轨头部，使该部件制动。

当需要松开抱闸时只要微微上抬并逆时针转动手柄60、使夹紧扣钩66离开拉杆横杆到图中双点划线位置即可松闸而推拉框体部件了。

图4显示安装在顶盖上的三维复合曲面聚光——有机朗肯循环太阳能热发电系统(3D-CPC-ORC)所用聚光器——集热器安装示意图。

图中37聚光器，38集热器，39调整器，40管道，41厂房。

其中37三维——复合曲面聚光器(3D-CPC)系根据边缘光原理设计而成，凡进入最大接受范围内的阳光都会被有效收集利用，无需跟踪机构，只需间歇调正方位角(6至10次/年)；下接件38是平面箱形集热器，，内装有机物热载体(如导热油)等，通过底座固定在顶盖上，热载体融化后被泵入汇合集热相变储热器中，(进行导热油-水汽热交换)，件39是件37的方位角间歇调正机构；40冷——热循环管道；41发电厂房：包括汇集热——相变储热器，泵，回热器，冷凝器，发电和辅助能源系统等。

此种可在公铁路房顶上安装聚光器和集热器而实行太阳能热发电的方式甚多：如蝶式聚光器-圆锥腔吸热器组成的氨分解吸热——氨合成放热、储热的化学能中温热发电方式；安装在顶盖上的太阳能——化学能转化系统等等，此处不再详示。

图5显示路面上的组装隧道式覆盖与获能示意图。

图中：18壁板，24悬挂光伏，50紧固螺栓，51拱顶，52悬垂的孔盖，53迎风侧壁板。

说明本方案主要适用于特大季风(如12级)区的示意布置图。

24安装角可调的悬挂式光伏板，50M42×3螺栓组件，51光伏屋顶桁架一体化拱顶，52迎风面通风孔的悬垂式盖，遮挡大风砂石用，18壁板，53迎风侧的壁板，每6m开间，经6只M42*3螺栓固定于两端立柱上，是厚120mm的预应力钢筋混凝土板，上有φ400mm孔和件52各四个，其立柱为方300mm厚12mm的钢板焊制，其翼板上有相应的φ45孔六个，下端经4根M56*4螺栓连接在方600mm、埋深2.0m的正四棱锥形混凝土座上。该隧道内的获能方式同前述各项。另有照明设施。(件18亦可由形状相同的厚70mm宽2m的3块增强钢化玻璃板拼成并与弱光性光伏一体化。)

第六种实施方案如图6：铁路公路路面的林荫道式布置获能示意图：

图中各线段尺寸：AB＝2.3m，CD＝7.5m(轨面上)EF＝＞6.5m，

GH＝HM＝12.5m，NP＝6.25(12.5)m，RS＝2*5.02M(注：对件26来说，若NP＝6.25m是不可行的(要经测速确定以不影响车侧风速为准)，则与RS＝5.02m的件36交互布置(36-26-36……)否则NP＝12.5m)。

说明：公路、铁路采用林荫道式的布置方法时，同样安装与长亭式屋顶覆盖法中的多种相同的获能子系统，仅用路侧布置代替了长亭结构(但此法不适于大规模光热发电系统)。

图示为复线铁道获能设备双侧布置方式

公路用三纵行布置——路两侧与中间带各一行，相关尺寸按当地的太阳高度角和方位角计算，75km一组数据。图中：28三维多层压电式振动能——电子系统，36列车轮轨噪声——电子系统，26微型风力机，43光伏系统，48(未显示)车厢底板下表面安装的薄膜型声——电转换子系统，(使用材料同件36)。

为了突出要安装的部件，原有供电网未显示。43在铁路两侧路基护坡上(公路则同时在中间带部——但其跟踪活动范围不得超出中间带的宽度)安装的双轴跟踪或固定的单晶硅光伏阵列，36、48列车轮对与轨道间的冲击、摩擦噪音的声——电能量采集子系统(见图3-5、3-6)，26利用列车风能的带有飞轮的垂直微型轴风力机，28路基护坡表面(和复线中轴线路基表层)安装的三维多层压电式振动能量采集及汇流子系统(铁盒)的空间布置示意图。

注：1、凡东西向铁道阴面(和南北向铁路全部)所用光伏电池必须是具有集成旁路二极管的晶体硅太阳能电池，以减少阳光局部遮蔽时光电效率的大幅下降。

Claims (6)

1.公路、铁路的路面保护与综合获能设施，有路面、路基护坡、林荫道，其特征在于：在相关的公路、铁路路面之顶部，设有一个主要由立柱(2)和顶盖(4)构成的长亭或组装隧道式构筑；在该长亭或组装隧道式构筑之顶盖   的外、内表面上和向阳侧立柱的上部(特指东西走向的道路)，安装有太阳光伏或光热系统或高倍聚光组件(25)，弱光性光伏组件(49)；三维复合聚光器(37)，平面箱形集热器(38)；也可以是两种聚光集光集热系统(例如高倍聚光系统串接三维复合聚光集热系统)的叠加式组合来实现太阳能高温热发电。

2.根据权利要求1所述铁路的路面保护与综合获能设施，其特征在于：路面上另外设有四个子系统：

1)在轨道两侧，间隔地设有垂直轴微型风力机(26)；该风力机下设有与路轨方向垂直的小道轨(27)；

2)在轨道两侧纵向安装有2台移动框式声电转换装置；包括：绝缘板(54)，上边框(55)，复合材料(56)，托轮(57)、拉手(59)，手柄(60)，侧框(61)，下框(62)，小道轨(63)，闸板弹簧、绳轮(64)，汇流电缆(65)，夹紧扣钩(66)，摆动件纽簧钢绳组(67).

在车厢底面，也安装有该声电转换系统指在不变动车厢、车棚下部任何另一部件的前提下在车厢下表面(除大梁相应位置之外)或在下部设备的流线型外罩表面，牢固贴装相同曲面的绝缘板54，在该板上安装压电复合材料与其压电等效开关电路56，且每厢有一汇流储电设施。

该移动框式声电转换装置结构上分为框体和移动组件两部分——其中框体由上边框55、(两)侧框61和下框62四件焊接而成，上下框间上下对称地各焊有10片方100mm的不锈钢片，共用40个M10*20的螺栓和80只螺母固定了10块PVC板54，该板上固定有声——电转换材料和相应的等效压电控制开关电路56(含二级管输出电路)，经汇流电缆65输至系统汇流电路。

其移动组件部分，包括两个滚轮组件58，组件中的上部平板均以框体纵向中轴线(1\2GM线段的垂直线)为准对称的(1\2HJ线段)与下框的两边焊为一体；滚轮组放置在小导轨63上，拉杆(∏形管件)59牢固的焊在滚轮组件的上部平板上；弹性托轮组件57共两组，对称的焊接在距纵向中轴线1850mm处的下框62的两边上。

其制动抱闸部分已如前述。

3)在每个轨枕下安装压电汇流子系统；轨枕下安装压电材料和汇流件(34)，其下面是道床上垫板(42)——在高速和重载铁路上压电材料34直接安装在轨道与其垫板之间，而在普通铁路上，则34安装在轨枕与新增设道床上垫板42之间，且每组(一轨枕下一组)压电材料的输出端必须串接有二极管输出电路，以杜绝异步压电时互为负载。

4)在路基护坡上层安设振动能量获取子系统：压电晶体(29)，惯性正方体(30)，强力弹簧(31)， 定位匀压板(20)，￠8钢珠(32)，方筒护套(24)，盒体(33)，均力板(68)，盒盖(69)，汇流输出区与输出缆线(70)。

此“惯性三维多层压电式激扰能-电子系统”的工作原理、构造和安装均在申请书的——“3)列车轮对对轨道的激扰能量的采集利用”一条中已做了详尽的叙述，并见图3-3和3-4。

3.根据权利要求2所述铁路的路面保护与综合获能设施，其特征在于，

所述1)在轨道两侧，间隔地设有垂直轴微型风力机(26)，其位置是：在轨道中线外侧3.07m处，每隔12.5m，安装一台φ1.5m、高2.2m的垂直轴微型风电机，其中，每隔100m，安装的是一台φ1.5m、高4m的风力机；该风力机下设有与路轨方向垂直、便于铁道维修的小道轨。

4.根据权利要求2所述铁路的路面保护与综合获能设施，其特征在于：所述2)在轨道两侧，每侧纵向安装有2台移动框式声电转换装置，其位置是：在轨道中线外侧2.05m处，高出轨面1.12m、长5.02m；

所述在车厢底面，也安装有该声电转换系统，计分左右两组，长度各为7.5-8m，根据车厢类型而定。

5.根据权利要求2所述铁路的路面保护与综合获能设施，其特征在于：所述4)沿途在路基护坡和复线中轴线的表面层合理布设有铁盒(33)，盒内封装“惯性三维多层压电式激扰能-电子系统”，以获取列车通过时对路基的激扰能量，且在每组压电汇流电路的输出端均安装二极管输出电路，以杜绝异步压电时各组压电材料互为负载的情况发生。

6.根据权利要求1所述公路、铁路的路面保护与综合获能设备，其特征在于：路面两侧有按林荫道布置方式安装的获能系统，即铁道用双侧布置法，公路用两侧和中间带的三纵行布置法，安装下述设备：“惯性路基三维多层压电式激扰能——电子系统”(28)，列车轮轨噪声——电子系统(36)，光伏系统(43)，车厢地板下表面安装的声——电子系统(48)——具体是：绝缘板(54)，压电复合材料和等效压电开关电路(56)，垂直轴微型风力机(26)。 

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