CN111653059A - 一种智能空气除雪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能空气除雪系统，其包括雪灾检测子系统以及与雪灾检测子系统连接的云端服务器，云端服务器还连接有雪灾预警子系统，雪灾预警子系统连接有除雪装置控制子系统，除雪装置控制子系统连接有空气除雪装置。本发明智能空气除雪系统，通过雪灾检测子系统可以及时发现雪灾发生的迹象，并及时将相关参数信息传输至云端服务器和雪灾预警子系统，以便于操作人员判断是否发生雪灾，再通过实时视频监控进行二次判断,不仅过滤掉失真信息，提高了决策的准确性，而且还可以在雪灾发生的初期即进行除雪，具有全天候、智能处置沿线路段积雪隐患的有益效果。

Description

一种智能空气除雪系统

技术领域

本发明涉及一种道路除雪系统，具体地说，涉及一种智能空气除雪系统。

背景技术

冬季大雪天气下，给车辆通行带来极大的安全隐患，车辆极易打滑，并且制动距离增长，甚至无法制动，出现滑行，车辆方向不受控制，极易发生道路堵塞和交通事故。因此，对于冰雪路面的道路除雪至关重要。

目前主要采用路面撒盐、融雪剂、防滑料，全天24小时投入养护工、养护车，这种方式极度的浪费人力、物力、财力，而且效率低下且不具备自动化能力；也有通过铲雪车进行路面的清理，但是大雪堆积的路况容易导致铲雪车深陷雪中，且有些坑洼的地面，更加不利于铲雪车的行进，导致除雪机械发挥效用十分有限。此外，上述铲雪方式虽然能短时间内达到除雪效果，但最终会对道路产生损害，减少道路使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能空气除雪系统，解决了现有除雪方法效率低，且会对道路产生损害，减少道路使用寿命的问题，实现大暴雪天预警，发现大雪天气智能决策，具有全天候、智能处置沿线路段积雪的效果。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种智能空气除雪系统，包括：

雪灾检测子系统，用于采集沿线路段的空气温度、风向风速信息、路表温度、路面抗滑值及道路天气状况等信息；

云端服务器，通过无线网络与雪灾检测子系统连接，云端服务器接收雪灾检测子系统发送的信息并存储并甄选出异常值，发送整理好的参数信息；

雪灾预警子系统，与云端服务器连接，用于接收并显示云端服务器中参数信息，并与设定值进行比对，当参数信息值大于设定值时，会自动弹出当前沿线路段的实时监控视频，根据参数和道路天气条件现场画面，发送道路积雪预警信号；

除雪装置控制子系统，与雪灾预警子系统连接，接收雪灾预警子系统发送的道路积雪预警信号，根据道路积雪预警信号发送除雪信号，并记录除雪发生的时间、天气状况、路况参数、处理方式和操作人员；

空气除雪装置，与除雪装置控制子系统连接，接收除雪装置控制子系统发送的除雪信号，开启装置进行道路除雪。

进一步地，雪灾检测子系统包括空气温度传感器、风向风速检测仪、路表温度传感器、路面摩擦系数传感器和视频探测器。

进一步地，空气除雪装置包括：

固定支架；

空气压缩机，固定在固定支架上；

液压伸缩送风柱，与空气压缩机的出风口连通；

转动喷气杆，固定在液压伸缩送风柱的顶部，且与路中线平行；

弥补喷气杆，固定在液压伸缩送风柱上，且位于转动喷气杆的下方，与路中线有一定角度，转动喷气杆与弥补喷气杆喷出的空气形成封闭的空气罩面。

进一步地，空气压缩机的出风口与液压伸缩送风柱通过压力送风管连通。

进一步地，压力送风管通过U形管卡紧固在固定支架上，压力送风管上预留有若干开口端。

进一步地，空气压缩机设置有一个或一个以上。

进一步地，液压伸缩送风柱由三节依次嵌套的空心管组成，可根据实际情况调整高度与平面转动方向。

进一步地，转动喷气杆固定在液压伸缩送风柱最上面一节空心管的顶部，转动喷气杆为一节可伸缩且与路中线平行的空气管，空气管上设置有若干喷气孔，用于喷送高速气流。

进一步地，弥补喷气杆固定在液压伸缩送风柱中间一节空心管的顶端，弥补喷气杆由两节可伸缩且与路中线有一定角度的空气短管组成，空气短管上设有若干喷气小孔，用于保证形成封闭的空气罩面。

进一步地，还包括移动终端，与云端服务器连接，雪灾预警子系统将道路积雪情况和危险警告信息通过云端服务器发送至移动终端，用户在连通互联网后即可了解信息，移动终端也可将实时的路面实际情况以图片和文字形式发送至云端服务器，云端服务器反馈至雪灾预警子系统后供操作人员掌握道路积雪情况和实时路况。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1）本发明智能空气除雪系统，通过雪灾检测子系统可以及时发现雪灾发生的迹象，并及时将相关参数信息传输至云端服务器和雪灾预警子系统，以便于操作人员判断是否发生雪灾，再通过实时视频监控进行二次判断,不仅过滤掉失真信息，提高了决策的准确性，而且还可以在雪灾发生的初期即进行除雪，具有全天候、智能处置沿线路段积雪隐患的有益效果。

2）本发明的空气除雪装置，通过空气压缩机产生的高速气流除雪，解决了现有除雪方法效率低，且会对道路产生损害，减少道路使用寿命的问题。

3）本发明的空气除雪装置，通过在液压伸缩送风柱上设置转动喷气杆和弥补喷气杆，转动喷气杆与弥补喷气杆喷出的空气能够形成封闭的空气罩面，使得道路上除雪清理彻底、无死角，保证道路上不会有积雪。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所述的智能空气除雪系统的系统框图；

图2是本发明的空气除雪装置整体结构示意图；

图3是本发明的空气除雪装置中液压伸缩送风柱与转动喷气杆、弥补喷气杆的结构图；

图4是本发明的空气除雪装置在道路上的安装图；

图5是本发明的空气除雪装置工作原理图。

图中，1.空气除雪装置，2. 雪灾检测子系统，3. 云端服务器，4. 雪灾预警子系统，5. 除雪装置控制子系统，6. 移动终端，7.固定支架，8.压力送风管，9.空气压缩机，10.液压伸缩送风柱，11.转动喷气杆，11-1.空气管， 11-2.喷气孔，12.弥补喷气杆，12-1.空气短管，12-2.喷气小孔，13.行车道， 14.中央分隔带，15.空气罩面。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种智能空气除雪系统，结构如图1所示，包括：

雪灾检测子系统2，用于采集沿线路段的空气温度、风向风速信息、路表温度、路面抗滑值及道路天气状况等信息；

云端服务器3，通过无线网络与雪灾检测子系统2连接，云端服务器3接收雪灾检测子系统2发送的信息并存储并甄选出异常值，发送整理好的参数信息；

雪灾预警子系统4，与云端服务器3连接，用于接收并显示云端服务器3中参数信息，并与设定值进行比对，当参数信息值大于设定值时，会自动弹出当前沿线路段的实时监控视频，根据参数和道路天气条件现场画面，发送道路积雪预警信号；

除雪装置控制子系统5，与雪灾预警子系统4连接，接收雪灾预警子系统4发送的道路积雪预警信号，根据道路积雪预警信号发送除雪信号，并记录除雪发生的时间、天气状况、路况参数、处理方式和操作人员；

空气除雪装置1，与除雪装置控制子系统5连接，接收除雪装置控制子系统5发送的除雪信号，开启装置进行道路除雪。

还包括移动终端6，与云端服务器3连接，雪灾预警子系统4将道路积雪情况和危险警告信息通过云端服务器3发送至移动终端6，用户在连通互联网后即可了解信息，移动终端6也可将实时的路面实际情况以图片和文字形式发送至云端服务器3，云端服务器3反馈至雪灾预警子系统4后供操作人员掌握道路积雪情况和实时路况。

雪灾检测子系统2包括有空气温度传感器、风向风速检测仪、路表温度传感器、路面摩擦系数传感器和视频探测器。空气传感器用于采集和记录沿线路段的空气温度；风向风速检测仪用于检测道路的风向风速信息；路表温度传感器用于采集和记录路表温度；路面摩擦系数传感器用于采集沿线路段的路面抗滑值；视频探测器用于记录实时的道路天气状况。

云端服务器3通过无线网络与雪灾检测子系统2连接，雪灾检测子系统2将获取的所有传感器信息以及道路天气监控视频和风向风速信息传输至云端服务器3，云端服务器3存储并整理各个检测信息。

雪灾预警子系统4将显示云端服务器3所收集的气象及路况参数信息（空气温度、风速风向、路表温度、路面摩擦系数），当探测到的参数值超过设定值时，会自动弹出当前沿线路段的实时监控视频，预警人员根据参数和道路天气条件现场画面，发送道路积雪预警信号至除雪装置控制子系统5，预警信号分为三级，级别数越小雪情越严重。具体为：

一级预警为天气预报24小时内降雪量³10.0mm，风速³60Km/h，视频监控有暴雪情况，空气温度£-10℃，地表温度£-15℃，摩擦系数£0.3时，路面已经有积雪甚至结冰，路面摩擦性能很差，对车辆安全行驶有显著不利影响，此时路况较为复杂；

二级预警为天气预报24小时内降雪量2.5mm~10mm，风速30 Km/h~60Km/h，视频监控中有中~大雪情况，空气温度-10℃~-5℃，地表温度-15℃~-10℃，路面摩擦系数0.3~0.55时，路面抗滑性能较差，车辆需减速慢行并保持适当车距；

三级预警为天气预报24小时内降雪量0.1mm~2.5mm，风速£30 Km/h，视频监控中有小~中雪，空气温度-5℃~0℃，地表温度-10℃~-5℃，路面摩擦系数0.55~0.65时，路面抗滑性能稍差，车辆适当减速慢行。

如图2所示，空气除雪装置1包括：

固定支架7；

空气压缩机9，固定在固定支架7上；

液压伸缩送风柱10，与空气压缩机9的出风口连通；

转动喷气杆11，固定在液压伸缩送风柱10的顶部，同10为液压伸缩，且与路中线平行；

弥补喷气杆12，固定在液压伸缩送风柱10上，同10为液压伸缩，且位于转动喷气杆11的下方，与路中线有一定角度，转动喷气杆11与弥补喷气杆12喷出的空气形成封闭的空气罩面。

本发明中空气除雪装置1，通过设置空气压缩机9，利用空气压缩机9产生的高速气流除雪，解决了现有除雪方法效率低，且会对道路产生损害，减少道路使用寿命的问题；通过在液压伸缩送风柱10上设置转动喷气杆11和弥补喷气杆12，转动喷气杆12与弥补喷气杆11喷出的空气能够形成封闭的空气罩面，使得道路上除雪清理彻底、无死角，保证道路上不会有积雪。

需要说明的是，固定支架7可以通过螺栓锚定在道路表面一定深度内，形成固定式空气除雪装置；也可以通过在固定支架7底部设置滚轮或其他能够使其方便移动的构件，形成移动式空气除雪装置。

空气压缩机9的出风口与液压伸缩送风柱10通过压力送风管8连通，压力送风管8将空气压缩机9产生的高速气流送至液压伸缩送风柱内，保持管道内的空气的泵送。

压力送风管8通过U形管卡紧固在固定支架上7。

压力送风管8预留有若干开口端，空气压缩机9的数量可以当地的下雪情况和风速风向来进行增加，压力送风管8上预留的开口端用于安装空气压缩机9。

空气压缩机9设置有一个或一个以上，空气压缩机9的数量可以当地的下雪情况和风速风向来进行增加或减少。

如图3所示，液压伸缩送风柱10设置有多个，液压伸缩送风柱10由三节依次嵌套的空心管组成，可根据实际情况调整转动喷气杆11和弥补喷气杆12的位置高低与平面转动方向，在无雨雪天气时可以将液压伸缩送风柱10缩至最低，保证无雪天气下不影响道路景观，也方便收纳存放。

如图3所示，转动喷气杆11固定在液压伸缩送风柱10最上面一节空心管的顶部，转动喷气杆11为一节可伸缩且与路中线平行的空气管11-1，空气管11-1上设置有若干喷气孔11-2，用于喷送高速气流。

如图3所示，弥补喷气杆12固定在液压伸缩送风柱10中间一节空心管的顶端，弥补喷气杆12由两节可伸缩且与路中线有一定角度的空气短管12-1组成，空气短管12-1上设有若干喷气小孔12-2，用于保证形成封闭的空气罩面。

转动喷气杆11和弥补喷气杆12也均为可伸缩结构，在无雨雪天气下可以将其缩至最短，方便收纳存放。转动喷气杆11与弥补喷气杆12喷出的空气能够形成封闭的空气罩面，使得道路上除雪清理彻底、无死角，保证道路上不会有积雪。

根据道路宽度或雪花的大小可以调整转动喷气杆11与弥补喷气杆12的位置高低和方向，这样从转动喷气杆11与弥补喷气杆12喷洒出的空气就会将雪花驱散到行车道的外侧，雪花就不会落在行车道上。且转动喷气杆11与弥补喷气杆12的调整单独控制，互不影响。

除雪装置控制子系统5根据积雪预警信号等级开启空气除雪装置1，具体为：

当预警等级为一级预警时，将空气除雪装置的转动喷气杆11与弥补喷气杆12都升至最大长度，并将空气压缩机9的功率调至最大转速，必要时封闭交通；

当预警等级为二级预警时，将空气除雪装置的转动喷气杆11升至最大长度，弥补喷气杆12升至适当长度，并将空气压缩机9的功率调至高转速；

当预警等级为三级预警时，将空气除雪装置的转动喷气杆11和弥补喷气杆12升至适当长度，并将空气压缩机的功率9调至中等转速，同时记录除雪发生的时间、天气状况、路况参数、处理方式和操作人员。

当空气除雪装置发生是误动作时，操作人员需排除误报原因，在除雪装置控制子系统5对其进行人工控制就可以了。

当除雪装置控制子系统5设定为自动控制时, 空气除雪装置探测到的参数异常时，自动判断雪情是否发生，并自动进行除雪，并将各异常参数保存至除雪装置控制子系统5中。

本发明智能空气除雪系统，解决了传统除雪技术存在的不足，不仅可以节省大量的人力物力，而且提高里冬天道路的利用效率和通行能力，增加了人们的出行安全系数。

本发明智能空气除雪系统，使用时，首先要安装空气除雪装置1，如图4所示，具体如下：

一、将固定支架7通过螺栓锚定在两个行车道13中间的中央分隔带14的一定深度处；

二、将压力送风管8通过U形管卡紧固在固定支架1上；

三、将空气压缩机9的出风口与压力送风管8上预留的开口端连通；

四、将液压伸缩送风柱10与压力送风管8连通，并保证各个液压伸缩送风柱10之间的间距设置合理，防止形成过大的镂空区；

五、将转动喷气杆11与弥补喷气杆12分别安装在液压伸缩送风柱10上，并根据实际情况调整转动喷气杆11和弥补喷气杆12的位置高低与平面转动方向，保证转动喷气杆11与弥补喷气杆12喷出的空气形成封闭的空气罩面15；

六、也可以根据当地的实际情况，将移动式的空气除雪装置放置在行车道的左侧或右侧；另外，如有需要可以适当增加或减少空气压缩机9的数量。

本发明中空气除雪装置，利用空气压缩机9产生的高速气流，并通过转动喷气杆11和弥补喷气杆12，且保证转动喷气杆11与弥补喷气杆12喷出的空气能够形成封闭的空气罩面15，便可以将雪花吹至行车道外侧，使得道路上除雪清理彻底、无死角，保证道路上不会有积雪。

空气除雪装置，可以直接将固定支架7固定在中央隔离带上，也可以采用移动式放置在行车道的两侧，也可以固定式或移动式相结合。

当空气除雪装置1安装好后，在天气预报有雪灾隐患时，启动本发明智能空气除雪系统，本发明智能空气除雪系统的工作过程具体为：

一、雪灾检测子系统2检测沿线路段的道路状况和天气条件信息，并将参数信息传递给云端服务器3；

二、云端服务器3将参数信息储存并甄选出异常值，将整理好的参数信息上传至雪灾预警子系统4；

三、雪灾预警子系统4将显示云端服务器3所收集的气象及路况参数信息进行预警，当探测到的参数值超过设定值时，会自动弹出当前沿线路段的实时监控视频，预警人员根据参数和道路天气条件现场画面，发送道路积雪预警信号至除雪装置控制子系统5，预警信号分为三级；

四、除雪装置控制子系统5根据积雪预警信号等级开启空气除雪装置1，并同时记录除雪发生的时间、天气状况、路况参数、处理方式和操作人员；

五、除雪装置控制子系统5将道路积雪情况和危险警告信息可通过云端服务器3传送给移动终端6，用户在连通互联网后即可即使了解信息，移动终端6也可将实时的路面实际情况以图片和文字形式传递给云端服务器3，云端服务器3反馈至除雪装置控制子系统5后供操作人员掌握道路积雪情况和实时路况。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能空气除雪系统，其特征在于，包括：

雪灾检测子系统，用于采集沿线路段的空气温度、风向风速信息、路表温度、路面抗滑值及道路天气状况等信息；

云端服务器，通过无线网络与所述雪灾检测子系统连接，所述云端服务器接收所述雪灾检测子系统发送的信息并存储并甄选出异常值，发送整理好的参数信息；

雪灾预警子系统，与所述云端服务器连接，用于接收并显示所述云端服务器中参数信息，并与设定值进行比对，当参数信息值大于设定值时，会自动弹出当前沿线路段的实时监控视频，根据参数和道路天气条件现场画面，发送道路积雪预警信号；

除雪装置控制子系统，与所述雪灾预警子系统连接，接收所述雪灾预警子系统发送的道路积雪预警信号，根据道路积雪预警信号发送除雪信号，并记录除雪发生的时间、天气状况、路况参数、处理方式和操作人员；

空气除雪装置，与所述除雪装置控制子系统连接，接收所述除雪装置控制子系统发送的除雪信号，开启装置进行道路除雪。

2.根据权利要求1所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述雪灾检测子系统包括空气温度传感器、风向风速检测仪、路表温度传感器、路面摩擦系数传感器和视频探测器。

3.根据权利要求1或2所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述空气除雪装置包括：

固定支架；

空气压缩机，固定在所述固定支架上；

液压伸缩送风柱，与所述空气压缩机的出风口连通；

转动喷气杆，固定在所述液压伸缩送风柱的顶部，且与路中线平行；

弥补喷气杆，固定在所述液压伸缩送风柱上，且位于所述转动喷气杆的下方，与路中线有一定角度，所述转动喷气杆与所述弥补喷气杆喷出的空气形成封闭的空气罩面。

4.根据权利要求3所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述空气压缩机的出风口与所述液压伸缩送风柱通过压力送风管连通。

5.根据权利要求4所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述压力送风管通过U形管卡紧固在所述固定支架上，所述压力送风管上预留有若干开口端。

6.根据权利要求4或5所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述空气压缩机设置有一个或一个以上。

7.根据权利要求3所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述液压伸缩送风柱由三节依次嵌套的空心管组成，可根据实际情况调整高度与平面转动方向。

8.根据权利要求7所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述转动喷气杆固定在所述液压伸缩送风柱最上面一节空心管的顶部，所述转动喷气杆为一节可伸缩且与路中线平行的空气管，所述空气管上设置有若干喷气孔，用于喷送高速气流。

9.根据权利要求7或8所述的智能空气除雪系统，其特征在于，所述弥补喷气杆固定在所述液压伸缩送风柱中间一节空心管的顶端，所述弥补喷气杆由两节可伸缩且与路中线有一定角度的空气短管组成，所述空气短管上设有若干喷气小孔，用于保证形成封闭的空气罩面。

10.根据权利要求1所述的智能空气除雪系统，其特征在于，还包括移动终端，与所述云端服务器连接，所述雪灾预警子系统将道路积雪情况和危险警告信息通过所述云端服务器发送至所述移动终端，用户在连通互联网后即可了解信息；所述移动终端也可将实时的路面实际情况以图片和文字形式发送至所述云端服务器，所述云端服务器反馈至所述雪灾预警子系统后供操作人员掌握道路积雪情况和实时路况。

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