CN206512555U - 一种高速公路融冰化雪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速公路融冰化雪系统，包括加热单元、PLC控制单元、上位机、路面状况检测单元、温度检测单元、图像采集单元、太阳能发电组件和/或风能发电组件；路面上各车道所对应的中面层内均埋设有加热单元；路面状况检测单元布置在路面上；温度检测单元埋设于路面的中面层；PLC控制单元与上位机无线连接。本实用新型的有益效果是：可以根据需要单独控制某一个或多个加热单元开启和关闭，可以一定程度上节约电能，另外，当某一车道的加热单元损坏后不影响其他车道的加热单元的使用，保证了有其他车道依旧可以供车辆安全通行，能够有效、准确的采集路面信息，保证融冰化雪工作的准确性，高效率、对环境污染小、使用时灵活性好。

Description

一种高速公路融冰化雪系统

技术领域

本实用新型涉及道路融冰化雪技术领域，尤其涉及一种高速公路融冰化雪系统。

背景技术

在冬季，公路特别是高速公路造成积雪和结冰很普遍，这对高速公路的安全行车及运输造成了很大影响，大量车辆和人员滞留，饮用水和食物无法送达，引起交通部门高度关注。

目前，融冰化雪主要有人工清除法和化学融化法，前者需要大量的人力物力，而且效率不高。后者对路面或桥梁结构产生不利的影响，造成腐蚀和环境污染等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高速公路融冰化雪系统，以克服上述现有技术中的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高速公路融冰化雪系统，包括加热单元、PLC控制单元、上位机、路面状况检测单元、温度检测单元；路面上各车道所对应的中面层内均埋设有加热单元，并且各车道中的加热单元均由PLC控制单元独立控制；路面状况检测单元布置在路面上，并与PLC控制单元电连接；温度检测单元埋设于路面的中面层，并与PLC控制单元电连接；PLC控制单元与上位机无线连接；还包括图像采集单元；图像采集单元布置在埋设有加热单元的路面的上方，并用于将采集到的路面信息传输至上位机；还包括用于为布设在路面上的各用电设备进行供电的太阳能发电组件和/或风能发电组件；PLC控制单元与风力发电组件和/或太阳能发电组件电连接。

本实用新型的有益效果是：通过将加热单元按照各车道独立布置，这样可以根据需要单独控制某一个或多个加热单元开启和关闭，可以一定程度上节约电能，另外，当某一车道的加热单元损坏后不影响其他车道的加热单元的使用，保证了有其他车道依旧可以供车辆安全通行，路面状况检测单元和温度检测单元的配合，能够有效、准确的采集路面信息，保证融冰化雪工作的准确性，而图像采集单元的加入，可以采集路面信息传输至上位机，避免路面状况检测单元出现故障时，上位机处的操作人员无法了解路面状况，导致无法及时融冰化雪，此外，本实用新型还具备高效率、对环境污染小、使用时灵活性好的特点。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，还包括移动控制终端；PLC控制单元与移动控制终端之间采用无线方式建立数据的交互。

采用上述进一步的有益效果是：使得高速公路融冰化雪系统支持移动控制，运用更加灵活。

进一步，加热单元包括碳纤维电气控制电路、碳纤维发热电缆；碳纤维发热电缆与碳纤维电气控制电路电连接；碳纤维电气控制电路与PLC控制单元电连接。

进一步，碳纤维发热电缆在中面层的布线方式采用环绕与直铺相结合。

采用上述进一步的有益效果是：融冰化雪效果好，速度快。

进一步，碳纤维电气控制电路内设置有自动转换单元。

采用上述进一步的有益效果是：方便进行控制模式的切换。

进一步，碳纤维电气控制电路内设置有急停单元。

采用上述进一步的有益效果是：能在紧急情况下自动断电，增强了安全性。

进一步，路面状况检测单元为多个布置在路面上的路面状况传感器；温度检测单元为多个埋设在中面层的温度传感器。

进一步，还包括若干用于为路面提供照明的照明装置；照明装置与PLC控制单元电连接。

采用上述进一步的有益效果是：在路面存在一定积雪及冰时，方便司机看清路面的情况，以便及时做出相应的操作，提高了安全性。

进一步，还包括用于显示信息的电子信息显示屏；电子信息显示屏与PLC控制单元电连接。

采用上述进一步的有益效果是：在路面存在一定积雪及冰时，方便司机提前了解前方路面状况信息，提前做好准备，提高了安全性。

进一步，中面层为路面以下8cm至15cm。

采用上述进一步的有益效果是：车辆在行驶过程中对碳纤维发热电缆的影响小，同时此时传热也比较高效。

附图说明

图1为本实用新型所述高速公路融冰化雪系统的电路框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、加热单元，110、碳纤维电气控制电路，111、自动转换单元，112、急停单元，120、碳纤维发热电缆，2、PLC控制单元，3、上位机，4、路面状况检测单元，5、温度检测单元，6、图像采集单元，7、移动控制终端，8、照明装置，9、电子信息显示屏。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种高速公路融冰化雪系统，包括加热单元1、PLC控制单元2、上位机3、路面状况检测单元4、温度检测单元5。加热单元1埋设于路面的中面层，并与PLC控制单元2电连接，其中，加热单元1包括碳纤维电气控制电路110、碳纤维发热电缆120；碳纤维发热电缆120与碳纤维电气控制电路110电连接，碳纤维电气控制电路110与PLC控制单元2电连接，碳纤维发热电缆120在中面层的布线方式采用环绕与直铺相结合。在本实施例中，中面层为路面以下8cm至15cm。另外，选用的碳纤维发热电缆120的技术参数为：电阻率ρ＝6.7，线功率为34W/m的情况下，碳纤维发热电缆120的长度为15m。

此外，碳纤维发热电缆120在布设时各车道之间是独立控制的，即，每个车道上均布设有可以独立控制开启和关闭的碳纤维发热电缆120。

在本实施例中，还包括若干车流量检测传感器，车流量检测传感器与PLC控制单元2电连接，这样上位机3处的操作人员，可以根据车流量检测传感器所检测到的信息控制某几个或某一车道上的碳纤维发热电缆120开启工作，因为在车流量极少的情况下，若进行路面全部融冰化雪会比较浪费，只进行部分车道融冰化雪供这少量的车通行即可，此外，碳纤维发热电缆120布设时按照车道进行独立布设，这样还可以避免某一车道上的碳纤维发热电缆120损坏后，不影响其他车道的碳纤维发热电缆120的使用，保证了车辆依旧可以安全通行。

路面状况检测单元4布置在路面上，并与PLC控制单元2电连接，在本实施例中，路面状况检测单元4为多个布置在路面上的路面状况传感器，其中，路面状况传感器用于检测路面温度、积雪厚度、结冰情况等信息，各车道上均安装有路面状况检测单元4。另外，路面状况检测单元4检测的信息可通过无线方式、网线TCP/IP协议、串口三种方式传送给PLC控制单元2。

由于冰雪对路面下面层影响较小，温度检测单元5埋设于路面的中面层，保证路面冰雪及碳纤维发热电缆120加热情况实时监测，此外，温度检测单元5与PLC控制单元2电连接，在本实施例中，温度检测单元5为多个埋设在中面层的温度传感器，各车道上均安装有温度检测单元5。

PLC控制单元2与上位机3无线连接，这样可以减少线路的铺设，降低投资成本；在实际检测过程中，路面状况传感器可能会出现故障，为了保证融冰化雪的正常进行，还包括图像采集单元6，图像采集单元6布置在埋设有加热单元1的路面的上方，并用于将采集到的路面信息传输至上位机3，在本实施例中，图像采集单元6为摄像头，而在具体安装时，摄像头是安装在一定高度的固定杆上，这样可以保证采集的视角，同时又不容易被损坏。由于是为高速公路进行融冰化雪，有些偏僻的地方会出现牵设市电比较麻烦，为了简便整套系统的布设，使得整套系统更加灵活，所述的高速公路融冰化雪系统还包括用于为布设在路面上的各用电设备进行供电的太阳能发电组件和/或风能发电组件；其中，根据不同的地区的具体情况进行发电组件类型的选择，即可以是单装太阳能发电组件、单装风能发电组件或两者的组合。

太阳能发电组件包括太阳能电池板、蓄电池；太阳能电池板与蓄电池电连接，而PLC控制单元2与蓄电池电连接。

风能发电组件包括风力发电机、蓄电池；风力发电机与蓄电池电连接，而PLC控制单元2与蓄电池电连接。

在本实施例中，还可以对本实用新型进行进一步的改进，具体如下：

所述的高速公路融冰化雪系统还包括移动控制终端7；PLC控制单元2内集成有相应的无线通讯模块，PLC控制单元2通过其内的无线通讯模块与移动控制终端7建立数据的交互，其中，无线通讯模块可以是GPRS通讯模块，而移动控制终端7可以是智能手机、联网状态下的平板电脑、联网状态下的笔记本电脑。

此外，PLC控制单元2电连接着触摸屏，并受触摸屏的控制。操作人员可以现场通过触摸屏输入相应的控制参数。

碳纤维电气控制电路110内设置有自动转换单元111，自动转换单元111可进行现场手动控制、远程自动控制、停止这三种方式的转换。

碳纤维电气控制电路110内设置有急停单元112，在遇到紧急情况时可以自动断电。

在路面存在一定积雪及冰时，为了方便司机看清路面的情况，以便及时做出相应的操作，比如，发现前方发生车祸时，及时避让前方车辆。所述的高速公路融冰化雪系统还包括若干照明装置8；照明装置8与PLC控制单元2电连接，这样处在上位机3处的操作人员可以远程控制照明装置8的开关，其中，照明装置8优选为智能路灯。

在路面存在一定积雪及冰时，为了方便司机提前了解前方路面状况信息，提前做好准备，所述的高速公路融冰化雪系统还包括用于显示信息的电子信息显示屏9；电子信息显示屏9与PLC控制单元2电连接，这样处在上位机3处的操作人员可以远程发送信息到PLC控制单元2，再由PLC控制单元2传输到电子信息显示屏9上进行显示，这样当司机驶入到存在积雪及冰的路面之间能够做好相应准备，比如减速行驶。

碳纤维发热电缆120施工工艺由划线、刻槽、打孔、路面清扫、布线、路面铺油、回填、摊铺八个步骤构成，其中，刻槽的尺寸为宽度×深度＝(5×15)mm，深度误差应在(-3～+3)mm之间。

上位机3的控制分远程自动控制和远程手动控制；

自动控制：当路面状况检测单元4检测到的温度低于设定的温度值或积雪信息高于设定的积雪值时，上位机3自动控制PLC控制单元2并开启碳纤维电气控制电路110，当信息恢复后则自动关闭；

手动控制：上位机3处的操作人员根据图像采集单元6所采集的图像信息及现场路面情况，手动控制控制PLC控制单元2并开启碳纤维电气控制电路110。

此外，还可以直接现场通过PLC控制单元2连接的触摸屏进行控制。

还可以利用绑定的移动控制终端7进行控制。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，包括加热单元(1)、PLC控制单元(2)、上位机(3)、路面状况检测单元(4)、温度检测单元(5)；路面上各车道所对应的中面层内均埋设有所述加热单元(1)，并且各车道中的加热单元(1)均由PLC控制单元(2)独立控制；所述路面状况检测单元(4)布置在路面上，并与所述PLC控制单元(2)电连接；所述温度检测单元(5)埋设于路面的中面层，并与所述PLC控制单元(2)电连接；所述PLC控制单元(2)与所述上位机(3)无线连接；还包括图像采集单元(6)；所述图像采集单元(6)布置在埋设有加热单元(1)的路面的上方，并用于将采集到的路面信息传输至上位机(3)；还包括用于为布设在路面上的各用电设备进行供电的太阳能发电组件和/或风能发电组件；所述PLC控制单元(2)与风力发电组件和/或太阳能发电组件电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，还包括移动控制终端(7)；所述PLC控制单元(2)与所述移动控制终端(7)之间采用无线方式建立数据的交互。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述加热单元(1)包括碳纤维电气控制电路(110)、碳纤维发热电缆(120)；所述碳纤维发热电缆(120)与所述碳纤维电气控制电路(110)电连接；所述碳纤维电气控制电路(110)与所述PLC控制单元(2)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述碳纤维发热电缆(120)在中面层的布线方式采用环绕与直铺相结合。

5.根据权利要求3所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述碳纤维电气控制电路(110)内设置有自动转换单元(111)。

6.根据权利要求3所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述碳纤维电气控制电路(110)内设置有急停单元(112)。

7.根据权利要求1所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述路面状况检测单元(4)为多个布置在路面上的路面状况传感器；所述温度检测单元(5)为多个埋设在中面层的温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，还包括若干用于为路面提供照明的照明装置(8)；所述照明装置(8)与所述PLC控制单元(2)电连接。

9.根据权利要求1所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，还包括用于显示信息的电子信息显示屏(9)；所述电子信息显示屏(9)与所述PLC控制单元(2)电连接。

10.根据权利要求1至9任一所述的一种高速公路融冰化雪系统，其特征在于，所述中面层为路面以下8cm至15cm。