RU72704U1

RU72704U1 - STATIONARY ROAD TREATMENT SYSTEM ANTI-ICE REAGENT AND CENTRAL PUMPING STATION INCLUDING IN ITS COMPOSITION

Info

Publication number: RU72704U1
Application number: RU2007140295/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Нефедов; Ирина Андреевна Дмитриевская; Сергей Михайлович Малишевский; Юрий Аверьянович Цветков; Дмитрий Юрьевич Филатов; Дмитрий Яковлевич Козлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Московские дороги"
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-04-27

Abstract

Группа полезных моделей относится к автоматизированным техническим средствам обеспечения противодействия гололедным явлениям и может быть использована для борьбы с гололедом на крупных дорожных магистралях, таких как МКАД. Система включает связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологические датчики и датчики состояния дорожного покрытия. Вдоль дороги проложены гидромагистрали с разбрызгивающими головками, включающимися в любой последовательности. В состав системы также включены бесконтактные устройства определения состояния дорожного покрытия, устанавливаемые вдоль и/или над ним. Центральная насосная станция системы содержит по меньшей мере один контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом высокого давления и аппаратуру управления.A group of utility models relates to automated technical means of providing anti-icing phenomena and can be used to combat icing on major highways, such as the Moscow Ring Road. The system includes interconnected control terminal located along certain sections of the road meteorological sensors and sensors of the status of the road surface. Along the road there are hydraulic lines with spray heads that turn on in any order. The system also includes non-contact devices for determining the state of the pavement, installed along and / or above it. The central pumping station of the system comprises at least one deicing agent container, hydraulic equipment with a high pressure pump, and control equipment.

Description

Группа полезных моделей относится к автоматизированным техническим средствам обеспечения противодействия гололедным явлениям и может быть использована для борьбы с гололедом на крупных дорожных магистралях, таких как МКАД.A group of utility models relates to automated technical means of counteracting icing phenomena and can be used to combat icing on major highways, such as the Moscow Ring Road.

Из уровня техники известна стационарная система автоматической обработки дорог противогололедным реагентом, описанная в патенте РФ №2287635, включающая связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологические датчики и датчики состояния дорожного покрытия и разбрызгивающие головки, установленные на проложенных вдоль дороги гидромагистралях. Датчики измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и состояние дорожного покрытия и передают полученные данные на терминал управления. Последний, на основании обработки и анализа упомянутых данных определяет нарастание вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке и, в случае определения нарастания такой вероятности, рассчитывает заданную плотность распределения реагента, направляя адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, которые, в свою очередь, наносят реагент с заданной плотностью. Кроме того, в состав известной системы входит также центральная насосная станция с гидравлической системой, обеспечивающей подачу к разбрызгивающим головкам реагента.A stationary system for automatically treating roads with anti-icing reagent is described in the prior art, described in RF patent No. 2287635, including interconnected control terminals located along certain sections of the road, weather sensors and pavement condition sensors, and spray heads mounted on hydraulic lines laid along the road. Sensors measure the environmental parameters and the condition of the road surface on a controlled section of the road and transmit the received data to the control terminal. The latter, on the basis of processing and analysis of the mentioned data, determines the increase in the probability of the occurrence of icy conditions in the controlled area and, in the case of determining the increase in this probability, calculates the specified distribution density of the reagent, directing the address signal to the actuators of the spray heads, which, in turn, apply the reagent with a given density. In addition, the composition of the known system also includes a central pumping station with a hydraulic system that provides a supply of reagent to the spray heads.

Известная система позволяет повысить качество обработки дорожного полотна и точность исполнительской функции системы посредством возможности точечного нанесения реагента на конкретный участок The known system allows to improve the quality of processing of the roadway and the accuracy of the executive function of the system through the possibility of spot application of the reagent to a specific site

дорожного покрытия (с точностью до нескольких квадратных метров) в режиме реального времени.pavement (accurate to several square meters) in real time.

Предлагаемая группа моделей направлена на дальнейшее совершенствование существующей системы, при этом технический результат от ее использования выражается в повышении качества обработки дорог противогололедным реагентом, оптимизации его расхода, повышении надежности и стабильности работы системы в целом, а также возможности существенного увеличения достоверности прогноза возникновения гололедной обстановки и расширения эксплуатационных характеристик в части расширения перечня возможных объектов использования системы, что в конечном итоге и призвано повлиять на возможность упомянутого повышения качества обработки дорог, в том числе тех ее участков, возможность охвата которых с использованием известной системы ограничена или не предусмотрена по причинам, раскрытым ниже.The proposed group of models is aimed at further improving the existing system, while the technical result from its use is expressed in improving the quality of road treatment with an anti-icing reagent, optimizing its consumption, increasing the reliability and stability of the system as a whole, as well as the possibility of significantly increasing the reliability of forecasting the occurrence of ice conditions and expanding operational characteristics in terms of expanding the list of possible objects for using the system, which in In the end, it is intended to influence the possibility of improving the quality of road processing mentioned, including those sections of it, the coverage of which using the known system is limited or not provided for the reasons described below.

Поставленный технический результат в предлагаемой системе автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающей связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологические датчики и датчики состояния дорожного покрытия, центральную насосную станцию и разбрызгивающие головки, установленные на проложенных вдоль дороги гидромагистралях и выполненные с возможностью включения в любой последовательности, достигается тем, что она дополнительно содержит выполненные с возможностью установки вдоль и/или над дорогой бесконтактные устройства определения состояния дорожного покрытия.The delivered technical result in the proposed system of automatic processing of pavement with anti-icing reagent, including interconnected control terminal located along certain sections of the road, meteorological sensors and status sensors of the pavement, a central pumping station and spray heads mounted on hydraulic roads laid along the road and configured to inclusion in any sequence, is achieved by the fact that it additionally contains made with the possibility of installation along and / or above the road, non-contact devices for determining the status of the pavement.

Кроме того, поставленный технический результат в части возможности повышения качества обработки дорог противоголедным реагентом и надежности и стабильности работы системы в целом, достигается также улучшением используемой в заявленной системе автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом центральной насосной станции, содержащей согласно заявленной группе моделей, по меньшей мере In addition, the technical result set regarding the possibility of improving the quality of road treatment with anti-icing reagent and the reliability and stability of the system as a whole is also achieved by improving the central pumping station used in the claimed system for automatic processing of anti-icing reagent in a central pumping station, which contains at least

один контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом высокого давления и аппаратуру управления. Новым в предлагаемой насосной системе является то, что ее аппаратура управления дополнена программируемым контроллером и частотным регулятором мощности, включенным в разрыв цепи питания насоса, а для направления управляющего сигнала для изменения выходной мощности насоса используют аналоговый выход, подключенный к входу частотного регулятора мощности. Предпочтительные, но не обязательные варианты исполнения заявленной насосной станции предусматривают использование асинхронного двигателя с частотным регулированием в качестве двигателя, обеспечивающего работу насоса, а также отказ от использования в гидравлической системе поворотных заслонок.one container for anti-icing reagent, hydraulic equipment with a high pressure pump and control equipment. New in the proposed pump system is that its control equipment is supplemented by a programmable controller and a frequency power regulator included in the open circuit of the pump power supply, and to direct the control signal to change the pump output power, use the analog output connected to the input of the frequency power regulator. Preferred, but not required, versions of the claimed pumping station include the use of an asynchronous motor with frequency regulation as the motor that provides the pump, as well as the refusal to use rotary dampers in the hydraulic system.

Достижение поставленного результата посредством дополнения предлагаемой системы упомянутыми бесконтактными устройствами обусловлено приобретаемой таким образом возможностью измерения на контролируемом участке дороги площадей покрытого и/или непокрытого льдом (или другим объектом зимней скользкости) дорожного покрытия, уточнения, тем самым, количества требуемого реагента и, как следствие, повышения качества обработки контролируемого участка (или участков) дороги. Кроме того, использование таких устройств, устанавливаемых на любых близлежащих к контролируемому участку дорожного покрытия высотных опорах, например, столбах систем освещения, позволяет использовать заявленную систему на тех участках дороги, на которых установка датчиков дорожного покрытия, встраиваемых непосредственно в полотно дорожного покрытия, затруднительна или невозможна по причинам необходимости соблюдения норм прочности конструкции, например, моста, эстакады и т.п., и как следствие, существенно расширяет возможности использования системы в целом.The achievement of the result by supplementing the proposed system with the mentioned contactless devices is due to the thus acquired ability to measure the surface of the road surface covered and / or not covered by ice (or other winter slippery object), thereby clarifying the amount of reagent required and, as a result, improving the quality of processing of the controlled section (or sections) of the road. In addition, the use of such devices installed on any high-rise poles adjacent to the controlled pavement section, for example, lighting system poles, makes it possible to use the claimed system in those sections of the road where installation of pavement sensors embedded directly in the pavement is difficult or impossible for reasons of the need to comply with the standards of structural strength, for example, a bridge, flyover, etc., and as a result, significantly expands the possibilities of using The use of the system as a whole.

Достижение поставленного результата посредством использования заявленной центральной насосной станции (ЦНС) обусловлено большей, по Achieving the set result through the use of the declared central pumping station (CNS) is due to a greater

сравнению с известной, эффективностью регулирования давления в контуре ЦНС, что, в свою очередь позволяет увеличить дальность выброса реагента, а также повысить надежность и стабильность системы управления насосной станции в целом.compared with the known, the effectiveness of regulating the pressure in the central nervous system circuit, which, in turn, allows to increase the range of the reagent emission, as well as to increase the reliability and stability of the control system of the pumping station as a whole.

Система обеспечения противогололедной обстановки (СОПО) согласно настоящей группе моделей представляет собой стационарную систему, устанавливаемую в непосредственной близости к контролируемому дорожному участку. Одна СОПО может контролировать участок дороги протяженностью до 1,5 км или, при необходимости, более. В состав СОПО входят автоматическая метеорологическая станция (АМС), центральная насосная станция (ЦНС) и оборудование дорожного участка.The system for providing anti-icing conditions (FOSS) according to this group of models is a stationary system installed in close proximity to a controlled road section. One FOSS can control a section of the road with a length of up to 1.5 km or, if necessary, more. FOSS includes automatic meteorological station (AMS), central pumping station (CNS) and road section equipment.

Основными составляющими ЦНС являются шкаф с аппаратурой управления СОПО, гидравлическое оборудование и насос высокого давления. Аппаратура управления обеспечивает: удобный интерфейс, позволяющий управлять СОПО и предоставлять все необходимые данные пользователю в наглядном виде, управление гидравлическим оборудованием, стабилизацию рабочего давления в гидросистеме во время обработки участка дороги реагентом, управление оборудованием контролируемого дорожного участка, получение и обработку данных от АМС, расчет метеорологического прогноза образования гололеда, расчет необходимой плотности распределения реагента, автоматическое выполнение цикла обработки дорожного участка реагентом (включая подготовительные и завершающие операции), контроль за функционированием электронной части системы управления, гидравлического оборудования ЦНС и модулей управления клапанами дорожных участков, графическое отображение текущего состояния гидравлического оборудования ЦНС, обмен данными с центральным терминалом, прием и выполнение команд управления от центрального терминала и хранение данных за заданный период времени.The main components of the central nervous system are the cabinet with control equipment SOPO, hydraulic equipment and a high pressure pump. The control equipment provides: a convenient interface that allows you to manage FOSS and provide all the necessary data to the user in a visual form, control hydraulic equipment, stabilize the working pressure in the hydraulic system during processing of the road section with reagent, control the equipment of the controlled road section, receive and process data from the AMS, calculate weather forecast ice formation, calculation of the necessary distribution density of the reagent, automatic processing cycle reagent road section (including preparatory and final operations), monitoring the functioning of the electronic part of the control system, hydraulic equipment of the central nervous system and valve control modules of road sections, a graphical display of the current state of hydraulic equipment of the central nervous system, data exchange with the central terminal, receiving and executing control commands from the central terminal and data storage for a given period of time.

Оборудование дорожного участка включает блоки дорожных головок, установленных на проложенных вдоль дорожных участков гидромагистралях, а также кабели управления и питания.The equipment of the road section includes blocks of road heads installed on hydraulic lines laid along the road sections, as well as control and power cables.

Автоматические метеорологические станции за счет применения метеорологических датчиков обеспечивают высокоточное измерение параметров атмосферы, таких как температура воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность, количество и тип осадков (с возможностью определения «дождь» или «снег»), приходящую энергию солнечного излучения. Контроль состояния дорожного покрытия обеспечивают дорожные датчики, измеряющие температуру дорожного покрытия на различных глубинах, а также на поверхности дороги, концентрацию реагента на дороге и его состояние - «вода» или «лед». Дорожные датчики могут быть подсоединены как к АМС, так и непосредственно к СОПО через интерфейс оборудования дорожного участка. Дополнительно (или вместо) дорожных датчиков, вдоль или над дорогой, устанавливаются бесконтактные устройства определения состояния дорожного покрытия, которые измеряют на контролируемом участке дороги площади покрытого и непокрытого льдом (или другим объектом зимней скользкости) дорожного покрытия. Полученные данные вместе с параметрами погоды передаются на центральный терминал, где определяется интенсивность изменения покрытия упомянутыми объектами зимней скользкости на контролируемом участке дороги, и с учетом возможности изменения метеорологических параметров ведется расчет требуемой плотности противогололедного реагента, обеспечивающего ликвидацию льда и других гололедных явлений.Automatic meteorological stations through the use of meteorological sensors provide highly accurate measurement of atmospheric parameters, such as air temperature, atmospheric pressure, wind speed and direction, humidity, amount and type of precipitation (with the possibility of determining "rain" or "snow"), the incoming energy of solar radiation . Monitoring the state of the pavement is provided by road sensors that measure the temperature of the pavement at various depths, as well as on the surface of the road, the concentration of the reagent on the road and its condition - “water” or “ice”. Road sensors can be connected both to the AMS and directly to the FOSS through the interface of the equipment of the road section. Additionally (or instead of) road sensors, along or above the road, non-contact devices for determining the condition of the road surface are installed, which measure the area of the road surface covered with ice (or other object of winter slippage) on a controlled section of the road. The obtained data, together with the weather parameters, are transmitted to the central terminal, where the intensity of changes in the coverage of the mentioned winter slippery objects on the controlled section of the road is determined, and taking into account the possibility of changing meteorological parameters, the required density of the anti-icing reagent is calculated, which eliminates ice and other icing phenomena.

Обработку дорог реагентом производят при нарастании вероятности возникновения гололедных явлений. Такую вероятность определяют на основании метеорологических данных, выдаваемых АМС. Данные поступают в аппаратуру управления СОПО и на центральный терминал.Road treatment with a reagent is carried out with increasing probability of occurrence of ice phenomena. This probability is determined on the basis of meteorological data issued by the AMS. Data is fed into the control equipment of the FOSS and the central terminal.

Команду на обработку вырабатывает либо система управления СОПО, либо центральный терминал.Either the FOSS control system or the central terminal generates a processing command.

Для оптимального решения поставленной задачи обработку проводят посредством нанесения реагента перед возникновением гололедной обстановки или перед выпадением осадков, приводящих к гололеду.To optimally solve the problem, processing is carried out by applying a reagent before the occurrence of icy conditions or before precipitation, leading to icing.

Реагент наносят путем разбрызгивания его форсунками блока дорожных головок, расположенных по краю проезжей части. Каждый блок обслуживает участок дороги длиной 10÷12 м и шириной в 2÷3 полосы. Реагент наносят равномерно с заданной плотностью распределения на всю обслуживаемую площадь дорожного полотна. Стабильность работы головок и системы в целом обеспечивают аппаратура управления, снабженная программируемым контроллером и частотным регулятором мощности, включенным в разрыв цепи питания насоса, а также направление управляющего сигнала для изменения выходной мощности насоса посредством аналогового выхода, подключенного к входу частотного регулятора мощности. Используемая аппаратура управления ЦНС позволяет управлять разбрызгивающими головками в любой последовательности, в частности, управлять произвольными группами головок, вплоть до одной конкретной головки, задавая для них интервал разбрызгивания и количество наносимого реагента, при этом возможность более быстрой стабилизации давления в гидравлической системе насосной станции позволяет увеличить дальность выброса реагента, а также удерживать заданные расходные характеристики головок, что также обеспечивает оптимизацию расхода противогололедного реагента и надежность работы системы в целом.The reagent is applied by spraying it with nozzles of a block of road heads located along the edge of the roadway. Each block serves a section of the road 10 ÷ 12 m long and 2 ÷ 3 lanes wide. The reagent is applied evenly with a given distribution density over the entire serviced area of the roadway. The stability of the heads and the system as a whole is ensured by control equipment equipped with a programmable controller and a frequency power regulator included in the open circuit of the pump power supply, as well as the direction of the control signal to change the pump output by means of an analog output connected to the input of the frequency power regulator. The CNS control equipment used allows you to control the spray heads in any sequence, in particular, to control arbitrary groups of heads, up to one specific head, setting the spray interval for them and the amount of reagent applied, while the possibility of more rapid stabilization of pressure in the hydraulic system of the pump station reagent emission range, as well as to maintain the set flow characteristics of the heads, which also provides optimization of the flow rate tivogololednogo reagent and the reliability of the whole system.

Claims

1. The system of automatic processing of the pavement with anti-icing reagent, including interconnected control terminal located along certain sections of the road, meteorological sensors and status sensors of the pavement, a central pumping station and spray heads mounted on hydraulic lines laid along the road and made with the possibility of inclusion in any sequence, characterized in that it further comprises made with the possibility of installation along and / or Hell road surface contactless device to determine its state.

2. The central pumping station of the automatic anti-icing reagent paving system, comprising at least one anti-icing reagent container, hydraulic equipment with a high pressure pump and control equipment, characterized in that the control equipment is equipped with a programmable controller and a frequency power controller, included to break the power supply circuit of the pump, and to direct the control signal to change the output power of the pump use the analog output, Connecting to the input frequency power regulator.

3. The station according to claim 2, characterized in that it is equipped with an asynchronous motor with frequency regulation.