技术 < TECHNOLOGY
DOI : 10.13439/jki.itsc.2021.04.016
张雄丨.2
(1.交通运输部公路科学研究院，北京100088; 2.北京公科飞达交通工程发展有限公司，北京100088)
热流道分流板摘要：冬季公路的积雪问题长期影响着青藏地区人们的工作生活、物流运输以及社会经济发展如何快速有效地消冰融雪，减少冰雪对公路运输造成的不良影响，保证交通的安全和通畅，是交通行业部门致力解决的问题为此，业内积极探索控制和消除冰雪的技术和方法，衣文研究 了智能喷淋融雪系统，并分析了系统的优缺点，致力交通强国建设，加快解决东西部地区的发展不均衡问题
关键词：青藏地区；公路；冰雪；智能喷淋融雪系统
青藏地区高寒、缺氧、生态环境脆弱，是其显著的环境特
征其中，受冬季降雪影响，路面结冰枳雪是制约青藏地区公路
建设发展的一个重要客观因素，它不仅影响着高速公路的正常运
营，对行车安全更是构成严重威胁结冰积雪导致物流运输受
阻、人们出行不便，造成大量的经济财产损失。因此，硏究如何
快速有效地消冰融雪显得尤为重要
一、消冰融雪技术在公路建设行业中的发展现状
分析国内外公路消冰融1的技术现状，总体可归纳总结见表丨_
表1消冰融雪技术手段
人工清除
物理手段
轻扫工具
化学手段
撒布工业盐撒布砂石W料撒布融雪剂
铲屮机械（铲雪车）
机械铲冰雪机械撒X业盐
机械吹雪机械喷洒融雪剂
消冰融雪设备
电热喷洒融雪剂太阳能
微波
地热
新型材料
转播车导电混〖疑土
弹性路面
二、智能喷淋融雪系统
(—)系统基本原理
在水中预先溶解一定比例的氯盐，形成氯盐溶液（融#剂 >，通过自动控制系统均匀唢洒r•冰路面.达到降低冰点融 化冰雪的目的…
;7能喷淋融雪系统可实现全天候N动I作，也可通过后台管理系统在中央控制室实现远程管理高速公路外侧铺设喷淋水 n.^盐溶液通过定丨+：系统均匀喷撒于道路中央_智能控制系统 nL远段遥控系统操作，成I丨丨扣感器朽能传感启动、关闭系统，传感 器检测到积雪后自动喷淋系统就会喷洒融雪剂，达到除$效沿 智能喷淋融雪系统运行效果如图1所示： 图1智能嘀淋融t系统运行效果
(二）系统概述
智能喷淋融雪系统综合利用气象、机电、给排水、自动化、通倍等多领域技术，通过对交通气象数据及路面结冰状况进行实 时监测、判断和决策，结合系统内H的消冰融雪预案，自动控制 路测的喷淋系统.喷洒适W的融4剂.从而有效地预防或大大降 低冰雪灾害对道路交通安全的影响，快速应对、及时响应，达到 保障冬季桥梁、特殊路段的行车安全和畅通的效果：
(三）系统构成
智能喷淋融雪系统构成如图2所示智能喷淋融雪系统介绍 见表2:
(四）系统主要功能
烟雾处理预防道路结冰：系统根倨实时览测的数据.违立路ifl丨结冰数据模型，提前预判路面结冰时间.在合适的时机启动自动喷洒系 统，在路面结冰前完成喷洒.效预防道路冰层的形成R动消除冰雪：系统检测到路面有结冰、结霜、
时.会启动自动喷洒系统，拉时间内将融雪剂覆盖路面，迅速恢 a
提升装置
路面摩擦力，保证行车安企
C H I N A IT S J O U R N A L V o l 255 N o 04 2021
2021年第04期（总第255期）I 中国交通信息化
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图2智能喷淋融雪系统构成
表2智能喷淋融雪系统介绍表
处置控制子系统
整个系统的核心，处理各类墘数据，显心整个系统的实时V .作状
态參动、自动、远程操作系统，控制相关阀门和泉控制予系 统主要包括主站控制屏、分站控制箱、触摸屏、通讯终端模块等
卧式双轴搅拌机桁关仪器、控制驱动器件组成气象采集子系统
采集路面状况数据和气象状况数据(I )路面状况：
钽测M 路iM h 的路况条件、枳3卩/哎、，’r 冰 水膜厚度、路ifii 温度、路谢真实冰点等信息；
(
2>大：彳温度、空H 湿度.以及风速、风叫、降水
id 、降水类型等
喷淋子系统
主要由主站机丨；丨、 ’：，
表、电动截止阀苫钔关管器件组成>、融雪剂配液、加液d
融雪剂储存罐、输液管道、三通、控制设备（电磁开穴N .装置等相关管器件m 成）、喷嘴（喷嘴可以根据道路、桥梁设ih 类型以及周围的坏境不同而选择不同的类型）、液压管道和控制 电缆等组成
支持子系统
通讯仪号、传感器采集数据和反馈佶号
图3智能喷淋融雪系统软件界面
(I )智能喷淋融雪系统相比传统的清除冰雪手段，具有主
_富的预案功能：系统内置可编程的路面防冰预案、路面除动、实时、快速、高效、环保等诸多优点，实现预防为主、防治冰（S )预案、小雪预案、中雪预案、H 季路面高温预案等，
多沖I ：作模式：该系统具有人工操作、无人值守自动工作祀远 程控制3沖工作模式，根据需要可以在3种工作模式之间迅速切换
管道余液自动回收功能：当每次除冰任务完成，管道内的名 液自动回收至储液罐，避免融雪剂对管道的腐蚀，大大延长管道 使用寿命。
故障自诊断及报警功能：系统可以实时检测设备工作状态，结合的自动智能化治理手段。不再需要道路养护人员在高寒缺 氧的环境下长途奔波、深夜铲雪，在冰天雪地的野外疏导交通。 降低人工成本，保障人身安全。（2)常用融雪剂（包括氯化钢 (工业盐）、氯化钙、氯化镁或是它们的混合物）具有冰点低、 资源丰富、价格低廉、操作便捷等优点。
(二）玦点
(I )融雪剂腐浊路基路面，对路基路面造成广泛破坏，增
自诊断设备故障，并将其上报至监控中心上位机：
丰富的车路协同功能：为了M 大程度保证行车安全，该系统 内S 了车辆检测接口、视频联动接口、广播联动接口、信息发布 联动接口等多沖接口，将系统的工作状态通知给司乘人员
智能喷淋融雪系统软件界面如图3所示
三、智能喷淋融雪系统优缺点
(一）优点
加后期道路养护的难度；腐蚀钢筋，混凝土保护层沿着锕筋的方 向开裂、崩落，严重缩短公路桥梁的使用寿命。
(2) 腐蚀车辆的橡胶制轮胎及车辆底盘，影响行车安全。(3)
消融的融雪剂雪水危害农田、绿化带导致道路绿化
带、隔离带、分车带、树池等处土壤含盐量大大超标，景观树、 绿篱等植被大量枯萎死亡，严重破坏景观效果重新绿化补植， 需全部换土。破坏农耕，造成粮食减产，影响农民收入。
(4)
破坏青藏地区生态环境。污染土壤、河流、地下水，
增加水体酸度部分两栖动物不愿跨越撒盐的道路，阻隔它们前
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往习惯的繁殖区域.导致食物链慢慢失衡：
四、结论与建议
公路结冰积雪是一个世界性难题，各国都在努力研究相关技 术：就我国而言，相关技术手段基本是对融雪剂和除雪机械的使 用：而且很多地方机械设备配备不足，融雪剂的撒布也要靠人工 进行。这些措施不仅效率低下，还会破坏路基路面、生态环境，难以满足冰雪灾害的实时处g要求近年来，随普科学技术的不 断进步，电能、太阳能、微波、地热、新材料等技术设备，但目 前还处在试验研究和小范围推广试用阶段。投资回报、融雪效 率、实际效果，还有待进一步提升。乙酸、醇类无氯环保融雪剂 的成功研发，虽然有效降低了对路面、桥面及结构、植物、土壤 还有周边环境的腐蚀，但其效果受环境温度影响较大，且有反结 冰现象，如降雪量过大，融雪剂自身很难迅速溶解、融化，使得 路面更加湿滑，交通安全更加令人担忧：综合成本也大幅增加，国内难以进行大规模推广应用。智能喷淋融雪系统作为一项集机 电、通讯、给排水、信息化技术的综合类设备，能够做到对公路环境的实时监测感知、融雪预案制定、设备自动运行和人员远程 控制，实现了人工-自动的工作模式转换使偏远地区的长距离 公路养护状况，得到了较大的改善。
鉴于当前的技术条件，有关部门也需制定相应的配合管理措 施.切实保障现阶段下青藏地区的公路运输能力：提前制定消冰 融雪计划，加强重点路段、桥段的冬季养护；发展健全道路冰雪 灾害气象预警系统；大力发展环保、智能消冰融3技术的研究~ 应用，i±冰雪不再是制约青藏地区发展的阻碍，坚决做到人民交 通为人民，全面助力脱贫攻坚，弥补青藏地区发展短板，为打通 决战小康的最后一里路，提供更加强有力的支撑
参考t献
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交i责任编辑.王虹
(上接第丨35页)
图5雷达车牌抓拍设备联动示意图
目标物体进行实时跟踪定位，更新频率50 ~ 250ms可调，定位精 度误差小于20cm，测速范围为0 ~ 250km/h3
长距多目标跟踪检测雷达传感器通过扫描方式，将雷达区域 内所有移动的车辆实时扫描并跟踪定位，获取其实时位置，数据 采集分析处理器获取雷达传感器发送过来的雷达数据.进行数据 实时汇总和分
析，然后给出每辆车的实时信息，包括即时速度、运动方向、经讳度、目标尺寸、1D编号、类型、方向角等。N个 区域重叠的雷达传感器数据通过路侧安装的数据采集分析处理器 或数据中心雷达处理服务器进行数据交互，被跟踪的车辆或行人 通过这沖方式可以实现全程跟踪实时定位功能，H到被跟踪的车 辆离开雷达检测区域为止。
同一车辆在通过多个检测区域重叠的设有雷达传感器的道路 时，系统为每辆车分配唯一 I D识别信息，并实现车辆信息和车辆 ID信息的连续传递，以保证车辆在系统平台中信息的唯一性、连续性。
安装在道路上的高清车牌抓拍摄像机，通过雷达触发抓取 幷对照片进行图形分析，获取每辆车的车牌、车标、车系、车型、颜等特征信息，如图5所示。
数据采集分析处理器获取雷达对该车辆的跟踪定位信息，与 车牌抓拍摄像机所分析的车辆特征信息进行关联，通过边缘计g 对节点信息进行感知分析，区域计B平台通过雷达、摄像头等获 取的数据，与周边车辆和道路基础设施边缘网关进行交互，提升 感知范围，从而达到车辆间、车路间的协同.引导道路上车辆规 避拥堵路段，实现交通的高效调度，
五、总结
利用多沖路侧感知设备，提取路况运行基础数据，采取多源 数据信息融合技术路径，进行人、车、路
的一体化运行监测，第 一时间发现通行异常，实现高速公路实时状况信息获取、边缘融 合及筲能分析.为主动控制系统、车路协同系统、交通管H T i.;/：用提供支撑，全面提升道路基础设施的精准感知、精确分析、精 细管理和精心服务能力
责任编辑刘睿健
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