一种高速公路融冰化雪系统技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术的有益效果是：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。

Melting and snow melting system of Expressway

The utility model relates to a highway melting ice and snow system, which comprises a heating unit, PLC control unit and PC, road condition detection unit, temperature detecting unit, an image acquisition unit, solar power components and / or wind power components; on the road each lane on the surface layer is buried with a heating unit; pavement condition detection unit arranged on the road; a temperature detecting unit embedded in the surface layer on the pavement; the PLC control unit and PC wireless connection. The utility model has the beneficial effect that can independently control one or more heating units open and close according to the need, can save energy, to a certain extent, in addition, when using the heating unit heating unit damage a lane does not affect the other lane, the other lane can still guarantee for vehicle safety traffic information collection to pavement effectively and accurately, ensure the accuracy of melting ice and snow work, high efficiency and little pollution to the environment, the use of good flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路融冰化雪系统
本技术涉及道路融冰化雪
，尤其涉及一种高速公路融冰化雪系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术的有益效果是：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，本技术还具备高效率、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，本技术还可以做如下改进。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为本技术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技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。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、本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，郭俊凯，于小鹏，薄秀丽，樊恩成，任杰，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科信息系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14