本发明专利技术提供了一种道路冰层热融控制系统、装置、方法及车辆，其系统包括映射模块、信号采集模块、信号处理模块及加热控制模块；映射模块建立不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系；数据采集模块实时获取路面冰层厚度数据和加热体运动数据；数据处理模块根据冰层厚度数据确定冰层厚度等级，并根据该等级下的关联关系以及加热体运动数据和冰层厚度数据确定加热体目标加热能量，并确定目标加热方案；加热控制模块根据目标加热方案控制加热体调整当前加热方案。本发明专利技术提供的道路冰层热融控制系统能够根据路面冰层的情况和加热体的移动速度实时调整加热输出功率，达到提高道路融冰效率和保护道路结构的目的。保护道路结构的目的。保护道路结构的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种道路冰层热融控制系统、装置、方法及车辆
[0001]本专利技术涉及道路工程
，尤其涉及一种道路冰层热融控制系统、装置、方法及车辆。
技术介绍
[0002]随着气候的不断变化，我国各个地区时常会出现一些极端天气或自然灾害，尤其在一些原地区秋冬季常有冰冻、冻雨、雪等自然灾害，尤其是下冻雨或下雪及化雪后的结冰路面，会给人们的出行带来不便，极易导致交通事故频繁发生，影响交通安全。
[0003]传统对道路积雪和积冰进行融化处理方法是使用粗盐，但在应用该方法除冰时，一是使用大量需经复杂提取过程的粗盐，成本高昂；二是需组织大量人力，将粗盐撒到路面的冰面或积雪上，进行融雪处理；三是粗盐会损害水泥混凝土的结构，损坏道路。另外，相关技术还提供了一种融雪除冰方法，即采用交流电，通过线圈将交变电磁场传递到路层的电磁介质中，使其电磁介质产生感应热，从而对结冰路面进行融冰处理。但是该方法未能根据结冰路面的路况进行实时功率调控，当路面冰层厚度过低时可能会造成能源的过度消耗，甚至使沥青材料的温度过高而发生老化的现象，当路面冰层厚度过高时，由于感应加热线圈传输到路面的电磁介质的磁场密度过小而使融冰效率下降。此外，该方法没有考虑感应加热线圈牵引车的行进速度对融雪除冰效率的影响。
[0004]综上，现有技术对道路积雪和积冰进行融化处理的过程中存在无法根据路面冰层的实际情况和融冰加热体的移动速度实时调整加热输出功率，导致道路融冰效率不高的问题，且容易对道路结构造成破坏。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，有必要提供一种道路冰层热融控制系统、装置、方法及车辆，用以解决现有技术中因无法根据路面冰层的实际情况和融冰加热体的移动速度实时调整加热输出功率，而导致道路融冰效率偏低且容易损害道路结构的技术问题。
[0006]一方面，为了实现上述目的，本专利技术提供了一种道路感应加热融冰控制系统，包括映射模块、数据采集模块、数据处理模块及加热控制模块，其中：
[0007]所述映射模块，用于建立不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系；
[0008]所述数据采集模块，用于实时获取路面冰层厚度数据和加热体运动数据；
[0009]所述数据处理模块，用于根据所述冰层厚度数据确定冰层厚度等级，基于当前冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系，并根据所述加热体运动数据和冰层厚度数据确定加热体目标加热能量，根据所述加热体目标加热能量确定目标加热方案；
[0010]所述加热控制模块，用于根据所述目标加热方案控制所述加热体调整当前加热方案。
[0011]在一些可能实现的方式中，所述映射模块包括：关系构建模块、模型构建模块、仿真模块以及数据拟合模块；
[0012]所述关系构建模块用于构建路面冰层厚度等级，确定不同路面冰层厚度等级的冰层厚度范围，并构建不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的初始关联关系函数；
[0013]所述模型构建模块用于构建不同厚度的冰层以及路面结构层，并使所述不同厚度冰层置于路面结构层之上且产生界面粘结，建立多组模拟结冰路面；
[0014]所述仿真模块用于建立仿真道路融冰场景，通过多次道路融冰仿真模拟得到不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的所述初始关联关系函数对应的多组关联数据；
[0015]所述数据拟合模块用于对所述多组关联数据进行拟合确定所述不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度与加热体加热能量的关联关系。
[0016]在一些可能实现的方式中，所述道路融冰仿真模拟，包括：
[0017]将所述加热体置于所述模拟结冰路面以多种固定速度移动，并调整所述加热能量大小，当所述界面粘结消失时，记录此时冰层厚度、加热体运动速度及加热能量大小。
[0018]在一些可能实现的方式中，所述数据处理模块包括等级确定模块、加热确定模块及方案确定模块；
[0019]所述等级确定模块用于根据所述冰层厚度数据确定当前冰层厚度等级；
[0020]所述加热确定模块用于根据所述当前冰层厚度等级确定当前冰层厚度等级下对应的冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系，并根据所述加热体动数据和冰层厚度数据确定加热体目标加热能量；
[0021]所述方案确定模块用于根据所述加热体目标加热能量确定目标加热方案。
[0022]在一些可能实现的方式中，所述目标加热方案，包括目标加热功率方案及目标加热线圈方案。
[0023]在一些可能实现的方式中，所述加热控制模块，包括加热功率控制模块和加热线圈控制模块；
[0024]所述加热功率控制模块用于根据目标加热功率方案调整当前加热功率；
[0025]所述加热线圈控制模块用于根据目标加热线圈方案调整当前加热线圈。
[0026]另一方面，本专利技术还提供了一种道路感应加热融冰控制装置，包括上述实现方式中所述的道路感应加热融冰控制系统和加热体。
[0027]在一些可能实现的方式中，所述加热体包括加热主机和感应线圈单元；
[0028]所述感应线圈单元包括主感应线圈、第一副感应线圈、第二副感应线圈以及控制所述第一副感应线圈和第二副感应线圈断开或闭合的第一开关和第二开关。
[0029]另一方面，本专利技术还提供了一种道路感应加热融冰控制方法，包括：
[0030]建立不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系；
[0031]实时获取路面冰层厚度数据和加热体运动数据；
[0032]根据所述冰层厚度数据确定冰层厚度等级，基于当前冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系，并根据所述加热体运动数据和冰层厚度
数据确定加热体目标加热能量，根据所述加热体目标加热能量确定目标加热方案；
[0033]根据所述目标加热方案控制所述加热体调整当前加热方案。
[0034]最后，本专利技术还提供了一种车辆，包括上述实现方式中所述的道路感应加热融冰控制系统，和/或，上述实现方式中所述的道路感应加热融冰控制装置。
[0035]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的道路感应加热融冰控制系统，通过设置映射模块建立不同冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系，数据处理模块基于该关联关系通过数据获取模块实时获取的冰层厚度数据及加热体运动速度数据，确定目标加热能量和目标加热方案，最后加热控制模块根据目标加热方案实时调控加热功率和加热线圈，相比传统的道路融冰方法无法根据实际情况调控加热输出功率，当路面冰层过厚时融冰效率降低，当路面冰层过薄时，通过过高的加热功率容易对道路结构造成损坏，本专利技术提供的道路感应加热融冰控制系统能够根据路面冰层的实际情况和融冰加热体的移动速度的实时调整加热输出功率，并根据加热输出功率对应调整加热线圈数量，达到提高道路融冰效率和保护道路结构的目的。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种道路冰层热融控制系统，其特征在于，包括映射模块、数据采集模块、数据处理模块及加热控制模块，其中：所述映射模块，用于建立不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系；所述数据采集模块，用于实时获取路面冰层厚度数据和加热体运动数据；所述数据处理模块，用于根据所述冰层厚度数据确定冰层厚度等级，基于当前冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的关联关系，并根据所述加热体运动数据和冰层厚度数据确定加热体目标加热能量，根据所述加热体目标加热能量确定目标加热方案；所述加热控制模块，用于根据所述目标加热方案控制所述加热体调整当前加热方案。2.根据权利要求1所述的道路冰层热融控制系统，其特征在于，所述映射模块包括：关系构建模块、模型构建模块、仿真模块以及数据拟合模块；所述关系构建模块用于构建路面冰层厚度等级，确定不同路面冰层厚度等级的冰层厚度范围，并构建不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的初始关联关系函数；所述模型构建模块用于构建不同厚度的冰层以及路面结构层，并使所述不同厚度冰层置于路面结构层之上且产生界面粘结，建立多组模拟结冰路面；所述仿真模块用于建立仿真道路融冰场景，通过多次道路融冰仿真模拟得到不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度以及加热体加热能量的所述初始关联关系函数对应的多组关联数据；所述数据拟合模块用于对所述多组关联数据进行拟合确定所述不同路面冰层厚度等级下冰层厚度、加热体运动速度与加热体加热能量的关联关系。3.根据权利要求2所述的道路冰层热融控制系统，其特征在于，所述道路融冰仿真模拟，包括：将所述加热体置于所述模拟结冰路面以多种固定速度移动，并调整所述加热能量大小，当所述界面粘结消失时，记录此时冰层厚度、加热体运动速度及加热能量大小。4.根据权利要求1所述的道路冰层热融控制系统，其特征在于，所述数据处理模块包括等级确定模块、加热确定模块及方案确定模块；所述等级确定...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，蒋擎，刘金军，梁杨实，何明皓，李心诚，丁明巍，房帅印，曹庭维，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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