一种利用太阳能的道路斑马线路面防结冰装置

技术领域

本发明涉及一种道路路面防结冰装置，具体涉及一种智能控制下，利用太阳能预防城市道路斑马线路面结冰的装置。

背景技术

目前斑马线材料以白瓷漆为主，由于白瓷漆表面为反光面，经长期使用表面较滑，寒冷气候条件下雨雪天气过后易导致其表面结冰，给行人出行带来不便；由于热熔性材质斑马线成本较高，目前一直没有推广使用，充分利用现有技术对斑马线进行除冰显得尤为重要。

目前城市居民出行方式中步行仍占有重要地位，在低温雨雪天气时，道路极易结冰，给行人穿越道路带来不便并埋下安全隐患，因此采取措施保障行人出行安全显得刻不容缓。

我国北方大部分地区冬季时间长、降雪量大，容易引发冰雪灾害；目前我国常见的道路除冰融雪方式以人工法和机械法为主，人工法工作效率低、工作量大，且工人安全得不到保障；机械法除冰效率高，但是不能很好清除路面沟槽内的残留冰雪，行车安全依然得不到保障，同时机械除雪容易损坏路面及路面标线。

目前针对道路结冰积雪问题，可以从“防冰”和“除冰”两个角度入手解决；相对于除冰，防冰有效地避免了道路结冰后进行除冰的被动境地，有效的防冰措施将避免人工除冰和机械除冰对道路带来的干扰；所以，防冰技术有着很好的发展及应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种利用太阳能的道路斑马线路面防结冰装置，主要适用于雨雪频繁、易于结冰地区的道路交叉口内斑马线区域。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用太阳能的道路斑马线路面防结冰装置，其特征包括：太阳能收集装置、电能储存装置、路面状态监测装置、控制器、加热装置。

如图2所示，所述的太阳能收集装置包括立杆、太阳能电池板、太阳能控制器；所述的立杆位于交叉口人行横道旁，用于太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、温度传感器、路面状态感应器、安全箱的安放；所述的安全箱位于立杆底部，用于太阳能控制器、蓄电池、逆变器的安放，所述的太阳能电池板位于立杆顶部，用于收集太阳能，并转化为电能；所述的太阳能控制器位于立杆底部安全箱内，对蓄电池进行充电保护、过放电保护，同时太阳能控制器还具备温度补偿功能；所述的电能储存装置包括蓄电池、逆变器；所述的蓄电池位于立杆底部安全箱内，用于储存电能；所述的逆变器位于立杆底部安全箱内，用于电能转换。

所述的路面状态监测装置包括温度传感器、路面状态感应器；所述的路面状态感应器位于太阳能电池板下方，用于交叉口区域内斑马线路面状态(路面积水、冰和雪以及湿滑程度)的监测；所述的温度传感器位于立杆中部，用于监测该交叉口区域的温度。

所述的控制器位于立杆底部安全箱，用于接收温度及路面监测数据，确定路面状况，选择合适功率并控制加热电缆工作，并自动控制加热电缆的开启和关闭，以达到防结冰效果。

所述的加热装置包括加热电缆、防裂丝网，如图3所示；所述的加热电缆位于路面下的上路床内，加热电缆外面被混凝土预制件保护，避免因路面破坏而引发的安全问题，加热电缆下铺设隔热层避免热量向下传递；所述的防裂丝网位于隔热层中，用于增加结构强度，防止加热电缆损坏。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是太阳能收集及监测装置的布设示意图；

图3是加热装置的布设示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种利用太阳能的道路斑马线路面防结冰装置，步骤包括：利用太阳能电池板完成太阳能的收集与电能的转换，由太阳能控制器对蓄电池进行充电、过放电保护，使蓄电池完成电能的储存并为加热电缆提供电能；通过温度传感器和路面状况传感装置获取温度与路面状态实时数据，控制器分析所获取的数据，确定路面状况，选择合适功率并自动控制加热电缆的开启和关闭，以达到防结冰效果。

A)利用太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，完成太阳能的收集、转换和储存

a)太阳能电池板完成太阳能收集并转换为电能，通过太阳能控制器和导线将电能输送至立杆底部安全箱内的蓄电池

b)蓄电池对电能进行储存

如图2所示，太阳能电池板设置在立杆顶端，立杆置于交叉口人行横道旁；太阳能电池板完成太阳能收集并转换为电能，通过太阳能控制器和导线将电能输送至立杆底部安全箱内的蓄电池，由蓄电池储存电能，并为加热电缆提供能量。

B)在交叉口设置路面状态监测装置，获取温度与道路斑马线路面状态实时数据，为数据分析提供基础

这里包括两个参数，温度T(℃)、道路斑马线路面状态PCI(路面积水、冰和雪以及湿滑程度)；

a)确定外界温度

如图2所示，由温度传感器测出交叉口区域大气温度；

b)确定路面状态

如图2所示，由路面状况传感器测出道路斑马线路面状态。

C)通过数据分析，判断道路斑马线路面状况

这里包括两个参数，温度T(℃)、道路斑马线路面状态PCI(路面积水、冰和雪以及湿滑程度)，将温度与道路斑马线路面状态数据与结冰条件进行对比，判断道路斑马线路面是否结冰；

a)判断温度是否符合结冰条件

结冰的温度条件为5℃以下，若T≤5℃，控制器即认为温度满足结冰条件，反之，控制器认为温度不满足结冰条件；

b)判断道路斑马线路面是否符合结冰条件

用路面状态监测装置获取路面信息，控制器分析路面各项数据是否符合结冰条件；若PCI的监测值均大于0，控制器即认为路面状态满足结冰条件，反之，不满足结冰条件。

D)通过对路面的监测和数据分析，由控制器完成加热电缆的自动开启或关闭

控制器按上述指标对数据进行的分析，当T≤5℃且PCI监测值均大于0时，控制器自动开启加热电缆，反之，控制器自动关闭加热电缆或使加热电缆保持关闭状态。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。