積雪覆冰難清除 創新成果來幫忙
公路動態感知係統、激光大炮、噴火無人機……
積雪覆冰難清除 創新成果來幫忙
近期,全國多地出現強雨雪天氣,給人們(men) 的日常生活帶來顯著影響。為(wei) 應對大範圍寒潮和低溫雨雪冰凍天氣,各地、各部門采取多種措施,全力保障人民群眾(zhong) 安全過冬。
相比此前主要依靠人力應對冰雪,近年來,越來越多的科技成果被廣泛應用於(yu) 冬季災害的應對處置。這不僅(jin) 節省了人力物力,也大大提升了處置效率。
公路動態感知係統:
預先噴淋冰點抑製劑
無需工作人員手持掃帚或駕駛除雪車進行道路除雪,隻需在辦公室裏輕點鼠標就可“一鍵除雪”——這一幕或將不再是想象。率先在浙江省東(dong) 陽市218省道部分路段試驗應用的公路動態感知及融雪化冰係統,能夠通過專(zhuan) 業(ye) 設備監測天氣狀況。當預測路麵將達到結冰條件時,這套係統會(hui) 提前在道路上噴淋化學冰點抑製劑,防止路麵結冰。
東(dong) 陽市公路與(yu) 運輸管理中心副主任劉倞介紹,東(dong) 陽市境內(nei) 有S218東(dong) 仙線、S217東(dong) 永線、S211諸東(dong) 線和S310嵊義(yi) 線等省道穿過,總長度約140公裏,晝夜車流量在3萬(wan) 至7萬(wan) 輛之間,且彎多坡陡。每年冬、春季受雨雪冰凍天氣影響,堵車現象時有發生,對省道交通安全構成嚴(yan) 重威脅。即使經常使用推雪車、除雪車等工具,仍然不能從(cong) 根本上解決(jue) 問題。
為(wei) 了解決(jue) 這一難題,東(dong) 陽市公路部門引入了浙江大學與(yu) 金華公路管理局聯合開展的“山區公路動態感知及融雪化冰關(guan) 鍵技術研究”項目。該項目主要分為(wei) 內(nei) 場、外場兩(liang) 部分。外場包括數據采集單元、遙感路麵傳(chuan) 感器、六要素天氣傳(chuan) 感器、路基溫度探針傳(chuan) 感器、紅外視頻攝像機及室外防護機箱和立杆組件、太陽能供電等。內(nei) 場則主要包括智能監控中心和管理軟件平台。
外場采集到的數據,通過通信端口,被傳(chuan) 輸給內(nei) 場,以供數據分析研究。相關(guan) 工作人員根據分析結果,可提前對惡劣天氣下公路路麵情況進行預測,以確保在雨雪冰凍條件下道路交通暢通無阻。
路麵自融雪技術:
自動融雪不用鹽
在吉林省長春市的一段路麵,下過雪後,同一條道路的兩(liang) 條車道呈現出截然不同的景象:一條白雪覆蓋,另一條則幹淨整潔。讓雪瞬間“消失”的,是路麵自融雪技術。
在不影響瀝青性能指標及路麵使用性能的前提下,該技術能夠通過在瀝青材料中摻加自融冰雪添加劑,使路麵積雪自動消融並抑製路麵結冰。
研發該技術的北京奧科瑞檢測技術開發有限公司相關(guan) 負責人介紹,以往公路清除冰雪需借助大量人力物力。同時,拋灑融雪鹽會(hui) 對路麵和自然環境造成影響,機械作業(ye) 又存在難以徹底除冰、對路麵損害較大等問題。而自融冰雪添加劑是直接被添加到瀝青路麵中的綠色環保添加劑,不會(hui) 對道路周邊的植被、土壤、水源造成影響。
目前,當出現中小雪天氣時,應用該技術的道路基本可以實現路麵主動融雪、不產(chan) 生積水。當出現大雪、暴雪天氣時,應用該技術的路麵,積雪易於(yu) 清除。
試驗結果顯示,應用自融雪技術的路麵,融雪效果並不會(hui) 隨時間推移而顯著下降。目前,相關(guan) 技術已經被應用在京禮高速北京段溫泉特大橋和鬆閆立交匝道、銀川市康平路跨唐徠渠路段、長春市南四環下穿臨(lin) 河街路段。
激光大炮、噴火無人機:
解決(jue) 地線融冰難題
人們(men) 生活時時刻刻都離不開電。受寒潮低溫天氣影響,山區輸電線路極易發生覆冰現象,給電網安全穩定運行帶來風險。
重慶大學教授蔣慶良說,電網覆冰是極其複雜的國際性難題。目前,直流融冰是被廣泛應用的解決(jue) 電網大麵積冰凍災害的方法。
直流融冰主要是通過對輸電線路施加直流電壓,使導線發熱,從(cong) 而消除覆冰。通常來說,隻需使導線溫度上升約1攝氏度,便可有效消除線路覆冰。
不過,直流融冰並非萬(wan) 能。由於(yu) 常規地線不通電,無法進行直流融冰操作,導致此類線路覆冰相對嚴(yan) 重。為(wei) 了破解地線融冰難題,相關(guan) 企業(ye) 陸續研發出激光大炮、噴火無人機等新型除冰方式。
激光大炮,又名激光清障儀(yi) ,此前主要被應用於(yu) 遠距離清除線路飄掛物。其原理是將特定功率和波段的激光,射向冰雪等非金屬材質的異物。這些激光束能夠在特定距離內(nei) 起作用,除冰效果顯著。
噴火無人機的除冰方式看起來更簡單直接。當出現線路覆冰時,無人機掛載噴火裝置升空,瞄準覆冰位置噴出火焰,融冰化雪。
南方電網廣東(dong) 電網公司在國內(nei) 率先嚐試利用噴火無人機對高壓線路地線進行除冰作業(ye) 。該公司使用的無人機在5分鍾內(nei) 能夠噴出8次火焰,大大加快了地線重冰區冰層融化速度。相關(guan) 負責人告訴記者,無人機具有機動靈活、方便高效的特點,已經被南方電網廣東(dong) 電網公司廣泛應用於(yu) 日常線路巡檢、防冰抗災巡視等領域。
除雪車、拋雪機:
鏟冰除雪“大力士”
冬季突如其來的降雪,讓人們(men) 的出行變得十分困難。雪後路麵泥濘濕滑,大大增加了道路交通安全風險,給公路養(yang) 護部門帶來嚴(yan) 峻考驗。如今,在各類除雪鏟冰機械的幫助下,冰雪天氣中道路安全維護變得更高效。
不久前,新疆烏(wu) 魯木齊市下了一場持續一天一夜的大雪。積雪最厚的地區,積雪深度超過15厘米。在城市主幹道上,幾輛最新配置的新一代除雪車依次錯落排開、有序前進。它們(men) 駛過的道路很快就變得幹淨整潔。
烏(wu) 魯木齊市東(dong) 二環除雪項目部安全員曹金華介紹,原來的老式除雪車,前方滾刷長度不到3米,轉速為(wei) 280轉/分鍾,除雪效率有限。新一代除雪車的滾刷長度達3.6米,轉速為(wei) 410轉/分鍾。
“65台新一代除雪車,6個(ge) 小時就可以把120萬(wan) 平方米的積雪路麵清掃幹淨。”曹金華說。
在除雪車將道路積雪清掃至兩(liang) 旁後,接下來要登場的便是拋雪機。
徐工(遼寧)機械有限公司品質管理部部長田鵬新介紹,拋雪機能夠快速清理道路旁的積雪。目前新一代拋雪機能夠將半米高的積雪瞬間拋到30米開外,並將其打碎成細小冰碴。
不僅(jin) 如此,田鵬新說,目前他所在公司還在研發新一代性能更強大的拋雪機。其每小時可以拋灑約4000噸雪,拋雪距離可以超過60米。(記者都芃)
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