СТАЦИОНАРНАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ДОРОГ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫМ РЕАГЕНТОМ И ВХОДЯЩАЯ В ЕЕ СОСТАВ ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ

Группа полезных моделей относится к автоматизированным техническим средствам обеспечения противодействия гололедным явлениям и может быть использована для борьбы с гололедом на крупных дорожных магистралях, таких как МКАД.
Из уровня техники известна стационарная система автоматической обработки дорог противогололедным реагентом, описанная в патенте РФ №2287635, включающая связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологические датчики и датчики состояния дорожного покрытия и разбрызгивающие головки, установленные на проложенных вдоль дороги гидромагистралях. Датчики измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и состояние дорожного покрытия и передают полученные данные на терминал управления. Последний, на основании обработки и анализа упомянутых данных определяет нарастание вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке и, в случае определения нарастания такой вероятности, рассчитывает заданную плотность распределения реагента, направляя адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, которые, в свою очередь, наносят реагент с заданной плотностью. Кроме того, в состав известной системы входит также центральная насосная станция с гидравлической системой, обеспечивающей подачу к разбрызгивающим головкам реагента.
Известная система позволяет повысить качество обработки дорожного полотна и точность исполнительской функции системы посредством возможности точечного нанесения реагента на конкретный участок
дорожного покрытия (с точностью до нескольких квадратных метров) в режиме реального времени.
Предлагаемая группа моделей направлена на дальнейшее совершенствование существующей системы, при этом технический результат от ее использования выражается в повышении качества обработки дорог противогололедным реагентом, оптимизации его расхода, повышении надежности и стабильности работы системы в целом, а также возможности существенного увеличения достоверности прогноза возникновения гололедной обстановки и расширения эксплуатационных характеристик в части расширения перечня возможных объектов использования системы, что в конечном итоге и призвано повлиять на возможность упомянутого повышения качества обработки дорог, в том числе тех ее участков, возможность охвата которых с использованием известной системы ограничена или не предусмотрена по причинам, раскрытым ниже.
Поставленный технический результат в предлагаемой системе автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающей связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологические датчики и датчики состояния дорожного покрытия, центральную насосную станцию и разбрызгивающие головки, установленные на проложенных вдоль дороги гидромагистралях и выполненные с возможностью включения в любой последовательности, достигается тем, что она дополнительно содержит выполненные с возможностью установки вдоль и/или над дорогой бесконтактные устройства определения состояния дорожного покрытия.
Кроме того, поставленный технический результат в части возможности повышения качества обработки дорог противоголедным реагентом и надежности и стабильности работы системы в целом, достигается также улучшением используемой в заявленной системе автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом центральной насосной станции, содержащей согласно заявленной группе моделей, по меньшей мере
один контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом высокого давления и аппаратуру управления. Новым в предлагаемой насосной системе является то, что ее аппаратура управления дополнена программируемым контроллером и частотным регулятором мощности, включенным в разрыв цепи питания насоса, а для направления управляющего сигнала для изменения выходной мощности насоса используют аналоговый выход, подключенный к входу частотного регулятора мощности. Предпочтительные, но не обязательные варианты исполнения заявленной насосной станции предусматривают использование асинхронного двигателя с частотным регулированием в качестве двигателя, обеспечивающего работу насоса, а также отказ от использования в гидравлической системе поворотных заслонок.
Достижение поставленного результата посредством дополнения предлагаемой системы упомянутыми бесконтактными устройствами обусловлено приобретаемой таким образом возможностью измерения на контролируемом участке дороги площадей покрытого и/или непокрытого льдом (или другим объектом зимней скользкости) дорожного покрытия, уточнения, тем самым, количества требуемого реагента и, как следствие, повышения качества обработки контролируемого участка (или участков) дороги. Кроме того, использование таких устройств, устанавливаемых на любых близлежащих к контролируемому участку дорожного покрытия высотных опорах, например, столбах систем освещения, позволяет использовать заявленную систему на тех участках дороги, на которых установка датчиков дорожного покрытия, встраиваемых непосредственно в полотно дорожного покрытия, затруднительна или невозможна по причинам необходимости соблюдения норм прочности конструкции, например, моста, эстакады и т.п., и как следствие, существенно расширяет возможности использования системы в целом.
Достижение поставленного результата посредством использования заявленной центральной насосной станции (ЦНС) обусловлено большей, по
сравнению с известной, эффективностью регулирования давления в контуре ЦНС, что, в свою очередь позволяет увеличить дальность выброса реагента, а также повысить надежность и стабильность системы управления насосной станции в целом.
Система обеспечения противогололедной обстановки (СОПО) согласно настоящей группе моделей представляет собой стационарную систему, устанавливаемую в непосредственной близости к контролируемому дорожному участку. Одна СОПО может контролировать участок дороги протяженностью до 1,5 км или, при необходимости, более. В состав СОПО входят автоматическая метеорологическая станция (АМС), центральная насосная станция (ЦНС) и оборудование дорожного участка.
Основными составляющими ЦНС являются шкаф с аппаратурой управления СОПО, гидравлическое оборудование и насос высокого давления. Аппаратура управления обеспечивает: удобный интерфейс, позволяющий управлять СОПО и предоставлять все необходимые данные пользователю в наглядном виде, управление гидравлическим оборудованием, стабилизацию рабочего давления в гидросистеме во время обработки участка дороги реагентом, управление оборудованием контролируемого дорожного участка, получение и обработку данных от АМС, расчет метеорологического прогноза образования гололеда, расчет необходимой плотности распределения реагента, автоматическое выполнение цикла обработки дорожного участка реагентом (включая подготовительные и завершающие операции), контроль за функционированием электронной части системы управления, гидравлического оборудования ЦНС и модулей управления клапанами дорожных участков, графическое отображение текущего состояния гидравлического оборудования ЦНС, обмен данными с центральным терминалом, прием и выполнение команд управления от центрального терминала и хранение данных за заданный период времени.
Оборудование дорожного участка включает блоки дорожных головок, установленных на проложенных вдоль дорожных участков гидромагистралях, а также кабели управления и питания.
Автоматические метеорологические станции за счет применения метеорологических датчиков обеспечивают высокоточное измерение параметров атмосферы, таких как температура воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность, количество и тип осадков (с возможностью определения «дождь» или «снег»), приходящую энергию солнечного излучения. Контроль состояния дорожного покрытия обеспечивают дорожные датчики, измеряющие температуру дорожного покрытия на различных глубинах, а также на поверхности дороги, концентрацию реагента на дороге и его состояние - «вода» или «лед». Дорожные датчики могут быть подсоединены как к АМС, так и непосредственно к СОПО через интерфейс оборудования дорожного участка. Дополнительно (или вместо) дорожных датчиков, вдоль или над дорогой, устанавливаются бесконтактные устройства определения состояния дорожного покрытия, которые измеряют на контролируемом участке дороги площади покрытого и непокрытого льдом (или другим объектом зимней скользкости) дорожного покрытия. Полученные данные вместе с параметрами погоды передаются на центральный терминал, где определяется интенсивность изменения покрытия упомянутыми объектами зимней скользкости на контролируемом участке дороги, и с учетом возможности изменения метеорологических параметров ведется расчет требуемой плотности противогололедного реагента, обеспечивающего ликвидацию льда и других гололедных явлений.
Обработку дорог реагентом производят при нарастании вероятности возникновения гололедных явлений. Такую вероятность определяют на основании метеорологических данных, выдаваемых АМС. Данные поступают в аппаратуру управления СОПО и на центральный терминал.
Команду на обработку вырабатывает либо система управления СОПО, либо центральный терминал.
Для оптимального решения поставленной задачи обработку проводят посредством нанесения реагента перед возникновением гололедной обстановки или перед выпадением осадков, приводящих к гололеду.
Реагент наносят путем разбрызгивания его форсунками блока дорожных головок, расположенных по краю проезжей части. Каждый блок обслуживает участок дороги длиной 10÷12 м и шириной в 2÷3 полосы. Реагент наносят равномерно с заданной плотностью распределения на всю обслуживаемую площадь дорожного полотна. Стабильность работы головок и системы в целом обеспечивают аппаратура управления, снабженная программируемым контроллером и частотным регулятором мощности, включенным в разрыв цепи питания насоса, а также направление управляющего сигнала для изменения выходной мощности насоса посредством аналогового выхода, подключенного к входу частотного регулятора мощности. Используемая аппаратура управления ЦНС позволяет управлять разбрызгивающими головками в любой последовательности, в частности, управлять произвольными группами головок, вплоть до одной конкретной головки, задавая для них интервал разбрызгивания и количество наносимого реагента, при этом возможность более быстрой стабилизации давления в гидравлической системе насосной станции позволяет увеличить дальность выброса реагента, а также удерживать заданные расходные характеристики головок, что также обеспечивает оптимизацию расхода противогололедного реагента и надежность работы системы в целом.