Способ автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом и система для осуществления способа
METHOD OF AUTOMATIC TREATMENT OF ROAD SURFACE WITH ANTI-ICE AGENT AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к автоматизированным техническим средствам обеспечения противодействия гололедным явлениям и может быть использовано для борьбы с гололедом на крупных дорожных магистралях.
Известна система обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом (патент RU 83074, МПК Е01Н 10/00, опубл. 20.05.2009 г.), включающая связанные между собой по меньшей мере один контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом, аппаратуру управления и разбрызгивающие головки, объединенные в по меньшей мере одну гидравлическую магистраль, контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом и аппаратура управления объединены в модуль, выполненный с возможностью его транспортабельности и установки вблизи обрабатываемого дорожного участка.
Известна система централизованного управления обработкой дорог противогололедным реагентом (патент RU 63091, МПК G08B 19/02, Е01Н 10/00, опубликовано 10.05.2007 г.), включающая связанные между собой центральный терминал управления, автоматические метеорологические станции, стационарные и/или мобильные системы противогололедной обработки, при этом автоматические метеорологические станции выполнены с возможностью определения параметров окружающей среды и/или параметров дорожного покрытия определенного участка дороги и направления полученных параметров на центральный терминал, выполненный с возможностью определения на основании полученных параметров вероятности возникновения гололедной обстановки на соответствующем участке дороги, а стационарные системы и/или мобильные средства нанесения реагента выполнены с возможностью упреждающего нанесения противогололедного реагента на упомянутый соответствующий участок.
Известен способ автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом и стационарная система для его осуществления (патент RU 2287635, МПК Е01Н 10/00, опубликовано 20.11.2006 г.). В известном способе измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и/или состояние дорожного покрытия посредством установленных вдоль дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия, направляют полученные данные на терминал управления, ведут обработку и анализ полученных параметров с последующим определением нарастания вероятности возникновения гололеда на контролируемом участке и, в случае нарастания такой вероятности, ведут расчет заданной плотности распределения реагента, направляя посредством терминала управления адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, обеспечивающие их включение в любой последовательности для нанесения противогололедного реагента с заданной плотностью. Система включает связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия и разбрызгивающие головки, при этом разбрызгивающие головки установлены на проложенных вдоль дороги гидромагистралях, упомянутые датчики выполнены с возможностью измерения на контролируемом участке дороги параметров окружающей среды и/или состояния дорожного покрытия и передачи полученных данных на терминал управления, выполненный с возможностью определения на основании обработки и анализа упомянутых данных нарастания вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке и, в случае определения нарастания такой вероятности, расчета заданной плотности распределения реагента и направления адресного сигнала на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок для нанесения реагента с заданной плотностью, а упомянутые головки выполнены с возможностью включения в любой последовательности. Известный способ принят за прототип.
Близкой по сущности к заявляемой является система для автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающая автоматические дорожные метеорологические станции, функционирующие в автоматическом режиме, размещенные на мачтах или кронштейнах, расположенных вдоль обрабатываемого участка дороги, гидравлические линии с расположенными на них исполнительными механизмами и устройствами для разбрызгивания реагента, центральную насосную станцию, представляющую собой контейнер с размещенными внутри насосом с частотным приводом для управления давлением в гидравлических линиях, механическими шаровыми кранами для обеспечения проведения технологических работ, управляемыми шаровыми кранами для подключения и отключения выходных гидравлических линий, а также центральным контроллером и оборудованием связи для передачи данных (патент RU 81735, МПК Е01Н 10/00, опубликовано 27.03.2009 г.).
Известные способы и системы не позволяют производить автоматическую смену противогололедного реагента на воду и обратно при переходе зима\лето, а также автоматическое наполнение\сброс противогололедного реагента\воды в гидравлических магистралях, и недостаточно эффективны для обработки дорожного полотна противогололедным реагентом.
Задачей изобретения является эффективная обработка дорожного полотна противогололедным реагентом.
Технический результат - возможность автоматической смены противогололедного реагента на воду и обратно при переходе зима\лето, а также автоматическое наполнение\сброс противогололедного реагента\воды в гидравлических магистралях с возможностью упреждающего нанесения реагента при повышении точности прогнозирования осадков и образования зимней скользкости за счет прогнозирования времени начала\окончания осадков и их интенсивности над обрабатываемыми участками дороги.
Задача решается, а технический результат достигается системой для автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающей связанные между собой автоматические дорожные метеорологические станции, функционирующие в автоматическом режиме, стационарные системы противогололедной обработки, при этом автоматические дорожные метеорологические станции выполнены с возможностью определения параметров окружающей среды и/или параметров дорожного покрытия обрабатываемого участка дороги и направления полученных параметров на обработку, причем стационарные системы противогололедной обработки включают гидравлические линии с расположенными на них исполнительными механизмами и устройствами для разбрызгивания реагента, центральную насосную станцию, представляющую собой контейнер с размещенными внутри насосом с частотным приводом для управления давлением в гидравлических линиях, кроме того, система включает механические шаровые краны для обеспечения проведения технологических работ, управляемые шаровые краны для подключения и отключения выходных гидравлических линий, центральный контроллер и оборудование связи для передачи данных. В отличие от прототипа автоматические дорожные метеорологические станции и стационарные системы противогололедной обработки связаны также с программным комплексом и метеорадаром, причем автоматические дорожные метеорологические станции выполнены с возможностью направления полученных параметров на программный комплекс, при этом по концам гидравлических линий, расположенных вдоль обрабатываемых участков дороги, установлены оконечные коробки с возможностью осуществления автоматического наполнения или сброса, или замены реагента в гидравлических линях, причем каждая из оконечных коробок содержит электромеханический клапан и датчик давления, подключенные к центральному контроллеру через линии управления.
Технический результат достигается следующим.
Расположенные в конце гидравлических линий оконечные коробки имеют электромеханические клапаны и датчики давления. Электромеханические клапаны позволяют подавать воздух в систему для того, чтобы рабочая жидкость самотеком поступала в емкости, а также быстро удалять воздух из системы при наполнении. Датчики давления позволяют определить окончание наполнения системы для закрытия электромеханических клапанов в оконечных коробках. Данные с метеорадара позволяют программному комплексу дополнительно прогнозировать начало\окончание и интенсивность осадков. Эти особенности обеспечивают автоматическую смену противогололедного реагента на воду и обратно при переходе зима\лето, а также автоматическое наполнение\сброс противогололедного реагента\воды в гидравлических магистралях с возможностью упреждающего нанесения реагента при повышении точности прогнозирования осадков и образования зимней скользкости.
Сущность изобретения поясняет структурная схема системы для автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом.
Система включает:
1 - Автоматическая дорожная метеорологическая станция
2 - Коробки управления
3 - Клапанные коробки
4 - Оконечные коробки
5 - Форсунки (устройства для разбрызгивания реагента)
6 - Линии электроснабжения
7 - Линии управления
8 - Гидравлические линии
9 - Щит распределительный
10 - Датчик давления в начале гидравлической линии
11 - Центральный насос
12 - Центральная насосная станция
13 - Датчик уровня
14 - Емкость для реагента
15 - Емкость для воды
16 - Центральный контроллер
17 - Программный комплекс
18 - Метеорадар.
Кроме того, позициями 19 показаны ответственные лица, 20 - эксплуатационные службы.
Система работает следующим образом.
Исходное состояние системы:
- Электроснабжение - в норме
- Система связи - в норме
- Емкости для жидкостей - заполнены
- В гидравлических линиях - рабочая жидкость под заданным давлением.
Автоматическая дорожная метеорологическая станция (1) располагается над обрабатываемом участком дороги и в режиме реального времени собирает информацию о погодных условиях, при этом входящие в ее состав бесконтактные датчики (не показано) вычисляют коэффициент сцепления, что позволяет оценивать состояние поверхности дорожного полотна. На основе данных, полученных от автоматической метеорологической станции и метеорадара (18), программный комплекс (17) на основе численной модели атмосферного пограничного слоя составляет прогноз состояния и температуры покрытия автодороги, а также время начала\окончания осадков и их интенсивность. Программный комплекс осуществляет постоянный мониторинг технического состояния центральной насосной станции (12) и исполнительных устройств. В случае ухудшения погодных условий программный комплекс в автоматическом режиме принимает решение на обработку дорожного покрытия, определяет оптимальный объем реагента и время активного воздействия, производит информирование технических служб (20) и ответственных лиц (19) о начале обработки и выдает команду на распыление реагента. После поступления команды на обработку дороги система автоматики выполняет заранее заданный алгоритм распределения реагента. Центральный насос (11) постоянно поддерживает рабочее давление в системе. Сигнал о необходимости обработки дорожного полотна поступает на центральный контроллер (16), который формирует управляющий сигнал для исполнительных устройств. Коробки управления (2), получив команду на обработку, открывают клапана в клапанных коробках (3) и реагент с помощью форсунок (5) распределяется на дорожное полотно. При необходимости замены в гидравлической линии (8) реагента на воду или воды на реагент, а также в случае необходимости сброса рабочей жидкости, система способна в автоматическом режиме выполнить все операции. Замена одной жидкости на другую происходит в два этапа. Первый этап - сброс жидкости из гидравлической линии обратно в емкость (14, 15). Для этого происходит открытие электромеханической задвижки (не показано) и открытие клапанов в оконечных коробках (4). Жидкость самотеком поступает в емкости. После окончания слива жидкости закрывается электромеханический кран перед емкостью слитой жидкости и открывается электромеханический кран перед емкостью с новой жидкостью. Насос (11) начинает накачивать систему новой жидкостью. Датчики в оконечных коробках (4) контролируют состояние гидравлической линии (8) и при поступлении жидкости в конец линии перекрывают краны. Основной насос (11) доводит систему до необходимого давления, и система переходит в рабочее состояние.
Таким образом, использование заявляемой системы повышает эффективность обработки дорожного полотна противогололедным реагентом.