新型破冰除雪机设计与试验

路面积雪结冰给交通和行车安全造成严重威胁,我国研制的冰雪清除机械存在较多缺点,设计了一种冰雪除净率高、工作效率高、避障性能优越的新型破冰除雪机势在必行.本文根据路面冰雪的物理特性分析了破冰除雪的原理.以此为入手点结合Pro/E三维仿真技术设计了破冰机构和新型破冰除雪机,并通过理论计算获得除雪机所需功率.通过试验研究了除雪机的性能,试验表明在除雪速度为8 km/h以下时,除净率在90%以上,避障性能较好,并得出破冰除雪机的除净率随车速及避障高度的增加均呈现下降趋势.     

寒地城市快速路冰雪路面交通流特性研究

利用视频检测系统采集城市快速路冰雪路面上的交通数据,对城市快速路冰雪路面交通流特性进行了研究;分析了冰雪路面对道路交通安全影响,探讨了城市快速路冰雪路面上车速变化、车头时距分布特性,对比分析了冰雪路面与非冰雪路面上城市快速路交通流量与速度的关系,并建立了冰雪路面快速路交通流量与速度关系模型.研究成果将对寒地城市快速路的运营、管理和评价提供科学依据和数据支持.     

冰雪路面车速预估模型的建立

通过冰雪路况对车辆运行速度影响的分析,建立冰雪路面对稳态车速的影响系数,采用理论分析与试验验证相结合的方法,修正冰雪路面下世界银行公路建设贷款模型(HDM-Ⅲ)的车速预估(稳态车速)模型.     

垂直振动压路机施工数据采集与分析

垂直振动压路机虽具有压实质量"优"、压实效率"高"、施工成本"低"、节能减排效果"好"等优点,但目前缺乏相应施工技术规程,限制了垂直振动技术的运用与发展.通过对道路路基、路面基层、场道、水利筑坝等工程进行压实试验,实测压实度、压实厚度、压实速度、压实遍数、振动频率等参数,归纳总结最佳压实工艺参数:路基最大压实厚度可以达到50cm;路面基层压实厚度建议不大于40cm.填料压实厚度在25cm范围内压实遍数2~3遍;填料压实厚度30~40cm范围内压实遍数4~5遍;填料压实厚度在25cm范围内压实速度3~4km/h;填料压实厚度30~40cm范围内压实遍数1.5~3km/h遍.     

冰雪条件下高速公路可变限速方法

高速公路在冰雪天气下需要进行封路或限速等措施,导致道路通行能力减小,车辆行驶安全性下降。 针对该问题,在考虑道路线形、冰雪条件道路特性与交通流特性的基础上,提出一种基于冰雪条件的高速公路 可变限速方法。建立了包含道路线形与冰雪条件的速度生成模型,同时引入模糊控制系统对路面雪况进行预 测。通过Vissim 软件对高速公路部分路段进行仿真实验,结果表明,该可变限速方法可根据雪况动态调整限 速值,相比于对照组Ⅰ( 固定限速) 降低了车辆延误,提高了通行效率,相比于对照组Ⅱ( 封路除雪+ 无限速) 提高了道路通行能力。表明相较于传统方法,该方法能更有效地保证冰雪条件下高速公路车辆通行效率与安 全性。     

山区高速公路弹性除冰雪路面作用机理及路用性能研究

冰雪恶劣天气下为给山区高速公路弹性除冰雪路面的应用提供依据,对弹性除冰雪路面的作用机理进行了分析,采用40目橡胶颗粒在掺量为4%的条件下成型混合料试件,通过室内试验测定混合料试件的稳定度、流值、浸水残留稳定度比、动稳定度和低温破坏应变,并同普通沥青混合料进行对比,对弹性除冰雪路面的路用性能进行了研究。结果表明,弹性除冰雪路面混合料的稳定度、浸水残留稳定度比低于普通沥青混合料,流值、动稳定度和低温破坏应变高于普通混合料试件,即弹性除冰雪路面的水稳定性能低于普通沥青混合料路面,而高温性能和低温性能均高于普通沥青混合料路面。     

雀儿山隧道温泉热能融化洞口段路面冰雪的可行性

高海拔隧道冬季洞口路面积雪结冰,极易诱发交通事故发生,威胁行车安全。为分析高海拔隧道温泉热能融化洞口段路面冰雪可行性,开展雀儿山隧道气候与温泉温度变化长期监测,通过模型计算和现场测试研究了温泉管道热源对冬季冰雪影响。结果表明:提高入口温泉温度,减小管道间距有利于高效融化路面冰雪,对比优选出间距24 cm、埋深10 cm、管径2 cm不锈钢管的路面下温泉管道布置参数。现场测试发现30℃温泉24 h能明显融化路面上方3.5 cm厚冰雪,在10～12 cm积雪环境下温泉管道能够保障上方路面无冰雪堆积,保障道路行车安全。研究成果可为利用可再生的温泉热能保障高海拔和寒区隧道洞口路面冬季行车安全提供了借鉴。     

微波加热技术在清除道路积冰中的应用

在我国北方寒冷地区的冬季,道路积冰严重妨碍交通,并且现有设备不能有效地对其清除.针对这种状况,提出了应用微波加热技术清除道路积冰的设想,并通过理论分析和实验证实了冰不易吸收微波,而路面材料能够吸收大量微波.因此,微波能够透过冰层加热路面,使贴近路面的冰层融化,消除冰层与路面之间的结合力,以便很容易地利用除冰机械对其清除.在参考了现有的各种清冰除雪机的基础上,设计出了专门用于清除道路积冰的微波除冰机原理图.     

基于ANSYS的破冰除雪凹盘刃口角度优化设计

破冰除雪凹盘是山友公司系列除雪机所采用的关键部件,在工作过程中受到压实冰雪和路面的作用力,其刃口特别容易磨损变形,导致工作效率降低.传统的设计方法是通过对不同刃口角度的凹盘试验,选取受力变形较小的刃口角度,这样既浪费试制成本又延长研制周期.采用ANSYS 11.0软件对破冰除雪凹盘的刃口静强度进行了有限元分析,得出不同刃口角度在相同条件下的应力和应变分布图,通过分析受力大小择优选取刃口角度,为破冰除雪凹盘的设计提供了参考依据.     

冰雪路面城市快速路跟驰模型研究

针对冰雪路面城市快速路的跟驰模型进行了研究。首先对两种常见的冰雪路面进行了交通调查。根据调查结果对不同冰雪路面城市快速路交通流的自由流速度、平均速度、速度分布,相邻跟驰车辆的车头时距、车头时距与相对速度的相互关系等微观特性进行统计分析,定量地研究不同冰雪路面形态对城市快速路跟驰行为的影响。其次,对不同类型的优化速度函数特征进行对比分析,依据Greenshields速度-密度关系建立期望车速模型,依据车辆不同跟驰状态建立冰雪路面最小安全距离模型,并由此构建冰雪路面优化速度模型。基于现有跟驰理论研究成果,以线性跟驰模型建模思想对全速度差模型进行改造,结合冰雪路面优化速度模型构建适用于冰雪路面的新跟驰模型。最后,利用实测数据对模型参数进行标定,并通过设计实验分析模型的稳定性、加速度非对称性。同时,利用调查数据对新模型和全速度差模型进行模拟分析,结果证明该模型更贴近冰雪路面城市快速路实际交通流,可以为冰雪路面下交通管理措施的制定提供理论支持。     

基于遗传算法的除雪机螺旋集雪器结构优化研究

除雪机螺旋集雪器最主要的结构为螺旋叶片,其结构参数对于集雪器的生产率及使用功率都有着至关重要的影响。在既有产品的基础上,采用遗传算法计算得出最优解,最终通过调整螺旋集雪器螺旋叶片的螺距及螺旋内径,有效地提高了螺旋集雪器的生产率,降低了螺旋集雪器的使用功率。     

ZH1200型组合式破冰除雪机设计

介绍了ZH1200型组合式破冰除雪机的工作原理及其典型部件的结构。     

橡胶颗粒沥青路面路用与除冰雪性能研究

论述了橡胶颗粒沥青路面自应力除冰雪的机理,并对其应用前景进行了展望。通过室内试验验证了橡胶颗粒沥青路面的路用性能和自应力除冰雪性能。试验表明,橡胶颗粒沥青路面在车辙性能、低温抗裂性能和抵抗水损害性能等方面均能达到或超过普通沥青混合料的各项性能指标;在自应力除冰雪方面优于普通沥青混合料的性能。     

基于多时相高分四号影像的雪盖范围提取

积雪覆盖监测是地球科学研究的基础,对于研究全球气候变化,开展防灾减灾救灾等工作都有重要的意义.高分四号卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项中唯一一颗民用高轨卫星,也是世界上首颗静止轨道高分辨率光学成像卫星,其机动灵活、高频次观测能力在积雪遥感业务化监测中具有广阔的应用前景.该文利用高分四号卫星多谱段、高时效、大幅宽和中分辨率等成像优势,紧密结合积雪和移动云层在多时相图像上的反射特点,提出了基于多时相高分四号卫星数据的积雪覆盖范围提取方法.首先对高分四号卫星全色图像进行二值化分割以消除低反射目标的影响;然后对多时相云雪覆盖区域进行合成来剔除移动云层的干扰;在此基础上,利用云、雪在多时相近红外图像上反射值变化的差异性,通过对多时相高分四号卫星近红外图像的最小值合成和阈值分割精细化地提取积雪覆盖范围,进一步去除变化云层的影响.以新疆中西部为试验区,通过与基于HJ-1B卫星的积雪覆盖结果比较,实验表明：两类数据提取的积雪空间分布具有较好的趋势一致性,高分四号卫星影像监测积雪范围更广,总体精度达92.19%,高于HJ-1B卫星图像的89.84%;但受空间分辨率和“不变云层”的影响,基于高分四号卫星影像的积雪识别精度为85.16%,低于基于HJ-1B卫星图像的识别精度94.53%.     

新疆西天山积雪稳定期不同下垫面雪物理特性对比

利用上海精创单双通道温湿度记录仪、Snow Fork雪特性分析仪和雪筛等仪器采集的积雪物理特性数据,对比了天山积雪雪崩站积雪稳定期不同下垫面条件下的积雪物理特性.结果表明:实验区内雪层平均温度林地最高,水泥路面最低;雪层剖面最底层的日平均温度草地最高,水泥路面最低;水泥路面温度梯度最大,林地的雪层温度梯度最小,且林地积雪剖面上层的暖中心出现时间滞后于草地和水泥路面1 h;水泥路面、草地、林地的平均含水率依次递增,分别为0.18%,0.19%,0.20%;雪层日平均相对湿度变化与雪层温度和含水率变化大致相同;草地、水泥路面、森林的上覆积雪的平均密度依次递减,分别为0.15,0.14,0.13g/m~3.林地雪层剖面上部的雪密度最小,但中部和底部的都高于草地和水泥路面的;林地的新雪质量分数最小,粗颗粒雪所占比例最大;而草地底部的深霜发育优于水泥路面和林地.     

谈我国北方城市冬季压实积雪清除工作现状及发展

在我国，城市道路压实积雪的清除一直是一个没有很好解决的问题．目前除雪工作仍要靠人工劳动．近几年虽然先后有一些除雪机问世，但由于种种原因并没有形成产品投入生产和使用．本文对我国目前除雪工作现状及发展提出几点看法，同时对国外情况作一简单介绍．     

高山积雪：母亲河之源——积雪分布时空演化的多物理过程、多尺度研究

 雪是地球上最为活跃的自然要素之一,是组成极地冰盖和高山冰川的重要物质来源,同时也是地表径流的主要补给。积雪的时空分布和演变深刻影响着全球的水文循环、生态系统、气候演化以及其他自然过程,在高寒山区水文过程中扮演着重要的角色。高山积雪与冰川融水是黄河源头水源补给的主要形式,因此亟需开展黄河源区积雪水资源综合科学研究,在准确评估黄河源区水资源现状及其变化规律和发展趋势的基础上提出科学合理的保护和开发黄河水资源的策略。积雪分布研究涉及大气湍流与颗粒相互作用等具有挑战性的科学前沿及热点问题,以及多场耦合、多尺度等科学共性问题,还涉及力学学科与地理学、大气物理、气候变化等相关学科的交叉问题。目前对积雪分布的研究手段包括野外观测、遥感反演和基于动力学过程的模式研究。鉴于前两种手段的局限性,开展多物理过程、多尺度、多场耦合的积雪分布时空演化模拟已成为积雪水资源研究的重要手段之一。介绍了积雪分布研究现状及进展,指出了面临的挑战以及下一步研究方向。     

自然雪景的仿真研究

随着现代人对屏幕显示画面的真实感要求越来越高,如何更为逼真的模拟雪景对图形学研究者提出了新的挑战.主要实现了基于公告板技术的雪粒子绘制,探讨了系统实时性优化的方法,实现了实时性保证下的高效雪景仿真.     

西门子S7-226PLC在电除尘器低压控制系统中的应用

通过分析电除尘器低压控制系统(振打、输卸灰和加热系统)对除尘效率、功率消耗等方 面的影响,提出了基于西门子S7—226型PLC为核心控制元件的一种新型低压控制系统的设计方案, 并进行了软件编程和硬件实现。使用西门子S7—226的PLC(CPU226)开发大型电除尘器的系列化低 压控制系统,提升电除尘器的清灰能力和除尘效果,不仅可以降低烟气中的粉尘,使除尘效率保持在 99％以上,改善大气环境,同时也可以进一步降低能耗。     

城市道路除雪现状及未来发展方向

讨论目前我国北方城市道路除雪的几种方式,呼吁市政管理部门及决策者改变传统除雪方式的思维模式,建立机械化“实时除雪”新理念.