浅论利用“自动化”手段实现新型高速公路的“道路智能”

黄豆豆

　　论文关健词:道路智能　自动化　新型智能材料　环保节能
  论文摘要:从利用自动化检测手段完善现有高速公路和突破传统道路的两个方面，提出了高速公路的发展方向及“道路智能”的祈棍念，对现代“智能交通(ITS)”的内容进行了补充和发展。
  前言
  现代交通运输的发展方向是以智能交通(rrs)作为其首要的发展方向，世界发达国家纷纷制订相应的研究计划。欧洲在1986年就开始实施了“欧洲高效安全交通计划(PROMETHUS)，其中包括政府、汽车厂商、科研机构都纷纷参与。1991年成立了欧洲道路交通通信技术实用化促进协会，推广ITS技术以及1’1’S技术在国际间的合作。日本、美国也都相继成立了与ITS技术相关的协会，以期推动ITS技术的发展。18年间，ITS技术发展飞速。这种对于智能交通(ITS })技术的研究均是将先进的车辆控制技术、先进的信息技术、数据传输技术、电子控制技术、计算机技术等综合运用于道路交通运输管理体系，使人、车、路更加协调地结合在一起，建立一种实时、准确、高效的管理体系，从而提高道路交通运艳效率。其目标是“安全高速”。智能交通(ITS)是由软件和硬件两部分组成。软件是以“先进的交通信息系统”结合“先进的交通管理系统”。而硬件是以车辆自身的外苟憾知智能系统，利用各种传感器技术作为其基础平台，结合计算机技术实现车辆的自动化。各种先进的自动化安全防护系统以及其他车辆技术为主的一些综合技术。就各种车辆智能技术及其智能交通(ITS)现今发展的软硬件技术来看，无论从其理论深度和其实际应用，都可以说达到了相当高的程度。但在“人一一车—路”这三者中对于“道路智能”的研究还停留在一个较低的水平上。所谓“道路智能”是指道路本身和附加在道路上的机电设备和其他设施，利用自动化技术及计算机技术，对行驶在其路面上的车辆进行自动控制和千涉。这种控制和干涉不依赖于车辆自身的控制能力，而是道路对车辆施加的一种外控制力。
  1完善载体基础
  高速公路是实现“道路智能”的最佳载体。对现有的高速公路在以下几个方面进行完善，从而实现“道路智能。”
  1.1“半封闭”与“大半封闭”的完善。目的是加强行车安全，减少交通事故，保护道路延长使用寿命，降低养护成本，提高高速公路的战备功能。
  目前高速公路直接受到自然界的影响主要是雨雪的侵蚀和山体滑坡及大雾等，在北方仅就初冬新雪使路面结冰，而由此引发的交通事故造成的经济损失是十分巨大的。路面产生病害，自然环境的影响是一个重要的因素。雨雪侵蚀及因阳光直射高温使道侧到吏用寿命降低，提高了养护成本，使养护间隔周期变短，同时也影响道路畅通。降低减少雨、雪、阳}R寸高速公路不良影响的研究别良重要的。除了加强高速公路路面、路周排水的研究外，如何在现有的高速公路上方，使用科学的建筑技术，在合适的高度加设合适材质的棚盖进行“半封闭”的研究和实践。对高速公路施以相当程度的保护措施。可大幅度减少交通事故，延长道路使用寿命。在有山体滑坡危险的路段，使用挡土墙技术进行“大半封闭”，使自然灾害对高速公路的影响降到最低。另外一旦发生战争，“半封闭的”高速公路的战备功能会极大凸现，它对车辆运输的隐蔽及对高速公路自身的隐蔽作用，无疑都要优于无封闭的高速公路。
  1.2加建高轴载高速公路。按不同的轴载对车辆进行分道，降低非标高轴载车辆对普通标准双轮组单轴100KN的高速公路的破坏。提高高速公路对经济建设的服务功能。
  在“车一路”的协调发展过程中，对于高速公路的改良来适应车辆及运输业的发展是经济建设的必要过程。加建高轴载高速公路细分车道，按不同的车辆的实际载荷进行分道行驶。防止高轴载车辆对标准轴载高速公路的破坏。另一方面使行驶在同一车道上的车速上也达到了相对的统一，能大大降低因超车、超载引发的交通事故。在高速公路的路面病害中，由于特大超重车辆增多而造成比例是相当大的。其对路面的破坏也是灾害性的。高轴载的大量出现是经济发展一个必然现象，加强道路对车辆的发展、交通运输业的发展进行适应的研究，来提高高速公路对经济建设的服务功能是唯一的、正确的选择。单纯的处罚是下策，是违背交通运输业发展客观规律的。在收费上调整“标准轴载”与“高轴载”车道的收费标准，以期达到“谁消费，谁付费”的公平原则适应交通运输业规律，促进经济建设和发展。
  2道路智能
  2.1路面智能化。研制新型智能材料达到分散承载保护路基，对车辆进行保速、限速，保证车辆的安全和高速公路自身的安全。
  在复合材料和智能材料不断发展及应用的今天，如何研制出路面智能材料是交通领域的新课题，也是最具有巨大发展潜力的课题。新型的智能材料应具备以下特性和功能:a耐磨耐压耐腐蚀抗老化;b.对载荷有分散功能;。.当载荷超出某一预设值时材料将发生变化，变化后的特性将限制车辆的速度。卸载后恢复原特性;d.在某一承载面上移动载荷相继施压，发生频数和时间大于或，小于预制值时，材料特性将发生变化来限制车速;e.当材料上有移动载荷和固定载荷时能提供不同的可检出信号;f可接受外干预产生特性变化，吸载性、方向性承载等;g.具有独立和集合的功能。
  利用具有上述特性和功能的材料，结合自动化松娜(技术、计算机技术和高速公路其他安全辅助设施，形成一个高速公路自动控制系统(以下简称“高控系统)。就可以实现车辆智能系统及“智能交通”中复杂的“车辆跟弛”技术。对行驶在此高速公路的车辆提供一般豪华轿车才具有“碰撞避免系统”，例如:在同一车道的两辆一前一后行驶的车辆，当后车车速大于前车车速时，在安全的距离内无超车轨迹信号时，“智能路面，将自动吸载对后车限速。迫使后车被动减速使其难以追撞前车。另外“高控系统”也可以进行对“智能路面”干预使“智能路面”吸载对车辆减速，保障车辆安全。此处“吸载”是指“智能路面”利用其材料特性使路面与车辆的摩擦力在方向性上发生变化或产生增量性变化，以及其他形式的外在结构变化，对车辆进行安全阻碍。当路面有特点。后(当载荷超出某一预设值时材料将发生变化，变化后的特性将限制车辆的速度)，就会对车辆进行外力限速保证车辆及高速公路安全。对超车的车辆进行方向性承载及限速避免因超车发生的碰撞事故。所谓“方向性承载”是通过利用材料外部结构形状进行变化的特性，引导限制车辆行驶方向。避免因车辆操纵系统失灵和误操纵而引发的交通事故。
  2.2环保节能性的研究
  环保是经济发展的先决条件。解决汽车高速行驶时的噪音和汽车在高速公碑阴卜放废气都是“道路智能”的一部分。路面新材料的使用必将使汽车的噪音得以解决。而汽车的废气刹滋解决的最佳方法，是汽车使用燃料驱动最小化问题。有了高速公路的基础完善，就使得汽车使用电力驱动成为可能。电能的环保性使其应用在智能化的高速公路上是一种恰当的选择。电能可以利用太阳能、风能等自然能进行转换，具有可持续发展的特性。利用高速公路的分布特性，沿线铺设“车辆电力供给线路”，为行驶在高速公路上的车辆提供“外动力”，达到环保节能的目的。解决车辆使用燃料驱动最小化问题使其在减排方面更加环保。
  结束语
  利用自动化手段和技术，实现车辆智能、道路智能必将形成新的智能交通系统。它将是21世纪最具发展潜力的研究。但它需要国家政策的扶持，若没有国家的支持是难以实现的。同时解决车辆废气排放的问题，也需要国家政策的引导。而不能单靠市场来调节。