智慧道釘Intelligent Spike,顧名思義它是一種交通路障誘導指引方式,用于指引人們按照正確方向行進或駕駛、防止超速及交通肇事;主要運用在城市道路和區域高速網絡中,便于沿道路路面設置、用于夜間或雨霧天氣、指示道路前進方向等,由逆反射材料、殼體、太陽電池板、LED發光管、信息采集、車聯網通信及控制器件組成,具有主動發光和被動反光性能的發光誘導指示、太陽電池充電、感知信息采集模塊、車聯網通信、集成交叉口信號燈聯動“五位一體”視覺誘導交通安全功能,通常與信號燈、誘導屏、標志、標線、標牌等結合使用。
智慧道釘的規格結構一般為100mm×100mm×20mm,高度最高不超過25mm,反射器種類繁多,有反光片、反光珠,紅外發光、反光膜等。由于太陽電池技術的不斷發展,近年來,在國家實施的公路與道路安全保障工程中,各種科技含量較高的交通安全設施和產品備受業界青睞。這些交通安全設施和產品的廣泛應用,對提高公路與道路行人、車輛駕駛安全,減少交通事故發生等均發揮了重要作用。在各種交通安全設施或產品中,智慧道釘在雨、霧天氣及道路彎道處,能清晰地勾劃出道路輪廓和邊緣,誘導駕駛員視線,與車輛信息交互,進而能消除道路的安全隱患。
通過我們的研發設計,智慧道釘具有以下技術特點:
①發光亮度大
普通反光道釘的反光亮度只有300-400個MCD,而智慧道釘的發光亮度可達2000個MCD以上,是前者的6-7倍,高強度的光線可以在夜間穿破雨霧,安全有效地為駕駛員指導方向。
②主動發光、動態警示
智慧道釘在晚上以秒級頻率閃爍,而人的視覺對變化更為敏感,所以其動態警示作用非常強。主動發光不僅可以最大程度上避免雨霧的干擾,而且可以脫離對汽車燈光的依賴,可視距離更遠,效果更好。
③在未來的智能車路協同管控中,智慧道釘可以通過車輛與行人信息采集、數據傳輸、車聯網通信等功能,包括已經集成車流檢測、光敏的檢測、振動的檢測、溫度的檢測、對道路運行狀態和信息能夠及時地掌握和了解,實現V2I交通信息交互和集成交通信號控制設施,是下一代智能網聯設施數字化轉型的基礎裝備。
談到智慧道釘的工作原理,這里介紹如下:
白天太陽能電池板吸收太陽光,把太陽能轉化成電能,儲存在儲能器件(電池或電容)中,到了晚上,儲能器件中的電能自動轉化成光能(通過光電開關控制),使LED發出亮光來勾畫道路輪廓,誘導駕駛員視線。
智慧道釘按照安裝位置的不同可以分為埋入式和突起式。前者一般用在道路中線,后者一般用于道路邊緣線。這是因為安裝在道路中線的智慧道釘對抗壓性能要求高,為了解決這一難題,只好把智慧道釘埋入地面,露出地面的只有5個毫米左右。而用在道路邊緣線的智慧道釘對抗壓性能要求不是太高,凸出地面依然能有效工作。
智慧道釘按照儲能元件的不同又可分為電容式和電池式,前者的使用壽命可達五到七年,后者的使用壽命一般可在一年到三年不等。由于埋入式智慧道釘對路面破壞很大,而電容式智慧道釘成本太高,所以目前應用最多的還是凸起式電池智慧道釘。
了解到上述原理知識,我們最關注的還是智慧道釘性能指標,衡量一個智慧道釘的性能從以下幾個方面入手:
①抗壓性能
如果智慧道釘不能承受一定的壓力,在汽車碾壓或沖擊后就很容易碎掉,自然不能正常工作,所以抗壓是智慧道釘正常工作的一個基本條件。智慧道釘本身是一個電子產品,包含有電子部分,想使得電子部分也有較高程度的抗壓性能的確不是一件容易的事情,一般來講智慧道釘的抗壓性能要比普通道釘差一些,近幾年來國家交通運輸部的技術指標是10噸。
有效提高智慧道釘的抗壓性能的方法包括:一是裸露在外面的太陽能電池板采用PC防彈材料,來增強電子部分的抗壓能力;二是盡可能采用IC控制,以減少電子線路的體積,來降低電子部分所承受的壓力;三是在殼體上設計一些加強筋,來分擔電子部分所承受壓力。
②密封性能
如果智慧道釘沒有完全密封,那自然會滲水,滲水就會引起電路短路,后果也是災難性的,一個合格的智慧道釘密封性能是必不可少的。提高智慧道釘密封性能的方法包括:第一分離設計;LED燈罩和內部電路板采用隔離設計,即使LED燈罩壞掉,智慧道釘內部依然保證不會滲水。第二采用強力中性粘接材料,確保太陽能面板、LED燈罩和道釘殼體緊密粘接,中間沒有任何縫隙。
③發光亮度
智慧道釘主動發光,清晰勾畫道路輪廓;相比于反光道釘,其很重要一個特點就是發光強度大,這項技術指標交通部要求是2000個MCD。
④穩定可靠
決定智慧道釘壽命的一個重要因素是電池的壽命,電池的選擇至關重要。近幾年市場上有兩種類型的電池可以借鑒:一個是充放電500次以后,電池容量降低至50%;另一個是充放電1000次以后,電池容量降低至79%。
電池壽命不僅要夠長,而且要能夠在較大的溫度區間內正常工作。電池內部是化學物質,如果溫度太高或者太低,電池就無法工作,智慧道釘的電池工作溫度區間一定要符合實際使用環境的要求。國家交通運輸部的要求是—10℃至50℃,實際環境往往會超出這個范圍,這就對電池提出了更高的要求。
電子線路板的設計一定要遵循簡單有效的設計原則,不要人為地復雜化,因為多一個線路就多了一個出現故障的可能。電子元器件也要嚴格挑選,因為任何一個電子元器件出現問題都可能使得整個系統失效。
焊接必須堅固,因為智慧道釘天天承受著車輛的碾壓和沖擊,焊點稍有松動都會導致線路松動和脫落。所以在選擇焊槍和焊錫的時候一定要挑選高質量的工藝,確保焊點牢固可靠,能長時間在相對“惡劣”環境下工作。
太陽能電池板直接吸收太陽能,并把光能轉化成電能,可以說是智慧道釘整個工作體系中的第一個重要環節;它工作效率的高低直接決定著智慧道釘工作效率的高低。近幾年來普遍應用的是單晶硅太陽能電池板,因為單晶硅太陽能電池板的光電轉化率約為14%較高,能最大程度把太陽能轉化成電能,以確保智慧道釘工作時的能源供應。另外,太陽能電池板必須是高硬度,耐磨型電路板。太陽能電池板每天都要經受車輪的碾壓磨損,如果強度不夠,很容易磨花,進而影響太陽能電池板的轉化效率。
⑤電池匹配性能
在標準測試條件下放置8個小時,電池的額定容量應滿足道釘正常發光72小時的需要;即使太陽光照度小于1000LX時,電池充電8個小時后,其額定容量應滿足道釘正常發光12小時的需要。如果電池匹配性能不好,在陰雨天氣就會出現電池儲存電能不足而導致智慧道釘無法發光。這樣智慧道釘就沒有實用價值,根本不能使用。特別是電容式智慧道釘的局限性更是如此,在標準測試條件下放置8個小時,電容的額定容量一般只能滿足道釘正常發光12--14個小時的需要,所以電容式智慧道釘對實際使用環境的要求非常苛刻,不僅陽光要足夠強,而且不能有連續陰雨天氣難以正常工作。
⑥環境適應性能
智慧道釘的使用環境是復雜多變的,溫度、濕度可能是大相徑庭。我國北方冬天溫度很低,南方夏天溫度又很高,西北地區晝夜溫差又特別大、干燥,東南濕潤,這些都會影響智慧道釘工作是否正常,所以智慧道釘的設計應該充分考慮到環境適應性能。
近幾年來交通運輸部對溫度的要求是—20℃至85℃范圍,同時還要在20℃至60℃之間做三個循環試驗,看其是否能夠適應環境的要求。交通運輸部對智慧道釘濕熱性能的要求是在45℃、相對濕度98%的條件下試驗48個小時后依然能正常工作。
智慧道釘的環境適應性能是對其機械性能和電氣性能的綜合檢驗,涉及到結構設計、電路設計、電子器件性能等多個方面,甚至包括其生產工藝,才能保障智慧道釘有較好的環境適應性能。
智慧道釘有很多種應用模式,主要包括以下幾種應用:
①標識車道分界,標識道路邊緣,標識道路分合流,標識道路彎道,標識危險路段,標識路寬變化,標識路面障礙物位置,設置道路減速帶,標識道路特殊區域等常規警示。
②智慧道釘還可以面向未來交通,為自動駕駛提供道路基礎信息,為自動駕駛車輛提供亞車道級的定位。
③智慧道釘除了具有普通道釘警示和光線的提示功能之外,利用了太陽能自供電的方式。除了光敏監測、溫度監測、車流檢測、振動檢測外,正在進行研發的包括就是對水浸檢測,是否結冰的檢測。
④利用局域網和廣域網通信功能,實現道釘之間信息的交互,道釘與平臺的信息交互,以及道釘與車輛的信息交互。另外還可以搭建道釘管理平臺和車輛混合的交互網絡。一個普通道釘,把感知單元,控制單元,自主供電的單元集成到進去,遍布到道路網絡中,可以進行車輛引導,安全距離的警示,信號燈的流量協調以及事故的警示,還有停車和定位的誘導。
⑤智慧道釘由兩大部分組成,第一是前端的感知單元,利用內置的傳感器和處理器,能夠進行感知車流量、車速、助停、積水、結冰;第二是通訊技術,集成了藍牙技術,可以無縫地進行銜接。其自身就具有相應的違法停車,交通事故的檢測,車輛排隊長度的檢測,可以把數據信息收集整合。平臺側利用道釘以及其他的輔助設施,如反光標,或者利用視頻和微波,就可以形成一個事件研判的功能;如是否擁堵了,是否有積水出現,路面是否結冰,進行一些融冰的處理以及交通的誘導。為未來的智能車路協同管控,提供數據輸入接口。
⑥智慧道釘可以適應多種交通安全場景,高速公路、普通國省道以及城市道路。由于智慧道釘的全覆蓋性,它具有了全域、無盲區的一個覆蓋,利用多種感知檢測的功能,實現多維度的感知。
⑦對于智慧道釘,除了簡單的警示作用之外,還可輔助實現行車距離的提醒、控制,在高速公路上經常會有連環相撞的追尾事故,就是因為行車距離沒有控制好。不少交通事件,由于不能及時地感覺到前面的情況,有車拋錨停下了,后面的車不知道,制動的時間不夠導致二次事故。也可以利用道釘的感知能力和廣域物聯網通信,對異常停車的后向車輛進行相應的警示。正在開展在對智慧道釘在智能隧道,團霧警示的應用研究。
⑧智慧道釘包括隧道有源道釘和智能無線道釘。隧道有源道釘是一種比智慧道釘更先進的一種交通安全設施,它通過太陽能板或者交流電作為輸入源,經過控制器集中控制道釘的工作,同時閃爍或者長亮。效果比智慧道釘更加明顯,每個道釘之間有導線連接,一般每組控制器能控制直徑1000米左右。智能無線道釘通過控制器發送的無線信號,作為接收信號的道釘根據發射出來的信號工作,道釘之間無導線連接,施工方便。無線信號的發送和接收干擾是一個難點。智慧道釘技術也在不斷發展中,技術也越來越成熟,會有更多種類。
智慧道釘的工程施工問題值得關注,隨著智慧道釘在國內高等級公路以及市政道路的廣泛應用,智慧道釘的質量問題以及使用壽命得到了更多的關注。而在實際應用過程中,經常因為安裝問題而導致智慧道釘損壞和使用壽命減少的問題屢屢發生。智慧道釘施工安裝過程中的常見問題包括:
標線也是一種樹脂材料,本身附在地面上,其本身與地面的連接力是有一定限度的。如果智慧道釘安裝在標線上,那么智慧道釘所受的沖擊力則完全轉嫁給標線,這樣智慧道釘很容易被沖擊掉,還會把標線也粘掉。
②智慧道釘安裝位置不平整
這樣導致的直接后果就是道釘受力不均勻,道釘所承受的壓力幾乎全集中在凸起和下凹的部分,遇到大噸位的車輛,道釘很容易破裂。
③道釘安裝位置不清潔
智慧道釘的牢固程度有賴于道釘本身、膠水和地面的緊密結合。如果安裝位置不清潔,其間灰塵會吸附膠水的大部分粘接力,導致道釘粘接不牢,在遭受外力沖擊時,容易脫落。
④膠水用量不夠或者用量過多
膠水用量不夠,會降低智慧道釘粘接的牢固程度,減少其使用壽命;反之用量過多,多余的膠水會從道釘四周滲出來,容易擦到道釘的反光片上,影響其反光亮度。
⑤膠水涂抹不均勻
安裝智慧道釘時,膠水不僅要用量適度,還要涂抹均勻,這樣才能保證道釘各部分受力均勻,避免出現因受力不均出現被碾碎的情況。
⑥環氧樹脂膠水調配時環境溫度不夠
環氧樹脂膠水是雙組分膠,膠水和固化劑要按照一定的比例配備,經均勻攪拌后才能發揮起功效。由于環氧樹脂膠水在冬天低溫天氣凝結得較為厲害,不容易攪拌均勻,在使用時一定要先加熱,讓膠水軟化后再使用。
⑦拿捏智慧道釘方法不科學
智慧道釘一定要拿捏沒有反光片的兩邊,以免膠水粘上反光片,影響反光片反光亮度。
⑧智慧道釘安裝孔位淺、孔位細
這主要是針對鑄鋁帶腳道釘,其部分深入地面而有更好的抗沖擊性能、抗壓性能,使用壽命也更長。在安裝過程中,如果孔位過淺或者過細,智慧道釘的底面就不能和地面充分接觸,影響粘接的牢固性。
⑨安裝后膠水固化的時間不夠
智慧道釘安裝以后,膠水需要一段時間固化,才能把道釘和地面緊緊相連,這段時間推薦為4個小時。實際過程中,安裝后不到兩個小時就把安裝隔離設施撤掉,如果受到車輛沖擊和碾壓,道釘輕者會變形,重者會脫落。
通過上述施工安裝問題,需要強調重要的智慧道釘安裝方法,它們是:
①擺放安裝安全隔離設施,在整個動態施工的過程中,不論是新建道路,還是已通車道路,所有人都應該在安全設施內,如在通車道路里施工,安全人員同安裝人員比例應為1:1;未通車路段施工,安全人員同安裝人員比例應為1:3。
②確定安裝位置平整,對有伸縮、夾縫和不平整的路面,事先要將路面整理鋪平。
③用刷子把安裝位置清掃干凈,確保安裝位置干燥。
④取適量膠水均勻涂抹在智慧道釘上。
⑤將道釘緊緊按在安裝位置上,確保方向正確,如果膠水多了,一定要清理干凈。
⑥對于鑄鋁帶腳道釘,要確保孔位深度大于釘腳深度1cm,孔位直徑大于釘腳直徑2mm。
⑦智慧道釘安裝完畢后兩個小時要做一次巡視,確保所有道釘沒有裝反、裝歪或壓歪。
⑧待智慧道釘固化4個小時后,撤掉安裝隔離設施。
綜上所述,通過榕亨智慧道釘在概念定義、規格結構、技術特點、工作原理、性能指標、應用模式、施工問題、安裝方法等方面深入介紹,我們有理由相信:在未來的城市交通新基建數字化轉型建設中,榕亨智慧道釘一定會發揮其應有的作用,具有廣闊的市場應用前景。
本文作者:深圳榕亨實業集團有限公司總經理陳乙周教授
智慧道釘Intelligent Spike,顧名思義它是一種交通路障誘導指引方式,用于指引人們按照正確方向行進或駕駛、防止超速及交通肇事;主要運用在城市道路和區域高速網絡中,便于沿道路路面設置、用于夜間或雨霧天氣、指示道路前進方向等,由逆反射材料、殼體、太陽電池板、LED發光管、信息采集、車聯網通信及控制器件組成,具有主動發光和被動反光性能的發光誘導指示、太陽電池充電、感知信息采集模塊、車聯網通信、集成交叉口信號燈聯動“五位一體”視覺誘導交通安全功能,通常與信號燈、誘導屏、標志、標線、標牌等結合使用。
智慧道釘的規格結構一般為100mm×100mm×20mm,高度最高不超過25mm,反射器種類繁多,有反光片、反光珠,紅外發光、反光膜等。由于太陽電池技術的不斷發展,近年來,在國家實施的公路與道路安全保障工程中,各種科技含量較高的交通安全設施和產品備受業界青睞。這些交通安全設施和產品的廣泛應用,對提高公路與道路行人、車輛駕駛安全,減少交通事故發生等均發揮了重要作用。在各種交通安全設施或產品中,智慧道釘在雨、霧天氣及道路彎道處,能清晰地勾劃出道路輪廓和邊緣,誘導駕駛員視線,與車輛信息交互,進而能消除道路的安全隱患。
通過我們的研發設計,智慧道釘具有以下技術特點:
①發光亮度大
普通反光道釘的反光亮度只有300-400個MCD,而智慧道釘的發光亮度可達2000個MCD以上,是前者的6-7倍,高強度的光線可以在夜間穿破雨霧,安全有效地為駕駛員指導方向。
②主動發光、動態警示
智慧道釘在晚上以秒級頻率閃爍,而人的視覺對變化更為敏感,所以其動態警示作用非常強。主動發光不僅可以最大程度上避免雨霧的干擾,而且可以脫離對汽車燈光的依賴,可視距離更遠,效果更好。
③在未來的智能車路協同管控中,智慧道釘可以通過車輛與行人信息采集、數據傳輸、車聯網通信等功能,包括已經集成車流檢測、光敏的檢測、振動的檢測、溫度的檢測、對道路運行狀態和信息能夠及時地掌握和了解,實現V2I交通信息交互和集成交通信號控制設施,是下一代智能網聯設施數字化轉型的基礎裝備。
談到智慧道釘的工作原理,這里介紹如下:
白天太陽能電池板吸收太陽光,把太陽能轉化成電能,儲存在儲能器件(電池或電容)中,到了晚上,儲能器件中的電能自動轉化成光能(通過光電開關控制),使LED發出亮光來勾畫道路輪廓,誘導駕駛員視線。
智慧道釘按照安裝位置的不同可以分為埋入式和突起式。前者一般用在道路中線,后者一般用于道路邊緣線。這是因為安裝在道路中線的智慧道釘對抗壓性能要求高,為了解決這一難題,只好把智慧道釘埋入地面,露出地面的只有5個毫米左右。而用在道路邊緣線的智慧道釘對抗壓性能要求不是太高,凸出地面依然能有效工作。
智慧道釘按照儲能元件的不同又可分為電容式和電池式,前者的使用壽命可達五到七年,后者的使用壽命一般可在一年到三年不等。由于埋入式智慧道釘對路面破壞很大,而電容式智慧道釘成本太高,所以目前應用最多的還是凸起式電池智慧道釘。
了解到上述原理知識,我們最關注的還是智慧道釘性能指標,衡量一個智慧道釘的性能從以下幾個方面入手:
①抗壓性能
如果智慧道釘不能承受一定的壓力,在汽車碾壓或沖擊后就很容易碎掉,自然不能正常工作,所以抗壓是智慧道釘正常工作的一個基本條件。智慧道釘本身是一個電子產品,包含有電子部分,想使得電子部分也有較高程度的抗壓性能的確不是一件容易的事情,一般來講智慧道釘的抗壓性能要比普通道釘差一些,近幾年來國家交通運輸部的技術指標是10噸。
有效提高智慧道釘的抗壓性能的方法包括:一是裸露在外面的太陽能電池板采用PC防彈材料,來增強電子部分的抗壓能力;二是盡可能采用IC控制,以減少電子線路的體積,來降低電子部分所承受的壓力;三是在殼體上設計一些加強筋,來分擔電子部分所承受壓力。
②密封性能
如果智慧道釘沒有完全密封,那自然會滲水,滲水就會引起電路短路,后果也是災難性的,一個合格的智慧道釘密封性能是必不可少的。提高智慧道釘密封性能的方法包括:第一分離設計;LED燈罩和內部電路板采用隔離設計,即使LED燈罩壞掉,智慧道釘內部依然保證不會滲水。第二采用強力中性粘接材料,確保太陽能面板、LED燈罩和道釘殼體緊密粘接,中間沒有任何縫隙。
③發光亮度
智慧道釘主動發光,清晰勾畫道路輪廓;相比于反光道釘,其很重要一個特點就是發光強度大,這項技術指標交通部要求是2000個MCD。
④穩定可靠
決定智慧道釘壽命的一個重要因素是電池的壽命,電池的選擇至關重要。近幾年市場上有兩種類型的電池可以借鑒:一個是充放電500次以后,電池容量降低至50%;另一個是充放電1000次以后,電池容量降低至79%。
電池壽命不僅要夠長,而且要能夠在較大的溫度區間內正常工作。電池內部是化學物質,如果溫度太高或者太低,電池就無法工作,智慧道釘的電池工作溫度區間一定要符合實際使用環境的要求。國家交通運輸部的要求是—10℃至50℃,實際環境往往會超出這個范圍,這就對電池提出了更高的要求。
電子線路板的設計一定要遵循簡單有效的設計原則,不要人為地復雜化,因為多一個線路就多了一個出現故障的可能。電子元器件也要嚴格挑選,因為任何一個電子元器件出現問題都可能使得整個系統失效。
焊接必須堅固,因為智慧道釘天天承受著車輛的碾壓和沖擊,焊點稍有松動都會導致線路松動和脫落。所以在選擇焊槍和焊錫的時候一定要挑選高質量的工藝,確保焊點牢固可靠,能長時間在相對“惡劣”環境下工作。
太陽能電池板直接吸收太陽能,并把光能轉化成電能,可以說是智慧道釘整個工作體系中的第一個重要環節;它工作效率的高低直接決定著智慧道釘工作效率的高低。近幾年來普遍應用的是單晶硅太陽能電池板,因為單晶硅太陽能電池板的光電轉化率約為14%較高,能最大程度把太陽能轉化成電能,以確保智慧道釘工作時的能源供應。另外,太陽能電池板必須是高硬度,耐磨型電路板。太陽能電池板每天都要經受車輪的碾壓磨損,如果強度不夠,很容易磨花,進而影響太陽能電池板的轉化效率。
⑤電池匹配性能
在標準測試條件下放置8個小時,電池的額定容量應滿足道釘正常發光72小時的需要;即使太陽光照度小于1000LX時,電池充電8個小時后,其額定容量應滿足道釘正常發光12小時的需要。如果電池匹配性能不好,在陰雨天氣就會出現電池儲存電能不足而導致智慧道釘無法發光。這樣智慧道釘就沒有實用價值,根本不能使用。特別是電容式智慧道釘的局限性更是如此,在標準測試條件下放置8個小時,電容的額定容量一般只能滿足道釘正常發光12--14個小時的需要,所以電容式智慧道釘對實際使用環境的要求非常苛刻,不僅陽光要足夠強,而且不能有連續陰雨天氣難以正常工作。
⑥環境適應性能
智慧道釘的使用環境是復雜多變的,溫度、濕度可能是大相徑庭。我國北方冬天溫度很低,南方夏天溫度又很高,西北地區晝夜溫差又特別大、干燥,東南濕潤,這些都會影響智慧道釘工作是否正常,所以智慧道釘的設計應該充分考慮到環境適應性能。
近幾年來交通運輸部對溫度的要求是—20℃至85℃范圍,同時還要在20℃至60℃之間做三個循環試驗,看其是否能夠適應環境的要求。交通運輸部對智慧道釘濕熱性能的要求是在45℃、相對濕度98%的條件下試驗48個小時后依然能正常工作。
智慧道釘的環境適應性能是對其機械性能和電氣性能的綜合檢驗,涉及到結構設計、電路設計、電子器件性能等多個方面,甚至包括其生產工藝,才能保障智慧道釘有較好的環境適應性能。
智慧道釘有很多種應用模式,主要包括以下幾種應用:
①標識車道分界,標識道路邊緣,標識道路分合流,標識道路彎道,標識危險路段,標識路寬變化,標識路面障礙物位置,設置道路減速帶,標識道路特殊區域等常規警示。
②智慧道釘還可以面向未來交通,為自動駕駛提供道路基礎信息,為自動駕駛車輛提供亞車道級的定位。
③智慧道釘除了具有普通道釘警示和光線的提示功能之外,利用了太陽能自供電的方式。除了光敏監測、溫度監測、車流檢測、振動檢測外,正在進行研發的包括就是對水浸檢測,是否結冰的檢測。
④利用局域網和廣域網通信功能,實現道釘之間信息的交互,道釘與平臺的信息交互,以及道釘與車輛的信息交互。另外還可以搭建道釘管理平臺和車輛混合的交互網絡。一個普通道釘,把感知單元,控制單元,自主供電的單元集成到進去,遍布到道路網絡中,可以進行車輛引導,安全距離的警示,信號燈的流量協調以及事故的警示,還有停車和定位的誘導。
⑤智慧道釘由兩大部分組成,第一是前端的感知單元,利用內置的傳感器和處理器,能夠進行感知車流量、車速、助停、積水、結冰;第二是通訊技術,集成了藍牙技術,可以無縫地進行銜接。其自身就具有相應的違法停車,交通事故的檢測,車輛排隊長度的檢測,可以把數據信息收集整合。平臺側利用道釘以及其他的輔助設施,如反光標,或者利用視頻和微波,就可以形成一個事件研判的功能;如是否擁堵了,是否有積水出現,路面是否結冰,進行一些融冰的處理以及交通的誘導。為未來的智能車路協同管控,提供數據輸入接口。
⑥智慧道釘可以適應多種交通安全場景,高速公路、普通國省道以及城市道路。由于智慧道釘的全覆蓋性,它具有了全域、無盲區的一個覆蓋,利用多種感知檢測的功能,實現多維度的感知。
⑦對于智慧道釘,除了簡單的警示作用之外,還可輔助實現行車距離的提醒、控制,在高速公路上經常會有連環相撞的追尾事故,就是因為行車距離沒有控制好。不少交通事件,由于不能及時地感覺到前面的情況,有車拋錨停下了,后面的車不知道,制動的時間不夠導致二次事故。也可以利用道釘的感知能力和廣域物聯網通信,對異常停車的后向車輛進行相應的警示。正在開展在對智慧道釘在智能隧道,團霧警示的應用研究。
⑧智慧道釘包括隧道有源道釘和智能無線道釘。隧道有源道釘是一種比智慧道釘更先進的一種交通安全設施,它通過太陽能板或者交流電作為輸入源,經過控制器集中控制道釘的工作,同時閃爍或者長亮。效果比智慧道釘更加明顯,每個道釘之間有導線連接,一般每組控制器能控制直徑1000米左右。智能無線道釘通過控制器發送的無線信號,作為接收信號的道釘根據發射出來的信號工作,道釘之間無導線連接,施工方便。無線信號的發送和接收干擾是一個難點。智慧道釘技術也在不斷發展中,技術也越來越成熟,會有更多種類。
智慧道釘的工程施工問題值得關注,隨著智慧道釘在國內高等級公路以及市政道路的廣泛應用,智慧道釘的質量問題以及使用壽命得到了更多的關注。而在實際應用過程中,經常因為安裝問題而導致智慧道釘損壞和使用壽命減少的問題屢屢發生。智慧道釘施工安裝過程中的常見問題包括:
標線也是一種樹脂材料,本身附在地面上,其本身與地面的連接力是有一定限度的。如果智慧道釘安裝在標線上,那么智慧道釘所受的沖擊力則完全轉嫁給標線,這樣智慧道釘很容易被沖擊掉,還會把標線也粘掉。
②智慧道釘安裝位置不平整
這樣導致的直接后果就是道釘受力不均勻,道釘所承受的壓力幾乎全集中在凸起和下凹的部分,遇到大噸位的車輛,道釘很容易破裂。
③道釘安裝位置不清潔
智慧道釘的牢固程度有賴于道釘本身、膠水和地面的緊密結合。如果安裝位置不清潔,其間灰塵會吸附膠水的大部分粘接力,導致道釘粘接不牢,在遭受外力沖擊時,容易脫落。
④膠水用量不夠或者用量過多
膠水用量不夠,會降低智慧道釘粘接的牢固程度,減少其使用壽命;反之用量過多,多余的膠水會從道釘四周滲出來,容易擦到道釘的反光片上,影響其反光亮度。
⑤膠水涂抹不均勻
安裝智慧道釘時,膠水不僅要用量適度,還要涂抹均勻,這樣才能保證道釘各部分受力均勻,避免出現因受力不均出現被碾碎的情況。
⑥環氧樹脂膠水調配時環境溫度不夠
環氧樹脂膠水是雙組分膠,膠水和固化劑要按照一定的比例配備,經均勻攪拌后才能發揮起功效。由于環氧樹脂膠水在冬天低溫天氣凝結得較為厲害,不容易攪拌均勻,在使用時一定要先加熱,讓膠水軟化后再使用。
⑦拿捏智慧道釘方法不科學
智慧道釘一定要拿捏沒有反光片的兩邊,以免膠水粘上反光片,影響反光片反光亮度。
⑧智慧道釘安裝孔位淺、孔位細
這主要是針對鑄鋁帶腳道釘,其部分深入地面而有更好的抗沖擊性能、抗壓性能,使用壽命也更長。在安裝過程中,如果孔位過淺或者過細,智慧道釘的底面就不能和地面充分接觸,影響粘接的牢固性。
⑨安裝后膠水固化的時間不夠
智慧道釘安裝以后,膠水需要一段時間固化,才能把道釘和地面緊緊相連,這段時間推薦為4個小時。實際過程中,安裝后不到兩個小時就把安裝隔離設施撤掉,如果受到車輛沖擊和碾壓,道釘輕者會變形,重者會脫落。
通過上述施工安裝問題,需要強調重要的智慧道釘安裝方法,它們是:
①擺放安裝安全隔離設施,在整個動態施工的過程中,不論是新建道路,還是已通車道路,所有人都應該在安全設施內,如在通車道路里施工,安全人員同安裝人員比例應為1:1;未通車路段施工,安全人員同安裝人員比例應為1:3。
②確定安裝位置平整,對有伸縮、夾縫和不平整的路面,事先要將路面整理鋪平。
③用刷子把安裝位置清掃干凈,確保安裝位置干燥。
④取適量膠水均勻涂抹在智慧道釘上。
⑤將道釘緊緊按在安裝位置上,確保方向正確,如果膠水多了,一定要清理干凈。
⑥對于鑄鋁帶腳道釘,要確保孔位深度大于釘腳深度1cm,孔位直徑大于釘腳直徑2mm。
⑦智慧道釘安裝完畢后兩個小時要做一次巡視,確保所有道釘沒有裝反、裝歪或壓歪。
⑧待智慧道釘固化4個小時后,撤掉安裝隔離設施。
綜上所述,通過榕亨智慧道釘在概念定義、規格結構、技術特點、工作原理、性能指標、應用模式、施工問題、安裝方法等方面深入介紹,我們有理由相信:在未來的城市交通新基建數字化轉型建設中,榕亨智慧道釘一定會發揮其應有的作用,具有廣闊的市場應用前景。
本文作者:深圳榕亨實業集團有限公司總經理陳乙周教授
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