淺論利用“自動化”手段實現(xiàn)新型高速公路的“道路智能”

李玉蘭++魏建立

摘 要：從利用自動化檢測手段完善現(xiàn)有高速公路和突破傳統(tǒng)道路的兩個方面，提出了高速公路的發(fā)展方向及“道路智能”的祈棍念，對現(xiàn)代“智能交通（ITS）”的內(nèi)容進行了補充和發(fā)展。

關(guān)健詞：道路智能；自動化；新型智能材料；環(huán)保節(jié)能

現(xiàn)代交通運輸?shù)陌l(fā)展方向是以智能交通（rrs）作為其首要的發(fā)展方向，世界發(fā)達國家紛紛制訂相應(yīng)的研究計劃。歐洲在1986年就開始實施了“歐洲高效安全交通計劃（PROMETHUS），其中包括政府、汽車廠商、科研機構(gòu)都紛紛參與。1991年成立了歐洲道路交通通信技術(shù)實用化促進協(xié)會，推廣ITS技術(shù)以及11S技術(shù)在國際間的合作。日本、美國也都相繼成立了與ITS技術(shù)相關(guān)的協(xié)會，以期推動ITS技術(shù)的發(fā)展。18年間，ITS技術(shù)發(fā)展飛速。這種對于智能交通（ITS }）技術(shù)的研究均是將先進的車輛控制技術(shù)、先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、計算機技術(shù)等綜合運用于道路交通運輸管理體系，使人、車、路更加協(xié)調(diào)地結(jié)合在一起，建立一種實時、準確、高效的管理體系，從而提高道路交通運艷效率。其目標是“安全高速”。智能交通（ITS）是由軟件和硬件兩部分組成。軟件是以“先進的交通信息系統(tǒng)”結(jié)合“先進的交通管理系統(tǒng)”。這種控制和干涉不依賴于車輛自身的控制能力，而是道路對車輛施加的一種外控制力。

一、完善載體基礎(chǔ)

高速公路是實現(xiàn)“道路智能”的最佳載體。對現(xiàn)有的高速公路在以下幾個方面進行完善，從而實現(xiàn)“道路智能?！?/p>

1.“半封閉”與“大半封閉”的完善。目的是加強行車安全，減少交通事故，保護道路延長使用壽命，降低養(yǎng)護成本，提高高速公路的戰(zhàn)備功能。

目前高速公路直接受到自然界的影響主要是雨雪的侵蝕和山體滑坡及大霧等，在北方僅就初冬新雪使路面結(jié)冰，而由此引發(fā)的交通事故造成的經(jīng)濟損失是十分巨大的。路面產(chǎn)生病害，自然環(huán)境的影響是一個重要的因素。雨雪侵蝕及因陽光直射高溫使道側(cè)到吏用壽命降低，提高了養(yǎng)護成本，使養(yǎng)護間隔周期變短，同時也影響道路暢通。降低減少雨、雪、陽}R寸高速公路不良影響的研究別良重要的。除了加強高速公路路面、路周排水的研究外，如何在現(xiàn)有的高速公路上方，使用科學的建筑技術(shù)，在合適的高度加設(shè)合適材質(zhì)的棚蓋進行“半封閉”的研究和實踐。對高速公路施以相當程度的保護措施?？纱蠓葴p少交通事故，延長道路使用壽命。在有山體滑坡危險的路段，使用擋土墻技術(shù)進行“大半封閉”，使自然災(zāi)害對高速公路的影響降到最低。另外一旦發(fā)生戰(zhàn)爭，“半封閉的”高速公路的戰(zhàn)備功能會極大凸現(xiàn)，它對車輛運輸?shù)碾[蔽及對高速公路自身的隱蔽作用，無疑都要優(yōu)于無封閉的高速公路。

2.加建高軸載高速公路。按不同的軸載對車輛進行分道，降低非標高軸載車輛對普通標準雙輪組單軸100KN的高速公路的破壞。提高高速公路對經(jīng)濟建設(shè)的服務(wù)功能。

防止高軸載車輛對標準軸載高速公路的破壞。另一方面使行駛在同一車道上的車速上也達到了相對的統(tǒng)一，能大大降低因超車、超載引發(fā)的交通事故。在高速公路的路面病害中，由于特大超重車輛增多而造成比例是相當大的。其對路面的破壞也是災(zāi)害性的。高軸載的大量出現(xiàn)是經(jīng)濟發(fā)展一個必然現(xiàn)象，加強道路對車輛的發(fā)展、交通運輸業(yè)的發(fā)展進行適應(yīng)的研究，來提高高速公路對經(jīng)濟建設(shè)的服務(wù)功能是唯一的、正確的選擇。單純的處罰是下策，是違背交通運輸業(yè)發(fā)展客觀規(guī)律的。在收費上調(diào)整“標準軸載”與“高軸載”車道的收費標準，以期達到“誰消費，誰付費”的公平原則適應(yīng)交通運輸業(yè)規(guī)律，促進經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展。

二、道路智能

1.路面智能化。研制新型智能材料達到分散承載保護路基，對車輛進行保速、限速，保證車輛的安全和高速公路自身的安全。 互通式立體交叉的設(shè)計交通量與通行能力 道路立體交叉的主要目的是為了提高交叉路口的通行能力，減少交叉時交通的干擾，從而保證道路交叉處的交通安全與快速通行。

2.互通式立交設(shè)計車速 我國對設(shè)計車速的定義是：在天氣良好，交通量小，路面干凈的條件下，中等技術(shù)水平的駕駛員在道路受限制部分能夠保持安全而舒適行駛的最大速度。設(shè)計車速實際是個理論的車速，而車輛的運行車速是實際的85%車速。

在復(fù)合材料和智能材料不斷發(fā)展及應(yīng)用的今天，如何研制出路面智能材料是交通領(lǐng)域的新課題，也是最具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ恼n題。新型的智能材料應(yīng)具備以下特性和功能：a耐磨耐壓耐腐蝕抗老化；b.對載荷有分散功能；。.當載荷超出某一預(yù)設(shè)值時材料將發(fā)生變化，變化后的特性將限制車輛的速度。卸載后恢復(fù)原特性；d.在某一承載面上移動載荷相繼施壓，發(fā)生頻數(shù)和時間大于或，小于預(yù)制值時，材料特性將發(fā)生變化來限制車速；e.當材料上有移動載荷和固定載荷時能提供不同的可檢出信號；f可接受外干預(yù)產(chǎn)生特性變化，吸載性、方向性承載等；g.具有獨立和集合的功能。

利用具有上述特性和功能的材料，結(jié)合自動化松娜（技術(shù)、計算機技術(shù)和高速公路其他安全輔助設(shè)施，形成一個高速公路自動控制系統(tǒng)（以下簡稱“高控系統(tǒng)）。就可以實現(xiàn)車輛智能系統(tǒng)及“智能交通”中復(fù)雜的“車輛跟弛”技術(shù)。對行駛在此高速公路的車輛提供一般豪華轎車才具有“碰撞避免系統(tǒng)”，例如：在同一車道的兩輛一前一后行駛的車輛，當后車車速大于前車車速時，在安全的距離內(nèi)無超車軌跡信號時，“智能路面，將自動吸載對后車限速。迫使后車被動減速使其難以追撞前車。另外“高控系統(tǒng)”也可以進行對“智能路面”干預(yù)使“智能路面”吸載對車輛減速，保障車輛安全。此處“吸載”是指“智能路面”利用其材料特性使路面與車輛的摩擦力在方向性上發(fā)生變化或產(chǎn)生增量性變化，以及其他形式的外在結(jié)構(gòu)變化，對車輛進行安全阻礙。當路面有特點。后（當載荷超出某一預(yù)設(shè)值時材料將發(fā)生變化，變化后的特性將限制車輛的速度），就會對車輛進行外力限速保證車輛及高速公路安全。對超車的車輛進行方向性承載及限速避免因超車發(fā)生的碰撞事故。所謂“方向性承載”是通過利用材料外部結(jié)構(gòu)形狀進行變化的特性，引導限制車輛行駛方向。避免因車輛操縱系統(tǒng)失靈和誤操縱而引發(fā)的交通事故。

3.環(huán)保節(jié)能性的研究。環(huán)保是經(jīng)濟發(fā)展的先決條件。解決汽車高速行駛時的噪音和汽車在高速公碑陰卜放廢氣都是“道路智能”的一部分。路面新材料的使用必將使汽車的噪音得以解決。而汽車的廢氣剎滋解決的最佳方法，是汽車使用燃料驅(qū)動最小化問題。有了高速公路的基礎(chǔ)完善，就使得汽車使用電力驅(qū)動成為可能。電能的環(huán)保性使其應(yīng)用在智能化的高速公路上是一種恰當?shù)倪x擇。電能可以利用太陽能、風能等自然能進行轉(zhuǎn)換，具有可持續(xù)發(fā)展的特性。利用高速公路的分布特性，沿線鋪設(shè)“車輛電力供給線路”，為行駛在高速公路上的車輛提供“外動力”，達到環(huán)保節(jié)能的目的。解決車輛使用燃料驅(qū)動最小化問題使其在減排方面更加環(huán)保。

三、結(jié)語

利用自動化手段和技術(shù)，實現(xiàn)車輛智能、道路智能必將形成新的智能交通系統(tǒng)。它將是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ难芯?。但它需要國家政策的扶持，若沒有國家的支持是難以實現(xiàn)的。同時解決車輛廢氣排放的問題，也需要國家政策的引導。而不能單靠市場來調(diào)節(jié)。

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