薄冰道路一直是冬季行車的重大安全隱患之一，北方城市春秋兩季多發(fā)雨后結(jié)冰現(xiàn)象，南方城市初冬時節(jié)常因凍雨、突發(fā)降雪成冰，極易造成交通事故。近日，南通大學(xué)學(xué)生團隊針對冬季道路薄冰難除的問題，研發(fā)了一款路面友好型智能除冰車，為冬季道路的安全出行保駕護航。

道路冰雪根據(jù)其密度、硬度、濕度等不同，表現(xiàn)出較大差異，一般分為自然積雪、壓實積雪和融凍冰雪三種形式，且一旦形成積雪，極易產(chǎn)生路面結(jié)冰。清除薄冰是公路養(yǎng)護管理中的重點和難點，尤其對十字路口、停車區(qū)、急彎陡坡等重要路段更是難上加難，亟需有效的薄冰清除設(shè)備為交通出行提供安全保障。作為目前應(yīng)用最廣泛的除冰方式，機械除冰雖能有效清除路面絕大多數(shù)積雪結(jié)冰，但現(xiàn)有設(shè)備對1-5毫米的薄冰清除效果甚微，且常規(guī)作業(yè)后仍有少量殘余冰雪附著在路面，依然存在重大交通安全隱患。此外，人工除冰雖能清除徹底，但需要耗費大量的人力和物力，且多數(shù)工作只能在白天進行，為道路暢通帶來極大挑戰(zhàn)。給出行帶來極大的不便。

除冰機具的研發(fā)制造是除冰機械的重中之重，為有效解決薄冰難除的問題，南通大學(xué)學(xué)生團隊采用多根半剛性鋼絲繩組合成除冰刷盤，并以鋼絲繩端面為銑削面，對壓實積雪和薄冰以先震動壓潰再銑削掃凈的方式進行清除。團隊從除冰機理、材料選取、機械設(shè)計等多個方面逐一深入研究，最終選用工程退役的鋼絲繩作為刷頭原材料，在提高廢舊資源利用率的同時，綜合考慮除冰效率和路面保護，通過組合不同剛度的鋼絲繩，使凍結(jié)冰層在外力作用下發(fā)生脆性斷裂，既達到銑削除冰的工作效果，又能夠減少對路面的損傷。

在半剛性銑削式除冰刷的基礎(chǔ)上，團隊將計算機模塊搭載在清除車內(nèi)，連接GPS導(dǎo)航器、雷達、通信器、動力電池、無線受電裝置等組件，構(gòu)成感知模塊、通信模塊、電源模塊，能在電力驅(qū)動下無人力地完成清雪除冰工作，實現(xiàn)清雪除冰工作智能化，合理分配人力資源，提高工作效率。另外，薄冰清除車利用除冰刷頭組的浮動機構(gòu)以及機械升降，作業(yè)過程中可以完成對路面的仿形，對被壓實的積雪清掃更加徹底有效，同時配合導(dǎo)向套中的調(diào)節(jié)彈簧，能適應(yīng)各種復(fù)雜路況，在路面損傷較小的情況下完成薄冰積雪清除作業(yè)，真正解決“薄冰難除”“路面難保”的問題。

“這種設(shè)備具有智能化、小型化、靈活度高的特點，是一種能快速有效去除路面薄冰的穩(wěn)定高效的除冰裝備，在道路清潔設(shè)備領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價值和市場前景。”團隊負責(zé)人邱將杰介紹道。

目前，團隊就路面友好型薄冰清除車已申請4項發(fā)明專利，授權(quán)2項，發(fā)表SCI論文2篇，并成立了南通冰釋工程技術(shù)有限公司，獲得了廣泛的市場認可，與葫蘆島公交客運有限公司、鐵嶺市公交公司、黑龍江省高速公路管理局等多家單位簽訂了合作協(xié)議。

未來，團隊將致力于除冰機械完全智能化，在不斷更新除冰刷頭技術(shù)的基礎(chǔ)上，提升除冰機械自動駕駛、遠程控制性能，打造更為自動化、環(huán)保化的無人薄冰清除車，開辟多元化除冰新紀元。

通訊員 李洪亮

校對 蘇云