太陽能技術在低能耗交通安全設施中的-西部交通建設科技項目(編輯修改稿)
2025-08-26 07:46 本頁面
【文章內容簡介】 合、優(yōu)化研制了太陽能安全設施產品，結合隧道的結構特點，通過太陽能統(tǒng)一供電、集中控制，創(chuàng)新性的提出了“進口危險警示、入洞視線動態(tài)誘導、出口路況提示”于一體的隧道太陽能視線動態(tài)誘導系統(tǒng)，實現(xiàn)了隧道車道線形的動態(tài)勾勒，較好地改善了隧道行車安全性能，有效地保障了隧道行車安全。該系統(tǒng)已在G109東方紅隧道、云南思小路的14條隧道成功應用，取得了良好的經濟效益，并將推廣應用于道福建省2條隧道。通過思小高速公路實踐和109國道東方紅隧道太陽能動態(tài)視線誘導設施實施后近2年的調查跟蹤和實際觀測，項目組得出如下結論：500米以下的高速公路短隧道和普通公路無照明條件的隧道，用光電誘導設施和適當?shù)乃淼揽诠饩€優(yōu)化設計可以替代投資和營運費用巨大的常規(guī)供電照明系統(tǒng)，這一點對于象思小路這樣的山區(qū)高速公路中小隧道群具有重大的經濟和安全意義。對于有照明設施的長大隧道，通過加設主動發(fā)光光電誘導設施，既可大大降低隧道日常照明營運管理費用，同時使隧道安全性得以保障和提升。 東方紅隧道動態(tài)視線誘導系統(tǒng)l 太陽能全程監(jiān)控系統(tǒng)本項目在太陽能交通安全設施低功耗技術研究成果基礎上，以獲得太陽能供電系統(tǒng)最優(yōu)工作性能及最低功耗為目標，以系統(tǒng)各組成部分的性能匹配以及外部環(huán)境等因素為研究對象，綜合利用現(xiàn)有工程技術、理論分析以及試驗研究手段確定各參數(shù)的最優(yōu)值，從而改善了太陽能供電系統(tǒng)的經濟性和可靠性，提高了太陽能供電系統(tǒng)的實際應用效果。本系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點：1）擺脫了常規(guī)供電方式對外場攝像機布設位置的束縛，實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)應用和功能的拓展。一般而言，高速公路服務區(qū)和立交的設置間隔20km以上，而全程監(jiān)控系統(tǒng)外場攝像機布設距離不超過2km，這在很大程度上限制了外場攝像系統(tǒng)的布設以及監(jiān)控范圍的擴展，本系統(tǒng)采用太陽能集中供電方式很好的解決了該問題。2）明顯降低了建設、運營和養(yǎng)護成本，取得了可觀的經濟效益。與常規(guī)電網供電的全程監(jiān)控系統(tǒng)相比，太陽能全程監(jiān)控系統(tǒng)大大減少了電纜、變壓設備及相應管道的鋪設工程量，降低了建設成本；而太陽能系統(tǒng)極低的養(yǎng)護和運營成本也極大地提高了全程監(jiān)控系統(tǒng)實用型和經濟性，為公路交通建設實現(xiàn)“綠色交通、節(jié)約型交通”樹立了典范。3）改善道路交通安全水平，提高道路養(yǎng)護部門工作效率，具有重大社會效益。通過全程監(jiān)控改善道路交通安全水平，增進道路交通事故處理速度，很好的保障廣大人民群眾的生命財產安全；通過全程監(jiān)控，實時掌控道路交通流數(shù)據(jù)以及道路養(yǎng)護狀況，可極大地提高道路管理部門工作效率，增強道路養(yǎng)護水平，社會效益明顯。本系統(tǒng)已在河南鄭洛路和云南思小路得到實際應用，效果明顯。以河南鄭洛路為例，該項目于2005年9月30日完工，全線共完成100臺攝像機的太陽能供電系統(tǒng)。目前已經正式開通運行3個月，基本無需維護，期間經歷長達7天的連續(xù)陰雨和50年不遇的暴雪嚴寒等極端天氣狀況的實際考驗，系統(tǒng)工作狀態(tài)一直良好，社會和經濟效益顯著。l 太陽能無線公網實時交通監(jiān)控系統(tǒng)太陽能無線交通監(jiān)控系統(tǒng)在供電方式上采用太陽能供電；，使得可利用無線公共移動通信網的窄帶傳輸動態(tài)實時圖像，既很好的解決了系統(tǒng)供電問題，又很好的解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗啤１鞠到y(tǒng)具有如下優(yōu)點：1） 太陽能供電節(jié)能、環(huán)保，無線公網窄帶傳輸，徹底無線化；2） 無纜式獨立供電，組件靈活、小巧，方便安裝與組網；3） 全低壓直流供電方式，能源利用效率高，安全性好；4） 維護費用少、造價低； 5） 解決了窄帶無線通道傳輸視頻數(shù)據(jù)流的問題，目前可在一路120kbps帶寬下，傳輸15幀CIF/秒。基本滿足交通事件管理的需要。該系統(tǒng)可應用于高大邊坡、水毀路段等多災害地區(qū)的遠程視頻監(jiān)視、客運超限治理與安全監(jiān)控、交通事故黑點調查與控制、動態(tài)電子警察與交通管理、動態(tài)巡邏追蹤、治安隨機布控等領域，具有廣闊的應用前景。 6 研究結論1）總體上說，通過合理的技術和工程措施，大部分可用電驅動的交通安全設施可經濟地使用太陽能供電。常見措施如下：① 低能耗的關鍵是要提高效率，減少系統(tǒng)的功耗。因此選擇具有較高光電轉換效率的單晶硅太陽電池是提高系統(tǒng)效率、相對降低能耗的重要技術。② 太陽電池組合的拓撲連接方式在實際使用時將影響整個系統(tǒng)的效率。選擇合適的串聯(lián)單體個數(shù)，在符合其它設計要求的基礎上，降低系統(tǒng)的工作電壓（蓄電池充電電壓），減少串聯(lián)單體的個數(shù)，增加并聯(lián)單體的個數(shù)，能夠降低消耗在內阻上的功耗，增加太陽電池組合的輸出功率，提高效率，從而相對的降低了系統(tǒng)的能耗。③ 太陽電池是一種非線性的直流電源，其功率電壓變化關系的兩條曲線都存在各自的最大功率點，這個功率點對應唯一的電池輸出電壓和輸出電流。因此通過調節(jié)太陽電池的輸出電壓使其趨近最大功率點時的輸出電壓，就可以實現(xiàn)最大功率點的跟蹤，保證太陽電池始終工作在最大功
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