淺論利用“自動化”手段實現新型高速公路的“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有高速公路和突破傳統道路的兩個方面，提出了高速公路的發展方向及“道路智能”的祈棍念，對現代“智能交通（ITS）”的內容進行了補充和發展。

關健詞：道路智能；自動化；新型智能材料；環保節能

現代交通運輸的發展方向是以智能交通（rrs）作為其首要的發展方向，世界發達國家紛紛制訂相應的研究計劃。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、科研機構都紛紛參與。1991年成立了歐洲道路交通通信技術實用化促進協會，推廣ITS技術以及11S技術在國際間的合作。日本、美國也都相繼成立了與ITS技術相關的協會，以期推動ITS技術的發展。18年間，ITS技術發展飛速。這種對于智能交通（ITS }）技術的研究均是將先進的車輛控制技術、先進的信息技術、數據傳輸技術、電子控制技術、計算機技術等綜合運用于道路交通運輸管理體系，使人、車、路更加協調地結合在一起，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”結合“先進的交通管理系統”。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

高速公路是實現“道路智能”的最佳載體。對現有的高速公路在以下幾個方面進行完善，從而實現“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，降低養護成本，提高高速公路的戰備功能。

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冰，而由此引發的交通事故造成的經濟損失是十分巨大的。路面產生病害，自然環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到吏用壽命降低，提高了養護成本，使養護間隔周期變短，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，如何在現有的高速公路上方，使用科學的建筑技術，在合適的高度加設合適材質的棚蓋進行“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，使用擋土墻技術進行“大半封閉”，使自然災害對高速公路的影響降到最低。另外一旦發生戰爭，“半封閉的”高速公路的戰備功能會極大凸現，它對車輛運輸的隱蔽及對高速公路自身的隱蔽作用，無疑都要優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。提高高速公路對經濟建設的服務功能。

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一，能大大降低因超車、超載引發的交通事故。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害性的。高軸載的大量出現是經濟發展一個必然現象，加強道路對車輛的發展、交通運輸業的發展進行適應的研究，來提高高速公路對經濟建設的服務功能是唯一的、正確的選擇。單純的處罰是下策，是違背交通運輸業發展客觀規律的。在收費上調整“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”的公平原則適應交通運輸業規律，促進經濟建設和發展。

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.互通式立交設計車速 我國對設計車速的定義是：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。

在復合材料和智能材料不斷發展及應用的今天，如何研制出路面智能材料是交通領域的新課題，也是最具有巨大發展潛力的課題。新型的智能材料應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；。.當載荷超出某一預設值時材料將發生變化，變化后的特性將限制車輛的速度。卸載后恢復原特性；d.在某一承載面上移動載荷相繼施壓，發生頻數和時間大于或，小于預制值時，材料特性將發生變化來限制車速；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可接受外干預產生特性變化，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，結合自動化松娜（技術、計算機技術和高速公路其他安全輔助設施，形成一個高速公路自動控制系統（以下簡稱“高控系統）。就可以實現車輛智能系統及“智能交通”中復雜的“車輛跟弛”技術。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”，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”也可以進行對“智能路面”干預使“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生變化或產生增量性變化，以及其他形式的外在結構變化，對車輛進行安全阻礙。當路面有特點。后（當載荷超出某一預設值時材料將發生變化，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生的碰撞事故。所謂“方向性承載”是通過利用材料外部結構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失靈和誤操縱而引發的交通事故。

3.環保節能性的研究。環保是經濟發展的先決條件。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，是汽車使用燃料驅動最小化問題。有了高速公路的基礎完善，就使得汽車使用電力驅動成為可能。電能的環保性使其應用在智能化的高速公路上是一種恰當的選擇。電能可以利用太陽能、風能等自然能進行轉換，具有可持續發展的特性。利用高速公路的分布特性，沿線鋪設“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”，達到環保節能的目的。解決車輛使用燃料驅動最小化問題使其在減排方面更加環保。

三、結語

利用自動化手段和技術，實現車輛智能、道路智能必將形成新的智能交通系統。它將是21世紀最具發展潛力的研究。但它需要國家政策的扶持，若沒有國家的支持是難以實現的。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節。

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