[0001] 本发明涉及桥梁除冰雪技术领域，具体地说，涉及一种桥梁智能巡检除冰雪系统。

[0002] 道路积雪会给人们的出行带来极大的不便，这不仅影响正常的交通秩序，还存在安全隐患，容易引发交通事故。每年因路面积雪而引发的交通事故屡见不鲜，直接威胁到人们的生命财产安全。在清除道路冰雪领域，人们一直在探索。

[0003] 传统的清除冰雪方式主要包括机械法和化学融雪剂法。机械法是通过机械设备直接移除冰雪，以恢复道路通行性的方法，除雪机具通过犁板、铲板或螺旋输送器等装置将积雪推到一侧或直接装载到运输车辆上，然后，通过卡车或其他运输工具将积雪运往指定地点处理。化学融雪剂法是通过向路面撒布化学药剂以降低冰雪的融点，使冰雪融化，进而清除积雪和积冰的方法。这种方法是国际上较常用的一种除冰雪手段。目前常用的融冰雪剂主要有盐类和醇类。

[0004] 新型的清除冰雪方式主要包括电加热法(热水管、发热电缆)和微波除冰法。电加热法通常是指将发热电缆预先铺设在地面以下(混凝土内部)，其功率通常为10‑20W/m，当有冰雪覆盖时，开启加热开关即可加热融除冰雪。微波除冰法主要是利用磁控管发出的微波，经过波导，直接对路面材料进行加热。由于路面材料受热升温，会将与路面接触的冰层融化，从而降低冰与路面的结合力。最后，通过机械装置将已融化的冰雪从路面上清除。

[0005] 机械法、化学融雪剂法，这两种传统的清除冰雪方法存在明显的缺点：机械法需要大量的人力、物力和装备，可能破坏路面，而且其被动式滞后操作，需要一定时间才能使交通恢复正常；而化学融雪剂内含氯离子，氯离子会加快钢筋、混凝土腐蚀，并且氯离子形成的高浓度环境很可能会导致附近植物失水死亡。

[0006] 电加热法(热水管、发热电缆)、微波除冰法，这两种的清除冰雪方式同样存在明显的缺点：电加热法融雪速度慢、效率低、能耗大、反复结冰、检修更换困难；路面材料的微波敏感度低及微波作用于路面的时间有限，导致微波除冰法融化冰雪速度慢。总的来说，传统的除冰雪方式侵害路面桥面，影响结构耐久性，不利于环保，时效性较低。部分除冰雪方式需要更换路面桥面结构，智能化不足，能耗大，不利于既有道路桥梁除冰雪。

[0007] 目前，红外线加热技术被应用到冬季高速公路桥梁积雪处理，但如何较佳的利用红外线加热技术仍然是需要解决的难题。

[0038] 为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

[0039] 实施例

[0040] 如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种桥梁智能巡检除冰雪系统，其特征在于：包括轨道与支撑子系统110、冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130、回归仓与警示子系统140；

[0041] 轨道与支撑子系统110为冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130提供支撑与移动轨道，并供应电源。如图4、图5和图6所示，轨道与支撑子系统110包括支撑柱1、走行轨道2、电缆槽3、供电端4、聚四氟乙烯层5、限位支撑条6；支撑柱1为150mm宽、
20mm厚的一对钢板，外侧中央采用20mm厚、50mm厚宽钢板进行竖向加劲。支撑柱1每3m布置1根，底部固定在桥梁防护栏上。走行轨道2位于支撑柱1底部中间，走行轨道2宽130mm、高
60mm，带凹槽，其上运行走行轮，走行轨道2底部均固定在桥梁的防护栏上。电缆槽3为直径
10mm钢管，用于布置电源线。供电端4为冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130供电。聚四氟乙烯层5位于限位支撑条6的表面，厚度2mm，可以减少冰雪状态巡检子系统、多单元红外线冰雪消融子系统在移动过程中的摩擦。限位支撑条6截面尺寸36mm×
30mm，上下2排共4根。冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130在内测移动，限位支撑条6可以起到支撑和侧向限位的作用。

[0042] 冰雪状态巡检子系统120可以对桥面冰雪状态进行自动巡查，通过控制系统对多单元红外线冰雪消融子系统130下达移动与冰雪消融指令。如图7所示，冰雪状态巡检子系统120包括第一支撑杆7a、冰雪状态监测仪8和第一走行轮12a；冰雪状态监测仪8位于第一支撑杆7a顶部，第一走行轮12a位于第一支撑杆7a底部，第一支撑杆7a位于支撑柱1内，第一走行轮12a可在走行轨道2上移动。第一支撑杆7a上设有第一控制、无线信号传输与接收端9a，第一控制、无线信号传输与接收端9a内置有PLC控制模块、无线信息收发模块，用于处理传递的冰雪状态与厚度信息，确定是否需要启用多单元红外线冰雪消融子系统130。第一支撑杆7a高2000mm，采用直径50mm的钢管，可以支撑上部冰雪状态监测仪8以及第一控制、无线信号传输与接收端9a。冰雪状态监测仪8为遥感式路面状态测试仪，可获得桥面是否结冰或积雪，以及结冰与积雪的厚度，并传递给第一控制、无线信号传输与接收端9a。第一支撑杆7a上设有多个第一支撑限位接触凸起10a，第一支撑限位接触凸起10a与聚四氟乙烯层5接触。第一支撑限位接触凸起10a为厚度2mm的钢板，缠绕在第一支撑杆7a上。冰雪状态巡检子系统120在移动过程中，第一支撑限位接触凸起10a与聚四氟乙烯层5直接接触，起到保护第一支撑杆7a不被磨耗的作用。第一走行轮12a配合有第一走行控制电机11a，第一走行控制电机11a为转速可调的步进电机，根据第一控制、无线信号传输与接收端9a的指令控制转速，驱动第一走行轮12a移动。第一走行轮12a在走行轨道2上移动，确保冰雪状态巡检子系统沿着桥面纵向移动，巡检覆盖整个桥梁长度。

[0043] 多单元红外线冰雪消融子系统130对桥面积雪结冰进行消融，根据桥长、积雪结冰的严重程度可配备多个。如图8所示，多单元红外线冰雪消融子系统130包括第二支撑杆7b、第二走行轮12b和倾角功率可调红外线射灯组13；第二走行轮12b、倾角功率可调红外线射灯组13分别位于第二支撑杆7b的底部和顶部；倾角功率可调红外线射灯组13用于自动调节射钉照射角度，进行桥面积雪结冰消融；第二支撑杆7b位于支撑柱1内，第二走行轮12b可在走行轨道2上移动。第二支撑杆7b上设有第二控制、无线信号传输与接收端9b，第二控制、无线信号传输与接收端9b接收冰雪状态巡检子系统120传递的无线指令，使第二走行轮12b移动到指定位置，并启停倾角功率可调红外线射灯组13。第二支撑杆7b上设有多个第二支撑限位接触凸起10b，第二支撑限位接触凸起10b与聚四氟乙烯层5接触。第二走行轮12b配合有第二走行控制电机11b，第二走行控制电机11b根据第二控制、无线信号传输与接收端9b的指令控制转速，驱动第二走行轮12b移动。倾角功率可调红外线射灯组13包括7组水平布置红外线射灯，每组射灯照射角度通过电机独立调节，每组射灯功率通过电流强度调节。

[0044] 如图9所示，回归仓与警示子系统140用于冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130的回归存储，其包括警示显示屏14和可开门仓壁15，警示显示屏14为LED显示屏，用于显示积雪结冰提示，为车辆驾驶员提供引导与提醒。可开门仓壁15为直径30mm钢板焊接形成的封闭区域，可供冰雪状态巡检子系统、多单元红外线冰雪消融子系统停放，减弱灰尘对系统的侵害。可开门仓壁15面向桥面一侧可打开，可供系统进行检修维护。

[0045] 如图10所示，整个系统安装过程中，由支撑柱1通过膨胀螺栓固定在桥梁防护栏杆上。

[0046] 本实施例中，具有以下细节：

[0047] 1)根据桥梁长度、当地冬季积雪结冰的严重程度选配多单元红外线冰雪消融子系统130的数量。桥梁越长、积雪结冰越严重，配置多个红外线冰雪消融子系统。

[0048] 2)一般情况下，冰雪状态巡检子系统120、多单元红外线冰雪消融子系统130储存于回归仓中。

[0049] 3)当桥梁环境气温在2℃及以下时，在第一控制、无线信号传输与接收端9a的指令下，冰雪状态巡检子系统120自动开启，沿着轨道开展桥面积雪结冰状态巡检。

[0050] 4)冰雪状态巡检子系统120监测到积雪结冰时，通过第一控制、无线信号传输与接收端9a传递给警示显示屏14，根据积雪结冰的严重程度，向车辆驾驶员发出“桥面积雪/结冰”、“谨慎驾驶”、“减速行驶”、“静止行驶”、“增大车距”等警示语。

[0051] 5)冰雪状态巡检子系统120监测到积雪结冰时，通过第一控制、无线信号传输与接收端9a传递给多单元红外线冰雪消融子系统130。根据积雪结冰路段长度与严重程度调动合适数量的红外线冰雪消融子系统，给各红外线冰雪消融子系统下达除冰雪位置、冰雪程度的指令。

[0052] 6)多单元红外线冰雪消融子系统130收到指令后自动移动到指定位置，开启倾角功率可调红外线射灯组13。通过冰雪位置、冰雪程度控制倾角功率可调红外线射灯组13照射角度与功率，消除桥面冰雪。

[0053] 7)桥面冰雪清除完毕后，多单元红外线冰雪消融子系统130依次返回回归仓，并将信号传递给警示显示屏14，显示“桥面积雪/结冰解除”等警示语。

[0054] 8)当桥梁环境气温高于2℃后，冰雪状态巡检子系统120自动返回回归仓，等待下一次巡检。

[0055] 本实施例在冬季可以自动对桥面进行冰雪状态进行巡检，必要情况下智能控制进行红外线冰雪消融，确保冬季桥梁交通安全。

[0056] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。