【摘要】：隨著快遞物流等行業(yè)迅猛發(fā)展,中國(guó)的高速公路建設(shè)水平不斷提升,建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大,在高速公路四通八達(dá),日趨完善的同時(shí),高速公路上發(fā)生交通事故的數(shù)量也在不斷攀升。其中大約四分之一的交通事故是由于大風(fēng)、下雨、積雪、結(jié)冰等惡劣天氣所引發(fā)的,盡快建立以用于復(fù)雜路況的結(jié)冰傳感器為核心的道路氣象信息預(yù)警系統(tǒng)顯得尤為重要。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外道路結(jié)檢測(cè)領(lǐng)域的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了比較完善的道路氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng),其中的核心就是道路結(jié)冰傳感器,能夠?qū)β访娴姆e水、結(jié)冰、積雪等狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別,甚至能給出具體的厚度信息,作為道路氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。而內(nèi)國(guó)內(nèi)的研究相對(duì)薄弱,除了少數(shù)高校進(jìn)行研究外,國(guó)內(nèi)的傳感器產(chǎn)品已進(jìn)口為主。針對(duì)這種狀況,本文在課題組原有壓電平膜和光電式傳感器基礎(chǔ)上提出了一種阻抗式結(jié)冰傳感器。本文從空氣、水和冰的介電特性入手,通過對(duì)電介質(zhì)的極化現(xiàn)象,電介質(zhì)的介電損耗規(guī)律和電介質(zhì)的德拜馳豫模型的研究,分析出空氣、水和冰之間介電特性的差異,推導(dǎo)出被測(cè)物的等效電導(dǎo)和電容與阻抗模值和相角在頻率域上的數(shù)學(xué)關(guān)系,從理論上證明了阻抗式傳感器能夠檢測(cè)出路面是空氣、水或冰的狀態(tài)的正確性。文章以阻抗式為基礎(chǔ),結(jié)合壓電平膜和光電結(jié)冰傳感器,提出了多傳感器的道路結(jié)冰檢測(cè)方法,并設(shè)計(jì)了復(fù)合式結(jié)冰傳感器系統(tǒng)。本文通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了阻抗式結(jié)冰傳感器的可行性,研究了傳感器的溫度特性,和鹽度對(duì)傳感器性能的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傳感器對(duì)溫度不敏感,在-20℃-20℃下都能夠準(zhǔn)確識(shí)別路面狀態(tài),而且傳感器在濃度低于30%的鹽溶液環(huán)境下仍然能夠正確的識(shí)別道路結(jié)冰狀態(tài)。
【圖文】：

圖 1.1 明冰公路圖 1.2 暗冰公路了寒冷的冬季，道路結(jié)冰引發(fā)的交通事故可以說是屢見不鮮 12 月 2 日早上 7 點(diǎn) 45 分左右，位于西安市蓮湖區(qū)西二環(huán)向

2圖 1.2 暗冰公路了寒冷的冬季，道路結(jié)冰引發(fā)的交通事故可以說是屢見不鮮 12 月 2 日早上 7 點(diǎn) 45 分左右，，位于西安市蓮湖區(qū)西二環(huán)向口處，因路面結(jié)冰，發(fā)生 30 多車連續(xù)追尾事故。據(jù)了解，現(xiàn)受輕傷。 1 月 26 日 23 時(shí) 35 分，位于杭新景高速往杭州方向 65Km+生事故，贛 F55777 重型半掛車先后與 3 輛貨車發(fā)生碰撞，共傷。3 時(shí) 38 分，位于杭新景高速往杭州方向 16Km+200m 處，滬 路面結(jié)冰失控撞上停在車道上正在事故預(yù)警的浙 02438 警車
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2691914