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智能公路

智能公路和智能道路是许多不同建议的术语,这些建议将技术结合到用于产生太阳能的道路中,用于改进自动驾驶汽车的操作,用于照明以及用于监控道路状况。

车辆基础设施集成
将车辆分组成排是增加道路容量的一种方法。自动化公路系统是用于实现此目的的提议技术。

排使用电子和可能的机械耦合减少汽车或卡车之间的距离。这种能力将允许许多汽车或卡车同时加速或制动。该系统还通过消除人体反应所需的反应距离而允许车辆之间更紧密的车头距离。

排的能力可能需要购买新车,或者它可能是可以改装的东西。由于所需的新技能以及领先驾驶时增加的责任,驾驶员可能需要特殊的驾驶执照认可。

具有人工智能的智能汽车可以自动加入和离开排。自动化公路系统是一个这样的系统的建议,其中汽车将自己组织成8到25个排。

车辆基础设施集成
车辆基础设施集成(VII)是一项促进研究和应用开发的倡议,旨在将道路车辆与其周围环境直接联系起来的一系列技术,首先是为了改善道路安全。该技术涉及多个学科,包括运输工程,电气工程,汽车工程和计算机科学。 VII特别涉及公路运输,尽管其他运输方式已有类似技术或正在开发中。例如,飞机使用地面信标进行自动导航,允许自动驾驶仪在没有人为干预的情况下飞行。在公路工程中,提高道路安全性可以提高整体效率。 VII旨在提高安全性和效率。

车辆基础设施一体化是工程的一个分支,它涉及研究和应用一系列技术,直接将公路车辆与其周围环境联系起来,以提高道路安全性。

结构健康监测
结构健康监测(SHM)是指为工程结构实施损伤检测和表征策略的过程。此处损坏定义为结构系统的材料和/或几何属性的变化,包括边界条件和系统连通性的变化,这会对系统的性能产生不利影响。 SHM过程涉及使用来自传感器阵列的周期性采样动态响应测量来随时间观察系统,从这些测量中提取对损伤敏感的特征,以及对这些特征的统计分析以确定系统健康的当前状态。对于长期SHM,该过程的输出是关于结构根据操作环境导致的不可避免的老化和退化而执行其预期功能的能力的定期更新信息。在极端事件(例如地震或爆炸装载)之后,SHM用于快速状态筛选,并且旨在近乎实时地提供关于结构完整性的可靠信息。在长期损害积累和极端事件后的情况下,基础设施检查在公共安全方面发挥着关键作用。作为正在改变工程和科学领域许多领域的数据驱动技术的快速发展的一部分,机器学习和计算机视觉技术越来越能够可靠地诊断和分类图像数据中的模式,这在检查环境中具有明确的应用。

智能运输系统
智能交通系统(ITS)是一种先进的应用程序,在不体现智能的情况下,旨在提供与不同交通方式和交通管理相关的创新服务,使用户能够更好地了解情况,使其更安全,更协调,更智能’使用传输网络。

尽管ITS可能涉及所有运输方式,但2010年7月7日制定的欧盟2010/40 / EU指令将ITS定义为信息和通信技术应用于公路运输领域的系统,包括基础设施,车辆和用户,以及交通管理和移动管理,以及与其他运输方式的接口。 ITS可以在许多情况下提高运输效率,即公路运输,交通管理,移动性等。

智能交通系统通常指道路交通领域的信息和通信技术(而不是道路建设的创新),包括基础设施,车辆和用户,以及交通管理和移动管理,以及与其他运输方式的接口。

光伏路面
光伏路面是一种通过光伏发电收集太阳能来发电的路面。停车场,人行道,车道,街道和高速公路都是可以使用这种材料的候选地点。

2013年,乔治华盛顿大学太阳能研究所的学生安装了由Onyx Solar设计的太阳能电池板行走路径,他们称之为太阳能路面。

SolaRoad是由荷兰应用科学研究组织(TNO),Ooms Groep,Imtech和荷兰北荷兰省开发的系统。他们计划于2014年11月在荷兰Krommenie的100米自行车道上安装他们的面板。由Aoms Avenhorn Holding AV安装在Avenhorn的“太阳能道路”的变体概念使用沥青和柏油碎石路面吸收太阳光线和热量用于家庭取暖的水。

美国爱达荷州的Solar Roadways公司正在开发一种原型系统,用光伏太阳能路面板替代现有的道路,停车场和车道。

韩国建造了一条高速公路,其中部被太阳能电池板覆盖在自行车道上方。

世界上第一条光伏公路于2016年在法国Orne的Tourouvre建成。它被称为“Wattway”,由SociétéNouvelleAeracem(SNA)建造,并由法国生态部长SégolèneRoyal于2016年10月25日投入使用这条1公里长的道路于2016年12月22日通车。据信道路将为该镇的路灯提供足够的电力。

济南太阳能高速公路于2017年12月在中国开通,行程为1.2英里。它在顶层使用透明混凝土,下面是太阳能电池板。这是该市第二条太阳能公路,第一条采用不同的技术于2017年9月开通。

太阳能路面板
太阳能道路的主要目的是用太阳能电池板代替沥青路面,太阳能电池板通过太阳产生能量,当地房屋或企业可以从房屋的车道或商业停车场连接到该系统。如果该车站连接到太阳能道路,这些面板还将增加电动车充电站的数量。每个面板大约是12英尺乘12英尺的互锁面板,它们有自己的LED灯用作道路线,也可以用来拼出像“降低速度”或“交通前进”这样的词来帮助流动交通。

太阳能电池板共有3层:

1.路面层 – 路面层是高强度层,其具有吸收太阳光线的光伏电池,它具有牵引力,因此车辆不会从道路上滑落,并且它具有防水性以保护下面的层。

2.电子层 – 电子层包含一个微型微处理器板,有助于控制面板的加热元件,这项技术可以帮助融化落在面板上的雪,使危险的道路条件不再是一个问题北部地区。该层可以感知面板上的重量,并且可以控制加热元件以融化雪。

3.基板层 – 基板层是从太阳收集能量并将电力分配给连接到太阳能道路的家庭或企业的层。这也将用于将能量传递给汽车,因为它们在汽车上行驶以给电池充电。

批评
Slate杂志指出,太阳能道路比以一定角度放置的太阳能电池产生更少的电力,并且由于阴影,覆盖道路的污垢以及阻挡太阳接触面板的汽车,较少的光会接触它们。

批评人士指出,太阳能道路将比太阳能与基础设施相结合的传统方式更昂贵,效率更低,例如在道路和停车场上建造避难所,以及在屋顶上安装传统的太阳能电池板;埃隆马斯克证明,除了道路之外,美国还有足够的空间来满足该国的电力需求。 。

智能路面
密苏里州交通部(MoDOT)于2016年底沿66号历史悠久的66号公路在密苏里州康威市外的一个休息站开始测试“智能路面”。该试点计划目前覆盖了游客中心约200平方英尺的人行道,售价10万美元(兰德斯),主要由联邦公路管理局补贴。这是密苏里州通向明天之路的一部分,旨在寻找交通基础设施的新创新。密苏里州希望利用这些道路来实施其他相关技术。面板将加热道路,防止积雪和积冰。它们还将采用LED二极管,以提高道路线的可视性。 LED也将加倍,有助于防止油漆抑制太阳能发电。在现实世界的意义上,面板还没有足够的时间来确定耐用性,能源效率或成本效益,因此MoDOT尚未就可行性和未来应用得出任何结论。

无线车辆充电
由KAIST(韩国高等科学技术研究院)开发的在线电动车辆具有内置于道路中的电路,该电路将通过非接触式电磁感应为适当改装的车辆提供动力。正在开发一种为电动公交车供电的试验系统。德国的IAV是另一家正在开发感应充电器的公司。

机电电池
道路动力电动车系统是Howard R. Ross持有的专利。它有几个组成部分。第一种是全电动汽车,适用于接受来自道路充电的机电电池。道路是第二个组成部分,并且策略性地放置充电线圈,以便在需要时仅对汽车充电。这些汽车和道路不需要燃气或太阳能。

世界上没有任何地方是目前实施的这样的发明,这是由于将该专利变为现实所需的基础设施大修的成本。

道路标记
由Studio Roosegaarde和荷兰基础设施管理集团Heijmans开发的智能公路概念采用了用于道路标记的光致发光涂料,在白天吸收光线,然后发光达10小时。该技术在荷兰布拉班特的一段高速公路上展示。

冰霜保护和融雪,冰
在不同地点安装了使用电力或热水加热道路和人行道的融雪系统。

Solar Roadways建议将融雪系统与其光伏路面板相结合,因为这些面板已经具有用于收集光伏电力的电力连接。怀疑者指向成本。

伦敦ICAX有限公司的“Interseasonal Heat Capture”技术捕获了热库中的太阳能,并将其释放回道路下,加热并保持沥青不含冰。

优点
在美国,一项研究发现,在1996年至2011年间,超过12,000人死于与冬季有关的降水。由于与冬季有关的天气,每年发生超过500,000起事故。 2014年,联邦,州和地方政府花费730亿美元用于高速公路的运营和维护,包括因目前的除雪技术而需要重新铺设。 2014年10月至2015年4月期间,23个州的交通运输部门报告花费11.31亿美元用于清除冰雪,其中包括800万个工作小时,不包括当地支出。例如,在2003年至2015年期间,纽约市估计每英寸180万美元的除冰和除冰成本。每年,汽车司机损失234亿美元的腐蚀相关维修费用以及与冬季用于处理道路的化学品相关的折旧。 2014年,经济学家估计,冬季的冰雪使国家的国内生产总值达到470亿美元,就业岗位达到76,000个。

部署冰雪融化系统以阻碍冬季天气,减少死亡,事故,政府和保险费用,经济损失和个人汽车支出。

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