KR102438741B1 - Road icing prevention system that uses environmental information to prevent icing on roads - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 도로의 결빙으로 인한 교통사고를 방지하도록, 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a road icing prevention system for preventing icing on a road by using environmental information, and more particularly, to prevent a traffic accident due to icing on the road, a heating part is buried in the ground of the road surface and environmental information around the road is installed It relates to a technology for preventing road icing by heating a heating element when road icing is expected by using it.
현대사회는 많은 차량이 보급되어 도로에는 다양한 종류와 목적을 가진 많은 차량이 항상 운행하고 있다.In modern society, many vehicles are distributed, and many vehicles of various types and purposes are always operating on the road.
도로에 운행 중인 차량의 숫자에 비례하여 도로에서 발생하는 교통사고 건수도 증가하고 있는데, 교통사고의 원인은 운전자 부주의와 운전 미숙, 차량 정비 상태 불량, 도로 관리 상태 불량, 날씨로 인해 도로 상태가 악화 등 다양하다.The number of traffic accidents occurring on the road is also increasing in proportion to the number of vehicles on the road. various etc.
그 중, 날씨로 인해 도로 상태 악화는 대부분이 도로 결빙에 의한 것으로, 도로의 결빙은 운전자 상태, 차량 상태와 상관없이 날씨에 의해 불가항력적으로 발생하는 교통사고 발생의 한 원인이다.Among them, the deterioration of road conditions due to weather is mostly caused by road icing, and road icing is one of the causes of traffic accidents that are force majeure regardless of the driver's condition or the vehicle's condition.
도로 결빙은 도로상에 존재하는 물이 얼어 발생하는 현상으로, 날씨가 춥거나 응달 지역 도로 등에서 자주 발생한다.Road icing is a phenomenon that occurs when water on the road freezes. It often occurs in cold weather or on roads in shady areas.
특히, 우리나라는 국토 대부분이 산지로 이루어져 있고 도로망의 많은 부분이 산지에 분포하고 있어, 산지에 위치한 겨울철 도로는 주로 결빙 상태에 있게 되어 교통사고의 주원인이 된다.In particular, in Korea, most of the country consists of mountainous areas and a large part of the road network is distributed in mountainous areas, so winter roads located in mountainous areas are mainly in a state of freezing, which is the main cause of traffic accidents.
도로가 결빙되면 염화칼슘과 모래를 이용한 제설, 제빙 작업이 진행되는데 산간/오지의 경우 제설, 제빙 작업을 위한 인력 투입이 어려운 제설, 제빙 작업에 한계가 있고, 제설, 제빙 작업을 위해 사용된 후, 도로에 잔존하는 염화칼슘은 차량 부식의 원인으로 작용한다.When the road freezes, snow removal and deicing work using calcium chloride and sand are carried out. Calcium chloride remaining on the road acts as a cause of vehicle corrosion.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제를 개선하도록, 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 기술을 제안하고자 한다. 다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.Therefore, the present invention intends to propose a technique for preventing road icing by installing a heating part in the ground of a road surface and installing a heating part in the ground of a road surface to improve the above problems, and when road icing is expected using environmental information around the road, heat the heating part. The following are prior art related to this.
본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to prevent road icing by installing a heating part in the ground of a road surface and heating the heating part when road icing is expected using environmental information around the road.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템은,In order to achieve the above object, the present inventor's road icing prevention system for preventing icing on the road using environmental information,
공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;a
발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;an environment
제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;a
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,When road icing is expected or in an icy state by using the environmental information provided by the environmental
상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The environment information is characterized in that it includes temperature information in the air around the road, humidity information in the air around the road, temperature information on the road surface, and information on the condition of the road surface.
본 발명은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에, 제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않은 효과를 제공한다.The present invention installs a heating part in the ground of a road surface and prevents road icing by heating the heating part when road icing is expected using environmental information around the road, so no separate manpower input is required for snow removal and ice making operations. provides an effect.
또한, 본 발명은 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필요한 전력 낭비를 줄이는 효과를 제공한다.In addition, since the present invention generates heat only when road icing is expected using environmental information around the road, it provides an effect of reducing unnecessary power consumption during snow removal and ice making.
도 1은 본 발명의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 발열부 설치 예시도
도 3은 본 발명의 환경 정보 예시도1 is an overall configuration diagram of the present invention;
Figure 2 is an example of the installation of the heating part of the present invention
3 is an exemplary view of environmental information of the present invention;
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템(10, 이하 ‘본 발명’)은 도로면 지중에 발열부를 매립 설치하고 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우, 발열부를 발열시켜 도로 결빙을 방지하기 때문에, 제설, 제빙 작업을 위해 별도의 인력 투입이 필요치 않고, 도로 주변의 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되는 경우에만 발열하기 때문에, 제설, 제빙 시, 불필요한 전력 낭비를 줄이는 효과가 있는 발명으로, 발열부(100), 환경 정보 수집부(200), 전력 공급부(300), 제어부(400)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1 , a road icing prevention system 10 (hereinafter 'the present invention') for preventing icing on a road using environmental information of the present invention installs a heating unit buried in the ground of a road surface and uses environmental information around the road to When icing is expected, the heating part heats up the road to prevent icing, so there is no need for a separate manpower input for snow removal and deicing work. , an invention that has the effect of reducing unnecessary power wastage during ice making, characterized in that it comprises a
구체적으로, 본 발명의 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이,Specifically, the road icing prevention system for preventing icing on the road using the environmental information of the present invention, as shown in FIG.
공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;a
발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;an environment
제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;a
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,When road icing is expected or in an icy state by using the environmental information provided by the environmental
상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The environment information is characterized in that it includes temperature information in the air around the road, humidity information in the air around the road, temperature information on the road surface, and information on the condition of the road surface.
상기 발열부(100)는 공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 구성으로, 상기 발열부(100)는 항시 발열하지 않고, 전력 공급부(300)를 통해 필요 전력량이 공급되는 시점, 즉, 결빙이 예상되는 시점에만 발열한다.The
상기 발열부(100)가 발열하는 경우, 도로 면은 결빙 현상이 발생하지 않는 온도, 예를 들면 0~2℃, 정도로 가열되어, 도로 면에 눈이 적설 되거나 적설 된 눈이 녹아 물이 되어도 도로 결빙이 발생하지 않게 된다.When the
구체적으로, 상기 발열부(100)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 공급된 전력을 이용해 발열하는 탄소 발열선(110)을 포함하며, 차로마다 도로면 지중에 매립 설치된다.Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2 , the
상기 탄소 발열선(110)은 공급된 전력을 이용해 발열하는 구성으로, 낮은 소비 전력으로도 효과적으로 도로 면을 가열하여 도로 결빙이 발생하지 않도록 한다.The
탄소 발열선(110)은 도 2의 A에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되거나 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 일부 도로면 지중에 매립 설치되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2A, the
도 2의 A에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되는 경우에는 시공 비용이 많이 소요되는 단점이 있으나 도로면 전체를 가열하여 도로면 전체에 결빙 현상이 발생하지 않도록 할 수 있는 장점이 있어 눈이 많이 쌓이는 장소, 인적과 차량이 드문 산간/오지 지역에 적합하다.As shown in A of FIG. 2 , when buried in the ground of all road surfaces of one lane, there is a disadvantage that construction costs are high, but the entire road surface is heated to prevent icing on the entire road surface. It is suitable for places where there is a lot of snow and in mountainous/remote areas where there are few people and vehicles.
반면에, 도 2의 B에 도시된 바와 같이, 1개 차로의 일부 도로면(차량의 차폭에 해당하는 부분 도로면) 지중에 매립 설치되는 경우, 시공 비용이 적게 소요되는 장점이 있으나 도로면 전체에 대한 결빙을 방지할 수 없다는 단점이 있어, 차량 통행이 많은 지역에 적합하다.On the other hand, as shown in B of FIG. 2 , if the road surface of one lane (partial road surface corresponding to the vehicle width) is buried underground, the construction cost is low, but the entire road surface is It has the disadvantage that it cannot prevent freezing, so it is suitable for areas with a lot of vehicle traffic.
상기 환경 정보 수집부(200)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 구성으로, 상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The environmental
상기 환경 정보 수집부(200)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 해당 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공한다.The environment
환경 정보 수집부(200)가 제어부(400)로 제공하는 환경 정보는 도로 결빙을 예상하는 기초 자료로 활용됨과 동시에 필요 전력량 계산의 기초 자료로 활용된다.The environmental information provided by the environmental
특히, 본 발명은 기상 예보를 이용해 도로 결빙을 예상하는 것이 아니라, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치된 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙을 예상한다.In particular, the present invention does not predict road icing using the weather forecast, but predicts road icing using environmental information provided by the environmental
종래의 경우, 기상 예보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 기술이 있으나, 기상 예보의 지역적 부정확성으로 인해 불필요한 전력 낭비가 발생하였다.In the prior art, there is a technique for preventing icing on a road using a weather forecast, but unnecessary power wasted due to regional inaccuracy of the weather forecast.
예를 들어, 눈이 온다는 기상 예보는 광역적 관점의 예보로서, 눈이 온다는 기상 예보가 있는 경우, 협의의 어느 지역은 눈이 오거나 다른 협의의 지역은 눈이 오지 않을 수 있다.For example, the weather forecast for snow is a forecast from a global perspective, and if there is a weather forecast for snow, it may snow in some areas of the agreement or not snow in other areas of the agreement.
만일, 눈이 온다는 기상 예보에 있었지만, 눈이 오지 않는 협의의 지역에 위치한 도로의 가열은 불필요한 전력 낭비 요인이 되는 것이다. If there was snow in the weather forecast, the heating of the road located in the narrow area where it does not snow would be an unnecessary waste of electricity.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 기상 예보를 이용해 도로 결빙을 예상하는 것이 아니라, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치된 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙을 예상하게 되어, 기상 예보의 지역적 부정확성으로 인한 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있게 되는 것이다.In order to solve this problem, the present invention does not predict road icing using weather forecasts, but uses environmental information provided by the environmental
구체적으로, 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되는 상기 환경 정보 수집부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이,Specifically, the environmental
도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제1 온도 센서(210)와,A
도로 주변 대기 중 습도를 감지하고, 감지한 대기 중 습도 정보를 제어부(400)로 제공하는 습도 센서(220)와,A
도로면 온도를 감지하고, 감지한 도로면 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제2 온도 센서(230)와,a
도로면 상태를 감지하고, 감지한 도로면 상태 정보를 제어부(400)로 제공하는 도로면 상태 감지 센서(240)를 포함한다.and a road surface
상기 제1 온도 센서(210)는 도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 구성으로, 상기 제1 온도 센서(210)는 발열부(100)가 매립 설치된 도로 주변에 형성된다.The
상기 제1 온도 센서(210)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 정보는 제어부(400)가 강설을 예상할 때 이용될 뿐만 아니라, 필요 전력량 계산 시, 반영할 손실 열량 계산에도 이용된다.The temperature information in the air around the road sensed by the
상기 습도 센서(220)가 감지한 도로 주변 대기 중 습도 정보는 제어부(400)가 강설을 예상할 때 이용된다.The humidity information in the air around the road sensed by the
즉, 본 발명에서는 제1 온도 센서(210)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 정보와 습도 센서(220)가 감지한 도로 주변 대기 중 습도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설을 예상하게 된다.That is, in the present invention, the snow around the road where the
예를 들어, 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 온도가 낮고 습도가 높을수록 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 눈이 올 강설 확률이 높다.For example, the lower the temperature and the higher the humidity around the road on which the
제어부(400)에는 강설이 예상되는 대기 중 온/습도 정보가 사전 저장되어 있고, 사전 저장된 정보와 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 온/습도 정보를 이용해, 제어부(400)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설을 예상하게 된다.The
상기 제2 온도 센서(230)가 감지한 도로면 온도 정보는 제어부(400)가 도로 결빙을 예상할 때 이용될 뿐만 아니라, 필요 전력량 계산 시, 반영할 손실 열량 계산에도 이용된다.The road surface temperature information detected by the
상기 도로면 상태 감지 센서(240)가 감지하는 도로면 상태는 건조 상태, 젖은 상태, 결빙 상태를 포함한다.The road surface state detected by the road surface
도 3에는 환경 정보 수집부(200)가 제어부(400)로 제공하는 환경 정보의 예가 도시되어 있다. 따라서 상기 환경 정보 수집부(200)가 감지한 도로 주변 대기 중 온도 및 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 통해, 제어부(400)는 현재 발열부(100)가 설치된 도로의 결빙을 예상하게 된다.3 shows an example of the environment information provided by the environment
상기 전력 공급부(300)는 제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 구성이다.The
본 발명에서 필요 전력량만을 발열부(100)로 공급되도록 하는 이유는 불필요한 전력 낭비를 줄이기 위함이다. The reason that only the required amount of power is supplied to the
도로 결빙 방지를 위한 종래의 전력 공급 방식은 설계된 정격 용량의 전력을 공급하거나 차단하는 방식이어서 불필요한 전력 낭비가 발생하였다. The conventional power supply method for preventing road icing is a method of supplying or blocking power of a designed rated capacity, so unnecessary power wastage occurs.
그러나 본 발명은 도로 면이 결빙되지 않도록 하는 목표 온도(예: 0~2℃)로 하는데 필요한 필요 전력량만을 발열부(100)로 공급하기 때문에 불필요한 전력 낭비가 발생하지 않게 된다.However, since the present invention supplies only the amount of power required to achieve a target temperature (eg, 0 to 2° C.) to prevent freezing of the road surface to the
상기 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 구성이다.The
구체적으로, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산하고, 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공한다.Specifically, the
특히, 제어부(400)는 필요 열량 계산 시, 대기 중 온도 정보와 도로면 온도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로면 내부에서 도로면 외부로의 손실 열량을 계산하고, 손실 열량이 반영된 필요 열량을 계산한다. 상기 필요 열량은 도로면 온도를 현재 온도에서 목표 온도로 상승시키는데 필요한 열량인 것을 특징으로 한다.In particular, when calculating the required amount of heat, the
도로 면은 쌓이는 눈이나 쌓인 눈이 녹아 형성된 물기가 얼지 않도록, 결빙 예상 시, 목표 온도(예: 0~2℃)로 관리되어야 한다.The road surface should be managed at a target temperature (
제어부(400)는 도로 면이 결빙 방지를 위한 목표 온도로 관리되도록 하는 필요 열량을 계산한다. 특히, 필요 열량 계산 시, 도로면 상에서 외부로 손실되는 손실 열량을 반영한다. The
손실 열량이 반영된 필요 열량이 계산되면 필요 열량을 발생시키기 위해 발열부(100)로 공급할 필요 전력량을 계산한다. 필요 전력량이 계산되면, 필요 전력량만큼의 전력을 전력 공급부(300)가 발열부(100)로 공급하도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.When the required amount of heat in which the amount of heat loss is reflected is calculated, the amount of power required to be supplied to the
구체적으로 설명하면, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 도로가 결빙 상태인지를 판단한다.More specifically, the
구체적으로, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 대기 중 온/습도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로 주변에 강설 중이거나 사전 설정 % 이상의 강설이 예상되는지를 판단한다.Specifically, the
제어부(400)에는 강설 중일 때의 대기 중 온/습도 정보, 강설 확률별 대기 중 온/습도 정보가 사전 저장되어 있고, 사전 저장된 정보와 제1 온도 센서(210)와 습도 센서(220)가 제공하는 온/습도 정보를 이용해, 제어부(400)는 발열부(100)가 설치된 도로 주변의 강설 중 또는 강설 확률을 예상하게 된다.The
강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되는 경우, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 제2 온도 센서(230)가 제공하는 도로면 온도 정보를 이용해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인지를 판단한다. 판단 결과, 도로면 온도가 사전 설정치 (예: 0~2℃) 이하이면 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단한다.During snowfall or when snowfall of a preset % or more (eg, 70% or more) is expected, the
즉, 강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되는 경우라 하더라도, 도로면 온도가 사전 설정치 (예: 0~2℃) 이상이면, 눈이 와도 도로에 결빙이 발생하지 않기 때문에, 강설 중 또는 사전 설정 % 이상(예: 70% 이상)의 강설이 예상되고, 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하게 된다.That is, even during snowfall or when snowfall of a preset % or more (eg 70% or more) is expected, if the road surface temperature is above the preset value (
또한, 강설 중이 아니거나 사전 설정 % (예: 70%) 이상의 강설이 예상되지 않는 경우라 하더라도, 어떠한 원인에 의해 도로 면에 물기가 존재하고, 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하면, 도로 결빙이 발생할 수 있다.In addition, even if it is not snowing or snowfall of more than a preset % (eg 70%) is not expected, moisture is present on the road surface for some reason, and the road surface temperature is ) below, road icing may occur.
따라서 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 도로면 상태 감지 센서(240)가 제공하는 도로면 상태 정보에 의해 도로가 젖은 상태이고, 환경 정보 수집부(200)의 제2 온도 센서(230)가 제공하는 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치(예: 0~2℃) 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단한다.Therefore, the
도로 결빙이 예상되는 것으로 판단되면, 제어부(400)는 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산한다. 또한, 제어부(400)는 환경 정보 수집부(200)의 도로면 상태 감지 센서(240)가 제공하는 도로면 상태 정보에 의해 도로가 결빙 상태이면, 필요 열량을 계산한다.If it is determined that road icing is expected, the
먼저, 제어부(500)는 도로 결빙이 예상되거나 결빙된 상태이면, 열 손실이 없다는 전제하에 도로 면을 현재 도로면 온도(예: -2℃)에서 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량을 계산한다. First, the controller 500 raises the road surface from the current road surface temperature (eg -2°C) to the target temperature (eg 0-2°C) on the premise that there is no heat loss if the road ice is expected or frozen. Calculate the amount of heat required to
이때, 도로 면의 면적 정보가 고려된다. 도로 면의 면적이 클수록 계산되는 열량은 커진다.In this case, the area information of the road surface is considered. The greater the area of the road surface, the greater the amount of heat calculated.
예를 들어, 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 도로의 면적 S ㎡를 현재 도로면 온도(예: -2℃)에서 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량 A kcal를 계산할 수 있다.For example, the amount of heat A kcal required to raise the area S m 2 of the road where the
또한, 제어부(500)는 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 면적 S ㎡의 도로 면에서 외부로 손실되는 손실 열량을 계산한다. 이때, 도로면 현재 온도와 도로 주변 대기 중 온도와 발열부(100)가 지중에 매립 설치된 도로의 면적이 고려된다.In addition, the control unit 500 calculates the amount of heat lost to the outside from the road surface of the area S m 2 where the
예를 들어, 현재 도로면 온도가 -2℃이고, 도로 주변 대기 중 온도가 -10℃인 상태에서 면적 S ㎡의 도로 면에서 외부로 손실되는 손실 열량 B kcal를 계산할 수 있다.For example, when the current road surface temperature is -2°C and the ambient air temperature around the road is -10°C, the amount of heat lost B kcal from the road surface of the area S m 2 to the outside can be calculated.
손실 열량은 도로면 현재 온도와 도로 주변 대기 중 온도에 따라 각기 달리 계산된다. 예를 들어, 도로면 현재 온도 -2℃, 도로 주변 대기 중 온도 -10℃인 경우 계산되는 손실 열량은 도로면 현재 온도 -2℃, 도로 주변 대기 중 온도 -5℃인 경우 계산되는 손실 열량보다 크다. 즉, 손실 열량은 도로 주변 대기 중 온도가 낮을수록, 도로면 온도와 도로 주변 대기 중 온도 차가 클수록 크다.The amount of heat lost is calculated differently depending on the current temperature of the road surface and the temperature of the atmosphere around the road. For example, if the current temperature on the road surface is -2℃ and the atmospheric temperature around the road is -10℃, the calculated heat loss is higher than the calculated heat loss if the current temperature on the road is -2℃ and the atmospheric temperature around the road is -5℃. Big. That is, the amount of heat lost increases as the temperature in the ambient air around the road is lower and the difference in temperature between the road surface temperature and the ambient air temperature increases.
열 손실이 없다는 전제하에 S ㎡의 도로 면을 현재 온도(예: -2℃)에서 목표 온도 (예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 열량이 A kcal로 계산되고, 손실 열량이 B kcal로 계산되는 경우, 현재 온도(예: -2℃) 상태의 S ㎡의 도로 면을 목표 온도(예: 0~2℃)로 상향시키는데 필요한 필요 열량은 (A+B) kcal로 계산된다. Under the premise that there is no heat loss, the amount of heat required to raise the road surface of S ㎡ from the current temperature (eg -2℃) to the target temperature (
필요 열량이 계산되면, 제어부(500)는 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.When the required amount of heat is calculated, the control unit 500 calculates the amount of power required for the
예를 들어, 필요 열량이 (A+B) kcal로 계산된 경우, 발열부(100)가 필요 열량 (A+B) kcal를 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량 C kWh를 계산하고, 계산된 필요 전력량 C kWh가 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 전력 공급부(300)로 제공한다.For example, when the required calorie is calculated as (A + B) kcal, the required wattage C kWh is calculated for the
전력 공급 제어 신호에 따라 전력 공급부(300)는 필요 전력량 C kWh가 발열부(200)에 공급되도록 하고, 발열부(200)는 필요 열량 (A+B) kcal가 발생하도록 발열하여 도로가 결빙되지 않도록 한다.In accordance with the power supply control signal, the
이상에서 본 발명의 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 실시예에 국한되지 않고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술 사상 범주 내에서 변형한 것까지 포함함은 자명하다 할 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described with the accompanying drawings in the above, this is an exemplary description of the preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention, the scope of the present invention is not limited to the embodiment, It will be apparent that those skilled in the art also include modifications within the scope of the technical spirit of the present invention.
10 : 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템
100 : 발열부
200 : 환경 정보 수집부
300 : 전력 공급부
400 : 제어부10: Road icing prevention system that uses environmental information to prevent icing on the road
100: heating part
200: Environmental Information Collection Department
300: power supply
400: control unit
Claims (7)
공급된 전력을 이용해 발열하여 도로 면상에 결빙이 형성되지 않도록, 도로면 지중에 매립 설치되는 발열부(100)와;
발열부(100)가 설치된 도로 주변에 설치되어, 도로 주변의 환경 정보를 수집하여 제어부(400)로 제공하는 환경 정보 수집부(200)와;
제어부(400)가 제공하는 전력 공급 제어 신호에 따라 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급부(300)와;
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보를 이용해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 전력량이 발열부(100)로 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 제어부(400)를 포함하고,
상기 제어부(400)는,
환경 정보 수집부(200)가 제공하는 환경 정보에 의해 도로 결빙이 예상되거나 결빙 상태인 경우, 도로가 결빙되지 않도록 하는 필요 열량을 계산하고, 발열부(100)가 필요 열량을 발열하도록 하는데 필요한 필요 전력량을 계산하고, 계산된 필요 전력량이 발열부(100)에 공급되도록 하는 전력 공급 제어 신호를 생성하여 전력 공급부(300)로 제공하는 것을 특징으로 하고,
상기 환경 정보는 도로 주변 대기 중 온도 정보, 도로 주변 대기 중 습도 정보, 도로면 온도 정보, 도로면 상태 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
A road icing prevention system for preventing icing on a road using environmental information, the system comprising:
a heating unit 100 embedded in the ground of the road so as not to form ice on the road surface by generating heat using the supplied electric power;
an environment information collecting unit 200 installed around the road where the heat generating unit 100 is installed, collecting environmental information around the road and providing it to the control unit 400 ;
a power supply unit 300 configured to supply a required amount of power to the heating unit 100 according to a power supply control signal provided by the control unit 400;
When road icing is expected or in an icy state by using the environmental information provided by the environmental information collecting unit 200, a power supply control signal is generated to supply the required amount of power to the heat generating unit 100 to prevent the road from freezing. It includes a control unit 400 provided to the supply unit 300,
The control unit 400,
When the road icing is expected or in an icy state by the environmental information provided by the environmental information collection unit 200, it is necessary to calculate the amount of heat required to prevent the road from freezing, and to make the heat generator 100 heat the required amount of heat. Calculating the amount of power, generating a power supply control signal to supply the calculated required amount of power to the heating unit 100, and providing it to the power supply unit 300,
The environmental information includes road ambient air temperature information, road ambient atmospheric humidity information, road surface temperature information, and road surface condition information.
상기 발열부(100)는,
공급된 전력을 이용해 발열하는 탄소 발열선(110)이고,
상기 탄소 발열선(110)은 차로마다 도로면 지중에 매립 설치되되, 1개 차로의 모든 도로면 지중에 매립 설치되거나 1개 차로의 일부 도로면 지중에 매립 설치되는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
The method according to claim 1,
The heat generating unit 100,
It is a carbon heating wire 110 that generates heat using the supplied power,
The carbon heating wire 110 is embedded in the road surface for each lane, and is installed in the ground of all road surfaces of one lane or buried in the ground of a part of the road surface of one lane. Road anti-icing system to prevent icing in the road.
상기 환경 정보 수집부(200)는,
도로 주변 대기 중 온도를 감지하고, 감지한 대기 중 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제1 온도 센서(210)와,
도로 주변 대기 중 습도를 감지하고, 감지한 대기 중 습도 정보를 제어부(400)로 제공하는 습도 센서(220)와,
도로면 온도를 감지하고, 감지한 도로면 온도 정보를 제어부(400)로 제공하는 제2 온도 센서(230)와,
도로면 상태를 감지하고, 감지한 도로면 상태 정보를 제어부(400)로 제공하는 도로면 상태 감지 센서(240)를 포함하고,
상기 도로면 상태는 건조 상태, 젖은 상태, 결빙 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
The method according to claim 1,
The environment information collection unit 200,
A first temperature sensor 210 that detects the ambient temperature around the road and provides the detected atmospheric temperature information to the controller 400;
A humidity sensor 220 that detects the humidity in the air around the road and provides the detected humidity information to the control unit 400;
a second temperature sensor 230 for detecting the road surface temperature and providing the detected road surface temperature information to the control unit 400;
and a road surface condition detection sensor 240 for detecting the road surface condition and providing the detected road surface condition information to the control unit 400,
The road surface condition includes a dry condition, a wet condition, and an ice condition.
상기 제어부(400)는 필요 열량 계산 시,
대기 중 온도 정보와 도로면 온도 정보를 이용해 발열부(100)가 설치된 도로면 내부에서 도로면 외부로의 손실 열량을 계산하고, 손실 열량이 반영된 필요 열량을 계산하되,
필요 열량은 도로면 온도를 현재 온도에서 목표 온도로 상승시키는데 필요한 열량인 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
The method according to claim 1,
When the control unit 400 calculates the required amount of heat,
Calculate the amount of heat lost from the inside of the road where the heat generating unit 100 is installed to the outside of the road surface using the atmospheric temperature information and the road surface temperature information, and calculate the required amount of heat in which the heat loss is reflected,
A road icing prevention system for preventing icing on a road using environmental information, characterized in that the required heat is the amount of heat required to raise the road surface temperature from the current temperature to the target temperature.
상기 제어부(400)는,
대기 중 온도 및 습도 정보에 의해 강설 중이거나 사전 설정 % 이상의 강설이 예상되고, 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit 400,
Environmental information, characterized in that it is determined that road icing is expected when it is snowing or snowfall of a preset % or more is expected according to the atmospheric temperature and humidity information, and the road surface temperature is below the preset value according to the road surface temperature information Road anti-icing system to prevent icing on the road.
상기 제어부(400)는,
도로면 상태 정보에 의해 도로가 젖은 상태이고, 도로면 온도 정보에 의해 도로면 온도가 사전 설정치 이하인 경우, 도로 결빙이 예상되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 환경 정보를 이용해 도로의 결빙을 방지하는 도로 결빙 방지 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit 400,
A road to prevent icing of the road using environmental information, characterized in that it is determined that road icing is expected when the road is wet according to the road surface condition information and the road surface temperature is below a preset value according to the road surface temperature information Anti-icing system.
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Legal Events
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