一、研究背景

（一）降雪对城市交通和生活的困扰

随着全球气候变暖和城市化进程的加快，冬季降雪给城市交通和生活带来极大困扰。在中国北方大部分地区，每年有3—5个月的降雪期，黑龙江、新疆、内蒙古等省份个别地区甚至长达8个月之久，每年都有几次较大降雪过程，部分地区还会形成雪灾。据统计，冰雪路面交通事故发生率是平时的4—5倍，每年因此造成的经济损失达几千万元。冻结在道路上的积雪与薄冰，需耗费大量人力物力进行人工铲除，严重影响人民生产生活、交通运输及交通安全。

（二）除雪方法的演变

在长期的除雪过程中，除雪方法经历了从最初的人工除雪到溶剂除雪，再到机械除雪的过程。然而，这些方法都存在一定问题。人工除雪效率低、劳动强度大，不能适应社会文明程度的发展；化学除雪虽效率高，但成本高且污染环境、破坏路面，如融雪剂对环境有严重污染，受到大部分环保人员质疑，目前被限制使用。因此，机械除雪成为北方城市除雪的主导方式，但现有机械清雪设备也存在诸多不足。

（三）现有除雪机械的不足

目前国内除雪作业多由人工或其它代用机械完成，劳动强度大、作业效率低。进口外国先进的除雪设备造价高且不适合中国国情；用其它代用机械如平地机进行除雪作业，既浪费实用设备又对路面具有破坏性。现有机械清雪设备价格昂贵，清雪效果较差，不能满足现有要求，既经济又实用的除雪车急缺。

二、研究意义

（一）社会经济效益

及时有效地清除路面积雪对于提高车辆的运输效率、避免重大交通事故的发生具有很大的社会经济效益。冬季除雪是公路、铁路、机场等交通管理部门一项重要的工作任务，开发适合中国国情的低成本、高效率且宜大面积推广应用的除雪设备，能够解决我国城市道路除雪问题，保障交通运输的畅通，减少因降雪造成的经济损失。

（二）环保意义

目前化学除雪受到限制，因其对环境有严重污染。研究科学高效的除雪方式，开发环保型除雪设备，能够减少对环境的污染，推动可持续发展。例如采用清洁能源供电的除雪机械，可减少对化石燃料的依赖，降低尾气排放，保护生态环境。

（三）适应社会发展需求

随着社会的发展，对除雪作业的要求越来越高。传统的人工除雪方式已无法满足现代城市快速、高效的除雪需求。研究新型除雪机械及其在冬季养护中的配置，能够提高除雪效率，降低人力成本，适应社会文明程度的发展，为城市交通和生活带来更大的便利。

三、研究内容

（一）除雪机械的发展趋势

建立计算机故障分析程序

随着信息时代的深入，利用计算机系统和高、新统计程序建立科学有效的故障诊断程序十分必要。通过对除雪设备寿命的建模和分析，对设备故障特征的位置和频率进行统计分析，集成设备参数评估和故障分布区域的功能，在计算机上进行定量和可变的仿真分析，建立设备故障原因分析程序。维修人员输入实际故障参数，可快速准确地找出故障原因，提高设备维护效率。例如，技术人员发现除雪设备动力不足、机器经常故障时，通过该程序分析，发现95%的概率是由手动操作不当引起的故障调整，从而成功完成设备维护。

机械发展方向

向小型化、高速化方向发展：在除雪作业中，雪机的车身尺寸和除雪速度是影响车辆行驶的重要因素。车身过大、积雪机过大会影响交通，速度过低则无法保证交通顺畅。同时，除雪的狭窄路面也要求车身体积不宜过大。为了不妨碍交通，中国除雪机械将向着小型化和高速化发展。

向多功能、机械电液一体化发展：为提高机器的利用率，除雪机应向多用途方向发展。中国除雪机械可在兼型方向发展，在冬季降雪期间进行除雪作业，其余时间可进行卡车、推土机、建筑机械等其他路面维护等操作。利用机械液压技术实现自动控制，提高除雪机械的技术含量。

（二）除雪作业时机械配置的注意事项

设备协调一致：在除雪过程中，多种机械设备配合默契是提高除雪效率、降低除雪成本的关键。设备应协调一致，后车与前车的铲迹搭接以30—80cm为宜，铲刀角度为30°时除雪效果较好，保证把前车推出的积雪全部推到雪鏟中，并与本车道的雪一起推给下一台车或推出路肩。

保证安全车距：在公路除雪作业过程中，要保证前后除雪设备间的安全车距。一旦前车遇到情况紧急制动时，后车有足够的时间进行刹车，避免由于相距过近而导致后车制动距离不足造成交通事故。

根据性能安排作业位置：根据除雪设备的性能安排作业位置，将积雪推到路基之外，从而提高除雪的工作效率。例如，对于推雪能力较强的设备可安排在前面进行初步推雪，将积雪集中到一定区域，再由其他设备进行进一步清理和运输。

（三）不同类型除雪机械的特点及应用

推雪铲：主要悬挂在皮卡、轻型卡车和大功率拖拉机等底盘车的前侧，方向可以左右调节30度，将雪推到路边。适用于道路积雪较厚、面积较大的情况，可快速将积雪推至路边，为后续清理工作创造条件。

抛雪机：使用水平螺旋叶片从地面上提起雪，液压马达驱动风扇叶片转动，雪被卷入风扇，并通过抛雪筒被抛到路边。动力单元主要悬挂在拖拉机的后部，拖拉机后动力输出轴为除雪设备提供动力。适用于积雪较深且需要将雪抛至较远距离的情况，如大型广场、停车场等。

扫雪滚刷：和拖拉机可以左右调节30度，从而将雪扫到路边。适用于积雪较薄、路面较平整的情况，可快速清扫路面上的积雪，保持路面清洁。

（四）除雪机械在冬季养护中的综合配置方案

根据不同地区的气候条件、降雪量、道路类型等因素，制定合理的除雪机械综合配置方案。例如，在降雪量较大的北方地区，可配置较多的推雪铲和抛雪机，以快速清除道路上的积雪；在降雪量较小的地区，可适当增加扫雪滚刷的配置，及时清扫路面上的薄雪。同时，要合理安排不同类型除雪机械的作业顺序和作业区域，提高除雪效率和质量。例如，先使用推雪铲进行初步推雪，再使用抛雪机将积雪抛至指定地点，最后使用扫雪滚刷对路面进行清扫和整理。