[發(fā)明專(zhuān)利]高速公路毗鄰隧道聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810045352.3
• 申請(qǐng)日: 2008-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101235724A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何川;王明年;曾艷華;方勇;楊玉容;郭瑞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F1/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F1/00;E21F1/08
• 代理公司: 成都博通專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 陳樹(shù)明

1、一種高速公路毗鄰隧道聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制方法，在毗鄰的前后兩隧道內(nèi)利用車(chē)輛檢測(cè)儀(CT)、煙霧濃度/一氧化碳檢測(cè)儀(VI/COT)、風(fēng)速檢測(cè)儀(WST)分別對(duì)各自隧道內(nèi)的交通流、煙霧和一氧化碳濃度、風(fēng)速進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果由數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)對(duì)隧道內(nèi)的射流風(fēng)機(jī)(JF)的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行控制，其特征在于：所述根據(jù)檢測(cè)結(jié)果由數(shù)據(jù)分析及控制系統(tǒng)對(duì)隧道內(nèi)的射流風(fēng)機(jī)(JF)的開(kāi)啟狀態(tài)進(jìn)行控制的做法是：

前隧道：

A1、交通流的預(yù)測(cè)：數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)根據(jù)前隧道當(dāng)前控制周期測(cè)出的交通流q_ft，結(jié)合前隧道的上一控制周期的交通流q_f(t-1)，按照以下公式計(jì)算出前隧道下一控制周期的交通流q_f(t+1)：

???????????q_f(t+1)＝β_f·q_ft+γ_f·q_f(t-1)

其中β_f，γ_f為q_ft，q_f(t-1)的權(quán)重系數(shù)，滿足β_f+γ_f＝1；

B1、污染物濃度預(yù)測(cè)：根據(jù)前隧道當(dāng)前交通流q_ft計(jì)算出污染物的理論排放量，再結(jié)合前隧道內(nèi)當(dāng)前的風(fēng)速WS，計(jì)算出煙霧及一氧化碳的理論濃度VI_ft′、CO_ft′；再由A1步計(jì)算出的前隧道下一控制周期交通流的預(yù)測(cè)值q_f(t+1)得出下一控制周期的污染物的理論排放量，并假設(shè)前隧道下一控制周期的風(fēng)速與當(dāng)前風(fēng)速ws相同，計(jì)算出下一控制周期煙霧及一氧化碳的理論濃度VI_f(t+1)′，CO_f(t+1)′。即由以下公式計(jì)算出前隧道下一個(gè)控制周期煙霧及一氧化碳濃度VI_f(t+1)，CO_f(t+1)：

???????????VI_f(t+1)＝(VI_f(t+1)′/VI_ft′)VI_ft

???????????CO_f(t+1)＝(CO_f(t+1)′/CO_ft′)CO_ft

式中，VI_ft，CO_ft為當(dāng)前控制周期實(shí)測(cè)的煙霧及一氧化碳濃度；

C1、風(fēng)機(jī)的控制：將B1步得到的下一控制周期的煙霧、一氧化碳濃度的預(yù)測(cè)值VI_f(t+1)，CO_f(t+1)，與煙霧、一氧化碳的控制目標(biāo)值VI_E、CO_E進(jìn)行模糊推理，對(duì)射流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量進(jìn)行模糊控制；

后隧道：

A2、交通流預(yù)測(cè)：數(shù)據(jù)處理及控制系統(tǒng)接收后隧道及前隧道當(dāng)前控制周期測(cè)出的交通流q_bt，q_ft，結(jié)合后隧道的上一控制周期的交通流q_b(t-1)，按照以下公式計(jì)算出后隧道下一控制周期的交通流q_b(t+1)：

???????q_b(t+1)＝α_b·q_ft+β_b·q_bt+γ_b·q_b(t-1)

其中α_b，β_b，γ_b為q_ft，q_bt，q_b(t-1)的權(quán)重系數(shù)，滿足α_b+β_b+γ_b＝1；

B2、前隧道污染物擴(kuò)散的計(jì)算：由前隧道當(dāng)前控制周期測(cè)出的煙霧及一氧化碳濃度VI_f，CO_f，按以下公式預(yù)測(cè)出，擴(kuò)散進(jìn)入后行隧道的污染物濃度VI_bi，CO_bi：

???????????????VI_bi＝VI_f·e^-aL

???????????????CO_bi＝CO_f·e^-aL

式中：a為污染物濃度沿行車(chē)方向的衰減系數(shù)，L為毗鄰的前、后隧道洞口間距；

C2、污染物濃度預(yù)測(cè)：由后隧道的當(dāng)前交通流q_bt計(jì)算出污染物的理論排放量，再結(jié)合后隧道內(nèi)當(dāng)前的風(fēng)速WS，計(jì)算出煙霧及一氧化碳的理論濃度VI_bt′、CO_bt′；再由A2步得到的后隧道的下一控制周期交通流的預(yù)測(cè)值q_b(t+1)計(jì)算出下一控制周期的污染物的理論排放量，并假設(shè)后隧道下一控制周期的風(fēng)速與當(dāng)前風(fēng)速ws相同，計(jì)算出下一控制周期煙霧及一氧化碳的理論濃度VI_b(t+1)′，CO_b(t+1)′，并結(jié)合B2步計(jì)算出的擴(kuò)散進(jìn)入后行隧道的污染物濃度VI_bi，CO_bi，由以下公式計(jì)算出后隧道下一個(gè)控制周期煙霧及一氧化碳濃度VI_b(t+1)，CO_b(t+1)：

?????????????VI_b(t+1)＝(VI_b(t+1)′/VI_bt′)VI_bt+VI_bi

?????????????CO_b(t+1)＝(CO_b(t+1)′/CO_bt′)CO_bt+CO_bi

式中，VI_bt，CO_bt，為后隧道當(dāng)前控制周期實(shí)測(cè)的污染物濃度煙霧和一氧化碳濃度；

D2、風(fēng)機(jī)的控制：將C2步得到的煙霧/一氧化碳預(yù)測(cè)值VI_b(t+1)，CO_b(t+1)，與煙霧、一氧化碳的控制目標(biāo)值VI_E、CO_E進(jìn)行模糊推理，以對(duì)射流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量進(jìn)行模糊控制。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路毗鄰隧道聯(lián)動(dòng)通風(fēng)控制方法，其特征在于，所述的對(duì)射流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量進(jìn)行模糊控制的做法為：

由預(yù)測(cè)得到的本隧道下一個(gè)控制周期煙霧及一氧化碳濃度VI_(t+1)，CO_(t+1)，和當(dāng)前周期本隧道測(cè)得的煙霧及一氧化碳濃度VI_t，CO_t，計(jì)算出下一控制周期煙霧及一氧化碳濃度的預(yù)測(cè)增量ΔVI、ΔCO，將此預(yù)測(cè)增量ΔVI、ΔCO及當(dāng)前周期實(shí)測(cè)的風(fēng)速WS、模糊化后作為模糊推理的輸入量，根據(jù)下表的模糊推理規(guī)則，得出射流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟增量的模糊量，解模糊后得到后隧道的射流風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟增量，實(shí)現(xiàn)對(duì)本隧道射流風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量的控制：

??PM??PS??PS??PS??PS??PS??PS??PS??PS??PS??PS??，PS，??PM??PS??，PM，??PM??PB??PS??PS??PS??PS??PS??PM??PS，，??PM??PM??PM??PM??PB??PM??PB??PB

表中模糊語(yǔ)言變量的含義為：NB-負(fù)大，NM-負(fù)中，NS-負(fù)小，Z-零，PS-正小，PM-正中，PB-正大；S-小，M-中，BS-中大，BB-大。