一种高速公路隧道智能通风装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能通风装置，尤其涉及一种高速公路智隧道智能通风装置与方法。
【背景技术】
[0002]随着高速公路的快速发展，山区隧道、桥梁的急剧增加，用在高速公路隧道通风上的电量也逐步增多，占了公路运营中的很大一部分，在实际运营中电能的浪费十分严重，所以高速公路隧道节能技术的使用迫在眉睫，并且给节能降耗工作提出了新要求。当前我国的高速公路建设正在如火如荼的开展，大力推广和应用节约智能型产品及系统，不仅是响应国家建设节约型社会的号召，也将给公路管理者带来更大的社会效益和经济利益。
[0003]隧道通风控制是通过对隧道内的有害气体和污染物质浓度进行稀释，使隧道内的空气质量达到规定标准。对长大隧道而言，通常采用前馈式通风系统，所谓前馈式控制是基于前时段进入隧道的检测的交通量，结合一定的计算方法，预测下一时段的交通量，进而获得下一个时刻VI和CO浓度增量，结合下一时刻的实测浓度检测量和控制标准，通过计算获得下一时刻风机开启的增减量。因此，掌握隧道内的有害气体和污染物的产生、分布、运移规律成为长大隧道前馈式通风控制系统的关键问题。车辆产生的污染物主要包括:发动机排放的烟雾(VI)，CO以及行驶过程中扬起的尘埃等，目前在通风计算中主要考虑的是CO，VI浓度。车辆在穿越隧道行驶过程中排放的污染物首先与隧道内的空气相混合，然后在隧道内不断扩散移动或衰减转化。然而，作为一种流体污染物在隧道风流中的扩散十分复杂，它不仅取决于污染物和空气的物理力学性质，而且还与隧道内的风速、交通量、车速等因素密切相关。因此，本通风装置与方法的I检测模块采集了烟雾V1、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC。
[0004]预测模型的通风控制是目前一种较有效的通风节能手段。需要考虑未来的交通量发展趋势并结合信息融合技术，建立起洞内污染物的预测模型。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种有效的智能通风装置及方法，以提高隧道通风节能效率。
[0006]本发明的技术方案:一种高速公路隧道智能通风装置，包括检测模块、预测模块、报警模块和控制模块；所述检测模块包含有烟雾v1、co、颗粒物浓度、以及交通流TC检测元件；所述预测模块包含有交通流预测模块和污染物预测模块；所述报警模块为co/νι动态报警模块；所述控制模块采用模糊控制器FLC ;所述预测模块与检测模块连接，为报警模块和控制模块提供精确的参数；所述报警模块与检测模块作为输入端，控制模块接输出端并连接隧道中的通风设备。
[0007]一种高速公路隧道智能通风方法，包含如下步骤:(1)将所述装置的检测模块放入高速公路隧道中，采集其烟雾V1、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC等；(2)通过预测模块对交通流和污染物进行预测，为报警模块和控制模块提供精确的参数；(3)看报警模块是否有报警，当隧道中的污染物浓度和交通流超出目前风机的能力时，显示报警，启动控制模块；否则继续重复弟一步和弟_■步；(4)如控制t旲块启动，启动t旲糊控制器，检测风机开启状态，控制电机开启方案。
[0008]发明人指出:本发明通过交通流预测和污染物预测两个模块设置预警参数。与传统的相比，融入了信息融合技术，通过污染物预测模型设置预警参数、计算通风量、判别交通状态及控制决策模块来对风机的进行调节，及时有效的对隧道进行通风控制并降低能耗。此外，在本发明中，将模糊控制其用于4控制模块中，更为有效的提高了通风装置的节能效率。
[0009]本发明的优点:装置通过检测模块尽可能多的采集影响隧道通风的参数；并通过信息融合技术处理信息，建立预测模型，为后续的报警模块和控制模块提供信息；预警模块将预警参数作为控制模块中的输入量，并且在模块中引用模糊控制器，提高控制精度。本装置用于高速公路隧道中，能够有效地提高了通风装置的节能效率。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的示意图。
[0011]图中:1-检测模块、2-预测模块、3-报警模块、4-控制模块。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明进行详细说明:
一种高速公路隧道智能通风装置，包括检测模块1、预测模块2、报警模块3和控制模块4 ;所述检测模块I包含有烟雾V1、C0、颗粒物浓度、以及交通流TC检测元件；所述预测模块2包含有交通流预测模块和污染物预测模块；所述报警模块3为C0/VI动态报警模块；所述控制模块4采用模糊控制器FLC ;所述预测模块2与检测模块I连接，为报警模块3和控制模块3提供精确的参数；所述报警模块3与检测模块I作为输入端，控制模块4接输出端并连接隧道中的通风设备。
[0013]一种高速公路隧道智能通风方法:包含有步骤:(1)将装置的检测模块放入高速公路隧道中，采集其烟雾V1、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC等。(2)通过预测模块对交通流和污染物进行预测。为报警模块和控制模块提供精确的参数。(3)看报警模块是否有报警。当隧道中的污染物浓度和交通流超出目前风机的能力时，显示报警，启动控制模块。否则继续重复弟一步和弟_■步。(4)如控制|旲块启动，启动t旲糊控制器，检测风机开启状态，控制电机开启方案。
[0014]通过案例可知，该装置能够智能有效根据高速公路隧道境况，提出高效节能的通风方案，达到节能减排的预期结果。
【主权项】
1.一种高速公路隧道智能通风装置，其特征是:包括检测模块(I)、预测模块(2)、报警模块(3)和控制模块(4);所述检测模块(I)包含有烟雾V1、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC检测元件；所述预测模块(2)包含有交通流预测模块和污染物预测模块；所述报警模块(3)为CO/VI动态报警模块；所述控制模块(4)采用模糊控制器FLC ;所述预测模块(2)与检测模块⑴连接；所述报警模块⑶与检测模块⑴作为输入端，控制模块⑷接输出端并连接隧道中的通风设备。
2.一种高速公路隧道智能通风方法，其特征是:包含如下步骤:(1)将所述装置的检测模块放入高速公路隧道中，采集其烟雾V1、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC等；(2)通过预测模块对交通流和污染物进行预测，为报警模块和控制模块提供精确的参数；(3)看报警模块是否有报警，当隧道中的污染物浓度和交通流超出目前风机的能力时，显示报警，启动控制模块；否则继续重复第一步和第二步；(4)如控制模块启动，启动模糊控制器，检测风机开启状态，控制电机开启方案。
【专利摘要】本发明公开了一种高速公路隧道智能通风装置及方法，所述装置包括检测模块、预测模块、报警模块和控制模块；所述检测模块包含有烟雾VI、CO、颗粒物浓度、以及交通流TC检测元件；所述预测模块包含有交通流预测模块和污染物预测模块；所述报警模块为CO/VI动态报警模块；所述控制模块采用模糊控制器FLC；所述预测模块与检测模块连接；所述报警模块与检测模块作为输入端，控制模块接输出端并连接隧道中的通风设备。与传统的通风装置相比，本装置融入了信息融合技术，通过污染物预测模型设置预警参数、计算通风量、判别交通状态及控制决策模块来对通风装置进行调节，能够及时有效的对隧道进行通风控制并降低能耗。
【IPC分类】E21F1-00, F04D27-00, E21F17-18
【公开号】CN104533499
【申请号】CN201510034515
【发明人】李明涛, 罗明俊, 吴道鸿, 袁永红, 吴鹏
【申请人】贵州现代物流工程技术研究有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月23日