一种隧道风机远程监控系统的制作方法

本发明涉及隧道风机控制，具体涉及一种隧道风机远程监控系统。

背景技术：

1、隧道智能通风控制系统采用tcp/ip或者无线传输技术实时传输隧道作业场所中的风机的运行状态数据以及环境中甲烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氮气、二氧化硫和重烃等多种有毒有害气体数据，同时能监测粉尘、设备运行状况，并提供实时报警控制、主动闭锁和无线短信报警等功能，可实现远程监控和集中管理，为防止隧道内瓦斯爆炸、毒气泄漏中毒、设备异常故障等事故提供了可靠的技术保障。

2、通过读取隧道监控系统的监控值，使风机的功率能够高效的保证隧道有害气体的稀释，在环境恶劣时增加功率让洞内环境尽快恢复到良好状态，在环境良好时降低功率以降低能耗。在目前对于隧道内风机功率的调控过程中，是基于不同时刻的有害气体浓度大小与功率的关系进行调控，但是由于在隧道中环境状态的不同，导致不同时间段上不同位置处有害气体的变化趋势不同，因此稀释效率也并不相同，仅仅根据原始有害气体浓度数据对功率进行调控时，会导致功率并不能满足高效状态，在调控的功率过小或过大时有害气体浓度的稀释效率下降或耗能升高，对监控的浓度数据分析的不准确，使得依据监控数据进行风机功率的调控结果并不可信，隧道风机的监控效果较差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中对监控的浓度数据分析的不准确，使得依据监控数据进行风机功率的调控结果并不可信，隧道风机的监控效果较差的技术问题，本发明的目的在于提供一种隧道风机远程监控系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提供了一种隧道风机远程监控系统，所述系统包括：

3、数据获取模块，用于获取隧道内不同位置的传感器在预设时间段上每个采样时刻下有害气体浓度数据，以及每个采样时刻下隧道风机的功率；

4、风机稀释效率获取模块，用于根据每个传感器在每个采样时刻下邻域有害气体浓度数据的分布变化情况，获得每个传感器在每个采样时刻下的有害气体特征值；根据每个传感器在预设时间段上有害气体浓度的连续变化趋势，以及隧道风机的功率和有害气体特征值的分布情况，获得每个传感器的风机稀释效率；

5、隧道风机功率控制模块，用于根据隧道内不同传感器之间的位置分布情况，以及风机稀释效率的变化程度，获得隧道风机的功率修正指标；根据功率修正指标结合当前时刻的有害气体浓度数据对隧道风机的功率进行修正调控。

6、进一步地，所述有害气体特征值的表达式为：

7、

8、式中，表示为第个传感器在第个采样时刻下的有害气体特征值，表示为第个传感器在第个采样时刻的预设邻域范围内采样时刻的总数量，表示为第个传感器在第个采样时刻的预设邻域范围内第个采样时刻下有害气体浓度数据的斜率，表示为第个传感器在第个采样时刻下的有害气体浓度数据，表示为第个传感器在第个采样时刻的预设邻域范围内的有害气体浓度数据的最小值，表示为第个传感器在第个采样时刻的预设邻域范围内的有害气体浓度数据的最大值，表示为绝对值提取函数，表示为预设调节系数。

9、进一步地，所述风机稀释效率的获取方法包括：

10、依次将每个传感器作为参考传感器，获取参考传感器在预设时间段上每个采样时刻下有害气体浓度数据的斜率；根据预设时间段上所有斜率的连续分布情况，获得参考传感器的浓度稀释阶段；

11、对于参考传感器的任意一个浓度稀释阶段，将该浓度稀释阶段中有害气浓度数据的极差，作为该浓度稀释阶段的数值变化指标；根据该浓度稀释阶段中隧道风机的功率大小和持续时间，获得该浓度稀释阶段的风机运作指标；

12、根据数值变化指标和风机运作指标获得该浓度稀释阶段的稀释程度指标；数值变化指标与稀释程度指标呈正相关，风机运作指标与稀释程度指标呈负相关；

13、计算该浓度稀释阶段中所有采样时刻下的有害气体特征值的平均值，获得该浓度稀释阶段的稀释趋势变化指标；

14、将该浓度稀释阶段的稀释程度指标与稀释趋势变化指标的乘积，作为该浓度稀释阶段的稀释指标；将参考传感器中所有浓度稀释阶段的稀释指标累加，并进行归一化处理，获得参考传感器的风机稀释效率。

15、进一步地，所述浓度稀释阶段的获取方法包括：

16、将斜率小于零的采样时刻作为稀释时刻；

17、在参考传感器的预设时间段上，将连续分布数量大于预设分布数量的稀释时刻组成一个浓度稀释阶段；预设分布数量为正数。

18、进一步地，所述根据该浓度稀释阶段中对应隧道风机的功率大小和持续时间，获得该浓度稀释阶段的风机运作指标，包括：

19、计算该浓度稀释阶段中所有采样时刻下隧道风机的功率的平均值，获得该浓度稀释阶段的稀释功率指标；统计该浓度稀释阶段中采样时刻的总数量，获得该浓度稀释阶段的时间持续指标；

20、将该浓度稀释阶段的稀释功率指标与时间持续指标的乘积，作为该浓度稀释阶段的风机运作指标。

21、进一步地，所述功率修正指标的获取方法包括：

22、将在隧道内位置上每相邻的两个传感器作为一个传感器对；

23、对于任意一个传感器对，将该传感器对中传感器之间位置相距的距离，作为该传感器对的分布距离；根据该传感器对的分布距离和传感器之间风机稀释效率的变化，获得该传感器对的效率分布指标；

24、计算所有传感器对的效率分布指标的平均值并进行负相关映射，获得隧道风机的功率修正指标。

25、进一步地，所述效率分布指标的获取方法包括：

26、计算该传感器对之间风机稀释效率的差异，获得该传感器对的效率差异；

27、将该传感器对的效率差异与分布距离的比值进行负相关映射并归一化处理，获得该传感器对的分布变化指标；计算该传感器对中传感器的风机稀释效率的平均值，获得该传感器对的分布均值；

28、将该传感器对的分布变化指标与分布均值的乘积进行归一化处理，获得该传感器对的效率分布指标。

29、进一步地，所述根据功率修正指标结合当前时刻的有害气体浓度数据对隧道风机的功率进行修正调控，包括：

30、将功率修正指标与预设修正数值的和值，作为修正系数；预设修正数值的范围大于零且小于一；

31、将修正系数与隧道风机的预设初始调控系数的乘积，作为新调控系数；计算当前时刻所有传感器的有害气体浓度数据的平均值，获得当前时刻的浓度指标；

32、基于当前时刻的浓度指标与新调控系数进行隧道风机的功率调控。

33、进一步地，所述预设邻域范围为每个采样时刻与前预设数量个采样时刻组成的范围。

34、进一步地，所述预设修正数值设置为0.5。

35、本发明具有如下有益效果：

36、本发明考虑隧道中环境状态不同导致对有害气体稀释效率不同的因素，对隧道中不同传感器均先单独分析稀释效率，首先对每个传感器在每个采样时刻下邻域有害气体浓度数据的变化，得到有害气体特征值，通过局部时间范围内的有害气体浓度变化对采样时刻下的有害气体变化趋势进行更准确表征。通过传感器在预设时间段上有害气体浓度的连续变化趋势，以及隧道风机的功率和有害气体特征值的分布情况，获得每个传感器的风机稀释效率，从历史时间范围内，稀释变化程度和稀释趋势程度上综合表征稀释效率，使得每个传感器位置处的稀释效率更准确，提高后续对整体隧道稀释效率的分析。最后通过不同传感器之间位置与风机稀释效率变化情况，从整体稀释效率得到调控需要修正的程度，进而结合当前时刻监测的有害气体浓度数据实现对风机功率的修正调控。本发明通过结合监测到的隧道不同位置有害气体浓度的变化情况，对监控的浓度数据进行更准确的分析，进而对风机功率的调控进行修正，使调控结果更可信，对隧道风机监控效果更优。