基于模糊神经网络的公路隧道纵向通风控制.研究

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1、西南交通大学硕七研究生学位论文第2页风机)动作和车道内风速做相应改变，也就是要根据各种检测装置得到的交通量、CO浓度、烟尘透过率和交通风力等决定的风速进行控制，因而纵向式通风系统很难有效节能控制。目lji『，我国公路隧道纵向通风控制系统一般采用的是测报的CO浓度值为主要参数的负反馈网络控制方式，这种控制方式是在被控变量(如CO浓度)出现偏差，控制器才发出控制指令，来补偿干扰对被控变量的影响，这就导致系统存在较大的时间滞后，系统静态偏差大，控制不及时等问题口”。因此，如何在满足卫生标准的前提下，改进现有的控制方法，使隧道通风系统实时节能地运行已成为当前公路隧道通风十分紧迫的课题。∞[]L

2、∞刁口横向式通风b纵向式通风图l一1公路隧道营运通风方式及污染物浓度分布1．2国内外研究现状和存在的问题1．2．1公路隧道通风方式的发展L公路隧道发展的初期，多是依靠自然通风或交通风进行通风的，这就是最早形成的纵向通风系统，这也是由当时的社会经济、技术条件所决定的。例如，英国的罗瑟利瑟(Rotheriteh)公路隧道虽然已长达1913m，但当时通过的汽车数量较少，因而无需设置正规通风，单纯的自然通风就足够了。但当隧道超过一定长度后，仅仅依靠自然通风或交通风已是不充分的，需要安装机械通风设备，以稀释或排出汽车排放的废气，这样，在20世纪20年代以后修建的隧道甲，大都采用机械通风方式。19

3、27年通车的美国纽约霍兰(Holland)隧道，就是世界上第一条设置机械通风系统的公路隧道。在公路隧道机械通风方式中，最初采用的是全横向通风方式，最早成功应用这种通风方式的是荷兰隧道，采用盾构法施工，圆形横断面，把行车道下部弓形空间作为送风道，上都虮设吊顶板．其弓形空间作为排风道，西南交通火学硕士研究生学位论文第3页设计了将气流从下部空间流经隧道后送入上部的排风道的全横向通风方式，显然这种通风方式要求隧道横断面较大，容易获得管道空间才能采用。为了减少隧道横断面积，节省工程投资，因而出现了采用一条风道和隧道相组合的折衷通风方式，即所谓的半横向式通风。1934年，英国的默而西隧道(3226

4、m)首先采用了半横向式通风，随后在许多长度不太长的陆上隧道中，都采用了这种通风方式。还有当时已建的短小隧道，最初依靠自然风就可以，但随着交通量显著增加，需增设通风设备，但已不可能设置专用的管道，所以就采用了纵向通风方式。在日本，。公路隧道通风的研究较晚，但通风方式发展情况类似。1958年关门隧道(3461m)成功采用金横向通风方式是日本在公路隧道通风研究的新起点。之后，在天王山隧道(1435m)，采用了半横向通风方式。因为单向行驶可利用汽车交通风，纵向通风方式就出现在高速公路的隧道中。自关门隧道通车以来的20年内，通风方式由全横向式，向纵向式和更经济的简单方式发展，但由于在长大隧道中采

5、用纵向通风方式，将带来车道内气流速度增加等问题没有及时解决，因而一些隧道还不得不采用全横向式，如惠那山一线隧道(8489m)，屉子隧道(4417m)等。20世纪70年代，就在这两座隧道建造过程中，出现了石油危机，对于无论是通过车辆数还是隧道长度不断增加的下一批隧道，要重新评价新的通风方式，开始讨论长大隧道能否采用以节能为重点的纵向通风方式。例如，1984年已建成通车的关越一线隧道(10885m)就采用了静电集尘、竖井送排风式的通风方式。随后，纵向通风方式的研究在日本得到飞速发展。其中，坂梨隧道(4265m)和各务原隧道(3050m)采用了全射流的纵向通风：1988年通车的福知山隧道(上

6、行3590m，下行3597m)和子不知隧道(4557m)采用了静电集尘的纵向通风：1989年、1991年分别通车的米山隧道(3154m)、关越二线隧道(10926m)采用了静电集尘、竖井送排风式的纵向通风，等等。由于纵向通风显著的经济效益，据不完全统计，80年代起，日本修建的隧道几乎都采用各种类型的纵向式通风系统㈣H0114II。我国对公路隧道通风的研究起步较晚，经历了全横向式、半横向式到纵向式通风三个发展阶段。黄浦江隧道(2761m)和梧桐山上行隧道(2260．7m)采用了全横向式通风；梧桐山下行隧道(2270．41m)采用了西南交通大学硕士研究生学位论文第4页全射流纵向通风；木鱼槽

7、隧道(3600m)采用了竖井吸出与射流风机组合式的纵向通风；成渝高速公路上的两座特长隧道一中梁山隧道(左线3165m，右线3103m)和缙云I』J隧道(左线2528m，右线2478m)大胆变更半横向通风为射流纵向通风，取得了显著的经济效益。1．2．2公路隧道通风控制的发展1．控制方式公路隧道通风控制方式有自动控制和手动控制两大类，原则上应采用自动控制，也要考虑具有最小限度的人工控制，一座隧道的通风控制系统往往是两者的结合。2．}空制方法综观国内