越江隧道的通風控制模型及控制方法研究.pdf

1、隧道作為一種特殊形式的交通，其通風系統(tǒng)的安全，節(jié)能運行越來越受到人們關注。由于控制對象的非線性以及天氣概況、隧道交通、車輛等因素影響，使既要按空氣質量控制隧道通風又同時達到盡量少的開啟風機變得很困難。 本文以武漢長江越江隧道通風控制工程為背景，研究在交通車流變化情況下，根據(jù)隧道污染物情況以及預報未來通風需要，控制隧道通風的策略。在分析了不同通風控制系統(tǒng)下，前饋預估控制對隧道通風控制的必要性；提出了運用自回歸滑動(ARMA)時間序

2、列模型對隧道交通流預測的方法；后饋控制無法及時響應隧污染物變化情況的基礎上,采用模糊控制設計隧道通風控制策略。沒有對隧道系統(tǒng)進行復雜建模，根據(jù)實際隧道交通流情況及隧道通風運行數(shù)據(jù)，參考自然風速及車流風速對通風控制的影響，對系統(tǒng)進行實時預報并調用模糊策略控制。模糊控制能夠避開隧道通風系統(tǒng)缺乏完善的通風控制模型的弊端，是解決隧道空間非線性和時延過程的有效方法。針對隧道在不同交通流下的污染物情況以及未來污染物預報情況，對隧道風機開啟臺數(shù)進行模

3、糊控制，并按照隧道污染物變化和預報變化，實時改變風機開啟臺數(shù)，達到既節(jié)能又滿足通風需要的控制目的。 本文首先論證了前饋預報控制在隧道通風控制中的重要性，建立了隧道通風控制需要的車流量預報的ARMA模型。介紹了對車流量預報模型的參數(shù)處理方法和模型階數(shù)確定方法，并提出根據(jù)實時隧道交通數(shù)據(jù)，優(yōu)化模型階數(shù)和參數(shù)的步驟。文章采用赤池規(guī)則對隧道交通流預報模型進行定階，在定階基礎上，針對研究隧道的交通流情況，對模型參數(shù)和格林函數(shù)矩陣進行計算。

4、進而通過仿真，預報了某天的隧道交通流情況并和實際交通流情況進行對比。 隧道通風工程計算是隧道通風控制的基礎。本文的模糊控制策略是基于隧道交通流預測及隧道通風工程計算的基礎上發(fā)展的。隧道通風控制系統(tǒng)對隧道污染物情況進行實時測量并和標準值比較作為控制偏差；在隧道交通流預測基礎上運用隧道通風工程計算可得到隧道污染物預報變化；這兩者作為模糊控制的主要輸入變量經(jīng)模糊邏輯調節(jié)隧道投入通風控制的風機臺數(shù)。模糊控制的基本原則是，在隧道污染遠低于

5、控制目標，并且預報污染量會減輕的情況下減少風機開啟臺數(shù)；在隧道污染高于控制目標，并且預報污染量會增加的情況下，開啟增加投入風機臺數(shù)。 為加入實際風速和交通流通風能力的考慮，本文引入風速修正模糊策略的方法。風速作為另一輸入量，模糊邏輯進行修正。在同一模糊邏輯基礎上，低風速下風機開啟臺數(shù)要較高風下開啟臺數(shù)多一些。 結合工程實際，以通風控制系統(tǒng)為平臺實現(xiàn)模糊控制策略。在iCentroView中央管理計算機上實現(xiàn)風機控制的優(yōu)化，