隧道智能通风系统的技术分析

王琦

西南交通大学峨眉校区王琦

摘要：隧道智能通风系统对于确保公路隧道里的安全、健康、舒适行车有着非常重要的作用。

关键词：隧道；智能通风系统；技术分析引言在近几年里，我国在公路建设方面获得了较大的进步，隧道则是公路打破地形因素而建立的主要构成部分。较好的隧道通风系统是目前高速公路安全运行的有效保障，对于电子计算高速发展的时代而言，智能化技术也获得了迅猛的发展，把智能化技术引入到隧道通风系统当中，令隧道通风系统更加合理，令公路处于高效运转当中，并且隧道的科学技术也获得了全新的发展。

一、隧道智能通风控制系统隧道智能通风控制系统是为了令隧道里的空气品质有所提高，给车辆行驶人员和隧道维护人员提供一个健康的环境。车辆驶入隧道时引发的自然风的流动能够将一些尾气带走，尤其在非车流量高峰期、污染程度不高的状况下，这样的自然风能够令空气品质保持在健康值以内。可是，由于车流量的增加，车速逐渐缓慢，使得尾气的排放量过大，汽车尾气很难通过自然风被排出，在这样状况下，只有通过隧道智能通风系统才能进行通风[1]。所以，隧道智能通风控制的意义在于通过最小的能耗来确保隧道中空气污染的程度以及视觉环境处于国家标准范围之内。

因为隧道里交通量以及行车速度都在持续变动，使得交通通风力以及排出的有害物质也在持续变动，随着通风量的持续改变，使得相关的通风设施动作以及车道里风速出现相应的变化，这就需要通过不同的检测设施获取的通风量、一氧化碳浓度、交通风力以及烟尘透过率等判断的风速进行控制。所以，隧道纵向通风系统较难合理的进行节能控制。

当前，我国隧道纵向通风控制系统通常使用将测报的一氧化碳浓度值以及烟雾浓度值作为主要的控制参数，它在被控制量出现偏差时，控制器才出现控制质量，用于弥补影响对被控变量的影响。这样传统的方法会令系统出现较长的延迟时间，经常会出现控制不及时或者静态偏差过大的现象。因为隧道通风系统属于非线性、时变以及分布参数的系统，通过正确的数学解析方式确保其特性是非常艰难的。为了对控制策略进行优化，近几年来也有学者将智能通风系统提到日程上来，并且获得了良好的应用效果。

二、隧道智能通风系统的节能技术分析1、隧道通风节能方案自然通风不借助机械的通风设施、不使用额外能源，才会令节能的效果最为明显。分散的通风口对于隧道废气的多点排放非常有利，节省了不断建造风塔的投资和增设的轴流风机引发的能耗。所以，隧道通风方案的选择期应当先考量自然通风的可能性。

如果不具备自然通风的使用环境，对于机械通风时可以先考量纵向通风的方案。并且，对于单独运用一种通风方案而言，有的组合通风方案的运用，也可以引发较为理想的节能效应。

通过实验研究表明，排出同射流风机的通风方案，维护费用以及营运费用相对较低，具备了节省投资、利于维护、经济及技术较好，有利于环保的特质。

2、隧道智能通风系统的节能控制以往的隧道通风控制大部分通过分级式进行控制，所开启的风机数量通过一氧化碳的浓度以及视觉识别系统进行判断，而没有将二者结合起来进行考量，使用单一的门限控制方式，不但会浪费能源，而且控制的效果也不甚理想。近几年来，智能控制方式在隧道通风控制中取得了应用，令隧道通风控制精度及准确度获得了较大的提升，有效的实现了隧道的节能控制。

通常使用的方法有以下几种：模糊控制方法、神经网络控制方法以及模糊神经控制方法，通过发挥三者各自的优势，从中取得最为理想的控制效果。

3、隧道智能通风系统的节能技术计算合理评估隧道污染空气的排放量，并且设置相符的污染物浓度控制标准，以免通风系统的设备容量及数量超额，形成能源的浪费。透过合理评估隧道交通流量，判定污染物基准排放量和隧道各种污染物的涉及浓度，提升隧道通风量计算结论的正确性，可以降低能源的耗费[2]。

4、风机的选择和设置射流风机诱导的纵向通风系统总体节能效果非常明显，可是自身的效率较低，只有选取适合的射流风机型号才可以进行合理的布置，提升其通风的效率，可以实现节能的目的。透过风机的性能曲线以及隧道里的增压公式，能够获得适宜的风机型号和相对良好的工作点。隧道界限的上端如果环境允许，可以增加一些射流风机同顶板的安装距离，有利于提升升压的效果。变频调速技术使用于隧道通风控制系统当中，可以令风机软启动和无极调速得以实现，能够明显提升节能的效果，还可以让风机的使用时间更长，噪音更低。

结束语总而言之，隧道智能通风系统不但能够积极提升隧道的通风效率，提高隧道的空气质量，提升机动车驾驶员行车的舒适度，还可以有效降低电能消耗，从整体上研发推广隧道智能通风控制技术，不但可以有效的提升我国的隧道通风能力，还可以具备实际的经济效益。

参考文献：[1]李武杰.隧道群监控系统的设计与实现[D].太原理工大学.2011：1-93.[2]林强，刘明华，茹锋，王元庆.隧道通风系统模糊控制算法研究[J].公路交通科技.2010.（09）：85-88.