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浅谈高速公路隧道通风照明节能环保控制方案

研究生毕业论文 时间:2018-03-24 我要投稿

  一年一度毕业季,几分伤感积分离愁。伤感之余是否还在为毕业论文发愁?好了,话不多说,小编直接为大家送上研究生论文一篇——浅谈高速公路隧道通风照明节能环保控制方案,希望对大家有所帮助!

  摘要:结合我国公路隧道通风照明技术的要求,以先进的控制和优化理论为基础,对公路隧道通风照明技术及动态控制策略进行深入研究,建立隧道通风照明节能综合系统,并提出一些行之有效的节能环保措施。

  关键词:公路隧道;通风;照明;节能

  0 引言

  高速公路隧道的交通安全与节能环保问题是现今我国公路隧道运营管理中的一项重要内容,如何在确保行车安全的前提下,提高隧道运营效率、降低能源消耗,成为隧道科研设计、建设和运营单位急需解决的问题。公路隧道运营过程中能耗巨大,其中包括隧道通风系统和照明系统。本文充分考虑山西省的实?#26159;?#20917;,谈谈公路隧道通风照明节能环保综合控制技术,并建立隧道通风照明系统控制方案。

  1 隧道通风节能环保控制方案

  1.1系统概述

  隧道内汽车排放的废气使得行驶时带起路面上的烟气和粉尘不易扩散,对人体?#27973;?#26377;害,也影响行车安全,因此隧道内保持良好的空气通风是行车安全的必要条件。隧道的通风监控分三个层次,上层是中央计算机系统(本地控制?#34892;?,中间是由各区域控制器组成的控制层,下层是风机和各种检测设备(风速风向检测器、车辆检测器、能见度检测器、CO浓度检测器、亮度检测器等)。

  图1 隧道通风监控系统

  1.2系统构成

  本系统由监控分?#34892;?#24037;作站、隧管所管理计算机、隧道本地控制器、通风控制柜、隧道内风机软启动器、CO /VI检测器、连接电缆、电源电缆等组成。CO /VI检测器设在隧道内,由本地控制器 采集数据,监控系统将 检测数据与标准值进行比?#24076;?#24182;通过隧道本地控制器和风机电子软启动器控制风机的启停。

  通风控制子系统采用在隧道变电站集中控制的方式,现场所有隧道内设置的风机软启动器通过现场设备网络连在一起,然后接入到隧管所及值班?#19994;?#26412;地控制器(PLC 设备),对风机的控制是通过变电站的 PLC完成的。监控系统在隧管所及值班室设有监控管理计算机、本地控制器,在隧道内布设本地控制器设备,并与风机相应控制设备相连,以保证对风机的遥控。

  监控系统自动控制风机是将一个断面上的两台风机同时进行控制,由通风系统返回每组风机的状态信号,即风机的正转、反转、停止、故?#31995;?#20449;号,输入输出之间应该有相应的电磁隔离措施。

  1.3智能拓展

  长大隧道的隧道通风控制系统,考虑到其大滞后、强非线性等特点,需要寻找优化的控制方案,以最小的控制动作高效的完成控制目标,实现节能目的。智能控制以具有高度非线性和不确定性的系统为研究对象,主要用来解决传统控制方法难以解决的复杂系统的控制问题。对于中长隧道的通风控制,?#29615;?#38754;可以从改善控制对象的建模方法入手,采用具有优秀自学习能力的模型辨识方法,以提高控制器输出的有效性。另?#29615;?#38754;可以采用新型的控制结构和先进的优化控制算法来提高控制?#20998;省?/p>

  隧道的通风系统是一个复杂的、多变量、非线性系统,建立精确、合适的动态模型是对其进行性能分析、控制及优化研究的重要前提和基础。近年来,许多新型的建模方法和建模工具被提出,基于现场数据的神经网路建模方法就是其中之一。隧道监控系统中存储着大量的实时数据,这些数据反映了系统最真实的信息,可以利用这些数据对其进行神经网络建模。建模过程如图所示:

  图2 隧道通风系统神经网络建模过程

  2 隧道通风节能环保措施

  2.1在进行通风方案设计中,考虑采用静电除尘器,?#25628;?#38500;尘,以取消或减少竖(斜)井,降低土建、设备费用和运营费用。静电除尘器在日本、挪威等公路隧道中已有成熟应用。保持隧道内环?#25345;?#26631;在标准范围内。隧道内 CO 正常运营时允许浓度:CO浓度<250ppm,交通阻滞(隧道内各车道均以怠速行驶,平均车速为 10Km/h)时可为 300ppm,经历时间不超过 20min;隧道内烟雾允许浓度为 7.0×10-3(m-1) ;隧道内风速正常运营时推荐为 10m/s。

  2.2隧道风机应具有运行时间统计功能;因风机起动瞬间冲击电流很大,故各台风机的启动应有短暂的延?#20445;?#20197;减少对变电站供电的冲击。风机启动后不能马上停止,需要运行稳定后再停止。风机在运行中如果需要反转必须先停止后再启动反转;风机的启闭?#38382;?#19981;应过频,防止风机出现振荡现象。

  2.3在启动风机和停止一个当前工作的风机之前,下列因素需要考虑:①为了在风机启动时防止浪涌功率,控制算法中引入滞后函数;②不能同时启动/停止超过两个以上的风机;③风机启动命令发出之后,风机的反馈状态也将被加以检查.当风机的反馈状态被确?#24076;?#39118;机的启动完成。如果风机的反馈状态不能被确?#24076;?#35748;为风机控制命令失败。风机命令失败警告功能也将在控制器工作?#31350;?#22987;,并且被登录到警报打印机。

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