越江隧道的通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)的安全，節(jié)能運(yùn)行越來越受到人們關(guān)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(zhì)量控制隧道通風(fēng)又同時(shí)達(dá)到盡量少的開啟風(fēng)機(jī)變得很困難。 本文以武漢長江越江隧道通風(fēng)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(yù)報(bào)未來通風(fēng)需要，控制隧道通風(fēng)的策略。在分析了不同通風(fēng)控制系統(tǒng)下，前饋預(yù)估控制對隧道通風(fēng)控制的必要性；提出了運(yùn)用自回歸滑動(ARMA)時(shí)間序

2、列模型對隧道交通流預(yù)測的方法；后饋控制無法及時(shí)響應(yīng)隧污染物變化情況的基礎(chǔ)上,采用模糊控制設(shè)計(jì)隧道通風(fēng)控制策略。沒有對隧道系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜建模，根據(jù)實(shí)際隧道交通流情況及隧道通風(fēng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，參考自然風(fēng)速及車流風(fēng)速對通風(fēng)控制的影響，對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)并調(diào)用模糊策略控制。模糊控制能夠避開隧道通風(fēng)系統(tǒng)缺乏完善的通風(fēng)控制模型的弊端，是解決隧道空間非線性和時(shí)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(yù)報(bào)情況，對隧道風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)進(jìn)行模

3、糊控制，并按照隧道污染物變化和預(yù)報(bào)變化，實(shí)時(shí)改變風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)，達(dá)到既節(jié)能又滿足通風(fēng)需要的控制目的。 本文首先論證了前饋預(yù)報(bào)控制在隧道通風(fēng)控制中的重要性，建立了隧道通風(fēng)控制需要的車流量預(yù)報(bào)的ARMA模型。介紹了對車流量預(yù)報(bào)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(shí)時(shí)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(yù)報(bào)模型進(jìn)行定階，在定階基礎(chǔ)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(jìn)行計(jì)算。

4、進(jìn)而通過仿真，預(yù)報(bào)了某天的隧道交通流情況并和實(shí)際交通流情況進(jìn)行對比。 隧道通風(fēng)工程計(jì)算是隧道通風(fēng)控制的基礎(chǔ)。本文的模糊控制策略是基于隧道交通流預(yù)測及隧道通風(fēng)工程計(jì)算的基礎(chǔ)上發(fā)展的。隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)對隧道污染物情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測量并和標(biāo)準(zhǔn)值比較作為控制偏差；在隧道交通流預(yù)測基礎(chǔ)上運(yùn)用隧道通風(fēng)工程計(jì)算可得到隧道污染物預(yù)報(bào)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(diào)節(jié)隧道投入通風(fēng)控制的風(fēng)機(jī)臺數(shù)。模糊控制的基本原則是，在隧道污染遠(yuǎn)低于

5、控制目標(biāo)，并且預(yù)報(bào)污染量會減輕的情況下減少風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)；在隧道污染高于控制目標(biāo)，并且預(yù)報(bào)污染量會增加的情況下，開啟增加投入風(fēng)機(jī)臺數(shù)。 為加入實(shí)際風(fēng)速和交通流通風(fēng)能力的考慮，本文引入風(fēng)速修正模糊策略的方法。風(fēng)速作為另一輸入量，模糊邏輯進(jìn)行修正。在同一模糊邏輯基礎(chǔ)上，低風(fēng)速下風(fēng)機(jī)開啟臺數(shù)要較高風(fēng)下開啟臺數(shù)多一些。 結(jié)合工程實(shí)際，以通風(fēng)控制系統(tǒng)為平臺實(shí)現(xiàn)模糊控制策略。在iCentroView中央管理計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的優(yōu)化，