近些年來,隨著我國高速公路事業(yè)的飛速發(fā)展,在高速公路的建設(shè)過程中,隧道所占的比例也越來越大。隧道是公路上一個(gè)相對(duì)封閉的特殊路段,車輛行駛在隧道內(nèi)的過程中會(huì)排放出各種污染物,比如一氧化碳、氮氧化合物和煙霧等,對(duì)行車安全造成較大的影響,并且會(huì)危害到司乘人員的身體健康。為了凈化隧道內(nèi)的空氣,保證車輛在隧道中有一個(gè)良好的行車環(huán)境,需要采用機(jī)械通風(fēng)的方式,依靠安裝在隧道中的射流風(fēng)機(jī)組把隧道內(nèi)的污染物濃度控制在安全的范圍內(nèi)�，F(xiàn)階段一般隧道常用的通風(fēng)控制方式很難同時(shí)兼顧隧道通風(fēng)的安全性和節(jié)能性。所以,研究合理的控制策略來優(yōu)化隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)有著現(xiàn)實(shí)而又重要的意義。本文以港珠澳大橋海底隧道工程為背景,提出了一種基于模糊控制的隧道通風(fēng)節(jié)能控制方案。論文首先闡述了公路隧道通風(fēng)的必要性和通風(fēng)的目的,介紹了隧道通風(fēng)方式及隧道通風(fēng)控制方式,并分析了隧道通風(fēng)方式的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),介紹了本文依托的港珠澳大橋海底隧道工程的基本情況;然后針對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型,為隧道通風(fēng)模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建立了理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。其次,結(jié)合港珠澳大橋海底隧道工程中的實(shí)際參數(shù),設(shè)計(jì)隧道通風(fēng)模糊控制系統(tǒng)。由于隧道內(nèi)的主要污染物之間相對(duì)具有一定的獨(dú)立性,設(shè)計(jì)了三個(gè)互相獨(dú)立的模糊控制器:CO濃度模糊控制器、NOx濃度模糊控制器和煙霧濃度模糊控制器。各污染物實(shí)際濃度值與設(shè)計(jì)濃度值的誤差及其誤差變化量作為輸入,通過各個(gè)模糊控制器進(jìn)行模糊推理運(yùn)算得出的需要增減的射流風(fēng)機(jī)組數(shù)作為輸出,選擇三個(gè)模糊控制器中的較大者作為系統(tǒng)的輸出,來對(duì)隧道內(nèi)射流風(fēng)機(jī)組的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。最后,在MATLAB和Simulink環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)的隧道通風(fēng)模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,并對(duì)得出的仿真結(jié)果進(jìn)行分析可知,本文所采用的控制方法是有效可行的。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U453.5;U459.5
【部分圖文】：

以下四種：??全橫向式通風(fēng)設(shè)有送風(fēng)道和排風(fēng)道，通風(fēng)風(fēng)流在隧道內(nèi)橫向流動(dòng)即隧道內(nèi)風(fēng)??流流動(dòng)方向與行車方向垂直，如圖１－１所示。采用全橫向通風(fēng)，污染物排出所要經(jīng)??過的路徑較短，隧道內(nèi)空氣能快速與隧道外環(huán)境連通。全橫向通風(fēng)的優(yōu)勢(shì)在于能??使外界氣體效用最大化。如若發(fā)生火災(zāi)，煙霧將沿橫向路徑快速排出，火災(zāi)不會(huì)??在短時(shí)間之內(nèi)迅速擴(kuò)散。但是這種通風(fēng)方式需要在隧道內(nèi)設(shè)置送風(fēng)道和排風(fēng)道，??隧道的建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用較高？??／Ｖ＼?，ｉ，??＇ｉ?Ｍ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｍ?ｒ??？?ｈ?ｎ?？?Ｈ?ｆｒ??圖１－１全橫向式通風(fēng)示意圖??Ｆｉｇ?１－１?Ａｌｌ?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?Ｄｉａｇｒａｍ??半橫向式通風(fēng)的基本特征是：由隧道通風(fēng)道送風(fēng)或者排風(fēng)，由洞口沿隧道縱??向排風(fēng)或者抽風(fēng)，既有平行于行車方向的通風(fēng)風(fēng)流，也有垂直于行車方向的通風(fēng)??風(fēng)流，如圖１－２所示。采用這種通風(fēng)方式，隧道只需要設(shè)置一種風(fēng)道，所以較為經(jīng)??濟(jì)。??３??

以下四種：??全橫向式通風(fēng)設(shè)有送風(fēng)道和排風(fēng)道，通風(fēng)風(fēng)流在隧道內(nèi)橫向流動(dòng)即隧道內(nèi)風(fēng)??流流動(dòng)方向與行車方向垂直，如圖１－１所示。采用全橫向通風(fēng)，污染物排出所要經(jīng)??過的路徑較短，隧道內(nèi)空氣能快速與隧道外環(huán)境連通。全橫向通風(fēng)的優(yōu)勢(shì)在于能??使外界氣體效用最大化。如若發(fā)生火災(zāi)，煙霧將沿橫向路徑快速排出，火災(zāi)不會(huì)??在短時(shí)間之內(nèi)迅速擴(kuò)散。但是這種通風(fēng)方式需要在隧道內(nèi)設(shè)置送風(fēng)道和排風(fēng)道，??隧道的建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用較高？??／Ｖ＼?，ｉ，??＇ｉ?Ｍ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｍ?ｒ??？?ｈ?ｎ?？?Ｈ?ｆｒ??圖１－１全橫向式通風(fēng)示意圖??Ｆｉｇ?１－１?Ａｌｌ?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?Ｄｉａｇｒａｍ??半橫向式通風(fēng)的基本特征是：由隧道通風(fēng)道送風(fēng)或者排風(fēng)，由洞口沿隧道縱??向排風(fēng)或者抽風(fēng)，既有平行于行車方向的通風(fēng)風(fēng)流，也有垂直于行車方向的通風(fēng)??風(fēng)流，如圖１－２所示。采用這種通風(fēng)方式，隧道只需要設(shè)置一種風(fēng)道，所以較為經(jīng)??濟(jì)。??３??

主體工程是從粵港分界線到珠海澳門口岸，這部分是由廣東省、香港特別行政區(qū)??和澳門特別行政區(qū)三地共同建設(shè)的；橋隧工程香港段是從香港饊石灣到粵港分界??線，三地口岸和三地連接線是由三個(gè)地區(qū)各自建設(shè)的。項(xiàng)目總體平面布置如圖１－３??所示。??讀：途痛??圖１－３港珠澳大橋項(xiàng)目總體平面圖??Ｆｉｇ?１－３?Ｏｖｅｒａｌｌ?Ｐｌａｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｈｏｎｇ?Ｋｏｎｇ－Ｚｈｕｈａｉ－Ｍａｃａｏ?Ｂｒｉｄｇｅ?Ｐｒｏｊｅｃｔ??港珠澳大橋主體工程是采用橋隧組合的方案，其中隧道段全長約６．７公里，橋??梁段全長約２２．９公里。隧道兩端各設(shè)置一個(gè)人工島，用來實(shí)現(xiàn)橋梁段和隧道段的??轉(zhuǎn)換，并方便設(shè)置通風(fēng)井。東西人工島之間最近的邊緣間距大約５５８４米，東人工??島東邊緣距離粵港分界線大約３６６米，西人工島東邊緣距離伶仃西航道大約２０００??米。??１．４．２隧道通風(fēng)方案??本文主要研宄對(duì)象是港珠澳大橋海底隧道。整個(gè)隧道由監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、??給排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)組成，在此詳細(xì)介紹隧道通風(fēng)系統(tǒng)。海底沉管隧道采用縱??向通風(fēng)加重點(diǎn)排煙的通風(fēng)控制方案。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)包括隧道環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、行車??孔通風(fēng)系統(tǒng)、獨(dú)立排煙系統(tǒng)、安全通道通風(fēng)系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧降溫系統(tǒng)等。??環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集隧道內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、風(fēng)速／風(fēng)向、ＣＯ、Ｗ、??ｉＶＯｘ、大氣壓等數(shù)據(jù)），為隧道正常運(yùn)營工況和事故工況下通風(fēng)方案確定提供參數(shù)。??行車孔通風(fēng)系統(tǒng)主要為了保障隧道行車的安全性以及舒適性。排煙系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)??火災(zāi)工況下的集中排煙
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862284