基于模糊控制技術(shù)的隧道通風(fēng)控制軟件系統(tǒng)

蔣昀

摘 要：文章介紹了模糊控制技術(shù)來開發(fā)公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)。專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)或運(yùn)營商，開發(fā)一套模糊控制規(guī)則，從車輛檢測器、CO濃度傳感器和VI傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，模糊控制器的操作，控制指令，控制風(fēng)機(jī)的操作。

關(guān)鍵詞：隧道通風(fēng)；模糊控制；自動(dòng)控制

引言

在公路隧道機(jī)械通氣模式，最初都是橫向通風(fēng)模式，這種通風(fēng)方式的首次成功應(yīng)用荷蘭隧道，盾構(gòu)法的施工，圓形截面，車道上拱的下部空間空氣管，設(shè)置上面的天花板，拱形空間排風(fēng)管道，將流經(jīng)隧道后較低的空間設(shè)計(jì)的排風(fēng)管道上部橫向通風(fēng)方式，這種方式顯然通風(fēng)的隧道截面較大，容易獲得管道空間使用。為了減少隧道的橫截面面積，節(jié)省工程投資，使用一個(gè)風(fēng)道和隧道出現(xiàn)妥協(xié)通風(fēng)模式相結(jié)合，所謂的半橫向通風(fēng)。1934年，英國和西方隧道（3226）采用半橫向通風(fēng)，然后在大量的長度不是很長公路隧道，采用的通風(fēng)方式。和短隧道建成，原來依靠自然風(fēng)可以滿足要求，但隨著交通量的顯著增加，需要增加通風(fēng)設(shè)備，設(shè)置專用的管道是不可能的，然后采用縱向通風(fēng)模式。

隧道通風(fēng)控制方法可分為手動(dòng)控制、自動(dòng)控制（實(shí)時(shí)控制）和基本控制（順序控制）三種。

手動(dòng)控制方式的特點(diǎn)是簡單、靈活操作，操作員根據(jù)測試數(shù)據(jù)的采集（有限公司VI檢測器、線圈等）和控制系統(tǒng)相關(guān)的技巧，獨(dú)立的起?？刂骑L(fēng)扇。但它需要大量的人力手動(dòng)控制，并不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，所以主要的特殊情況緊急手動(dòng)控制。在一些假警報(bào)探測設(shè)備，手動(dòng)控制比自動(dòng)控制更準(zhǔn)確、更有效。手動(dòng)控制可以分別在區(qū)域控制器控制和隧道，隧道區(qū)域控制器上的手動(dòng)功能主要用于維護(hù)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理是收集測試數(shù)據(jù)發(fā)送到中央控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)控制過濾模型，預(yù)測，計(jì)算，通風(fēng)系統(tǒng)狀態(tài)值，然后計(jì)算出相應(yīng)的控制動(dòng)作。自動(dòng)控制的關(guān)鍵是準(zhǔn)確的控制模型，應(yīng)用在正常情況下，隧道控制模型是不同的，不同的控制模型根據(jù)隧道的實(shí)際參數(shù)，包括形狀、長度的隧道、交通流量和組成、氣候、等開發(fā)，和需要不斷調(diào)整完善的現(xiàn)場試驗(yàn)。

基本控制方式是系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)，得出系統(tǒng)狀態(tài)按照控制方式的時(shí)間變化規(guī)律。這種控制方式只能根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)控制，控制滯后問題的變化性能差，不能作為控制系統(tǒng)在正常情況下的主要方法。

1 基于模糊技術(shù)的自動(dòng)控制方法

1.1 介紹模糊控制技術(shù)

模糊控制方法是控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，通過近似推理和模糊控制器，系統(tǒng)控制的方法，這依賴于專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)或運(yùn)營商，開發(fā)一套模糊控制規(guī)則，從車輛檢測器、CO濃度傳感器和VI傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，模糊控制器的操作，控制指令，控制風(fēng)機(jī)的操作。

在要求完整的隧道控制系統(tǒng)中，不僅包括通風(fēng)控制子系統(tǒng)，但也包括交通控制子系統(tǒng)，照明控制子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)等等。這些子系統(tǒng)相互補(bǔ)充，可以互相配合使用，極大地限制每個(gè)子系統(tǒng)的功能。如在交通控制子系統(tǒng)，需要使用車輛檢測器可用于通風(fēng)控制子系統(tǒng)，央視屏幕分辨率也可以幫助通風(fēng)控制輔助決策的作用。這是該控制方案的一個(gè)重要特點(diǎn)，控制流程如圖1所示。

1.2 公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)

通風(fēng)系統(tǒng)由車站隧道監(jiān)控房間主控制器，隧道區(qū)域控制器、電氣控制柜、射流風(fēng)機(jī)風(fēng)扇，風(fēng)速和風(fēng)向，VI探測器探測器等。

設(shè)置在一氧化碳和煙霧穿透率檢測器，根據(jù)隧道通風(fēng)模式，一氧化碳濃度高和煙低透射率設(shè)置有限公司VI探測器，為快速、準(zhǔn)確、連續(xù)自動(dòng)測定一氧化碳濃度的隧道，隧道煙霧通過的所有數(shù)據(jù)，由區(qū)域控制器采集數(shù)據(jù)和監(jiān)控系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，起停控制提供了基礎(chǔ)參數(shù)的數(shù)據(jù)。

風(fēng)速和風(fēng)向是安裝在隧道探測器、自動(dòng)測定隧道與風(fēng)向平行，風(fēng)速數(shù)據(jù)隧道壁和測試操作的數(shù)據(jù)。

區(qū)域控制器，和通風(fēng)控制柜通過中間繼電器觸點(diǎn)輸出相連，以確保風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程控制，每組射流風(fēng)機(jī)（兩個(gè)），一個(gè)獨(dú)立的控制，盡量減少相互的影響。

射流風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制是一個(gè)風(fēng)扇作為一組兩個(gè)部分，分別返回每個(gè)狀態(tài)信號(hào)的風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，包括正向和反向的風(fēng)扇、停止、故障信號(hào)，采用相應(yīng)的輸入和輸出之間的電磁隔離措施。

使用jet使用公路隧道縱向通風(fēng)風(fēng)扇控制系統(tǒng)根據(jù)各種因素影響隧道通風(fēng)，確定射流風(fēng)機(jī)的開集，調(diào)整通風(fēng)率稀釋污染物濃度的隧道。風(fēng)扇開集短缺將導(dǎo)致隧道污染物的濃度，和開放的太多會(huì)造成能源浪費(fèi)，增加通風(fēng)運(yùn)營費(fèi)用。良好的通風(fēng)控制系統(tǒng)必須能夠滿足隧道空氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的條件下，最小化的數(shù)量。

公路隧道交通不僅在改變，時(shí)間和車輛行駛速度變化，這使得交通通過風(fēng)、氣流速度和相應(yīng)的污染物濃度變化，與此同時(shí)，與傳感器來檢測污染源影響的變化兩者之間存在有限的時(shí)間延遲，因此穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)計(jì)算不能解決上述問題，為了分析污染物的濃度時(shí)變過程，動(dòng)態(tài)控制隧道通風(fēng)，通風(fēng)控制系統(tǒng)必須建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的一個(gè)組成部分，這一問題建立了空氣動(dòng)力學(xué)模型、污染、交通模型和控制器模型。

2 控制軟件開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境

VC.net2003平臺(tái)開發(fā)，控制軟件采用實(shí)時(shí)監(jiān)控ACCESS2003輸出控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫備份。微軟Microsoft WindowsXP/7.0操作系統(tǒng)軟件的正常運(yùn)行。顯示分辨率：推薦使用1280×1024，超過24真彩色。

3 軟件運(yùn)行情況總結(jié)

從使用效果，軟件可以方便隧道通風(fēng)風(fēng)扇控制。設(shè)計(jì)結(jié)果也可以站起來的實(shí)際使用測試?；谀：刂频姆抡鏈y試中，模糊控制系統(tǒng)可以在污染物濃度在允許的范圍內(nèi)盡可能的達(dá)到目的，減少風(fēng)扇打開頻率，減少能源消耗。因此，軟件可以實(shí)現(xiàn)發(fā)展更好的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

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