CN107288673A - 一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法 - Google Patents

一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法 Download PDF

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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids

Abstract

本发明涉及一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散布置多组射流风机和风速风向检测器，利用风速风向检测器对风速进行检测，根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制。所述射流风机的控制方法为：采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值，由控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制。本发明根据检测的风速历史数据以及其变化趋势，来控制射流风机的开启数量，实现通风效果，同时又能提高风机的使用寿命，减少能量消耗。

Description

一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法
技术领域
本发明涉及公路隧道通风领域，特别涉及一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法。
背景技术
隧道通风方式的种类很多，按车道空间的空气流动方式，大体上可以分为自然通风和机械通风两种方式。机械通风又分为纵向通风方式、半横向通风方式、全横向通风方式和组合通风方式4种，其中纵向通风方式又分为射流式通风、集中送入式通风、竖(斜)井送排风通风方式、竖(斜)井排除式通风以及静电吸尘式通风等；半横向通风方式分为送风半横向和排风半横向式通风。
有效的通风控制是实现隧道正常运营以及通风系统节能运行的重要措施。隧道通风系统的控制方式主要有两种：反馈控制法和固定程序法。
反馈控制法是根据传感器直接检测各种指标，将隧道内当前的各种指标与控制目标值进行比较，以不超过目标值为原则，经计算处理后给出控制信号对射流风机运行台数进行控制。我国许多隧道目前采用这种控制方法进行通风控制。但由于交通量随时变化，导致隧道内各种指标变化很大，因此，这种控制方法对风机的控制容易产生波动，启停频繁，不仅缩短风机使用寿命，还浪费大量电能。而且，由于检测数据反馈有时间延迟，可能会出现某项指标已经超标风机才增加开启数量，或者某项指标已经低于目标值但还未减少风机的开启数量，从而导致电能的浪费，导致通风效果不理想。
固定程序法不考虑各项指标的变化情况，而是按时间和区间预先编程程序来控制风机的运转，这种方法不能适应交通流和各指标的变化，主要用于市政公路隧道的通风控制中。
发明内容
本发明的目的就是提供一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，该方法根据检测的风速历史数据以及其变化趋势，来控制射流风机的开启数量，实现通风效果，同时又能提高风机的使用寿命，减少能量消耗。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散布置多组射流风机和风速风向检测器，利用风速风向检测器对风速进行检测，根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制；其特征在于，采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值，由控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制。
其中根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制的做法是：
采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值vn，采用控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制：
1)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，开启检测点前后各一组射流风机，若风机已经是开启状态，则再往前后顺延一组。
2)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变。
3)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，关闭检测点前后各一组射流风机，若风机已经是关闭状态，则再往前后顺延一组。
4)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变。
其中：vn：检测点此刻的风速值；
v0：目标风速值；
v1：n个采样周期前的检测点风速值；
kn：前n个采样周期至此刻的时间内检测点风速值的变化率；
Δt：采样周期；
附图说明
图1为本发明的流程框图；
图2为本发明实施例1的示意图；
图3为本发明实施例2的示意图；
图4为本发明中的隧道及其中布置的射流风机和风速风向检测器的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见附图1，一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散布置多组射流风机和风速风向检测器，利用风速风向检测器对风速进行检测，根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制。其中根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制的做法是：
采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值vn，采用控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制：
1)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，开启检测点前后各一组射流风机，若风机已经是开启状态，则再往前后顺延一组。
2)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变。
3)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，关闭检测点前后各一组射流风机，若风机已经是关闭状态，则再往前后顺延一组。
4)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变。
vn：检测点此刻的风速值；
v0：目标风速值；
v1：n个采样周期前的检测点风速值；
kn：前n个采样周期至此刻的时间内检测点风速值的变化率；
Δt：采样周期。
实施例1
参阅图2和图4，一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散多组射流风机和风速风向传感器。隧道通风方式采用全射流式纵向通风。由控制器根据风速风向检测器的检测值以及历史值通过数据处理对射流风机进行启停控制：
1)在tn时刻，检测得检测点的风速值为vn＝2.5m/s，n个采样周期前即t1时刻，检测点的风速值为v1＝4.0m/s。
2)由图2可知，tn时刻风速值vn小于目标风速值v0＝3.0m/s，且期间内风速值的变化率
3)开启检测点前后各一组射流风机，若风机已经是开启状态，则再往前后顺延一组。
vn：检测点此刻的风速值；
v0：目标风速值；
v1：n个采样周期前的检测点风速值；
kn：前n个采样周期至此刻的时间内检测点风速值的变化率；
Δt：采样周期。
实施例2
参阅图3和图4，一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散多组射流风机和风速风向传感器。隧道通风方式采用全射流式纵向通风。由控制器根据风速风向检测器的检测值以及历史值通过数据处理对射流风机进行启停控制：
1)在tn时刻，检测得检测点的风速值为vn＝3.5m/s，n个采样周期前即t1时刻，检测点的风速值为v1＝2.0m/s。
2)由图3可知，tn时刻风速值vn大于目标风速值v0＝3.0m/s，且期间内风速值的变化率
3)关闭检测点前后各一组射流风机，若风机已经是关闭状态，则再往前后顺延一组。
vn：检测点此刻的风速值；
v0：目标风速值；
v1：n个采样周期前的检测点风速值；
kn：前n个采样周期至此刻的时间内检测点风速值的变化率；
Δt：采样周期。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于风速的公路隧道节能通风控制方法，在隧道中从前至后依此分散布置多组射流风机和风速风向检测器，利用风速风向检测器对风速进行检测，根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制；其特征在于，采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值，由控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述根据检测结果由数据处理及控制系统对隧道内的射流风机的启停状态进行控制的具体做法是：
采集风速风向检测器检测隧道内某一点的风速检测值vn，采用控制器根据风速检测值以及由其历史数据计算出的变化率来对射流风机的启停进行控制：
1)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，开启检测点前后各一组射流风机，若风机已经是开启状态，则再往前后顺延一组；
2)当检测点的风速值vn＜v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变；
3)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，关闭检测点前后各一组射流风机，若风机已经是关闭状态，则再往前后顺延一组；
4)当检测点的风速值vn≥v0，且在前n个采样周期至此刻的时间内风速值的变化率时，射流风机的启闭状态不变；
其中：vn：检测点此刻的风速值；
v0：目标风速值；
v1：n个采样周期前的检测点风速值；
kn：前n个采样周期至此刻的时间内检测点风速值的变化率；
Δt：采样周期。
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