CN112796817A - 一种隧道通风智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道通风智能控制系统，所述系统包括：火灾检测传感器、空气质量检测设备和中央处理器，所述火灾检测传感器和空气质量检测设备安装在隧道内，竖井与隧道内的通风管相连，使隧道内形成负压环境进行通风，所述火灾检测传感器检测隧道内的温度和烟雾浓度，检测到火灾发生后及时向中央处理器发送火灾信息，并启动隧道内自动消防系统，所述空气质量检测设备检测隧道内的空气中各种成分的浓度，将检测结果发送至中央处理器。本发明解决了现有隧道内通风不智能、能耗大、不节能、无法对隧道内空气环境进行检测预警的问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道通风控制技术领域，具体涉及一种隧道通风智能控制系统。
背景技术
随着基建的快速发展，隧道工程往往是整个工程的控制性工程，其主要原因是施工周期长、施工环境较差，施工中单向掘进进尺时间长；且除了隧道掌子面附近的污染物难以排出外，对隧道后面的施工区域带来二次污染，严重影响了隧道工程的施工进度和工人的健康；尤其是高原地区还存在着掌子面附近含氧量不足，导致施工作业设备效率下降，工人频繁更换或者携带较重供氧设备工作，严重影响隧道施工的效率。
传统的长大隧道施工通风方式主要采用的是平行导洞、斜井或者竖井等方式，施工周期长，效率较低；并且，施工中采用传统的有害气体和粉尘含量等测量方法效率低，成本高，也不够及时；而采用连续的通风方式保持施工隧道内的环境标准达标，显然效率较高；然而，随着隧道掘进长度的增加，隧道内的有害物质排放和稀释困难，通过增加辅助通风时间、增加辅助施工通风通道或依靠人工控制排放和稀释害物质比较困难，并且隧道内易产生有毒有害气体，对隧道内的空气质量无法进行实时检测，发生火灾时不能及时发出预警。并且由于隧道通风需要24小时开启通风设备，能源消耗较大，不能合理用于环境中的自然资源。可再生资源进行能源供应。
发明内容
为此，本发明提供一种隧道通风智能控制系统，以解决现有隧道内通风不智能、能耗大、不节能、无法对隧道内空气环境进行检测预警的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种隧道通风智能控制系统，所述系统包括：火灾检测传感器、空气质量检测设备和中央处理器，所述火灾检测传感器和空气质量检测设备安装在隧道内，竖井与隧道内的通风管相连，使隧道内形成负压环境进行通风，所述火灾检测传感器检测隧道内的温度和烟雾浓度，检测到火灾发生后及时向中央处理器发送火灾信息，并启动隧道内自动消防系统，所述空气质量检测设备检测隧道内的空气中各种成分的浓度，将检测结果发送至中央处理器。
进一步地，所述隧道内设置有通风管，通风管与竖井连通，形成负压抽风，所述通风管上安装有电磁阀门，所述电磁阀门与中央处理器连接，通过中央处理器控制电磁阀门的开合程度，调节隧道内通风风速。
进一步地，所述通风管的管壁上开设有多个通风孔。
进一步地，所述竖井的出风口安装有风轮，通过电机带动风轮转动，辅助进行负压抽风，所述风轮针对不同的负压风速进行转速调整。
进一步地，所述竖井内与风轮相邻安装有风速传感器，所述风速传感器检测竖井内的风速并与中央处理器连接，将采集的数据发送至中央处理器。
进一步地，所述系统还包括太阳能面板，所述太阳能面板将太阳能转化为电能，向风轮及隧道内的电器设备提供辅助电力支撑。
进一步地，所述火灾检测传感器安装在隧道内，所述火灾检测传感器包括：温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器测量竖井内的温度值，所述烟雾传感器检测通风管内是否有烟雾产生，温度传感器和烟雾传感器均与中央处理器连接。
进一步地，所述空气质量检测设备包括多种气体检测传感器，检测隧道内空气中的CO、CO2、NO、NO2、PM1、PM5、PM10，以及空气温度和空气湿度，检测结果发送至中央处理器。
进一步地，所述隧道内的自动消防系统包括喷淋器，发生火灾时，喷淋器开始喷水。
进一步地，所述中央处理器收集温度数据和烟雾检测数据，当发现温度异常升高并产生烟雾时，发出火灾报警信息，根据空气质量检测设备采集到的空气中各组分的浓度，与标准值进行比对，超出设定阈值后，发出报警信息，并控制风轮加快转动，稀释空气中超标成分的浓度，并启动自动消防系统，同时中央处理器将采集的数据存储在数据库中，对历史数据进行分析，训练预测模型，便于根据实时采集的数据提前发出预警。
本发明具有如下优点：
本发明公开了一种隧道通风智能控制系统，通过烟囱效应形成负压通风，同时通过风轮使负压抽风更加稳定，提升负压通风效果，设置太阳能面板，将太阳能转化为电能，为风轮和各种传感器供电，减少对传统电力的消耗，实现整体系统的节能。火灾检测传感器对隧道内是否发生火灾进行实时检测，及时发出报警，并启动自动消防系统，通过空气质量检测设备对隧道内的空气各个成分进行检测，对超标成分进行预警并及时进行稀释，避免对人体造成损害。利用采集的历史数据建立的预测模型能够及时针对采集的数据做出预判，提前预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种隧道通风智能控制系统的中央处理器连接示意图；
图2为本发明实施例提供的一种隧道通风智能控制系统结构示意图；
图中：1-风速传感器、2-火灾监测传感器、3-空气质量检测设备、4-中央处理器、5-风轮、6-竖井、7-通风管、8-太阳能面板、9-电磁阀门、10-喷淋器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例公开了一种隧道通风智能控制系统，所述系统包括：火灾检测传感器2、空气质量检测设备3和中央处理器4，所所述火灾检测传感器2和空气质量检测设备3安装在隧道内，竖井6与隧道内的通风管7相连，使隧道内形成负压环境进行通风，所述火灾检测传感器2检测隧道内的温度和烟雾浓度，检测到火灾发生后及时向中央处理器4发送火灾信息，所述空气质量检测设备3检测隧道内的空气中各种成分的浓度，将检测结果发送至中央处理器4。
隧道内设置有通风管7，通风管7与竖井6连通，形成负压抽风，所述通风管7上安装有电磁阀门9，所述电磁阀门9与中央处理器4连接，通过中央处理器4控制电磁阀门9的开合程度，调节隧道内通风风速，实现隧道的通风功能，及时将隧道内的有害气体排出。通风管7的管壁上开设有多个通风孔，多个通风孔能够促进快速排气通风。
竖井6的出风口安装有风轮5，通过电机带动风轮5转动，辅助进行负压抽风，所述风轮5针对不同的负压风速进行转速调整。风轮5在正常状态下保持低速运转，通风管7内安装有风速检测设备，当检测到负压风速发生变化时，改变风轮5转速。当负压风速变小，则加速转动风轮5，提升隧道内通风效果。竖井6内与风轮5相邻安装有风速传感器1，所述风速传感器1检测竖井内的风速并与中央处理器4连接，将采集的数据发送至中央处理器4。
通过设置太阳能面板8，将太阳能转化为电能，向风轮6及隧道内的电器设备提供辅助电力支撑，本实施例中，可以为风轮5提供电力供应，节省能源消耗。在有条件的区域能够利用地热能、风能、水能进行发电，提供更多的电力支持。通风管7上安装有电磁阀门9，所述电磁阀门9与中央处理器4连接，通过中央处理器4控制电磁阀门9的开合程度，调节隧道内通风风速。利用地热能、风能、水能进行发电，能够利用现有资源产生更多电力，降低对传统电离的消耗，使系统更加节能。
火灾检测传感器2安装在隧道内，所述火灾检测传感器2包括：温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器测量竖井6内的温度值，所述烟雾传感器检测通风管7内是否有烟雾产生，温度传感器和烟雾传感器均与中央处理器4连接。当温度传感器检测到温度异常升高，烟雾传感器检测到烟雾产生时，中央处理器4及时发出火灾报警信息。一旦检测到发生火灾，则对应位置及相邻位置的电磁阀门9关闭，避免火势蔓延，并启动隧道内自动消防系统，隧道内的自动消防系统包括喷淋器10，发生火灾时，喷淋器10开始喷水。
空气质量检测设备3包括多种气体检测传感器，检测隧道内空气中的CO、CO2、NO、NO2、PM1、PM5、PM10，以及空气温度和空气湿度，检测结果发送至中央处理器4。根据各个成分的浓度与标准值进行比对，判断是否超标，判断超标后发出报警信息，并加快风轮5转动，加快负压通风，稀释浓度超标气体。
中央处理器4收集温度数据和烟雾检测数据，当发现温度异常升高并产生烟雾时，发出火灾报警信息，根据空气质量检测设备3采集到的空气中各组分的浓度，与标准值进行比对，超出设定阈值后，发出报警信息，并控制风轮5加快转动，稀释空气中超标成分的浓度，并启动自动消防系统，同时中央处理器4将采集的数据存储在数据库中，对历史数据进行分析，训练预测模型，便于根据实时采集的数据提前发出预警。预测模型利用多组数据进行训练，并将实时产生的数据录入预测模型，不断更新数据库，使预测模型能适应实际状况，更加灵敏，提前进行预警。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：火灾检测传感器、空气质量检测设备和中央处理器，所述火灾检测传感器和空气质量检测设备安装在隧道内，竖井与隧道内的通风管相连，使隧道内形成负压环境进行通风，所述火灾检测传感器检测隧道内的温度和烟雾浓度，检测到火灾发生后及时向中央处理器发送火灾信息，并启动隧道内自动消防系统，所述空气质量检测设备检测隧道内的空气中各种成分的浓度，将检测结果发送至中央处理器。
2.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述隧道内设置有通风管，通风管与竖井连通，形成负压抽风，所述通风管上安装有电磁阀门，所述电磁阀门与中央处理器连接，通过中央处理器控制电磁阀门的开合程度，调节隧道内通风风速。
3.如权利要求2所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述通风管的管壁上开设有多个通风孔。
4.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述竖井的出风口安装有风轮，通过电机带动风轮转动，辅助进行负压抽风，所述风轮针对不同的负压风速进行转速调整。
5.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述竖井内与风轮相邻安装有风速传感器，所述风速传感器检测竖井内的风速并与中央处理器连接，将采集的数据发送至中央处理器。
6.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括太阳能面板，所述太阳能面板将太阳能转化为电能，向风轮及隧道内的电器设备提供辅助电力支撑。
7.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述火灾检测传感器安装在隧道内，所述火灾检测传感器包括：温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器测量竖井内的温度值，所述烟雾传感器检测通风管内是否有烟雾产生，温度传感器和烟雾传感器均与中央处理器连接。
8.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述空气质量检测设备包括多种气体检测传感器，检测隧道内空气中的CO、CO2、NO、NO2、PM1、PM5、PM10，以及空气温度和空气湿度，检测结果发送至中央处理器。
9.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述隧道内的自动消防系统包括喷淋器，发生火灾时，喷淋器开始喷水。
10.如权利要求1所述的一种隧道通风智能控制系统，其特征在于，所述中央处理器收集温度数据和烟雾检测数据，当发现温度异常升高并产生烟雾时，发出火灾报警信息，根据空气质量检测设备采集到的空气中各组分的浓度，与标准值进行比对，超出设定阈值后，发出报警信息，并控制风轮加快转动，稀释空气中超标成分的浓度，并启动自动消防系统，同时中央处理器将采集的数据存储在数据库中，对历史数据进行分析，训练预测模型，便于根据实时采集的数据提前发出预警。
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| CN113849998A (zh) * | 2021-09-25 | 2021-12-28 | 北京杜普信科技有限公司 | 一种基于bim的隧道火灾预警处理方法及系统 |
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