JP2003003799A - Ventilation control device for road tunnel - Google Patents

Ventilation control device for road tunnel

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JP2003003799A
JP2003003799A JP2001232889A JP2001232889A JP2003003799A JP 2003003799 A JP2003003799 A JP 2003003799A JP 2001232889 A JP2001232889 A JP 2001232889A JP 2001232889 A JP2001232889 A JP 2001232889A JP 2003003799 A JP2003003799 A JP 2003003799A
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JP
Japan
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tunnel
wind speed
traffic
ventilation
jet
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Application number
JP2001232889A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Nakahori
一郎 中堀
Kazuo Maeda
和男 前田
Yuichi Koyake
裕一 古宅
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SOHATSU SYSTEM KENKYUSHO KK
Sohatsu Systems Laboratory Inc
Original Assignee
SOHATSU SYSTEM KENKYUSHO KK
Sohatsu Systems Laboratory Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ventilation control device for a tunnel having an entrance of concentrated exhaust air, which can minimize the amount of contaminated air leakage from the entrance, according to the fluctuation in wind velocity at a tunnel outlet port. SOLUTION: According to the control device, fluctuation in traffic over a short period of time passing through the tunnel is expected based on a measured value by a traffic sensor (3), and fluctuation in traffic ventilation power is expected based on the fluctuation in the traffic. Then, the fluctuation in the traffic ventilation power is adjusted by changing jet fan ventilation power, which is achieved by changing the number of activated jet fans (1), to thereby minimize the fluctuation in longitudinal wind velocity in the tunnel. In this manner, the longitudinal wind velocity in the tunnel can be stabilized irrespective of the fluctuation in the traffic over a short period of time. Under such circumstances, the intake wind velocity from the entrance, measured by an anemometer (5) can be easily maintained to a value close to a set wind velocity, by adjusting (velocity feedback-controlling) a concentrated exhaust air fan (2).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は坑口集中排気縦流換
気方式の道路トンネルにおいてトンネル内に設置された
ジェットファンと坑口集中排気ファンの換気制御装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ventilation control device for a jet fan and a wellhead centralized exhaust fan installed in a tunnel in a wellheaded central exhaust longitudinal ventilation type road tunnel.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常の集中排気縦流換気方式の道路トン
ネルの平常時換気制御ではトンネル内汚染濃度を基準値
以下に保つ制御が広くおこなわれてきた。この制御では
図1に示すように汚染濃度が高くなる集中排気坑付近に
汚染濃度センサ(VI計またはCO計)(4)を設置
し、トンネル入口に交通量センサ(3)を設置し、それ
らの計測値を制御装置(6)に入力しこれらの計測デー
タを用いた汚染濃度フィードバックと交通量フィードフ
ォワードを組み合わせてジェットファン(1)および集
中排気ファン(2)を制御する方法が広く用いられてき
た。しかしこの制御ではトンネル坑口(区間2)からの
汚染空気の漏れ出しを抑制することはむつかしい。トン
ネル坑口からの汚染空気の漏れ出し量を抑制する坑口集
中排気縦流換気方式では図2に示すようにトンネル内に
風速センサ(5)を設置し区間2における坑口からの吸
込み風速を基準値に保持するため、交通量センサ(3)
の計測量に基づいた可変の風速管理値をもうけ制御装置
(7)による風速フィードバック制御を用いて集中排気
ファン(2)を制御する方式により突風等による吹き抜
け現象を軽減する方式が提案されている。(文献1)し
かるにトンネル内の交通流は一様でなく変動するので、
交通流のピストン効果による換気力も常に変動する。こ
の影響による吹き抜け現象を排風機による風速フィード
バック制御のみで実施すると効果遅れ時間のため排風機
の変動が大きくなり、風速の変動も大きくなる。このた
め風速の最悪値を保証するためには区間における設定風
速を高くせざるをえずひいては電力量の増大をまねく。 (文献1)公開特許公報 特開2000−337100
2. Description of the Related Art In normal ventilation control of a road tunnel of a normal concentrated exhaust vertical flow ventilation system, control for keeping the concentration of pollution in the tunnel below a reference value has been widely performed. In this control, as shown in FIG. 1, a pollution concentration sensor (VI meter or CO meter) (4) is installed near the central exhaust pit where the pollution concentration is high, and a traffic volume sensor (3) is installed at the tunnel entrance. A method of controlling the jet fan (1) and the central exhaust fan (2) by combining the measured values of the above into the control device (6) and combining the pollutant concentration feedback and the traffic flow feedforward using these measured data is widely used. Came. However, with this control, it is difficult to suppress leakage of contaminated air from the tunnel wellhead (section 2). As shown in Fig. 2, a wind speed sensor (5) is installed in the tunnel and the intake wind speed from the well in the section 2 is used as the standard value in the well-exhausted centralized exhaust vertical flow ventilation system that suppresses the amount of contaminated air leaking from the well in the tunnel. Traffic sensor for holding (3)
A method has been proposed in which a variable wind speed control value based on the measured amount is used to control the central exhaust fan (2) by using the wind speed feedback control by the control device (7) to reduce the blow-through phenomenon due to gusts and the like. . (Reference 1) However, since the traffic flow in the tunnel is not uniform and fluctuates,
The ventilation force due to the piston effect of the traffic flow also fluctuates constantly. If the blow-through phenomenon due to this influence is carried out only by the wind speed feedback control by the exhaust fan, the fluctuation of the exhaust fan becomes large due to the effect delay time, and the fluctuation of the wind speed also becomes large. Therefore, in order to guarantee the worst value of the wind speed, the set wind speed in the section must be increased, which in turn leads to an increase in the amount of electric power. (Reference 1) Japanese Patent Laid-Open No. 2000-337100

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】道路上の交通量は1〜
15分という短期間にかなり変動することが知られてい
る。朝夕の通勤時のように短期間に交通量が急速に上昇
したり下降したりする。また高速道路では、隊列走行
(プラトゥーン)と呼ばれるひとかたまりの車群が時間
をおいて到着する現象や車速の上昇下降が繰り返し発生
するアコーディオン現象がしばしばみられる。このよう
な短期間の交通量の変動はトンネル内での交通換気力の
変動ひいては吹き抜け現象に直結する風速変動を引き起
こす。本発明では、このような短期間の交通変動による
風速変動を抑制しトンネル坑口からの汚染空気の漏れ出
し量を抑制する制御装置を提供することを目的としてい
る。
[Problems to be Solved by the Invention]
It is known to fluctuate considerably in a short period of 15 minutes. Traffic rises and falls rapidly in the short term, such as when commuting in the morning and evening. On highways, platooning is a phenomenon in which a group of vehicles arrive at a certain time and an accordion phenomenon in which vehicle speed repeatedly rises and falls. Such short-term fluctuations in traffic volume cause fluctuations in the ventilation capacity of the tunnel, and consequently fluctuations in the wind speed that are directly linked to the blow-through phenomenon. An object of the present invention is to provide a control device that suppresses wind speed fluctuations due to such short-term traffic fluctuations and suppresses the amount of leaking contaminated air from the tunnel wellhead.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に本発明ではトンネルを通過する交通量の短期間の変動
を交通量センサの計測値から予測し、これから交通換気
力の変動を予測し、この交通換気力の変動をジェットフ
ァンの運転台数を変化させることによるジェットファン
換気力の変動で調整しトンネル内の縦流風速の変動を小
さく抑制する。これにより交通量の短期間の変動にかか
わらずトンネル内縦流風速は安定する。一方区間2にお
ける坑口からの吸い込み風速は風速計によって計測され
設定風速を維持するように集中排気ファンの風量が調整
される。その構成例を図3および図4を用いて説明す
る。いまそのシステム構成を図3を用いて説明すると (イ)ジェットファン(1)を設ける (ロ)集中排気ファン(2)を設ける (ハ)交通量センサ(3)を設ける (ニ)風速センサ(5)を設ける (ホ)制御装置(8)を設ける (ヘ)交通量センサ(3)および風速センサ(4)の出
力を制御装置(8)に入力する。 (ト)制御装置(8)から出力されたジェットファン台
数に従ってジェットファン(1)を制御する。 (チ)制御装置(8)から出力された集中排気ファンの
風量に従って集中排気ファン(2)を制御する。 以上のように装置する。また図4におけるシステム構成
を説明すると (イ)ジェットファン(1)を設ける (ロ)集中排気ファン(2)を設ける (ハ)交通量センサ(3)を設ける (ニ)汚染濃度センサ(4)を設ける (ホ)風速センサ(5)を設ける (ヘ)制御装置(9)を設ける (ト)交通量センサ(3)、汚染濃度センサ(4)およ
び風速センサ(5)の出力を制御装置(9)に入力す
る。 (チ)制御装置(9)から出力されたジェットファン台
数に従ってジェットファン(1)を制御する。 (リ)制御装置(9)から出力された集中排気ファンの
風量に従って集中排気ファン(2)を制御する。 以上のように装置する。
In order to solve this problem, according to the present invention, short-term fluctuations in traffic volume passing through a tunnel are predicted from the measured values of a traffic sensor, and from this, fluctuations in traffic ventilation power are predicted. , The fluctuation of the traffic ventilation force is adjusted by the fluctuation of the jet fan ventilation force by changing the number of operating jet fans, and the fluctuation of the longitudinal wind velocity in the tunnel is suppressed to a small level. This stabilizes the longitudinal wind speed in the tunnel regardless of short-term fluctuations in traffic volume. On the other hand, the intake wind speed from the wellhead in section 2 is measured by the anemometer, and the air volume of the central exhaust fan is adjusted so as to maintain the set wind speed. An example of the configuration will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The system configuration will now be described with reference to FIG. 3. (a) Jet fan (1) is provided (b) Central exhaust fan (2) is provided (c) Traffic volume sensor (3) is provided (d) Wind speed sensor ( 5) is provided (e) The control device (8) is provided (f) The outputs of the traffic volume sensor (3) and the wind speed sensor (4) are input to the control device (8). (G) The jet fan (1) is controlled according to the number of jet fans output from the control device (8). (H) The central exhaust fan (2) is controlled according to the air volume of the central exhaust fan output from the control device (8). The apparatus is operated as described above. Further, the system configuration in FIG. 4 will be described. (A) A jet fan (1) is provided (b) A central exhaust fan (2) is provided (c) A traffic volume sensor (3) is provided (d) A pollution concentration sensor (4) (E) The wind speed sensor (5) is provided (f) The control device (9) is provided (g) The traffic volume sensor (3), the pollution concentration sensor (4), and the output of the wind speed sensor (5) are controlled by the control device ( Enter in 9). (H) The jet fan (1) is controlled according to the number of jet fans output from the control device (9). (I) The central exhaust fan (2) is controlled according to the air volume of the central exhaust fan output from the control device (9). The apparatus is operated as described above.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】制御装置の実施の形態を図5、図
6および図7を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a control device will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7.

【0006】[0006]

【実施の形態1】図5において制御装置(8)は交通量
センサ(3)、風速センサ(5)等からの計測データを
それぞれの計測周期ごとに入力して制御演算を行なう。
制御装置(8)は制御演算で得られるジェットファン台
数に従ってジェットファンの制御周期(通常5〜10
分)ごとにジェットファンの台数を制御する。また制御
装置(8)は制御演算で得られる集中排気ファンの制御
周期(通常1〜10分)ごとに集中排気ファンの風量を
制御する。制御装置(8)の内部構成を図5を用いて説
明すると (イ)排気比率(集中排気ファンの風量と区間1の風量
の比率)設定装置(801)を設ける なお排気比率設定装置(801)を坑口吸い込み風速設
定装置としてもよい。 (ロ)汚染濃度基準値設定装置(802)を設ける (ハ)長期交通量予測装置(803)を設ける (ニ)坑口吸込風速、集中排気ファン風量およびジェッ
トファン台数の基準値演算装置(804)を設ける (ホ)交通量センサ(3)の出力を長期交通量予測装置
(803)に入力する。 (ヘ)排気比率設定装置(801)汚染濃度基準値設定
装置(802)および長期交通量予測装置(803)の
出力を基準値演算装置(804)に入力する。 (ト)短期交通量予測装置(805)を設ける (チ)ジェットファン修正台数演算装置(806)を設
ける (リ)ジェットファン制御台数演算装置(807)を設
ける (ヌ)交通量センサ(3)の出力を短期交通量予測装置
(805)に入力する。 (ル)長期交通量予測装置(803)および短期交通量
予測装置(805)の出力をジェットファン修正台数演
算装置(806)に入力する。 (ヲ)ジェットファン修正台数演算装置(806)およ
びジェットファン台数基準値演算装置(804)の出力
をジェットファン制御台数演算装置(807)に入力す
る。 (ワ)ジェットファン制御台数演算装置(807)の出
力によりジェットファンの台数を制御する。 (カ)集中排気ファン風量変分演算装置(808)を設
ける (ヨ)集中排気ファン制御風量演算装置(809)を設
ける (タ)風速センサ(5)および坑口吸込風速基準値演算
装置(804)の出力を集中排気ファン風量変分演算装
置(808)に入力する。 (レ)集中排気ファン風量変分(吸込風速)による演算
装置(808)および集中排気ファン風量基準値演算装
置(804)の出力を集中排気ファン制御風量演算装置
(809)に入力する。 (ソ)集中排気ファン制御風量演算装置(809)の出
力により集中排気ファンの風量を制御する。
First Embodiment In FIG. 5, a control device (8) inputs measurement data from a traffic volume sensor (3), a wind speed sensor (5), etc. for each measurement cycle to perform control calculation.
The control device (8) controls the jet fan according to the number of jet fans obtained by the control calculation (normally 5 to 10).
Control the number of jet fans for each minute. Further, the control device (8) controls the air volume of the central exhaust fan for each control cycle (normally 1 to 10 minutes) of the central exhaust fan obtained by the control calculation. The internal configuration of the control device (8) will be described with reference to FIG. 5. (a) Exhaust gas ratio setting device (801) provided with an exhaust gas ratio (ratio of air volume of central exhaust fan and air volume of section 1) setting device (801) May be used as a wellhead suction wind speed setting device. (B) A pollution concentration reference value setting device (802) is provided (c) A long-term traffic volume prediction device (803) is provided (d) A reference value calculation device (804) for wellhead intake wind speed, concentrated exhaust fan airflow, and the number of jet fans (E) The output of the traffic volume sensor (3) is input to the long-term traffic volume prediction apparatus (803). (F) The outputs of the exhaust gas ratio setting device (801), the pollution concentration reference value setting device (802), and the long-term traffic volume prediction device (803) are input to the reference value calculation device (804). (G) Provide a short-term traffic volume prediction device (805) (h) Provide a jet fan correction number calculation device (806) (ri) Provide a jet fan control number calculation device (807) (nu) Traffic volume sensor (3) Is input to the short-term traffic volume prediction device (805). (L) The outputs of the long-term traffic volume prediction device (803) and the short-term traffic volume prediction device (805) are input to the jet fan correction number calculation device (806). (2) The outputs of the jet fan correction number calculation device (806) and the jet fan number reference value calculation device (804) are input to the jet fan control number calculation device (807). (W) The number of jet fans is controlled by the output of the computer for controlling the number of jet fans (807). (F) A central exhaust fan air flow rate variation calculation device (808) is provided. (Y) A central exhaust fan control air flow amount calculation device (809) is provided. (T) Wind speed sensor (5) and wellhead intake wind speed reference value calculation device (804). Is input to the central exhaust fan airflow variation calculation device (808). (E) The outputs of the arithmetic unit (808) and the central exhaust fan air amount reference value arithmetic unit (804) based on the variation of the central exhaust fan air amount (suction air velocity) are input to the central exhaust fan control air amount arithmetic unit (809). (So) The central exhaust fan control air volume is controlled by the output of the central exhaust fan control air volume calculation unit (809).

【0007】[0007]

【実施の形態2】実施の形態1を簡略にした他の形態を
実施の形態2に示す。実施の形態2は実施の形態1の制
御装置(8)の内部を簡略にしたものである。この形態
における制御装置(8)の内部構成を図6を用いて説明
すると (イ)排気比率設定装置(801)を設ける (ロ)汚染濃度基準値設置装置(802)を設ける (ハ)短期交通量予測装置(805)を設ける (ニ)坑口吸込風速、集中排気ファン風量およびジェッ
トファン台数の基準値演算装置(804)を設ける。 (ホ)交通量センサ(3)の出力を短期交通量予測装置
(803)に入力する。 (ヘ)排気比率設定装置(801)汚染濃度基準値設定
装置(802)および短期交通量予測装置(803)の
出力を基準値設定装置(804)に入力する。 (ト)基準値演算装置(804)の出力によりジェット
ファンの台数を制御する。 (チ)集中排気ファン風量変分演算装置(808)を設
ける。 (リ)集中排気ファン制御風量演算装置(809)を設
ける (ヌ)風速センサ(5)および坑口吸込風速基準値演算
装置(804)の出力を集中排気ファン風量変分演算装
置(808)に入力する。 (ル)基準排気ファン風量変分(吸込風速による)演算
装置(808)および集中排気ファン風量基準値演算装
置(804)の出力を集中排気ファン制御演算装置(8
09)に入力する。 (ヲ)集中排気ファン制御風量演算装置(809)の出
力により集中排気ファンの風量を制御する。
Second Embodiment Another embodiment of the first embodiment is shown in a second embodiment. The second embodiment is a simplified version of the control device (8) of the first embodiment. The internal configuration of the control device (8) in this mode will be described with reference to FIG. 6. (a) An exhaust gas ratio setting device (801) is provided (b) A pollution concentration reference value installation device (802) is provided (c) Short-term traffic Provided is a quantity predicting device (805) (d) A reference value calculating device (804) for the wellhead intake wind speed, concentrated exhaust fan airflow, and the number of jet fans. (E) The output of the traffic volume sensor (3) is input to the short-term traffic volume prediction device (803). (F) The outputs of the exhaust gas ratio setting device (801), the pollution concentration reference value setting device (802), and the short-term traffic volume prediction device (803) are input to the reference value setting device (804). (G) The number of jet fans is controlled by the output of the reference value calculation device (804). (H) A central exhaust fan air flow variation calculation device (808) is provided. (I) Provide a central exhaust fan control air flow calculation device (809) (e) Input the output of the wind speed sensor (5) and the wellhead suction wind speed reference value calculation device (804) to the central exhaust fan air flow variation calculation device (808) To do. (L) The output of the reference exhaust fan air volume variation (depending on the suction air speed) computing device (808) and the central exhaust fan air volume reference value computing device (804) is output to the central exhaust fan control computing device (8).
09). (2) Central exhaust fan control The air volume of the central exhaust fan is controlled by the output of the air volume calculation device (809).

【0008】[0008]

【実施の形態3】図7において制御装置(9)は交通量
センサ(3)、汚染濃度センサ(4)および風速センサ
(5)等からの計測データをそれぞれの計測周期ごとに
入力して制御演算を行なう。制御装置(9)は制御演算
で得られるジェットファン台数に従ってジェットファン
の制御周期(通常5〜10分)ごとにジェットファンを
制御する。また制御装置(9)は制御演算で得られる集
中排気ファンの制御周期(通常1〜10分)ごとに集中
排気ファンを制御する。制御装置(9)の内部構成を図
7を用いて説明すると (イ)排気比率設定装置(901)を設ける (ロ)汚染濃度基準値設定装置(902)を設ける (ハ)長期交通量予測装置(903)を設ける (ニ)坑口吸込風速、排気ファン風量およびジェットフ
ァン台数の基準値演算装置(904)を設ける (ホ)交通量センサ(3)の出力を長期交通量予測装置
(903)に入力する。 (ヘ)排気比率設定装置(901)汚染濃度基準値設定
装置(902)および長期交通量予測装置(903)の
出力を基準値演算装置(904)に入力する。 (ト)短期交通量予測装置(905)を設ける (チ)ジェットファン修正台数演算装置(906)を設
ける (リ)ジェットファン制御台数演算装置(907)を設
ける (ヌ)交通量センサ(3)の出力を短期交通量予測装置
(905)に入力する。 (ル)長期交通量予測装置(903)および短期交通量
予測装置(905)の出力をジェットファン修正台数演
算装置(906)に入力する。 (ヲ)ジェットファン修正台数演算装置(906)およ
びジェットファン台数基準値演算装置(904)の出力
をジェットファン制御台数演算装置(907)に入力す
る。 (ワ)ジェットファン制御台数演算装置(907)の出
力によりジェットファンの台数を制御する。 (カ)集中排気ファン風量変分(吸込風速)演算装置
(908)を設ける (ヨ)集中排気ファン制御風量演算装置(909)を設
ける (タ)集中排気ファン風量変分(汚染濃度)演算装置
(910)を設ける (レ)風速センサ(5)および坑口吸込風速基準値演算
装置(904)の出力を集中排気ファン風量変分(吸込
風速)演算装置(908)に入力する。 (ソ)汚染濃度センサ(4)および汚染濃度基準値設定
装置(902)の出力を集中排気ファン風量変分(汚染
濃度)演算装置(910)に入力する。 (ツ)集中排気ファン風量変分(吸込風速)演算装置
(908)集中排気ファン風量変分(汚染濃度)演算装
置(910)および集中排気ファン基準値演算装置(9
04)の出力を集中排気ファン制御風量演算装置(90
9)に入力する。 (ネ)集中排気ファン制御風量演算装置(909)の出
力により集中排気ファンの風量を制御する。
[Third Embodiment] In FIG. 7, a control device (9) controls by inputting measurement data from a traffic volume sensor (3), a pollution concentration sensor (4), a wind speed sensor (5) and the like for each measurement cycle. Calculate. The control device (9) controls the jet fans every control cycle (usually 5 to 10 minutes) of the jet fans according to the number of jet fans obtained by the control calculation. Further, the control device (9) controls the central exhaust fan for each control cycle (normally 1 to 10 minutes) of the central exhaust fan obtained by the control calculation. The internal configuration of the control device (9) will be described with reference to FIG. 7. (a) An exhaust gas ratio setting device (901) is provided (b) A pollution concentration reference value setting device (902) is provided (c) Long-term traffic volume prediction device (903) is provided (d) A reference value calculation device (904) for the well entrance suction wind speed, exhaust fan air flow rate and the number of jet fans is provided (e) The output of the traffic volume sensor (3) is supplied to the long-term traffic volume prediction device (903). input. (F) The output of the exhaust gas ratio setting device (901), the pollution concentration reference value setting device (902), and the long-term traffic volume prediction device (903) is input to the reference value calculation device (904). (G) Provide a short-term traffic volume prediction device (905) (h) Provide a jet fan correction number calculation device (906) (ri) Provide a jet fan control number calculation device (907) (nu) Traffic amount sensor (3) Is input to the short-term traffic volume prediction device (905). (L) The outputs of the long-term traffic volume prediction device (903) and the short-term traffic volume prediction device (905) are input to the jet fan correction number calculation device (906). (2) The outputs of the jet fan correction number calculation device (906) and the jet fan number reference value calculation device (904) are input to the jet fan control number calculation device (907). (W) The number of jet fans is controlled by the output of the control device for the number of jet fans (907). (F) Central exhaust fan air flow rate variation (suction air velocity) calculation device (908) is provided (yo) Central exhaust fan control air flow rate computation device (909) is provided (ta) Central exhaust fan air flow variation (pollution concentration) calculation device The output of the wind speed sensor (5) provided with (910) and the wellhead suction wind speed reference value calculation device (904) is input to the concentrated exhaust fan air flow rate variation (suction wind speed) calculation device (908). (So) The outputs of the pollution concentration sensor (4) and the pollution concentration reference value setting device (902) are input to the central exhaust fan airflow variation (pollution concentration) computing device (910). (T) Concentrated exhaust fan airflow variation (suction air velocity) calculation device (908) Centralized exhaust fan airflow variation (pollution concentration) calculation device (910) and centralized exhaust fan reference value calculation device (9)
04) output of centralized exhaust fan control air volume calculation device (90
Enter in 9). (D) Central exhaust fan control The air volume of the central exhaust fan is controlled by the output of the air volume calculation device (909).

【0009】[0009]

【実施例】本発明の実施例をトンネル換気シミュレーシ
ョンプログラムを用いたシミュレーション演算結果を用
いて説明する。この説明に用いたトンネル換気シミュレ
ーションプログラムは1)交通流モデル2)空気流モデ
ル3)汚染濃度モデルおよび4)換気機制御モデルから
構成されており、従来よりトンネル換気制御手法の開発
にもちいられてきたものと等価なものである。(文献
2,3) (文献2)“長大道路トンネルにおける新しい換気制御
法”植木源氏、中堀一郎、前田和男土木学会論文報告集
第265号 1977年9月 (文献3)“A New Ventilation M
ethod for the Kan−Etsu Ro
ad Tunnel”H,Ohashi,A.Mizu
no,I.Nakahori,M.Ueki,4th
International symposium o
n the Aerodynamics& Venti
lation of Vehicle Tunnel
s.March 23−25.1982 図8はシミュレーションに使用したトンネル緒元を示し
ている。図8はシミュレーションに入力された交通量変
動を示している。以下で説明する(実施例1)(実施例
2)および(実施例3)はいずれも図8のトンネル諸元
と図9の1時間交通量変動を使用する。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described with reference to simulation calculation results using a tunnel ventilation simulation program. The tunnel ventilation simulation program used for this explanation consists of 1) traffic flow model 2) air flow model 3) pollution concentration model and 4) ventilator control model, and has been used for the development of tunnel ventilation control methods. It is equivalent to (References 2 and 3) (Reference 2) "A New Ventilation Control Method in Long Road Tunnel" Gen Ueki, Ichiro Nakahori, Kazuo Maeda JSCE 265, 1977 (Reference 3) "A New Ventilation M"
method for the Kan-Etsu Ro
ad Tunnel "H, Ohashi, A. Mizu
no, I. Nakaori, M .; Ueki, 4 th
International symposium o
n the Aerodynamics & Venti
lation of Vehicle Tunnel
s. March 23-25.1982 Figure 8 shows the tunnel specifications used in the simulation. FIG. 8 shows the traffic volume fluctuation input to the simulation. In each of (Example 1), (Example 2), and (Example 3) described below, the tunnel specifications of FIG. 8 and the one-hour traffic volume fluctuation of FIG. 9 are used.

【0010】(実施例1)図10は換気機を一定運転し
た場合のシミュレーション演算結果を示している。図1
0−1は換気機の時間変動 図10−2はトンネル内風
速の時間変動を示している。図9に示すように交通流は
この1時間の前半で急増し、後半ではほぼ一定となって
いる。また1〜5分の交通流変動をもっている。換気機
はジェットファン、集中排気ファンともこの1時間は一
定に運転されている。ジェットファン台数および集中排
気ファンの換気風量は交通量の短時間最大値に対しても
坑口からの漏れ出し風速がないように決められている。
この結果、坑口からの漏れ出し風速はないものの交通流
の変動が出口風速に影響しており−0.8m/sから−
3.1m/sまで大きく変動することがわかる。
(Embodiment 1) FIG. 10 shows a simulation calculation result when a ventilation machine is operated at a constant speed. Figure 1
0-1 is the time variation of the ventilator. Figure 10-2 shows the time variation of the wind speed in the tunnel. As shown in FIG. 9, the traffic flow increased sharply in the first half of this hour and remained almost constant in the latter half. It also has a traffic flow fluctuation of 1 to 5 minutes. Both the jet fan and the central exhaust fan of the ventilator have been operating constantly for the past 1 hour. The number of jet fans and the ventilation air volume of the central exhaust fan are determined so that there is no wind velocity leaking from the wellhead even for the short-time maximum value of traffic volume.
As a result, although there is no leaking wind speed from the wellhead, fluctuations in traffic flow affect the exit wind speed, and from -0.8 m / s-
It can be seen that there is a large variation up to 3.1 m / s.

【0011】(実施例2)図11は風速フィードバック
により集中排気ファンを制御した場合のシミュレーショ
ン演算結果を示している。図11−1は換気機の時間変
動 図11−2はトンネル内風速の時間変動を示してい
る。集中排気ファンは可変ピッチファンであり最大風量
まで任意の風量を得ることができるとし、坑口風速をフ
ィードバックし5分毎に風量を変化させた。またジェッ
トファン台数は不変としている。風速のフィードバック
効果により集中排気ファンの風量は抑制されているもの
の、出口風速は−0.5m/sから−3.0m/sまで
大きく変動している。
(Embodiment 2) FIG. 11 shows a simulation calculation result when the central exhaust fan is controlled by wind speed feedback. Fig. 11-1 shows the time variation of the ventilator. Fig. 11-2 shows the time variation of the wind speed inside the tunnel. The central exhaust fan is a variable pitch fan, and it is possible to obtain an arbitrary air volume up to the maximum air volume, and the wind speed is fed back to change the air volume every 5 minutes. The number of jet fans is unchanged. Although the air volume of the centralized exhaust fan is suppressed by the feedback effect of the wind speed, the outlet wind speed fluctuates greatly from -0.5 m / s to -3.0 m / s.

【0012】(実施例3)図11は本発明の制御装置を
採用した場合のシミュレーション演算結果を示してい
る。ジェットファンは交通流の変動データから次の10
分間の交通流を予測し、交通換気力の変動を抑制するよ
うに10分の制御周期で台数制御されている。一方集中
排気ファンは出口風速を設定風速に保持するように5分
の制御周期で風量制御されている。この結果、出口もれ
出しは発生せず出口風速はほぼ設定風速の前後の範囲
(−0.5m/s〜−1.2m/s)に保持されてい
る。
(Embodiment 3) FIG. 11 shows a simulation calculation result when the control device of the present invention is adopted. The jet fan uses the fluctuation data of the traffic flow for the next 10
The number of vehicles is controlled at a control cycle of 10 minutes so as to predict the minute traffic flow and suppress the fluctuation of the traffic ventilation force. On the other hand, the central exhaust fan is air volume controlled at a control cycle of 5 minutes so that the outlet wind speed is maintained at the set wind speed. As a result, the leakage of the outlet does not occur, and the outlet wind speed is maintained in the range around the set wind speed (-0.5 m / s to -1.2 m / s).

【0013】[0013]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、坑口集中
排気縦流トンネルにおいて、交通流の短期的な変動によ
るトンネル坑口からのもれ出し風速をジェットファンと
集中排気ファンの適切に分担することによって基準値内
に保持することができ、トンネル坑口の環境を必要最小
限の電力量で守ることが可能となる。図12に示す(実
施例1)、(実施例2)および(実施例3)における電
力量比較においても本発明による制御の省電力効果が明
らかである。
As described above, according to the present invention, in the well-exposed centralized exhaust longitudinal flow tunnel, the jet fan and the concentrated exhaust fan appropriately share the leaking wind speed from the tunnel well due to short-term fluctuations in traffic flow. By doing so, it is possible to keep the value within the standard value, and it is possible to protect the environment of the tunnel well with the minimum amount of power required. The power saving effect of the control according to the present invention is also apparent in the power amount comparison in (Example 1), (Example 2) and (Example 3) shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の集中排気トンネルでの汚染濃度制御の構
成図
FIG. 1 Schematic diagram of conventional pollution concentration control in a concentrated exhaust tunnel

【図2】従来の坑口集中排気トンネルでのもれ出し風速
抑制制御の構成図
[Fig. 2] A block diagram of conventional leak-out wind speed suppression control in a wellhead concentrated exhaust tunnel

【図3】本発明のジェットファン付集中排気トンネルで
の坑口もれ出し風速抑制制御の構成図
FIG. 3 is a block diagram of a wind speed suppression control of a wellhead leak in a central exhaust tunnel with a jet fan according to the present invention.

【図4】本発明のジェットファン付集中排気トンネルで
の汚染濃度、坑口もれ出し風速抑制組合せ制御の構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of combined control of pollution concentration and well speed leaking out wind speed in a central exhaust tunnel with a jet fan of the present invention.

【図5】本発明の坑口もれ出し風速抑制の制御装置の内
部構成図
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a control device for suppressing wind speed of a wellhead leaking out according to the present invention.

【図6】本発明の坑口漏れ出し風速抑制の制御装置の他
の内部構成図
FIG. 6 is another internal configuration diagram of the control device for suppressing the wind speed of the wellhead leaking out according to the present invention.

【図7】本発明の汚染濃度、坑口もれ出し風速抑制組合
せ制御の制御装置の内部構成図
FIG. 7 is an internal configuration diagram of a control device for combined control of pollutant concentration and wellhead leak-out wind speed according to the present invention.

【図8】シミュレーションに使用したトンネル諸元[Figure 8] Tunnel specifications used for simulation

【図9】シミュレーションに入力された交通量変動[Figure 9] Traffic fluctuation input to the simulation

【図10】換気機一定運転のシミュレーション結果[Figure 10] Simulation result of constant ventilation operation

【図11】風速フィードバックにより集中排気ファンを
制御した場合のシミュレーション結果
FIG. 11: Simulation result when controlling the central exhaust fan by wind speed feedback

【図12】本発明のジェットファンおよび集中排気ファ
ンを制御した場合のシミュレーション結果
FIG. 12 is a simulation result when the jet fan and the central exhaust fan of the present invention are controlled.

【図13】各制御方式による電力量の比較FIG. 13: Comparison of electric energy by each control method

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ジェットファン 2・・・集中排気ファン 3・・・交通流センサ 4・・・汚染濃度センサ 5・・・風速センサ 6・・・従来のトンネル内汚染濃度制御装置 7・・・従来の汚染空気坑口もれ出し抑制制御装置 8・・・本発明の汚染空気坑口もれ出し抑制制御装置 9・・・本発明の汚染濃度制御付汚染空気坑口もれ出し
抑制制御装置 801・・・排気比率基準値設定装置 802・・・汚染濃度基準値設定装置 803・・・長期交通量予測装置 804・・・換気基準値演算装置 805・・・短期交通量予測装置 806・・・ジェットファン修正台数演算装置 807・・・ジェットファン台数演算装置 808・・・集中排気ファン風量変分(吸込風速)演算
装置 809・・・集中排気ファン風量演算装置 901・・・排気比率基準値設定装置 902・・・汚染濃度基準値設定装置 903・・・長期交通量予測装置 904・・・換気基準値演算装置 905・・・短期交通量予測装置 906・・・ジェットファン修正台数演算装置 907・・・ジェットファン台数演算装置 908・・・集中排気ファン風量変分(吸込風速)演算
装置 909・・・集中排気ファン風量演算装置 910・・・集中排気ファン風量変分(汚染濃度)演算
装置
1 ... Jet fan 2 ... Central exhaust fan 3 ... Traffic flow sensor 4 ... Pollution concentration sensor 5 ... Wind speed sensor 6 ... Conventional tunnel pollution control device 7 ... Conventional Control device 8 for preventing leaking of contaminated air well mouth ... Control device 9 for preventing leaking of contaminated air well mouth 9 ... Control device for preventing leakage of polluted air well mouth of the present invention 801 ... Exhaust ratio reference value setting device 802 ... Pollution concentration reference value setting device 803 ... Long-term traffic volume prediction device 804 ... Ventilation reference value calculation device 805 ... Short-term traffic volume prediction device 806 ... Jet fan correction Number calculation device 807 ... Jet fan number calculation device 808 ... Centralized exhaust fan air flow rate variation (suction wind speed) calculation device 809 ... Centralized exhaust fan air flow amount calculation device 901 ... Exhaust ratio reference value setting device 9 2 ... Pollution concentration reference value setting device 903 ... Long-term traffic volume prediction device 904 ... Ventilation reference value calculation device 905 ... Short-term traffic volume prediction device 906 ... Jet fan correction number calculation device 907 ... Jet fan number calculation device 908 ... Centralized exhaust fan air flow rate variation (suction air velocity) calculation device 909 ... Centralized exhaust fan air flow rate computation device 910 ... Centralized exhaust fan air flow rate variation (pollution concentration) computation device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トンネル内にジェットファンを設置し、さ
らに汚染空気を排気ファンによって坑口集中排気坑から
トンネル外に排出する集中排気縦流換気方式を採用する
道路トンネルにおいて、トンネルを通過する車両台数を
計測する交通量センサおよびトンネル内の風速を計測す
る風速センサを設置し、これらのセンサの出力を換気制
御装置に入力し、その換気制御装置の内部に30分〜6
0分程度の比較的長期の交通量を予測する手段をもう
け、この交通量による汚染物質の排出量および交通換気
力を推定する手段をもうけ別途設定される基準汚染濃度
および坑口からの吸い込み基準風速を保持するための、
ジェットファンの運転台数および排気ファンの風量を決
定する手段を有し、さらに交通量センサの計測値を利用
して1分〜15分程度の比較的短期の交通量を予測する
手段をもうけ、この短期交通量予測値と長期交通量予測
値の差異に基づく交通換気力の変化分に相当するジェッ
トファンの台数を演算してジェットファンの運転台数を
調整する交通量フィードフォワード制御と風速センサの
計測値を利用して排気ファンの風量により吸い込み基準
風速を保持する風速フィードバック制御とを組み合わせ
ることを特徴とする換気制御装置。
1. A road tunnel that employs a central exhaust longitudinal flow ventilation system in which a jet fan is installed in the tunnel and polluted air is exhausted from the well exit central exhaust to the outside of the tunnel by an exhaust fan, and the number of vehicles passing through the tunnel. A traffic volume sensor that measures the air flow rate and a wind speed sensor that measures the wind speed in the tunnel are installed, and the outputs of these sensors are input to the ventilation control device, and the ventilation control device has 30 minutes to 6 minutes inside.
A means for predicting a relatively long-term traffic volume of about 0 minutes is provided, and a means for estimating the pollutant emission amount and traffic ventilation capacity due to this traffic volume is provided. To hold the
It has a means for determining the number of jet fans operating and the air volume of an exhaust fan, and further has means for predicting a relatively short-term traffic volume of about 1 minute to 15 minutes using the measurement value of a traffic volume sensor. Traffic flow feed-forward control and measurement of wind speed sensor that adjusts the number of jet fans operating by calculating the number of jet fans corresponding to the change in traffic ventilation based on the difference between short-term traffic forecast and long-term traffic forecast A ventilation control device characterized by being combined with a wind speed feedback control that maintains a reference wind speed of suction by using the value of the exhaust fan.
【請求項2】トンネル内にジェットファンを設置し、さ
らに汚染空気を排気ファンによって坑口集中排気坑から
トンネル外に排出する集中排気縦流換気方式を採用する
道路トンネルにおいて、トンネルを通過する車両の台数
を計測する交通量センサおよびトンネル内の風速を計測
する風速センサを設置し、これらのセンサの出力を換気
制御装置に入力し、その換気制御装置の内部に、5分〜
10分程度の比較的短期の交通量を予測する手段をもう
け、この交通量による汚染物質の排気量および交通換気
力を推定する手段をもうけ別途設定される基準汚染濃度
および坑口からの吸い込み基準風速を保持するための、
ジェットファンの基準運転台数および排気ファンの基準
風量を決定する手段を有し、ジェットファンの運転台数
をこの基準運転台数とし、排気ファンの風量が風速セン
サの計測値を利用して排気ファンの風量により吸い込み
基準風速を保持する風速フィードバック制御により基準
風量から修正されることを特徴とする換気制御装置。
2. In a road tunnel adopting a central exhaust vertical flow ventilation system in which a jet fan is installed in the tunnel, and contaminated air is exhausted from the pit concentrated exhaust to the outside of the tunnel by an exhaust fan, a vehicle passing through the tunnel is installed. A traffic volume sensor that measures the number of vehicles and a wind speed sensor that measures the wind speed in the tunnel are installed, and the outputs of these sensors are input to the ventilation control device.
A means for predicting a relatively short-term traffic volume of about 10 minutes is provided, and a means for estimating the amount of pollutant emissions and the traffic ventilation capacity due to this traffic volume is provided. Standard pollutant concentration and standard wind speed for intake from the wellhead set separately. To hold the
It has means to determine the standard number of jet fans operating and the standard air volume of exhaust fans, and the number of jet fans operating is this standard operating number, and the volume of exhaust fans uses the measurement value of the wind speed sensor to measure the volume of exhaust fans. The ventilation control device is characterized in that the reference air volume is corrected by wind speed feedback control that maintains the intake reference wind speed.
【請求項3】トンネル内にジェットファンを設置し、さ
らに汚染空気を排気ファンによって坑口集中排気坑から
トンネル外に排出する集中排気縦流換気方式を採用する
道路トンネルにおいて、トンネルを通過する車両の台数
を計測する交通量センサ、トンネル内の風速を計測する
風速センサおよびトンネル内の汚染濃度センサを設置
し、これらのセンサの出力を換気制御装置に入力し、そ
の換気制御装置の内部に30分〜60分程度の比較的長
期の交通量を予測する手段をもうけ、この交通量による
汚染物質の排出量および交通換気力を推定する手段をも
うけ別途設定される基準汚染濃度および坑口からの吸い
込み基準風速を保持するための、ジェットファンの運転
台数および排気ファンの風量を決定する手段を有し、さ
らに交通量センサの計測値を利用して1分〜15分程度
の比較的短期の交通量を予測する手段をもうけ、この短
期交通量予測値と長期交通量予測値の差異に基づく交通
換気力の変化分に相当するジェットファンの台数を演算
してジェットファンの運転台数を調整する交通量フィー
ドフォワード制御、風速センサの計測値を利用して排気
ファンの風量により吸い込み基準風速を保持する風速フ
ィードバック制御および汚染濃度センサの計測値を利用
して排気ファンの風量によりトンネル内汚染濃度を保持
する汚染濃度フィードバック制御を組み合わせることを
特徴とする換気制御装置。
3. In a road tunnel adopting a central exhaust vertical flow ventilation system in which a jet fan is installed in the tunnel, and contaminated air is exhausted to the outside of the tunnel from the pit concentrated exhaust pit by an exhaust fan. A traffic volume sensor that measures the number of vehicles, a wind speed sensor that measures the wind speed in the tunnel, and a pollution concentration sensor in the tunnel are installed, and the outputs of these sensors are input to the ventilation control device, and the ventilation control device is used for 30 minutes. A means to predict relatively long-term traffic volume of about 60 minutes, and a means to estimate the amount of pollutants emitted by this traffic volume and the ventilation capacity of the traffic are set separately. In order to maintain the wind speed, it has a means for determining the number of jet fans operating and the air volume of the exhaust fan. Equipped with a means for predicting a relatively short-term traffic volume of about 1 to 15 minutes using measured values, which corresponds to the change in traffic ventilation based on the difference between the short-term traffic forecast and the long-term traffic forecast. Traffic flow feed-forward control to calculate the number of jet fans to operate and adjust the number of jet fans to be operated, wind speed feedback control to maintain the reference wind speed of suction by the air volume of exhaust fan using measured value of wind speed sensor, and pollution concentration sensor Ventilation control device characterized by combining pollutant concentration feedback control that maintains the pollutant concentration in the tunnel by the air volume of the exhaust fan using the measured value of.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014148877A (en) * 2013-02-04 2014-08-21 Toshiba Corp Tunnel ventilation control device and tunnel ventilation control method

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