JP2005068762A - Tunnel ventilation control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、道路トンネル内に設けられたジェットファンや集塵機などを制御して換気を行う切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式に関する。 The present invention relates to a tunnel ventilation control system using a switching point for performing ventilation by controlling a jet fan or a dust collector provided in a road tunnel.
近年、自動車の排ガスによる大気汚染が顕著であり、特に、道路トンネルでは、排ガスが滞留しやすく、環境改善が強く望まれている。そのため、従来では、運転者の視界の確保による安全性や良好な運転環境を確保するために、内部にジェットファンや集塵機を配設している。従って、ジェットファンによってトンネル内に車両走行方向上流側から下流側への空気流動を生成すると共に、集塵機によってトンネル内の空気から煤塵、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)などの有害物質を除去することで、道路トンネル内の環境を改善することができる。 In recent years, air pollution due to exhaust gas from automobiles has been remarkable, and particularly in road tunnels, exhaust gas tends to stay and environmental improvement is strongly desired. For this reason, conventionally, a jet fan and a dust collector are disposed inside in order to ensure safety by securing the driver's field of view and a favorable driving environment. Therefore, the air flow from the upstream side to the downstream side in the vehicle running direction is generated in the tunnel by the jet fan, and harmful dust such as dust, carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOx) is generated from the air in the tunnel by the dust collector. Removing the material can improve the environment inside the road tunnel.
しかし、自動車交通が集中する大都市域のトンネルでは、入口及び出口からの大量の排ガスの漏洩による周辺環境の悪化が問題となる。そのため、上述した従来のトンネル換気装置では、トンネルの端部から汚染空気を排出しないために、上述したジェットファンと集塵機を併用してトンネルの端部からの汚染空気の漏出量を規制していた。
ところが、トンネルの端部からの汚染空気の漏出量を規制する換気装置では、交通量が非常に少ないときでも単にジェットファンと集塵機を併用して運転する必要があり、運転コストが高く、非経済的であった。 However, the ventilator that regulates the leakage of contaminated air from the end of the tunnel needs to be operated with a jet fan and dust collector even when the traffic volume is very low. It was the target.
本発明はこのような問題を解決するものであって、トンネル内空気の汚染による環境悪化を抑制すると共に運転コストの低減を図った切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式を提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide a tunnel ventilation control method using a switching point that suppresses environmental deterioration due to contamination of air in the tunnel and reduces operating costs. To do.
上述の目的を達成するための請求項1の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式は、集中排気トンネル換気設備において、トンネル内の車両通行量と該車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて該トンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算し、該切換ポイントに基づいてトンネル途中の排出通路から排気ガスを排気する集中排気換気方式と前記トンネルの一方から排気ガスを排気する縦流換気方式とに切り換える制御手段を設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of the first aspect is the vehicle exhaust amount in the tunnel and the large vehicle mixing ratio with respect to the vehicle traffic amount in the central exhaust tunnel ventilation facility. Based on the generated amount of smoke and the like in the tunnel based on the switching point, based on the switching point, exhaust gas is exhausted from one of the tunnel and a centralized exhaust ventilation system exhausting exhaust gas from the exhaust passage in the middle of the tunnel Control means for switching to the longitudinal flow ventilation system for exhausting is provided.
請求項2の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式では、トンネル内の車両通行量と該車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて該トンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算することにより、トンネル途中の排出通路に設けられた第2換気手段である送風機及び排風機を運転して汚染された排気ガスを排気する集中排気換気方式からトンネル坑道内に設けられた第1換気手段である送風機を運転して汚染された排気ガスを排気する縦流換気方式に切り換える制御手段を設けたことを特徴としている。 In the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention according to claim 2, switching is performed based on the amount of smoke generated in the tunnel based on the amount of vehicle traffic in the tunnel and the large vehicle mixing ratio with respect to the vehicle traffic. By calculating the point, it was provided in the tunnel tunnel from the centralized exhaust ventilation system that operates the blower and exhaust fan which are the second ventilation means provided in the exhaust passage in the tunnel and exhausts the polluted exhaust gas Control means for switching to a longitudinal ventilation system that exhausts contaminated exhaust gas by operating a blower that is a first ventilation means is provided.
請求項3の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式では、前記煤煙などの発生量を検出する汚染状態検出手段は、前記トンネル内の車両通行量と該車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて切換ポイントを演算する切換ポイント演算手段であり、前記制御手段は、該切換ポイントに基づいて前記第1換気手段と前記第2換気手段とを制御することを特徴としている。 In the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention according to claim 3, the contamination state detecting means for detecting the amount of generation of smoke or the like includes a vehicle traffic volume in the tunnel and a large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic volume. Switching point calculation means for calculating a switching point based on the switching point, wherein the control means controls the first ventilation means and the second ventilation means based on the switching points.
請求項4の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式では、前記制御手段は、前記切換ポイントが予め設定された設定切換ポイント以下のときは前記トンネル内の空気を車両走行方向の上流側から下流側に排出する前記縦流換気方式として、交通換気力による換気あるいはトンネル坑道内に設けられた前記第1換気手段の送風機を制御して運転する一方、前記切換ポイントが前記設定切換ポイントより大きいときはトンネル途中よりトンネル内の汚染物質を排出するために前記第2換気手段を作動させ、前記トンネル内の空気を前記排気通路方向に排出するように制御することを特徴としている。 In the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 4, the control means, when the switching point is less than or equal to a preset switching point, the air in the tunnel from the upstream in the vehicle traveling direction As the longitudinal ventilation method for discharging to the downstream side, the operation is performed by controlling the ventilation of the traffic ventilation force or the blower of the first ventilation means provided in the tunnel tunnel, while the switching point is larger than the set switching point. In some cases, the second ventilation means is operated to discharge the pollutant in the tunnel from the middle of the tunnel, and the air in the tunnel is controlled to be discharged in the direction of the exhaust passage.
請求項5の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式では、前記汚染状態検出手段は、前記トンネル内の煤煙量、窒素酸化物量、一酸化炭素量の汚染量を推定する推定手段であり、前記制御手段は、該汚染量に基づいて前記集中排気換気手段と前記縦流換気手段とを制御することを特徴としている。 In the tunnel ventilation control method using the switching point of the invention of claim 5, the contamination state detection means is an estimation means for estimating the amount of smoke, the amount of nitrogen oxides, the amount of carbon monoxide in the tunnel, The control means controls the concentrated exhaust ventilation means and the longitudinal flow ventilation means based on the contamination amount.
請求項6の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式では、前記制御手段は、前記汚染量が予め設定された切換判定値以下のときは前記トンネル内の空気を車両走行方向の上流側から下流側に排出するように前記縦流換気手段を制御し、前記汚染量が前記切換判定値より大きいときは前記集中排気換気手段を作動させると共に前記トンネル内の空気を前記排気通路方向に排出するように前記縦流換気手段を制御することを特徴とすることを特徴としている。 In the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 6, the control means causes the air in the tunnel to flow from the upstream side in the vehicle traveling direction when the amount of contamination is equal to or less than a preset switching determination value. The longitudinal ventilation means is controlled so as to be discharged downstream, and when the amount of contamination is larger than the switching determination value, the concentrated exhaust ventilation means is activated and air in the tunnel is discharged in the direction of the exhaust passage. Thus, the longitudinal flow ventilation means is controlled as described above.
請求項7の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式は、集中排気トンネル換気設備において、トンネル内の車両通行量と該車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて該トンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算することにより、トンネル途中の排出通路に設けられた第2換気手段である送風機及び排風機を運転して汚染された排気ガスを排気する集中排気換気方式からトンネル坑道内に設けられた第1換気手段である送風機を運転して汚染された排気ガスを排気する縦流換気方式に切り換える制御手段を設け、前記切換ポイントは下記数式
切換ポイント=交通量×{(1−大型車混入率)×小型車煤煙発生量
+大型車混入率×大型車煤煙発生量}
に基づいて算出されることを特徴とするものである。
The tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 7 is a centralized exhaust tunnel ventilation system, in which smoke or the like in the tunnel is determined based on a vehicle traffic volume in the tunnel and a large vehicle mixing ratio with respect to the vehicle traffic volume. From the centralized exhaust ventilation system that operates the blower and exhaust fan, which are the second ventilation means provided in the exhaust passage in the tunnel, to exhaust the polluted exhaust gas by calculating the switching point based on the amount of generated Control means for switching to a longitudinal ventilation system that operates a blower that is a first ventilation means provided in a tunnel tunnel to exhaust polluted exhaust gas is provided, and the switching point is expressed by the following formula: switching point = traffic volume × { (1-Large vehicle contamination rate) x Small vehicle smoke generation
+ Large vehicle contamination rate x Large vehicle smoke generation}
It is calculated based on this.
請求項1の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、トンネル内の車両通行量と車両通行量に対する大型車混入率とに基づいてトンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算し、この切換ポイントに基づいてトンネル途中の排出通路から排気ガスを排気する集中排気換気方式とトンネルの一方から排気ガスを排気する縦流換気方式とに切り換える制御手段を設けたので、トンネル内の空気があまり汚染されていないときには、内部空気を外部に排出する換気を行うことで、周辺環境を多大に悪化させることなく、空気浄化のための運転コストを低減して経済性を高めることができる一方、トンネル内の空気が汚染されて環境状態が悪いときには、汚染空気を浄化した後に外部に排出する換気を行うことで、トンネル内での運転環境を良好に維持すると共に、大量の汚染空気を一度に外部に排出することはなく、周辺環境の悪化を抑制することができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the first aspect of the invention, switching is performed based on the amount of smoke generated in the tunnel based on the amount of vehicle traffic in the tunnel and the large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic. Since the point is calculated, the control means to switch between the centralized exhaust ventilation system that exhausts exhaust gas from the exhaust passage in the middle of the tunnel and the longitudinal ventilation system that exhausts exhaust gas from one side of the tunnel based on this switching point, When the air in the tunnel is not very polluted, ventilation that exhausts the internal air to the outside reduces the operating cost for air purification and increases the economic efficiency without greatly deteriorating the surrounding environment. On the other hand, when the air in the tunnel is contaminated and the environmental condition is bad, it is necessary to ventilate the exhausted air after purifying the contaminated air. The operating environment within Le while maintaining good not be discharged to the outside at one time a large amount of contaminated air, it is possible to suppress the deterioration of the surrounding environment.
請求項2の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、トンネル内の車両通行量と車両通行量に対する大型車混入率とに基づいてトンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算することにより、トンネル途中の排出通路に設けられた第2換気手段である送風機及び排風機を運転して汚染された排気ガスを排気する集中排気換気方式からトンネル坑道内に設けられた第1換気手段である送風機を運転して汚染された排気ガスを排気する縦流換気方式に切り換える制御手段を設けたので、トンネル内の空気があまり汚染されていないときには、内部空気を外部に排出する換気を行うことで、周辺環境を多大に悪化させることなく、空気浄化のための運転コストを低減して経済性を高めることができる一方、トンネル内の空気が汚染されて環境状態が悪いときには、汚染空気を浄化した後に外部に排出する換気を行うことで、トンネル内での運転環境を良好に維持すると共に、大量の汚染空気を一度に外部に排出することはなく、周辺環境の悪化を抑制することができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 2, switching is performed based on the amount of smoke generated in the tunnel based on the amount of vehicle traffic in the tunnel and the large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic. By calculating the point, it was provided in the tunnel tunnel from the centralized exhaust ventilation system that operates the blower and exhaust fan which are the second ventilation means provided in the exhaust passage in the tunnel and exhausts the polluted exhaust gas Control means to switch to the longitudinal ventilation system that operates the blower that is the first ventilation means to exhaust the polluted exhaust gas is provided, so when the air in the tunnel is not very polluted, the internal air is discharged to the outside By performing ventilation, the operating cost for air purification can be reduced and the economy can be improved without greatly deteriorating the surrounding environment. When air is polluted and the environmental conditions are bad, ventilation that exhausts outside after purifying the polluted air maintains a good operating environment in the tunnel and discharges a large amount of polluted air to the outside at once. The deterioration of the surrounding environment can be suppressed.
請求項3の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、煤煙などの発生量を検出する汚染状態検出手段をトンネル内の車両通行量と車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて切換ポイントを演算する切換ポイント演算手段とし、制御手段がこの切換ポイントに基づいて第1換気手段と第2換気手段とを制御するようにしたので、汚染頻度の異なる車両の種類に応じた切換ポイントを演算することで、トンネル内の汚染状態を高精度に検出して第1換気手段と第2換気手段とを適正に切り換え、周辺環境の悪化を確実に抑制することができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 3, the contamination state detection means for detecting the generation amount of smoke or the like is based on the vehicle traffic volume in the tunnel and the large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic volume. Switching point calculation means for calculating the switching point, and the control means controls the first ventilation means and the second ventilation means based on the switching point, so that the switching according to the type of vehicle having a different contamination frequency. By calculating the point, it is possible to detect the contamination state in the tunnel with high accuracy and appropriately switch between the first ventilation means and the second ventilation means, and reliably suppress deterioration of the surrounding environment.
請求項4の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、制御手段は、切換ポイントが予め設定された設定切換ポイント以下のときはトンネル内の空気を車両走行方向の上流側から下流側に排出する前記縦流換気方式として、交通換気力による換気あるいはトンネル坑道内に設けられた第1換気手段の送風機を制御して運転する一方、切換ポイントが設定切換ポイントより大きいときはトンネル途中よりトンネル内の汚染物質を排出するために第2換気手段を作動させ、トンネル内の空気を排気通路方向に排出するように制御するので、汚染空気を確実に浄化して排出通路から排出ことができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 4, the control means allows the air in the tunnel to flow downstream from the upstream side in the vehicle traveling direction when the switching point is equal to or less than the preset switching point. As the longitudinal ventilation system that discharges to the side, the vehicle is operated by controlling ventilation of traffic ventilation or the blower of the first ventilation means provided in the tunnel tunnel, while the switching point is larger than the set switching point In order to discharge the pollutant in the tunnel more, the second ventilation means is operated and the air in the tunnel is controlled to be discharged in the direction of the exhaust passage, so that the contaminated air can be purified and discharged from the discharge passage. it can.
請求項5の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、汚染状態検出手段をトンネル内の煤煙量、窒素酸化物量、一酸化炭素量の汚染量を推定する推定手段とし、制御手段がこの汚染量に基づいて集中排気換気手段と縦流換気手段とを制御するようにしたので、汚染の原因を直接推定することで、トンネル内の汚染状態を高精度に検出して第1換気手段と第2換気手段とを適正に制御し、周辺環境の悪化を確実に抑制することができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 5, the pollution state detection means is an estimation means for estimating the amount of smoke, nitrogen oxide, carbon monoxide in the tunnel, and the control means Has controlled the centralized exhaust ventilation means and the longitudinal flow ventilation means on the basis of the amount of contamination, so by directly estimating the cause of the contamination, the contamination state in the tunnel can be detected with high accuracy and the first ventilation. By appropriately controlling the means and the second ventilation means, it is possible to reliably suppress the deterioration of the surrounding environment.
請求項6の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、制御手段は、汚染量が予め設定された切換判定値以下のときはトンネル内の空気を車両走行方向の上流側から下流側に排出するように縦流換気手段を制御し、汚染量が切換判定値より大きいときは集中排気換気手段を作動させると共にトンネル内の空気を排気通路方向に排出するように縦流換気手段を制御するようにしたので、トンネル内の汚染状態を高精度に検出して集中排気換気手段と縦流換気手段とを適正に切り換え、周辺環境の悪化を確実に抑制することができる。 According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the sixth aspect of the invention, the control means causes the air in the tunnel to flow from the upstream side in the vehicle traveling direction to the downstream side when the amount of contamination is equal to or less than a preset switching determination value. The vertical flow ventilation means is controlled so as to be discharged to the side, and when the amount of contamination is larger than the switching judgment value, the centralized exhaust ventilation means is operated and the air in the tunnel is discharged in the direction of the exhaust passage. Since the control is performed, it is possible to detect the contamination state in the tunnel with high accuracy and appropriately switch between the concentrated exhaust ventilation means and the longitudinal ventilation means, thereby reliably suppressing deterioration of the surrounding environment.
請求項7の発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式によれば、トンネル内の車両通行量と車両通行量に対する大型車混入率とに基づいてトンネル内の煤煙などの発生量を基に切換ポイントを演算することにより、トンネル途中の排出通路に設けられた第2換気手段である送風機及び排風機を運転して汚染された排気ガスを排気する集中排気換気方式からトンネル坑道内に設けられた第1換気手段である送風機を運転して汚染された排気ガスを排気する縦流換気方式に切り換える制御手段を設け、切換ポイントを、
切換ポイント=交通量×{(1−大型車混入率)×小型車煤煙発生量
+大型車混入率×大型車煤煙発生量}
に基づいて算出するようにしたので、トンネル内の空気があまり汚染されていないときには、内部空気を外部に排出する換気を行うことで、周辺環境を多大に悪化させることなく、空気浄化のための運転コストを低減して経済性を高めることができる一方、トンネル内の空気が汚染されて環境状態が悪いときには、汚染空気を浄化した後に外部に排出する換気を行うことで、トンネル内での運転環境を良好に維持すると共に、大量の汚染空気を一度に外部に排出することはなく、周辺環境の悪化を抑制することができ、また、トンネル内の空気の汚染状態を切換ポイントとして適正に把握することができる。
According to the tunnel ventilation control system using the switching point of the invention of claim 7, switching is performed based on the amount of smoke generated in the tunnel based on the amount of vehicle traffic in the tunnel and the large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic. By calculating the point, it was provided in the tunnel tunnel from the centralized exhaust ventilation system that operates the blower and exhaust fan which are the second ventilation means provided in the exhaust passage in the tunnel and exhausts the polluted exhaust gas A control means for switching to a longitudinal ventilation system that exhausts exhausted exhaust gas by operating a blower that is a first ventilation means is provided.
Switching point = Traffic volume x {(1-Large car mix rate) x Small vehicle smoke generation
+ Large vehicle contamination rate x Large vehicle smoke generation}
Therefore, when the air in the tunnel is not very polluted, ventilation for exhausting the internal air to the outside can be used for air purification without greatly deteriorating the surrounding environment. While operating costs can be reduced and the economy can be improved, when the air in the tunnel is contaminated and the environmental conditions are poor, the operation is performed in the tunnel by purifying the contaminated air and then venting it to the outside. While maintaining a good environment, a large amount of polluted air is not discharged to the outside at once, it is possible to suppress the deterioration of the surrounding environment, and properly grasp the air pollution status in the tunnel as a switching point can do.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1に本発明の第1実施例に係る切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a tunnel ventilation control system using a switching point according to a first embodiment of the present invention.
第1実施例のトンネル換気制御装置において、図1に示すように、車両11が走行する道路12の途中には所定長さのトンネル13が設けられている。このトトンネル13は、車両11が図1にて左方の入口部14から入り、右方の出口部15から出るような一方通行区間であり、この道路12及びトンネル13に隣接して車両11が逆方向に走行できる図示しない道路及びトンネルが設けられている。
In the tunnel ventilation control apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
このトンネル13の天井部には複数のジェットファン(送風ファン)16が所定間隔をおいて取付けられている。このジェットファン16は図示しない駆動モータにより正転駆動及び逆転駆動可能であって、トンネル13内の空気を車両走行方向上流側あるいは下流側へ流動することができる。また、トンネル13の上方には排気ダクト(排気通路)17が設けられており、一端部がトンネル13における車両走行方向下流側の天井部に形成された開口部18に連通し、他端部に大気開口部19が形成され、この大気開口部19に排風ファン20及び集塵機21が装着されている。
A plurality of jet fans (blower fans) 16 are attached to the ceiling portion of the
この排風ファン20はトンネル13内の空気(自動車排ガス)を開口部18から排気ダクト17に吸引するためのものであって、また、集塵機21は排気ダクト17に吸引した空気から煤塵などの有害物質を収集除去するものであり、例えば、濾過フィルタや電気集塵機などである。
This exhaust fan 20 is for sucking the air (automobile exhaust gas) in the
そして、本実施例のトンネル換気制御装置では、換気制御装置22が、トンネル13内の車両通行量と大型車混入率とから演算された煤煙ポイント(切換ポイント)に基づいてジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御し、トンネル換気方法を変更可能となっている。
And in the tunnel ventilation control apparatus of a present Example, the ventilation control apparatus 22 is based on the smoke point (switching point) calculated from the vehicle traffic in the
即ち、第1換気方法としての縦流換気方式は、図1にて白抜き矢印で表すものであり、走行車両11によりトンネル13の出口部15側に流動する空気と合わせて各ジェットファン16を正転駆動し、トンネル13内の空気を車両11の走行方向下流側へ流動することで、出口部15から排出する一方、上流側の入口部14から外部空気を取り入れる。この第1換気方法は、トンネル13内の車両通行量が比較的少なくて空気の汚染状態がそれ程悪くないときに適用され、トンネル13内の汚染空気を単に外部に排出することで排気ガスの滞留を抑制している。
That is, the longitudinal ventilation method as the first ventilation method is represented by a white arrow in FIG. 1, and each
また、第2換気方法としての集中排気換気方式は、図1にて白抜き矢印を黒塗り矢印に切り換えて表すものであり、走行車両11によりトンネル13の出口部15側に流動する空気に対抗して各ジェットファン16を逆転駆動し、トンネル13内の空気を中心側に流動、つまり、内部空気が出口部15から出ないようにすると共に、排風ファン20及び集塵機21を駆動してトンネル13内の空気を開口部18から排気ダクト17に吸引することで、集塵機21によりこの吸引した汚染空気から有害物質を収集除去し、清浄空気を大気開口部19から外部に排出する一方、トンネル13の入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れる。この第2換気方法は、トンネル13内の車両通行量が多くて空気の汚染状態が悪いときに適用され、トンネル13内の汚染空気を浄化してから外部に排出することで大量の汚染空気の一括排出を防止している。
Further, the concentrated exhaust ventilation system as the second ventilation method is represented by switching the white arrow in FIG. 1 to the black arrow, and counters the air flowing to the
そして、換気制御装置22は、煤煙ポイント演算部(汚染状態検出手段、煤煙ポイント演算手段)23と切換判定部(制御手段)24と切換操作部25とを有している。煤煙ポイント演算部23は、トンネル13内の車両通行量とこの車両通行量に対する大型車混入率とに基づいて煤煙ポイントを演算するものであり、トンネル13の入口部14には交通量計測センサ26が設けられている。従って、この交通量計測センサ26は、トンネル13に入る車両11における全体の交通量と大型車交通量とをカウントして煤煙ポイント演算部23に計測データを送信し、煤煙ポイント演算部23は全体の交通量に対する大型車混率を演算し、下記数式に基づいて煤煙ポイントを演算する。
The ventilation control device 22 includes a smoke point calculation unit (contamination state detection means, smoke point calculation means) 23, a switching determination unit (control means) 24, and a
煤煙ポイント=交通量×{(1−大型車混入率)×小型車煤煙発生量
+大型車混入率×大型車煤煙発生量}
ここで、交通量とは、一定時間当たりの車両通行台数(台/h)であり、大型車混入率とは、一定時間当たりの車両通行台数に対する大型車通行台数の割合であり、小型車煤煙発生量及び大型車煤煙発生量とは、1台の小型車あるいは大型車が所定距離走行したときに排出する煤煙量(m2/km・Veh)であり、一般に、小型車煤煙発生量の平均値は0.2、大型車煤煙発生量の平均値は2.2と設定されている。
Smoke point = Traffic volume x {(1-Large car mix rate) x Small car smoke generation
+ Large vehicle contamination rate x Large vehicle smoke generation}
Here, the traffic volume is the number of vehicles traveling per unit of time (units / h), and the large vehicle mixing rate is the ratio of the number of large vehicles traveling to the number of vehicles traveling per unit of time. The amount of smoke and the amount of smoke generated from a large vehicle is the amount of smoke (m 2 / km · Veh) emitted when a small vehicle or large vehicle travels a predetermined distance. In general, the average value of the amount of smoke generated from a small vehicle is 0 .2. The average value of large vehicle smoke generation is set at 2.2.
切換判定部24は、煤煙ポイント演算部23により算出された煤煙ポイントと予め設定された切換煤煙ポイントとを比較し、その大小比較により第1換気方法と第2換気方法とを切り換えるものである。この切換煤煙ポイントは、トンネル13内での車両11の交通量が想定される条件の交通量時にトンネル13の出口部15からの煤煙漏出量に基づいて設定される。
The switching
即ち、前述した第2換気方法では、トンネル13内の空気を中心側に流動して排気ダクト17に吸引し、集塵機21により浄化して外部に排出する一方、入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れるため、トンネル13内の車両通行量が多くて汚染状態が悪いときはトンネル13内の空気を十分に浄化できる。ただし、トンネル13内には車両11が常時走行して出口部15側への走行風が発生するため、この第2換気方法であっても、トンネル内の汚染空気の一部が出口部15から漏出拡散してしまう。そこで、トンネル13内での車両11の交通量が多い時間帯でどの程度の煤煙漏出量があるかを演算し、この煤煙漏出量に基づいて切換判定値を設定する。つまり、車両11の交通量が多い時間帯、例えば、14〜15時の計測データから、交通量が1461(台/h)、大型車混入率が27.1%であると、煤煙ポイントは、
煤煙ポイント=1461×{(1−0.271 )×0.2 +0.271 ×2.2 ≒1084
となる。そして、このときの出口部15から漏出率が約28.0%であるため、この煤煙漏出量に相当する煤煙ポイントは、1084×0.28=303.52となり、約300と切換煤煙ポイントを設定することができる。
That is, in the second ventilation method described above, the air in the
Smoke point = 1461 x {(1-0.271) x 0.2 +0.271 x 2.2 ≒ 1084
It becomes. Since the leakage rate from the
従って、トンネル13の交通量が多くて汚染状態が悪いときには、煤煙ポイント300相当の煤煙の量が外部に漏出しているものであり、切換判定部24は、トンネル13内の煤煙ポイントがこの切換煤煙ポイント(300)以下のときは、第1換気方法を選択し、煤煙ポイントがこの切換煤煙ポイントより大きいときは第2換気手段を選択するようにしている。
Therefore, when the traffic volume of the
そして、切換操作部25は、切換判定部24が選択した第1換気方法あるいは第2換気方法に対応してジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御するものである。
And the switching
このように構成された本実施例のトンネル換気制御装置では、換気制御装置22がトンネル13に入る車両11の交通量及び大型車交通量に基づいて煤煙ポイントを演算し、この煤煙ポイントと交通量が想定される条件の交通量時にトンネル13からの煤煙漏出量に基づいて設定された切換煤煙ポイント(設定切換ポイント)とを比較し、トンネル13内の煤煙ポイントがこの切換煤煙ポイント以下のときは、第1換気方法を選択して大きいときは第2換気手段を選択し、各換気方法に対応してジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御する。
In the tunnel ventilation control device of the present embodiment configured as described above, the ventilation control device 22 calculates the smoke point based on the traffic volume of the
即ち、トンネル13内の煤煙ポイントが切換煤煙ポイント以下のときは、トンネル13内の空気があまり汚染されていないということであり、各ジェットファン16を正転駆動してトンネル13内の空気を出口部15から排出する一方、入口部14から外部空気を取り入れ、トンネル13内での汚染空気の滞留を抑制する。この場合、トンネル13内を走行する車両11が少ないために排気ガスの排出量も少なく、浄化処理を行うことなく外部に排出しても周辺環境を悪化させることはなく、排風ファン20や集塵機21も駆動する必要がなくなって運転コストを低減して経済性を高めることができる。
That is, when the smoke point in the
一方、トンネル13内の煤煙ポイントが切換煤煙ポイントより大きいときは、トンネル13内の空気が汚染されて環境状態が良くないと判定されたということであり、ジェットファン16を逆転駆動してトンネル13内の空気を中心側に流動し、排風ファン20及び集塵機21を駆動してトンネル13内の空気を開口部18から排気ダクト17に吸引し、集塵機21により有害物質を収集除去した後に外部に排出する一方、トンネル13の入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れ、トンネル13内の汚染空気を浄化する。そのため、トンネル13内を走行する多数の車両11から排出される排気ガスを浄化処理してから排出することで、トンネル13内での運転環境を良好に維持する一方で、煤塵等を含んだ大量の汚染空気を外部に排出することはなく、周辺環境の悪化を抑制することができる。
On the other hand, when the smoke point in the
従って、トンネル13内の交通量が多い昼間の時間帯、特に大型車の混入率の高い朝、夕、夜の各時間帯では、トンネル13内の排気ガスを浄化処理することで運転環境を良好に維持でき、トンネル13内の交通量が少ない夜間の各時間帯や高速道路が建設されて間もない時期では、トンネル13内の排気ガスが少ないために外部に排出しても周辺環境を多大に悪化させることはなく、運転コストを低減できる。そして、煤煙の排出量が異なる車種に応じた煤煙ポイントにより切換判定することで、トンネル13の汚染状態を高精度に検出して適正な切換制御を可能とすることができる。
Therefore, in the daytime hours when there is a lot of traffic in the
なお、上述の実施例では、第1換気方法と第2換気方法とを切り換えるために設定した切換煤煙ポイントは、トンネル13の使用環境に応じて変化するものであり、事前にトンネルの交通量、大型車混入率、煤煙漏出率(量)等を測定することで、トンネル環境に対して適正な切換煤煙ポイントを設定する必要がある。
In the above-described embodiment, the switching smoke point set for switching between the first ventilation method and the second ventilation method changes according to the usage environment of the
図2に本発明の第2実施例に係る切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式の概略構成を示す。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 2 shows a schematic configuration of a tunnel ventilation control system using a switching point according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
第2実施例のトンネル換気制御装置では、図2に示すように、換気制御装置31が、トンネル13内の計測あるいは推定した煤煙量に基づいてジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御し、トンネル換気方法を変更可能となっている。
In the tunnel ventilation control apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, the ventilation control apparatus 31 controls the
即ち、第1換気方法は図1にて白抜き矢印で表すものであり、走行車両11によりトンネル13の出口部15側に流動する空気と合わせて各ジェットファン16を正転駆動し、トンネル13内の空気を車両11の走行方向下流側へ流動することで、出口部15から排出する一方、上流側の入口部14から外部空気を取り入れる。この第1換気方法は、トンネル13内の車両通行量が比較的少なくて空気の汚染状態がそれ程悪くないときに適用され、トンネル13内の汚染空気を単に外部に排出することで排気ガスの滞留を抑制している。
That is, the first ventilation method is represented by a white arrow in FIG. 1, and each
また、第2換気方法は図1にて白抜き矢印を黒塗り矢印に切り換えて表すものであり、走行車両11によりトンネル13の出口部15側に流動する空気に対抗して各ジェットファン16を逆転駆動し、トンネル13内の空気を中心側に流動、つまり、内部空気が出口部15から出ないようにすると共に、排風ファン20及び集塵機21を駆動してトンネル13内の空気を開口部18から排気ダクト17に吸引することで、集塵機21によりこの吸引した汚染空気から有害物質を収集除去し、清浄空気を大気開口部19から外部に排出する一方、トンネル13の入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れる。この第2換気方法は、トンネル13内の車両通行量が多くて空気の汚染状態が悪いときに適用され、トンネル13内の汚染空気を浄化してから外部に排出することで大量の汚染空気の一括排出を防止している。
Further, the second ventilation method is represented by switching the white arrow in FIG. 1 to the black arrow, and each
そして、換気制御装置31は、換気切換判定部(制御手段)32と切換操作部33とを有している。換気切換判定部32は、トンネル13内の煤煙量(汚染量)と予め設定された切換判定値とを比較し、その大小比較により第1換気方法と第2換気方法とを切り換えるものである。そのため、トンネル13内の出口側には内部の煤煙量を計測する複数の煤煙透過率センサ(汚染状態検出手段、煤煙量検出手段)34が設けられている。この煤煙透過率センサ34は、トンネル13にて前方に光を投射して設置位置から所定距離(例えば、100m)離れた位置での光量を計測し、そのこの計測した光量から透過率を演算するものである。トンネル13内の煤煙量は、自動車排ガスに含まれる煤塵やディーゼル黒煙などの浮遊粒子状物質の量であり、この浮遊粒子状物質の量が増加するとトンネル13内の透過率が低下する、即ち、トンネル13内の煤煙量はこの透過率と相関関係にあるため、煤煙透過率に基づいて第1換気方法と第2換気方法とを切り換える。
The ventilation control device 31 includes a ventilation switching determination unit (control means) 32 and a
この場合、換気切換判定部32は、トンネル13内の煤煙透過率と切換判定値とを比較して換気方法とを切り換えるものであるが、この切換判定値は、トンネル13内での車両11の交通量が想定される条件の交通量時にトンネル13の出口部15からの煤煙漏出量に基づいて設定される。
In this case, the ventilation
即ち、前述した第2換気方法では、トンネル13内の空気を中心側に流動して排気ダクト17に吸引し、集塵機21により浄化して外部に排出する一方、入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れるため、トンネル13内の車両通行量が多くて汚染状態が悪いときはトンネル13内の空気を十分に浄化できる。ただし、トンネル13内には車両11が常時走行して出口部15側への走行風が発生するため、この第2換気方法であっても、トンネル内の汚染空気の一部が出口部15から漏出拡散してしまう。そこで、トンネル13内での車両11の交通量が多い時間帯でどの程度の煤煙漏出量があるかを計測し、この煤煙漏出量に基づいて切換判定値を設定する。つまり、車両11の交通量が多い時間帯、例えば、14〜15時の計測データから、総煤煙排出量が0.178m2/s 、煤煙漏出率が28.0%であると、出口部15からの煤煙漏出量は約0.05m2/sとなる。そして、前述したように、煤煙量と透過率とは相関関係にあるため、煤煙漏出量に応じた煤煙透過率を求め、これを切換判定値として設定する。
That is, in the second ventilation method described above, the air in the
従って、トンネル13の交通量が多くて汚染状態が悪いときには、切換判定値(煤煙透過率)に応じた量の煤煙が外部に漏出しているものであり、換気切換判定部32は、煤煙透過率センサ34が計測したトンネル13内の煤煙透過率がこの切換判定値以下のときは、第1換気方法を選択し、煤煙透過率がこの切換判定値より大きいときは第2換気手段を選択するようにしている。
Therefore, when the traffic volume of the
そして、切換操作部33は、換気切換判定部32が選択した第1換気方法あるいは第2換気方法に対応してジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御するものである。
And the switching
このように構成された本実施例のトンネル換気制御装置では、煤煙透過率センサ34がトンネル13内での煤煙透過率を計測し、この煤煙透過率とトンネル13内の交通量が想定される条件の交通量時の煤煙漏出量に基づいて設定された切換判定値(煤煙透過率)とを比較し、トンネル13内の煤煙透過率がこの切換判定値以下のときは、第1換気方法を選択して大きいときは第2換気手段を選択し、各換気方法に対応してジェットファン16、排風ファン20、集塵機21を制御する。
In the tunnel ventilation control apparatus of the present embodiment configured as described above, the smoke
即ち、トンネル13内の煤煙透過率が切換判定値以下のときは、トンネル13内の空気があまり汚染されていないということであり、各ジェットファン16を正転駆動してトンネル13内の空気を出口部15から排出する一方、入口部14から外部空気を取り入れ、トンネル13内での汚染空気の滞留を抑制する。この場合、トンネル13内を走行する車両11が少ないために排気ガスの排出量も少なく、浄化処理を行うことなく外部に排出しても周辺環境を多大に悪化させることはなく、排風ファン20や集塵機21を駆動する必要もなくなって運転コストを低減して経済性を高めることができる。
That is, when the smoke transmission rate in the
一方、トンネル13内の煤煙透過率が切換判定値より大きいときは、トンネル13内の空気が汚染されて環境状態が悪いと判定されたということであり、各ジェットファン16を逆転駆動してトンネル13内の空気を中心側に流動し、排風ファン20及び集塵機21を駆動してトンネル13内の空気を開口部18から排気ダクト17に吸引し、集塵機21により有害物質を収集除去した後に外部に排出する一方、トンネル13の入口部14及び出口部15から外部空気を取り入れ、トンネル13内の汚染空気を浄化する。そのため、トンネル13内を走行する多数の車両11から排出される排気ガスを浄化処理してから排出することで、トンネル13内での運転環境を良好に維持する一方で、煤塵等を含んだ大量の汚染空気を外部に排出することはなく、周辺環境の悪化を抑制することができる。
On the other hand, when the smoke transmission rate in the
従って、トンネル13内の交通量が多い昼間の時間帯、特に大型車の混入率の高い朝、夕、夜の各時間帯では、トンネル13内の排気ガスを浄化処理することで運転環境を良好に維持でき、トンネル13内の交通量が少ない夜間の各時間帯や高速道路が建設されて間もない時期では、トンネル13内の排気ガスが少ないために外部に排出しても周辺環境を多大に悪化させることはなく、運転コストを低減できる。そして、トンネル13内の汚染の原因である煤煙量を直接計測して切換判定することで、トンネル13の汚染状態を高精度に検出して適正な切換制御を可能とすることができる。
Therefore, in the daytime hours when there is a lot of traffic in the
なお、上述の実施例では、第1換気方法と第2換気方法とを切り換えるために設定した切換判定値は、トンネル13の使用環境に応じて変化するものであり、事前にトンネルの交通量、煤煙漏出率(量)、透過率等を測定することで、トンネル環境に対して適正な切換判定値を設定する必要がある。
In the above-described embodiment, the switching determination value set for switching between the first ventilation method and the second ventilation method changes according to the use environment of the
また、煤煙量検出手段として煤煙透過率センサ34を設けたが、これに限らず、COセンサやNOxセンサなどを用いてもよい。トンネル13内の煤煙量は、自動車から排出される排ガス量に左右されるものであり、この自動車排ガスには、CO(一酸化炭素)やNOx(窒素酸化物)が含まれているため、煤煙量が増加するとこのCOやNOxも増加することとなり、トンネル13内の煤煙量はこのCOやNOxと相関関係にあるため、COセンサやNOxセンサの検出値(CO量やNOx量)に基づいて第1換気方法と第2換気方法とを切り換えてもよい。この場合、煤煙透過率センサ34とCOセンサ、NOxセンサを組み合わせて使用してもよい。また、トンネル13内に煤塵フィルタを設置し、単位時間当たりの煤煙量を直接計測してもよい。
Moreover, although the smoke
図3に本発明の第3実施例に係る切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式の概略構成を示す。 FIG. 3 shows a schematic configuration of a tunnel ventilation control system using a switching point according to a third embodiment of the present invention.
第3実施例のトンネル換気制御装置では、煤煙量検出手段として、前述したように煤煙量を直接計測する煤煙透過率センサ25に代えて、トンネル13内の煤煙量を推定するようにしている。即ち、本実施例の還気制御装置は、図3に示すように、交通量測定部41と汚染物質発生量予測部42と持込空気量演算部43と汚染物質濃度演算部(汚染状態検出手段)44と、切換判定部(制御手段)45とを有している。
In the tunnel ventilation control device of the third embodiment, the smoke amount in the
交通量測定部41は、トンネル内への車両の進入数と速度と大型・小型の割合を測定し、数式1(車両の進入数×トンネル長さ/車両速度)により車両の滞留量を演算する。汚染物質発生量予測部42は、交通量測定部41が算出した車両の滞留量からトンネル内の汚染物質発生量を予測する。また、持込空気量演算部43は、数式2(車両の進入数×速度)により車両によるトンネル内への持込空気量を算出する。汚染物質濃度演算部44は、汚染物質発生量と持込空気量とに基づいて流入空気、排気、汚染物質の物質収支から汚染物質濃度を算出する。
The traffic
そして、切換判定部45は、予測した汚染物質濃度に基づいて切換判定値と比較して前述した第1換気方法と第2換気方法とに切り換える。この場合、少なくとも持込空気量に相当する空気量を排出するようにすればよい。また、持込空気量演算部43は、外気風速によるトンネル内への自然流入量を加味してジェットファンによる換気量を考慮することが望ましい。また、交通量測定部41は、トンネル内へ進入する車両が大型か小型であるかを識別し、汚染物質発生量予測部42及び持込空気量演算部43はこれを加味して汚染物質発生量及び持込空気量を推測してもよい。更に、交通量測定部41は、交通量や大型・小型の種別を曜日や季節によりパターン化し、適宜設定してもよい。
Then, the switching
また、汚染物質がトンネル全体に拡散混合されると仮定し、汚染物質発生量予測部42が流入空気、排気、汚染物質の物質収支から排気の汚染物質濃度を算出するようにしたが、切換判定部45は、汚染物質発生量予測部42が求めた汚染物質発生量に基づいて換気方法の切り換え、または停止してもよい。
Also, assuming that the pollutant is diffused and mixed throughout the tunnel, the pollutant generation
なお、上述した各実施例において、トンネル13内に3つのジェットファン16を設けると共に、1つの排気ダクト17に排風ファン20及び集塵機21を設けたが、ジェットファン16の数はトンネル13の全長や径、交通量、あるいは性能に応じて適正な数を設置すればよく、また、排気ダクト17を複数設けて各排気ダクト17に対応して適正な数だけ排風ファン20及び集塵機21を設ければよく、更に、排気ダクト17、排風ファン20、集塵機21の設置位置もトンネル環境に応じて適宜設定すればよい。
In each of the above-described embodiments, the three
また、本発明の切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式は、一方通行、対面通行に限定されるものではなく、途中に分岐部分や合流部分があってもよい。 Moreover, the tunnel ventilation control system using the switching point of the present invention is not limited to one-way traffic and face-to-face traffic, and there may be a branch portion or a merge portion in the middle.
11 車両
12 道路
13 トンネル
14 入口部
15 出口部
16 ジェットファン(送風ファン)
17 排気ダクト(排気通路)
18 開口部
19 大気開口部
20 排風ファン
21 集塵機
22 換気制御装置
23 煤煙ポイント演算部(汚染状態検出手段、煤煙ポイント演算手段)
24 切換判定部(制御手段)
25 切換操作部
26 交通量計測センサ
31 換気制御装置
32 切換判定部(制御手段)
33 切換操作部
34 煤煙透過率センサ(汚染状態検出手段、煤煙量検出手段)
41 交通量測定部
42 汚染物質発生量予測部
43 持込空気量演算部
44 汚染物質濃度演算部(汚染状態検出手段)
45 切換判定部(制御手段)
11
17 Exhaust duct (exhaust passage)
DESCRIPTION OF
24 switching determination part (control means)
25 switching operation unit 26 traffic measurement sensor 31
33
41 Traffic
45 Switching judgment part (control means)
Claims (7)
切換ポイント=交通量×{(1−大型車混入率)×小型車煤煙発生量
+大型車混入率×大型車煤煙発生量}
に基づいて算出されることを特徴とする切換ポイントを用いたトンネル換気制御方式。
In a centralized exhaust tunnel ventilation facility, by calculating a switching point based on the amount of smoke generated in the tunnel based on the amount of vehicle traffic in the tunnel and the large vehicle mixing rate with respect to the vehicle traffic, Operate the blower, which is the first ventilation means provided in the tunnel tunnel, from the centralized exhaust ventilation system which exhausts the polluted exhaust gas by operating the blower and exhaust fan provided in the discharge passage. Control means for switching to a longitudinal ventilation system for exhausting exhaust gas contaminated by the above is provided, and the switching point is represented by the following formula: switching point = traffic volume × {(1−large vehicle mixing ratio) × small vehicle smoke generation amount
+ Large vehicle contamination rate x Large vehicle smoke generation}
A tunnel ventilation control method using a switching point, which is calculated based on the above.
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