JP2546337B2 - トンネル内換気制御方式 - Google Patents
トンネル内換気制御方式Info
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- JP2546337B2 JP2546337B2 JP11786288A JP11786288A JP2546337B2 JP 2546337 B2 JP2546337 B2 JP 2546337B2 JP 11786288 A JP11786288 A JP 11786288A JP 11786288 A JP11786288 A JP 11786288A JP 2546337 B2 JP2546337 B2 JP 2546337B2
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- tunnel
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- hunting
- fan
- exhaust fan
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- 238000009423 ventilation Methods 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F1/00—Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
- E21F1/003—Ventilation of traffic tunnels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Ventilation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は自動車道路等のトンネル内換気制御方式に
関する。
関する。
B.発明の概要 この発明はトンネル内の煤煙等の換気制御方式におい
て、 排風機及びジェットファンの運転中に、ハンチング現
象が生じたとき、そのハンチング周期より適切な換気効
果待ち時間を演算処理し、この演算処理により得られた
待ち時間をもって排風機及びジェットファンを運転させ
たことにより、 安定な制御を行うことができるとともに制御精度の向
上を図ることができるようにしたものである。
て、 排風機及びジェットファンの運転中に、ハンチング現
象が生じたとき、そのハンチング周期より適切な換気効
果待ち時間を演算処理し、この演算処理により得られた
待ち時間をもって排風機及びジェットファンを運転させ
たことにより、 安定な制御を行うことができるとともに制御精度の向
上を図ることができるようにしたものである。
C.従来の技術 近年、自動車道路には数多くのトンネルが作られるよ
うになったため、そのトンネル内を換気（排気）する手
段がとられるようになって来た。トンネルには第３図A,
B,Cに示すような形式のものがあり、第３図Ａは集中排
気式、第３図Ｂは送排気式、第２図Ｃは２ケ所に立杭を
持つ集中排気式トンネルと称されている。第３図Ａ、Ｃ
において、FNは排風機、JFはジェットファン、DEは濃度
計、また第３図Ｂにおいて、FN1は排風機、FN2は送風機
でその他は第３図Ａ、Ｃと同様である。
うになったため、そのトンネル内を換気（排気）する手
段がとられるようになって来た。トンネルには第３図A,
B,Cに示すような形式のものがあり、第３図Ａは集中排
気式、第３図Ｂは送排気式、第２図Ｃは２ケ所に立杭を
持つ集中排気式トンネルと称されている。第３図Ａ、Ｃ
において、FNは排風機、JFはジェットファン、DEは濃度
計、また第３図Ｂにおいて、FN1は排風機、FN2は送風機
でその他は第３図Ａ、Ｃと同様である。
第３図Ａ〜Ｃのように構成されたトンネル内の換気動
作は第４図に示す制御ブロック図のように制御される。
第４図において、トンネル内の煤煙濃度は例えば第３図
Ａに示すようにトンネル内に配設された濃度計DEにより
検出され、この検出された濃度値が濃度設定値と比較さ
れる。比較結果は換気したときにその換気の効果が現れ
始める効果待ち時間設定部１を介して制御装置２に与え
られる。制御装置２は比較結果の差が大きいときに排風
機及びジェットファン３を運転する指令を出し、その差
が小さくなったときに運転を停止する指令を出すもので
ある。４はトンネル形状等からなるトンネル物理系であ
る。なお、前記換気効果待ち時間設定部１は排風機及び
ジェットファン３が運転された後、その効果が表れるま
で時間がかかるため、すぐに連続して制御を行わない
で、待ち時間経過後に連続運転制御を行うためのもので
ある。
作は第４図に示す制御ブロック図のように制御される。
第４図において、トンネル内の煤煙濃度は例えば第３図
Ａに示すようにトンネル内に配設された濃度計DEにより
検出され、この検出された濃度値が濃度設定値と比較さ
れる。比較結果は換気したときにその換気の効果が現れ
始める効果待ち時間設定部１を介して制御装置２に与え
られる。制御装置２は比較結果の差が大きいときに排風
機及びジェットファン３を運転する指令を出し、その差
が小さくなったときに運転を停止する指令を出すもので
ある。４はトンネル形状等からなるトンネル物理系であ
る。なお、前記換気効果待ち時間設定部１は排風機及び
ジェットファン３が運転された後、その効果が表れるま
で時間がかかるため、すぐに連続して制御を行わない
で、待ち時間経過後に連続運転制御を行うためのもので
ある。
D.発明が解決しようとする課題 上記第４図に示すトンネル内換気制御方式では普通サ
ンプリング制御で排風機及びジェットファンが制御され
るが、サンプリング間隔（効果待ち時間）が適切でない
と、排風機及びジェットファンが効果待ち時間毎にオ
ン、オフする所謂ハンチング現象が生じる。例えば第３
図Ａに示すようなトンネル内で濃度計DEの値が設定値よ
り大となったとき、排風機FN及びジェットファンJFを運
転し、低くなったときそれを停止させる制御において、
効果待ち時間が長すぎると、第５図に示すようなハンチ
ング現象を生じる。ハンチング現象が生じると効果的な
制御が行われなくなり、安定な制御ができなくなる問題
がある。また、上記のような現象になると電力量も過大
となる問題もある。
ンプリング制御で排風機及びジェットファンが制御され
るが、サンプリング間隔（効果待ち時間）が適切でない
と、排風機及びジェットファンが効果待ち時間毎にオ
ン、オフする所謂ハンチング現象が生じる。例えば第３
図Ａに示すようなトンネル内で濃度計DEの値が設定値よ
り大となったとき、排風機FN及びジェットファンJFを運
転し、低くなったときそれを停止させる制御において、
効果待ち時間が長すぎると、第５図に示すようなハンチ
ング現象を生じる。ハンチング現象が生じると効果的な
制御が行われなくなり、安定な制御ができなくなる問題
がある。また、上記のような現象になると電力量も過大
となる問題もある。
この発明は上記の問題を解決し、適切な効果待ち時間
を得て、安定な制御を行うことができるようにしたトン
ネル内換気制御方式を提供することを目的とする。
を得て、安定な制御を行うことができるようにしたトン
ネル内換気制御方式を提供することを目的とする。
E.課題を解決するための手段 この発明はトンネル内濃度の検出値と濃度設定値との
偏差を求め、その偏差値を換気効果待ち時間設定部に入
力し、この待ち時間が経過するまでは連続運転とならな
いようにトンネル内に配設された排風機及びジェットフ
ァンを制御装置で制御しながら排風機及びジェットファ
ンを運転制御してトンネル内の換気を行う制御方式にお
いて、 前記排風機及びジェットファンの運転状態が前記待ち
時間経過前にハンチング運転状態になったとき、そのハ
ンチング運転状態の周期を検出部で検出し、検出された
ハンチング周期を演算処理部で演算処理し、この演算値
により前記効果待ち時間設定部の待ち時間を変化させ
て、前記排風機及びジェットファンを制御するようにし
たものである。
偏差を求め、その偏差値を換気効果待ち時間設定部に入
力し、この待ち時間が経過するまでは連続運転とならな
いようにトンネル内に配設された排風機及びジェットフ
ァンを制御装置で制御しながら排風機及びジェットファ
ンを運転制御してトンネル内の換気を行う制御方式にお
いて、 前記排風機及びジェットファンの運転状態が前記待ち
時間経過前にハンチング運転状態になったとき、そのハ
ンチング運転状態の周期を検出部で検出し、検出された
ハンチング周期を演算処理部で演算処理し、この演算値
により前記効果待ち時間設定部の待ち時間を変化させ
て、前記排風機及びジェットファンを制御するようにし
たものである。
F.作用 排風機及びジェットファンがハンチング運転状態にな
ったときのハンチング運転状態周期を検出し、このハン
チング周期を演算処理部で演算する。この演算処理部で
演算処理された出力によって効果待ち時間設定部の待ち
時間を可変させる。これにより適切な効果待ち時間を得
る。
ったときのハンチング運転状態周期を検出し、このハン
チング周期を演算処理部で演算する。この演算処理部で
演算処理された出力によって効果待ち時間設定部の待ち
時間を可変させる。これにより適切な効果待ち時間を得
る。
G.実施例 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明するに、
第４図と同一部分は同一符号を付して述べる。
第４図と同一部分は同一符号を付して述べる。
第１図において、11は排風機及びジェットファン３の
運転中、効果待ち時間経過前にハンチング運転状態にな
ったとき、そのハンチング運転状態周期（ハンチング周
期）を検出する検出部で、この検出部11がハンチング周
期を検出したとき、その周期を効果待ち時間可変演算処
理部12に入力する。この演算処理部12はハンチング周期
が入力されると、その周期を演算してその演算結果に応
じて適切な効果待ち時間を得るようにしたものである。
運転中、効果待ち時間経過前にハンチング運転状態にな
ったとき、そのハンチング運転状態周期（ハンチング周
期）を検出する検出部で、この検出部11がハンチング周
期を検出したとき、その周期を効果待ち時間可変演算処
理部12に入力する。この演算処理部12はハンチング周期
が入力されると、その周期を演算してその演算結果に応
じて適切な効果待ち時間を得るようにしたものである。
次にハンチングが起きたときの適切な待ち時間を得る
求め方を第２図に示す近似モデルを用いて述べる。第２
図は第１図に示す検出部11と演算処理部12を除いたとき
の近似モデルで、第２図において、Ｓはラプラス演算
子、Ｋは濃度偏差から制御装置、排風量を経て濃度に換
算する物理的なゲイン（トンネル形状、車両進入状態、
排風機容量によって決まる）、Ｌ0はトンネルの濃度変
化の待つむだ時間、Ｌは効果待ち時間である。この第２
図のモデルが、いま第５図に示すようにハンチング現象
を起こしたとすると、ハンチング周期τ0とＬ、Ｌ0との
間には次の関係が成立する。
求め方を第２図に示す近似モデルを用いて述べる。第２
図は第１図に示す検出部11と演算処理部12を除いたとき
の近似モデルで、第２図において、Ｓはラプラス演算
子、Ｋは濃度偏差から制御装置、排風量を経て濃度に換
算する物理的なゲイン（トンネル形状、車両進入状態、
排風機容量によって決まる）、Ｌ0はトンネルの濃度変
化の待つむだ時間、Ｌは効果待ち時間である。この第２
図のモデルが、いま第５図に示すようにハンチング現象
を起こしたとすると、ハンチング周期τ0とＬ、Ｌ0との
間には次の関係が成立する。
まず、ハンチング（永久振動）の条件より次式が得ら
れる。
れる。
ただし、ω0＝２π/L0 また、位相条件より よって２π（Ｌ0＋Ｌ）／τ0＝90°＝π/2 従って、τ0＝４（Ｌ0＋Ｌ） ……（３） （３）式よりハンチング周期τ0とＬ0,Lの関係が求めら
れる。（３）式を用いることにより、効果待ち時間Ｌは
既知であるから、トンネルむだ時間Ｌ0も計算できる。
れる。（３）式を用いることにより、効果待ち時間Ｌは
既知であるから、トンネルむだ時間Ｌ0も計算できる。
次に、制御から見ると、Ｌ0＋Ｌが求まれば第２図の
近似モデルをハンチングさせずに安定とするＫ及びＬは
容易に求めることができる。ただし、Ｋは物理的な制約
によりコントロールできない要素が多い。このため、こ
れを固定とすれば、Ｌは第２図のモデルをボード線図で
解析し、適切な位相余裕を設定すれば、これからＬを決
定できる。また、この時の時間応答も求めることができ
る。
近似モデルをハンチングさせずに安定とするＫ及びＬは
容易に求めることができる。ただし、Ｋは物理的な制約
によりコントロールできない要素が多い。このため、こ
れを固定とすれば、Ｌは第２図のモデルをボード線図で
解析し、適切な位相余裕を設定すれば、これからＬを決
定できる。また、この時の時間応答も求めることができ
る。
なお、Ｌ0はトンネル内を通過する車両台数、排風機
運転台数等により変化するので、Ｌについても、各運転
状況毎に前述した方法により求めるものとする。
運転台数等により変化するので、Ｌについても、各運転
状況毎に前述した方法により求めるものとする。
上記のような手段を用いると、ハンングを起こしたと
きのハンチング周期を演算することにより、効果待ち時
間Ｌを求めることができ、求めた待ち時間により安定な
制御が行える。また、むだ時間（遅れ時間）も求められ
るので特性解析も行うことが可能となる。
きのハンチング周期を演算することにより、効果待ち時
間Ｌを求めることができ、求めた待ち時間により安定な
制御が行える。また、むだ時間（遅れ時間）も求められ
るので特性解析も行うことが可能となる。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、適切な効果待
ち時間によって安定な制御を行うことができるとともに
車両進入状態、時間帯等による区分を行い、その都度の
効果待ち時間を求めることにより、制御精度の向上を計
ることができる。また、この発明によれば、特別な設備
を必要としないで容易に計測ができ、かつ既存の設備に
すぐ適用することができ、しかもトンネルの形状特性が
すべてハンチング周期の中に現れるため、複数な要因分
析を必要としない等の種々の効果がある。
ち時間によって安定な制御を行うことができるとともに
車両進入状態、時間帯等による区分を行い、その都度の
効果待ち時間を求めることにより、制御精度の向上を計
ることができる。また、この発明によれば、特別な設備
を必要としないで容易に計測ができ、かつ既存の設備に
すぐ適用することができ、しかもトンネルの形状特性が
すべてハンチング周期の中に現れるため、複数な要因分
析を必要としない等の種々の効果がある。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
効果待ち時間を求めるための第１図の近似モデル図、第
３図A,B,Cは種々のトンネルの形状を示す概略構成図、
第４図は従来のトンネル内換気（排気）制御を示すブロ
ック図、第５図はハンチング現象を述べるための特性図
である。 １……効果待ち時間設定部、２……制御装置、３……排
風機及びジェットファン、４……トンネル物理系、11…
…ハンチング運転状態周期検出部、12……待ち時間演算
処理部。
効果待ち時間を求めるための第１図の近似モデル図、第
３図A,B,Cは種々のトンネルの形状を示す概略構成図、
第４図は従来のトンネル内換気（排気）制御を示すブロ
ック図、第５図はハンチング現象を述べるための特性図
である。 １……効果待ち時間設定部、２……制御装置、３……排
風機及びジェットファン、４……トンネル物理系、11…
…ハンチング運転状態周期検出部、12……待ち時間演算
処理部。
Claims (1)
- 【請求項１】トンネル内濃度の検出値と濃度設定値との
偏差を求め、その偏差値を換気効果待ち時間設定部に入
力し、この待ち時間が経過するまでは連続運転とならな
いようにトンネル内に配設された排風機及びジェットフ
ァンを制御装置で制御しながら排風機及びジェットファ
ンを運転制御してトンネル内の換気を行う制御方式にお
いて、 前記排風機及びジェットファンの運転状態が前記待ち時
間経過前にハンチング運転状態になったとき、そのハン
チング運転状態の周期を検出部で検出し、検出されたハ
ンチング周期を演算処理部で演算処理し、この演算値に
より前記効果待ち時間設定部の待ち時間を変化させて、
前記排風機及びジェットファンを制御するようにしたこ
とを特徴とするトンネル内換気制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11786288A JP2546337B2 (ja) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | トンネル内換気制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11786288A JP2546337B2 (ja) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | トンネル内換気制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287400A JPH01287400A (ja) | 1989-11-20 |
| JP2546337B2 true JP2546337B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=14722134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11786288A Expired - Lifetime JP2546337B2 (ja) | 1988-05-14 | 1988-05-14 | トンネル内換気制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546337B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104806281B (zh) * | 2015-03-04 | 2017-02-22 | 中铁十七局集团第二工程有限公司 | 基于斜井通风的长隧道洞内高压供气系统 |
-
1988
- 1988-05-14 JP JP11786288A patent/JP2546337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01287400A (ja) | 1989-11-20 |
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