JPH01287400A - トンネル内換気制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

Ｂ１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、エツ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。

Ｃ１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ケ所に立坑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、Ｊ
Ｆはジェットファン、ＤＥは濃度計、また第３図Ｂにお
いて、ＦＮ、は排風機、ＦＮ、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、トンネル内の煤煙配設された濃度計ＤＥ
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ｌ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。

Ｄ１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。

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。

Ｅ２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。

Ｆ１作用 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ノ１ンチング運転状態に
なったとき、そのノ）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
チング周期が人力されると、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だも
のである。

次にハンチングが起きたときの適切な効果待ち時間を得
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）、Ｌｏはトンネルの濃
度変化の持つむだ時間、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ｙ、を起こしたとすると、ハンチング周期τ。と
り、Ｌ、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％式％ ただし、ω。−２π／　Ｌ　Ｏ また、位相条件より ヨッテ、’ｌｘ　（Ｌ、＋Ｌ／）、−９０°＝２従って
、τ。−４（Ｌ、十Ｌ）・・・・・・・・・・（３）（
３）式よりハンチング周期τ。とり。、Ｌの関係が求め
られる。（３）式を用いることにより、効果待ち時間り
は既知であるから、トンネルむだ時間り。も計算できる
。

次に、制御から見ると、Ｌ、＋Ｌが求まれば第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、これからしを
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、Ｌｏ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。

上記のような手段を用いると、ハンチングを起こしたと
きのハンチング周期を演算することにより、効果待ち時
間り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。

Ｈ０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重
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。

【図面の簡単な説明】

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。 ｌ・・・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。 第３図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。