JPH0565800A - トンネル換気制御装置 - Google Patents
トンネル換気制御装置Info
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- JPH0565800A JPH0565800A JP22566291A JP22566291A JPH0565800A JP H0565800 A JPH0565800 A JP H0565800A JP 22566291 A JP22566291 A JP 22566291A JP 22566291 A JP22566291 A JP 22566291A JP H0565800 A JPH0565800 A JP H0565800A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 縦流換気方式のトンネルで、交通量等の変動
によるトンネル内風速の一時的な停滞に基づくトンネル
内空気の汚染濃度の急激な悪化を防止する。 【構成】 第１の測定装置からの交通量Ｉi と速度Ｖi
とのデータを処理して排気ガス量演算装置４により現測
定時刻から例えば10分後までの排気ガス量Ｗi を求め、
これと、第２の測定装置２からのＣＯ量ＣＯi ′および
ＶＩ度ＶＩi ′とのデータから換気量演算装置６により
同10分後までの必要換気量を求め、これをトンネル断面
積で除してトンネル内風速目標値ＷＶ* を決定する。換
気機制御装置71は風速ＷＶが目標値ＷＶ* 一定となるよ
う換気機８を制御する。
によるトンネル内風速の一時的な停滞に基づくトンネル
内空気の汚染濃度の急激な悪化を防止する。 【構成】 第１の測定装置からの交通量Ｉi と速度Ｖi
とのデータを処理して排気ガス量演算装置４により現測
定時刻から例えば10分後までの排気ガス量Ｗi を求め、
これと、第２の測定装置２からのＣＯ量ＣＯi ′および
ＶＩ度ＶＩi ′とのデータから換気量演算装置６により
同10分後までの必要換気量を求め、これをトンネル断面
積で除してトンネル内風速目標値ＷＶ* を決定する。換
気機制御装置71は風速ＷＶが目標値ＷＶ* 一定となるよ
う換気機８を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はトンネル換気制御装置
に係り、特に換気機の制御機構に関するものである。
に係り、特に換気機の制御機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５、図６は例えば特公昭52−28500 号
公報に開示された従来のトンネル換気制御装置を示すも
ので、図５は各測定装置の設置状況を示す図、図６は本
装置の構成を示すブロック図である。図において、１は
トンネル内およびこのトンネルに続く道路に沿って所定
の間隔で配設された自動車の交通量Ｉi とその速度Ｖi
を検知する第１の測定装置で、トラフィックカウンタ
ー、ループ式、超音波式、レーダ式スピードメータ等を
用いている。２はトンネル内を所定の距離で区切った各
区間における有害ガス濃度を検出する第２の測定装置
で、具体的には、例えばＣＯ濃度計を用いてＣＯ濃度Ｃ
Ｏi 、透明度計（ＶＩメータ）を用いて透明度ＶＩi を
検出する。
公報に開示された従来のトンネル換気制御装置を示すも
ので、図５は各測定装置の設置状況を示す図、図６は本
装置の構成を示すブロック図である。図において、１は
トンネル内およびこのトンネルに続く道路に沿って所定
の間隔で配設された自動車の交通量Ｉi とその速度Ｖi
を検知する第１の測定装置で、トラフィックカウンタ
ー、ループ式、超音波式、レーダ式スピードメータ等を
用いている。２はトンネル内を所定の距離で区切った各
区間における有害ガス濃度を検出する第２の測定装置
で、具体的には、例えばＣＯ濃度計を用いてＣＯ濃度Ｃ
Ｏi 、透明度計（ＶＩメータ）を用いて透明度ＶＩi を
検出する。
【０００３】３は第１の測定装置１によって適当な時間
間隔（例えば４秒毎）で測定された測定値Ｉi 、Ｖi を
データ処理して当該測定時刻におけるトンネル内各区間
の区間密度と空間平均速度とを推定するための演算装
置、４は演算装置３で得たデータを処理して測定時刻か
ら所定の時間後（例えば10分後）までの間の平均交通量
と平均速度を求め、この時間の間に当該区間内に排出さ
れる排気ガス量Ｗi を推定演算する排気ガス量演算装
置、５は第２の測定装置２による測定値ＣＯi 、ＶＩi
から雑音成分を除去して真値ＣＯi ′、ＶＩi ′を出力
する測定値処理装置である。
間隔（例えば４秒毎）で測定された測定値Ｉi 、Ｖi を
データ処理して当該測定時刻におけるトンネル内各区間
の区間密度と空間平均速度とを推定するための演算装
置、４は演算装置３で得たデータを処理して測定時刻か
ら所定の時間後（例えば10分後）までの間の平均交通量
と平均速度を求め、この時間の間に当該区間内に排出さ
れる排気ガス量Ｗi を推定演算する排気ガス量演算装
置、５は第２の測定装置２による測定値ＣＯi 、ＶＩi
から雑音成分を除去して真値ＣＯi ′、ＶＩi ′を出力
する測定値処理装置である。
【０００４】６は以上の推定排気ガス量Ｗi およびＣＯ
濃度、ＶＩ度各測定値ＣＯi ′、ＶＩi ′から、当該測
定時から10分間内に必要とする換気量を演算する換気量
演算装置、７は換気量演算装置６からの換気量を達成す
るようにトンネル内の換気機８を制御する換気機制御装
置である。
濃度、ＶＩ度各測定値ＣＯi ′、ＶＩi ′から、当該測
定時から10分間内に必要とする換気量を演算する換気量
演算装置、７は換気量演算装置６からの換気量を達成す
るようにトンネル内の換気機８を制御する換気機制御装
置である。
【０００５】次に動作について説明する。第１の測定装
置１によって例えば４秒毎に測定された複数個の交通量
および車毎の地点通過速度の測定値Ｉi 、Ｖi は、演算
装置３によって処理され当該測定時刻における区間密度
と空間平均速度が求められる。次いで、演算装置３で得
られたデータは排気ガス量演算装置４によって処理され
当該測定時刻から例えば10分後までの間に当該区間に排
出される排気ガス量Ｗi が求められる。
置１によって例えば４秒毎に測定された複数個の交通量
および車毎の地点通過速度の測定値Ｉi 、Ｖi は、演算
装置３によって処理され当該測定時刻における区間密度
と空間平均速度が求められる。次いで、演算装置３で得
られたデータは排気ガス量演算装置４によって処理され
当該測定時刻から例えば10分後までの間に当該区間に排
出される排気ガス量Ｗi が求められる。
【０００６】一方、第２の測定装置２による測定値ＣＯ
i 、ＶＩi は測定値処理装置５によって処理され、その
雑音成分を除去した真値ＣＯi ′、ＶＩi ′が求められ
る。各データＷi 、ＣＯi ′、ＶＩi ′は換気量演算装
置に入力され、トンネル内汚染濃度を予じめ設定された
値に保つために測定時から10分間内に必要とする換気量
が演算される。そして、換気機制御装置７はこの必要換
気量を満足し、かつ、換気電力量（換気コスト）を最少
にする換気機の組合わせを求めて換気機８を制御する。
なお、これら本装置の一連の動作は、マイクロコンピュ
ータに記憶されたソフトプログラムに従って行われる
が、換気機８の制御は、排気ガス量演算装置４における
予測周期（ここでは10分）に対応して行われる。
i 、ＶＩi は測定値処理装置５によって処理され、その
雑音成分を除去した真値ＣＯi ′、ＶＩi ′が求められ
る。各データＷi 、ＣＯi ′、ＶＩi ′は換気量演算装
置に入力され、トンネル内汚染濃度を予じめ設定された
値に保つために測定時から10分間内に必要とする換気量
が演算される。そして、換気機制御装置７はこの必要換
気量を満足し、かつ、換気電力量（換気コスト）を最少
にする換気機の組合わせを求めて換気機８を制御する。
なお、これら本装置の一連の動作は、マイクロコンピュ
ータに記憶されたソフトプログラムに従って行われる
が、換気機８の制御は、排気ガス量演算装置４における
予測周期（ここでは10分）に対応して行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、縦流換気方
式のトンネルでは、トンネル内の風速がトンネル内の交
通量および車速の変動に大きく影響される。特に、対面
通行方式のトンネルでは、交通量の変化によりトンネル
内の風速が一時的に急速に低下し、トンネル内の空気汚
染濃度が急激に悪化することがある。従来のトンネル換
気制御装置は、以上のように一定時間間隔で必要換気量
を設定して制御するので、交通量や車速の急激な変動に
追従できず、トンネル内の空気汚染濃度が一時的に大き
く悪化する場合が発生するという問題点があった。
式のトンネルでは、トンネル内の風速がトンネル内の交
通量および車速の変動に大きく影響される。特に、対面
通行方式のトンネルでは、交通量の変化によりトンネル
内の風速が一時的に急速に低下し、トンネル内の空気汚
染濃度が急激に悪化することがある。従来のトンネル換
気制御装置は、以上のように一定時間間隔で必要換気量
を設定して制御するので、交通量や車速の急激な変動に
追従できず、トンネル内の空気汚染濃度が一時的に大き
く悪化する場合が発生するという問題点があった。
【０００８】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、トンネル内の交通量や車速に急
速な変化が生じても空気汚染濃度が急激に悪化すること
がないトンネル換気制御装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、トンネル内の交通量や車速に急
速な変化が生じても空気汚染濃度が急激に悪化すること
がないトンネル換気制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るトンネル
換気制御装置は、その換気量演算装置で演算された換気
量から定まるトンネル内風速を目標値としてトンネル内
の風速が一定となるよう第１の測定装置の測定値に追随
させて換気機を制御するようにしたものである。
換気制御装置は、その換気量演算装置で演算された換気
量から定まるトンネル内風速を目標値としてトンネル内
の風速が一定となるよう第１の測定装置の測定値に追随
させて換気機を制御するようにしたものである。
【００１０】また、トンネル内に風向風速を検知する第
３の測定装置を設け、上記第３の測定装置の測定値とト
ンネル内風速の目標値との偏差に基づき換気機を制御す
るようにしたものである。
３の測定装置を設け、上記第３の測定装置の測定値とト
ンネル内風速の目標値との偏差に基づき換気機を制御す
るようにしたものである。
【００１１】
【作用】この発明に係るトンネル換気制御装置では、ト
ンネル内の交通量や車速が変化した場合、この変化に追
随して換気機が制御され、トンネル内の風速がその目標
値一定に保たれる。
ンネル内の交通量や車速が変化した場合、この変化に追
随して換気機が制御され、トンネル内の風速がその目標
値一定に保たれる。
【００１２】
実施例１．図１、図２はこの発明の実施例１によるトン
ネル換気制御装置を示すもので、図１は各測定装置の設
置状況を示す図、図６は本装置の構成を示すブロック図
である。従来と異なるのは換気機制御装置71であり、以
下この部分を中心に説明する。換気量演算装置６は、従
来と同様に、排気ガス量演算装置４からの排気ガス量Ｗ
i と測定値処理装置５からのＣＯi ′、ＶＩi ′とを基
に測定時から10分間内に必要とする換気量を演算する。
換気機制御装置71では、先ず、この必要換気量をトンネ
ル断面積で除することによってトンネル内風速の目標値
ＷＶ* を求める。換気機制御装置71は、トンネル内風速
をこの目標値ＷＶ* に保つべく、演算装置３からの当該
測定時刻の区間密度と空間平均速度とに追随して換気機
８を制御する訳であるが、以下にこの動作を詳細に説明
する。
ネル換気制御装置を示すもので、図１は各測定装置の設
置状況を示す図、図６は本装置の構成を示すブロック図
である。従来と異なるのは換気機制御装置71であり、以
下この部分を中心に説明する。換気量演算装置６は、従
来と同様に、排気ガス量演算装置４からの排気ガス量Ｗ
i と測定値処理装置５からのＣＯi ′、ＶＩi ′とを基
に測定時から10分間内に必要とする換気量を演算する。
換気機制御装置71では、先ず、この必要換気量をトンネ
ル断面積で除することによってトンネル内風速の目標値
ＷＶ* を求める。換気機制御装置71は、トンネル内風速
をこの目標値ＷＶ* に保つべく、演算装置３からの当該
測定時刻の区間密度と空間平均速度とに追随して換気機
８を制御する訳であるが、以下にこの動作を詳細に説明
する。
【００１３】今、トンネル内にある区間ＡＢ内の大型車
および小型車の現時刻の台数を演算装置３で求められる
区間密度から算出して、それぞれＮl ，Ｎs とし、現時
刻の空間平均速度をＶとする。また、大型車、小型車の
車両等価断面積をＡl ，Ａs とすれば、交通換気力と呼
ばれる車両による昇圧力Ｐt の値は、これらの値を変数
として次式で求められることが知られている。例えば、
昭和60年社団法人日本道路協会発行「道路トンネル技術
基準（換気編）同解説」参照。 Ｐt ＝Ｐt （Ｎl ，Ｎs ，Ａl ，Ａs ，Ｖ，ＷＶ* ） … (1)
および小型車の現時刻の台数を演算装置３で求められる
区間密度から算出して、それぞれＮl ，Ｎs とし、現時
刻の空間平均速度をＶとする。また、大型車、小型車の
車両等価断面積をＡl ，Ａs とすれば、交通換気力と呼
ばれる車両による昇圧力Ｐt の値は、これらの値を変数
として次式で求められることが知られている。例えば、
昭和60年社団法人日本道路協会発行「道路トンネル技術
基準（換気編）同解説」参照。 Ｐt ＝Ｐt （Ｎl ，Ｎs ，Ａl ，Ａs ，Ｖ，ＷＶ* ） … (1)
【００１４】次に、換気機ｉの風量Ｑi における昇圧力
をＰi（Ｑi ）とすれば、トンネル内の全換気機による
昇圧力ＰBは、(2) 式で表わされる。
をＰi（Ｑi ）とすれば、トンネル内の全換気機による
昇圧力ＰBは、(2) 式で表わされる。
【００１５】
【数１】
【００１６】また、自然換気力と呼ばれるトンネル両坑
口の大気圧差に基づく昇圧力をＰW 、トンネル本坑の壁
面摩擦力による圧損をＰL （ＰL ＜０）とすれば、トン
ネル全体の圧力バランス式として(3) 式が成立する。 Ｐt ＋ＰB ＋ＰW ＋ＰL ＝０ … (3)
口の大気圧差に基づく昇圧力をＰW 、トンネル本坑の壁
面摩擦力による圧損をＰL （ＰL ＜０）とすれば、トン
ネル全体の圧力バランス式として(3) 式が成立する。 Ｐt ＋ＰB ＋ＰW ＋ＰL ＝０ … (3)
【００１７】換気機制御装置71は、(3) 式を満足する換
気機ｉの風量Ｑi を求め、これから得られるトンネル内
の風速を換気量演算装置６から得られる風速目標値ＷＶ
* に保つよう換気機ｉの風量を決定する。これにより、
必要換気量を設定した後、次の設定時刻までにトンネル
内の交通量や車速が大幅に変動しても、ほぼ一定のトン
ネル内風速が確保され、風速の停滞により空気汚染濃度
が設定値を越えるという不具合の発生が解消される。
気機ｉの風量Ｑi を求め、これから得られるトンネル内
の風速を換気量演算装置６から得られる風速目標値ＷＶ
* に保つよう換気機ｉの風量を決定する。これにより、
必要換気量を設定した後、次の設定時刻までにトンネル
内の交通量や車速が大幅に変動しても、ほぼ一定のトン
ネル内風速が確保され、風速の停滞により空気汚染濃度
が設定値を越えるという不具合の発生が解消される。
【００１８】実施例２．図３、図４はこの発明の実施例
２によるトンネル換気制御装置を示すものである。ここ
では、トンネル内に、新たに風向風速を検知する第３の
測定装置９を設け、その測定値ＷＶi を測定値処理装置
10でその雑音成分除去の処理をして真値ＷＶi ′として
換気機制御装置72に送出する。換気機制御装置72では、
前述した(3) 式より求められた換気機ｉの風量Ｑi を、
その平均断面風速ＷＶと風速目標値ＷＶ* との偏差に応
じて微調整することにより、風速を一層安定して目標値
に保つことができる。
２によるトンネル換気制御装置を示すものである。ここ
では、トンネル内に、新たに風向風速を検知する第３の
測定装置９を設け、その測定値ＷＶi を測定値処理装置
10でその雑音成分除去の処理をして真値ＷＶi ′として
換気機制御装置72に送出する。換気機制御装置72では、
前述した(3) 式より求められた換気機ｉの風量Ｑi を、
その平均断面風速ＷＶと風速目標値ＷＶ* との偏差に応
じて微調整することにより、風速を一層安定して目標値
に保つことができる。
【００１９】この微調整の方法としては、測定値処理装
置10から得られる平均的な断面風速ＷＶと風速目標値Ｗ
Ｖ* との偏差ΔＷＶ（ΔＷＶ＝ＷＶ−ＷＶ* ）に基づ
き、直接ＰＩＤ演算やＩ−ＰＤ演算により補正回路ΔＱ
i を求め、これによって換気機８の風量を増減制御する
ようにすればよい。また、偏差ΔＷＶにＰＩＤ演算やＩ
−ＰＤ演算を施した結果を補正昇圧力ΔＰB とし、
置10から得られる平均的な断面風速ＷＶと風速目標値Ｗ
Ｖ* との偏差ΔＷＶ（ΔＷＶ＝ＷＶ−ＷＶ* ）に基づ
き、直接ＰＩＤ演算やＩ−ＰＤ演算により補正回路ΔＱ
i を求め、これによって換気機８の風量を増減制御する
ようにすればよい。また、偏差ΔＷＶにＰＩＤ演算やＩ
−ＰＤ演算を施した結果を補正昇圧力ΔＰB とし、
【００２０】
【数２】
【００２１】を満すΔＱi を補正風量として制御するよ
うにしてもよい。後者の方が計算は複雑になるが、風量
と昇圧力との非線形性が考慮されることになるので、よ
り安定で確実な制御特性が得られる。
うにしてもよい。後者の方が計算は複雑になるが、風量
と昇圧力との非線形性が考慮されることになるので、よ
り安定で確実な制御特性が得られる。
【００２２】
【発明の効果】この発明は以上のように、トンネル内の
風速を一定に保つように、トンネル内の交通量や車速の
変動に追随して換気機を制御するようにしたので、交通
量等の変動による風速の一時的な停滞に基づくトンネル
内空気の汚染濃度の急激な悪化を防止することができ
る。
風速を一定に保つように、トンネル内の交通量や車速の
変動に追随して換気機を制御するようにしたので、交通
量等の変動による風速の一時的な停滞に基づくトンネル
内空気の汚染濃度の急激な悪化を防止することができ
る。
【図１】この発明の実施例１におけるトンネル換気制御
装置における各測定設置の装置状況を示す図である。
装置における各測定設置の装置状況を示す図である。
【図２】この発明の実施例１によるトンネル換気制御装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施例２によるトンネル換気制御装
置の設置状況を示す図である。
置の設置状況を示す図である。
【図４】この発明の実施例２によるトンネル換気制御装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のトンネル換気制御装置における各測定装
置の設置状況を示す図である。
置の設置状況を示す図である。
【図６】従来のトンネル換気制御装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 第１の測定装置 ２ 第２の測定装置 ４ 排気ガス量演算装置 ６ 換気量演算装置 71、72 換気機制御装置 ８ 換気機 ９ 第３の測定装置 Ｉi 交通量 Ｖi 車速 Ｗi 排出ガス量 ＣＯi ＣＯ濃度 ＶＩi 透明度（ＶＩ値） ＷＶi 断面風速 ＷＶ* 風速目標値
Claims (2)
- 【請求項１】 縦流換気方式のトンネル内およびこのト
ンネルに続く道路に沿って所定の間隔で配設された自動
車の交通量とその速度とを検知する第１の測定装置、上
記トンネル内を所定の距離で区切った各区間における有
害ガス濃度を検出する第２の測定装置、上記第１の測定
装置の測定値より上記トンネル内の各区間における当該
測定時から所定時間経過後までの全排気ガス量を推定演
算する排気ガス量演算装置、この排気ガス量演算装置の
演算値と上記第２の測定装置の測定値とから上記トンネ
ル内の当該測定時から上記所定時間経過後までに必要と
する換気量を演算する換気量演算装置、およびこの換気
量演算装置による換気量を達成するようにトンネル内の
換気機を制御する換気機制御装置を備えたトンネル換気
制御装置において、 上記換気機制御装置は、上記換気量演算装置で演算され
た換気量から定まるトンネル内風速を目標値としてトン
ネル内の風速が一定となるよう上記第１の測定装置の測
定値に追随させて上記換気機を制御することを特徴とす
るトンネル換気制御装置。 - 【請求項２】 トンネル内に風向風速を検知する第３の
測定装置を設け、換気機制御装置は、上記第３の測定装
置の測定値とトンネル内風速の目標値との偏差に基づき
換気機を制御することを特徴とする請求項１記載のトン
ネル換気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225662A JP2600532B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | トンネル換気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225662A JP2600532B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | トンネル換気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565800A true JPH0565800A (ja) | 1993-03-19 |
| JP2600532B2 JP2600532B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=16832814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225662A Expired - Fee Related JP2600532B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | トンネル換気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600532B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200068311A (ko) | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 한국항공우주연구원 | 드론을 이용한 연소실험 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194100A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-11 | 株式会社日立製作所 | トンネル換気制御方法 |
| JP3025700U (ja) * | 1995-12-11 | 1996-06-21 | 岩坂鐡工有限会社 | ビニルハウス基礎部の構造 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3225662A patent/JP2600532B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194100A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-11 | 株式会社日立製作所 | トンネル換気制御方法 |
| JP3025700U (ja) * | 1995-12-11 | 1996-06-21 | 岩坂鐡工有限会社 | ビニルハウス基礎部の構造 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200068311A (ko) | 2018-12-05 | 2020-06-15 | 한국항공우주연구원 | 드론을 이용한 연소실험 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2600532B2 (ja) | 1997-04-16 |
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