公路隧道前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)

前言
第1章緒論1
1.1我國(guó)公路隧道的發(fā)展現(xiàn)狀1
1.2公路隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)方式10
1.2.1營(yíng)運(yùn)通風(fēng)的目的10
1.2.2營(yíng)運(yùn)通風(fēng)的方式及發(fā)展趨勢(shì)11
1.2.3國(guó)內(nèi)營(yíng)運(yùn)通風(fēng)方式的現(xiàn)狀16
1.3公路隧道通風(fēng)控制方法及發(fā)展趨勢(shì)18
1.3.1公路隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)控制方法18
1.3.2公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀21
1.3.3公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)23
1.4前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)原型23
1.4.1系統(tǒng)原型的提出23
1.4.2系統(tǒng)原型的組成25
參考文獻(xiàn)27
第2章公路隧道前饋式通風(fēng)系統(tǒng)的交通流預(yù)測(cè)29
2.1公路隧道交通流預(yù)測(cè)概述29
2.1.1交通流三參數(shù)及其相互關(guān)系29
2.1.2交通流的統(tǒng)計(jì)分布特性30
2.1.3公路隧道交通流預(yù)測(cè)的特點(diǎn)31
2.2基于交通流特征的預(yù)測(cè)模型32
2.2.1公路隧道交通流特征32
2.2.2基于交通流特征的公路隧道交通流預(yù)測(cè)模型37
2.3基于權(quán)重的預(yù)測(cè)模型42
2.3.1權(quán)重預(yù)測(cè)模型的基本形式42
2.3.2自適應(yīng)權(quán)重模型44
2.4基于BP算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型48
2.4.1誤差反向傳播（BP）算法簡(jiǎn)介 48
2.4.2基于BP算法的交通流預(yù)測(cè)模型50
2.4.3預(yù)測(cè)模型的仿真測(cè)試52
2.5基于模糊邏輯的預(yù)測(cè)模型57
2.5.1交通流的模糊預(yù)測(cè)方法57
2.5.2交通流模糊預(yù)測(cè)模型的建立58
2.5.3模糊邏輯預(yù)測(cè)的仿真測(cè)試60
2.6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯組合預(yù)測(cè)模型62
2.6.1兩種模型的預(yù)測(cè)效果比較62
2.6.2組合預(yù)測(cè)模型64
2.7其他預(yù)測(cè)模型65
2.8本章小結(jié)67
參考文獻(xiàn)68
 第3章公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)模型69
3.1一元穩(wěn)定流下的基本方程69
3.1.1基本假定69
3.1.2氣體流動(dòng)的連續(xù)性方程70
3.1.3流體的流動(dòng)遵守能量守恒定律71
3.2射流風(fēng)機(jī)升壓力的數(shù)值模擬72
3.2.1模型建立73
3.2.2射流風(fēng)機(jī)的縱向間距74
3.2.3射流風(fēng)機(jī)的橫向距離77
3.3隧道空氣流動(dòng)的力學(xué)平衡方程79
3.3.1自然風(fēng)壓79
3.3.2交通通風(fēng)力81
3.3.3射流風(fēng)機(jī)的增壓82
3.3.4通風(fēng)阻力83
3.3.5力學(xué)平衡方程83
3.4需風(fēng)量的計(jì)算84
3.4.1稀釋CO的需風(fēng)量84
3.4.2稀釋煙霧的需風(fēng)量85
參考文獻(xiàn)86
第4章公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的污染物擴(kuò)散研究87
4.1公路隧道縱向通風(fēng)污染物擴(kuò)散模型87
4.1.1傳熱與流動(dòng)的控制方程87
4.1.2隧道內(nèi)污染物擴(kuò)散的一般形式88
4.1.3穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散模型90
4.1.4動(dòng)態(tài)擴(kuò)散模型90
4.2污染物擴(kuò)散方程離散的控制容積法91
4.2.1CFD理論簡(jiǎn)介91
4.2.2推導(dǎo)方法93
4.2.3分布假設(shè)95
4.2.4網(wǎng)格劃分96
4.3源項(xiàng)恒定時(shí)的污染物濃度分布98
4.3.1一維對(duì)流擴(kuò)散方程的離散格式98
4.3.2初始濃度對(duì)隧道污染物濃度分布的影響100
4.3.3污染物濃度分布與車輛在隧道內(nèi)的位置關(guān)系103
4.3.4污染物濃度分布與隧道內(nèi)平均車輛數(shù)的關(guān)系106
4.4源項(xiàng)動(dòng)態(tài)變化時(shí)的污染物濃度分布110
4.4.1初始條件和邊界條件110
4.4.2基于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的差分離散格式110
4.4.3污染源項(xiàng)的計(jì)算112
4.4.4污染物濃度的動(dòng)態(tài)分布113
4.5本章小結(jié)115
參考文獻(xiàn)115
第5章單體公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的前饋式智能模糊控制117
5.1模糊控制簡(jiǎn)介117
5.1.1模糊控制的基本思想117
5.1.2前饋通風(fēng)系統(tǒng)引入模糊控制的必要性118
5.1.3模糊控制系統(tǒng)的組成118
5.1.4模糊控制器的結(jié)構(gòu)120
5.2單體隧道前饋式智能模糊通風(fēng)控制的系統(tǒng)構(gòu)成121
5.2.1工程對(duì)象121
5.2.2控制目標(biāo)121
5.2.3控制周期121
5.2.4設(shè)備配置121
5.2.5前饋式智能模糊控制系統(tǒng)122
5.3前饋式智能模糊控制器設(shè)計(jì)123
5.3.1FLC輸入量的確定123
5.3.2隸屬函數(shù)的設(shè)定124
5.3.3FLC模糊推理127
5.3.4FLC控制效果130
5.4前饋式智能模糊控制的室內(nèi)仿真測(cè)試131
5.4.1隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)131
5.4.2仿真測(cè)試的基本流程132
5.4.3仿真結(jié)果133
5.5通風(fēng)控制策略及優(yōu)化135
5.5.1通風(fēng)系統(tǒng)分級(jí)控制策略135
5.5.2降低設(shè)備依賴性策略137
5.5.3風(fēng)量分擔(dān)及風(fēng)機(jī)保護(hù)137
5.6本章小結(jié)138
參考文獻(xiàn)139
第6章公路隧道群上下游交通流相關(guān)關(guān)系研究140
6.1高速公路交通流仿真概述140
6.1.1交通流仿真的優(yōu)缺點(diǎn)140
6.1.2交通流仿真模型的特點(diǎn)141
6.1.3交通流仿真的基本要素141
6.2高速公路交通流仿真的基本模型142
6.2.1交通生成模型142
6.2.2超車模型144
6.2.3跟馳模型145
6.3交通流仿真的實(shí)現(xiàn)146
6.3.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及功能模塊146
6.3.2仿真系統(tǒng)的推進(jìn)方法146
6.3.3仿真程序界面及基本功能介紹147
6.4交通流仿真結(jié)果及分析148
6.4.1交通量的影響148
6.4.2交通組成的影響149
6.5上下游交通流相似關(guān)系150
6.6本章小結(jié)153
參考文獻(xiàn)154
第7章公路隧道群通風(fēng)系統(tǒng)的前饋式智能控制156
7.1公路隧道群的營(yíng)運(yùn)管理特點(diǎn)及定義156
7.1.1隧道群的建設(shè)現(xiàn)狀及帶來的問題156
7.1.2隧道群的控制管理模式157
7.1.3公路隧道群的定義158
7.2公路隧道群的前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)160
7.2.1工程對(duì)象160
7.2.2隧道群監(jiān)控設(shè)備配置161
7.2.3隧道群前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)構(gòu)成163
7.3公路毗鄰隧道的前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)164
7.3.1毗鄰隧道的定義164
7.3.2工程對(duì)象166
7.3.3武水高速公路監(jiān)控設(shè)備配置166
7.3.4公路毗鄰隧道前饋式智能通風(fēng)控制系統(tǒng)構(gòu)成169
7.4萬(wàn)開高速公路隧道群測(cè)試結(jié)果170
7.4.1隧道群通風(fēng)控制系統(tǒng)的仿真測(cè)試流程170
7.4.2南山隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)仿真測(cè)評(píng)結(jié)果171
7.4.3鐵峰山1#隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)仿真測(cè)評(píng)結(jié)果173
7.4.4鐵峰山2#隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)仿真測(cè)評(píng)結(jié)果174
參考文獻(xiàn)175
第8章公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試176
8.1北碚隧道交通流特性調(diào)查176
8.1.1北碚隧道交通量調(diào)查176
8.1.2北碚隧道交通組成調(diào)查研究184
8.1.3北碚隧道行車速度調(diào)查研究190
8.2隧道空氣物理學(xué)參數(shù)的測(cè)試190
8.3隧道風(fēng)速系數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試192
8.3.1測(cè)試原理及方法192
8.3.2測(cè)試方案193
8.3.3測(cè)試結(jié)果及分析195
8.4隧道通風(fēng)壓力及分布的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試197
8.4.1測(cè)試原理及方法197
8.4.2測(cè)試方案200
8.4.3測(cè)試結(jié)果及分析201
8.5隧道阻力系數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試202
8.5.1測(cè)試原理及方法202
8.5.2測(cè)試方案204
8.5.3測(cè)試結(jié)果及分析206
8.6隧道自然風(fēng)速的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試209
8.6.1測(cè)試原理及方法209
8.6.2測(cè)試方案210
8.6.3測(cè)試結(jié)果及分析211
8.7本章小結(jié)211
第9章公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的效果測(cè)評(píng)213
9.1北碚隧道污染濃度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試213
9.1.1測(cè)試原理213
9.1.2測(cè)試方案214
9.1.3測(cè)試結(jié)果及分析215
9.2北碚隧道污染物濃度水平的自動(dòng)監(jiān)測(cè)217
9.2.1左右線污染狀況對(duì)比217
9.2.2左線隧道出口污染物濃度特性分析219
9.2.3左線隧道中間與出口煙霧濃度檢測(cè)值比較221
9.3交通流預(yù)測(cè)效果222
9.4智能通風(fēng)控制效果現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)224
9.4.1測(cè)試方案的確定224
9.4.2遠(yuǎn)期交通量下的Q-v關(guān)系225
9.4.3近期交通量與遠(yuǎn)期交通量的關(guān)系225
9.4.4與普通后饋式通風(fēng)控制的對(duì)比227
9.4.5評(píng)價(jià)指標(biāo)228
9.5北碚隧道左線智能通風(fēng)實(shí)測(cè)結(jié)果分析229
9.5.110月23日測(cè)試結(jié)果229
9.5.210月24日測(cè)試結(jié)果230
9.5.310月27日測(cè)試結(jié)果233
9.6本章小結(jié)235
參考文獻(xiàn)236