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基于智能控制的隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)的研究

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時(shí)間:2024-08-20 12:11:35
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基于智能控制的隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)的研究【摘要】:公路隧道是公路上一個(gè)相對(duì)封閉的特殊路段,汽車(chē)在行駛時(shí)產(chǎn)生各種廢氣和小顆粒難以流通,從而形成污染。對(duì)于長(zhǎng)大隧道,超標(biāo)的廢氣會(huì)威脅駕乘人員

【摘要】: 公路隧道是公路上一個(gè)相對(duì)封閉的特殊路段,汽車(chē)在行駛時(shí)產(chǎn)生各種廢氣和小顆粒難以流通,從而形成污染。對(duì)于長(zhǎng)大隧道,超標(biāo)的廢氣會(huì)威脅駕乘人員的身體健康,過(guò)濃的煙霧會(huì)影響駕駛員行車(chē)的安全。為了凈化隧道內(nèi)的空氣,須采用機(jī)械通風(fēng),通過(guò)啟動(dòng)射流風(fēng)機(jī)將隧道內(nèi)的污染物濃度控制在容許的限度內(nèi)。 由于公路隧道縱向通風(fēng)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的時(shí)變、非線性和大滯后特點(diǎn),因而很難獲得準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,難用傳統(tǒng)的控制方法來(lái)控制。同時(shí)在我國(guó)能源緊缺的形勢(shì)下,降低通風(fēng)系統(tǒng)高昂運(yùn)營(yíng)費(fèi)用成為公路隧道建設(shè)中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文對(duì)于隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)提出了一種基于智能控制的新思路。 首先,利用模糊控制技術(shù),將隧道通風(fēng)系統(tǒng)看成一個(gè)“黑匣子”。利用專家或操作者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),制定一套控制規(guī)則,并根據(jù)“最優(yōu)規(guī)則排序無(wú)關(guān)”規(guī)則對(duì)建立的規(guī)則進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。模糊控制器根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的和給定的污染物濃度差值,經(jīng)過(guò)模糊推理,來(lái)控制射流風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)停止。 其次,針對(duì)隧道通風(fēng)這樣一個(gè)大滯后的系統(tǒng),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力,構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線控制系統(tǒng),對(duì)隧道交通量進(jìn)行預(yù)測(cè),在不同時(shí)段對(duì)射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行不同程度的預(yù)啟動(dòng),用來(lái)提高控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和控制精度,降低風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)頻率以及優(yōu)化控制模型,從而達(dá)到實(shí)時(shí)節(jié)能控制的目的。 然后,采用變頻調(diào)速技術(shù),對(duì)電機(jī)控制進(jìn)行調(diào)速和啟停,從而改善通風(fēng)設(shè)備的啟動(dòng)條件,延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的壽命,節(jié)省更多的運(yùn)行電能。 最后,綜合分析了智能控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)于隧道通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制,得出智能控制與傳統(tǒng)控制相比能夠節(jié)省約17%的能量,變頻調(diào)速技術(shù)能夠取得明顯的節(jié)能效果,使得隧道通風(fēng)系統(tǒng)理論上在控制效率和控制成本上達(dá)到優(yōu)化的結(jié)論。 【關(guān)鍵詞】:公路隧道 通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng) 智能控制 變頻調(diào)速
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號(hào)】:U453.5
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-11
  • 第1章 緒論11-21
  • 1.1 概述11-12
  • 1.2 公路隧道內(nèi)污染物稀釋標(biāo)準(zhǔn)12
  • 1.2.1 CO 設(shè)計(jì)濃度12
  • 1.2.2 煙霧設(shè)計(jì)濃度12
  • 1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況以及存在的問(wèn)題12-16
  • 1.3.1 公路隧道通風(fēng)方式12-14
  • 1.3.2 公路隧道通風(fēng)控制方式14-16
  • 1.4 選題背景及意義16-17
  • 1.5 研究?jī)?nèi)容17-18
  • 1.6 工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)18
  • 1.7 擬采取的解決方案18-20
  • 1.7.1 建立智能控制系統(tǒng)18-20
  • 1.7.2 控制系統(tǒng)策略和算法的研究20
  • 1.7.3 變頻調(diào)速技術(shù)的研究20
  • 1.8 本章小節(jié)20-21
  • 第2章 公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)分析及其數(shù)學(xué)模型21-33
  • 2.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成21
  • 2.2 隧道通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型21-30
  • 2.2.1 基本假設(shè)21-22
  • 2.2.2 隧道通風(fēng)需風(fēng)量計(jì)算22-24
  • 2.2.3 空氣動(dòng)力學(xué)模型24-26
  • 2.2.4 污染模型26-28
  • 2.2.5 交通模型28-30
  • 2.3 巖門(mén)界隧道簡(jiǎn)介30-32
  • 2.4 本章小節(jié)32-33
  • 第3章 模糊控制及隧道通風(fēng)模糊控制系統(tǒng)33-49
  • 3.1 模糊控制33-34
  • 3.2 模糊控制系統(tǒng)的工作原理34-39
  • 3.2.1 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)34
  • 3.2.2 模糊控制器的基本功能34-39
  • 3.3 模糊控制器的一般設(shè)計(jì)方法39
  • 3.4 隧道通風(fēng)模糊控制系統(tǒng)39-48
  • 3.4.1 模糊控制系統(tǒng)的建模39-41
  • 3.4.2 MATLAB 模糊邏輯工具箱簡(jiǎn)介41
  • 3.4.3 建立隧道通風(fēng)模糊推理系統(tǒng)41-42
  • 3.4.4 建立變量和隸屬度函數(shù)42-45
  • 3.4.5 模糊規(guī)則45-46
  • 3.4.6 射流風(fēng)機(jī)布置和啟停策略46
  • 3.4.7 仿真結(jié)果46-47
  • 3.4.8 規(guī)則調(diào)整及仿真47-48
  • 3.5 本章小節(jié)48-49
  • 第4章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及隧道交通量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)49-61
  • 4.1 隧道交通量預(yù)測(cè)的意義49
  • 4.2 樣本數(shù)據(jù)49-50
  • 4.3 隧道交通量傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法50-51
  • 4.3.1 國(guó)內(nèi)研究概況50
  • 4.3.2 多元統(tǒng)計(jì)分析法預(yù)測(cè)50-51
  • 4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)51-58
  • 4.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述51-52
  • 4.4.2 BP 網(wǎng)絡(luò)的概述52-53
  • 4.4.3 基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道交通量的預(yù)測(cè)53-58
  • 4.5 結(jié)果分析和比較58-59
  • 4.5.1 誤差分析58
  • 4.5.2 結(jié)果比較和分析58-59
  • 4.6 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的模糊控制系統(tǒng)59-60
  • 4.7 本章小結(jié)60-61
  • 第5章 變頻調(diào)速在隧道通風(fēng)控制中的運(yùn)用61-67
  • 5.1 風(fēng)機(jī)調(diào)速的傳統(tǒng)控制61
  • 5.2 風(fēng)機(jī)調(diào)速的變頻控制61-63
  • 5.2.1 電機(jī)的配用62
  • 5.2.2 變頻調(diào)速的原理62-63
  • 5.2.3 變頻調(diào)速的特點(diǎn)63
  • 5.3 變頻調(diào)速在隧道通風(fēng)中的應(yīng)用63-66
  • 5.3.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)63-64
  • 5.3.2 節(jié)能可行性分析64-65
  • 5.3.3 節(jié)能分析65-66
  • 5.4 變頻調(diào)速技術(shù)在隧道中應(yīng)用的注意點(diǎn)66
  • 5.5 本章小結(jié)66-67
  • 第6章 隧道通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能分析67-76
  • 6.1 智能控制方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能分析67-74
  • 6.1.1 傳統(tǒng)控制67-70
  • 6.1.2 模糊控制70-72
  • 6.1.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的模糊控制72-73
  • 6.1.4 節(jié)能分析73-74
  • 6.2 變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能分析74-75
  • 6.3 本章小節(jié)75-76
  • 總結(jié)和展望76-78
  • 1.總結(jié)所做的主要工作76
  • 2.存在的不足和問(wèn)題76-77
  • 3.下一步的研究設(shè)想77-78
  • 參考文獻(xiàn)78-81
  • 致謝81-82
  • 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄82-83
  • 附錄B 相關(guān)程序83-84


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基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路隧道縱向通風(fēng)控制研究    李德英

公路隧道縱向通風(fēng)神經(jīng)模糊控制系統(tǒng)應(yīng)用研究    馬永杰

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含救援站特長(zhǎng)隧道火災(zāi)特性及煙氣控制研究    李穎臻

狹長(zhǎng)空間縱向通風(fēng)條件下細(xì)水霧抑制油池火的實(shí)驗(yàn)研究    李權(quán)威

公路隧道復(fù)雜通風(fēng)方式物模試驗(yàn)的適用性研究及其工程應(yīng)用    任銳

時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法及在隧道控制中的應(yīng)用研究    尚軍亮

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高速公路隧道照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究    孫發(fā)恩

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公路隧道縱向通風(fēng)分析與計(jì)算    史力生,彭立敏

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基于轉(zhuǎn)換OD的路徑選擇模型研究    裴玉龍;郎益順;

用隧道確定高速公路汽車(chē)CO,THC和NO_x排放因子    鄧順熙,成平,朱唯

軟件數(shù)字下變頻器的算法    符策

基于PLC現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的公路隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)    劉小強(qiáng)

嚴(yán)寒地區(qū)隧道通風(fēng)融冰的研究    田慶豐

論廣州地鐵1號(hào)線隧道通風(fēng)系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)及其軟件實(shí)現(xiàn)    馮曉青,李漾

川藏公路二郎山隧道通風(fēng)技術(shù)設(shè)計(jì)已通過(guò)預(yù)審    本刊編輯部

烏池壩隧道通風(fēng)豎井施工    陳利;陳賀雙;

廣州丁字形隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)    孔慶存;

道路隧道通風(fēng)檢測(cè)儀器及其應(yīng)用    胡維擷

新龍門(mén)隧道射流通風(fēng)與污染物濃度的數(shù)值分析    馮煉

鐵路雙線隧道中有害氣體分布規(guī)律的研究    孫一堅(jiān),楊昌智

公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)軟件(VDSHT)的編制及特點(diǎn)    趙峰,夏永旭

不同坡度下柴油車(chē)比例對(duì)隧道通風(fēng)需風(fēng)量計(jì)算指標(biāo)的影響    韓星;張旭;

散欄牛舍的隧道通風(fēng)    張學(xué)煒;劉壯;杜洪祥;孟繼森;

城市地鐵屏蔽門(mén)系統(tǒng)隧道通風(fēng)新模式的探討    彭良新;

蘇花公路先進(jìn)隧道通風(fēng)排煙技術(shù)之探討    邱豪磊;林啟基;

營(yíng)盤(pán)路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)    歐陽(yáng)焱;伍致杰;

舟山普陀?xùn)|港隧道通風(fēng)改造工程設(shè)計(jì)研究    林志勇;張帆;

宜長(zhǎng)高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介    錢(qián)兵;潘峰;戴曉恩;徐林;

營(yíng)盤(pán)路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)    歐陽(yáng)焱;伍致杰;

單線無(wú)豎井地鐵隧道內(nèi)活塞風(fēng)的理論計(jì)算方法探討    任中杰;郭輝;

長(zhǎng)公路隧道通風(fēng)排氣孔構(gòu)想與施工技術(shù)方法的探討    李粵南;張蔭山;王恒林;黃國(guó)毅;

膠州灣隧道通風(fēng)方案設(shè)計(jì)    蘇立勇;

十二局集團(tuán)二公司開(kāi)辟長(zhǎng)大隧道通風(fēng)新天地    通訊員 楊廣臣

雁門(mén)關(guān)隧道通風(fēng)系統(tǒng)工程獲“太行杯”土木工程大獎(jiǎng)    通訊員 王祥山

一些重點(diǎn)項(xiàng)目“帶病上崗”    黃玲

航天風(fēng)洞技術(shù)打通公路隧道    蔣敏軍

石武客專第一長(zhǎng)隧貫通    記者 蔡崇金 通訊員 冷清安 鄧軍

交通五支隊(duì)官兵被譽(yù)為“三峽第一哨”    于明科 平晉恩

隧道暢通與空氣質(zhì)量    李繼成

黨員先進(jìn)性看得見(jiàn)了    通訊員 孔祥文

依托“三防”構(gòu)建守護(hù)勤務(wù)安全網(wǎng)    福建總隊(duì)南平支隊(duì) 周崎輝

公路隧道的科技創(chuàng)新任重而道遠(yuǎn)    本報(bào)記者 葛運(yùn)溥 通訊員 關(guān)書(shū)敏

深埋特長(zhǎng)隧道通風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)研究    張建國(guó)

長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)物理模型試驗(yàn)研究    方磊

曲線公路隧道營(yíng)運(yùn)通風(fēng)關(guān)鍵參數(shù)研究    王峰

隧道內(nèi)自燃風(fēng)計(jì)算方法及節(jié)能通風(fēng)技術(shù)研究    時(shí)亞昕

鐵路隧道列車(chē)活塞風(fēng)特性分析及理論研究    李炎

公路隧道通風(fēng)排煙網(wǎng)絡(luò)分析及計(jì)算方法研究    趙紅莉

高速公路隧道集成化智能化監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究    吳明先

公路隧道運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)及管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究    戴學(xué)臻

港珠澳海底隧道通風(fēng)物理模型試驗(yàn)研究    王書(shū)濤

隧道通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算軟件研究與設(shè)計(jì)    陳敏

基于模糊控制的隧道通風(fēng)節(jié)能控制模型研究    黨江杰

基于模糊控制的隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    趙洋楊

縱向隧道通風(fēng)方式的優(yōu)化研究    胡純良

基于PLC控制的高速公路隧道通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)    葉龍

城市隧道通風(fēng)排污慣性效應(yīng)及聯(lián)動(dòng)控制研究    譚真

公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的控制策略研究    鮑國(guó)棟

長(zhǎng)大隧道的智能通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究    王麗

雪峰山隧道通風(fēng)系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)    孟偉