隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法及系统与流程

本发明涉及特长隧道消防、通风领域，尤其是涉及隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法及系统。

背景技术：

1、目前一些地理条件差、不便垂直方向设置风井的单洞双向特长隧道并不适合单纯的纵向通风或横向通风。其利用平行导坑换气通风方式较为经济。这种通风方式被称为外风道平导式通风，又称为平导式通风。

2、平导式通风是利用平行导洞作为主要通风风道，通过在平导和主隧道间设置横通道实现通风的一种通风方式。同时平导式通风在隧道发生火灾时还可通过为横通道内提高新鲜空气，形成正压，避免主隧道内烟气进入横通道，使人员和车辆可以通过横通道进入平行导洞进而实现疏散。

3、相比较于普通隧道，特长单洞双向平导式通风隧道具有更为复杂的通风排烟模式，火灾时的烟气控制难度更大。在正常运营过程中的通风环节，主隧道和横通道结构、主隧道内交通情况、应急管理情况等因素均影响正常运营时的通风决策；而在火灾发生时的排烟环节，主隧道和横通道结构、火源情况、人员情况等又影响着应急排烟决策。目前，对于特长隧道双向平行导洞通风排烟策略相关的研究较少，而特长隧道双向平行导洞的应急通风排烟策略具有十分重要的现实需求，对维护该场所的日常通风管理和防控该场所内火灾事故具有重要的指导意义。

4、中国专利（cn 112611076a）公开了一种基于iscs的地铁车站通风空调节能控制系统和方法，采用iscs方法实现了基于地铁车站内实时采集数据的地铁车站暖通设施智能控制调节。这对与该专利相似的隧道内通风排烟模式具有一定的参考价值。但是，该专利仅针对地铁车站正常运营过程中的通风控制，并未对火灾情况下的通风排烟控制提出决策解决方案。而具体针对特长隧道双向平行导洞的通风排烟决策解决方案，在目前的实践中尚无相似文献可供参考。

5、如何结合特长隧道平导式结构和新兴通风排烟技术，开发一种隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法，实现对隧道正常运营与火灾情况下的通风排烟智能化决策，提高平导式隧道的安全管理水平，已成为亟待解决的现实问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法，以实现平导式特长隧道在正常运行和火灾情况下的通风、排烟智能化决策。同时本发明还提供一种隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动系统。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

3、本发明所述的一种隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法，包括以下步骤：

4、s1，分别建立隧道通风决策模型和隧道排烟决策模型；

5、s2，实时收集隧道内信息，判断主隧道是否进入通风或排烟模式；

6、s3，利用隧道通风决策模型或隧道排烟决策模型给出隧道通风方案或排烟方案；

7、s4，根据实时收集的隧道内信息，计算隧道实时需风量或排烟量；

8、s5，根据隧道通风方案或排烟方案以及s4步中的实时需风量或排烟量控制调整隧道通风或排烟设备动作。

9、进一步地， 建立所述隧道通风决策模型和隧道排烟决策模型包括以下步骤：

10、s1.1，构建包括输入层、隐含层和输出层的三层网络拓扑结构；

11、s1.2，构建隐含层、输出层的输出方程，初始化输入层、隐含层和输出层之间的连接权系数；

12、s1.3，定义输入层的输入向量；将模型训练数据按照输入向量输入；

13、s1.4，通过正向传播，获得输出层结果，与期望结果比较；

14、s1.5，若准确率未满足要求则通过反向传播修正输入层、隐含层和输出层之间的连接权系数，直到输出层结果与期望结果符合要求为止。

15、进一步地，所述隧道通风决策模型的输入层包括13个参数节点，分别为描述隧道结构的横通道长度、横通道与主隧道的截面高度比、主隧道长度、主隧道宽高比、主隧道横截面积；描述交通状况的车辆数量、车辆速度、车型比例、车流量；描述隧道通风设施的风机数量、风机额定功率、横通道数量、横通道间距；输出层包括2种预设的通风策略节点。

16、进一步地，所述隧道隧道排烟决策模型包括13个参数节点，分别为描述隧道结构的横通道长度、横通道与主隧道的截面高度比、主隧道长度、主隧道宽高比、主隧道横截面积；描述火源参数的火源位置、火源功率、火源产烟率；描述人车状况的人员数量、高龄人员占比、车流数量、车型比例、疏散方向输出层包括3种预设的排烟策略节点。

17、进一步地，所述隧道通风决策模型和隧道排烟决策模型的隐含层节点数q为：，其中n为输入层节点数量；m为输出层节点数量；a为定值。

18、进一步地，所述2种预设的通风策略为通风策略a和通风策略b；所述通风策略a为开启平导两端轴流风机送风模式和主隧道中部横通道，使主隧道内气流以中部横通道为中心向主隧道两端排出；所述通风策略b为开启平导两端轴流风机送风模式、主隧道中部横通道、主隧道射流风机抽风模式，使主隧道内气流以中部横通道为中心向主隧道两端排出。

19、进一步地，所述3种预设的排烟策略为排烟策略a、排烟策略b、排烟策略c；所述排烟策略a为关闭所有横通道、平导两端轴流风机、主隧道火源下游射流风机，开启主隧道火源上游射流风机送风模式，抑制烟气回流，使烟气从火源下游主隧道洞口排出；所述排烟策略b为关闭火源下游的所有横通道、平导端口的轴流风机、主隧道火源下游射流风机，开启火源上游主隧道射流风机送风模式和平导端口的轴流风机送风模式，抑制烟气回流，使烟气从火源下游主隧道洞口排出；所述排烟策略c为开启火源上游的所有横通道和距火源下游最近的两个横通道，开启火源上游主隧道射流风机送风模式和平导端口的轴流风机送风模式，开启火源上游主隧道射流风机抽风模式和平导端口的轴流风机抽风模式。

20、本发明所述的一种隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动系统，包括上位机、显示器、数据转换器、控制器、信号采集器；

21、所述上位机嵌装于电缆沟火灾控制平台中，用于上述隧道平导抽压复合式通风排烟智能联动方法；

22、所述显示器与上位机相连，用于显示隧道内通风或排烟模式中各设施的运转情况及隧道内实时情况；

23、所述数据转换器上联上位机，下联所述数据转换器；用于将信号采集器的数据转换为上位机所需的格式并上传至上位机处理；

24、所述信号采集器包括空气质量采集器、隧道结构采集器、交通车流采集器、通风设施运行参数采集器、火源监测器；

25、所述控制器与上位机相连，用于执行上位机下达的命令，完成隧道内的通风或排烟。

26、进一步地，所述信号采集器分段安装，每段采集的数据分别管理；所述分段为将隧道按照长度比例2:6:2划分。

27、进一步地，所述信号采集器具体包括温度采集器、烟雾传感器、视频采集器、红外热像仪。

28、本发明的优点在于结合特长平导式隧道结构，利用智能算法，实现了隧道正常运营与火灾情况下通风和排烟方案的智能决策，提高了长隧道内的危机应急处理能力，提高了平导式隧道的安全管理水平。