基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统及方法，该控制系统包括安装在城市地下交通联系隧道内的若干CO浓度探测装置和若干横向通风系统。城市地下交通联系隧道沿车流方向划分为若干防烟分区，每个防烟分区内均安装有若干CO浓度探测装置和横向通风系统。工作时，CO浓度探测装置监测城市地下交通联系隧道内的CO浓度并将监测值发送至上位机，当至少一个CO浓度探测装置监测到的CO浓度大于等于临界值时，上位机控制横向通风系统启动，直到所有CO浓度探测装置的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统。本发明使多个防烟分区协同工作，效率高，适应性强，灵活度高。

说明书

技术领域

本发明涉及城市隧道工程领域，具体涉及基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统及方法。

背景技术

交通是社会发展的必要前提，越来越便捷的出行方式促使了社会的高速发展。然而，庞大的机动车保有量以及不断提高的城市化水平，导致土地资源越来越稀缺，城市内部交通拥堵日益严重。如何将地表车行压力向地下转移吸引了相关学者以及城市规划人员的目光，充分开发利用地下空间成为了城市化可持续发展的必经之路。地下空间的发展建设主要包括：地下交通设施，地下公共活动中心，地下人防体系等。一种将地表车行压力直接转向地下的新型城市地下公共交通系统--城市地下交通联系隧道(Urban Traffic LinkedTunnel，以下简称UTLT)应运而生。

隧道内部车辆运行产生的污染物不仅危害驾驶人员及乘车人员身体健康，而且会间接导致交通事故的发生。UTLT作为一种新型城市地下交通系统相比较于普通公路隧道有其独特的使用功能和结构特点：首先，主隧道多呈环形，常见的有单环、双环、三环等形式，明显不同于常规的城市隧道。因此，普通公路隧道设计标准是否适用于UTLT还有待商榷。其次，UTLT支隧道较多，使得隧道内部气流组织更加复杂，污染物浓度分布难以预测。同时UTLT出现较晚，相关设计规范尚未形成。

此外，在UTLT堵车的工况下，隧道内部污染物浓度急剧上升，被堵的驾驶人员及乘车人员的健康受到严重危害，有必要研发一种能控制隧道内部污染物浓度的系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统及方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统，包括安装在城市地下交通联系隧道内的若干CO浓度探测装置和若干横向通风系统。

所述城市地下交通联系隧道沿车流方向划分为若干防烟分区，每个防烟分区内均安装有若干CO浓度探测装置和横向通风系统。

工作时，所述CO浓度探测装置监测城市地下交通联系隧道内的CO浓度并将监测值发送至上位机，当至少一个CO浓度探测装置监测到的CO浓度大于等于临界值时，上位机控制横向通风系统启动，直到所有CO浓度探测装置的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统。

进一步，每个所述防烟分区内的若干CO浓度探测装置沿车流方向等间距布置。

进一步，每个所述CO浓度探测装置均距离地面设定高度。

进一步，所述横向通风系统包括若干排风口、若干送风口、排风主管和送风主管，排风主管和送风主管均安装在城市地下交通联系隧道顶部且均平行于车流方向，排风主管的下表面设置有若干排风口，若干排风口沿车流方向等间距布置；所述送风主管与若干送风支管连接，每个送风支管设置有送风口，若干送风口位于城市地下交通联系隧道侧壁且靠近隧道底部，若干送风口沿车流方向等间距布置。

基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制方法，采用上述的控制系统，包括以下步骤：

1)对所述城市地下交通联系隧道的若干防烟分区进行编号并标定位置，依次对各个防烟分区的CO浓度探测装置和横向通风系统进行编号并标定位置。

2)所有所述CO浓度探测装置监测CO浓度，将对应CO浓度探测装置的监测值以及位置编码发送至上位机，所有监测值均小于临界值时，进行持续监测。当至少一个所述CO浓度探测装置的监测值大于等于临界值时，上位机根据监测值大于等于临界值的CO浓度探测装置的位置编码确定拥堵段的若干防烟分区。

3)所述上位机控制靠近拥堵段中部的防烟分区的横向通风系统开启，所有CO浓度探测装置进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统。当所述横向通风系统开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤4)。

4)增加所述横向通风系统的开启数量，直到设定时长内所有CO浓度探测装置监测值均小于临界值，关闭所有横向通风系统。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明的污染物控制方法可根据不同拥堵情况，控制城市地下交通联系隧道的横向通风系统采取不同的启动策略，使多个防烟分区协同工作，效率高，适应性强，灵活度高。

附图说明

图1为开启单个分区横向通风系统时最优策略方法；

图2为开启两个分区横向通风系统时最优策略方法；

图3为开启三个分区横向通风系统时最优策略方法；

图4为隧道截面图。

图中：横向通风系统7和CO浓度探测装置8。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制系统，包括安装在城市地下交通联系隧道内的若干CO浓度探测装置8和若干横向通风系统7。

所述城市地下交通联系隧道沿车流方向划分为若干防烟分区，每个防烟分区内均安装有若干CO浓度探测装置8和横向通风系统7。

每个所述防烟分区内的若干CO浓度探测装置8沿车流方向等间距布置，每个所述CO浓度探测装置8均距离地面设定高度，本实施例设定高度为0.8m，CO浓度探测装置8选用CO浓度探测器。

参见图4，所述横向通风系统7包括若干排风口、若干送风口、排风主管、送风主管、排风机和送风机，排风主管与排风机连接，送风主管和送风机连接，排风机和送风机均安装在隧道外，排风主管和送风主管均安装在城市地下交通联系隧道顶部且均平行于车流方向，排风主管的下表面设置有若干排风口，若干排风口沿车流方向等间距布置；所述送风主管与若干送风支管连接，每个送风支管设置有送风口，若干送风口位于城市地下交通联系隧道侧壁且靠近隧道底部，若干送风口沿车流方向等间距布置。污染后的空气经由排风机加压后通过排风主管排入大气中，新鲜空气经由送风风机加压后通过送风主管送入隧道内部。

工作时，所述CO浓度探测装置8监测城市地下交通联系隧道内的CO浓度并将监测值发送至上位机，当至少一个CO浓度探测装置8监测到的CO浓度大于等于临界值时，上位机控制横向通风系统7启动，直到所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。

实施例2：

本实施例公开了基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制方法，采用实施例1所述的控制系统，包括以下步骤：

1)对所述城市地下交通联系隧道的若干防烟分区进行编号并标定位置，依次对各个防烟分区的CO浓度探测装置8和横向通风系统7进行编号并标定位置。

2)所有所述CO浓度探测装置8监测CO浓度，将对应CO浓度探测装置8的监测值以及位置编码发送至上位机，所有监测值均小于临界值时，进行持续监测。当至少一个所述CO浓度探测装置8的监测值大于等于临界值时，上位机根据监测值大于等于临界值的CO浓度探测装置8的位置编码确定拥堵段的若干防烟分区，得到发生拥堵的位置、长度以及涉及的防烟分区数量。在本实施例中监测到连续的5个防烟分区涉及拥堵。

3)所述上位机控制靠近拥堵段中部的防烟分区的横向通风系统7开启，如图1所示，开启最中间的一个防烟分区的横向通风系统7，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤4)。

4)增加所述横向通风系统7的开启数量，参见图2，关闭最中间的一个防烟分区的横向通风系统7，开启与最中间防烟分区相邻的两个防烟分区的横向通风系统7，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤5)。

5)继续增加所述横向通风系统7的开启数量，参见图3，同时开启中间三个防烟分区的横向通风系统7，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤6)。

6)开启拥堵段所有的所述横向通风系统7，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤7)。

7)开启拥堵段所有的所述横向通风系统7以及拥堵段附近防烟分区的横向通风系统7，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤8)。

8)开启所述城市地下交通联系隧道内所有的横向通风系统7，进行污染物浓度的控制。

实施例3：

本实施例公开了基于横向通风的堵车工况下城市地下交通联系隧道污染物控制方法，采用实施例1所述的控制系统，包括以下步骤：

1)对所述城市地下交通联系隧道的若干防烟分区进行编号并标定位置，依次对各个防烟分区的CO浓度探测装置8和横向通风系统7进行编号并标定位置。

2)所有所述CO浓度探测装置8监测CO浓度，将对应CO浓度探测装置8的监测值以及位置编码发送至上位机，所有监测值均小于临界值时，进行持续监测。当至少一个所述CO浓度探测装置8的监测值大于等于临界值时，上位机根据监测值大于等于临界值的CO浓度探测装置8的位置编码确定拥堵段的若干防烟分区。

3)所述上位机控制靠近拥堵段中部的防烟分区的横向通风系统7开启，所有CO浓度探测装置8进行持续监测，在设定时长内，当所有CO浓度探测装置8的监测值均小于临界值时，关闭横向通风系统7。当所述横向通风系统7开启设定时长后仍存在CO浓度探测装置8监测值大于等于临界值的情况时，转入步骤4)。

4)增加所述横向通风系统7的开启数量，直到设定时长内所有CO浓度探测装置8监测值均小于临界值，关闭所有横向通风系统7。