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书       名 :
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I  S  B  N:
出版时间 :
公路隧道前馈式智能通风控制系统(精)
0.00     定价 ¥ 98.00
宁波大学园区图书馆
此书还可采购5本,持证读者免费借回家
  • ISBN:
    9787030429643
  • 作      者:
    作者:何川//方勇//李祖伟
  • 出 版 社 :
    科学出版社
  • 出版日期:
    2014-12-01
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编辑推荐
《公路隧道前馈式智能通风控制系统》可供从事公路隧道规划、设计、施工与运营管理的广大科技人员使用,也可作为高等院校隧道与地下工程专业师生的参考书。
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内容介绍
本书主要对公路隧道前馈式智能通风控制系统的研究成果进行总结,全书主要内容分为10章,第1章主要分析我国公路隧道通风及其控制系统的现状及发展趋势,第2章、第3章和第4章介绍了公路隧道前馈式通风计算的理论基础,包括交通流预测模型、隧道通风的空气动力学模型以及污染物扩散模型等,第5章、第6章和第7章则对单体公路隧道、隧道群及路段集合式隧道的前馈式智能通风控制系统进行了详细的设计与室内仿真测试,第8章、第9章及第10章则介绍了公路隧道通风系统基础参数现场测试的相关成果,以及单体隧道及隧道群中实施前馈式智能通风控制系统的效果测评情况。
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精彩书摘
第1章绪论
1.1我国公路隧道的发展现状
近年来,我国在以高速公路为核心的公路路网建设方面取得了卓越的成就,公路基础设施总体水平实现了历史性跨越,截至2012年年底,我国已通车高速公路里程约9.8万km。随着京沪、京沈、京石太、沪宁合、沪杭甬、沪蓉等一批长距离、跨省区的高速公路相继贯通,我国主要公路运输通道交通紧张状况得到明显缓解,长期存在的运输能力紧张状况得到明显改善。公路路网的快速发展,大大缩短了省际之间、重要城市之间的时空距离,加快了区域间人员、商品、技术、信息的交流速度,有效降低了生产运输成本,在更大空间上实现了资源有效配置,拓展了市场,对提高企业竞争力、促进国民经济发展和社会进步都起到了重要的作用。
但相对于我国社会经济的快速增长和全面建设小康社会的发展目标,以及应对日益严峻的国际竞争力挑战而言,目前的改善只是初步的、不全面的、不稳定的,缩小差距、加快发展仍然是交通建设的主题,以高速公路为核心的公路路网建设依然处于需要继续加快发展的初级阶段。美国以州际公路为主体的高速公路网已经连通了所有5万人口以上的城市,通车里程约10万km;德国高速公路已达1.2万km,所有5万人口以上的城市及90%不足5万人口的城市都通了高速公路,全国各地能在20~30分钟内到达高速公路;日本高速公路已经连通所有10万人以上的城市,70%的地区1小时之内可以到达高速公路,2小时之内到达的占90%,任何城镇和乡村可以在1小时内到达高等级干线公路网。而目前我国高速公路仅覆盖了省会城市和城镇人口超过50万的大城市,在城镇人口超过20万的中等城市中,只有60%有高速公路连接。根据我国今后20年国民经济和社会发展的总体目标,由总体小康社会转到全面小康社会,经济总量和发展内涵都将提升到一个更高的水平。国家高速公路网的规划目标是[1]:连接所有目前城镇人口超过20万的城市,形成高效运输网络。据测算,要适应未来20年全面建设小康社会和21世纪中叶基本实现现代化的需要,我国高速公路网的总规模大体应在10万~12万km。
在高等级公路建设中,采用隧道方案,对于缩短路线里程、绕避不良地质病害(如冰雪、滑坡、泥石流等)、优化路线平纵线形指标、保护生态环境和提高运输效率等方面都有着不可比拟的优越性,尤其是在大型灾害面前,更是起到了“生命线”的作用。例如,在5    12汶川大地震中,震中附近的大量桥梁、道路等基础设施坍塌,而隧道受到的破坏相对而言要轻得多,其中鹧鸪山隧道、二郎山隧道(均在地震影响范围之内,未受破坏)在震后相当长一段时间内对于保障通往震中重灾区汶川、理县的唯一“生命线”[成都—雅安—泸定(经二郎山隧道)—康定—丹巴—金川—马尔康(经鹧鸪山隧道)—理县—汶川]发挥了关键作用。基于上述原因,采用隧道工程穿山越岭逐步为设计师所接受,伴随着高等级公路通车里程的不断突破,越来越多的长及特长公路隧道也开始涌现出来。到2012年年底,我国已建成和在建的特长(长度大于3000m)公路隧道250余座,这些隧道主要分布于重庆、四川、云南、贵州等中西部的省(直辖市),代表性的高速公路隧道见表1-1
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目录
前言
第1章绪论1
1.1我国公路隧道的发展现状1
1.2公路隧道营运通风方式10
1.2.1营运通风的目的10
1.2.2营运通风的方式及发展趋势11
1.2.3国内营运通风方式的现状16
1.3公路隧道通风控制方法及发展趋势18
1.3.1公路隧道营运通风控制方法18
1.3.2公路隧道通风控制系统的现状21
1.3.3公路隧道通风控制系统的发展趋势23
1.4前馈式智能通风控制系统原型23
1.4.1系统原型的提出23
1.4.2系统原型的组成25
参考文献27
第2章公路隧道前馈式通风系统的交通流预测29
2.1公路隧道交通流预测概述29
2.1.1交通流三参数及其相互关系29
2.1.2交通流的统计分布特性30
2.1.3公路隧道交通流预测的特点31
2.2基于交通流特征的预测模型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预测模型37
2.3基于权重的预测模型42
2.3.1权重预测模型的基本形式42
2.3.2自适应权重模型44
2.4基于BP算法的神经网络预测模型48
2.4.1误差反向传播(BP)算法简介 48
2.4.2基于BP算法的交通流预测模型50
2.4.3预测模型的仿真测试52
2.5基于模糊逻辑的预测模型57
2.5.1交通流的模糊预测方法57
2.5.2交通流模糊预测模型的建立58
2.5.3模糊逻辑预测的仿真测试60
2.6神经网络与模糊逻辑组合预测模型62
2.6.1两种模型的预测效果比较62
2.6.2组合预测模型64
2.7其他预测模型65
2.8本章小结67
参考文献68
 第3章公路隧道通风系统的空气动力学模型69
3.1一元稳定流下的基本方程69
3.1.1基本假定69
3.1.2气体流动的连续性方程70
3.1.3流体的流动遵守能量守恒定律71
3.2射流风机升压力的数值模拟72
3.2.1模型建立73
3.2.2射流风机的纵向间距74
3.2.3射流风机的横向距离77
3.3隧道空气流动的力学平衡方程79
3.3.1自然风压79
3.3.2交通通风力81
3.3.3射流风机的增压82
3.3.4通风阻力83
3.3.5力学平衡方程83
3.4需风量的计算84
3.4.1稀释CO的需风量84
3.4.2稀释烟雾的需风量85
参考文献86
第4章公路隧道通风系统的污染物扩散研究87
4.1公路隧道纵向通风污染物扩散模型87
4.1.1传热与流动的控制方程87
4.1.2隧道内污染物扩散的一般形式88
4.1.3稳态扩散模型90
4.1.4动态扩散模型90
4.2污染物扩散方程离散的控制容积法91
4.2.1CFD理论简介91
4.2.2推导方法93
4.2.3分布假设95
4.2.4网格划分96
4.3源项恒定时的污染物浓度分布98
4.3.1一维对流扩散方程的离散格式98
4.3.2初始浓度对隧道污染物浓度分布的影响100
4.3.3污染物浓度分布与车辆在隧道内的位置关系103
4.3.4污染物浓度分布与隧道内平均车辆数的关系106
4.4源项动态变化时的污染物浓度分布110
4.4.1初始条件和边界条件110
4.4.2基于网格节点的差分离散格式110
4.4.3污染源项的计算112
4.4.4污染物浓度的动态分布113
4.5本章小结115
参考文献115
第5章单体公路隧道通风系统的前馈式智能模糊控制117
5.1模糊控制简介117
5.1.1模糊控制的基本思想117
5.1.2前馈通风系统引入模糊控制的必要性118
5.1.3模糊控制系统的组成118
5.1.4模糊控制器的结构120
5.2单体隧道前馈式智能模糊通风控制的系统构成121
5.2.1工程对象121
5.2.2控制目标121
5.2.3控制周期121
5.2.4设备配置121
5.2.5前馈式智能模糊控制系统122
5.3前馈式智能模糊控制器设计123
5.3.1FLC输入量的确定123
5.3.2隶属函数的设定124
5.3.3FLC模糊推理127
5.3.4FLC控制效果130
5.4前馈式智能模糊控制的室内仿真测试131
5.4.1隧道通风控制系统的性能评价指标131
5.4.2仿真测试的基本流程132
5.4.3仿真结果133
5.5通风控制策略及优化135
5.5.1通风系统分级控制策略135
5.5.2降低设备依赖性策略137
5.5.3风量分担及风机保护137
5.6本章小结138
参考文献139
第6章公路隧道群上下游交通流相关关系研究140
6.1高速公路交通流仿真概述140
6.1.1交通流仿真的优缺点140
6.1.2交通流仿真模型的特点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超车模型144
6.2.3跟驰模型145
6.3交通流仿真的实现146
6.3.1数据结构及功能模块146
6.3.2仿真系统的推进方法146
6.3.3仿真程序界面及基本功能介绍147
6.4交通流仿真结果及分析148
6.4.1交通量的影响148
6.4.2交通组成的影响149
6.5上下游交通流相似关系150
6.6本章小结153
参考文献154
第7章公路隧道群通风系统的前馈式智能控制156
7.1公路隧道群的营运管理特点及定义156
7.1.1隧道群的建设现状及带来的问题156
7.1.2隧道群的控制管理模式157
7.1.3公路隧道群的定义158
7.2公路隧道群的前馈式智能通风控制系统160
7.2.1工程对象160
7.2.2隧道群监控设备配置161
7.2.3隧道群前馈式智能通风控制系统构成163
7.3公路毗邻隧道的前馈式智能通风控制系统164
7.3.1毗邻隧道的定义164
7.3.2工程对象166
7.3.3武水高速公路监控设备配置166
7.3.4公路毗邻隧道前馈式智能通风控制系统构成169
7.4万开高速公路隧道群测试结果170
7.4.1隧道群通风控制系统的仿真测试流程170
7.4.2南山隧道通风控制系统仿真测评结果171
7.4.3铁峰山1#隧道通风控制系统仿真测评结果173
7.4.4铁峰山2#隧道通风控制系统仿真测评结果174
参考文献175
第8章公路隧道通风系统基础参数的现场测试176
8.1北碚隧道交通流特性调查176
8.1.1北碚隧道交通量调查176
8.1.2北碚隧道交通组成调查研究184
8.1.3北碚隧道行车速度调查研究190
8.2隧道空气物理学参数的测试190
8.3隧道风速系数的现场测试192
8.3.1测试原理及方法192
8.3.2测试方案193
8.3.3测试结果及分析195
8.4隧道通风压力及分布的现场测试197
8.4.1测试原理及方法197
8.4.2测试方案200
8.4.3测试结果及分析201
8.5隧道阻力系数的现场测试202
8.5.1测试原理及方法202
8.5.2测试方案204
8.5.3测试结果及分析206
8.6隧道自然风速的现场测试209
8.6.1测试原理及方法209
8.6.2测试方案210
8.6.3测试结果及分析211
8.7本章小结211
第9章公路隧道通风控制系统的效果测评213
9.1北碚隧道污染浓度的现场测试213
9.1.1测试原理213
9.1.2测试方案214
9.1.3测试结果及分析215
9.2北碚隧道污染物浓度水平的自动监测217
9.2.1左右线污染状况对比217
9.2.2左线隧道出口污染物浓度特性分析219
9.2.3左线隧道中间与出口烟雾浓度检测值比较221
9.3交通流预测效果222
9.4智能通风控制效果现场测试的理论基础224
9.4.1测试方案的确定224
9.4.2远期交通量下的Q-v关系225
9.4.3近期交通量与远期交通量的关系225
9.4.4与普通后馈式通风控制的对比227
9.4.5评价指标228
9.5北碚隧道左线智能通风实测结果分析229
9.5.110月23日测试结果229
9.5.210月24日测试结果230
9.5.310月27日测试结果233
9.6本章小结235
参考文献236
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