● 摘要
本文以宝鸡至天水高速公路大坪里特长隧道监控系统设计为背景，以实际工程为基础，从隧道监控网络和隧道通风控制系统深入讨论了大坪里隧道监控系统两个方面问题。第一部分介绍隧道通风、消防及供电照明系统。详细叙述了隧道监控系统的构成，隧道监控系统包括交通监控、闭路电视、紧急电话、火灾报警、有线广播、通风控制与环境监测、中央控制等子系统。分析国内外隧道监控研究现状及最新成果和发展动态，提出了大坪里公路隧道监控网络设计和隧道通风控制系统作为本论文的关键问题，提出以太网作为大坪里隧道监控网络设计的网络结构和以模糊控制系统为通风控制系统。第二部分分析了大坪里特长隧道监控系统的功能需求，通过现场总线和工业以太网得比较，对大坪里特长隧道道监控系统进行了总体方案设计，在对比研究的基础上确定采用自愈环型工业以太网以及隧道监控网络。第三部分确定了空气动力学模型、污染模型，交通模型，并以及隧道的实际情况，介绍了大坪里特长隧道通风系统以及计算结果。第四部分提出了基于模糊控制理论的隧道通风控制系统。采用一氧化碳浓度和烟雾浓度作为模糊系统的输入变量，经过模糊化、模糊控制规则的确定、模糊推理、模糊判决四个步骤，最终确定出通风控制的模糊控制表，利用MATLAB应用软件对系统仿真，对控制效果进行分析，仿真效果基本和模糊控制表吻合，控制表中的风机台数可为隧道实际运营通风提供参考值，在实际工程中应用具有一定意义。