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城市公路隧道汽车尾气排放浓度的研究及通风方案的设计
| 论文题名： | 城市公路隧道汽车尾气排放浓度的研究及通风方案的设计 |
| 关键词： | 公路隧道;汽车尾气排放;隧道通风设计;排放限值;通风系统;火灾报警系统;智能控制 |
| 摘要： | 城市公路隧道是一段相对封闭的环境，汽车排放的尾气短时间内难以流通，这必然会对人体的健康造成影响。为了保证隧道的营运安全和车辆内人的健康，研究隧道内汽车尾气浓度的排放限值很有实际意义。 本文主要对汽车尾气中的两大有害气体(CO和NO2)的浓度排放限值进行了研究，建立了城市公路隧道内CO浓度设计限值的CFK方程，在横向通风和纵向通风方式下，针对不同的车速以及不同的隧道长度，给出了相应的CO浓度设计限值。最后还根据NO2的排放量以及稀释隧道内的NO2到容许的范围内所需的通风量，提出了城市公路隧道内NO2的浓度排放限值。其结果可供城市公路隧道在通风系统、火灾报警系统以及监控软件的设计开发中参考使用。 由于城市公路隧道通风系统极其复杂，它具有很强的时变性、非线性和大滞后性等特点，传统的控制方法难以获得精确的数学模型，控制效果不佳，不仅耗费能源，还提高了隧道运营的费用。所以，寻求一种性能良好的智能通风控制系统来解决传统控制方法存在的问题，已经成为城市公路隧道建设中急需解决的问题之一。针对这些问题，本文引入模糊控制技术并将其应用到隧道通风系统中。 本文建立了隧道通风系统的空气动力学模型、污染模型、交通模型和控制模型，并给出了它们之间的关系。在MATLAB中，以CO浓度偏差、Ⅵ浓度偏差、交通量为输入量，风机开启台数为输出量，建立其隶属函数，给出了它们的隶属函数表。并设定了它们的语言变量以及基本论域，然后将其转换成模糊控制下的离散论域，根据操作者的控制经验来设计模糊控制规则，采用Mamdani推理法进行了模糊推理以及重心法进行了解模糊，给出了风机开启台数的模糊控制表，得出了风机开启台数的精确数目。最后对通风系统进行了仿真分析，仿真结果表明，与传统控制方法相比，基于模糊控制技术设计的通风系统，风机的开启次数也更少，CO浓度和Ⅵ浓度的变化比传统控制更平缓，而且浓度更低，基本维持在允许最大值的附近，没有出现波动太大的情况。从而说明，基于模糊控制技术的通风系统控制效果更佳，风机的寿命更长，并且节能效果显著。 |
| 作者： | 潘胜 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 马成前 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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