摘要：以明月峽隧道通風控制系統設計為背景，對明月峽隧道通風控制系統的功能進行了深入具體地分析研究，提出一種改進型明月峽隧道通風控制系統設計方案，最后對方案進行仿真分析，實現通風方案的比選和優化，為隧道火災通風設計提供科學指導。
關鍵詞：明月峽隧道；通風控制；車流量；仿真

0 引言
國道108線廣元段沙溪壩至棋盤關公路包括劍門關至凌江高速公路；凌江至瓷窯鋪一級公路；瓷窯鋪至棋盤關二級公路。該設計中的明月峽隧道就位于瓷棋段二級汽車專用公路的路段中。明月峽隧道主要技術指標如下：公路等級：雙向二車道二級高速公路；計算行車速度為40 km／h；隧道：單洞雙車道，隧道凈寬10．9 m，高5 m；隧道長度為8 660 m。
公路隧道通風控制系統是保證隧道內車輛運營安全和效率的關鍵。它直接決定隧道行車安全性和舒適性，起到稀釋有害氣體和污染物質濃度的作用，高效可靠的隧道通風控制系統可以使隧道中各種通風機電設備最大限度地發揮作用，使運營條件惡劣的隧道內的服務水平與整個高速公路其他路段相適應。所以本文對明月峽隧道通風控制系統進行了深入具體地分析研究，提出一種改進型通風控制系統設計方案并對其進行仿真分析。

1 隧道通風控制系統功能描述
通風控制系統主要是對隧道的通風狀況和風機的運行狀態進行檢測，具備數據采集處理功能、風機控制功能和運轉狀態反饋功能及全部信息的記錄功能。并能夠根據隧道內的風速、風向、C0，VI的數據信息以及風機轉向給出相應的控制方案，對隧道風機的開啟、停止、正反轉工作狀態進行控制。系統要具備正常情況條件下的通風控制功能和發生火災條件下的通風控制功能。
1．1 正常通風控制方案
本方案采用分區域單機控制方式，控制通風系統的運行。
在通風監控系統中，根據隧道內車行方向、地理特征和建筑特征等實際具體的特征，考慮到隧道火災狀況等因素，將隧道通風狀況分成區域進行總體控制。
在自動控制方式下，通風系統由隧道監控中心計算機及現場通風控制PLC自動控制。通過CO，VI傳感器測量的過濾信號、測量地點的定位以及控制算法將通風系統保持在預先設定的范圍內。通常情況下，風機的控制順序取決于風機工作時間，這樣工作時間最短的風機將被放在優先起動的位置。
1．2 火災排煙方案
火災發生時，依據隧道內火災位置，按照防災排煙方案采用緊急狀態的排煙措施，按洞內縱向風速為2～3 m／s控制風機運行，控制火勢及煙霧的擴散速度及范圍。
1．3 設備監測
(1)風速風向檢測
實時檢測隧道內平行于隧道壁面的風向、風速數據，用以判斷通風系統運行狀況。
(2)軸流風機檢測
軸流風機及其控制設備是保證隧道正常運營的最重要、最昂貴的設備，設置在通風豎井附近地下風機房內。地下風機房遠離隧道口，陰冷潮濕，空氣污染嚴重，不適合工作人員長期值守。為保障隧道內司機和乘客的安全和舒適，軸流風機需在惡劣的環境下連續運轉，因此，應及時掌握軸流風機的運行工況，監測其主要部件的工作參數(如主電機的溫升等)。并將這些參數定時傳送至中控室，進行遠程監測。
(3)射流風機狀態檢測
實時檢測射流風機的正轉、反轉和停機狀態，并將風機工作時間進行記錄。
(4)CO檢測器、能見度檢測器、風速風向儀工作狀態檢測
定期檢測CO檢測器、能見度檢測器、風速風向儀的工作狀態，設備故障時發出報警信息。

2 隧道通風控制系統硬件設計
通風控制采用分區域單機控制方式(也介紹了前饋式模糊控制方式，即通過預測短期交通量，控制通風系統，以達到節約能源的目的)。
系統由CO及能見度檢測儀、風速風向儀、通風控制計算機、軸流風機控制器、射流風機控制器及軸流風機、射流風機組成。
(1)CO，VI檢測器布置：CO，VI檢測器自動測定隧道內燈光照明下的合成能見度，自動測定隧道內CO濃度分布，能見度及CO濃度檢測器設在主隧道內，每個通風段內設置3臺，設置間距依據通風段長度不同而不同。每段最后一臺設于距通風豎井排風通道口或隧道出口100～150 m范圍內。
(2)風速風向檢測儀：實時檢測隧道內平行于隧道壁面的風向、風速數據，用以判斷通風系統運行狀況。風速風向檢測器設在通風豎井出入口處主隧道內、距隧道出口100～150 m范圍內及豎井與隧道聯絡風道內。
(3)豎井處的軸流風機：布置在隧道三處豎井的地下風機房內，依據交通量及隧道內的坡度，軸流風機有時處于并聯運行狀態中。
(4)隧道內的射流風機：均勻布置在隧道內，間隔約350 m／臺。
風機設置界面如圖1所示。