一种隧道通风模式优化方案制造技术

本发明专利技术的主要是提供了一种新型隧道通风模式优化方法，解决如何优化不同工况下的多风机启停模式组合，指导实际风机的安放和各个风机运行模式的设定问题。无须反复启停各个风机即可找到各个风机的最优工作状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】-种隧道通风模式优化方案
本专利技术涉及隧道环境控制工程中通风模式的优化方法。本专利技术提供了一种优化设置隧 道通风风机运行模式的方法。[000引
技术介绍
地铁、公路等许多行业建设、运营过程中需要进行隧道开挖、维护。在隧道工程前期阶 段进行设计时，就需要对隧道环境控制中各种工况下的隧道通风模式进行模拟优化，W指 导实际工程中风机的安防和后期隧道运行时风机运行模式的设定，W减少初期投资和后期 运行费用。如果有多台风机，则送些风机的运行模式就有2的次方个，要从如此众多的运行 模式中选择一种最优模式是一件非常浩大的工程。现有技术主要是采用穷举试错法，也就 是现场尝试各个风机的工作状态，寻找现场感觉最好的一种工作模式，但是，实际工作中， 对每一个风机反复进行关停、启动是成本非常高昂的操作，而且是不可能穷举所有工作模 式情形的，也就是说现场找到的风机工作模式可能并不是最优的。随着工程的持续开展或 运营的时间延长，送也导致初期投资或后期运行费用不断增加。[000引
技术实现思路
本专利技术的主要是提供了一种新型隧道通风模式优化方法，解决如何优化不同工况下的 多风机启停模式组合，指导实际风机的安放和各个风机运行模式的设定问题。 本专利技术的目的在于通过理论上的模型仿真计算，对各种情形进行比较得出最优的 通风方案。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括 W下步骤： 采用遗传算法，采用概率化的寻优方法，自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调 整搜索方向，不需要确定的规则。对群体中个体位串模拟生物进化过程进行选择、交叉、变 异等操作，完成一次迭代过程。通过多次迭代完成个体风机状态进化，最终获得最优方案。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括 W下步骤： 建立优化模型 隧道结构尺寸、列车开行时刻表及开行对数等因素确定后的隧道系统，隧道中的风速 及风温是时间、空间和风机运行模式的函数。对于同一隧道系统、同一时刻和空间位置而 言，隧道风温和风速只与风机的开启模式有关。故设计如下模型 T-O(xj), ν-Ψ(χ；) 其中，风机开启模式Xj={-1，0,+1}，-1表示风机负向运行，=1表示风机正向运行，0表 示风机停止。i为不同的温度段，j为所开风机数。 正常和阻塞模式时，为降低隧道内的风温，模型优化为公式1 其中；Ti《正常情况下30乂，阻塞情况下38 乂 火灾模式为避免回流现象，模型优化为：公式2 其中，Vi为隧道i段着火点处风速，该风速要大于火点临界风速。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括 W下步骤： 编码方式的确定 对某一确定隧道系统，目标函数只是风机开启模式函数，所W，决策变量是风机开启方 式X={-1，0，+1}.为方便采用二进制编码方式，X的长度由隧道内所有风机数码决定。如 X= (1，0, -1，1，0}，编码表即为：根据本专利技术的另一方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括W下 步骤： 评价方法的确定 本优化模型是一个多目标优化问题，结合上面的公式1和公式2,通风模式风机的启停 目标函数为： 正常及阻塞情况下：Cm。、迭代到当前最大目标函数值。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括 W下步骤： 终止条件： 考虑到现在及W后计算能力的水平终止条件设置如下；1.迭代数Τ=1000,即算法运行 1000代后停止；2当判定出群体已经不在有进化趋势时，判断标准为|F-F*|<|F|,其中，F表示全局最优解；F*为当代最好个体函数值；为收敛精度，取=0. 01 与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于： 通过实施本方法，可W从理论上计算出某一段隧道的各个风机的最优工作状态模式， 避免现场对每一个风机反复进行关停、启动尝试各个风机的工作状态，寻找现场感觉最好 的一种工作模式，避免了成本非常高昂的操作，为项目建设、运营维护节省不菲成本。【具体实施方式】 W下对本专利技术的优选实施例关键实施方式进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本专利技术，所述关键实施方式是核必步骤而不是全部步骤，方便 对本专利技术的理解说明，并不用于限定本专利技术。 假设某地铁的风机与通风井情况如下：设定初始运行参数如下： 种群大小；M=100 ;交叉概率；Pt=0. 6 ;变异概率Pm=0. 1 ;权重值；Wi=0. 8，W2=0. 2,终止条 件；Τ=1000,收敛度=0.01 应用本方法计算结果为也就是说只需要开启一台风机反向运转，就能使隧道内通风情况达到最优。 尽管上文对本专利技术进行了详细说明，但是本专利技术不限于此，本领域技术人员可W 根据本专利技术的原理进行各种修改。因此，凡按照本专利技术原理所作的修改，都应当理解为落入 本专利技术的保护范围。【主权项】1. 根据本专利技术的一个方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括以 下步骤： 采用遗传算法，采用概率化的寻优方法，自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调 整搜索方向，不需要确定的规则，对群体中个体位串模拟生物进化过程进行选择、交叉、变 异等操作，完成一次迭代过程，通过多次迭代完成个体风机状态进化，最终获得最优方案。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 建立优化模型 隧道结构尺寸、列车开行时刻表及开行对数等因素确定后的隧道系统，隧道中的风速 及风温是时间、空间和风机运行模式的函数，对于同一隧道系统、同一时刻和空间位置而 言，隧道风温和风速只与风机的开启模式有关，故设计如下模型 Τ1=Φ(χ?),νι=Ψ(Χ?) 其中，风机开启模式Xj= {-1，0, +1 }，-1表示风机负向运行，=1表示风机正向运行，0表 示风机停止。 3. i为不同的温度段，j为所开风机数 正常和阻塞模式时，为降低隧道内的风温，模型优化为其中A彡正常情况下30°C，阻塞情况下38°C 火灾模式为避免回流现象，模型优化为：其中，Vi为隧道i段着火点处风速，该风速要大于火点临界风速。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 编码方式的确定 对某一确定隧道系统，目标函数只是风机开启模式函数，所以，决策变量是风机开启方 式X= {-1，0，+1}.为方便采用二进制编码方式，X的长度由隧道内所有风机数码决定。5. 如X= {1，0, _1，1，0}，编码表即为：根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 评价方法的确定 本优化模型是一个多目标优化问题，结合上面的公式1和公式2,通风模式风机的启停 目标函数为： 正常及阻塞情况下：c_迭代到当前最大目标函数值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 终止条件： 考虑到现在及以后计算能力的水平终止条件设置如下：1.迭代数T=1000,即算法运行 1000代后停止；2当判定出群体已经不在有进化趋势时，判断标准为|F-F*|〈s|F|，其中，F 表示全局最优解；F*为当代最好个体函数值；ε为收敛精度，取ε=0. 01。【专利摘要】本专利技术的主要是提供了一种新型隧道通风模式优化方法，解决如何优化不同工况下的多风机启停模式组合，指导实际风机的安放和各个风机运行模式的设定问本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据本专利技术的一个方面，提供了一种隧道通风模式优化的方法，其特征在于，包括以下步骤： 采用遗传算法，采用概率化的寻优方法，自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则，对群体中个体位串模拟生物进化过程进行选择、交叉、变异等操作，完成一次迭代过程，通过多次迭代完成个体风机状态进化，最终获得最优方案。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成琦，
申请(专利权)人：徐成琦，
类型：发明
国别省市：江苏;32