王立城
广东广乐高速公路有限公司：512737
摘要：由于隧道群中各隧道的通风、照明及防灾救援控制相互影响严重，所以本文将从公路隧道群及毗邻隧道智能通风照明与灾害救援控制技术的现状分析入手，对公路隧道群及毗邻隧道的通风控制、照明控制及灾害救援联动控制的技术方案进行探讨。
关键词：公路隧道群；毗邻隧道；通风控制；照明控制；智能控制
随着我国各地高速公路的发展，但公路隧道群及其毗邻隧道特殊的交通环境产生的交通问题已引起了人们的关注，特别是对公路隧道群及毗邻隧道的智能通风照明与救援联动控制的技术的关注，本文将针对这些问题，进行进一步探究，从而为降低该交通事故的风险作出贡献。
一、公路隧道群及毗邻隧道智能通风照明与灾害救援控制技术的现状分析
隧道的通风与照明状态时保证运营安全性的关键性因素，良好的通风与照明水平可以保证司乘人员的健康和舒适度，减少各类交通事故的发生，是特殊交通风险降到最低。由于每个隧道都有自己独立的控制系统，所以当一个系统发生事故之后，事故隧道和非事故隧道该如何联动，灾害的救援控制则成为突出的问题。所以本文以前馈式为主线并兼顾其他的控制方式，解决如下问题。
（一）公路隧道群及毗邻隧道通风控制中存在的问题中以没有明确定义公路隧道群及毗邻隧道的概念及范围最为突出。对于隧道群而言，隧道间的距离相对较远，各个隧道间的照明可粗略认为是相互不受影响，照明设计可以独立进行。但对于毗邻隧道而言，隧道间的距离很近，后方隧道的出口照明与前方隧道的入口照明之间有明显的相关性，驾驶员在驶出前一隧道的时候经历了“明适应（lightadapation）”过程，而不到30s的时间又要经历后隧道接近入口处的“暗适应（darkadapation）”过程，这就给驾驶员带来很大的心理压力，往往是造成交通事故的原因。这是由于我国对毗邻隧道之间照明相关关系的研究进行得相对较少且研究资料与成果也很匮乏[1]。
（二）毗邻隧道间行车时间与照明亮度折减的关系，根据我国现行的《公路隧道通风照明设计规范》可得出，前方所得入口段亮度的折减是根据人眼的适应性所决定的，且认为只有当隧道行车时间小于30s时才考虑亮度的折减。两隧道间的行车时间越短，前方隧道入口的亮度折减就越大，且综合考虑行车间距、天气情况、周围植被、出入口建筑形式、道路路面铺装以及人眼对明暗环境交替的适应等因素进行分析，从而降低事故风险。
二、公路隧道群及毗邻隧道智能通风照明与灾害救援控制技术方案研究
（一）公路隧道群与毗邻隧道之间的交通流关系
在公路隧道群及毗邻隧道中，由于其特殊的结构和运营环境，前后隧道间的交通特性具有一定的相关关系，了解和研究这种关系有助于对公路隧道群及毗邻隧道通风系统进行更有效的控制。在公路隧道群及毗邻隧道建成后，首先应通过隧道的交通特性对其进行调查和研究，然后从理论入手，并结合现场的实测数据，深入研究后方隧道和前方隧道交通组成、交通的流量的之间的关系，最终获得公路隧道群和毗邻隧道之间的交通流关系，从而作用于公路隧道群及毗邻隧道智能通风照明与灾害救援联动控制技术的研究。
（二）公路隧道群及隧道群之间的通风控制
对于通风控制而言，除后面隧道的交通流数量及其特性外，后方隧道出口污染空气的排出量对前方隧道隧道的影响必须提前被须知从而保证前方隧道前馈式通风输入的准确性及安全性。在获得公路隧道群和毗邻隧道之间的交通流关系的基础上，分别对各个隧道建立交通流预测模型、空气动力学模型和污染物扩散模型，并采用计算流体动力学（CFD）软件对公路隧道群及毗邻隧道洞口处的污染物扩散形态进行三维数值模拟，以得到在不同风速、不同污染物浓度以及不同的外界风作用下公路隧道群及毗邻隧道洞口处的污染物扩散形态。在交通流预测模型、空气动力学模型及污染物扩散模型的基础之上，针对公路隧道群及毗邻隧道自身的特点研究并设计出智能模糊控制器，达到对公路隧道群及毗邻隧道进行前馈式智能模糊通风控制的目的。
（三）公路隧道群及毗邻隧道的照明控制
对于毗邻隧道而言，由于前后洞口相距较近，后方隧道出口照明与前方隧道入口照明之间存在着一定的相关关系，探明这种关系对于毗邻隧道的照明设计及控制具有较大的实践意义。在对毗邻隧道中后方隧道出口处和前方隧道入口处的照明特性，以及出入口之间的照明环境特性的深入调查基础上，探明毗邻隧道中后方隧道出口处照明和前方隧道入口处照明之间的相关关系，并对毗邻隧道连续驶出和驶入时人眼反应特性进行研究，以此为基础研究公路隧道群及毗邻隧道的照明控制技术。
（四）公路隧道群及毗邻隧道的灾害救援控制
采用计算流体动力学（CFD）软件，对不同火灾规模进行数值模拟，模拟隧道内烟雾和有毒气体随着时间而扩散的范围和高温气体的影响范围，并观察其速度场、烟雾场、温度场和压力场等的扩散规律。同时将火灾横通道开启的通风排烟系统简化为通风网络，并运用通风网络软件，进行不同的自然风压下、不同阻塞强度下、不同横通道间发生的动态通风网络模拟，在数值模拟和网络模拟的基础上，提出在不同地点发生火灾时，火灾疏散阶段公路隧道群及毗邻隧道中的射流风机开启台数及其位置，确定横通道的开启方式以及消防灭火阶段的横通道开启及消防人员的进入路线[2]。
三、公路隧道群及毗邻隧道联动控制流程
不管交通事件的预防措施如何完善，交通事故仍在发生，但必须减少其发生的概率。对于公路隧道群及毗邻隧道而言，事件控制将涉及到多个隧道中的多个系统，甚至包括道路控制系统。如何进行多个隧道中的多个系统控制，即控制流程和控制方案问题，其内容主要包括联动控制的硬件框架和软件流程研究。
（一）联动控制的硬件框架
联动控制的硬件框架是指支撑对公路隧道群及毗邻隧道及时实施监控所必须的硬件平台及其构成。首先是主站的硬件结构，目前我国主要是由两台服务器构成主站的核心，并围绕服务器设置多台客户工作站。客户工作站主要是实现隧道个子系统的功能监控功能，较好的实现和完善隧道的监控功能。但随着隧道监控的技术在进一步的发展和进步，数字视频监控，视频事件检测，RPR分组环等技术的引入，使隧道监控主站在处理的数据急剧增加，对多隧道进行监控时，该架构能否支撑大量的数据采集及处理，实现高可靠、可管理的隧道监控系统功能[3]。实现对公路隧道群及毗邻隧道的智能联动控制具有进一步研究意义。
（二）现场隧道总线的构成
目前国内对隧道的现场设备控制主要通过PLC实现，在隧道内各PLC之间构架现场总线，主要有两种表现形式[4]。第一，各PLC构成主从控制环，各PLC与主PLC通信，通过主PLC和主站进信息交换。各PLC之间，主PLC和主站之间采用各PLC厂家私有协议进行通信；第二，各PLC之间通过工业以太网构成以太网环网，各PLC直接和主站进行通信，其通信协议随PLC厂家不同而不同，有的公开通信协议，而有的则保密。
公路隧道群及毗邻隧道的通风照明及救援灾害控制是十分复杂的控制技术，它的实现涉及到多种学科之间的相互交叉，需要各个子系统之间的密切配合。同时，它也是一项十分先进的控制技术，有利于提高通风设备的有效利用率、节省电力消耗、增加行车安全舒适度。开发研究适应我国国情的公路隧道群及毗邻隧道的智能通风照明及灾害救援联动控制技术，可以推广和完善我国现有的纵向通风技术，也缩小我国在智能通风照明与灾害救援控制、联动控制与联网控制软件平台技术等方面与国际领先水平之间的差距，并有效的减少交通风险。
参考文献：
[1]何川,李祖伟.期刊.公路隧道03期,2008;
[2]张春玉,西南交通大学.桥梁与隧道工程,2011;
[3]方勇,上海交通大学.期刊杂志07期,2012;
[4]何川,金朝辉.学科杂志.公路隧道群及毗邻隧道的研究;2011