第1章 绪论 1
1.1 我国公路隧道的发展现状 1
1.2 公路隧道营运通风方式 10
1.2.1 营运通风的目的 10
1.2.2 营运通风的方式及发展趋势 11
1.2.3 国内营运通风方式的现状 16
1.3 公路隧道通风控制方法及发展趋势 18
1.3.1 公路隧道营运通风控制方法 18
1.3.2 公路隧道通风控制系统的现状 21
1.3.3 公路隧道通风控制系统的发展趋势 23
1.4 前馈式智能通风控制系统原型 23
1.4.1 系统原型的提出 23
1.4.2 系统原型的组成 25
参考文献 27
第2章 公路隧道前馈式通风系统的交通流预测 29
2.1 公路隧道交通流预测概述 29
2.1.1 交通流三参数及其相互关系 29
2.1.2 交通流的统计分布特性 30
2.1.3 公路隧道交通流预测的特点 31
2.2 基于交通流特征的预测模型 32
2.2.1 公路隧道交通流特征 32
2.2.2 基于交通流特征的公路隧道交通流预测模型 37
2.3 基于权重的预测模型 42
2.3.1 权重预测模型的基本形式 42
2.3.2 自适应权重模型 44
2.4 基于BP算法的神经网络预测模型 48
2.4.1 误差反向传播（BP）算法简介 48
2.4.2 基于BP算法的交通流预测模型 50
2.4.3 预测模型的仿真测试 52
2.5 基于模糊逻辑的预测模型 57
2.5.1 交通流的模糊预测方法 57
2.5.2 交通流模糊预测模型的建立 58
2.5.3 模糊逻辑预测的仿真测试 60
2.6 神经网络与模糊逻辑组合预测模型 62
2.6.1 两种模型的预测效果比较 62
2.6.2 组合预测模型 64
2.7 其他预测模型 65
2.8 本章小结 67
参考文献 68
第3章 公路隧道通风系统的空气动力学模型 69
3.1 一元稳定流下的基本方程 69
3.1.1 基本假定 69
3.1.2 气体流动的连续性方程 70
3.1.3 流体的流动遵守能量守恒定律 71
3.2 射流风机升压力的数值模拟 72
3.2.1 模型建立 73
3.2.2 射流风机的纵向间距 74
3.2.3 射流风机的横向距离 77
3.3 隧道空气流动的力学平衡方程 79
3.3.1 自然风压 79
3.3.2 交通通风力 81
3.3.3 射流风机的增压 82
3.3.4 通风阻力 83
3.3.5 力学平衡方程 83
3.4 需风量的计算 84
3.4.1 稀释CO的需风量 84
3.4.2 稀释烟雾的需风量 85
参考文献 86
第4章 公路隧道通风系统的污染物扩散研究 87
4.1 公路隧道纵向通风污染物扩散模型 87
4.1.1 传热与流动的控制方程 87
4.1.2 隧道内污染物扩散的一般形式 88
4.1.3 稳态扩散模型 90
4.1.4 动态扩散模型 90
4.2 污染物扩散方程离散的控制容积法 91
4.2.1 CFD理论简介 91
4.2.2 推导方法 93
4.2.3 分布假设 95
4.2.4 网格划分 96
4.3 源项恒定时的污染物浓度分布 98
4.3.1 一维对流扩散方程的离散格式 98
4.3.2 初始浓度对隧道污染物浓度分布的影响 100
4.3.3 污染物浓度分布与车辆在隧道内的位置关系 103
4.3.4 污染物浓度分布与隧道内平均车辆数的关系 106
4.4 源项动态变化时的污染物浓度分布 110
4.4.1 初始条件和边界条件 110
4.4.2 基于网格节点的差分离散格式 110
4.4.3 污染源项的计算 112
4.4.4 污染物浓度的动态分布 113
4.5 本章小结 115
参考文献 115
第5章 单体公路隧道通风系统的前馈式智能模糊控制 117
5.1 模糊控制简介 117
5.1.1 模糊控制的基本思想 117
5.1.2 前馈通风系统引入模糊控制的必要性 118
5.1.3 模糊控制系统的组成 118
5.1.4 模糊控制器的结构 120
5.2 单体隧道前馈式智能模糊通风控制的系统构成 121
5.2.1 工程对象 121
5.2.2 控制目标 121
5.2.3 控制周期 121
5.2.4 设备配置 121
5.2.5 前馈式智能模糊控制系统 122
5.3 前馈式智能模糊控制器设计 123
5.3.1 FLC输入量的确定 123
5.3.2 隶属函数的设定 124
5.3.3 FLC模糊推理 127
5.3.4 FLC控制效果 130
5.4 前馈式智能模糊控制的室内仿真测试 131
5.4.1 隧道通风控制系统的性能评价指标 131
5.4.2 仿真测试的基本流程 132
5.4.3 仿真结果 133
5.5 通风控制策略及优化 135
5.5.1 通风系统分级控制策略 135
5.5.2 降低设备依赖性策略 137
5.5.3 风量分担及风机保护 137
5.6 本章小结 138
参考文献 139
第6章 公路隧道群上下游交通流相关关系研究 140
6.1 高速公路交通流仿真概述 140
6.1.1 交通流仿真的优缺点 140
6.1.2 交通流仿真模型的特点 141
6.1.3 交通流仿真的基本要素 141
6.2 高速公路交通流仿真的基本模型 142
6.2.1 交通生成模型 142
6.2.2 超车模型 144
6.2.3 跟驰模型 145
6.3 交通流仿真的实现 146
6.3.1 数据结构及功能模块 146
6.3.2 仿真系统的推进方法 146
6.3.3 仿真程序界面及基本功能介绍 147
6.4 交通流仿真结果及分析 148
6.4.1 交通量的影响 148
6.4.2 交通组成的影响 149
6.5 上下游交通流相似关系 150
6.6 本章小结 153
参考文献 154
第7章 公路隧道群通风系统的前馈式智能控制 156
7.1 公路隧道群的营运管理特点及定义 156
7.1.1 隧道群的建设现状及带来的问题 156
7.1.2 隧道群的控制管理模式 157
7.1.3 公路隧道群的定义 158
7.2 公路隧道群的前馈式智能通风控制系统 160
7.2.1 工程对象 160
7.2.2 隧道群监控设备配置 161
7.2.3 隧道群前馈式智能通风控制系统构成 163
7.3 公路毗邻隧道的前馈式智能通风控制系统 164
7.3.1 毗邻隧道的定义 164
7.3.2 工程对象 166
7.3.3 武水高速公路监控设备配置 166
7.3.4 公路毗邻隧道前馈式智能通风控制系统构成 169
7.4 万开高速公路隧道群测试结果 170
7.4.1 隧道群通风控制系统的仿真测试流程 170
7.4.2 南山隧道通风控制系统仿真测评结果 171
7.4.3 铁峰山1＃隧道通风控制系统仿真测评结果 173
7.4.4 铁峰山2＃隧道通风控制系统仿真测评结果 174
参考文献 175
第8章 公路隧道通风系统基础参数的现场测试 176
8.1 北碚隧道交通流特性调查 176
8.1.1 北碚隧道交通量调查 176
8.1.2 北碚隧道交通组成调查研究 184
8.1.3 北碚隧道行车速度调查研究 190
8.2 隧道空气物理学参数的测试 190
8.3 隧道风速系数的现场测试 192
8.3.1 测试原理及方法 192
8.3.2 测试方案 193
8.3.3 测试结果及分析 195
8.4 隧道通风压力及分布的现场测试 197
8.4.1 测试原理及方法 197
8.4.2 测试方案 200
8.4.3 测试结果及分析 201
8.5 隧道阻力系数的现场测试 202
8.5.1 测试原理及方法 202
8.5.2 测试方案 204
8.5.3 测试结果及分析 206
8.6 隧道自然风速的现场测试 209
8.6.1 测试原理及方法 209
8.6.2 测试方案 210
8.6.3 测试结果及分析 211
8.7 本章小结 211
第9章 公路隧道通风控制系统的效果测评 213
9.1 北碚隧道污染浓度的现场测试 213
9.1.1 测试原理 213
9.1.2 测试方案 214
9.1.3 测试结果及分析 215
9.2 北碚隧道污染物浓度水平的自动监测 217
9.2.1 左右线污染状况对比 217
9.2.2 左线隧道出口污染物浓度特性分析 219
9.2.3 左线隧道中间与出口烟雾浓度检测值比较 221
9.3 交通流预测效果 222
9.4 智能通风控制效果现场测试的理论基础 224
9.4.1 测试方案的确定 224
9.4.2 远期交通量下的Q-v关系 225
9.4.3 近期交通量与远期交通量的关系 225
9.4.4 与普通后馈式通风控制的对比 227
9.4.5 评价指标 228
9.5 北碚隧道左线智能通风实测结果分析 229
9.5.1 10月23日测试结果 229
9.5.2 10月24日测试结果 230
9.5.3 10月27日测试结果 233
9.6 本章小结 235
参考文献 236