JPH01203600A

JPH01203600A - トンネル群換気制御装置

Info

Publication number: JPH01203600A
Application number: JP2380788A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shinohara; 正憲篠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、例えば自動車道のように自動車の出入りが
ないか、少ない道路で、連続して複数のトンネルが存在
するような所でのトンネル群換気制御装置に関する。

（従来の技術）例えば高速自動車道のようにひとつのインターチェンジ
から次のインターチェンジまでの間に複数のトンネルが
連続するような道路では、通常、この区間で自動車台数
の増減は起こらないものであるが、従来、このようなト
ンネル群の換気制御を行なう場合にも、トンネル毎に備
えられている交通量計測値に基づく予測制御部と、汚染
濃度計測値や風速計測値に基づくフィードバック制御部
と、これらの各制御部からの制御量から換気量を決定し
、換気機に換気量制御を行なう制御出力部により個別に
換気量の制御を行なうようにしている。

第４図はこのような従来例を示しており、トンネルＡ、
Ｂ、・・・毎に交通量計測器１による交通量計測値に基
づき、汚染発生量を推定し、必要な換気量を求める予測
制御部２ａ、２ｂ、−、と、汚染濃度計測器や風速計な
どの換気計測器３ａ、３ｂ。

・・・による換気計測値に基づき、トンネル内の汚染濃
度を目標値にするように換気量を演算するフィードバッ
ク制御部４ａ、４ｂ、・・・と、これらの制御部２ａ、
４ａ；２ｂ、４ｂ；・・・・・・からの制御量演算結果
を基にして実際の換気機５ａ、５ｂ、・・・の換気量を
決定する制御出力部６ａ、６ｂ、・・・とで構成される
トンネル換気制御装置７ａ、７ｂ。

・・・を設けている。

そして、各トンネルＡ、Ｂ、の換気制御動作は、各トン
ネルＡ、Ｂ、・・・毎に個別に交通量計測値に基づく予
測制御部２ａ、２ｂ、・・・の演算と、換気計測値に基
づくフィードバック制御部４　ａ　、　４　ｂ　＋・・
・の演算に基づき、制御出力部６ａ、６ｂ、・・・が換
気機５ａ、５ｂ、・・・を制御することにより行なしか
しながら、このような従来のトンネル群換気制御装置で
は、各トンネル毎に個別に汚染濃度計測値に基づきフィ
ードバック制御することから、実際にトンネル内に有毒
排気ガスを多量に排出する自動車が進入してきてからそ
の自動車により汚染濃度が上昇した結果、換気量を増大
させる換気制御動作となるため、交通流の急激な変化に
よる汚染濃度の変動に迅速に対応する換気制御が行なえ
ない。

そこで、交通量計測値に基づく予測制御により交通量か
ら汚染発生量を推定し、フィードフォワード制御をする
のであるが、例えば整備不良や形式の古い有毒排気ガス
を多量に排出する自動車が走行しているような場合には
、フィードフォワードの予測モデルから実モデルが開離
するようになり、フィードフォワード制御でも十分な対
応ができない問題点があった。

一方、近年、横断自動車道のように、１区間に複数のト
ンネルが連続している道路が増加している。このような
道路では、インターチェンジ間などの交通の出入りのな
い区間が多く、この区間では自動車はある速度で一方向
に流れており、−群の交通流は換気制御上では汚染発生
源、女通換気力源として同様の影響を与えながら各トン
ネルを通過していくと推測できる。つまり、前段のトン
ネルでの制御モデルが一定の時間がたった後に後段のト
ンネルの制御モデルとなり、はぼ同様の制御モデルとし
て各トンネル毎に換気制御を行なうことができるのであ
る。

この発明は、このような考察に基づきなされたもので、
−群の交通流の特性を前段のトンネルでの制御結果を基
にして推定し、後段のトンネルでの制御に友好に利用す
ることにより、トンネル群全体での換気制御の制御性の
向上が図れるトンネル群換気制御装置を提供することを
目的とする。

この発明のトンネル群換気制御装置は、複数のトンネル
それぞれに換気機と、交通量計測値に基づく予測制御部
と、汚染濃度計測値やｉ運針測値に基づくフィードバッ
ク制御部と、これらの各制御部からの制御量から換気量
を決定し、前記換気機の換気量制御を行なう制御出力部
とを設置す、前段のトンネルにおける制御結果を基にし
て交通流の特性をオンラインで推定し、後段のトンネル
の予測制御部の予測モデルの修正を行なう予測モデル修
正部を設けたものである。

（作用）この発明のトンネル群換気制御装置では、予測制御部か
交通量計測値に基づく予測モデルの演算を行なうと共に
、前段のトンネルの制御結果をオンラインで入力し、予
測制御モデルの修正を行ない、交通流の特性を加味した
予測モデルを構築する。そして、トンネル内汚染濃度計
測値や風速計測値からフィードバック制御部でフィード
バック制御演算を行なう。そして、これらの制御演算出
力を基にして制御出力部により換気機の換気制御を行な
う。

こうして、実際の交通流の特性をも加味した予測フィー
ドフォワード制御とフィードバック制御とにより、各ト
ンネルの換気制御を行なうことかできるのである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて、詳説する。

第１図は、この発明の一実施例を示しており、−群のト
ンネルＡ、Ｂ、・・・、Ｎに対してそれぞれ、マイクロ
コンピュータで構成される換気制御装置１１ａ、ｌｌｂ
、・・−、ｌｌｎと、これらの制御装置ｔｔａ、ｔｔｂ
、・・・により制御される換気機１２ａ、１２ｂ、・・
・、１２ｎと、トンネル内汚染濃度計測や風速計測を行
なう計測装置１３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎとが備え
られている。

また、最前段のトンネルＡの入り口、あるいは上流側の
インターチェンジなどに交通量計測器１５が設置されて
いる。

これらの各トンネルＡ、Ｂ、・・・の換気制御装置１１
ａ、ｌｌｂ、・・・と、例えばインターチェンジ等に設
置されている遠方監視制御装置１６との間、また交通量
計測器１５と遠方監視制御装置１６との間は、伝送装置
１７．１７．１７ａ、１７ｂ。

・・・及び伝送回線１８により結ばれていて、各トンネ
ルＡ、Ｂ、・・・の換気制御装置１１ａ、ｌｌｂ。

・・・と遠方監視制御装置１６との間でデータ伝送がで
きるようになっている。

第２図はこの実施例のさらに詳しい構成を示しており、
各トンネルＡ、Ｂ、・・・において、換気制御袋？ｌ！
ｌｌａ、ｌｌｂ、・・・が交通量計測値に基づく予測制
御演算を行なう予測制御部１９ａ、１９ｂ、・・・と、
汚染濃度計測器１３１ａからの信号により汚染濃度制御
量を演算する汚染濃度制御部２０ａ、２０ｂ、・−・と
、風向風速計測器１３２ａ。

１３２ｂ、・・・からの計測信号により換気風量を演算
する換気風量制御部２１ａ、２１ｂ、・・・と、これら
の制御部からの制御量演算結果を入力とし、換気機１２
ａ、１２ｂ、・・・の換気制御を行なう制御出力部２２
ａ、２２ｂ、・・・を備えている。

前記遠方監視制御装置１６は、交通量計測器１５からの
交通量計測値１５ｓと、前段のトンネルＡ、Ｂ、−・・
の風向風速計測値１３２ａｓ、１３２ｂｓ、・・・と、
換気機１２ａ、１２ｂ、・・・の換気力１２ａｓ、１２
ｂｓ、・・・を入力とし、後段のトンネルＢ、Ｃ，・・
・の交通量予測モデルを修正する交通換気カモデル修正
部２３ａ、２３ｂ、・・・を備えている。

また、遠方監視制御装置１６は、前段のトンネルＡ、Ｂ
・・・の汚染濃度計測値１３１ａｓ、１３１ｂ、・・・
と、換気機１２ａ、１２ｂ、・・・の換気力１２ａｓ、
１２ｂｓ、・・・を入力とし、汚染発生モデルの修正演
算を行なう汚染発生モデル修正部２４ａ　＋　２４　ｂ
　＋・・・をも備えている。

さらに、この遠方監視制御装置１６は、前段のトンネル
Ａ、Ｂ、・・・から交通流が倒置着する間での時間遅れ
を演算する遅れ時間推定部２５ａ、２５ｂ、・・・を備
え、これらの演算部２３ａ、２４ａ。

２５ａ　；　２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ　；−−−・・−
からの出力が伝送回線１８を介して後段の各トンネルＢ
。

Ｃ１・・・の換気制御装置１１ｂ、ｌｌｃ、・・・の予
測制御部１９ｂ、１９ｃ、・・・に与えられ、修正予測
モデルを演算して、制御出力部２２ｂ、２２ｃ。

・・・に与えるようになっている。

上記の構成のトンネル群換気制御装置の動作について、
次に説明する。

第３図（ａ）に示すように、交通量計測値３０が一定で
ある場合、各予測制御部１９ａ、１９ｂ。

・・・では汚染発生モデルより同図（ｂ）に破線３１で
示すように汚染発生量を予測し、換気量を同図（ｃ）の
破線３２のように求める。

しかしながら、同じ交通量であっても、車種、年式、整
備状態により汚染発生量が大きくことなる。そこで、ト
ンネルＡの実際の汚染発生量が同図（ｂ）に実線３３で
示すような形になったとすると、このトンネルＡの実際
の汚染濃度計測値１３１ａｓは同図（ｄ）に実、［３４
で示すように変化する。

このため、トンネルＡの汚染濃度制御部２０ａは、汚染
濃度を目標値３５に近付けるように換気量を補正する演
算を行ない、同図（ｃ）に実線３６に示すような換気量
を指令する。

そこで、汚染発生モデル修正部２４ａでは、同図（ｃ）
において斜線を付した換気１補正分３７と、同図（ｄ）
に斜線を付して示した汚染濃度の変化分３８を基にして
、汚染発生量の子側誤差３９を同図（ｂ）に示すように
推定する。

この結果に基づいて、次の続くトンネルＢの予測モデル
を修正する。

遅れ時間推定部２５ａでは、車速計測値を基にして道路
の形状、例えば勾配、カーブなどで補正し、この修正さ
れたモデルが次のトンネルＢに到達するまでの遅れ時間
を求める。

そして、次のトンネルＢの予測制御部１９ｂでは、第３
図（ｅ）の破線４０と予測していた汚染発生量を、予測
モデルを修正することにより１点鎖線４１と変更する。

この結果、実実際のトンネルＢの換気量も予測モデルに
基づいて制御され、同図（ｆ）に破線４２で示すように
なり、トンネルＢの汚染濃度は同図（ｇ）に破１１４３
で示す目標値に近付いた制御ができる。

第３図（ｅ）〜（ｇ）において、実線４４〜４６は、ト
ンネルＢの実際の汚染発生量、換気量、汚染濃度を示し
、予測モデルと実際値との開離分はフィードバック制御
部２０ｂ、２１ｂにより補正され、目標値に近い汚染濃
度を保つ換気制御が実現できることになる。

尚、交通換気力についても、同様に予測モデルを補正し
て後段のトンネルの予測制御部に与え、効果的に換気制
御できるようにする。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、前段のトンネルの実測
値により後段のトンネルの換気制御モデルを修正するた
め、交通流に急激な変化が生じるような場合でも、トン
ネル群全体としては目標値に近い状態に換気制御できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例の詳しい構成を示すブロック図、第３図は上記
実施例の動作特性を示すグラフ、第４図は従来例のブロ
ック図である。Ａ、Ｂ、Ｃ，・・・：トンネル１１ａ、ｌｌｂ、・・・：換気制御装置１２ａ、１２ｂ
、、、、、換気１ｍ１３ａ、１３ｂ、−・−：換気計測器１３１ａ、１３１ｂ、＝・：汚染濃度計測器１３２ａ、
１３２ｂ、−−−：風向風速計測器１５・・・交通量計
測器１７．１７ａ、１７ｂ、−・・；伝送装置１８・・・伝
送回線１９ａ、１９ｂ、・・・“：予測制御部２０ａ、２０ｂ
、・・・：汚染濃度制御部２１ａ、２１ｂ、・・・：換
気風量計測部２２ａ、２２ｂ、−：制御出力部

Claims

【特許請求の範囲】複数のトンネルそれぞれに換気機と、交通量計測値に基
づく予測制御部と、汚染濃度計測値や風速計測値に基づ
くフィードバック制御部と、これらの各制御部からの制
御量から換気量を決定し、前記換気機の換気量制御を行
なう制御出力部とを設け、前段のトンネルにおける制御結果を基にして交通流の特
性をオンラインで推定し、後段のトンネルの予測制御部
の予測モデルの修正を行なう予測モデル修正部を設けて
成るトンネル群換気制御装置。