JP2000104500A - Method for ventilating tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車道トンネル
等の道路トンネルのトンネル換気方法に関する。The present invention relates to a method for ventilating a road tunnel such as a motorway tunnel.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、自動車道トンネル等の比較的長い
道路トンネルにあっては、送風機,排風機,ジッェトフ
ァン,ブースターファン等の換気機器により、縦流換気
の適当な換気方式でトンネル内を換気することが行われ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, in relatively long road tunnels such as motorway tunnels, ventilation in ventilation tunnels such as blowers, exhaust fans, jet fans, booster fans, etc. is performed using a suitable ventilation method of longitudinal flow ventilation. That is being done.
【0003】このトンネル換気においては、トンネル内
の煤煙量等の汚染量がトンネル内の交通状況によって変
化することから、トンネル内の汚染量の変化にしたがっ
て換気機器の運転台数等を制御し、過不足のない適正な
換気を行うことが必要である。In this tunnel ventilation, since the amount of pollution such as the amount of smoke in the tunnel changes depending on the traffic conditions in the tunnel, the number of operating ventilation equipment is controlled according to the change in the amount of pollution in the tunnel. It is necessary to provide adequate and adequate ventilation.
【0004】ところで、トンネル内を自動車(車両)が
走行すると、この走行によって交通換気力が生じ、この
換気力によってもトンネル内が換気される。By the way, when an automobile (vehicle) travels in a tunnel, the traveling generates a traffic ventilation force, and the ventilation force also ventilates the tunnel.
【0005】したがって、道路トンネルの換気において
は、この交通換気力を考慮して換気機器による換気を行
うか否かを決定し、換気機器の運転台数等を制御するこ
とが、換気効率及び経済性等の面から最も重要な課題の
1つとなっている。Therefore, in the ventilation of a road tunnel, it is necessary to determine whether or not to perform ventilation using a ventilation device in consideration of the traffic ventilation power and to control the number of operating ventilation devices, etc., to increase ventilation efficiency and economic efficiency. This is one of the most important issues in terms of, for example,
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来、交通換気力を考
慮したトンネル換気は、主に以下の理由から実現されて
いない。すなわち、トンネル内の交通換気力について
は、換気機器が全く運転されていない場合には、トンネ
ル内風速を計測することにより、(トンネル断面積)×
(トンネル内風速)から換気量を求めることができる
が、換気機器が運転されている場合には、トンネル内風
速に換気機器の運転による風速(追加風速)が含まれる
ため、計測された風速からは交通換気力によるトンネル
内風速を求めることができず、交通換気力による換気量
を求めることができない。Conventionally, tunnel ventilation in consideration of traffic ventilation has not been realized mainly for the following reasons. In other words, when the ventilation equipment is not operated at all, the traffic ventilation in the tunnel is measured by measuring the wind speed in the tunnel to obtain (cross-sectional area of tunnel) ×
(Tunnel wind speed) can be used to determine the ventilation volume. However, when ventilation equipment is operating, the tunnel wind speed includes the wind speed (additional wind speed) due to the operation of the ventilation equipment. Cannot determine the wind speed in the tunnel by the traffic ventilation power, and cannot determine the ventilation volume by the traffic ventilation power.
【0007】さらに、トンネル内の交通状況が時々刻々
変化し、この変化にしたがってトンネル内の交通換気力
も時々刻々変化するため、交通換気力による換気量を求
めることが一層困難である。Further, since the traffic situation in the tunnel changes every moment, and the traffic ventilation power in the tunnel also changes every moment according to this change, it is more difficult to obtain the ventilation volume based on the traffic ventilation power.
【0008】しかも、対面交通のトンネルでは上り,下
りの双方向の交通換気力が互いに打消し合ったりし、交
通換気力による換気量を求めることがより一層困難であ
る。Moreover, in a two-way traffic tunnel, the upward and downward bidirectional traffic ventilation forces cancel each other out, and it is much more difficult to determine the ventilation volume based on the traffic ventilation force.
【0009】したがって、トンネル内風速を計測して
も、その計測結果からはトンネル内の時々刻々変換する
交通換気力の換気量を把握することができない。Therefore, even if the wind speed in the tunnel is measured, it is not possible to grasp the ventilation volume of the traffic ventilation power that is constantly changing in the tunnel from the measurement result.
【0010】そのため、従来は、交通換気力を考慮した
トンネル換気は実現されておらず、例えば、交通換気力
の換気として予め一定換気量を設定し、この換気量で不
足する換気量をトンネル内の換気機器で機械換気するこ
とが行われているに過ぎない。Therefore, conventionally, tunnel ventilation in consideration of the traffic ventilation power has not been realized. For example, a constant ventilation volume is set in advance as the ventilation of the traffic ventilation power, and the insufficient ventilation volume in the tunnel is reduced. Only mechanical ventilation is performed with the ventilation equipment.
【0011】本発明は、道路トンネルの交通換気力を考
慮した効率の高い最適なトンネル換気方法を提供するこ
とを課題とする。An object of the present invention is to provide a highly efficient and optimal tunnel ventilation method in consideration of the traffic ventilation power of a road tunnel.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明のトンネル換気方法においては、請求項1
の場合、トンネル内の交通量からトンネル内の必要換気
量を算出し、トンネル内の交通量及び平均車速から交通
によるトンネル内風速を算出し、交通によるトンネル内
風速にトンネル断面積を乗算してトンネル内の交通によ
る換気量を算出し、必要換気量と交通による換気量とを
比較して交通による換気量での換気不足の有無を判別
し、換気不足の判別時にのみ、トンネル内の換気機器を
運転し、トンネル換気方式に応じて必要換気量又は必要
換気量と交通による換気量との差の不足換気量の機械換
気を行う。According to the present invention, there is provided a tunnel ventilation method according to the present invention.
In the case of, the required ventilation volume in the tunnel is calculated from the traffic volume in the tunnel, the wind speed in the tunnel due to traffic is calculated from the traffic volume in the tunnel and the average vehicle speed, and the wind speed in the tunnel due to traffic is multiplied by the tunnel cross-sectional area. Calculate the ventilation volume due to the traffic in the tunnel, compare the required ventilation volume with the ventilation volume due to the traffic, determine whether there is insufficient ventilation due to the ventilation volume due to the traffic, and only when determining the lack of ventilation, the ventilation equipment in the tunnel To perform mechanical ventilation of the required ventilation volume or the difference between the required ventilation volume and the ventilation volume due to traffic according to the tunnel ventilation system.
【0013】この場合、車両の走行によって生じるトン
ネル内風速が、換気機器による機械換気の有無によら
ず、トンネル内を走行する車両の台数(交通量)とそれ
らの平均車速とにより決定され、定式化して求められ
る。In this case, the wind speed in the tunnel caused by the running of the vehicle is determined by the number of vehicles (traffic volume) running in the tunnel and their average vehicle speed, regardless of the presence or absence of mechanical ventilation by the ventilator, and a formula Required.
【0014】さらに、求められた交通によるトンネル内
風速にトンネル断面積を乗算することにより、機械換気
の影響を受けることなく、交通換気力のみによる換気量
が求まる。Furthermore, by multiplying the calculated tunnel wind speed by the traffic by the tunnel cross-sectional area, the ventilation volume based only on the traffic ventilation power is obtained without being affected by mechanical ventilation.
【0015】そして、トンネル内の必要換気量と交通換
気力の換気量との比較により、交通換気力のみでは換気
量が不足するか否かを判別することができる。Then, by comparing the required ventilation volume in the tunnel with the ventilation volume of the traffic ventilation power, it can be determined whether the ventilation volume is insufficient with the traffic ventilation power alone.
【0016】この判別の結果に基づき、交通換気力の換
気量で不足するときにのみ換気機器をトンネルの換気方
式に応じた換気量で運転することにより、トンネル内の
時々刻々変化する交通換気力を考慮した最適なトンネル
換気が行える。Based on the result of this determination, the ventilation equipment is operated at a ventilation rate according to the ventilation system of the tunnel only when the ventilation capacity of the traffic ventilation capacity is insufficient, so that the traffic ventilation capacity that changes every moment in the tunnel is obtained. Optimal tunnel ventilation can be performed in consideration of
【0017】また、請求項2の場合は、対面交通のトン
ネル内の上り方向及び下り方向の交通量からトンネル内
の必要換気量を算出し、両方向につき、両方向それぞれ
の交通量及び平均車速から交通によるトンネル内風速を
個別に算出し、両方向の交通によるトンネル内風速の差
の絶対値にトンネル断面積を乗算してトンネル内の交通
による換気量を算出し、必要換気量と交通による換気量
とを比較して交通による換気量での換気不足の有無を判
別し、換気不足の判別時にのみ、トンネル内の換気機器
を運転し、トンネル換気方式に応じて必要換気量又は必
要換気量と交通とによる換気量との差の不足換気量の機
械換気を行う。In the case of claim 2, the required ventilation volume in the tunnel is calculated based on the traffic volume of the two-way traffic in the upward and downward directions in the tunnel, and the traffic volume and the average vehicle speed in both directions are calculated for both directions. Calculates the ventilation speed due to traffic in the tunnel by multiplying the absolute value of the difference in wind speed in the tunnel due to traffic in both directions by the cross-sectional area of the tunnel. By comparing the ventilation to determine the presence or absence of insufficient ventilation with the amount of ventilation by traffic, only when determining the lack of ventilation, operate the ventilation equipment in the tunnel, and according to the tunnel ventilation method, the required ventilation volume or the required ventilation volume and traffic Insufficient ventilation due to the difference between ventilation and mechanical ventilation.
【0018】したがって、この場合は対面交通のトンネ
ルにつき、上り方向の交通に基づくトンネル内風速と下
り方向の交通に基づくトンネル内風速とが個別に求めら
れ、その差の風速からトンネル内全体の交通による換気
量が求められる。Therefore, in this case, for the face-to-face traffic tunnel, the wind speed in the tunnel based on the traffic in the up direction and the wind speed in the tunnel based on the traffic in the down direction are individually obtained. Ventilation volume is required.
【0019】そして、算出されたトンネル内の必要換気
量と交通による換気量との差に基づき、請求項1の場合
と同様にして換気機器の運転が制御される。Then, based on the difference between the calculated required ventilation volume in the tunnel and the ventilation volume due to traffic, the operation of the ventilation device is controlled in the same manner as in the first aspect.
【0020】そのため、対面交通のトンネルの交通換気
力を考慮した最適なトンネル換気が行える。Therefore, optimum tunnel ventilation can be performed in consideration of the traffic ventilation power of the tunnel for face-to-face traffic.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】(1形態)一方向交通のトンネル
に適用した本発明の実施の1形態につき、図1ないし図
3を参照して説明する。まず、トンネル内に進入する車
両を例えば大型と小型とに区別し、トンネルの入口手前
に設置したトラフィックカウンタの車両台数及び平均車
速の計測結果等から例えば1時間毎に、トンネル内の総
交通量(総車両数)N(台/h,hはhour),大型
の交通量NL (台/h)のデータを得るとともに、ト
ンネル内の平均車速Vt(m/sec)のデータを得
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) One embodiment of the present invention applied to a one-way traffic tunnel will be described with reference to FIGS. First, vehicles entering the tunnel are classified into, for example, large and small, and the total traffic volume in the tunnel is determined, for example, every hour based on the number of vehicles and the average vehicle speed measured by the traffic counter installed in front of the tunnel. (Total number of vehicles) N (vehicle / h, h is hour), data of large traffic volume NL (vehicle / h) and data of average vehicle speed Vt (m / sec) in the tunnel are obtained.
【0022】そして、交通量N,NL 及び平均車速V
tのデータを図2に示す換気自動制御装置1の演算処理
部2に交通データとして供給し、この演算処理部2によ
り図1の演算処理を実行し、その結果により運転制御部
3を介してトンネル内の換気機器の運転を制御する。The traffic volume N, NL and the average vehicle speed V
The data of t is supplied as traffic data to the arithmetic processing unit 2 of the automatic ventilation control device 1 shown in FIG. 2, and the arithmetic processing unit 2 executes the arithmetic processing of FIG. Controls the operation of ventilation equipment in the tunnel.
【0023】すなわち、演算処理部2は図1のステップ
A1 の交通データ(N,NL ,Vt)の入力によ
り、ステップA2 に示すように必要換気量Qreqを
算出する。[0023] That is, the processing unit 2 of Step A 1 of FIG. 1 traffic data (N, N L, Vt) by an input, to calculate the required ventilation Qreq as shown in Step A 2.
【0024】この換気量Qreqは具体的には、道路ト
ンネル技術基準(換気編)、同解説,第3版,社団法人
日本道路協会、平成4年7月5日発行(以下文献とい
う)のp.47の(3.2.5)式の基準換気量Q0
に、同文献のp.51の図・3.2.2の勾配及び走行
速度による補正係数Ki及びp.52の図−3.2.3
の標高による補正係数Khを加味したQreq=Q0
・Ki・Khの式から算出することができる。Specifically, the ventilation volume Qreq is described in p. 5 of Road Tunnel Technical Standards (Ventilation), the same description, 3rd edition, Japan Road Association, published on July 5, 1992 (hereinafter referred to as literature). . 47 (3.2.5) standard ventilation volume Q 0
In p. 51 and the correction coefficients Ki and p. Fig. 52 of Fig. 3.2.3
Qreq = Q 0 obtained by adding the correction coefficient Kh by the elevation of
-It can be calculated from the Ki / Kh equation.
【0025】そして、基準換気量Q0 は同文献のp.
46の(3.2.5)式に示されるように、トンネル内
の交通量から、Q0 =q0 ・N・L×(1/100
0)として求まり、q0 は単位基準換気量(トンネル
延長1000m当り、交通量1台/h当りの換気量)、
Nは総交通量、Lはトンネル延長(m)である。[0025] The reference ventilation amount Q 0 is the same literature p.
As shown in Equation (3.2.5) of Equation 46, from the traffic volume in the tunnel, Q 0 = q 0 · N · L × (1/100
0), and q 0 is a unit reference ventilation volume (per 1,000 m of tunnel length, ventilation volume per traffic volume / h),
N is the total traffic volume and L is the tunnel length (m).
【0026】つぎに、ステップA3 により交通(交通
換気力)によるトンネル内風速uを算出する。Next, to calculate the tunnel wind speed u due to traffic (traffic ventilation force) by Step A 3.
【0027】この風速uの算出は、前記文献のp.20
〜p.52の各式等に基づき、つぎに説明するようにし
て行うことができる。The calculation of the wind speed u is described in p. 20
~ P. Based on each of the formulas 52, etc., it can be performed as described below.
【0028】まず、図3に示すように左側にトンネル4
の入口4’が位置し、右側に出口4”が位置し、各車両
がトンネル4内を左から右に走行する場合、その走行に
よって生じる図中の交通換気力の昇圧力ΔPtは、つぎ
の数1の式から求まる。First, as shown in FIG.
Is located at the entrance 4 ′ and the exit 4 ″ is located at the right side, and when each vehicle travels in the tunnel 4 from left to right, the boosting force ΔPt of the traffic ventilation force caused by the traveling is as follows: It can be obtained from the equation (1).
【0029】[0029]
【数1】 (Equation 1)
【0030】また、昇圧力ΔPtにより生じる図中の抵
抗力ΔPrは、つぎの数2の式から求まる。The resistance ΔPr in the figure caused by the pressure increase ΔPt is obtained from the following equation (2).
【0031】[0031]
【数2】 (Equation 2)
【0032】なお、数1,数2の式中のN,NL ,…
はつぎのものを示し、( )内の数値は前記文献に記載
の固定値である。 N:1時間の総交通量(台/h) NL :1時間当りの大型車の交通量(台/h) ξL :大型車抵抗係数(=1.0) ξS :小型車抵抗係数(=0.5) AL :大型車前面投影面積(=5.37) As:小型車前面投影面積(=2.13) Ar:トンネル断面積(トンネル車道断面積)
(m2 ) L’:トンネル長(km) L:トンネル長(m) vt:平均車速(km/h) Vt:平均車速(m/sec) u:交通換気力によって引きおこされるトンネル内風速
(車道内風速)(m/sec) δ:空気密度(kgf・S2 /m4 )(=0.12
24) ζe:トンネル入口流入損失係数(=0.0) λ:トンネル壁面摩擦損失係数(=0.025) D:トンネル代表径(寸法)(m)It is to be noted that N, N L ,...
Indicates the following, and the numerical values in parentheses are fixed values described in the above-mentioned literature. N: Total traffic volume per hour (vehicles / h) NL : Traffic volume of large vehicles per hour (vehicles / h) ξ L : Large vehicle resistance coefficient (= 1.0) S S : Small vehicle resistance coefficient ( = 0.5) A L : Projected area of large vehicle front (= 5.37) As: Projected area of small vehicle front (= 2.13) Ar: Tunnel cross section (tunnel road cross section)
(M 2 ) L ′: Tunnel length (km) L: Tunnel length (m) vt: Average vehicle speed (km / h) Vt: Average vehicle speed (m / sec) u: Wind speed in the tunnel caused by traffic ventilation ( (Wind speed in the road) (m / sec) δ: Air density (kgf · S 2 / m 4 ) (= 0.12)
24) Δe: Tunnel entrance inflow loss coefficient (= 0.0) λ: Tunnel wall friction loss coefficient (= 0.025) D: Tunnel representative diameter (dimension) (m)
【0033】ところで、比較的長い期間でみると、図3
の自然風による昇圧力(ΔPMTW )の影響は極めて小
さく、0とみなすことができる。By the way, over a relatively long period, FIG.
Pressure of natural wind (ΔPMTW ) Is extremely small
Now, it can be regarded as 0.
【0034】また、交通流のみによって生ずる風速uが
どの程度であるのかを知るのが目的であるから、換気機
器による機械換気力は0とする。Since the purpose is to know the wind speed u generated only by the traffic flow, the mechanical ventilation force by the ventilation device is set to zero.
【0035】そして、前記交通量N,NL の車両走行
に基づき、昇圧力ΔPtと抵抗力ΔPrとがトンネル内
でつり合い、その結果、力学第1法則によりトンネル内
の空気(流体)が等速移動すると考えることができ、こ
のとき、ΔPt=ΔPrであるから、つぎの数3の式が
成立する。[0035] Then, the traffic volume N, based on the vehicle running of N L, the boost force ΔPt and the resistance ΔPr are balanced in a tunnel, so that the air in the tunnel by mechanical first law (fluid) constant velocity It can be considered that the object moves. At this time, since ΔPt = ΔPr, the following equation (3) is established.
【0036】[0036]
【数3】 (Equation 3)
【0037】この数3の式の左辺の(〜/Ar)・(N
・L/vt)をB,右辺の(1+ζe+λ・(L/
D))をAとし、数3の式をトンネル内風速uについて
の2次方程式とすると、A,Bはトンネル内風速uに無
関係な定数であり、つぎのようにしてトンネル内風速u
を求めることができる。まず、両辺をδ/2で除算する
と、つぎの数4の式を得ることができる。(〜 / Ar) · (N
L / vt is B, and (1 + 1e + λ · (L /
If D)) is A and the equation of Equation 3 is a quadratic equation for the wind speed u in the tunnel, A and B are constants irrelevant to the wind speed u in the tunnel.
Can be requested. First, by dividing both sides by δ / 2, the following equation (4) can be obtained.
【0038】[0038]
【数4】 (Equation 4)
【0039】この数4の式からつぎの数5の2次方程式
が得られる。From the equation (4), the following quadratic equation (5) is obtained.
【0040】[0040]
【数5】 (Equation 5)
【0041】この数5の2次方程式の解を求めると、ト
ンネル内風速uがつぎの数6の式で表される。When the solution of the quadratic equation of Equation 5 is obtained, the wind speed u in the tunnel is expressed by the following Equation 6.
【0042】[0042]
【数6】 (Equation 6)
【0043】さらに、この数6の式の分子,分母をBで
除算すると、つぎの数7の式が得られる。Further, when the numerator and denominator of the equation (6) are divided by B, the following equation (7) is obtained.
【0044】[0044]
【数7】 (Equation 7)
【0045】そして、この数7の式により、交通換気力
によるトンネル内風速uは、つぎの数8の式又は数9の
式として求まる。From the equation (7), the wind speed u in the tunnel due to the traffic ventilation force is obtained as the following equation (8) or equation (9).
【0046】[0046]
【数8】 (Equation 8)
【0047】[0047]
【数9】 (Equation 9)
【0048】つぎに、数8,数9の風速uについては、
A>0,B>0であり、u>0になることも明らかであ
る。Next, with respect to the wind speed u of the equations (8) and (9),
It is clear that A> 0, B> 0 and u> 0.
【0049】そして、(B−A)>0とすると、(1−
(A/B))>0であり、つぎの数10の式が成立す
る。If (BA)> 0, then (1-
(A / B))> 0, and the following equation 10 holds.
【0050】[0050]
【数10】 (Equation 10)
【0051】このとき、数10の式中の(1+√(A/
B))>0が常に成立するため、(1−√(A/B))
>0でなければならず、しかも、√(A/B)>0であ
るから、1>(1−√(A/B))>0となり、つぎの
数11の条件式が得られる。At this time, (1 + √ (A /
B))> 0 always holds, so (1-√ (A / B))
> 0, and since √ (A / B)> 0, 1> (1−√ (A / B))> 0, and the following conditional expression 11 is obtained.
【0052】[0052]
【数11】 [Equation 11]
【0053】この数11の式によると、数8の式のトン
ネル内風速uは、この風速uを引きおこす平均車速Vt
よりも速くなるが、トンネル内風速uがそのような風速
になることはあり得ない。According to the equation (11), the wind speed u in the tunnel in the equation (8) is equal to the average vehicle speed Vt causing the wind speed u.
However, the wind speed u in the tunnel cannot be such a wind speed.
【0054】したがって、(B−A)>0のときは、交
通換気力によるトンネル内風速uが数9の式から算出さ
れて求まる。Therefore, when (B−A)> 0, the wind speed u in the tunnel due to the traffic ventilation force is calculated and obtained from the equation (9).
【0055】つぎに、(B−A)>0とすると、(1−
(A/B))<0であり、つぎの数12の式が成立す
る。Next, if (BA)> 0, then (1-
(A / B)) <0, and the following equation 12 holds.
【0056】[0056]
【数12】 (Equation 12)
【0057】このとき、(1+√(A/B))>0よ
り、(1−√(A/B))<0でなければならない。At this time, (1−√ (A / B)) <0 must be satisfied from (1 + A (A / B))> 0.
【0058】そして、この条件においては、数8の式か
ら求まるトンネル内風速uはu<0のいわゆる逆風とな
るが、このような逆風になることはあり得ない。Under this condition, the wind speed u in the tunnel obtained from the equation (8) is a so-called reverse wind where u <0, but such a reverse wind cannot occur.
【0059】したがって、(B−A)<0のときも、交
通換気力によるトンネル内風速uは数9の式から算出さ
れて求まる。つぎに、B−A=0のときは、数5の式が
つぎの数13の1次方程式になる。Therefore, even when (B−A) <0, the wind speed u in the tunnel due to the traffic ventilation force is calculated and obtained from the equation (9). Next, when B−A = 0, the equation of Equation 5 becomes the following linear equation of Equation 13.
【0060】[0060]
【数13】 (Equation 13)
【0061】そして、この数13の式から交通換気力に
よるトンネル内風速uが、つぎの数14の式に示すよう
に平均車速Vtの半分として求まり、これは、数9の式
のトンネル内風速uにおいて、A=Bとした場合と同じ
結果になる。From the equation (13), the wind speed u in the tunnel due to the traffic ventilation force is obtained as a half of the average vehicle speed Vt as shown in the following equation (14). At u, the result is the same as when A = B.
【0062】[0062]
【数14】 [Equation 14]
【0063】以上より、B−A>0,B−A<0,B−
A=0のいずれの場合にも、交通換気力によるトンネル
内風速uが数9の式から算出されて求まる。そして、数
9の式のA,Bを元に戻すと、つぎの数15の式が得ら
れる。From the above, BA> 0, BA <0, B−
In any case of A = 0, the wind speed u in the tunnel due to the traffic ventilation force is calculated and obtained from the equation (9). Then, when A and B in the equation (9) are restored, the following equation (15) is obtained.
【0064】[0064]
【数15】 (Equation 15)
【0065】さらに、この数15の式において、vt
(km/h)=(3600/1000)・Vt(m/
h)の関係があることから、つぎの数16の式が得られ
る。なお、数16の式中のP,Q,Rは定数である。Further, in the equation (15), vt
(Km / h) = (3600/1000) · Vt (m /
h), the following equation (16) is obtained. Note that P, Q, and R in Expression 16 are constants.
【0066】[0066]
【数16】 (Equation 16)
【0067】そして、ステップA3 により、数16の
式に最新の交通量N,NL 及び平均車速Vtを代入
し、換気機器の運転の有無の影響を受けることなく、現
在の交通換気力によるトンネル内風速uを算出して求め
る。[0067] Then, in step A 3, latest traffic amount N in the numerical formula 16, substituting N L and average vehicle speed Vt, without being affected by the presence or absence of operation of the ventilator, due to current traffic ventilation force The wind speed u in the tunnel is calculated and obtained.
【0068】つぎに、ステップA4 により、算出した
トンネル内風速uにトンネル断面積Arを乗算して1時
間毎の交通換気力による換気量Qtrを算出する。Next, in step A 4, the calculated tunnel wind speed u by multiplying the tunnel cross-sectional area Ar calculates the ventilation Qtr from traffic ventilation force hourly.
【0069】そして、ステップA5 によりステップA
2 で求めた必要換気量QreqとステップA4 で求
めた交通換気力による換気量Qtrとを比較して換気不
足の有無を判別し、必要換気量Qreqが換気量Qtr
以下になる、Qtr≧Qreqのときは、交通換気力の
換気のみで十分であるため、ステップA6 により換気
機器の運転停止を図2の運転制御部3に指令し、この運
転制御部3によりトンネル内の換気機器を運転停止に制
御する。[0069] Then, step A by step A 5
By comparing the ventilation Qtr due to traffic ventilation force obtained with the required ventilation Qreq the steps A 4 obtained in 2 to determine the presence or absence of poor ventilation, Ventilation Requirements Qreq is ventilation Qtr
Becomes less, when the Qtr ≧ Qreq, for traffic ventilation power ventilation only is sufficient, the operation stop of the ventilation device instructs the operation control unit 3 of FIG. 2 in step A 6, this operation control unit 3 Control the ventilation equipment in the tunnel to shut down.
【0070】一方、必要換気量Qreqが換気量Qtr
を上回り、交通換気力のみでは換気が不足するときは、
ステップA7 により運転制御部3に換気機器の運転を
指令し、運転制御部3によりトンネル内の換気機器を運
転する。On the other hand, the required ventilation amount Qreq is equal to the ventilation amount Qtr.
If the ventilation is insufficient with just the traffic ventilation,
The operation of the ventilator instructs the operation control unit 3 in step A 7, the operation control unit 3 to operate the ventilator in the tunnel.
【0071】このとき、縦流式のうちの集中換気(集中
排気)方式を採用したトンネルであれば、換気機器の運
転により交通換気力が期待できなくなるので、必要換気
量Qreq以上の換気を行うように、換気機器の運転台
数等を制御する。At this time, if the tunnel adopts the centralized ventilation (centralized exhaust) method of the longitudinal flow type, the ventilation of the traffic cannot be expected due to the operation of the ventilator, so that the ventilation of the required ventilation amount Qreq or more is performed. In this way, the number of operating ventilators is controlled.
【0072】一方、縦流式の集中換気方式以外の換気方
式を採用したトンネルであれば、換気機器を運転しても
交通換気力による換気が期待できるため、必要換気量Q
reqと算出した換気量Qtrとの差の不足換気量の換
気を行うように、換気機器の運転台数等を制御する。On the other hand, if the tunnel adopts a ventilation system other than the longitudinal flow type centralized ventilation system, ventilation by the traffic ventilation power can be expected even if the ventilation equipment is operated.
The number of operating ventilators is controlled so as to perform ventilation with insufficient ventilation, which is the difference between req and the calculated ventilation Qtr.
【0073】したがって、一方向交通の道路トンネルの
交通換気力による換気を考慮した無駄のない効率の高い
換気が行え、電力消費が少なく、換気機器等の長寿命化
等が図られる等の種々の利点がある。Accordingly, efficient ventilation can be performed without waste in consideration of the ventilation by the traffic ventilation power of the road tunnel of one-way traffic, the power consumption is small, and the life of the ventilation equipment is extended. There are advantages.
【0074】また、トンネル内風速を計測しないため、
風向風速計が設置されていないトンネルにも容易に適用
できる利点もある。Since the wind speed in the tunnel is not measured,
There is also an advantage that it can be easily applied to a tunnel where an anemometer is not installed.
【0075】(他の形態)つぎに、請求項2に対応する
本発明の実施の他の形態につき、図4ないし図6を参照
して説明する。図5は対面交通のトンネル5を示し、例
えば、上り方向の各車両が一方の出入口5’から他方の
出入口5”に向って走行し、下り方向の各車両がその逆
の方向に走行する。(Other Embodiment) Next, another embodiment of the present invention corresponding to claim 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a tunnel 5 for face-to-face traffic, for example, each vehicle traveling in the up direction travels from one entrance 5 'to the other entrance 5 ", and each vehicle traveling in the down direction travels in the opposite direction.
【0076】そして、出入口5’,5”の手前に設けら
れた上り,下りのトラフィックカウンタの車両台数及び
平均車速の計測結果等から、例えば1時間毎に、トンネ
ル内の上り方向の総交通量N1 (≦/h),大型の交
通量NL1(台/h)及び平均車速Vt1 (m/se
c)のデータと、下り方向の総交通量N2 (台/
h),大型の交通量NL2(台/h)及び平均車速Vt
2 (m/sec)のデータを得、これらのデータを図
2の装置1と同様の換気自動制御装置に供給し、この装
置の演算機能部により、図4の演算処理を実行する。From the measurement results of the number of vehicles and the average vehicle speed of the up and down traffic counters provided before the entrances 5 ′ and 5 ″, for example, every hour, the total traffic volume in the up direction in the tunnel is determined. N 1 (≦ / h), large traffic volume N L1 (vehicle / h) and average vehicle speed Vt 1 (m / se
c) and the total downstream traffic N 2 (vehicles /
h), large traffic volume N L2 (vehicles / h) and average vehicle speed Vt
2 (m / sec) are obtained, and these data are supplied to the automatic ventilation control device similar to the device 1 of FIG. 2, and the calculation process of FIG. 4 is executed by the calculation function unit of this device.
【0077】この図4のステップB1 〜B7 は図1
のステップA1 〜A7 に対応し、交通データ(N
1 ,NL1,Vt1 ,N2 ,NL2,Vt2 )
が入力されると、ステップB1 からB2 に移行し、
このステップB2 によりトンネル5の必要換気量Qr
eq’を算出する。Steps B 1 to B 7 in FIG.
Corresponds to step A 1 to A 7, the traffic data (N
1, N L1, Vt 1, N 2, N L2, Vt 2)
When is inputted, the process proceeds from step B 1 to B 2,
Ventilation Requirements Qr tunnel 5 This step B 2
eq 'is calculated.
【0078】この必要換気量Qreq’は上り,下り両
方向の交通量N1 ,N2 に基づき、前記文献のp.
61〜62等にも記載されているように、請求項1の必
要換気量Qreqと同様にして算出することができる。The required ventilation amount Qreq ′ is based on the traffic amounts N 1 and N 2 in both the upward and downward directions, and is based on p.
As described in 61 to 62 and the like, it can be calculated in the same manner as the required ventilation volume Qreq of claim 1.
【0079】つぎに、ステップB3 により上り,下り
それぞれの交通換気力によるトンネル内風速u1 ,u
2 を算出する。[0079] Next, an uplink in step B 3, tunnel air velocity u 1 by downlink respective transportation ventilation force, u
2 is calculated.
【0080】すなわち、対面交通のトンネル5の場合、
その交通換気力による全体のトンネル内風速は、図6の
(a)の上り方向のトンネル内風速u1 と,同図の
(b)の下り方向のトンネル内風速u2 とからなる。That is, in the case of the tunnel 5 for two-way traffic,
Its overall due to traffic ventilation force tunnel wind speed, the tunnel air velocity u 1 of upstream (a) 6 consists downlink tunnel wind speed u 2 Metropolitan in FIG (b).
【0081】この場合、図6の(a),(b)の昇圧力
ΔPt1 ,ΔPt2 は前記の数1の式からそれぞれ
求まり、抵抗力ΔPr1 ,ΔPr2 も前記の数2の
式からそれぞれ求まる。[0081] From this, the boost force .DELTA.Pt 1, .DELTA.Pt 2 is Motomari respectively from Equation 1 above, the resistance force? Pr 1,? Pr 2 also show two numbers of the formulas of Figure 6 (a), (b) Find each.
【0082】そして、上り方向についてはΔPt1 =
ΔPr1 が成立し、下り方向についてはΔPt2 =
ΔPr2 が成立することから、上り方向,下り方向そ
れぞれにつき、個別に、前記の数16の式と同様のつぎ
の数17,数18の式から交通換気力によるトンネル内
風速u1 ,u2 が算出されて求まる。Then, for the upward direction, ΔPt 1 =
ΔPr 1 holds, and ΔPt 2 =
Since ΔPr 2 is satisfied, the wind velocities u 1 and u 2 in the tunnel due to the traffic ventilation force are separately calculated for the ascending direction and the descending direction from the following Expressions 17 and 18 similar to Expression 16 above. Is calculated and obtained.
【0083】[0083]
【数17】 [Equation 17]
【0084】[0084]
【数18】 (Equation 18)
【0085】なお、両式は数16の式のN,NL ,V
tをN1 ,NL1 ,Vt1又はN2 ,N
L2 ,Vt2 としたものであり、P’,Q’,
R’は数16の式中のP,Q,Rに対応する定数であ
る。Note that both equations are N, N L , V of the equation (16).
Let t be N 1 , N L1 , Vt 1 or N 2 , N
L2, is obtained by a Vt 2, P ', Q' ,
R ′ is a constant corresponding to P, Q, and R in the equation (16).
【0086】つぎに、ステップB4 によりトンネル内
風速u1 ,u2 の差の絶対値|u1 −u2 |に
トンネル断面積Ar’を乗算し、トンネル内全体の1時
間毎の交通換気力による必要換気量Qtr’を算出す
る。Next, the absolute value of the tunnel difference wind speed u 1, u 2 in step B 4 | u 1 -u 2 | to multiply the tunnel cross-sectional area Ar ', transportation ventilation hourly throughout the tunnel The required ventilation Qtr 'by the force is calculated.
【0087】さらに、ステップB5 により必要換気量
Qreq’と換気量Qtr’とを比較して換気不足の有
無を判別し、この判別の結果に基づき、ステップ
B6 ,B 7 により図1のステップA6 ,A7 と
同様にしてトンネル内の換気機器の運転を制御する。Further, Step B5Required ventilation volume
Qreq 'is compared with ventilation volume Qtr'
Judge nothing, and based on the result of this judgment,
B6, B 7As a result, step A in FIG.6, A7When
Similarly, the operation of the ventilation equipment in the tunnel is controlled.
【0088】したがって、対面交通の道路トンネルにつ
き、交通換気力による換気を考慮した無駄のない効率の
高い換気が行え、請求項1の場合と同様の効果が得られ
る。Therefore, for the road tunnel of the face-to-face traffic, efficient ventilation can be performed without waste considering ventilation by the traffic ventilation power, and the same effect as the first aspect can be obtained.
【0089】ところで、前記両実施の形態において、大
型車,小型車の別だけでなく、ガソリン車,ディゼル車
の別も考慮して必要換気量Qreq,Qreq’等を算
出してもよく、この場合は、より一層良好なトンネル換
気が行える。また、トンネル内の車線数等はどのようで
あってもよいのは勿論である。In both of the above embodiments, the required ventilation volumes Qreq, Qreq ′ and the like may be calculated in consideration of not only large vehicles and small vehicles but also gasoline vehicles and diesel vehicles. Can provide better tunnel ventilation. In addition, it goes without saying that the number of lanes in the tunnel may be any.
【0090】(実施例)つぎに、請求項2に対応する本
発明の1実施例について、図7を参照して説明する。一
般的な対面交通の道路トンネルを考慮し、図7に示すよ
うに図5のトンネル5の延長Lを4303(m)とし、
トンネル断面積Arを65.63m2 とする。(Embodiment) Next, an embodiment of the present invention corresponding to claim 2 will be described with reference to FIG. Considering the general road tunnel of face-to-face traffic, as shown in FIG. 7, the extension L of the tunnel 5 in FIG. 5 is set to 4303 (m).
The tunnel cross-sectional area Ar is set to 65.63 m 2 .
【0091】また、数17,数18の式の定数P’,
Q’,R’をP’=7.451,Q’=282.25
5,R’=69.82とする。Further, the constants P ′,
P ′ = 7.451, Q ′ = 282.25 for Q ′ and R ′
5, R ′ = 69.82.
【0092】そして、上り方向及び下り方向の平均車速
Vt1 ,Vt2 ,1時間当りの総交通量N1 ,N
2 ,1時間当りの大型車の交通量Nl!,NL2を、
実際の道路交通に即して種々設定すると、上り方向及び
下り方向のトンネル内風速u 1 ,u2 及びそれらの
差u1 −u2 は、つぎの表1に示すようになり、実
際のトンネル状況を反映した結果が得られた。Then, the average vehicle speed in the ascending and descending directions
Vt1, Vt2, Total traffic per hour N1, N
2, Traffic volume of large vehicles per hour Nl!, NL2To
If various settings are made according to actual road traffic,
Wind speed u in the down tunnel 1, U2And their
Difference u1−u2Is as shown in Table 1 below.
The result reflected the tunnel situation at the time.
【0093】[0093]
【表1】 [Table 1]
【0094】[0094]
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項1の場合、車両の走行によって生じる
トンネル内風速が、換気機器による機械換気の有無によ
らず、トンネル内を走行する車両の台数(交通量)とそ
れらの平均車速とにより決定され、定式化して求められ
る。The present invention has the following effects. First, in the case of claim 1, the wind speed in the tunnel caused by the running of the vehicle is determined by the number of vehicles (traffic volume) running in the tunnel and their average vehicle speed regardless of the presence or absence of mechanical ventilation by the ventilation device. , Can be formulated and found.
【0095】さらに、求められたトンネル内風速にトン
ネル断面積を乗算することにより、機械換気の影響を受
けることなく、交通換気力のみによる換気量を求めるこ
とができる。Further, by multiplying the calculated tunnel wind speed by the tunnel cross-sectional area, it is possible to obtain the ventilation volume based only on the traffic ventilation power without being affected by mechanical ventilation.
【0096】そして、トンネル内の必要換気量と交通換
気力の換気量との比較により、交通換気力のみでは換気
量が不足するか否かを判別し、この判別の結果に基づ
き、交通換気力の換気量で不足するときにのみ換気機器
をトンネルの換気方式に応じた換気量で運転したため、
トンネル内の時々刻々変化する交通換気力を考慮した効
率の高い最適な道路トンネルのトンネル換気方法を提供
することができる。Then, by comparing the required ventilation volume in the tunnel with the ventilation volume of the traffic ventilation power, it is determined whether the ventilation volume is insufficient with the traffic ventilation power alone, and based on the result of this determination, the traffic ventilation power is determined. Only when the ventilation volume is insufficient, the ventilation equipment is operated with the ventilation volume according to the tunnel ventilation system,
It is possible to provide a highly efficient and optimal tunnel ventilation method for a road tunnel in consideration of the traffic ventilation power that changes every moment in the tunnel.
【0097】つぎに、請求項2の場合は対面交通のトン
ネルにつき、上り方向の交通に基づくトンネル内風速と
下り方向の交通に基づくトンネル内風速とを個別に求
め、その差の風速の絶対値とトンネル断面積との積か
ら、機械換気等の影響を受けることなく、トンネル内全
体の交通による換気量を求めることができる。Next, in the case of claim 2, for a two-way traffic tunnel, the wind speed in the tunnel based on upward traffic and the wind speed in the tunnel based on downward traffic are individually obtained, and the absolute value of the difference of the wind speed is calculated. And the cross-sectional area of the tunnel, it is possible to determine the ventilation volume due to the traffic in the entire tunnel without being affected by mechanical ventilation or the like.
【0098】そして、算出されたトンネル内の必要換気
量と交通による換気量との差に基づき、換気機器の運転
を制御したため、対面交通の道路トンネルつき、交通換
気力を考慮した請求項1の場合と同様の効率の高い最適
なトンネル換気方法を提供することができる。The operation of the ventilator is controlled on the basis of the difference between the calculated required ventilation volume in the tunnel and the ventilation volume due to the traffic. It is possible to provide an optimal and efficient tunnel ventilation method as in the case.
【図1】本発明の実施の1形態の換気制御説明用のフロ
ーチャートである。FIG. 1 is a flowchart for explaining ventilation control according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の換気制御を実施する換気自動制御装置の
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an automatic ventilation control device that performs the ventilation control of FIG. 1;
【図3】図1の換気制御が実施される一方向交通のトン
ネルの様式図である。FIG. 3 is a schematic view of a one-way traffic tunnel in which the ventilation control of FIG. 1 is implemented.
【図4】本発明の実施の他の形態の換気制御説明用のフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining ventilation control according to another embodiment of the present invention.
【図5】図4の換気制御が実施される反対方向交通のト
ンネルの様式図である。FIG. 5 is a schematic view of a tunnel for reverse traffic in which the ventilation control of FIG. 4 is implemented.
【図6】(a),(b)は図5のトンネルの上り方向,
下り方向のトンネル内風速の演算を説明する様式図であ
る。6 (a) and 6 (b) show the upward direction of the tunnel in FIG. 5,
It is a figure explaining the calculation of the wind speed in a tunnel of a down direction.
【図7】本発明の1実施例のトンネルの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a tunnel according to an embodiment of the present invention.
1 換気自動制御装置 4,5 トンネル 1 automatic ventilation control device 4, 5 tunnel
Claims (2)
要換気量を算出し、 トンネル内の交通量及び平均車速から交通によるトンネ
ル内風速を算出し、 前記交通によるトンネル内風速にトンネル断面積を乗算
してトンネル内の交通による換気量を算出し、 前記必要換気量と前記交通による換気量とを比較して前
記交通による換気量での換気不足の有無を判別し、 換気不足の判別時にのみ、トンネル内の換気機器を運転
し、トンネル換気方式に応じて前記必要換気量又は前記
必要換気量と前記交通による換気量との差の不足換気量
の機械換気を行うことを特徴とするトンネル換気方法。1. A required ventilation volume in a tunnel is calculated from a traffic volume in the tunnel, a wind speed in the tunnel due to traffic is calculated from a traffic volume in the tunnel and an average vehicle speed, and a tunnel cross-sectional area is calculated based on the wind speed in the tunnel due to the traffic. Calculate the ventilation volume by the traffic in the tunnel by multiplying, and compare the required ventilation volume with the ventilation volume by the traffic to determine the presence or absence of insufficient ventilation with the ventilation volume by the traffic, and only when determining the lack of ventilation Operating the ventilation equipment in the tunnel, and performing mechanical ventilation of the required ventilation amount or a difference between the required ventilation amount and the ventilation amount due to the traffic according to a tunnel ventilation system, and insufficient ventilation. Method.
り方向の交通量からトンネル内の必要換気量を算出し、 前記両方向につき、前記両方向それぞれの交通量及び平
均車速から交通によるトンネル内風速を個別に算出し、 前記両方向の交通によるトンネル内風速の差の絶対値に
トンネル断面積を乗算してトンネル内の交通による換気
量を算出し、 前記必要換気量と前記交通による換気量とを比較して前
記交通による換気量での換気不足の有無を判別し、 換気不足の判別時にのみ、トンネル内の換気機器を運転
し、トンネル換気方式に応じて前記必要換気量又は前記
必要換気量と前記交通による換気量との差の不足換気量
の機械換気を行うことを特徴とするトンネル換気方法。2. The required ventilation volume in the tunnel is calculated from the traffic volume of the two-way traffic in the upward and downward directions in the tunnel, and for each of the two directions, the wind speed in the tunnel due to traffic is calculated from the traffic volume and the average vehicle speed in each of the two directions. Calculate separately, multiply the absolute value of the difference in wind speed in the tunnel by the traffic in both directions by the tunnel cross-sectional area to calculate the ventilation volume by the traffic in the tunnel, and compare the required ventilation volume with the ventilation volume by the traffic Then, determine whether there is insufficient ventilation with the ventilation volume due to the traffic, and only when determining the insufficient ventilation, operate the ventilation equipment in the tunnel, and according to the tunnel ventilation method, the required ventilation volume or the required ventilation volume and the required ventilation volume. A tunnel ventilation method characterized by performing mechanical ventilation of insufficient ventilation with a difference from ventilation due to traffic.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10275487A JP2000104500A (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Method for ventilating tunnel |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10275487A JP2000104500A (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Method for ventilating tunnel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2000104500A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101605736B1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-03-23 | 한국지질자원연구원 | Method for determining air injection volume considering air leakage for mine ventilation network |
CN111733687A (en) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 长安大学 | Ventilation method for all-weather bridge passage |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10275487A patent/JP2000104500A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101605736B1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-03-23 | 한국지질자원연구원 | Method for determining air injection volume considering air leakage for mine ventilation network |
CN111733687A (en) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 长安大学 | Ventilation method for all-weather bridge passage |
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