[发明专利]三段式隧道施工通风控制方法

权利要求书

1.一种三段式隧道施工通风控制方法，其特征在于：采用阶段式通风控制实现隧道施工通风的自动化控制，其中，

第一阶段为全速运行阶段：在爆破结束后，风机进入全速运行阶段，即风机工作于最大运行频率，尽快将爆破产生的粉尘和有毒气体吹出人员集中的工作区域；

全速运行阶段由安装于防水板台架上的冲击波传感器激发；在冲击波传感器探测到爆破完成后，即在一定时间的延迟后，进入全速运行阶段；全速运行阶段一直持续到有害气体浓度峰值通过防水板台架为止；

第二阶段为自动调节阶段：当粉尘和有毒气体峰值越过防水板台架后，风机进入自动调节阶段，采用模糊神经网络算法逐渐将风机运行频率调节至满足现场需风量的最低风速；

第三阶段为最低风速运行阶段，风机工作于最小运行频率，直至下一次爆破的到来。

2.根据权利要求1所述的三段式隧道施工通风控制方法，其特征在于：自动调节阶段，采用模糊神经网络算法建立模糊神经网络模型，该模型针对采集的传感器数据和现场通风工人得出的风机运行频率数值进行学习，得到现场环境参数的控制规律；所述模糊神经网络模型包括学习阶段和正常工作阶段：在学习阶段，模糊神经网络模型对样本输入和学习目标进行学习后，将学习得到的连接权值保存起来，用于计算；在工作阶段，现场实时采集的隧道施工环境参数经过预处理后输入学习好的模糊神经网络；模糊神经网络根据学习好的经验，计算得到相应的风机运行频率值。

3.根据权利要求1或2所述的三段式隧道施工通风控制方法，其特征在于：模糊神经网络采用五个传感器通过modbus总线与无线端相连，建立传感器网络，每个传感器同时采集所在位置的CO浓度、NO₂浓度、O₂含量、温度和湿度，所有传感器的数据构成一个25行t列的矩阵S_25×t；同时现场通风工人根据现场环境的实际情况，发出风机运行频率指令，并记录该频率值B_1×t；采用PCA方法对矩阵S_25×t进行预处理，得到降维矩阵矩阵与S_25×t的关系如式(1)所示：

$S_{n\×t}^{*}=P\×S_{25\×t}---\left(1\right)$

其中，n<<25；矩阵P为变换矩阵；

将矩阵作为模糊神经网络的学习输入，将频率值B_1×t作为模糊神经网络的学习目标，对该模糊神经网络进行训练，得到学习收敛网络模型；设传感器网络新采集一组数据位d_25×1，则根据公式(1)，可以计算得到

$d_{n\&times;1}^{*}=P\&times;d_{25\&times;1}---\left(2\right)$

将输入模糊神经网络，即可得到相对应的风机运行频率b。