本公開涉及土木工程相關(guān)，具體地說，是涉及一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、目前，地鐵運(yùn)行過程中由于加速、剎車、空調(diào)等，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。隨著隧道內(nèi)廢熱堆積，隧道內(nèi)溫度逐漸上升，地鐵環(huán)控系統(tǒng)能耗逐年增加，嚴(yán)重影響了地鐵的運(yùn)營。有的地鐵線已出現(xiàn)了較嚴(yán)重的熱污染問題，隧道內(nèi)溫度高達(dá)40℃以上，嚴(yán)重影響了地鐵的正常運(yùn)營；此外，熱污染會(huì)引起隧道縱深方向溫度的不斷升高，導(dǎo)致隧道襯砌在周期性加熱冷卻作用下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)材料疲勞，破壞隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性，甚至產(chǎn)生裂縫，破壞隧道防水。因此，需要對地鐵隧道熱污染進(jìn)行合理的監(jiān)測與控制。

3、發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，雖然目前地鐵隧道配備了通風(fēng)系統(tǒng)或地鐵源熱泵機(jī)組系統(tǒng)，用于控制地鐵隧道的熱環(huán)境。但是目前上述系統(tǒng)的運(yùn)行基本按照定時(shí)開始的固定模式運(yùn)行，導(dǎo)致隧道熱污染控制效果不佳，同時(shí)造成了能源浪費(fèi)。通過現(xiàn)有的地鐵隧道的通風(fēng)系統(tǒng)或地鐵源熱泵機(jī)組系統(tǒng)，無法詳細(xì)獲悉地鐵隧道內(nèi)熱環(huán)境的變化情況，進(jìn)而無法制定有效的措施排出隧道內(nèi)熱量，也無法掌握隧道周圍巖體在熱應(yīng)力作用下的形變情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開為了解決上述問題，提出了一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)控方法，通過綜合考慮空氣溫度、壁面形變率和熱污染程度，實(shí)現(xiàn)了對隧道內(nèi)環(huán)境熱污染的精確監(jiān)控。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

3、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，包括如下步驟：

4、獲取隧道內(nèi)空氣溫度以及隧道內(nèi)壁面幾何形變數(shù)據(jù)；

5、對獲取的空氣溫度數(shù)據(jù)和形變數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析處理，確定隧道內(nèi)熱污染程度；

6、根據(jù)隧道內(nèi)熱污染程度判斷結(jié)果，結(jié)合獲取的室外空氣溫度數(shù)據(jù)和隧道內(nèi)空氣蓄熱量，控制隧道設(shè)置的熱泵機(jī)組的運(yùn)行模式。

7、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制終端，設(shè)置在隧道內(nèi)的采集裝置，以及熱泵機(jī)組；

8、采集裝置，用于采集隧道內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，至少包括隧道內(nèi)溫度以及隧道的幾何形變數(shù)據(jù)；

9、控制終端，根據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)，執(zhí)行上述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，控制熱泵機(jī)組的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)蓄冷或蓄熱；

10、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

11、數(shù)據(jù)獲取模塊：被配置為獲取隧道內(nèi)空氣溫度以及隧道內(nèi)壁面幾何形變數(shù)據(jù)；

12、熱污染程度判斷模塊：被配置為對獲取的空氣溫度數(shù)據(jù)和形變數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析處理，確定隧道內(nèi)熱污染程度；

13、控制模塊：被配置為根據(jù)隧道內(nèi)熱污染程度判斷結(jié)果，結(jié)合獲取的室外空氣溫度數(shù)據(jù)和隧道內(nèi)空氣蓄熱量，控制隧道設(shè)置的熱泵機(jī)組的運(yùn)行模式。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開的有益效果為：

15、本公開通過綜合考慮空氣溫度、壁面形變率和熱污染程度，實(shí)現(xiàn)了對隧道內(nèi)環(huán)境熱污染的精確監(jiān)控。相比于單一參數(shù)監(jiān)測，本方法提高了熱污染判定的準(zhǔn)確性。同時(shí)，結(jié)合室外空氣溫度和蓄熱量控制熱泵機(jī)組的運(yùn)行，不僅優(yōu)化了隧道內(nèi)部的熱環(huán)境，還有效緩解了隧道內(nèi)壁面因熱應(yīng)力導(dǎo)致的剝蝕問題，提升了隧道系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和地鐵列車的長期運(yùn)行效率。此外，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，降低了熱泵機(jī)組的能耗，提升了系統(tǒng)的節(jié)能效果。

16、本公開的優(yōu)點(diǎn)以及附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的具體實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：地鐵隧道內(nèi)熱污染判定方法，包括：

3.如權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：隧道內(nèi)溫度增長率，計(jì)算方法為：設(shè)定時(shí)間內(nèi)的隧道溫度平均值taver相對于隧道的溫度初始值t0的變化率。

4.如權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：隧道圍巖內(nèi)壁面形變率，計(jì)算方法為：設(shè)定時(shí)間內(nèi)的隧道形變最大值lcmax相對于初始隧道壁面長度l0的變化率。

5.如權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：

6.如權(quán)利要求5所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：在下一個(gè)制冷季減少地鐵源熱泵機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行功率來減少隧道內(nèi)空氣的蓄熱量，蓄熱量減少β1倍，β1計(jì)算公式為：

7.如權(quán)利要求5所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：

8.如權(quán)利要求1所述的一種地鐵隧道熱污染監(jiān)控方法，其特征在于：

9.一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括控制終端，設(shè)置在隧道內(nèi)的采集裝置，以及熱泵機(jī)組；

10.一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種地鐵隧道熱污染監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)控方法，包括如下步驟：獲取隧道內(nèi)空氣溫度以及隧道內(nèi)壁面幾何形變數(shù)據(jù)；對獲取的空氣溫度數(shù)據(jù)和形變數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析處理，確定隧道內(nèi)熱污染程度；根據(jù)隧道內(nèi)熱污染程度判斷結(jié)果，結(jié)合獲取的室外空氣溫度數(shù)據(jù)和隧道內(nèi)空氣蓄熱量，控制隧道設(shè)置的熱泵機(jī)組的運(yùn)行模式。本公開通過綜合考慮空氣溫度、壁面形變率和熱污染程度，實(shí)現(xiàn)了對隧道內(nèi)環(huán)境熱污染的精確監(jiān)控。

技術(shù)研發(fā)人員：季永明,鄭斯林,何金方,郭祥瑜,周曉潔,鄭進(jìn)福,梁士民,胡松濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9