隧道通风和火灾报警系统研究
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摘要
本文从高速公路隧道监控系统六大功能和构成隧道监控系统的八个子系统两个方面深入讨论了我国高速公路隧道监控系统，详细叙述了隧道监控系统的构成和功能。重点介绍了隧道监控系统中的通风控制子系统和火灾检测报警子系统。长大隧道监控系统中隧道通风控制和隧道火灾检测报警系统是监控系统的难点和焦点。本文第二部分提出了基于模糊控制理论的隧道通风控制系统。采用一氧化碳浓度和烟雾浓度作为模糊系统的输入变量，经过模糊化、模糊控制规则的确定、模糊推理、模糊判决四个步骤，最终确定出可以直接用于通风控制编程使用的模糊控制表。第三部分提出了基于模糊神经网络的隧道火灾报警系统。采用温度值和烟雾浓度值作为模糊神经网络的输入变量，网络的输出变量为报警值。采用一组样本数据对模糊神经网络进行训练，并对训练后模糊神经网络进行仿真以测试报警效果。
This paper studies freeway tunnel TSC(Traffic Surveillance and Control) System in our country. In this paper the six functions and the eight subsystems of freeway tunnel TSC System are completely discussed . The ventilation control subsystem and fire detection subsystem are represented in detail. The difficulty and focus of long tunnel TSC System are ventilation control subsystem and fire detection subsystem. In the second section a ventilation control system based on fuzzy control theory is proposed. Co value and fog value is the input variable of fuzzy system, pass through fuzzy , fuzzy rules , fuzzy inference and fuzzy decision-making, a fuzzy control table that can be used directly in ventilation control program is gotten. In the third section a tunnel fire detection system based on fuzzy neural network is proposed. Temperature and fog value are the input variable of fuzzy neural network, the output value is alarm value. A group of data is used to train fuzzy neural network. The fuzzy neural network is s
timulated to ensure its effect.
This paper studies freeway tunnel TSC(Traffic Surveillance and Control) System in our country. In this paper the six functions and the eight subsystems of freeway tunnel TSC System are completely discussed . The ventilation control subsystem and fire detection subsystem are represented in detail. The difficulty and focus of long tunnel TSC System are ventilation control subsystem and fire detection subsystem. In the second section a ventilation control system based on fuzzy control theory is proposed. Co value and fog value is the input variable of fuzzy system, pass through fuzzy , fuzzy rules , fuzzy inference and fuzzy decision-making, a fuzzy control table that can be used directly in ventilation control program is gotten. In the third section a tunnel fire detection system based on fuzzy neural network is proposed. Temperature and fog value are the input variable of fuzzy neural network, the output value is alarm value. A group of data is used to train fuzzy neural network. The fuzzy neural network is s
timulated to ensure its effect.
引文
【1】 Lin Xihui,Wang Mengmei,Wang Peizhuang,"A Fuzzy Methematical Method For Earthquake Disaster Prediction", Analysis of Fuzzy Information,Volume Ⅲ Application in Engineering and Science, 1986
【2】 George J.Klir/Tina A.Folger, 《Fuzzy Sets,Uncertainty and Information》, 1988
【3】 Jang, J.-S. R., "Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems", IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 23, No. 3, pp.665-685, May 1993.
【4】 Jang, J.-S. R., "Fuzzy Modeling Using Generalized Neural Networks and Kalman Filter Algorithm", Proc. of the Ninth National Conf. on Artificial Intelligence (AAAI-91), pp. 762-767, July 1991.
【5】 G.Lyons,"Galibration and validation of a neural-network driver decision model",Traffic Engineering+Control, Janurary 1995.
【6】 T Takagi,M Sugeno,Fuzzy Identification of a Fuzzy Model and its Application to Modeling and Control, IEEE Trans, On System,Man and Cybernetics, 1985,15:116～132.
【7】 J Q Chen,Y G Xi,Z J Zhang. A Clustering Algorithm for Fuzzy Model Identification,Fuzzy Sets and Systems,1998,98:319～329
【8】《公路隧道通风照明设计规范JTJ026．1-1999》，人民交通出版社，1999年
【9】 李士勇，《模糊控制·神经控制和智能控制论》，哈尔滨工业大学出版社1996年
【10】李晓忠、汪培庄、罗承忠，《模糊神经网络》，贵州科技出版社
【11】汪培庄、李洪兴，《模糊系统理论与模糊计算机》，科学出版社，1996年
【12】张乃尧、阎平凡，《神经网络与模糊控制》，清华大学出版社，1998年
【13】刘伟铭，《高速公路系统控制方法》，人民交通出版社，1998年
【14】韩启纲、吴锡祺，《计算机模糊控制技术与仪表装置》，中国计量出版社1999年
【15】吕康成，《公路隧道运营设施》，人民交通出版社，1999年
【16】韦巍，《智能控制技术》，机械工业出版社，2001年
【17】王士同，《神经模糊系统及其应用》，北京航空航天大学出版社，1998年
【18】楼顺天、施阳，《基于MATLAB的系统分析与设计—神经网络》，西安电子科技大学出版社，1999年
【19】楼顺天、胡昌华、张伟，《基于MATLAB的系统分析与设计—模糊系统》西安电子科技大学出版社，2001年
【20】楼顺天、于卫、阎华梁，《MATLAB程序设计语言》，西安电子科技大学出版社，1997年
【21】闻新、周露、王丹力、熊晓英，《MATLAB神经网络应用设计》，科学出版社，2000年
【22】石有祥，“延安东路南线隧道的火灾自动报警和联动灭火系统”，世界隧道，1998年第3期
【23】许亚娟、余南阳，“公路隧道纵向式通风控制系统研究”，中国公路学报2001年第3期
【24】葛芦生，“集散系统性能指标的FUZZY综合评判”，华东冶金学院学报1995年第1期
【25】邓小云、王焱，“智能型模糊神经网络火灾报警系统的研究”，计算机应用研究，2001年
【26】张青、王殊、杨宗凯，“模糊神经网络在火灾探测中的应用”，电路与系统学报，1997年第3期
【27】臧小杰、王焱、罗云林、宋绍楼，“基于模糊—神经网络的火灾报警监测系统研究”，煤炭学报，2000年第3期
【28】王殊，“复合火灾信号的一种模糊处理方法”，华中理工大学学报，1997年第9期
【29】张志远、万沛霖、涂巧玲，“应用模糊神经网络完成模糊控制器的设计和
仿真”，重庆工学院学报，2000年第2期
【30】王利清、魏学业，“模糊神经网络在火灾信号探测系统中的应用研究”，电子测量与仪器学报，2001年第2期
【31】姚伟祥、吴龙标、卢结成，“基于模糊神经网络的火灾信号处理”，人类工效学，1999年第1期
【32】赵忠杰、仝秋红，“特长公路隧道消防报警系统设计”，现代电子技术，1999年第1期
【33】诸静，《模糊控制原理与应用》，机械工业出版社
【34】王明年、何林生、吴永清，“隧道智能监控中心计算机系统”，公路交通科技，2001年第2期
【35】张韬、刘琼慧，“公路隧道智能控制系统”，自动化与仪器仪表，2001年第1期
【36】王学堂，“隧道控制系统研究”，西安公路交通大学学报，1996年第3期
【37】荆便顺、姜紫峰，“高等级公路隧道监控系统控制结构的研究”，西安公路交通大学学报，1995年第4期
【38】李三财、梁元敬、夏凯、李明，“一种新型的公路隧道自动控制系统”，西安公路交通大学学报，1997年第2B期
【39】张云飞、郭晓光，“公路隧道机电控制系统及应用”，光学精密工程，1998年第4期
【40】钟汉枢、甘永成、李树英、张毅、李向阳、方捷、万晓东，“公路隧道分布式计算机控制系统”，华南理工大学学报，1998年第5期
【41】宋颖华，“高速公路隧道监控系统的方案设计”，东北公路，2000年第3期
【42】李宁、唐晓松，“隧道交通监控计算机系统分析研究”，交通部上海船舶运输科学研究所学报，1997年第2期
【43】李晓春、谢开炎，“浅谈隧道机电工程”，公路，2000年第1期
【44】侯北平、卢佩，“基于MATLAB的BP神经网络建模及系统仿真”，自动化与仪表，2001年第1期
【45】陈新华，“MATLAB软件在锅炉水位模糊控制系统中的应用”，煤矿自动化，2000年第6期
【46】亢海伟、杨庆芬、王硕禾，“基于MATLAB模糊逻辑工具箱的模糊控制系统仿真”，自动化与仪器仪表，2000年第2期
【47】郭勇佳，“京珠南高速公路隧道群监控系统”，广东自动化与信息工程，2001年第3期
【48】杨志勇、李胜，“Modbus Plus网络在公路隧道群监控中的应用”，广东自动化与信息工程，2001年第3期
【49】陈芸娜，“北茹公路隧道射流通风技术”，隧道及地下工程，1997年第2期
【50】唐国荣，“六盘山公路隧道通风设计”，隧道及地下工程，1995年第4期
【51】何铁军、黄卫，“模糊神经网络在沥青路面使用性能评价中的应用”，公路交通科技，2000年第4期
【52】邢进生、万百五，“基于模糊神经网络的大型多辊热连轧产品质量模型”信息与控制，2001年第4期
【53】巨军让、卓戎，“BP神经网络在MATLAB上的方便实现”，新疆石油学院学报，1999年第2期
【54】钟汉枢、甘永成、李树英、张毅，“梧桐山隧道分布式计算机控制系统”广东公路交通，1998年增刊
【55】张洋、田志学，“高速公路隧道交通监视与控制系统”，交通与计算机，2001年第3期
【2】 George J.Klir/Tina A.Folger, 《Fuzzy Sets,Uncertainty and Information》, 1988
【3】 Jang, J.-S. R., "Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems", IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Vol. 23, No. 3, pp.665-685, May 1993.
【4】 Jang, J.-S. R., "Fuzzy Modeling Using Generalized Neural Networks and Kalman Filter Algorithm", Proc. of the Ninth National Conf. on Artificial Intelligence (AAAI-91), pp. 762-767, July 1991.
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【6】 T Takagi,M Sugeno,Fuzzy Identification of a Fuzzy Model and its Application to Modeling and Control, IEEE Trans, On System,Man and Cybernetics, 1985,15:116～132.
【7】 J Q Chen,Y G Xi,Z J Zhang. A Clustering Algorithm for Fuzzy Model Identification,Fuzzy Sets and Systems,1998,98:319～329
【8】《公路隧道通风照明设计规范JTJ026．1-1999》，人民交通出版社，1999年
【9】 李士勇，《模糊控制·神经控制和智能控制论》，哈尔滨工业大学出版社1996年
【10】李晓忠、汪培庄、罗承忠，《模糊神经网络》，贵州科技出版社
【11】汪培庄、李洪兴，《模糊系统理论与模糊计算机》，科学出版社，1996年
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【13】刘伟铭，《高速公路系统控制方法》，人民交通出版社，1998年
【14】韩启纲、吴锡祺，《计算机模糊控制技术与仪表装置》，中国计量出版社1999年
【15】吕康成，《公路隧道运营设施》，人民交通出版社，1999年
【16】韦巍，《智能控制技术》，机械工业出版社，2001年
【17】王士同，《神经模糊系统及其应用》，北京航空航天大学出版社，1998年
【18】楼顺天、施阳，《基于MATLAB的系统分析与设计—神经网络》，西安电子科技大学出版社，1999年
【19】楼顺天、胡昌华、张伟，《基于MATLAB的系统分析与设计—模糊系统》西安电子科技大学出版社，2001年
【20】楼顺天、于卫、阎华梁，《MATLAB程序设计语言》，西安电子科技大学出版社，1997年
【21】闻新、周露、王丹力、熊晓英，《MATLAB神经网络应用设计》，科学出版社，2000年
【22】石有祥，“延安东路南线隧道的火灾自动报警和联动灭火系统”，世界隧道，1998年第3期
【23】许亚娟、余南阳，“公路隧道纵向式通风控制系统研究”，中国公路学报2001年第3期
【24】葛芦生，“集散系统性能指标的FUZZY综合评判”，华东冶金学院学报1995年第1期
【25】邓小云、王焱，“智能型模糊神经网络火灾报警系统的研究”，计算机应用研究，2001年
【26】张青、王殊、杨宗凯，“模糊神经网络在火灾探测中的应用”，电路与系统学报，1997年第3期
【27】臧小杰、王焱、罗云林、宋绍楼，“基于模糊—神经网络的火灾报警监测系统研究”，煤炭学报，2000年第3期
【28】王殊，“复合火灾信号的一种模糊处理方法”，华中理工大学学报，1997年第9期
【29】张志远、万沛霖、涂巧玲，“应用模糊神经网络完成模糊控制器的设计和
仿真”，重庆工学院学报，2000年第2期
【30】王利清、魏学业，“模糊神经网络在火灾信号探测系统中的应用研究”，电子测量与仪器学报，2001年第2期
【31】姚伟祥、吴龙标、卢结成，“基于模糊神经网络的火灾信号处理”，人类工效学，1999年第1期
【32】赵忠杰、仝秋红，“特长公路隧道消防报警系统设计”，现代电子技术，1999年第1期
【33】诸静，《模糊控制原理与应用》，机械工业出版社
【34】王明年、何林生、吴永清，“隧道智能监控中心计算机系统”，公路交通科技，2001年第2期
【35】张韬、刘琼慧，“公路隧道智能控制系统”，自动化与仪器仪表，2001年第1期
【36】王学堂，“隧道控制系统研究”，西安公路交通大学学报，1996年第3期
【37】荆便顺、姜紫峰，“高等级公路隧道监控系统控制结构的研究”，西安公路交通大学学报，1995年第4期
【38】李三财、梁元敬、夏凯、李明，“一种新型的公路隧道自动控制系统”，西安公路交通大学学报，1997年第2B期
【39】张云飞、郭晓光，“公路隧道机电控制系统及应用”，光学精密工程，1998年第4期
【40】钟汉枢、甘永成、李树英、张毅、李向阳、方捷、万晓东，“公路隧道分布式计算机控制系统”，华南理工大学学报，1998年第5期
【41】宋颖华，“高速公路隧道监控系统的方案设计”，东北公路，2000年第3期
【42】李宁、唐晓松，“隧道交通监控计算机系统分析研究”，交通部上海船舶运输科学研究所学报，1997年第2期
【43】李晓春、谢开炎，“浅谈隧道机电工程”，公路，2000年第1期
【44】侯北平、卢佩，“基于MATLAB的BP神经网络建模及系统仿真”，自动化与仪表，2001年第1期
【45】陈新华，“MATLAB软件在锅炉水位模糊控制系统中的应用”，煤矿自动化，2000年第6期
【46】亢海伟、杨庆芬、王硕禾，“基于MATLAB模糊逻辑工具箱的模糊控制系统仿真”，自动化与仪器仪表，2000年第2期
【47】郭勇佳，“京珠南高速公路隧道群监控系统”，广东自动化与信息工程，2001年第3期
【48】杨志勇、李胜，“Modbus Plus网络在公路隧道群监控中的应用”，广东自动化与信息工程，2001年第3期
【49】陈芸娜，“北茹公路隧道射流通风技术”，隧道及地下工程，1997年第2期
【50】唐国荣，“六盘山公路隧道通风设计”，隧道及地下工程，1995年第4期
【51】何铁军、黄卫，“模糊神经网络在沥青路面使用性能评价中的应用”，公路交通科技，2000年第4期
【52】邢进生、万百五，“基于模糊神经网络的大型多辊热连轧产品质量模型”信息与控制，2001年第4期
【53】巨军让、卓戎，“BP神经网络在MATLAB上的方便实现”，新疆石油学院学报，1999年第2期
【54】钟汉枢、甘永成、李树英、张毅，“梧桐山隧道分布式计算机控制系统”广东公路交通，1998年增刊
【55】张洋、田志学，“高速公路隧道交通监视与控制系统”，交通与计算机，2001年第3期