一、設(shè)計背景

隧道具有改善路線狀況、減少運行里程、節(jié)省土地資源等優(yōu)勢條件，是山區(qū)路線工程的重要組成部分，對我國交通事業(yè)的發(fā)展而言具有至關(guān)重要的作用。由于隧道呈現(xiàn)的是一種管狀半封閉結(jié)構(gòu)，其本身也存在諸多劣勢條件，比如：空間受限、內(nèi)部視線較差、空氣不易流動、污染物排出困難等等，致使隧道中有害氣體的濃度逐漸增加，施工車輛作業(yè)的尾氣的不斷排放都會是造成隧道內(nèi)空氣質(zhì)量低的主要原因。合理的通風(fēng)系統(tǒng)其理想通風(fēng)效果是滿足施工人員正常呼吸、沖淡機械廢氣、沖淡有害氣體及降溫等相關(guān)要求，是實現(xiàn)隧道快速施工、保障施工正常進行和施工人員身心健康的重要保證。針對上述問題，設(shè)計通風(fēng)智能控制系統(tǒng)，科學(xué)使用通風(fēng)系統(tǒng)，不但能夠保障施工人員的身心健康，還能有效降低耗，達(dá)到節(jié)能減排。

作業(yè)環(huán)境應(yīng)符合下列有關(guān)規(guī)范要求：

（1）《鐵路隧道工程施工技術(shù)規(guī)程》（TB10304-2020）

（2）《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB10621-2014）

（3）《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（JGB 16297-1996）；

（4）《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ-2-2002）；

（5）《有限空間作業(yè)技術(shù)規(guī)程》（DB33/707-2008）；

（6）《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）及其它相關(guān)規(guī)程規(guī)范。

二、系統(tǒng)架構(gòu)圖

三、隧道智能通風(fēng)系統(tǒng)組成：

隧道智能通風(fēng)成套裝備由變頻軸流風(fēng)機、變頻器、傳感器、控制柜以及相應(yīng)的控制軟件單元組成。系統(tǒng)采用帶PLC的智能控制柜，風(fēng)量根據(jù)傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，達(dá)到“實時預(yù)警、按需供風(fēng)、人機雙控、防災(zāi)減災(zāi)"的效果。

1) 無極調(diào)速變頻軸流風(fēng)機

2) YASDJC-Ⅳ型SCANDA監(jiān)控系統(tǒng)

3) 短信報務(wù)平臺

4) 手機移動APP在線監(jiān)控平臺

5) Web發(fā)布平臺（PC客戶端）

6) 云服務(wù)器、Microsoft SQl Server關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、DbAnyWhere數(shù)據(jù)服務(wù)中間件、數(shù)據(jù)采集平臺以及opcServer控制服務(wù)系統(tǒng)等支持平臺組成。

四、詳細(xì)介紹

1. 無極調(diào)速變頻軸流風(fēng)機

SDF 系列隧道專用軸流通風(fēng)機為隧道施工專用通風(fēng)機， 適用于各種不同的公路、 鐵路和水電工程的隧道施工通風(fēng)及其他地下工程的施工通風(fēng)。 風(fēng)機電動機安裝于機殼內(nèi)，葉輪與電動機采用直聯(lián)。 風(fēng)機進口、出口可帶有消音器， 大幅度降低通風(fēng)機噪聲。通風(fēng)機的葉片角度可設(shè)為固定式或可調(diào)節(jié)式， 其中“變極多速" 型隧道專用通風(fēng)機更適合比較長距離隧道施工選用，節(jié)能效果也更加明顯。

該系列通風(fēng)機能夠適用于高原環(huán)境下通風(fēng)需要，環(huán)境空氣溫度-15℃～+40℃； 環(huán)境空氣的相對濕度于+25℃時不超過 90%； 無強烈振動和腐蝕性氣體等； 可安裝在有隧道、 礦井的進風(fēng)巷道中， 與正壓風(fēng)筒配套使用， 做壓入式通風(fēng)。

2. YASDJC-Ⅳ型SCANDA監(jiān)控系統(tǒng)

（1） 隧道作業(yè)環(huán)境實時監(jiān)測（瓦斯、粉塵、二氧化碳、氮氧化合物、一氧化碳、氧氣等濃度數(shù)據(jù)），自動調(diào)節(jié)變頻器的運行頻率，來達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機的風(fēng)速和風(fēng)量的目的，以滿足《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》（SL378-2007）的規(guī)范要求，并把監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至云服務(wù)器平臺的數(shù)據(jù)庫，通過WEB監(jiān)測系統(tǒng)和手機移動平臺可進行實時查看；

（2） 隧道風(fēng)機運行實時監(jiān)測（電機繞組溫度及軸承溫度；電機電流、電壓、功率等參數(shù)；通風(fēng)機的運行狀態(tài)、風(fēng)量、風(fēng)速、通風(fēng)機效率等相關(guān)參數(shù)）；

（3） 具備在線故障診斷和報警功能，并能把報警數(shù)據(jù)發(fā)送給值班工作人員。

（4） 變頻裝置運行狀態(tài)，實時運行頻率、手動設(shè)置頻率、故障報警信號；

（5） 系統(tǒng)不但提供詳細(xì)的實時顯示數(shù)據(jù)，還提供了歷史數(shù)據(jù)查詢和打印功能。歷史數(shù)據(jù)包括（隧道環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、風(fēng)機運行歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備運行歷史數(shù)據(jù)以及報警短信發(fā)送記錄等）。

（6） 系統(tǒng)支持MODBUS_RTU、MODBUS_TCP、FTP、WEB、OPCSERVER等連接方式；

（7） 控制方式分為：遠(yuǎn)程、就地、自動三種控制方式；

3. 短信報務(wù)平臺

本短信報警平臺通過與阿里大于短信平臺接對，能實現(xiàn)對各種類型的報警信息（故障類信息、報警類信息、警告類信息）進行實時短信推送，并且能夠通過系統(tǒng)的排班設(shè)置功能，系統(tǒng)會自動按照當(dāng)前的班次信息把報警短信推送到當(dāng)前值班工作人員的手機中。

4. 手機移動APP在線監(jiān)控平臺

為實現(xiàn)隨時隨地的監(jiān)測隧道環(huán)境以及風(fēng)機的各個電機和設(shè)備的運行情況，專門針對（Android、HarmonyOS )手機用戶開發(fā)移動版的APP程序。除了能實時監(jiān)測風(fēng)機各項運行參數(shù)信息、變頻柜運行狀況、歷史數(shù)據(jù)查詢以及風(fēng)機、電機的運行歷史記錄和運行趨勢圖。還能實現(xiàn)一鍵開機、停機、復(fù)位和手動調(diào)節(jié)運行頻率（注：需要具有管理員權(quán)限的操作員），普通操作員沒有控制風(fēng)機的權(quán)限，系統(tǒng)提供詳細(xì)的操作日志，并能通過操作日志查詢功能，查詢到所有操作員的操作步驟。

5. Web發(fā)布平臺（PC客戶端）

客戶可通過任意電腦上的瀏覽器實現(xiàn)對主通風(fēng)機的運行狀況進行實時監(jiān)測，本客戶端只負(fù)責(zé)實時監(jiān)測，無法完成對風(fēng)機運行控制的操作。如果用戶已經(jīng)注冊了APP移動端帳號，可以直接使用APP注冊行統(tǒng)一登錄。

6. 云服務(wù)器、Microsoft SQl Server關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、DbAnyWhere數(shù)據(jù)服務(wù)中間件等支持平臺

數(shù)據(jù)服務(wù)中間件是在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、效率高地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶機/ 服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計算機資源和網(wǎng)絡(luò)通訊。是連接兩個獨立應(yīng)用程序或獨立系統(tǒng)的軟件。相連接的系統(tǒng)，即使它們具有不同的接口，但通過中間件相互之間仍能交換信息。執(zhí)行中間件的一個關(guān)鍵途徑是信息傳遞。通過中間件，應(yīng)用程序可以工作于多平臺或 OS 環(huán)境。

DbAnyWhere 數(shù)據(jù)服務(wù)中間件幫助用戶快速建立效用高的應(yīng)用程序。并且提供大量用戶并發(fā)能力。具有效用性和并發(fā)性、布署簡單以及適合移動端開發(fā)特點。