本发明专利技术公开了一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，包括排烟道内风压传感器、排烟道外风压传感器、温度传感器以及风速测试仪，所述各传感器监测的数据均依次通过数据采集控制模块和信息通信模块后上传至物联网后端监控系统进行处理和分析，然后发送至管理终端；管理终端将控制命令依次通过物联网后端监控系统、信息通信模块和数据采集控制模块发送到对应的前端运行设备。本发明专利技术还公开了一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，实现对排烟阀进行快速巡检和自动异常检测和定位，从而减轻隧道运维人员的工作压力；进一步的对排烟口漏风系数和排烟道整体摩阻系数进行计算，实时定量分析排烟道健康情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于公路隧道运营安全、工业物联网，具体涉及一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统还涉及一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测及方法。
技术介绍
1、隧道由于空间狭长、密闭性强，在火灾发生时，产生的烟气是造成人员生命安全的最大威胁因素，若不能及时疏散受困人员，将造成惨重的人员伤亡和财产损失，因此，隧道内的排烟系统设计尤为重要。重点排烟通过设置专用排烟道可有效控制隧道内烟气扩散，控烟及排烟效果好。
2、专用排烟道目前多采用现场预制拼装，存在各种原因导致的漏风现象，需要对排烟道的漏风情况进行监测，但是，目前采用的重点排烟模式的隧道专用排烟道内，均未设置监测传感器。在测试验收阶段，一旦重点排烟达不到设计要求，需依靠人工巡检确定漏风点及阻力突变位置，耗时耗力，且无法做到全面检查，设计方和设备施工方各执一词，责任不清。同时，在运营阶段，由于排烟道内缺乏烟流参数动态监测，从而无法进行定量分析，相关整改及排烟控制更是无从下手。随着隧道修建长度的增加，重点排烟道的长度、排烟道上烟阀的数量也随之增加，系统漏风乃至失效问题将更为明显。
3、因此亟需对排烟道运行状态实时监测；结合风流特点、风压组成、风压方向、发生火灾后烟气的影响范围，建立通风参数全面感知一体化智能传感器；结合不同排烟量下和未开启排烟阀处存在不同漏风情况下的隧道内风流分配规律与排烟道内和排烟阀处烟气流速的变化规律，建立排烟道漏风诊断与预警系统。从而综合优化通风排烟系统设计，建立隧道智能重点排烟调控系统，保障司乘人员安全、减少火灾事故损失。
>4、现有的隧道排烟道监测系统大多为临时搭建，主要用于隧道消防验收时热烟实验，可以验证隧道排烟系统烟气控制效果，但该系统没有考虑到隧道排烟道系统长期运营老化，封堵材料性能下降带来的排烟系统失效的问题，同时无法为后期隧道智慧运维提供一手的数据支撑，且大多烟道监测系统主要用于风管，本专利技术为首次应用在隧道排烟系统领域，同时现有技术测量断面平均风速时传感器繁琐，不适用于空间受限的隧道排烟道区域。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决目前公路隧道排烟可靠性不佳，排烟道漏风监测困难，长期运营过程中无法快速掌握排烟道健康情况、定位排烟道漏风点以及现有的排烟道漏风情况无法实时量化评估，难以及时掌握整个排烟道的漏风情况，提出一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，还提出一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法。
2、为了实现上述的目的，本技术方案主要采用如下的技术手段：
3、一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，包括前端感知设备，前端感知设备实时监测的数据依次通过数据采集控制模块和信息通信模块后上传至服务器中的物联网后端监控系统进行处理和分析后发送至管理终端；管理终端将控制命令依次通过物联网后端监控系统、信息通信模块和数据采集控制模块发送到对应的前端运行设备；
4、前端感知设备包括排烟道内风压传感器、排烟道外风压传感器、温度传感器和风速测试仪，排烟道内风压传感器、温度传感器和风速测试仪均安装至排烟道内，排烟道外风压传感器安装在排烟道外；
5、前端运行设备包括排烟阀和风机。
6、如上所述排烟道中间隔设置多个排烟口，排烟口内设置排烟阀，每两个相邻排烟口之间的一段排烟道为一个排烟道分段，每个排烟道分段内垂直于排烟道中心轴的一个断面作为测试断面，每个测试断面内布置风速测试仪、排烟道内风压传感器和温度传感器，排烟道内风压传感器和温度传感器位于对应测试断面的中心，相邻测试断面的间距等于相邻排烟口的间距。
7、一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用如上所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
8、步骤1、选择第一个排烟阀作为当前排烟阀；
9、步骤2、物联网后端监控系统开始记录：当前排烟阀对应的排烟道内风压传感器监测的排烟道分段内的风压随时间变化的曲线和风速测试仪监测的排烟道分段内的风速随时间变化的曲线；
10、步骤3、物联网后端监控系统向当前排烟阀发送一次开启或关闭执行信号；
11、步骤4、当对应的排烟道分段内的风压随时间变化的曲线或排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中没有出现转折点时，物联网后端监控系统记录对应排烟阀序号，并执行步骤5，若排烟道分段内的风压随时间变化的曲线和排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中出现转折点，则将下一个排烟阀作为当前排烟阀并返回步骤2，直到遍历所有排烟阀；
12、步骤5、物联网后端监控系统根据排烟阀序号和排烟阀之间的间距的乘积，确定异常排烟阀所在位置，并将异常排烟阀所在位置发送至管理终端，然后将下一个排烟阀作为当前排烟阀并返回步骤2，直到遍历所有排烟阀。
13、4、一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用权利要求2所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
14、步骤1、选择第一个排烟阀作为当前排烟阀；
15、步骤2、物联网后端监控系统开始记录：当前排烟阀对应的排烟道内风压传感器监测的排烟道分段内的风压随时间变化的曲线和风速测试仪监测的排烟道分段内的风速随时间变化的曲线；
16、步骤3、向当前排烟阀发送一次开启执行信号；
17、步骤4、当对应的排烟道分段内的风压随时间变化的曲线或排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中没有出现转折点时，则执行步骤5，若排烟道分段内的风压随时间变化的曲线和排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中出现转折点，则直接执行步骤5；则将下一个排烟阀作为当前排烟阀并返回步骤2，直到遍历所有排烟阀；
18、步骤5：物联网后端监控系统向当前排烟阀发送一次关闭执行信号；
19、步骤6：当对应的排烟道分段内的风压随时间变化的曲线或排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中没有出现转折点时，物联网后端监控系统记录对应排烟阀序号，并执行步骤7，若排烟道分段内的风压随时间变化的曲线和排烟道分段内的风速随时间变化的曲线中出现转折点，则将下一个排烟阀作为当前排烟阀并返回步骤2，直到遍历所有排烟阀；
20、步骤7：物联网后端监控系统根据排烟阀序号和排烟阀间距的乘积，确定异常排烟阀所在位置，并将异常排烟阀所在位置发送至管理终端，然后将下一个排烟阀作为当前排烟阀并返回步骤2，直到遍历所有排烟阀。
21、5、一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用实施例2所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
22、根据排烟道内风压传感器监测的排烟道分段内的风压、排烟道外风压传感器监测的排烟道外的风压、风速测试仪监测的排烟道分段的风速以及排烟道分段中温度传感器测得的温度测量值，以及如下公式求出排烟口漏风系数μ：
23、
24、其中，i表示排烟道分段的序号；
25、qi：表示序号为i的排烟道分段的风量，qi+本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，包括前端感知设备，其特征在于，前端感知设备实时监测的数据依次通过数据采集控制模块和信息通信模块(9)后上传至服务器(1)中的物联网后端监控系统进行处理和分析后发送至管理终端(10)；管理终端(10)将控制命令依次通过物联网后端监控系统、信息通信模块(9)和数据采集控制模块发送到对应的前端运行设备；
2.根据权利要求1所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，所述排烟道中间隔设置多个排烟口(4)，排烟口(4)内设置排烟阀(13)，每两个相邻排烟口(4)之间的一段排烟道为一个排烟道分段，每个排烟道分段内垂直于排烟道中心轴的一个断面作为测试断面(2)，每个测试断面(2)内布置风速测试仪(6)、排烟道内风压传感器(5)和温度传感器(11)，排烟道内风压传感器(5)和温度传感器(11)位于对应测试断面(2)的中心，相邻测试断面(2)的间距等于相邻排烟口(4)的间距。
3.一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用权利要求2所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
4.一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用权利要求2所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
5.一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，利用实施例2所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测方法，其特征在于，还包括如下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，包括前端感知设备，其特征在于，前端感知设备实时监测的数据依次通过数据采集控制模块和信息通信模块(9)后上传至服务器(1)中的物联网后端监控系统进行处理和分析后发送至管理终端(10)；管理终端(10)将控制命令依次通过物联网后端监控系统、信息通信模块(9)和数据采集控制模块发送到对应的前端运行设备；
2.根据权利要求1所述一种基于物联网的公路隧道排烟道健康监测系统，其特征在于，所述排烟道中间隔设置多个排烟口(4)，排烟口(4)内设置排烟阀(13)，每两个相邻排烟口(4)之间的一段排烟道为一个排烟道分段，每个排烟道分段内垂直于排烟道中心轴的一个断面作为测试断面(2)，每个测试断面(2)内布置风速测试仪(6)、排烟道内风压传感器(5)和温...
【专利技术属性】
技术研发人员：张奥宇，杨涛，邓敏，李培军，张灿程，杨格，肖忆焜，杨晓涵，
申请(专利权)人：武汉中交交通工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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