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研究生: 賴建成
Chien-cheng Lai
論文名稱: 應用模糊邏輯理論於公路隧道通風系統空氣品質控制之模擬研究
A Simulation Study of Air-Quality in Road Tunnel Ventilation System Using Fuzzy Logic Control
指導教授: 江茂雄
Mao-hsiung Chiang
口試委員: 蔡明忠
Ming-jong Tsai
林靖國
Ching-kuo Lin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 105
中文關鍵詞: 隧道通風空氣污染能見度模擬平流擴散方程式模糊邏輯理論
外文關鍵詞: tunnel ventilation, air-pollution, visibility, simulation, advection diffusion equation, Fuzzy logic theory
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  • 隨著近年來公路隧道陸續的開通,隧道內的通風控制系統就跟著變得很重要,於是著手研究以模擬方式模擬公路隧道內通風系統控制空氣污染物濃度,以維持隧道內空氣品質及能見度,進而能提升行車之安全性及舒適度。模擬方式首先將常被用以表示隧道內空氣污染物質傳理論模式之一維向平流擴散拋物線型偏微分方程式建構成一組可控制對象的方塊程式模擬模型,再運用模糊邏輯理論模擬控制噴流式通風機之運轉風量來調節隧道內平均風速以控制隧道內空氣污染物濃度不至於高過標準安全值太多。經由此實用模擬模型的建構以評估隧道內空氣污染物濃度的動態變化情形是一種既經濟又便利的設計方法,對於欲設計一個最佳化隧道通風控制系統應有很大的助益。


    There were many road tunnels which had been established increasingly at these years. The ventilation control system in road tunnel already becomes very important. So, the simulation of tunnel ventilation system to control air-pollution concentration has been studying. The purpose of tunnel ventilation is to keep the air-quality and visibility good, and improve the drive safe and comfortable in road tunnels. The first step of simulation method is to establish the one-dimension parabolic partial differential advection diffusion equation that was used to describe the mass transportation model of air-pollution distribution as a block program model of the controllable plant. Then, applying the Fuzzy logic theory to operate tunnel jet-fans and control the tunnel wind quantity and adjust the wind average velocity would not let the air-pollution concentration over the standard safety value too much. By the establishment of the useful simulation model to evaluate the air-pollution concentration dynamic changeful situation in road tunnels is an economic and convenient design method. It should be very helpful to design an optimal tunnel ventilation control system.

    論文摘要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XII 第 1 章 緒論 1 1.1 文獻回顧 1 1.2 研究動機 3 1.3 研究範圍 5 1.4 本文內容架構 6 第 2 章 隧道內空氣污染物傳輸模式及解析 8 2.1 隧道內空氣品質之標準 8 2.2 隧道通風系統 10 2.2.1 隧道通風概述 10 2.2.2 隧道通風的種類 13 2.3 隧道內空氣污染物的傳輸方程式 16 2.4 傳輸方程式之數值求解 20 第 3 章 空氣污染物傳輸模式之動態模擬分析 21 3.1 動態模擬概論 21 3.2 建模方法 22 3.3 模型之驗證 29 第 4 章 模糊邏輯控制模式 34 4.1 模糊邏輯概說 34 4.2 模糊邏輯理論基礎 36 4.2.1 模糊集合 36 4.2.2 歸屬函數 37 4.2.3 模糊運算 40 4.2.4 模糊關係 40 4.2.5 模糊規則 41 4.2.6 模糊推論 43 4.3 模糊邏輯控制系統模型 44 4.3.1 模糊邏輯控制系統的架構 44 4.3.2 模糊邏輯控制系統的建模 46 第 5 章 模擬結果與討論 47 5.1 建立濃度擴散模型 47 5.2 濃度擴散模型模擬結果 51 5.2.1 一氧化碳濃度擴散模型模擬結果 51 5.2.2 煙霧粉塵濃度擴散模型模擬結果 57 5.3 隧道通風開關式控制系統 62 5.3.1 開關式控制系統 62 5.3.2 開關式控制系統模擬控制結果 63 5.4 隧道通風模糊控制系統 70 5.4.1 模糊控制系統 70 5.4.2 模糊控制一氧化碳濃度的模擬結果 71 5.4.3 模糊控制煙霧粉塵濃度的模擬結果 77 5.4.4 模糊控制一氧化碳與煙霧粉塵濃度的模擬結果 83 5.5 模擬結果之比較 91 5.6 模擬結果之討論 94 第 6 章 結論與建議 99 6.1 結論 99 6.2 建議 100 參考資料 102

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