一、設計背景

隧道具有改善路線狀況、減少運行里程、節省土地資源等優勢條件，是山區路線工程的重要組成部分，對我國交通事業的發展而言具有至關重要的作用。由于隧道呈現的是一種管狀半封閉結構，其本身也存在諸多劣勢條件，比如：空間受限、內部視線較差、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，施工車輛作業的尾氣的不斷排放都會是造成隧道內空氣質量低的主要原因。合理的通風系統其理想通風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要求，是實現隧道快速施工、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，設計通風智能控制系統，科學使用通風系統，不但能夠保障施工人員的身心健康，還能有效降低耗，達到節能減排。

作業環境應符合下列有關規范要求：

（1）《鐵路隧道工程施工技術規程》（TB10304-2020）

（2）《高速鐵路設計規范》（TB10621-2014）

（3）《大氣污染物綜合排放標準》（JGB 16297-1996）；

（4）《工作場所有害因素職業接觸限值》（GBZ-2-2002）；

（5）《有限空間作業技術規程》（DB33/707-2008）；

（6）《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348-2008）及其它相關規程規范。

二、系統架構圖

三、隧道智能通風系統組成：

隧道智能通風成套裝備由變頻軸流風機、變頻器、傳感器、控制柜以及相應的控制軟件單元組成。系統采用帶PLC的智能控制柜，風量根據傳感器監測的數據實現自動調節，達到“實時預警、按需供風、人機雙控、防災減災”的效果。

1) 無極調速變頻軸流風機

2) YASDJC-Ⅳ型SCANDA監控系統

3) 短信報務平臺

4) 手機移動APP在線監控平臺

5) Web發布平臺（PC客戶端）

6) 云服務器、Microsoft SQl Server關系型數據庫、DbAnyWhere數據服務中間件、數據采集平臺以及opcServer控制服務系統等支持平臺組成。

四、詳細介紹

1. 無極調速變頻軸流風機

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

該系列通風機能夠適用于高原環境下通風需要，環境空氣溫度-15℃～+40℃； 環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、 礦井的進風巷道中， 與正壓風筒配套使用， 做壓入式通風。

2. YASDJC-Ⅳ型SCANDA監控系統

（1） 隧道作業環境實時監測（瓦斯、粉塵、二氧化碳、氮氧化合物、一氧化碳、氧氣等濃度數據），自動調節變頻器的運行頻率，來達到調節風機的風速和風量的目的，以滿足《水工建筑物地下開挖工程施工規范》（SL378-2007）的規范要求，并把監測數據實時傳輸至云服務器平臺的數據庫，通過WEB監測系統和手機移動平臺可進行實時查看；

（2） 隧道風機運行實時監測（電機繞組溫度及軸承溫度；電機電流、電壓、功率等參數；通風機的運行狀態、風量、風速、通風機效率等相關參數）；

（3） 具備在線故障診斷和報警功能，并能把報警數據發送給值班工作人員。

（4） 變頻裝置運行狀態，實時運行頻率、手動設置頻率、故障報警信號；

（5） 系統不但提供詳細的實時顯示數據，還提供了歷史數據查詢和打印功能。歷史數據包括（隧道環境監測數據、風機運行歷史數據、設備運行歷史數據以及報警短信發送記錄等）。

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

（7） 控制方式分為：遠程、就地、自動三種控制方式；

3. 短信報務平臺

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，并且能夠通過系統的排班設置功能，系統會自動按照當前的班次信息把報警短信推送到當前值班工作人員的手機中。

4. 手機移動APP在線監控平臺

為實現隨時隨地的監測隧道環境以及風機的各個電機和設備的運行情況，專門針對（Android、HarmonyOS )手機用戶開發移動版的APP程序。除了能實時監測風機各項運行參數信息、變頻柜運行狀況、歷史數據查詢以及風機、電機的運行歷史記錄和運行趨勢圖。還能實現一鍵開機、停機、復位和手動調節運行頻率（注：需要具有管理員權限的操作員），普通操作員沒有控制風機的權限，系統提供詳細的操作日志，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發布平臺（PC客戶端）

客戶可通過任意電腦上的瀏覽器實現對主通風機的運行狀況進行實時監測，本客戶端只負責實時監測，無法完成對風機運行控制的操作。如果用戶已經注冊了APP移動端帳號，可以直接使用APP注冊行統一登錄。

6. 云服務器、Microsoft SQl Server關系型數據庫、DbAnyWhere數據服務中間件等支持平臺

數據服務中間件是在操作系統、網絡和數據庫之上，應用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應用軟件提供運行與開發的環境，幫助用戶靈活、效率高地開發和集成復雜的應用軟件。中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件位于客戶機/ 服務器的操作系統之上，管理計算機資源和網絡通訊。是連接兩個獨立應用程序或獨立系統的軟件。相連接的系統，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。執行中間件的一個關鍵途徑是信息傳遞。通過中間件，應用程序可以工作于多平臺或 OS 環境。

DbAnyWhere 數據服務中間件幫助用戶快速建立效用高的應用程序。并且提供大量用戶并發能力。具有效用性和并發性、布署簡單以及適合移動端開發特點。