طراحی سیستم کنترل هوشمند در تونل های شهری با رویکرد کاهش مصرف انرژی و افزایش ایمنی

افزایش حجم ترافیک و تشدید الزامات ایمنی در تونل ها بهره گیری از سامانه های حمل ونقل هوشمند (ITS) و زیرساخت های نظارت و کنترل مبتنی بر SCADA و کنترل گرهای منطقی برنامه پذیر (PLC) را ضروری ساخته است. تونل ها به عنوان زیرساخت های حیاتی همواره با چالش دوگانه تامین ایمنی و مصرف بهینه انرژی مواجه هستند. تجهیزات پرمصرفی نظیر روشنایی، تهویه اصلی، تهویه مطبوع، پست های برق و سیستم جمع آوری آب های سطحی به صورت سنتی به طور مستمر یا با الگوهای زمانی ثابت عمل می کنند که نه تنها به اتلاف قابل توجه انرژی می انجامد بلکه در شرایط بحرانی مانند حریق، فرصت بهینه سازی توزیع انرژی را از دست می دهد. در این مقاله یک راهکار هوشمند شرطی ارائه می شود که از سیگنال های سیستم اطفای حریق به عنوان محرکی برای بازتعریف سناریوی مصرف انرژی استفاده می کند. در این رویکرد هنگام وقوع حریق در یک بخش از تونل (۱) روشنایی نواحی مجاور تا سطح حداقلی قابل قبول برای تخلیه کاهش می یابد، (۲) تهویه مطبوع پست های برق مجاور متناسب با کاهش بار اضطراری تعدیل می شود، (۳) تهویه اصلی تونل های مجاور یا موازی به طور کامل خاموش می گردد تا از گسترش دود جلوگیری شود و (۴) سیستم پمپاژ آب های سطحی با اولویت بندی بار و مدیریت همزمانی پیک مصرف به صورت هوشمند کنترل می گردد. این راهکار مبتنی بر PLC و پروتکل های ارتباطی نظیر MODBUS و BACnet، امکان کاهش ۱۵ تا ۳۰ درصدی مصرف برق در حالت عادی و تا بیش از ۵۰ درصد در شرایط حریق با حذف بارهای غیر ضروری را فراهم می آورد. در ادامه مقاله معماری، پیشنهادی، سناریوهای شبیه سازی شده برای یک تونل واقعی و تحلیل میزان صرفه جویی انرژی و تاثیر آن بر عملکرد تجهیزات اطفای حریق ارائه می شود.

کلیدواژه ها:

تونل ، کنترل هوشمند ، مصرف بهینه انرژی ، PLC ، مدیریت بار اضطراری ، سنسور