(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111615662.6 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 四川省交通勘察设计 研究院有限公 司 地址 610000 四川省成 都市太升北路35号 (72)发明人 袁松　白赟　黎良仆　周威锦　 冉弥　周科　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 代理人 唐邦英 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 公路隧道换气需风量计算模型及其构建方 法、 应用和装置 (57)摘要 本发明公开了公路隧道换气需风量计算模 型及其构建方法、 应用和装置， 构建方法包括以 下步骤： S1、 获取耗氧主体、 耗氧参数以及隧道参 数， S2、 分别基于汽油和柴油的组成成分计算每 升汽油和柴油完全燃烧的需氧量； S3、 基于每升 汽油和柴油完全燃烧的需氧量， 结合隧道参数构 建隧道内机动车耗氧需风量计算模型； S4、 基于 隧道内高峰小时交通量和标准车满 载人员数量， 构建隧道内人员耗氧需风量计算模型； S5、 基于 隧道内机动车耗氧需风量计算模型和隧道内人 员耗氧需风量计算模型构建隧道换气需风量计 算模型。 通过本发明构建方法构建的隧道换气需 风量计算模 型能够合理计算隧道需风量， 避免按 照现行公路隧道通风设计细则进行计算导致隧 道需风量较大的问题。 权利要求书2页 说明书5页 CN 114282374 A 2022.04.05 CN 114282374 A 1.公路隧道换气需风 量计算模型的构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据隧道运营情况获取耗氧主体、 耗氧参数以及隧道参数， 所述耗氧主体包括机动 车和人员， 所述耗氧参数包括汽油燃烧耗氧、 柴油燃烧耗氧和人员耗氧， 所述隧道参数包括 隧道长度、 预测交通量、 交通量方向不均匀系数、 高峰小时交通量系数、 汽油车比例、 标准车 油耗和隧址空气含氧量； S2、 基于汽油的组成成分以及对应的燃烧方程计算每升汽油完全燃烧的需氧量； 基于 柴油的组成 成分以及对应的燃烧方程计算每升柴油完全燃烧的需氧量； S3、 基于步骤S2获得的每升汽油完全燃烧的需氧量和每升柴油完全燃烧的需氧量， 结 合隧道参数构建隧道内机动车耗氧需风 量计算模型； S4、 基于隧道内高峰小时交通量和标准车满载人员数量， 参照民用建筑人员需风量， 构 建隧道内人员耗氧需风 量计算模型； S5、 基于步骤S3获得的隧道内机动车耗氧需风量计算模型和步骤S4获得的隧道内人员 耗氧需风 量计算模型， 进行求和处 理构建公路隧道换气需风 量计算模型。 2.根据权利要求1所述的公路隧道换气需风量计算模型的构建方法， 其特征在于， 每升 汽油完全燃烧的需氧量的计算过程如下： 基于汽油的组成成分简化其化学式为C8H16， 取其密度为0.7kg/L， 由C8H16燃烧方程式 C8H16+12O2＝8CO2+8H2O 得： 根据式(1)计算获得1L汽油完全燃烧所需氧气质量m(O2)为2.4kg， 取氧气密度为 1.43kg/m3， 得到1L汽油完全燃烧需氧量 为1.68m3。 3.根据权利要求1所述的公路隧道换气需风量计算模型的构建方法， 其特征在于， 每升 柴油完全燃烧的需氧量的计算过程如下： 基于柴油的组成成分简化其化学式为C16H34， 取其密度为0.85kg/L， 由C16H34燃烧方程式 2C16H34+49O2＝32CO2+34H2O 得： 根据式(2)计算获得柴油完全燃烧所需氧气质量 m(O2)为2.95kg， 取氧气密度为1.43kg/ m3， 得到1L柴油完全燃烧需氧量 为2.06m3。 4.根据权利要求1所述的公路隧道换气需风量计算模型的构建方法， 其特征在于， 隧道 内机动车耗氧需风 量计算模型如式(3)所示： 式(3)中， L为隧道长度， 单位为m； N为预测交通量， 单位为pcu/h； a为交通量方向不均匀 系数； b为高峰小时交通量系数， k为汽油车比例， m为标准车油耗， 单位为L/100km； x为隧址 空气含氧量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282374 A 25.根据权利要求1所述的公路隧道换气需风量计算模型的构建方法， 其特征在于， 隧道 内人员耗氧需风 量计算模型如式(4)所示： 式(4)中， N为预测交通量， 单位为pcu/h； a为交通量方向不均匀系数； b为 高峰小时交通 量系数。 6.根据权利要求1所述的公路隧道换气需风量计算模型的构建方法， 其特征在于， 公路 隧道换气需风 量计算模型如式(5)所示： 式(5)中， Q1为隧道内机动车耗氧需风量， Q2为隧道内人员耗氧需风量， L为隧道长度， 单 位为m； N为预测交通量， 单位为pcu/h； a为交通量方向不均匀系数； b为高峰小时交通量系 数， k为汽油车比例， m为标准车油耗， 单位 为L/100km； x为隧址空气含氧量。 7.如权利要求1 ‑6任一项所述构建方法构建的公路隧道换气需风 量计算模型。 8.如权利要求1 ‑6任一项所述构建方法构建的公路隧道换气需风量计算模型用于计算 隧道换气需风 量。 9.如权利要求1 ‑6任一项所述构建方法构建的公路隧道换气需风量计算模型在安装隧 道通风设备上的应用。 10.用于如权利要求1 ‑6任一项所述构建方法构建的公路隧道换气需风量计算模型的 装置， 其特 征在于， 包括存 储单元、 计算单 元和输出 单元； 所述存储单元用于存 储耗氧主体、 耗氧参数以及隧道参数； 所述计算单元调用存储单元内的数据并计算每升汽油完全燃烧的需氧量、 每升柴油完 全燃烧的需氧量和隧道内人员耗氧需风量， 并根据每升汽油完全燃烧的需氧量、 每升柴油 完全燃烧的需氧量、 耗氧参数以及隧道参数计算隧道内机动车耗氧需风量， 然后根据隧道 内人员耗氧需风 量和隧道内机动车耗氧需风 量计算隧道换气需风 量； 所述输出 单元用于输出计算单 元的计算结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282374 A 3