技术领域
[0001] 本申请涉及隧道通风技术领域，特别涉及一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法、系统和设备。
相关背景技术
[0002] 隧道施工通风是保护作业人员健康与安全的重要措施，同时是影响施工进度和质量的关键因素。高原地区受到海拔影响，低气压含氧量仅为海平面的60％左右，存在高寒、低压、设备效率低等情况，同时长大隧道独头掘进距离大，洞内含氧量比洞外更低，存在不同区域气流不均衡、局部压差不足，致使工作人员及机械设备在这种环境下功效损失明显等问题，为保护洞内施工人员身心健康、确保安全生产、提高工作效率，长大隧道洞内通风要求合理高效。因此对高海拔地区长隧道环境下施工的通风提出很高的要求。
[0003] 在长隧道的施工中，将长隧道进行分段开挖是一种常用的隧道施工技术，通过将长隧道的开挖任务分成多个相对较短的作业段，分阶段进行施工。现有的分阶段通风通常指的是为每个开挖段配置独立的通风系统，但是，针对各个作业段，如何依据该作业段的施工，结合不同的施工进度对通风系统、通风方法进行局部优化，以解决高海拔长隧道施工中隧道内部通风效果难以保证的问题，同时提高通风效率，是业界的难点之一。
[0004] 因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
具体实施方式
[0052] 本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0053] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0054] 下面结合附图对本申请的实施例进行描述。
[0055] 实施例一：
[0056] 本实施例提供一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，如图1所示，该通风方法包括如下步骤：
[0057] S1：设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个第一风机41组件，两个所述第一风机41组件设置于正洞左右线两个横洞的洞口位置处，并通过与其连接的风管3向横洞施工面送风；
[0058] S2：横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，新增的风机分别为第三风机43和第四风机44，构成四台风机的通风方案，用于承受正洞施工中不同方向的通风任务；
[0059] S3：将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得N个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
[0060] S4：将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整原始通风方案；
[0061] S5：设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。
[0062] 需要说明的是，本实施例中，高海拔，指的是海拔高度在2,500米以上的地区，长隧道，指的是隧道长度大于5km的隧道。
[0063] 在这些高海拔区域，空气中的氧气浓度降低，气压较低，气候条件更为极端，这对通风系统的设计、施工人员的健康和设备的使用寿命等方面提出了较高的要求。
[0064] 如图2所示，本实施例的长隧道是平行双线隧道，包括左线22和右线21，两条横洞位于正洞右线21一侧，在每一个横洞施工位置处，第一横洞11和第二横洞12从正洞2一侧分别施工，最终贯穿正洞左线22、右线21。
[0065] 可以理解地，在另一些施工场景中，两条横洞也可以位于正洞左线22一侧。
[0066] 本实施例中，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，横洞可以作为额外的通风口，缩短通风里程，通过分段通风有效地向隧道内输送新鲜空气，排出有害气体，提升洞内空气质量，同时，在多个横洞的情况下，施工可以从多个方向同步进行，既可从主隧道的进出口掘进，又可从横洞进入隧道内部向两侧掘进，这种方式有效地缩短了施工时间，提高了施工效率。
[0067] 横洞的间距可以依据隧道长度、通风需求和施工条件而定，考虑到高海拔地区的特殊情况，需要将横洞间距缩短至例如300～500米，以应对低空气密度带来的通风困难。
[0068] 本实施例中，每个横洞施工位置处(相当于一个作业段)的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段。横洞施工阶段主要是开挖和支护横洞本身，横洞的掘进通常从隧道外部向内进行，逐步挖掘并完成支护，确保横洞稳定性。正洞施工阶段是横洞掘进完成后，利用横洞进入正洞2的左右线进行分段掘进，通过横洞，可以向正洞2的多个掌子面(工作面)提供通风。正洞施工阶段进一步包括：正洞左线施工阶段、正洞右线施工阶段，正洞左线施工阶段与正洞右线施工阶段可以分别进行、也可以同步进行。
[0069] 换而言之，本实施例中，根据不同施工阶段对通风的需求，将施工阶段分为横洞施工阶段、正洞左线施工阶段、正洞右线施工阶段；横洞施工阶段是指横洞施工至正洞左线22位置的阶段；正洞左线施工阶段是指正洞2左侧主线施工阶段，正洞右线施工阶段是指正洞2右侧主线施工阶段。
[0070] 针对整个施工过程中不同的施工阶段以及不同施工阶段的通风需求和特点，该通风系统包括横洞施工通风系统、正洞通风系统阶段。
[0071] 横洞施工过程中，设置第一通风系统(横洞施工通风系统)完成横洞施工阶段的通风任务，该阶段的通风任务主要是为横洞施工过程的隧道内部进行通风，如图2所示，第一通风系统包括第一风机41、第二风机42两个风机，第一风机41、第二风机42分别位于第一横洞11和第二横洞12洞口一定距离处，以确保吸入新鲜空气。第一风机41、第二风机42分别通过风管3连接到于第一横洞11和第二横洞12的施工面，并分别对应的掌子面送入新鲜空气。
[0072] 在另一实施例中，横洞施工通风系统包括：
[0073] 在施工横洞时设置于第一横洞11、第二横洞12洞口的第一风机41、第二风机42；
[0074] 在靠近正洞2左线22的位置处设置有与横洞连通的横洞支洞；
[0075] 第一风机41、第二风机42上连接有风管3，并通过所述风管3向横洞施工面送风。
[0076] 这里第一风机41、第二风机42采用两台轴流风机(具体型号例如是：ZVN 1‑14‑200/4；ZVN 1‑14‑150/4)，风管3包括沿横洞轴线方向向横洞掌子面延伸的两个风管3，该风管3采用直径2m的低泄漏风管，两风管分别连接两个轴流风机，采用压入式通风方式向横洞施工面面送风。
[0077] 横洞施工阶段的通风任务包括：将第一通风系统设置在右线21两条横洞洞口，向横洞送风，与施工同步进行通风，直至完成横洞的贯通。进一步地，S1中，所述第一通风系统中的风机组件采用两台风机进行通风操作，在施工到横洞施工位置需要对两条横洞进行施工时，通过控制风管3上设置的风阀为对应施工的掌子面送风。
[0078] 本实施例在横洞施工阶段采用双风机通风设计，确保有效地向横洞施工面提供新鲜空气，同时确保施工区域的空气流通，通过在两个洞口分别设置风机，形成多个供风点，使空气能够在较短的通风里程内有效分布，避免长距离供风带来的压力损失，更高效地将新鲜空气送至横洞内部，提升通风效率。此外，两个风机可以根据左右线21的具体施工需求独立调节风量，以适应不同时段、不同施工面的需求，这样可以保证空气质量的灵活控制，避免某一段区域出现空气稀薄或有害气体积聚的情况。
[0079] 在横洞施工阶段，采用压入式通风模式，新鲜空气通过风机从隧道外压入隧道内，以稀释洞内的粉尘和有害气体，依靠气流的压差将污浊空气自然排出。
[0080] 横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统，又称原始通风系统，也称正洞施工通风系统。
[0081] 原始通风方案是第一通风系统两台风机的基础上在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，即，在第一横洞11增设第三风机43、在第二横洞12增设第四风机44，构成四台风机的通风方案，用于承受正洞施工中不同方向的通风任务。
[0082] 具体地，在横洞工区施工的正洞大里程、正洞小里程采用压入式通风；其中，正洞大里程包括：右洞大里程61、左洞大里程71，正洞小里程包括：右洞小里程62、左洞小里程72。第一横洞11洞口设置的第一风机41用于向正洞小里程方向通风、第三风机43用于向正洞大里程方向供风；在第二横洞12洞口设置的第二风机42用于向正洞小里程方向通风、第四风机44用于向正洞大里程方向供风。
[0083] 原始通风方案还包括：对左正洞进行施工，采用压入式通风方式，通过连接风机的风管3分别向正洞左线22、正洞右线21送风；若遇到通风困难时期，采用压抽结合的通风方式，在横洞出口附近增加一条回风巷道8，安装抽出式通风机46，并在回风巷道8和横洞出口之间设置两道风门9。
[0084] 示例性地，参照图3对正洞施工阶段的第二通风系统的结构进行说明。
[0085] 如图3所示，在正洞施工阶段，横洞已贯通正洞2，原有的横洞施工通风系统转为正洞施工通风系统的组成部分，为正洞左右线内部进行通风。正洞施工通风系统包括：
[0086] 在原有的横洞施工通风系统基础上增设于横洞洞口的第三风机43和第四风机44；
[0087] 第三风机43和第四风机44分别连接有风管3，风管3分别伸入设置到正洞左线22和正洞右线21，并通过该风管3向正洞左线22、正洞右线21的掌子面送风。
[0088] 这里，第三风机43和第四风机44采用两台轴流风机，同时利用第一风机41、第二风机42，此时只需要再新增两台轴流风机(即第三风机43和第四风机44)，型号为ZVN 1‑16‑250/4，ZVN 1‑16‑200/4，即可实现正洞施工的有效通风。
[0089] 进一步地，连接第三风机43和第四风机44的两条风管3都分为横洞风管3段和主洞风管3段，横洞风管3段采用2.2m直径的风管3，主洞风管3段采用2m直径的风管3，其中，横洞与正洞2交叉口设置有调节风门9，这样的设置可以有效平衡通风效率与风管3体积，同时灵活调控通风系统。
[0090] S3中，将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得N个通风洞区，目的在于根据传感器布设的位置，将整个施工区域划分为若干个具有明确范围的子区段，每个区段的空气质量、风速、风压等参数由相应位置的传感器进行监测。
[0091] 本实施例中，通风洞区是施工隧道内的一段区域，主要依据传感器监测的覆盖范围和通风里程来划分，每个洞区由传感器实时监测，数据用来评估和控制该区域的通风情况。
[0092] 其中，传感器可以实时采集隧道内的空气质量(如氧气浓度、二氧化碳含量、粉尘浓度等)、风速、风压等数据，评估通风效果。传感器的位置决定了其监测范围，通过对这些监测范围的划分，可以实现精细化的通风管3理。
[0093] 通过均匀划分，将整个隧道的通风里程按照传感器的位置划分为N个通风洞区，每个洞区的长度大致相同(即均匀划分)，便于各个管理和优化通风系统，同时，各个传感器负责监测对应区段的通风状态，通过划分洞区可以明确每个监测设备的作用范围。
[0094] 进一步地，也可以在隧道内的关键点(如掌子面、横洞接口、风管3末端等)布置传感器，并根据这些传感器的位置和监测覆盖范围，将通风里程划分成若干洞区。
[0095] 可以将通风里程大致等分，以便每个传感器对应一个区域，例如，隧道总长为300米，可以设置10个传感器，每个传感器监测的区域长度为30米。划分完成后，共获得N个通风洞区，N取决于传感器数量。这样做的好处在于，每个通风洞区的空气质量、风速、风压等由相应传感器实时监测，确保数据准确可靠，并且，若某个洞区异常(如有害气体超标)，可以及时定位。对于整个通风系统来说，通过划分洞区，通风系统可以为每个区段单独调节风量和风压，确保局部通风的高效性，在风机或风管3布局上，可以根据洞区的划分合理配置，避免盲目加大整个隧道的通风强度。
[0096] 在划分通风洞区的基础上，各个通风洞区布设有传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值。
[0097] 本实施例中，通风威胁值，是对洞区内空气质量和通风状况的定量化评估，表示该区域可能存在的风险程度。
[0098] 具体地，本实施例的通风威胁值可以按如下方式计算：可以根据传感器采集到的数据与安全标准的偏差计算通风威胁值，例如，通风威胁值可以通过计算氧气浓度与安全标准值之差来表征，或者，通风威胁值也可以通过计算有害气体浓度超过安全标准值之差来表征。另一方面，在传感器采集到的数据包括多个采集指标的情况下，还可以通过为每个指标评估权重并采用加权求和的方式计算通风威胁值。本实施例对通风威胁值的具体计算方式不作限定。
[0099] 通过计算通风威胁值，快速定位某些区域是否存在通风隐患(如有害气体浓度超标或风速不足)，为步骤S4对通风方案的调整提供依据。
[0100] S4中，预设的通风威胁阈值，是预先设定的安全限值，表示通风威胁值的上限，超过该值时即视为风险较高，需采取措施降低威胁。具体地，通风威胁阈值可以根据安全标准和环境要求，或者依据历史数据的趋势分析来制定。
[0101] 进一步地，系统会实时将各个洞区的实际的通风威胁值与预设通风威胁阈值进行比对，若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值大于预设的通风威胁阈值，则判断该通风洞区为高风险洞区，从时间角度看，也可以描述为：该洞区处于通风困难时期，按如下方式调整所述第二通风系统的通风方案：
[0102] 增加原有风机的风速；
[0103] 在该通风洞区设置回风巷道8，并在回风巷道8增加抽出式通风机46；
[0104] 将压入式通风模式改为压抽结合的通风模式；
[0105] 若某个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值的比对结果为通风威胁值小于或等于预设的通风威胁阈值，则判断该通风洞区为低风险洞区，保持原有的风机数量和位置不变，继续使用压入式通风模式。
[0106] 这里，原有风机指的是分别设置在第一横洞11、第二横洞12洞口位置处的第一风机41、第二风机42、第三风机43、第四风机44，通过增加这些风机的风速，使风机的工作效率提升，更多的新鲜空气能够迅速进入施工区域，从而加强对有害气体、烟尘等的排放能力，避免其积聚在高风险区域。
[0107] 在增加原有风机风速的基础上，通风方案的调整还包括：在该通风洞区设置回风巷道8，并在回风巷道8增加抽出式通风机46。
[0108] 示例性地，如图4所示，假设实时评估结果显示存在高风险区域，可以在横洞出口附近增设回风巷道8，在回风巷道8的洞口处增加抽出式通风机46，并在回风巷道8和横洞出口之间设置两道风门9。
[0109] 可选地，抽出式通风机46可以是中风机(又称中压风机)。中风机按能量获得方式分为轴流式和离心式两种，隧道通风多采用轴流风机。与抽出式通风机46连接的风管3直径，可以根据施工断面、通风量和风管3长度进行综合确定，一般长距离送风通常选用大直径风管。
[0110] 本实施例中，通过上述通风方案的调整，可以有效改变隧道内的气流方向，将有害气体从高风险区域引导至回风口排放，防止其在工作区域滞留，利用抽出式通风机46将空气从施工区域“抽出”，进一步增强空气流动，回风巷道8的作用是将气流从施工面带走，结合抽出式通风机46后，还能够起到避免空气单向流动，防止污染控制倒流的目的。将压入式通风模式改为压抽结合的通风模式，压抽结合模式能够双向控制空气流动，更有效地控制气流方向，增强气体的排放，在空气交换不畅、通风困难的区域能够更好适应复杂的环境，达到更优的通风效果。
[0111] 此外，通过以上三项措施的综合调整，能够有效减少有害气体的积聚，尤其是在高风险区域，及时保证施工环境的安全性。上述方案整体上是基于动态监测(通过实时数据监控和威胁评估)来调整通风策略，通过对比通风威胁值与预设通风威胁阈值，能够实时发现高风险区域，并在该区域通风威胁较大时及时进行调整，这种实时响应机制使得通风系统具备更高的应急能力和灵活性。
[0112] 可选地，还可以在施工隧道内布设射流风机45来增强污染空气的排除能力。
[0113] 另一方面，若判断通风洞区为低风险洞区，则保持原有的风机数量和位置不变，继续使用压入式通风模式，或者，也可以将压入式通风模式转换为间歇式通风，即将原有风机设置为间歇通风的工作模式，以进一步节约能耗。
[0114] 需要说明的是，某一洞区被判断为高风险洞区后，若经过调整第二通风系统的通风方案使其通风威胁值降低到预设的通风威胁阈值以内，此时，可以控制回风巷道8洞口处的抽出式通风机46不工作以降低能耗。
[0115] 在回风巷道8与横洞出口之间设置两道风门9，通过风门9设置避免空气回流到工作面，确保隧道内的空气始终是单向流动，同时，每道风门9之间的间隔相当于一个额外的气流缓冲区，这样即使其中一道风门9出现泄漏或损坏，另一道风门9仍能有效起到隔离作用，增强密闭性，保持风压和气流的稳定性。
[0116] S5中，设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态，其目的是为了实现动态、精准的通风管理，确保隧道施工过程中能够根据实时环境数据自动调整通风系统的运行状态，以保证通风效率、空气质量和安全性。
[0117] 其中，浓度检测系统用于实时监测回风中的有害气体浓度，如一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、甲烷等。这些气体在隧道施工中可能是由施工设备、爆破作业或土壤本身的化学反应产生的。通过设置浓度传感器，系统能够实时检测气体浓度并反映出隧道内污染的严重程度。
[0118] 回风检测系统用于监测回风的流速。回风是指经过工作面后被抽出的空气，通常含有施工过程中产生的有害气体、粉尘等。通过回风流速的监测，能够了解气流的流动状况，判断通风系统是否正常工作，是否存在通风不畅或气流滞留的情况。
[0119] 根据浓度检测系统和回风检测系统的实时数据，自动调整风机的运行状态，包括风机的开关、风速调节、甚至启用备用风机等。具体是通过控制系统与风机之间的自动化连接来实现的，其自动化连接和控制方式可以参照现有技术进行，本实施例对此不再赘述。
[0120] 进一步地，S5中，设置浓度检测系统和回风检测系统，对洞内CO、CO2、NOX浓度设置检测仪，进行实时浓度监测。
[0121] 前述实施例提供的通风威胁值的计算方式通常不考虑高海拔长隧道特殊环境的通风限制，在将其应用到高海拔长隧道施工中存在评估准确性不足的问题，为此，作为一个优选实施例，S3中，通过构建动态风险评估模型计算通风威胁值，该动态风险评估模型具体为：传感器采集到的数据包括：有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，相应地，所述依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值，包括：
[0122] 基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度；
[0123] 基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值；
[0124] 将所述气体积聚度和所述通风效率损失值进行加权求和，得到所述通风威胁值。
[0125] 具体地，上述通风威胁值的计算公式为：
[0126] S＝ε1×s1+ε2×s2…………………………(1)
[0127] 式中，ε1,ε2分别为威胁比例因子，且满足ε1+ε2＝1；s1为所述气体积聚度；s2为所述通风效率损失值。
[0128] 进一步地，基于有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，计算气体积聚度，具体的计算方式为：
[0129] 使用实时洞区湿度数据、实时洞区温度数据及其相应的影响因子分别对各个通风洞区的有害气体浓度数据进行修正，并将修正结果进行归一化处理和求和，得到气体积聚度。
[0130] 对应的，其计算公式表达如下：
[0131]
[0132] 式中，α1,α2分别为实时洞区湿度数据和实时洞区温度数据对有害气体积聚的影响因子； 分别表示N个通风洞区的实时洞区湿度均值及实时洞区温度均值；cn为第n个通风洞区的有害气体浓度值；cmax,cmin分别为N个通风洞区中的有害气体浓度最大值和最小值。
[0133] 上述气体积聚度的计算方式，通过将温度和湿度与影响因子相乘来修正每个区域的气体浓度，该方法考虑了不同环境条件对气体浓度的影响，使得气体积聚度更加贴合实际环境。同时，通过最大和最小气体浓度之和进行归一化处理，目的是避免某个区域的气体浓度对最终结果产生过大的影响，并使得最终的积聚度值更加标准化、便于比较。
[0134] 通风效率损失是指通风系统在实际运行过程中，由于各种因素导致的风量、风速或空气流动效率下降的现象。这种损失可能影响空气质量的调节和气体交换效率，进而影响施工环境、空气质量以及工人的健康和安全。
[0135] 本实施例中，基于各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，计算通风效率损失值，具体的计算方式为：
[0136] 提取各个通风洞区实时的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度，得到通风路径阻力集合、通风功率集合及洞区风流速度集合；
[0137] 任取一通风洞区作为当前洞区，在通风路径阻力集合、通风功率集合及洞区风流速度集合分别查找与当前洞区的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度最接近的数值，记为最接近阻力、最接近功率、最接近风速；
[0138] 计算当前洞区的通风路径阻力的平方与最接近阻力的平方之间的差值，得到第一差值，计算通风功率的平方与最接近功率的平方之间的差值，得到第二差值；计算洞区风流速度的平方与最接近风速的平方之间的差值，得到第三差值；
[0139] 将第一差值、第二差值、第三差值分别对应除以通风路径阻力均值、通风功率均值、洞区风流速度均值，再将相除的结果求和，得到各个通风洞区的通风效率损失值。
[0140] 上述步骤的计算表达式如下：
[0141]
[0142] 式中，fn,gn,vn分别表示第n个通风洞区的通风路径阻力、通风功率及洞区风流速度；f′,g′,v′分别为N个通风洞区的通风路径阻力集合、通风功率集合及洞区风流速度集合中最接近fn,gn,vn的数据量； 分别为N个通风洞区的通风路径阻力均值、通风功率均值及洞区风流速度均值。
[0143] 上述通风效率损失值的计算方式，通过对比各个区域之间的差异来发现通风系统中存在的效率损失，它并不单纯依赖于绝对数值，而是关注每个区域与系统其他区域之间的相对差异，即fn,gn,vn分别与f′,g′,v′之差，体现了各区域在系统中的表现差异，并且，差异计算采用平方差而不是直接差异，可以使得阻力较大的区域在损失值计算中占据更大权重，增强差异的敏感度，更加突出阻力较大的区域，有助于识别通风系统中潜在的瓶颈，从而为后续优化设计提供方向。通过将每个区域的损失值与该区域的相应均值进行比较，采用相对度量的方式，减少了单纯以绝对值进行计算时可能带来的量纲差异或极端值的影响。这使得最终的通风效率损失计算更加公平、可比较，尤其适用于不同规模或不同设计的通风系统。通过综合考虑阻力、功率和风速三个方面的损失，可以从多个角度全面评价通风系统的运行效率，帮助揭示出通风系统中的关键问题，确保不仅仅是某一方面的性能得到了优化，而是整体性能的均衡提升。
[0144] 本实施例提供的通风效率损失值的计算方法，从整体上看，具有如下优势：首先，通过计算各个区域的损失，并比较它们之间的差异，可以精准地找到影响通风效果的薄弱环节，能够揭示通风不均匀性，适合用来评估通风系统中存在的不均匀性。其次，采用与均值的差异进行比较的方式，能够减少因为个别极端数值(如非常高或非常低的阻力、功率或风速)带来的干扰，使得计算更加稳定和可靠，尤其在存在极端数据或异常值时，这种方法能保持更高的准确性。此外，该方法不仅考虑了风速，还考虑了功率和阻力两个因素，全面评估了通风系统的各个方面，通过综合考虑多个因素的损失能够更全面地识别问题，有助于对大规模和复杂区域通风系统评估整体系统的效率损失，并帮助定位具体问题所在，为系统优化提供指导。
[0145] 传感器采集到的数据可以包括有害气体浓度数据、实时洞区湿度数据及实时洞区温度数据，其中，有害气体浓度数据可以进一步包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOX)等。
[0146] 作为一个优选实施例，采用柔性风筒作为风管3，用于连接风机与工作面。其中，柔性风筒指的是由多层不同材料构成的可弯曲的管道，其成本低、重量轻，便于高海拔运输，减小了高海拔地区通风系统施工工作量，减小对隧道内部空间的利用。
[0147] 示例性地，柔性风筒可以采用铝箔、PVC、聚氯乙烯(PVC)或其他柔性材料制成，可以根据需要弯曲和调整长度，便于安装和操作。
[0148] 综上所述，本实施例提供的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法，具体方法包括：设置第一通风系统，完成施工阶段的通风任务；配备四台风机承受不同方向的通风任务构建原始通风方案；构建动态风险评估模型，并在洞区布设传感器系统，评估各个洞区的通风威胁值；并根据通风威胁值动态调整原始通风方案；设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。本公开所描述的方法，通过压入式通风机，利用洞口设置轴流通风机向掌子面压入新鲜空气，则整个通风系统均处于正压状态，可很好解决低压高海拔地区隧道内部通风效果难以保证的问题。
[0149] 通过构建动态风险评估模型，能够对通风系统实时分区域、实时准确的控制，提高对高海拔区域长隧道施工中通风的适应性。
[0150] 实施例二：
[0151] 本实施例提供一种高海拔长隧道巷道式分阶段通风系统，该系统中，高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该通风系统包括：
[0152] 第一通风单元，配置为设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个风机，两个风机设置于正洞左右线两个横洞的洞口位置处，并通过风管向横洞施工面送风；
[0153] 第二通风单元，配置为横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上，在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，构成四台风机的通风方案，采用压入式通风模式来完成正洞施工中不同方向的通风任务；
[0154] 威胁值计算单元，配置为将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得N个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
[0155] 通风方案调整单元，配置为将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整所述第二通风系统的通风方案；
[0156] 风机调整单元，配置为设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。
[0157] 本实施例提供的高海拔长隧道巷道式分阶段通风系统，能够实现上述任一实施例提供的高海拔长隧道巷道式分阶段通风方法的步骤、流程，并达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。
[0158] 实施例三：
[0159] 本实施例还提供一种电子设备，如图5所示，该电子设备的硬件结构可以包括：处理器501、通信接口502、计算机可读存储介质(也称为存储器503)和通信总线504。
[0160] 其中，处理器501、通信接口502、计算机可读存储介质通过通信总线504完成相互间的通信。
[0161] 计算机可读存储介质，可以配置为存储一个或多个程序。
[0162] 可选地，通信接口502可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口。
[0163] 其中，处理器501执行一个或多个程序，该程序所涉及的高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段，该程序执行时实现如下步骤：
[0164] S1：设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个风机，两个风机设置于正洞右线两个横洞的洞口位置处，并通过风管向横洞施工面送风；
[0165] S2：横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上，在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，构成四台风机的通风方案，采用压入式通风模式来完成正洞施工中不同方向的通风任务；
[0166] S3：将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得N个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
[0167] S4：将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整所述第二通风系统的通风方案；
[0168] S5：设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。
[0169] 图6为根据本申请的一些实施例提供的电子设备的硬件结构；如图6所示，该电子设备的硬件结构可以包括：处理器601、通信接口602、计算机可读存储介质(也称为存储器)603和通信总线604。
[0170] 其中，处理器601、通信接口602、计算机可读存储介质603通过通信总线604完成相互间的通信。
[0171] 计算机可读存储介质603，可以配置为存储一个或多个程序，该程序所涉及的高海拔长隧道具有多个横洞施工位置，每个横洞施工位置处的施工过程分为：横洞施工阶段、正洞施工阶段。
[0172] 可选地，通信接口602可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口。
[0173] 其中，处理器601具体可以配置为：
[0174] S1：设置第一通风系统，用于完成横洞施工阶段的通风任务；所述第一通风系统包括两个风机，两个风机设置于正洞右线两个横洞的洞口位置处，并通过风管向横洞施工面送风；
[0175] S2：横洞施工完成后进入正洞施工阶段，在第一通风系统的基础上构建第二通风系统；所述第二通风系统是第一通风系统两台风机的基础上，在两个横洞的洞口位置各增设一台风机，构成四台风机的通风方案，采用压入式通风模式来完成正洞施工中不同方向的通风任务；
[0176] S3：将通风里程按照数据采集传感器的位置进行均匀划分，获得N个通风洞区；在各个通风洞区布设传感器系统，并依据传感器采集到的数据评估各个通风洞区的通风威胁值；
[0177] S4：将各个通风洞区的通风威胁值与预设的通风威胁阈值进行比对，并根据比对结果动态调整所述第二通风系统的通风方案；
[0178] S5：设置浓度检测系统和回风检测系统，实时监测回风中的气体浓度和流速，自动调整风机的运行状态。
[0179] 处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等，还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0180] 本申请实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：
[0181] (1)移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括：智能手机(例如：iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
[0182] (2)超移动个人计算机设备：这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括：PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
[0183] (3)便携式娱乐设备：这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括：音频、视频播放器(例如：iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
[0184] (4)服务器：提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器101、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
[0185] (5)其他具有数据交互功能的电子装置。
[0186] 需要指出，根据实施的需要，可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可以将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本申请实施例的目的。
[0187] 以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
