1.一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于,包括:负离子传感器模块,用于实时监测隧道内各点的负离子浓度;颗粒物浓度监测模块,用于监测隧道内颗粒物浓度;与负离子传感器模块和颗粒物浓度监测模块连接的数据处理模块,用于基于负离子浓度数据和颗粒物浓度数据,修正负离子浓度数据,消除信号干扰,包括确定初始浓度和颗粒物浓度影响因子,根据颗粒物浓度的动态变化,计算干扰率,具体公式为:r=k×C p ;其中,r表示干扰率,即颗粒物浓度对负离子信号的瞬时干扰强度,k表示颗粒物对负离子的平均影响系数,C p 表示当前颗粒物浓度;计算修正后的负离子浓度,具体公式为: ;其中,D corr 表示修正后实际的负离子浓度,S 0 表示负离子传感器模块直接测量得到的原始浓度数据,X表示颗粒物浓度影响因子,t表示时间,r表示干扰率,N(d 1 )和N(d 2 )表示正态分布的累积分布函数,e表示自然对数的底数;与数据处理模块连接的负离子发生器模块,用于根据修正后的负离子浓度数据启动或调节工作状态,保持隧道内负离子浓度在预定范围内;与负离子传感器模块、颗粒物浓度监测模块、数据处理模块和负离子发生器模块连接的中央控制模块,用于监控各模块的工作状态,记录工作数据,并在出现异常情况时发出报警信号;所述颗粒物浓度监测模块监测隧道内颗粒物浓度包括:计算颗粒物浓度实时数据与历史数据的匹配得分,识别颗粒物浓度的异常趋势,确定颗粒物浓度变化的偏差点,剔除测量噪声,具体公式为: ;其中,H(i,j)表示当前位置(i,j)处的匹配得分,S(i,j)表示当前位置(i,j)处的得分增量,k表示对数据插入或删除操作的惩罚值,i表示实时监测的颗粒物浓度数据索引,j表示历史颗粒物浓度数据索引。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述负离子传感器模块实时监测隧道内各点的负离子浓度包括对隧道内的负离子浓度数据进行光谱信号模拟,在传感器校准阶段,记录传感器输出信号,利用线性拟合法计算拟合系数,校正传感器的响应信号,实时监测时,计算实际负离子浓度,具体公式为:I=a×D+b;其中,I表示负离子传感器的输出信号强度,a表示传感器的灵敏度系数,D表示隧道内负离子浓度的真实值,b表示传感器在无负离子时的输出信号偏置值。
3.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述负离子发生器模块根据修正后的负离子浓度数据启动或调节工作状态,保持隧道内负离子浓度在预定范围内包括:根据当前修正浓度,设定发生器的初始输出,计算负离子输出浓度随时间的变化值,具体公式为: ;其中,L(t)表示负离子发生器输出的负离子浓度L随时间t的变化值,L 0 表示负离子发生器输出的初始负离子浓度,e表示自然对数的底数,m表示负离子发生器在运行中的效率因子,t表示时间。
4.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述中央控制模块监控各模块的工作状态,记录工作数据,并在出现异常情况时发出报警信号包括:对负离子传感器模块、颗粒物浓度监测模块、数据处理模块和负离子发生器模块运行状态数据矩阵进行边缘检测,提取异常点的变化趋势,确定各模块工作状态的剧烈变化区域,判断是否出现异常,具体公式为: ;其中,G表示各模块运行状态数据的变化幅度值,G x 表示运行数据在连续时间点间的变化,G y 表示不同模块间的数据差异,x表示各模块运行状态随时间变化的横向坐标,y表示不同模块的状态数据在矩阵中的纵向坐标。
5.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述负离子传感器模块包括多个分布在隧道内的负离子传感器,用于实时监测隧道内各区域的负离子浓度并生成对应的浓度分布图。
6.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述颗粒物浓度监测模块包括颗粒物传感器和数据存储单元,颗粒物传感器用于监测颗粒物浓度,并将监测数据存储在数据存储单元中。
7.根据权利要求1所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述中央控制模块连接有远程监控终端,实现运行状态的远程实时监控与操作。
8.根据权利要求4所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述中央控制模块监控各模块的工作状态,记录工作数据,并在出现异常情况时发出报警信号中运行数据在连续时间点间的变化G x 计算公式为: ;其中,G x 表示运行数据在连续时间点间的变化,S u,v 表示第u时刻第v模块的运行状态数据,S u+1,v 表示下一时刻相同模块的状态数据,u表示运行状态数据的时间索引,v表示模块的编号索引。
9.根据权利要求4所述的一种用于隧道火灾工况的负离子浓度测量与控制系统,其特征在于:所述中央控制模块监控各模块的工作状态,记录工作数据,并在出现异常情况时发出报警信号中不同模块间的数据差异G y 计算公式为: ;其中,G y 表示不同模块间的数据差异,S u,v+1 表示相同时刻下相邻模块的状态数据,S u,v 表示第u时刻第v模块的运行状态数据,u表示运行状态数据的时间索引,v表示模块的编号索引。