(57)【要約】【課題】複数の換気設備を効率的に制御する換気制御装置、換気制御システム、および、換気設備の運転パターンの決定方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、換気制御装置は、換気量演算手段と、パターン選出手段と、評価手段と、を有する。換気量演算手段は、予測交通量に応じてトンネル内の各換気設備に割り当てる第１の所要換気量とトンネル内に流入する持込風量とに基づいて、各換気設備が換気すべき第２の所要換気量を算出する。パターン選出手段は、換気量演算手段により算出した第２の所要換気量を満たす運転パターンの候補のうち各換気設備の換気能力の範囲内となる換気量を割り当てた運転パターンの候補を選出する。評価手段は、パターン選出手段により選出した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内における複数の換気設備を制御する換気制御装置において、
予測交通量に応じてトンネル内の各換気設備に割り当てる第１の所要換気量とトンネル内に流入する持込風量とに基づいて、各換気設備が換気すべき第２の所要換気量を算出する換気量演算手段と、
前記換気量演算手段により算出した第２の所要換気量を満たす運転パターンの候補のうち各換気設備の換気能力の範囲内となる換気量を割り当てた運転パターンの候補を選出するパターン選出手段と、
前記パターン選出手段により選出した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する評価手段と、
を有する換気制御装置。
【請求項２】
前記パターン選出手段は、前記第２の所要換気量に基づいて運転パターンの候補ごとに各換気設備が担当すべき換気量を決定し、各換気設備が担当すべき換気量が換気設備の定格風量を超過する運転パターンを除外することにより運転パターンの候補を絞り込む、
前記請求項１に記載の換気制御装置。
【請求項３】
前記パターン選出手段は、各換気設備の現在の状態に基づいて運転パターンの候補を絞込み、絞り込んだ運転パターンの候補を前記第２の所要換気量に基づいて更に絞り込む、
前記請求項１又は２の何れか１項に記載の換気制御装置。
【請求項４】
前記パターン選出手段は、現在の状態として換気設備の故障、強制運転設定、および、強制停止設定の情報に基づいて運転パターンの候補を絞り込む、
請求項３に記載の換気制御装置。
【請求項５】
前記パターン選出手段は、運転パターンの候補における運転設定と現在の運転状態とにより運転及び停止の切替が行われる換気設備の数が許容数を超過するパターンについて除外を行うことにより運転パターンの候補を絞り込む、
前記請求項３又は４の何れか１項に記載の換気制御装置。
【請求項６】
さらに、前記パターン選出手段により選出された各運転パターンに対して各換気設備の換気量として汚染物質濃度の基準を満たす出力風量を決定する風量決定手段を有し、
前記評価手段は、前記風量決定手段により風量を決定した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する、
前記請求項１乃至５の何れか１項に記載の換気制御装置。
【請求項７】
前記評価手段は、各運転パターンの候補に対して運用に伴うコストを算出し、コストが低い１つの運転パターンを決定する、
前記請求項１乃至６の何れか１項に記載の換気制御装置。
【請求項８】
前記評価手段は、各運転パターンの候補に対して各換気設備の起動に伴う起動コストを算出し、算出した起動コストを含めた評価によって１つの運転パターンを決定する、
前記請求項１乃至７の何れか１項に記載の換気制御装置。
【請求項９】
トンネル内における複数の換気設備を駆動制御する制御盤と、前記制御盤に各換気設備の運転パターンを指示する換気制御装置とを有する換気制御システムにおいて、
前記換気制御装置は、
予測交通量に応じてトンネル内の各換気設備に割り当てる第１の所要換気量とトンネル内に流入する持込風量とに基づいて、各換気設備が換気すべき第２の所要換気量を算出する換気量演算手段と、
前記換気量演算手段により算出した第２の所要換気量を満たす運転パターンの候補のうち各換気設備の換気能力の範囲内となる換気量を割り当てた運転パターンの候補を選出するパターン選出手段と、
前記パターン選出手段により選出した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する評価手段と、を有し、
前記制御盤は、
前記換気制御装置の前記評価手段が決定した運転パターンに基づいて各換気設備を駆動制御する制御手段を有する、
換気制御システム。
【請求項１０】
トンネル内における複数の換気設備を制御するための運転パターンの決定方法であって、
予測交通量に応じてトンネル内の各換気設備に割り当てる第１の所要換気量とトンネル内に流入する持込風量とに基づいて、各換気設備が換気すべき第２の所要換気量を算出し、
前記算出した第２の所要換気量を満たす運転パターンの候補のうち各換気設備の換気能力の範囲内となる換気量を割り当てた運転パターンの候補を選出し、
前記選出した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する、
換気設備の運転パターンの決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、トンネル内を換気する換気設備を制御する換気制御装置、換気制御システム、および、換気設備の運転パターンの決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などが通行するトンネルには、トンネル内を換気する換気設備が設けられている。換気設備は、煤煙や一酸化炭素などの汚染物質をトンネルの外へ排気することによりトンネル内の環境を維持する。たとえば、長大トンネルには、トンネル内の環境を維持するために、複数の換気設備が設置される。しかしながら、トンネル内に設置した複数の換気設備を効率良く駆動制御することは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１９５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の換気設備を効率良く制御する換気制御装置、換気制御システム、および、換気設備の運転パターンの決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、換気制御装置は、換気量演算手段と、パターン選出手段と、評価手段と、を有する。換気量演算手段は、予測交通量に応じてトンネル内の各換気設備に割り当てる第１の所要換気量とトンネル内に流入する持込風量とに基づいて、各換気設備が換気すべき第２の所要換気量を算出する。パターン選出手段は、換気量演算手段により算出した第２の所要換気量を満たす運転パターンの候補のうち各換気設備の換気能力の範囲内となる換気量を割り当てた運転パターンの候補を選出する。評価手段は、パターン選出手段により選出した運転パターンの候補を評価して１つの運転パターンを決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る換気制御装置を含む換気制御システムが制御対象とする複数の換気設備が設置されたトンネルの例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る換気制御装置を有する換気制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態に係る換気制御装置による第２の所要換気量の演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係る換気制御装置によるランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、実施形態に係る換気制御装置による各換気設備の現在状態に基づく運転パターンの選出処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係る換気制御装置による第２の所要換気量に基づく運転パターンの選出処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態に係る換気制御装置による各換気設備に対する風量の決定処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、実施形態に係る換気制御装置による運転パターンの候補に対する評価処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。  
本実施形態においては、トンネルに設置された複数の換気設備を制御する換気制御装置を有する換気制御システムについて説明する。また、本実施形態において、複数の換気設備が設置されるトンネルは、たとえば、車両（自動車）が所定の方向に通行（一方通行）するトンネルであり、分岐或いは合流部（以下、ランプ部と呼ぶ）が存在する場合を想定して説明するものとする。ただし、本実施形態に係る換気制御システムは、トンネル内における車両の通行方向およびランプ部の有無などにより適用が限定されるものではない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る換気制御システムの制御対象となる複数の換気設備２が設置されたトンネル１の例を概略的に示す図である。  
図１に示す例において、トンネル１は、車両が矢印ａ方向に通行するものとする。トンネル１には、７つの換気設備２ａ、２ｂ、…、２ｇが設置されている。トンネル１内に設置される各換気設備２ａ〜２ｇの換気方式は、特定の方式に限定されるものではない。図１に示す構成例においては、換気設備２ａ、２ｂ、２ｃは、横流送排風機により構成され、換気設備２ｄ、２ｅ、２ｆは、縦流立坑送排風機により構成され、換気設備２ｇは、集中排風機により構成されるものを例示している。
【０００９】
また、図１に示す構成例では、トンネル１内は、換気制御の観点から第１〜第８区間に分割される。トンネル１内の第５区間以外の各区間は、それぞれ換気設備２ａ、２ｂ、…、２ｇが設置される換気所を有する。換気制御システム３は、トンネル１内の各区間に設けられた各換気設備２ａ〜２ｇを制御する。たとえば、換気制御システム３は、各換気設備２ａ〜２ｇに対する運転、停止、及び、風量などを示す運転パターンを決定し、決定した運転パターンに従って各換気設備２ａ〜２ｇを制御する。
【００１０】
また、トンネル1内には、ジェットファン４が設けられている。ジェットファン４は、トンネル１内における空気を流動させる。また、トンネル１内には、交通量を検知するためのトラフィックカウンタ５が設置される。トラフィックカウンタ５は、トンネル１内を通行する車両の交通量を計測するセンサを有し、計測した交通量を示す情報を換気制御装置１０へ供給する。
【００１１】
また、トンネル１内には、各種の環境測定器なども設置される。環境測定器としては、煙霧透過率計、一酸化炭素濃度計、風向風速計、温度計などがトンネル内に設置される。煙霧透過率計は、トンネル内の煤煙状況（煙霧透過率の値）を測定する。一酸化炭素濃度計は、トンネル内の一酸化炭素の濃度を測定する。風向風速計は、トンネル内の風向及び風速を測定する。温度計は、トンネル内の温度を測定する。これらの環境測定器が測定した情報は換気制御システム３へ供給される。
【００１２】
さらに、図１に示す構成例において、トンネル１には、分岐部としてのランプ部６が存在している。トンネル１を走行する車両は、ランプ部６を通じて外部へと流出できる構造となっている。図１に示す構成例において、ランプ部６は、トンネル１内の第５区間に接続する。図１に示す構成例において、ランプ部６は、接続部６Ａおよび坑口６Ｂを始終端とするオフ区間と称されるものとする。
【００１３】
次に、本実施形態に係る換気制御装置を含む換気制御システムについて説明する。  
図２は、本実施形態に係る換気制御装置１０を含む換気制御システム３の構成例を示す図である。  
換気制御システム３は、換気制御装置１０および換気連動盤２０を有する。換気連動盤２０は、トンネル１内に設置された各換気設備２ａ〜２ｇの動作状態を監視し、各換気設備２ａ〜２ｇをそれぞれ駆動制御する。換気制御装置１０は、トンネル内の各換気設備２ａ〜２ｇに対する、運転、停止および風量の制御パターン（以下、運転パターンと称する）を決定する機能を有する。
【００１４】
換気制御装置１０は、所定の制御周期（例えば、５分〜１時間）で各換気設備２を駆動制御するための運転パターンを決定する。換気制御装置１０は、換気連動盤２０が所定の制御周期で各換気設備を駆動制御できるように、割り当てられた演算時間内で運転パターンを決定する。トンネルが長大になればなるほど、換気設備の数は多くなり、運転パターンの候補の数も多くなる。本実施形態に係る換気制御装置１０は、換気設備の数が多くても短時間で効率良く運転パターンを選出し、選出した運転パターンの候補に対するコスト評価に基づいてコストパフォーマンスなどの良い運転パターンを決定できる。
【００１５】
また、換気制御装置１０は、電子計算機（ＰＣ）により構成される。換気制御装置１０は、メモリに記憶したプログラムをプロセッサが実行することにより、各種の処理機能を実現している。すなわち、図２に示す各部は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現するものとする。ただし、図２に示す各部（処理機能）を有する換気制御装置１０は、１つのＰＣで実現しても良いし、いくつかのＰＣで実現しても良い。また、換気連動盤２０は、換気制御装置１０と一体的に構成しても良い。換気連動盤２０は、換気設備ごとに設けても良いし、同一の換気方式の換気設備ごとに設けても良い。
【００１６】
図２に示す構成例において、換気連動盤２０は、状態監視部２１および駆動制御部２２を有する。状態監視部２１は、換気設備の現在状態を把握する手段として機能する。状態監視部２１、各換気設備について、運転又は停止の状態、故障の有無、強制運転又は強制停止の設定状態、あるいは、風量などの情報を監視する。状態監視部２１は、各換気設備に関する状態情報を換気制御装置１０へ供給する。また、駆動制御部２２は、換気制御装置１０が決定した運転パターンに従って各換気設備を駆動制御する。
【００１７】
また、図２に示す構成例において、換気制御装置１０は、交通量予測部２３、パターン決定部２４、および、パターン出力部３１を有する。  
交通量予測部２３は、交通量計測手段としてのトラフィックカウンタ５が計測した交通量に基づいて制御周期における交通量を予測演算する。トラフィックカウンタ５は、たとえば、トンネル１内を走行する車両の交通量を車種（大型車、小型車など）ごとに計測する。交通量予測部２３は、例えば、過去の類似日（日付、曜日、祝祭日、天候などが類似する日）の交通量データを参照して統計手法により、制御周期における交通量を時々刻々予測演算する。また、交通量予測部２３は、トンネル１における全区間について交通量の予測演算を行う。ただし、交通量予測部２３は、トンネル１の構造上、交通量が変化しない区間においては同じ値を用いることで、一部の区間で交通量の予測演算を省略することも可能である。
【００１８】
パターン決定部２４は、トンネル内の各換気設備２を制御するための運転パターンを決定するパターン決定手段として機能する。パターン決定部２４は、運転パターンの候補を選出し、選出した運転パターンを評価することにより、各換気設備２の制御に用いる１つの運転パターンを決定する。例えば、パターン決定部２４は、トンネル内の各換気設備２の運転を制御する運転パターンの候補を選出し、選出した候補を様々な条件によって絞り込み、絞り込んだ運転パターンの候補の中から最もコストが低くなる運転パターンを決定する。
【００１９】
図２に示す構成例において、パターン決定部２４は、風量演算部２５、第１換気量演算部２６、第２換気量演算部２７、パターン選出部２８、風量決定部２９、評価部３０などを有する。これらの各部は、たとえば、換気制御装置１０としてのＰＣにおいて、プロセッサがメモリに記憶したプログラムを実行することにより実現される処理機能として実現される。
【００２０】
風量演算部２５は、風量及び風速の演算手段として機能する。風量演算部２５は、規定の計算手法によりトンネル内における風速および風量を演算する。第１換気量演算部２６は、各区間で換気すべき換気量（第１の所要換気量）の演算手段として機能する。第１換気量演算部２６は、トンネル入口１Ａからトンネル内に流入する風量（持込風量）を考慮せずに、規定の計算手法により各換気設備２が設置された各区間（換気所）において必要となる換気量を第１の所要換気量として演算する。
【００２１】
第２換気量演算部２７は、持込風量を考慮して各区間で換気設備２が実際に換気すべき換気量（第２の所要換気量）を演算する演算手段として機能する。第２換気量演算部２７は、トンネル入口からトンネル内に流入する風量（持込風量）、および、ランプ部６からトンネル内に流入（あるいは流出）する風量（持込風量）を設定し、設定した持込風量を考慮して、区間ごとに換気すべき量としての第２の所要換気量を演算する。たとえば、図１に示す構成例において、第２換気量演算部２７は、風量演算部２５が演算した風量に基づいて、トンネル入口１Ａから第１区間に流入する風量（持込風量）、および、ランプ部６としてのオフ区間に流入（あるいは流出）する風量（持込風量）を設定する。
【００２２】
持込風量を設定すると、第２換気量演算部２７は、設定した持込風量による換気量と第１の所要換気量を考慮して、区間ごとに換気設備２が実際に換気すべき換気量としての第２の所要換気量を計算する。たとえば、図１に示す構成例において、第２換気量演算部２７は、トンネル入口１Ａからの持込風量およびランプ部６（オフ区間）からの持込風量を、各区間に順番に割り当てて実際に換気設備２での換気が必要となる第２の所要換気量を計算する。
【００２３】
パターン選出部２８は、トンネル内の換気設備２に対する運転パターンの選出手段として機能する。パターン選出部２８は、換気設備２を運転又は停止させる全ての運転パターンから所望の条件を満たす運転パターンを絞り込む。パターン選出部２８は、現在状態に基づくパターン選出手段としての第１パターン選出部２８Ａと第２の所要換気量に基づくパターン選出手段としての第２パターン選出部２８Ｂとを有する。第１パターン選出部２８Ａは、換気連動盤２０から取得する各換気設備２の現在の状態に基づいて運転パターンを選出する（絞り込む）。第２パターン選出部２８Ｂは、第２換気量演算部２７から取得する各換気設備（換気所）２に対する第２の所要換気量に基づいて運転パターンを選出する（絞り込む）。
【００２４】
風量決定部２９は、各換気設備２の出力風量を決定する決定手段として機能し、各換気設備２としての送排風機が出力すべき風量を決定する。風量決定部２９は、各換気設備２に対する風量を無段階で決定するものとする。たとえば、風量決定部２９は、パターン選出部２８で選出した各運転パターンの候補に対して各換気設備２のスペック（例えば、定格風量の範囲）に応じて風量を割り当てて実施可能な運転パターンを絞り込む。なお、風量決定部２９は、段階的な値から風量を決定するものであっても良い。
【００２５】
評価部３０は、所定の項目について各運転パターンを評価する。たとえば、評価部３０は、風量決定部２９が絞り込んだ各運転パターンに対してコストの観点に着目して評価する。評価部３０は、電力消費量の観点からコストを評価しても良いし、起動コスト（換気設備のライフ等）の観点からコストを評価しても良い。また、評価部３０は、各運転パターンに対する評価に基づいて採用する運転パターンを決定する。たとえば、評価部３０は、各運転パターンの候補についてコストを算出し、コストが最小となるような運転パターンを決定する。  
パターン出力部３１は、評価部３０が決定した運転パターンを換気連動盤２０へ出力する。換気連動盤２０の駆動制御部２２は、換気制御装置１０のパターン出力部３１から取得する運転パターンに従って各換気設備２を駆動制御する。
【００２６】
次に、トンネル内の各区間で必要となる換気量（第２の所要換気量）を算出する処理について説明する。  
第２換気量演算部２７は、第２の所要換気量を演算する機能であって、風量演算部２５が算出した風量に基づいて持込風量を設定し、設定した持込風量と第１換気量演算部２６が算出する持込風量を考慮しない各区間の第１の所要換気量（各区間の割り当て換気量）とを用いて、持込風量を考慮した各区間で実際に必要となる第２の所要換気量（実際に換気設備２での換気が必要となる換気量）を算出する。
【００２７】
たとえば、第２換気量演算部２７は、トンネル入口およびランプ部からの持込風量を上流側（トンネル入口側）から各区間に順番に配分することにより、各区間の始端及び終端における持込風量の残留分を算出し、各区間について第１の所要換気量と持込風量の残留分とを比較することにより各区間における持込風量を考慮した第２の所要換気量を算出する。
【００２８】
図３は、実施形態に係る換気制御装置１０の第２換気量演算部２７による第２の所要換気量の演算処理を説明するためのフローチャートである。  
まず、第２換気量演算部２７は、風量演算部２５が算出した風量に基づいてトンネル内に持ち込まれる持込風量（Ｑｉｎ）を設定する（ステップＳ１１）。たとえば、図１に示す構成例では、第２換気量演算部２７は、トンネル入口１Ａからの持込風量（Ｑｉｎ）およびランプ部６の接続部６Ａからの持込風量（Ｑｉｎ＿ｒ）を設定する。持込風量を設定すると、第２換気量演算部２７は、変数Ｎを初期化としての「１」に設定する（ステップＳ１２）。Ｎ＝１とすると、第２換気量演算部２７は、最もトンネル入口側（最上流側）の区間（第１区間）の始端、つまり、トンネルの入口１Ａにおける風速が正（所定の方向）であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。たとえば、図１に示す構成例においては、第２換気量演算部２７は、トンネルの入口１Ａ付近における風速が矢印ａ方向に対して正の値であるか否かを判断する。
【００２９】
トンネル入口の風速が正であると判断した場合（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、第１区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ１）をトンネル入口からの持込風量（Ｑｉｎ）に設定する（ステップＳ１４）。また、トンネル入口の風速が正でないと判断した場合（ステップＳ１３、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、第１区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ１）を「０」に設定する（ステップＳ１５）。
【００３０】
第１区間の始端における持込風量の残留分Ｑｓ１の値を設定すると、第２換気量演算部２７は、第１区間にランプ部が接続されているか否かを判断する（ステップＳ１６）。ランプ部が接続されている場合（ステップＳ１６、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、ランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理を実行する（ステップＳ１７）。
【００３１】
ランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理としては、ランプ部の区間（オフ区間）への持込風量に基づいてランプ部の終端（つまり、トンネルとの接続部）における持込風量の残留分（Ｑｅ＿ｒ）を考慮して、当該区間の終端における持込風量の残留分（ＱｅＮ）を算出する。このランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理については、後で詳細に説明するものとする。
【００３２】
上記判断により第１区間にランプ部が接続されていないと判断した場合（ステップＳ１６、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、第１区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ１）が、第１区間に割り当てられた持込風量を考慮しない固有の割り当て換気量（Ｑｒｑ１）よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１８）。
【００３３】
第１区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ１）が持込風量を考慮しない固有の割り当て換気量（Ｑｒｑ１）よりも大きいと判断した場合（ステップＳ１８、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、第１区間の終端における持込風量の残留分（Ｑｅ１）をＱｓ１からＱｒｑ１を減算した値（Ｑｅ１＝Ｑｓ１−Ｑｒｑ１）とし、第１区間において換気設備２を用いて換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´１）を「０」とする（ステップＳ１９）。
【００３４】
また、第１区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ１）が持込風量を考慮しない固有の割り当て換気量（Ｑｒｑ１）よりも大きくないと判断した場合（ステップＳ１８、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、第１区間の終端における持込風量の残留分（Ｑｅ１）を「０」とし、第１区間において換気設備２を用いて換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´１）をＱｒｑ１からＱｓ１を減算した値（Ｑｅ１＝Ｑｒｑ１−Ｑｓ１）とする（ステップＳ２０）。
【００３５】
第１区間の終端における持込風量の残留分Ｑｅ１および第１区間で必要となる換気量Ｑｒｑ´１を設定すると、第２換気量演算部２７は、第１区間がトンネル内の最終区間であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。第１区間が最終区間である場合（ステップＳ２１、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、トンネル内の全区間における換気量の演算処理を終了する。
【００３６】
また、第１区間が最終区間でないと判断した場合（ステップＳ２１、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、第１区間に対する換気量の情報としてＱｅ１およびＱｒｑ´１を設定（保存）する。Ｑｅ１およびＱｒｑ´１を設定（保存）すると、第２換気量演算部２７は、トンネル内の次の区間に対する換気量を算出するため、変数Ｎをインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）する（ステップＳ２２）。変数Ｎをインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）すると、第２換気量演算部２７は、次の区間（第Ｎ区間）の始端における持込風量の残留分（ＱｓＮ）を直前の区間（第Ｎ−１区間）の終端における持込風量の残留分（ＱｅＮ−１）とし（ステップＳ２３）、上記ステップＳ１６へ進む。
【００３７】
これにより、第２換気量演算部２７は、上記のようなステップＳ１６〜Ｓ２３の処理を全区間に対して（Ｎが全区間数となるまで）実行することにより、トンネル内の全区間に対して持込風量を考慮した所要換気量（Ｑｒｑ´１）をそれぞれ算出する。この結果として、換気制御装置１０は、トンネル内の各区間に対して実際に換気設備２での換気が必要となる換気量を設定できる。
【００３８】
次に、ランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理について説明する。  
図４は、ランプ部の接続区間に対する換気量の演算処理を説明するためのフローチャートである。  
すなわち、第Ｎ区間がランプ部の接続区間である場合（ステップＳ１６、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、トンネル入口からの持込風量だけでなくランプ坑口からの持込風量も考慮して、当該区間に対する所要換気量の演算処理を行う。
【００３９】
まず、第２換気量演算部２７は、第Ｎ区間に接続されるランプ部に流入する持込風量（Ｑｉｎ＿ｒ）を特定する（ステップＳ３１）。第２換気量演算部２７は、持込風量の値に基づいてランプ坑口の風速が引込方向（ランプ部（オフ区間）から持込風量がトンネル内に流入する方向）であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。  
ランプ坑口の風速が引込方向であると判断した場合（ステップＳ３２、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、オフ区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ＿ｒ）をオフ区間の持込風量（Ｑｉｎ＿ｒ）とする（ステップＳ３３）。
【００４０】
また、ランプ坑口の風速が引込方向でないと判断した場合（ステップＳ３２、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、オフ区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ＿ｒ）を第Ｎ区間の始端における持込風量の残留分（ＱｓＮ）にＱｒｑ＿ｒ／Ｑｒｑ＋Ｑｒｑ＿ｒを乗算した値とする（ステップＳ３４）。さらに、第２換気量演算部２７は、第Ｎ区間の始端における持込風量の残留分（ＱｓＮ）を既存のＱｓＮにＱｒｑ＿ｒ／Ｑｒｑ＋Ｑｒｑ＿ｒを乗算した値とすることにより、第Ｎ区間の始端における持込風量の残留分（ＱｓＮ）を更新する（ステップＳ３５）。
【００４１】
オフ区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ＿ｒ）を設定すると、第２換気量演算部２７は、オフ区間の始端における持込風量の残留分（Ｑｓ＿ｒ）がオフ区間に割り当てられた持込風量を考慮しない固有の割り当て換気量（Ｑｒｑ＿ｒ）よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３６）。
【００４２】
Ｑｓ＿ｒがＱｒｑ＿ｒよりも大きいと判断した場合（ステップＳ３６、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、オフ区間の終端における持込風量の残留分（Ｑｅ＿ｒ）をＱｓ＿ｒからＱｒｑ＿ｒを減算した値（Ｑｅ＿ｒ＝Ｑｓ＿ｒ−Ｑｒｑ＿ｒ）とし、オフ区間において換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´１）を「０」とする（ステップＳ３７）。
【００４３】
また、Ｑｓ＿ｒがＱｒｑ＿ｒよりも大きくないと判断した場合（ステップＳ３６、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、オフ区間の終端における持込風量の残留分（Ｑｅ＿ｒ）を「０」とし、オフ区間において換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´＿ｒ）をＱｒｑ＿ｒからＱｓ＿ｒを減算した値（Ｑｅ＿ｒ＝Ｑｒｑ＿ｒ−Ｑｓ＿ｒ）とする（ステップＳ３８）。
【００４４】
なお、図４に示す処理例は、オフ区間が１つの区間であることを想定した処理例である。オフ区間を複数の区間として管理する場合、上記ステップＳ３６〜Ｓ３８の処理を各区間分実行することにより、オフ区間内の各区間における所領換気量、および、オフ区間の終端（トンネルとの接続部）における持込風量の残留分を算出するようにすれば良い。
【００４５】
オフ区間の終端における持込風量の残留分Ｑｅ＿ｒを設定すると、第２換気量演算部２７は、第Ｎ区間（ランプ部の接続区間）の始端における持込風量の残留分（ＱｓＮ）とオフ区間の終端における持込風量の残留分（Ｑｓ＿ｒ）との和が、第Ｎ区間に割り当てられた持込風量を考慮しない固有の割り当て換気量（Ｑｒｑ＿ｒ）よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３９）。
【００４６】
ＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒがＱｒｑＮよりも大きいと判断した場合（ステップＳ３９、ＹＥＳ）、第２換気量演算部２７は、第Ｎ区間の終端における持込風量の残留分（ＱｅＮ）をＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒからＱｒｑＮを減算した値（ＱｅＮ＝（ＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒ）−ＱｒｑＮ）とし、第Ｎ区間において換気設備２を用いて換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´Ｎ）を「０」とする（ステップＳ４０）。
【００４７】
また、ＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒがＱｒｑＮよりも大きくないと判断した場合（ステップＳ３９、ＮＯ）、第２換気量演算部２７は、第Ｎ区間の終端における持込風量の残留分（ＱｅＮ）を「０」とし、第Ｎ区間において換気設備２を用いて換気が必要な所要換気量（Ｑｒｑ´Ｎ）をＱｒｑＮから（ＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒ）を減算した値（ＱｅＮ＝ＱｒｑＮ−（ＱｓＮ＋Ｑｅ＿ｒ））とする（ステップＳ４１）。
【００４８】
上記のような換気量の演算処理によれば、換気制御装置１０は、ランプ部の接続区間を含むトンネル内の全区間に対して、トンネル入口およびランプ部からの持込風量を考慮した所要換気量をそれぞれ算出できる。
【００４９】
次に、トンネル内の各換気設備２の現在状態に基づく運転パターンの選出処理について説明する。  
図５は、各換気設備２の現在状態に基づく第１パターン選出部２８Ａによるパターン選出処理を説明するためのフローチャートである。  
換気設備２の現在状態に基づいて運転パターンを選出する第１パターン選出部２８Ａは、換気連動盤２０の状態監視部２１からトンネル内における各換気設備の現在状態を示す情報として、各換気設備の設定状態および運転状態を示す情報を取得する。たとえば、各換気設備の設定状態としては、故障、強制運転、強制停止などの運転制御の可否（運転及び停止の制御が可能な状態であるか否か）を示す情報を含む情報を取得する。
【００５０】
各換気設備２の運転の可否を示す情報を取得すると、第１パターン選出部２８Ａは、運転制御の可否に応じた運転パターンの選出処理を行う（ステップＳ５１）。すなわち、第１パターン選出部２８Ａは、各換気設備の運転の可否を示す情報に基づいて運転及び停止の制御が不可の状態である換気設備を特定する。第１パターン選出部２８Ａは、運転及び停止の制御が不可の状態である換気設備を除外して、残りの換気設備を運転或いは停止にする運転パターンを選出する。
【００５１】
例えば、図１に示す構成例において、換気設備２ｂが故障中、換気設備２ｃが強制停止中、かつ、換気設備２ｅが強制運転中である場合、第１パターン選出部２８Ａは、換気設備２ｂ及び換気設備２ｃを停止、換気設備２ｅが運転に固定し、それ以外の換気設備２ａ、２ｄ、２ｆ、２ｇの運転状態を切り替える場合の運転パターンを選出する。この場合、第１パターン選出部２８Ａは、運転状態を切換可能な換気設備が４つであるため、１６（２×２×２×２）通りの運転パターンを選出する。
【００５２】
また、第１パターン選出部２８Ａは、運転状態を示す情報として、各換気設備について運転中か停止中かを示す情報を取得する。各換気設備の運転状態を示す情報を取得すると、第１パターン選出部２８Ａは、運転制御の可否に応じて選出した運転パターンを、運転状態の切替数に応じて運転パターンを絞込む処理を実行する（ステップＳ５２）。ここでは、運転状態を切り替える換気設備の数（切替数）に対して許容値を設定しておくものとする。
【００５３】
すなわち、第１パターン選出部２８Ａは、運転制御の可否に応じて選出した運転パターンごとに現在の運転状態からの運転状態を切り替えることとなる換気設備の数（切替数）を特定する。切替数を特定すると、第１パターン選出部２８Ａは、各運転パターンについて切替数が許容値内であるか否かを判断する。これにより、第１パターン選出部２８Ａは、選出した運転パターンを切替数が許容値内の運転パターンに絞り込む。
【００５４】
たとえば、図１に示す構成例において、換気設備２ｂ、２ｃ、２ｅの運転制御が不可であるとして１６通りの運転パターンを選出した場合、許容値が２であれば、第１パターン選出部２８Ａは、換気設備２ａ、２ｄ、２ｆ、２ｇの何れか２つまでの運転状態を切り替える運転パターンに絞り込む。逆に言えば、第１パターン選出部２８Ａは、換気設備２ａ、２ｄ、２ｆ、２ｇのうち３つ以上の換気設備の運転状態を切り替える運転パターンを除外する。この場合、第１パターン選出部２８Ａは、１１（１６−５）通りの運転パターンに絞り込む。
【００５５】
上記のような処理によれば、運転制御が不可な換気設備を制御対象として除外することにより実際に有りあえない運転パターンを排除した運転パターンを選出できる。また、運転状態の切替数に制限を設けて、運転状態の切替が発生する数（切替数）が許容値を超える運転パターンを除外するように運転パターンの絞込みを行う。これにより、換気設備に対する運転状態の切換数が多い運転パターンを排除できる。この結果として、運転状態を切り替える換気設備の数を抑え、運転状態の切替による換気設備に与える負荷を低減できる。
【００５６】
次に、第２パターン選出部２８Ｂによる第２の所要換気量に基づくパターン選出処理について説明する。  
第２パターン選出部２８Ｂは、各区間が担当すべき第２の所要換気量と各区間に設置した換気設備２の換気能力（スペック）とにより複数の運転パターンの候補から有効な運転パターンを絞り込む。例えば、図２に示す構成例において、第２パターン選出部２８Ｂは、第１パターン選出部２８Ａが選出した運転パターンの候補を、各区間の所要換気量と各区間に設置した換気設備の換気能力（スペック）とにより絞り込む。第２パターン選出部２８Ｂは、第２換気量演算部２７で得た持込風量を考慮した第２の所要換気量に基づいて各区間の換気設備２による換気量の担当分（換気担当分）を算出し、算出した換気担当分が当該区間に設置されている換気設備の換気能力を超過する運転パターンを除外する。
【００５７】
図６は、第２パターン選出部２８Ｂによるパターン選出処理を説明するためのフローチャートである。  
まず、第２パターン選出部２８Ｂは、第１パターン選出部２８Ａで選出した運転パターンの候補から計算対象とする１つ運転パターンの候補を選出する（ステップＳ６０）。計算対象の運転パターンの候補を選出すると、第２パターン選出部２８Ｂは、変数Ｎに初期値（最下流の区間を示す値（例えば、図１に示す例ではＮ＝８））を設定し（ステップＳ６１）、次の上流側の区間に繰り越す換気量（Ｑｎｅｘｔ）を初期化（Ｑｎｅｘｔ＝０）する（ステップＳ６２）。第２パターン選出部２８Ｂは、選出した計算対象の運転パターンにおいて第Ｎ区間の換気設備２が運転に設定されているか否かを判断する（ステップＳ６３）。
【００５８】
第Ｎ区間の換気設備２が運転に設定されている場合（ステップＳ６３、ＹＥＳ）、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間における換気設備の換気担当分（Ｑｌｏａｄ）を「０」とし、Ｑｎｘｅｔの値をＱｎｅｘｔ＝Ｑｎｅｘｔ＋Ｑｒｑ´Ｎに更新する（ステップＳ６４）。ここで、Ｑｎｅｘｔは、次の上流側の区間（第（Ｎ−１）区間）に繰り越す換気量であり、Ｑｒｑ´Ｎは、第Ｎ区間の所要換気量であるものとする。この場合、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間が最上流の区間（つまり、Ｎ＝１）でなければ（ステップＳ６５、ＮＯ）、変数ＮをＮ＝Ｎ−１に更新し（ステップＳ６６）、上記ステップ６３へ進む。
【００５９】
また、第Ｎ区間の換気設備２が運転に設定されていない場合（ステップＳ６３、ＮＯ）、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間より上流側の各区間における換気設備が全て停止に設定されているか否かを判断する（ステップＳ６７）。  
第Ｎ区間よりも上流側に運転に設定されている換気設備が存在する場合（ステップＳ６７、ＮＯ）、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間における換気設備の換気量担当分（Ｑｌｏａｄ）をＱｎｅｘｔ＋Ｑｒｑ´Ｎとし、Ｑｎｘｅｔの値をＱｎｅｘｔ＝０に更新する（ステップＳ６８）。
【００６０】
また、第Ｎ区間よりも上流側の各区間における換気設備が全て停止に設定されている場合（ステップＳ６７、ＹＥＳ）、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間における換気設備の換気担当分（Ｑｌｏａｄ）の値として、Ｑｎｅｘｔ＋Ｑｒｑ´Ｎ＋上流側の各区間におけるＱｒｑの総和（Ｑｌｏａｄ＝Ｑｎｅｘｔ＋Ｑｒｑ´Ｎ＋上流側の各区間のＱｒｑ）を算出する（ステップＳ６９）。この場合、第２パターン選出部２８Ｂは、第Ｎ区間の上流側の各区間における換気設備の換気担当分（Ｑｌｏａｄ）の値を全て「０」（Ｑｌｏａｄ＝０）に設定する（ステップＳ７０）。
【００６１】
上記ステップＳ６１〜Ｓ７０の処理は、ステップＳ６０で選出した１つの運転パターンを実施する場合に各区間の換気設備２が担当すべき換気量（換気担当分）を算出する処理である。このため、第２パターン選出部２８Ｂは、ステップＳ６１〜Ｓ７０の処理を各運転パターンの候補に対して実行する。すなわち、第２パターン選出部２８Ｂは、未計算の運転パターンの候補が存在する場合（ステップＳ７１、ＹＥＳ）、ステップＳ６０へ戻り、次に計算対象とする運転パターンの候補を選出し、選出した運転パターンの候補に対してステップＳ６１以降の処理を実行する。
【００６２】
また、第２パターン選出部２８Ｂは、未計算の運転パターンの候補が存在しない場合（ステップＳ７１、ＮＯ）、各運転パターンに対する換気担当分の算出結果に基づいて有効な運転パターンの候補を絞り込む（ステップＳ７２）。すなわち、上記の算出処理で得られる各換気設備の換気担当分は、各換気設備の換気能力（スペック）を考慮して計算されていない。このため、第２パターン選出部２８Ｂは、算出した各換気設備の換気担当分が各換気設備の換気能力でまかなえるものであるか否かを判断することにより運転パターンを絞り込む。言い換えると、第２パターン選出部２８Ｂは、上記ステップＳ６１〜Ｓ７０の処理によって各運転パターンについて各換気設備の換気量担当分を算出し、換気設備の換気量担当分が各換気設備の換気能力を超えている運転パターン（無効な運転パターン）を除外する。
【００６３】
上記のような処理によれば、第２パターン選出部は、第１パターン選出部で選出した各運転パターンの候補について各換気設備の換気担当分を算出し、算出した換気設備の換気量担当分が実際の各換気設備の換気能力（スペック）を超えている運転パターンを除外する。これにより、換気制御装置は、各区間における換気設備の換気能力を超えてしまうような運転パターンを排除でき、効率良く運転パターンの候補を絞り込める。すなわち、換気制御装置は、汚染物質濃度分布演算を行わずして基準濃度を満たすことができない運転パターンを除外することができ、運転パターンの絞込み及び評価などの処理時間が短縮できる。
【００６４】
次に、風量決定部２９によって各区間の換気設備２に割り当てる風量を決定する風量決定処理について説明する。  
風量決定部２９は、パターン選出部２８で絞り込んだ全ての運転パターンの候補に対して、各区間の換気設備２に割り当てる風量を決定する。たとえば、風量決定部２９は、各運転パターンの候補に対して、各区間の中で換気担当分が当該区間の換気設備の最小風量未満となっている場合、当該換気設備に最小風量を割り当てる。さらに、風量決定部２９は、トンネル内の汚染物質濃度が基準濃度を満たすような各換気設備２の風量を演算する。これらの処理によって、風量決定部２９は、各区間の換気設備２に割り当てる風量を決定する。また、風量決定部２９は、各区間の換気設備２に割り当てる風量が定格風量を超過する運転パターンが存在した場合、その運転パターンを候補から除外する。
【００６５】
図７は、風量決定部２９による各換気設備に対する風量の決定処理を説明するためのフローチャートである。  
まず、風量決定部２９は、パターン選出部２８で選出した運転パターンの候補から風量決定処理の対象とする運転パターンを選出する（ステップＳ８０）。運転パターンを選出すると、風量決定部２９は、変数Ｎを初期化（Ｎ＝１）する（ステップＳ８１）。風量決定部２９は、選出した運転パターンにおいて第Ｎ区間の換気設備が運転に設定されているか否かを判断する（ステップＳ８２）。
【００６６】
第Ｎ区間の換気設備が運転に設定されている場合（ステップＳ８２、ＹＥＳ）、風量決定部２９は、第Ｎ区間における換気設備の換気担当分（Ｑｌｏａｄ）が当該換気設備の最小風量未満であるか否かを判断する（ステップＳ８３）。換気担当分が最小風量未満であると判断した場合（ステップＳ８３、ＹＥＳ）、風量決定部２９は、第Ｎ区間の換気設備に最小風量を割り当てる（ステップＳ８４）。すなわち、風量決定部２９は、当該運転パターンにおいて、各換気設備の最小風量以下となっている各換気設備の風量を最小風量に更新する。
【００６７】
第Ｎ区間の換気設備に最小風量を割り当てた場合（ステップＳ８４）、当該換気設備２が運転に設定されていない場合(ステップＳ８２、ＮＯ）、あるいは、当該換気設備の風量が最小風量未満でないと判断した場合（ステップＳ８３、ＮＯ）、風量決定部２９は、全区間の換気設備２について風量が最小風量未満であるかをチェックしたか否かを判断する（ステップＳ８５）。ここでは、区間を示す値として変数Ｎを定義しているため、風量決定部２９は、変数Ｎが最大値（Ｎｍａｘ）であるか否かを判断する。なお、変数Ｎの初期値をＮ＝Ｎｍａｘとした場合（下流側の区間の換気設備の風量からチェックする場合）には、風量決定部２９は、変数Ｎが最小値（Ｎ＝１）であるか否かを判断するようにしても良い。
【００６８】
全区間の換気設備２について風量のチェックを完了していないと判断した場合、つまり、変数Ｎが最大値（Ｎｍａｘ）でない場合（ステップＳ８５、ＮＯ）、風量決定部２９は、変数Ｎをインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）とし（ステップＳ８６）、ステップＳ８２へ進み、次の区間の換気設備２について風量のチェックを行う。
【００６９】
また、全区間の換気設備について風量をチェックしたと判断した場合、つまり、変数Ｎが最大値（Ｎｍａｘ）である場合（ステップＳ８５、ＹＥＳ）、風量決定部２９は、当該運転パターンについて、所定の汚染物質濃度分布演算を用いて基準濃度を満たす各換気設備２の出力風量を探索する（ステップＳ８７）。
【００７０】
例えば、風量決定部２９は、汚染物質濃度分布をトンネル内の風速の初期値とランプの風速の初期値とを用いて演算し、トンネル内の汚染物質が基準濃度となる各換気設備の風量を演算する。風量決定部２９は、計算した各換気設備２の風量により当該運転パターンにおける各換気設備２に割り当てる風量を更新する。ここでは、風量決定部２９には、種々の条件で絞り込まれた運転パターンの候補が供給される。このため、換気制御装置１０は、種々の条件で絞り込まれた運転パターンの候補について汚染物質濃度分布演算を適用しても処理時間が長くなることがない。また、換気制御装置１０は、汚染物質濃度分布演算によって基準濃度を満たす換気設備の出力風量を探索し、換気設備の出力風量を離散的ではなく無段階で決定できる。
【００７１】
上記ステップＳ８１〜Ｓ８７の処理は、ステップＳ８０で選出した１つの運転パターンについて各区間の換気設備に風量を決定（設定）する処理である。このため、風量決定部２９は、ステップＳ８１〜Ｓ８７の処理を各運転パターンの候補に対して実行する。すなわち、風量決定部２９は、風量の計算を実施していない運転パターンが存在する場合（ステップＳ８８、ＹＥＳ）、ステップＳ８０へ戻り、次に風量の決定処理の対象となる運転パターンを選出し、ステップＳ８１以降の処理を実行する。また、風量決定部２９は、全ての運転パターンに対する風量の決定処理が完了した場合、つまり、風量が未決定の運転パターンが存在しない場合（ステップＳ８８、ＮＯ）、各運転パターンの候補に対する風量の決定処理を終了する。
【００７２】
また、風量決定部２９は、各運転パターンの候補に対して、最小風量以上で、かつ、基準濃度を満たす風量を各換気設備に設定した後、定格風量を超過する風量が設定された換気設備がある運転パターンを運転パターンの候補から除外する（ステップＳ８９）。言い換えると、風量決定部２９は、定格風量を超過する換気設備が無い運転パターンを運転パターンの候補として残す処理を行う。
【００７３】
上記のような処理によれば、風量決定部２９は、各運転パターンにおける各換気設備に対して最小風量以上かつ汚染物質の基準濃度を満たす風量を決定し、決定した風量が換気設備の定格風量を超えている運転パターンを候補から除外する。これにより、換気制御装置は、各換気設備の換気能力を考慮した風量を設定した運転パターンを設定でき、かつ、風量が換気設備の換気能力外となる運転パターンを排除でき、効率良く運転パターンの候補を絞り込める。
【００７４】
次に、評価部３０による各運転パターンに対する評価処理について説明する。  
評価部３０は、風量決定部２９で絞り込んだ運転パターンの候補から１つの運転パターンを決定するために、各運転パターンを評価する値を算出する。本実施形態において、評価部３０は、各運転パターンを評価する値として、各運転パターンの運用上のコストを算出するものとする。すなわち、評価部３０は、風量決定部２９で選出した各運転パターンについて、各換気設備の運転特性などに基づく運用上のコストとして、電力コストと起動コストとを算出する。評価部３０は、各運転パターンについて、算出した電力コストと起動コストとの和（トータルコスト）によって最もコストが低くなる運転パターンを決定する。
【００７５】
図８は、評価部３０による運転パターンの候補に対する評価処理を説明するためのフローチャートである。  
まず、評価部３０は、風量決定部２９までの処理で絞り込んだ運転パターンの候補から評価値（コスト）の計算対象とする運転パターンを選出する（ステップＳ９０）。運転パターンを選出すると、評価部３０は、選出した運転パターンについて、運転に伴う電力コストを算出する（ステップＳ９１）。たとえば、評価部３０は、運転する換気設備ごとに電力コストを算出し、各換気設備の電力コストの総和を当該運転パターンの電力コストとして算出する。換気設備ごとに電力コストは、所定の計算式により算出するようにすれば良い。例えば、各換気設備の電力コストは、定格電力×（出力風量／定格風量）の３乗として算出される。この場合、各換気設備については、定格風量と定格電力とが記憶部に記憶されているものとする。
【００７６】
また、評価部３０は、選出した運転パターンについて、起動に伴う起動コストを算出する（ステップＳ９２）。評価部３０は、所定の計算方式により各換気設備に対する起動コストを算出し、算出した起動コストの総和を当該運転パターンの起動コストとして算出する。たとえば、起動コストは、管理者あるいは運用者などにより予め設定される情報に基づいて算出される。
【００７７】
起動コストの設定例としては、定量的な根拠として、運転１時間あたりの設備費用を消費電力に換算した値、および、運転１時間あたりのオーバーホール費用を消費電力に換算した値を設定しても良い。なお、運転１時間あたりの設備費用としては、たとえば、「換気設備の設備更新費用（円）÷換気設備の機械的な寿命（時間（ｈ））」が想定される。また、運転１時間あたりのオーバーホール費用としては、例えば、「オーバーホール１回あたりの費用（円）÷オーバーホール間隔（ｈ）」が想定される。
【００７８】
また、起動コストの設定例としては、定性的な根拠として、積極的に稼働させたい換気設備の起動コストが低くなるように設定したり、あまり稼働させたくない換気設備の起動コストが高くなるように設定したりする。  
言い換えると、上述した設定例のように、起動コストを計算するための設定値は、管理者あるいは運用者の意図に応じた調整が可能であり、管理者あるいは運用者の意図に応じた起動コストの算出が可能である。
【００７９】
電力コストと起動コストとを算出すると、評価部３０は、電力コストと起動コストとの総和を当該運転パターンのトータルコストとして算出する（ステップＳ９３）。  
上記ステップＳ９１〜Ｓ９３の処理は、ステップＳ９０で選出した１つの運転パターンについてトータルコストを算出する処理である。このため、評価部３０は、ステップＳ９１〜Ｓ９３の処理を各運転パターンの候補に対して実行する。すなわち、評価部３０は、コスト計算を実施していない運転パターンが存在する場合（ステップＳ９４、ＹＥＳ）、ステップＳ９０へ戻り、次にコスト計算の対象となる運転パターンを選出し、ステップＳ９１以降の処理を実行する。また、全ての運転パターンの候補に対するコスト計算が完了した場合、つまり、コスト計算が未実施の運転パターンが存在しない場合（ステップＳ９４、ＮＯ）、評価部３０は、コスト（評価値）の計算処理を終了する。
【００８０】
各運転パターンに対するコストの計算処理が終了すると、評価部３０は、各運転パターンに対するトータルコストに基づいて採用すべき１つの運転パターンを決定する（ステップＳ９５）。すなわち、評価部３０は、トータルコストが最も小さい運転パターンを採用すべき運転パターンとして決定する。
【００８１】
上記のような処理によれば、評価部３０は、各運転パターンに対する評価値としてトータルコストを算出し、算出したトータルコストが最も小さい１つの運転パターンを決定する。これにより、換気制御装置は、各換気設備が最もコストパフォーマンス（評価値）が良い運転パターンを決定できる。また、換気制御装置は、起動コストを考慮することにより、電力コストで単純に評価するのではなく、換気設備を運転することによるコスト（機械の寿命およびオーバーホール費用等）を考慮して定量的に運転パターンを評価することができる。
【００８２】
上記のような各処理によって決定された運転パターンは、パターン出力部３１へ供給される。運転パターン出力部３１は、評価部３０において決定した運転パターンに基づく各々の換気設備２に対する制御情報を換気連動盤２０へ出力する。パターン出力部３１は、換気設備２に対する所定の制御周期ごとに評価部３０での処理が終了した時点で運転パターンに基づく制御情報を出力する。また、パターン出力部３１は、次の制御周期において評価部３０での処理が終了する時点まで当該制御周期における運転パターンに基づいて換気設備の運転を継続させる。
【００８３】
上述したように、本実施形態に係る換気制御装置は、トンネルの入口およびランプから持ち込まれる持込風量を考慮して各区間の所要換気量を算出し、各換気設備の現在状態を考慮した運転パターンの候補を選出し、現在状態を考慮した運転パターンの候補を各区間の所要換気量を考慮して絞込み、所要換気量を考慮して絞り込んだ運転パターンの候補に対して各換気設備に実施可能な風量を割り当て、さらに、各換気設備に実施可能な風量を割り当てた運転パターンの候補をコストにより評価することより、１つの運転パターンを決定するようにしたものである。
【００８４】
これにより、換気制御装置は、現在状態、所要換気量および割り当て風量などの様々な条件によって運転パターンの候補を複雑な処理を避けて短い処理時間で効率良く絞り込むことができ、絞り込んだ運転パターンの候補からトータルコストなどに基づいて１つの運転パターンを容易に決定することができる。
【００８５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
２（２ａ〜２ｇ）…換気設備、３…換気制御システム、５…トラフィックカウンタ、１０…換気制御装置、２０…換気連動盤（制御盤）、２１…状態監視部、２２…駆動制御部（制御手段）、２３…交通量予測部、２４…パターン決定部、２５…風量演算部、２６…第１換気量演算部、２７…第２換気量演算部（換気量演算手段）、２８…パターン選出部（パターン選出手段）、２８Ａ…第１パターン選出部、２８Ｂ…第２パターン選出部、２９…風量決定部（風量決定手段）、３０…評価部（評価手段）、３１…パターン出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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