چکیده: با توجه به کاربرد روزافزون تونل ها در دنیای امروزی و با توجه به محیط بسته و طویل آن ها، افزایش ایمنی و طراحی های مرتبط با کنترل حوادث حریق در آن ها دغدغه بسیاری از مهندسان طرّاح این سازه به شمار می-رود. در این میان، کنترل سرعت جریان هوا در حین حریق در ارتباط مستقیم با جان افراد حاضر در تونل است و عدم تأمین دقیق این جریان و سرعت مناسب آن که به عنوان سرعت بحرانی شناخته می شود سبب بروز خسارت های جبران ناپذیری می شود. در این رساله تمرکز اصلی بر تعیین متغیرهای حائز اهمیت و کاربردی با در نظرگرفتن ارائه مدلی نزدیک تر به واقعیت بوده است تا بتوان با دقت بالاتری بر اساس شرایط هر تونل، سرعت بحرانی مورد نیاز را تخمین زده و گامی در راستای افزایش ایمنی برداشت. در این رساله در گام اول تعداد 14 پارامتر مؤثر بر حریق شناسایی شد که تعدادی از این پارامترها حذف شد و در انتها پارامترهای طول تونل، سطح مقطع، جابه جایی عرضی، انحنای هندسی و HRR به عنوان متغیرهای اصلی و ورودی به مدل در نظر گرفته شده است و با کمک شبیه سازی های عددی در سناریوهای مختلف تأثیر پارامترهای متعددی بر سرعت بحرانی مورد ارزیابی قرار گرفت. در گام دوم، با ساخت مدل فیزیکی و شبیه سازی سناریوهای متفاوت، از روش های تخمین برای تخمین سرعت بحرانی بهره برده شد؛ بر اساس نتایج به دست آمده، ضریب تعیین به ترتیب برای رگرسیون چندگانه خطی، غیرخطی و روش شبکه عصبی مصنوعی برابر با 84/0، 95/0 و 97/0 و مجذور میانگین مربعات خطا برابر با 082/0، 045/0 و 02/0 است که بیانگر کارآیی بهتر مدل شبکه عصبی مصنوعی بوده و به عنوان مدل تخمین گر سرعت بحرانی انتخاب شده است. در گام سوم، به منظور ارزیابی مدل تخمین گر، داده های حریق واقعی در دو تونل بزرگ مقیاس با نتایج مدل نهایی مقایسه شده اند. نتایج مدل تخمین گر در حریق تونل مموریال با حدود 08/0 اختلاف کاهشی، مقدار سرعت بحرانی را 46/2 متر بر ثانیه تخمین زده شد. در حریق تونل رونهامر نیز با حدود 05/0 اختلاف افزایشی، مقدار سرعت بحرانی مساوی 55/2 متر بر ثانیه تعیین گردید. می توان با نتایج به دست آمده دریافت که مدل تخمین گر تا حد زیادی قابل اعتماد بوده و توان تخمینی مناسبی را از خود نشان داده است.