一种基于气象预报的雷电预警方法及系统与流程

本发明涉及雷电预警，尤其涉及一种基于气象预报的雷电预警方法及系统。

背景技术：

1、雷电监测预警系统是一套基于地面电场仪和闪电定位网的雷电监测和预警系统。闪电定位系统是一套云地闪探测系统，能够实时对云地闪的发生位置进行定位。闪电发生的时候都会向外辐射电磁波，通过人们对大量观测数据的统计发现，云地闪辐射的电磁波有其固有的特征，正是基于这一原理，通过设置多个探测点，检测波形特征点到达每个探测站的准确时间，从而实现对云地闪的精确定位。

2、在雷暴形成的早期阶段，vaisala探测仪对远程的云内电活动进行探测并对其量化处理，safir系统由甚高频探测仪vhf和低频传感器lf的探测站网络组成，进行总雷电活动的定位和定性。探测仪对远程雷电活动的定向使用电磁雷电波的差分相位测量。利用测量到达safir测站定位天线阵列的电磁脉冲平面波的相位差，进而可以得到雷电发生的点与干涉仪天线阵之间的角度数据。收到子站测得的雷电角度数据后，主站的中心白理系统利用三角定位技术便可以确定雷电发生的位置。雷电监测预警系统能够实时提供更科学、更准确的雷电预警信息，能够有效的减少人员和财产的损失，在保障生产安全的前提下，将因雷击造成的经济损失降到最低。因此，我们提出一种基于气象预报的雷电预警方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术无法及时根据天气调整密集通道运行，雷电天气导致通道跳闸带来经济损失，雷电预警技术数据不准确导致预警出现错误和误判，密集通道存在安全隐患等问题，而提出的一种基于气象预报的雷电预警方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种基于气象预报的雷电预警方法，包括以下步骤：

4、s1：设置气象数据采集系统，采用激光雷达，以不同颜色表示不同反射信号；

5、s2：航空摄影测量，获取地面信息，将地理数据传输至地理数据采集系统；

6、s3：地理数据存储系统对各种地理数据文件进行管理，通过软件的处理，进行分析计算，并加以显示；

7、s4：使用跟踪数字化仪将地图图形要素进行定位跟踪，采用vhf干涉测量技术；

8、s5：沿线布站，对线路雷电预警监测覆盖，对雷电异常情况进行记录；

9、s6：在雷电预警系统中心站接收雷电预警子站监测数据，提供雷电精准预警。

10、优选的，所述s1中，设置气象数据采集系统，采用激光雷达，发射电磁波，电磁波的频率为3-30ghz之间，当电磁波遇到降水、云层时，会被反射回来，信号接收系统接收到这些反射回来的电磁波，并将其转化为数字信号，气象信息分析系统分析反射信号，确定反射信号的大小、形状、位置信息，推断出天气状况；后台生成雷达图像，基于反射信号的分析结果，以颜色的形式表示不同反射信号的大小。

11、优选的，所述s1中，在工程选址时，根据雷电统计规律，将工程位置选在雷电发生频率比较小/强度比较低的区域，对于已经建成的工程可以通过查对已发生的闪电防护情况，对防雷工程进行检测、评估。

12、优选的，所述s2中，航空摄影测量，根据在航空飞行器上拍摄的地面像片，获取地面信息，测绘地形图，对于平坦地区一般采用辐射三角测量法，对于丘陵地和山地则采用立体测图仪，建立单航线模拟的空中三角网，进行控制点的加密工作，将地理数据传输至地理数据采集系统。

13、优选的，所述s3中，气象数据信息系统中各种地理数据以矢量方式和光栅方式进行组织，由地理要素的专题信息和几何信息构成，网格方式对某一区域按地理坐标建立规则的网格，并对每个网格单元按行、列顺序赋于不同地理要素代码，构成矩阵数据格式，地理数据存储系统对各种地理数据文件进行管理，数据监控系统实现对数据的监控、维护、更新、修改和检索，地理数据通过软件的处理，进行分析计算，并加以显示。

14、优选的，所述s4中，地图数字化将地图图形的模拟量转换成离散的数字量，分为跟踪数字化和扫描数字化，使用跟踪数字化仪将地图图形要素进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的x，y坐标值，获取矢量式地图数据，后者使用扫描数字化仪对地图沿x方向进行连续扫描，获取二维矩阵的象元要素，形成栅格数据结构。

15、优选的，所述s4中，采用vhf干涉测量技术，再用交汇法，由2个以上测站同时观测得到的方位角，确定其平面和空间位置，使用一个包括8个天线单元的天线组，布置在一个圆环上，在360°范围均匀分布保持各天线单元相距45°的相位差，利用这个相位差得到闪电发生地点与干涉仪天线阵之间的角度数据，在收到子站测得的闪电角度数据后，主站的中心处理系统利用三角测量定位技术，确定雷电发生的位置。

16、优选的，所述s5中，采用沿线的布站方式实现对线路雷电预警监测覆盖，雷电预警系统通过不同传感站监测数值的变化，获得雷暴团沿线运动方向和发展趋势。

17、优选的，所述s6中，对雷电异常情况进行记录，审核时形成电子月报表的形式，通过查看风的统计栏，检查不同风向记录出现的频率情况，对于异常方位风向进行处理，记录其他风仪器，偏西风向用同类记录代替，10min代替10min，2min代替2min，其他风向保留原记录，对异常时间段的风向偏西风用人工定时风向代替，逐日其他时次的2min风向和逐日各时10min风向及日最大风向、极大风向均保留原记录。

18、优选的，所述s6中，在雷电预警系统中心站安装特高压直流通道雷电预警各功能模块软件，负责接收雷电预警子站监测数据，最终将雷电预警应用结果数据保存于服务器，特高压直流通道雷电预警系统各软件功能模块安装在系统中心站相应服务器上，前置处理服务器用于采集雷电预警子站系统的监测数据并保存于数据库服务器；数据服务器用于接收和存储子站系统的数据，并传递给雷电监测预警大数据处理中心进行综合分析处理，并接受数据处理中心返回的计算结果；使用大数据技术对雷电定位系统数据、预警传感系统数据、预警雷达站数据等进行综合分析处理，生成雷电预警信息，应用服务器用于发布应用信息，集合密集通道周边气象数据、地理信息数据、雷击记录、舞动记录、滑坡沉陷记录、季节与时间信息，提供雷电精准预警。

19、本发明还提出了一种基于气象预报的雷电预警系统，包括以下子系统：气象数据采集系统、地理数据采集系统、信号接收系统、气象信息分析系统、气象数据信息系统、地理数据存储系统、数据监控系统、中心处理系统、雷电预警系统、雷电预警子站监测数据、雷电定位系统、预警传感系统，所述信号接收系统分别与所述气象数据采集系统和所述地理数据采集系统相连接，所述信号接收系统与所述气象信息分析系统相连接，所述气象信息分析系统与所述气象数据信息系统相连接，所述气象数据信息系统与所述地理数据存储系统相连接，所述地理数据存储系统与所述数据监控系统相连接，所述数据监控系统与所述中心处理系统连接，所述中心处理系统分别与所述雷电预警系统、所述雷电预警子站监测数据和所述雷电定位系统相连接，所述数据监控系统与所述预警传感系统连接。

20、本发明的有益效果为：

21、1、采用雷电预警系统，解决密集通道安全问题，全域实时在线监控、提前预警、集中监管、联动控制，有效解决因雷电和电击火灾产生的安全隐患。

22、2、雷击前及时启动紧急预案，减少雷电对人员和设备的伤亡与损害，提高密集通道运行的安全性。

23、本发明的目的是结合密集通道周边气象数据、地理信息数据、环境电阻率、避雷线数据、杆塔倾斜率、雷击记录、舞动记录、滑坡沉陷记录、季节与时间等信息，实现雷灾准确预警，最大程度降低电击带来的经济损失，从而延长设备使用寿命，提高设备使用效率，大大降低维修成本，采用采用vhf干涉测量技术，使得到的气象数据更加精准，提高了雷电预警的准确率，提前做好防雷减灾工作，降低因雷击引起的跳闸损失，提高密集通道运行效率和安全性。