一种建筑防雷方法及系统与流程

1.本发明涉及建筑防雷领域，具体而言，涉及一种建筑防雷方法及系统。


背景技术：

2.闪电是自然界的一种放电现象，它一般发生于强对流云中，云的物理和动力过程学相互作用导致云内正负极性电荷大量地分区集聚。发生闪电时，这些正负电荷中和，在云层和大地之间或云层和云层之间形成狭窄的放电通道，闪电的巨大电流和电磁辐射常常会对建筑物造成巨大的破坏。预防闪电的常规方法是使用避雷针，通常在需要保护的对象上安装避雷针，或者在重要设施上安装防雷设施，将放电电流引向地面，以防闪电直接攻击建筑物。
3.雷电监测预警系统的建立可提升雷电预警的精确性和及时性，降低雷电造成的人员伤亡和财产损失，对于防雷减灾工作的开展和确保社会安全生产均具有十分重要的作用。
4.但如今的建筑越来越高，从而进一步增加了建筑被雷击的概率，如何做到雷电预警，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种建筑防雷方法，其能够根据定位出的雷云方位，结合雷击危险度，计算得到雷暴云模拟移动路径，从而启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
6.本发明的另一目的在于提供一种建筑防雷系统，其能够运行一种建筑防雷方法。
7.本发明的实施例是这样实现的：
8.第一方面，本技术实施例提供一种建筑防雷方法，其包括接收建筑所处环境的天气信息，天气信息至少包括位置信息和大气电场强度；通过遍历获取到的天气信息数据，对建筑的雷击危险度进行预判；若危险度超过预设阈值，则根据大气电场强度，确定雷云方位启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
9.在本发明的一些实施例中，上述接收建筑所处环境的天气信息，天气信息至少包括位置信息和大气电场强度包括：以建筑所在区域的中心为圆心，建立区域天气信息采集中心，区域天气信息采集中心由若干同心圆组成，相邻两个同心圆之间构成不同天气信息采集中心，且天气信息数据的置信度由内向外逐渐降低。
10.在本发明的一些实施例中，上述还包括：区域天气信息采集中心由内向外，包括1级数据采集区域、2级数据采集区域、3级数据采集区域和4级数据采集区域，天气信息数据的置信度由内向外划分为1级置信度、2级置信度、3级置信度、及4级置信度。
11.在本发明的一些实施例中，上述通过遍历获取到的天气信息数据，对建筑的雷击危险度进行预判包括：获取天气信息数据中的干扰加噪声比sinr值，根据sinr值计算目标建筑的天气数据吞吐量作为基础吞吐量，根据添加单个区域天气信息采集中心的路径损耗
以及功率损耗获取在建筑中添加单个区域天气信息采集中心的区域天气信息采集中心衰减指数。
12.在本发明的一些实施例中，上述还包括：根据建筑的距离分布函数、区域天气信息采集中心的概率函数以及干扰分布函数获取建筑接入单个区域天气信息采集中心后受到的总干扰，根据总干扰获取区域天气信息采集中心衰减指数。
13.在本发明的一些实施例中，上述若危险度超过预设阈值，则根据大气电场强度，确定雷云方位启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作包括：确定大气电场强度大于或等于预设阈值的存疑大气电场强度，确定危险度所对应的区域天气信息采集中心位置，在预设检测范围内，按照从高到低的顺序，排列各区域天气信息采集中心对应的危险度，确定至少前三位区域天气信息采集中心。
14.在本发明的一些实施例中，上述还包括：获取各描绘传感器的检测覆盖范围，叠加全部所述检测覆盖范围，确定雷云方位，根据雷暴云的偏转方向及偏转角，获取雷暴云模拟移动路径，从而启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
15.第二方面，本技术实施例提供一种建筑防雷系统，其包括采集模块，用于接收建筑所处环境的天气信息，天气信息至少包括位置信息和大气电场强度；遍历模块，用于通过遍历获取到的天气信息数据，对建筑的雷击危险度进行预判；确认输出模块，用于若危险度超过预设阈值，则根据大气电场强度，确定雷云方位启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
16.在本发明的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：采集模块、遍历模块及确认输出模块。
17.第三方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如一种建筑防雷方法中任一项的方法。
18.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
19.确定雷击危险度，并根据雷击危险度定位会出现雷电的雷暴云方位，根据定位出的雷暴云方位，结合雷击危险度，计算得到参数，通过提前获取雷暴云的模拟移动路径，观察雷暴云的模拟移动路径，预测雷暴云进入或接近建筑所在区域的概率，从而提前预测建筑所在区域发生雷击的危险度，指导实际防雷工作，从而为防雷实践提供可靠依据。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种建筑防雷方法步骤示意图；
22.图2为本发明实施例提供的一种建筑防雷方法详细步骤示意图；
23.图3为本发明实施例提供的一种建筑防雷系统模块示意图；
24.图4为本发明实施例提供的一种电子设备。
25.图标：10
‑
采集模块；20
‑
遍历模块；30
‑
确认输出模块；101
‑
存储器；102
‑
处理器；
103
‑
通信接口。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
30.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
31.实施例1
32.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种建筑防雷方法步骤示意图，其如下所示：
33.步骤s100，接收建筑所处环境的天气信息，天气信息至少包括位置信息和大气电场强度；
34.在一些实施方式中，由于雷击的形成需要足够的电场强度，因此本实施例中，可先通过大气电场强度传感器获取建筑环境中的天气信息。为了获取更准确的天气信息，以便后续进行判断，确定是否会有雷击危险以及定位雷云方位，本实施例中，应该保证在建筑环境内具有多个大气电场强度传感器，通过多个大气电场强度传感器共同检测建筑环境以及建筑环境上方的大气电场强度，以防出现检测不准的偶然情况。显然，越接近雷云位置的大气电场强度传感器所检测到的大气电场强度值越大，越容易进行信号的降噪、调制和解调，从而避免传感器测量误差对检测结果产生影响。因此，大气电场强度传感器应尽可能安装在较高的位置。
35.步骤s110，通过遍历获取到的天气信息数据，对建筑的雷击危险度进行预判；
36.在一些实施方式中，为了避免存疑大气电场强度中存在由于外界因素干扰，出现的大气电场强度误差，需要对全部存疑大气电场强度进行第二次筛选。找到获取各存疑大气电场强度的对应的大气电场强度传感器，作为存疑大气电场强度传感器。以存疑大气电场强度传感器为中心，找到与其平面距离小于或等于预设相邻距离的两个大气电场强度传感器，作为判断存疑大气电场强度传感器检测到的大气电场强度是否为真正的雷击危险度
的辅助大气电场强度传感器。例如：存疑大气电场强度传感器a，与a平面距离10米以内找到辅助大气电场强度传感器b和c。主控制器集中获取辅助大气电场强度传感器发送的天气信息，作为辅助天气信息。根据发生雷击的雷云不是完全大气电场强度突变，而是其周围的云层同时存在大气电场强度的波动变化，因此，只有当辅助大气电场强度传感器检测到的辅助天气信息超过预设波动电场强度时，才能够证明有存疑大气电场强度的雷云周围的云层也存在大气电场强度波动，进而证明该处存疑大气电场强度是雷击危险度，而不是由于大气电场强度传感器失效，或者受到外界环境因素干扰产生的错误信息。
37.步骤s120，若危险度超过预设阈值，则根据大气电场强度，确定雷云方位启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
38.在一些实施方式中，当通过判断检测到的大气电场强度为雷击危险度，则可以向报警器发送报警指令，报警器在接收到报警指令后会产生相应的警示信号，例如鸣笛、点亮警示灯等，以通知工作人员。工作人员在接到报警指令以后，可以根据具体的环境条件来确定是否有必要真正进行防雷工作，如果有必要进行防雷工作，则通过移动设备发送确认指令至主控制器，主控制器接收到确认指令后，再执行调整紫外激光器的工作参数的任务。
39.实施例2
40.请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种建筑防雷方法详细步骤示意图，其如下所示：
41.步骤s200，以建筑所在区域的中心为圆心，建立区域天气信息采集中心，区域天气信息采集中心由若干同心圆组成，相邻两个同心圆之间构成不同天气信息采集中心，且天气信息数据的置信度由内向外逐渐降低。
42.步骤s210，区域天气信息采集中心由内向外，包括1级数据采集区域、2级数据采集区域、3级数据采集区域和4级数据采集区域，天气信息数据的置信度由内向外划分为1级置信度、2级置信度、3级置信度、及4级置信度。
43.步骤s220，获取天气信息数据中的干扰加噪声比sinr值，根据sinr值计算目标建筑的天气数据吞吐量作为基础吞吐量，根据添加单个区域天气信息采集中心的路径损耗以及功率损耗获取在建筑中添加单个区域天气信息采集中心的区域天气信息采集中心衰减指数。
44.步骤s230，根据建筑的距离分布函数、区域天气信息采集中心的概率函数以及干扰分布函数获取建筑接入单个区域天气信息采集中心后受到的总干扰，根据总干扰获取区域天气信息采集中心衰减指数。
45.步骤s240，确定大气电场强度大于或等于预设阈值的存疑大气电场强度，确定危险度所对应的区域天气信息采集中心位置，在预设检测范围内，按照从高到低的顺序，排列各区域天气信息采集中心对应的危险度，确定至少前三位区域天气信息采集中心。
46.步骤s250，获取各所述描绘传感器的检测覆盖范围；叠加全部所述检测覆盖范围，确定雷云方位，根据雷暴云的偏转方向及偏转角，获取雷暴云模拟移动路径，从而启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
47.在一些实施方式中，遍历数据可以为采用预设数量的测试终端，在预设时间内以指定车速在目标建筑所在区域的全部道路或者目标建筑所在区域预设占比(例如80％)以上的道路进行信息采集、实验以及测试后所获取的数据；上述数据可以包括：单个用户级的
sinr值、上行吞吐量以及下行吞吐量、占用的网络带宽等等。其中，上述预设数量、指定车速、预设时间以及预设占比可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，本发明对此不作限定。其中，由于获取的每份遍历数据为单个用户的遍历数据，因此sinr值对应为单个用户的sinr值。在计算基础吞吐量时，可以根据实际测试所得的单个用户终端的吞吐量与单个用户的sinr值来获取二者的关系式及关系参数，并将上述关系式及关系参数作为根据sinr值计算单个用户终端的吞吐量的依据。
48.为进一步明确雷击危险度，便于管理人员根据雷击危险度指定相应的防雷措施，为防雷管理工作提供指导，以建筑所在区域(建筑所在a区域)的中心为圆心，建立区域危险度分级靶，所述区域危险度分级靶由若干同心圆组成，相邻两个同心圆之间构成不同区域危险度等级，且危险度等级由内向外逐渐降低。获取修正后雷暴云模拟移动路径l在所述区域危险度分级靶上的位置，以所述修正后雷暴云模拟移动路径l经过区域危险度分级靶上的最高危险度等级为该区域在当前时间的雷击危险度。
49.例如，以建筑所在a区域中心为圆心，建立区域危险度分级靶，所述区域危险度分级靶由内向外，包括1级危险度区域、2级危险度区域、3级危险度区域和4级危险度区域。其中，1级危险度区域为建筑所在a区域所在位置，为雷击危险度最高区域，具有最高危险度等级。建筑所在a区域外侧为2级危险度区域，2级危险度区域外侧为3级危险度区域，2级危险度区域和3级危险度区域覆盖所述近端预警装置及远端预警装置的最大监测范围。2级危险度区域的宽度小于3级危险度区域的宽度。例如，2级危险度区域覆盖近端预警装置最大监测范围，3级危险度区域覆盖远端预警装置的最大监测范围。4级危险度区域为低风险危险度区域，具有最低危险度等级。
50.根据所获得的危险度等级，决定是否启用建筑防雷预案或提前进行防雷准备工作。或者，当建筑所在区域的雷击危险度大于危险度阈值时，采用人工引雷或主动引雷的方法，使雷电提前释放，降低建筑群遭受雷击的风险，避免建筑群受雷击而引发火灾等危险事故。
51.实施例3
52.请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种建筑防雷系统模块示意图，其如下所示：
53.采集模块10，用于接收建筑所处环境的天气信息，天气信息至少包括位置信息和大气电场强度；
54.遍历模块20，用于通过遍历获取到的天气信息数据，对建筑的雷击危险度进行预判；
55.确认输出模块30，用于若危险度超过预设阈值，则根据大气电场强度，确定雷云方位启用建筑防雷预案和/或提前进行防雷准备工作。
56.如图4所示，本技术实施例提供一种电子设备，其包括存储器101，用于存储一个或多个程序；处理器102。当一个或多个程序被处理器102执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。
57.还包括通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，处理器102通过执行
存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
58.其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器101(random access memory，ram)，只读存储器101(read only memory，rom)，可编程只读存储器101(programmable read
‑
only memory，prom)，可擦除只读存储器101(erasable programmable read
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only memory，eprom)，电可擦除只读存储器101(electric erasable programmable read
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only memory，eeprom)等。
59.处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器102，包括中央处理器102(central processing unit，cpu)、网络处理器102(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器102(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，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。
60.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法及系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的方法及系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
61.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
62.另一方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器102执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器101(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器101(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
63.综上所述，本技术实施例提供的一种建筑防雷方法及系统，确定雷击危险度，并根据雷击危险度定位会出现雷电的雷暴云方位，根据定位出的雷暴云方位，结合雷击危险度，计算得到参数，通过提前获取雷暴云的模拟移动路径，观察雷暴云的模拟移动路径，预测雷暴云进入或接近建筑所在区域的概率，从而提前预测建筑所在区域发生雷击的危险度，指导实际防雷工作，从而为防雷实践提供可靠依据。
64.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
65.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。