一种闪电预警方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种闪电预警方法和系统。
【背景技术】
[0002]闪电是自然界中的强放电现象，在现代生活中，闪电仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人类生命财产的损失，对航空、航天、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很重大的影响。
[0003]目前，大多数闪电预警都靠大气电场仪的电场变动信息进行判断，主要依据是大气电场变化的绝对值和抖动频率及速度等因素，其预警参数都是预先人工设置好且是固定不变的。这种方法的缺点是大气电场仪所处的自然环境千变万化，并经常受到一些意外事件的干扰，因此很难使闪电预警达到高精度和高准确性。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明提供一种闪电预警方法和系统，以进一步提高闪电预警的高精度和高准确性。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种闪电预警方法，包括:
[0008]获取已发生闪电的属性信息；
[0009]采集大气电场变化曲线；
[0010]根据所述已发生闪电的属性信息和所述大气电场变化曲线计算闪电预警参数，根据所述闪电预警参数进行闪电预警。
[0011]进一步地，所述已发生闪电的属性信息包括:
[0012]已发生闪电的位置信息和/或强度信息。
[0013]进一步地，所述采集大气电场变化曲线还包括:
[0014]收集一定范围内的大气电场变化数据，形成大气电场变化曲线，并从所述大气电场变化曲线中抽取特征值并进行量化，得到大气电场特征值量化信息。
[0015]进一步地，
[0016]所述根据所述已发生闪电的属性信息和所述大气电场变化曲线计算闪电预警参数还包括:建立闪电预警模型，将设定时间段内已发生闪电的属性信息和对应时间段内大气电场特征值量化信息进行匹配，采用神经网络算法对所述闪电预警模型进行训练，使其达到训练稳定状态，将此时闪电预警模型中的参数作为闪电预警参数输出；
[0017]所述根据所述闪电预警参数进行闪电预警还包括:获取大气电场实时变化信息，根据所述闪电预警参数判断未来某时间段内发生闪电的概率。
[0018]进一步地，所述方法还包括:
[0019]当发生闪电时，利用当前发生的闪电的属性信息更新所得到的闪电预警参数，并使用更新后的闪电预警参数进行闪电预警。
[0020]另一方面，本发明还提供一种闪电预警系统，包括:闪电定位仪、大气电场仪和预警单元，所述预警单元与所述闪电定位仪、大气电场仪分别相连，其中:
[0021]闪电定位仪，用于获取已发生闪电的属性信息，并输出至预警单元；
[0022]大气电场仪，用于采集大气电场变化曲线，并输出至预警单元；
[0023]预警单元，用于获取已发生闪电的属性信息和大气电场变化曲线，计算闪电预警参数，并根据所述闪电预警参数进行闪电预警。
[0024]进一步地，
[0025]所述闪电定位仪为一个或多个；
[0026]和/或,所述大气电场仪为一个或多个。
[0027]进一步地，所述大气电场仪还用于:
[0028]收集一定范围内的大气电场变化数据,形成大气电场变化曲线，并从所述大气电场变化曲线中抽取特征值并进行量化，得到大气电场特征值量化信息。
[0029]进一步地，所述预警单元还包括相互连接的参数计算模块和闪电预警模块，其中:
[0030]参数计算模块，用于建立闪电预警模型，将设定时间段内已发生闪电的属性信息和对应时间段内大气电场特征值量化信息进行匹配，采用神经网络算法对所述闪电预警模型进行训练，使其达到训练稳定状态，将此时闪电预警模型中的参数作为闪电预警参数输出至闪电预警模块；
[0031]闪电预警模块，用于获取大气电场实时变化信息，根据所述闪电预警参数判断未来某时间段内发生闪电的概率。
[0032]进一步地，
[0033]所述闪电定位仪还用于:当发生闪电时，获取当前发生的闪电的属性信息；
[0034]所述系统还包括:更新单元，分别与所述闪电定位仪和所述预警单元相连，用于利用当前发生的闪电的属性信息更新所得到的闪电预警参数。
[0035](三)有益效果
[0036]可见，在本发明提供的闪电预警方法和系统中，能够利用已发生闪电的属性信息提升闪电预警的精度，消除随时间变化带来的周边环境变化和设备老化等带来的各种干扰，实现更准确及时的闪电预警。本发明实施例能够降低企业电子设备雷击损坏概率，减少防火防灾成本投入，提前预防，避免损失。
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
[0038]图1是在一次正闪雷暴过程中大气电场变化的曲线图；
[0039]图2是本发明实施例闪电预警方法的基本流程示意图；
[0040]图3是本发明实施例1闪电预警方法的流程示意图；
[0041]图4是本发明实施例2闪电预警系统的基本结构示意图；
[0042]图5是本发明实施例2闪电预警系统的一个优选结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0044]大气电场仪是直接安装在地面上进行电场测量的。与云底部相反的电荷会被大气电场仪感应到，而在大气电场仪灵敏度范围内，大气电场仪上的感应电荷强度与云底部附近的电荷成正比，因此大气电场仪可以帮助我们实时探测其周围地区的大气电场信号。
[0045]太阳风、等离子体以及磁气圈中地磁场的交互作用，形成了太阳风与磁气圈之间的大气电场层。正常条件下，大气电场强度为每米几百伏，但是暴风雨的来临能推进大气电场强度到每米几千伏。在晴朗的天气里，电场强度范围是:+500V/m到-500V/m。接近雷暴的时候，电场强度随着闪电能量的增加而逐渐增加。电场强度达到+/-2KV/m，说明闪电的能量高。而当雷暴产生时，大气电场强度能增大到15KV/m以上。由于这个变化过程较为缓慢，大概需要30分钟左右的时间，所以我们可以使用大气电场仪来了解其周围地区雷暴的发展活动状况，并预测严厉暴风雨的可能性，图1即表示在一次正闪雷暴过程中大气电场变化的曲线图，图中，区域I表示雷云形成阶段。区域2表示预警阶段，期间电荷快速积累，有云闪发生。区域3表示雷击阶段。区域4表示雷击减弱、雷云消退阶段。
[0046]但是，单纯通过大气电场变化信息来进行闪电预警并不够精确，为了满足提高闪电预警精度的需求，本发明实施例首先提供一种闪电预警方法，参见图2，包括:
[0047]步骤201:获取已发生闪电的属性信息。
[0048]步骤202:采集大气电场变化曲线。
[0049]步骤203:根据所述已发生闪电的属性信息和所述大气电场变化曲线计算闪电预警参数，根据所述闪电预警参数进行闪电预警。
[0050]在本发明实施例提供的闪电预警方法中，能够利用已发生闪电的属性信息提升闪电预警的精度，消除随时间变化带来的周边环境变化和设备老化等带来的各种干扰，实现更准确及时的闪电预警。本发明实施例能够降低企业电子设备雷击损坏概率，减少防火防灾成本投入，提前预防，避免损失。
[0051]优选地，已发生闪电的属性信息可以包括如闪电位置信息、强度信息等。
[0052]优选地，米集大气电场变化曲线具体可以包括:收集一定范围内的大气电场变化数据，形成大气电场变化曲线，并从大气电场变化曲线中抽取特征值并进行量化，得到大气电场特征值量化信息。
[0053]优选地，根据已发生闪电的属性信息和大气电场变化曲线计算闪电预警参数还可以包括:建立闪电预警模型，将设定时间段内已发生闪电的属性信息和对应时间段内大气电场特征值量化信息进行匹配，采用神经网络算法对闪电预警模型进行训练，使其达到训练稳定状态，将此时闪电预警模型中的参数作为闪电预警参数输出；
[0054]根据闪电预警参数进行闪电预警还可以包括:获取大气电场实时变化信息，根据闪电预警参数判断未来某时间段内发生闪电的概率。
[0055]在本发明实施例中，可以对闪电预警参数不断地反复调整，从而达到一种动态平衡，并由此来实时提高闪电预警的精度，具体的，可以当闪电发生时，利用当前发生的闪电的属性信息和实时大气电场变化曲线来更新所得到的闪电预警参数，并使用更新后的闪电预警参数进行闪电预警。
[0056]实施例1:
[0057]本发明实施例1提供一种闪电预警方法，以详细说明本发明实施例的具体实现过程，参见图3,包括:
[0058]步骤301