预警方法和系统可对局部雷暴云预期走向、雷暴可能发生的时间进行 准确的预报，有效降低误报率及漏报率，通过对监测区域内雷电闪击发生的时间、地点进行 监测，可进一步校对和修正预警系统后台服务器或云服务器，进而不断完善和提高雷电预 警预报的准确性。
[0048] 2、本发明的雷电监测装置按照分布式布局，每个雷电监测装置都能够独立获取雷 电检测数据，且相互之间信号并不干扰，当一个雷电监测装置没有将雷电监测数据传输给 后台服务器或云服务器时，则该雷电监测装置临近的其他雷电监测装置可以进行替补，有 效降低漏报和误报率。
[0049] 3、本发明的后台服务器或云服务器中的校准模块，可以对监测区域的地理位置进 行校准，从而使得推测的雷电预警信息更加准确，且更加方便实用。
[0050] 4、本发明的雷电预警方法和系统可提供给不同的客户终端如PC电脑、智能手机 或其它智能终端实时有效的雷电预警信息，做到提前预防并采取及时有效防护措施，可有 效地降低雷电自然灾害以及因雷电产生的次生灾害。
[0051] 5、可与其它数据服务中心进行数据互联共享，可结合各省市气象部门或其它相关 部门单位的大范围大区域内的雷电观测数据，进一步优化本系统的软件计算算法。
[0052] 6、本发明的雷电预警方法和系统能够在小局部范围、时间段在1小时内进行有效 的雷电预警，效果非常明显。
[0053] 以下根据位置图对基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统的工作原理做 进一步描述： 假定某区域已布局如图4所示n=a*b个雷电监测装置，相邻布点雷电监测装置的横向 纵向距离均为R，R等于雷电监测装置的监测半径。雷电监测装置矩阵中第i行第j列雷电 监测装置所监测的电场值为(其中1 <i<a，1 <j<b)，初始化软件分析计算步骤 如下： 1) 从雷电监测装置矩阵电场值序列En?Eab中列举出达到预警阀值判定条件的Exx数 列，并获取满足判定条件的数列长度N; 2) 根据Exx数列及数列长度N判别子数列Ekxx个数及每个子数列的长度Nk。子数列列 举组合识别方法为矩阵相邻行列法，即子数列中的每个数列项至少有另一个数列项与之相 邻，例如数列项Eku与数列项E k(i-l)j、Ek(i+i)j、Eki(j-G'EkHj+i)相邻。
[0054] 3)采用冒泡法将每个子数列Ekxx进行从大到小排序； 4)采用以雷电监测装置为圆心监测范围半径R监测区域进行交集、并集运算处理估测 雷云分布范围，子数列Ekxx中最大值应对应于雷云中心点。
[0055] 5)系统雷电预警开始监测到雷云时针对子数列长度Nk进行以下逻辑判定并进行 雷云分布预测： a)若Nk= 1，则列举出的Eku为唯一有监测到预警信号的雷电监测装置，当i尹1、i尹a、j尹1且j尹b均满足成立条件，可判定为雷电监测装置预警误报； 当i=l、i=a、j= 1、j=b至少有一项满足成立条件时，可判定为雷电监测装置预 警正常； 当Nk= 1且判定预警正常时，雷云应分布进入到图5或图6所示a区域和b区域。
[0056] b)若Nk> 2,Exx序列中至少应有一个数列项满足a)条件，否则可判定预警异常。
[0057] 当Nk= 3时且判定预警正常时，雷云应分布进入到图7所示a、b、c、d、e区域。
[0058] 当Nk= 4时且判定预警正常时，雷云应分布进入到图8所示a、b、c、d、e、f、s区 域。
[0059] 以上仅列举出了雷云预警识别预测的几种可能情况，还有其它多种分布示意图未 全部列举。
[0060] 6)系统雷电预警监测到雷云已进入布局监测区域后，重复1)?4)步骤，软件运算 处理实时动态显示雷云分布函数矢量f(t)。
[0061] 7)如图9所示，以正北方向为纵坐标正向，正东方向为横坐标正向建立坐标系，选 取分布式预警系统布局中心位置为坐标原点。
[0062] 结合不同时间段雷云矢量分布位置函数可根据雷云中心点位置变化计算分析出 雷云移动速度简化算法可得其中，为T时间内雷云位置移动距离，
【主权项】
1. 一种基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，其特征在于，包括后台服务器 或云服务器、多个雷电监测装置和通讯模块，多个雷电监测装置在一区域内呈分布式布局， 所述雷电监测装置用于获取雷电监测数据，每个雷电监测装置通过所述通讯模块将雷电监 测数据传输给后台服务器或云服务器，所述后台服务器或云服务器用于对所述雷电监测数 据进行存储和分析处理，并生成雷电预警信息。
2. 根据权利要求1所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，其特征在 于，所述分布式布局为阵列式或蜂窝状，所述相邻两个雷电监测装置之间的距离为0. 5?20 公里。
3. 根据权利要求2所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，其特征在 于，所述后台服务器或云服务器包括存储模块和处理模块，所述存储模块用于存储雷电监 测数据，所述处理模块用于根据雷电监测数据生成当前时间段和下一时间段雷电发生的地 理位置。
4. 根据权利要求3所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，其特征在 于，所述后台服务器或云服务器包括校准模块，所述校准模块用于将分析处理后的雷电发 生的地理位置进行校准，所述后台服务器或云服务器根据校准之后的雷电发生的地理位 置，生成出雷电预警信息。
5. 根据权利要求1-4任意一项所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统， 其特征在于，所述雷电监测装置包括电场探测探头、雷电声光传感器和雷电电磁传感器， 所述电场探测探头，用于监测大气电场大小、方向和电场变化率；所述雷电声光传感 器，用于监测雷电发生时产生的声波和光波；所述雷电电磁传感器，用于监测雷电发生时产 生的电磁波。
6. 根据权利要求5所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，其特征在 于，所述系统还包括客户终端，所述客户终端通过通讯模块对雷电预警信息和雷电监测装 置工作状态进行查询，所述通讯模块为有线和/或无线方式进行数据交互。
7. -种基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警方法，其特征在于，包括W下步骤： 51、 通过分布式布局的多个雷电监测装置获取雷电监测数据； 52、 对雷电监测数据进行存储； 53、 根据当前时间段和下一时间段的雷电监测数据获取当前时间段和下一时间段雷电 发生的地理位置； 54、 根据所述雷电发生的地理位置生成雷电预警信息。
8. 根据权利要求7所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警方法，其特征在 于，在所述步骤S3和S4之间还包括对分析处理后的雷电发生的地理位置进行校准，根据校 准之后的雷电发生的地理位置推测雷电预警信息。
9. 根据权利要求7或8所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警方法，其特征 在于，步骤S4之后还包括查询所述雷电预警信息，或者将所述雷电预警信息传输至获得授 权的客户终端。
10. 根据权利要求9所述的基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警方法，其特征在 于，所述步骤S1和步骤S2中的雷电监测装置与后台服务器或云服务器之间通过有线和/ 或无线方式进行数据交互，所述客户终端与后台服务器或云服务器之间通过有线和/或无 线方式进行数据交互。
【专利摘要】本发明公开了一种基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警系统，包括后台服务器或云服务器、多个雷电监测装置和通讯模块，多个雷电监测装置在一区域内呈分布式布局，每个雷电监测装置通过所述通讯模块将雷电监测数据传输给后台服务器或云服务器，所述后台服务器或云服务器用于对所述雷电监测数据进行存储和分析处理，并生成雷电预警信息。本发明还公开了一种基于分布式布局雷电监测装置的雷电预警方法。本发明的雷电预警方法和系统可对局部雷暴云预期走向、雷暴可能发生的时间进行准确的预报，有效降低误报率及漏报率，可进一步校对和修正预警系统后台服务器或云服务器，进而不断完善和提高雷电预警预报的准确性。
【IPC分类】G01R29-08, G08B21-10
【公开号】CN104574833
【申请号】CN201410848023
【发明人】牟善军, 李博琛, 熊鲁红, 黄建加, 刘全桢, 李欣
【申请人】厦门大恒科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日