蜂窩狀布局的雷電預警系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種蜂窩狀布局的雷電預警系統。
【背景技術】
[0002] 多年來，氣象系統根據氣象多普勒雷達和衛星信息，只能對大范圍，大時段雷電進 行預報。而在較小的局部，對于來得快、突發性強、危害大的雷電，還沒有較好的預報方法。 新發展起來的根據雷電電場數值分析進行的雷電預報，是解決小局部范圍雷電預警的有效 方法。而對于能夠在小局部范圍（方圓直徑5千米）、時間段在1小時內進行雷電預警還沒 有有效方法。對短時雷暴在相對準確的地點和時間發生進行準確預報更是一個空白。而這 種局部雷暴對石化企業、油庫、加油站、旅游景點、高爾夫球場等諸多場所具有很大的危害， 特別是易燃易爆場所更是十分危險。目前的局部雷暴預警是由大氣電場強度探測儀進行單 點預報_即獨立雷電預警裝置。以裝置為中心構成的測量半徑，測量雷暴云的電場強度信 號，能夠給出本地測量半徑內是否發生雷電、雷暴預警，但不能給出雷暴將發生在測量半徑 內的具體位置以及雷暴云的走向，預報精度和準確性受到限制，也極易出現誤報和漏報。
[0003] 本發明有針對性的解決了該問題。

【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題是現有技術中預報精度較差的問題，提供一種新的蜂 窩狀布局的雷電預警系統。該系統用于雷電預警中，具有預報精度較好的優點。
[0005] 為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種蜂窩狀布局的雷電預警系統， 將單點雷電預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成，包括至少3個單點雷電預警裝置、 后臺服務器、客戶終端，所述單點雷電預警裝置帶有可監測一定區域范圍內大氣電場值大 小、方向、變化率物理參量及可監測雷電閃擊發生時的光、電、磁和聲音物理參量的傳感器， 并具有無線和有線通信功能模塊；單點雷電預警裝置通過無線或有線通信模塊將實時監測 到的雷電預警數據發送至后后臺數據服務器或云服務器，后臺數據服務器或云服務器及時 存儲單點雷電預警裝置發送的數據，后臺數據服務器的應用軟件對實時接收并存儲的數據 進行分析和運算處理，得出單點雷電預警裝置所安裝區域的雷云生成和雷云運動軌跡情 況；單點雷電預警裝置所安裝區域如有雷電閃擊發生，后臺數據服務器的應用軟件通過雷 電閃擊發生時的聲光及電磁監測數據分析計算出單點雷電預警裝置所安裝區域范圍內雷 電閃擊發生的具體時間和位置；后臺數據服務器的應用軟件可根據分析計算出單點雷電預 警裝置所安裝區域范圍內雷電閃擊發生的具體時間和位置進一步修正和優化后臺數據服 務器的應用軟件中雷電預警預報算法，以提高雷電預警預報的準確性和可靠性，降低漏報 率和誤報率；獲得授權的客戶終端可實時訪問后臺數據服務器，查詢獲取單點雷電預警裝 置所安裝區域范圍內雷云形成、運動軌跡情況以及雷電閃擊發生的相關數據；后臺數據服 務器或云服務器也可實時將雷電預警數據信息傳輸給相關授權客戶終端；客戶終端接收獲 取到相關的雷電預警數據信息提醒后，做出相應措施，以確保安全生產和降低應雷電造成 的直接或間接災害。
[0006] 本發明是在單點雷電預警裝置基礎上進行二次組網開發，研究開發有線或無線傳 輸蜂窩布局探測器的雷電預警系統，將獨立探測器按照蜂窩形式進行布局，通過有線或無 線傳輸技術，構成多點蜂窩狀預警系統，對局部雷暴云預期走向、雷暴可能發生的時間進行 預報，對監測區域內雷電閃擊發生的時間、地點進行監測。本發明具有積極的效果：（1)將 單點雷電預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電預警系統具有的優點：可對局部 雷暴云預期走向、雷暴可能發生的時間進行準確的預報，可有效降低誤報率及漏報率，通過 對監測區域內雷電閃擊發生的時間、地點進行監測，可進一步校對和修正預警系統后臺服 務器軟件計算算法的算法因子，可不斷完善和提高雷電預警預報的準確性。（2)將單點電 預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電預警系統，可提供給不同的客戶終端如PC 電腦、智能手機或其它智能終端實時有效的雷電預警信息，做到提前預防并采取及時有效 防護措施，可有效地降低雷電自然災害以及因雷電產生的次生災害。（3)將單點雷電預警裝 置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電預警系統，還可與其它數據服務中心進行數據互 聯共享，可結合各省市氣象部門或其它相關部門單位的大范圍大區域內的雷電觀測數據， 進一步優化本系統的軟件計算算法，取得了較好的技術效果。
【附圖說明】
[0007] 圖1為單點雷電預警裝置的電路框圖；
[0008] 圖2為實施例1中的將單點雷電預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電 預警系統組網框圖；
[0009] 圖3為實施例1中的探測器布點圖；
[0010] 圖4為實施例1中的雷云應分布進入示意圖；
[0011] 圖5為實施例1中的雷云應分布進入示意圖；
[0012] 圖6為實施例1中的雷云應分布進入示意圖；
[0013] 圖7為實施例1中的雷云應分布進入示意圖；
[0014] 圖8為實施例1中的坐標建立示意圖；
[0015] 圖9為實施例1中的蜂窩狀布局雷電預警系統示意圖；
[0016] 圖10為實施例1中的蜂窩狀布局雷電預警系統示意圖。
[0017] 下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
【具體實施方式】
[0018] 【實施例1】
[0019] 圖1是本實施例用于蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電預警系統的單點雷電 預警裝置，包括：具有智能處理單元的單點雷電預警裝置主機1、可監測大氣電場大小和方 向以及電場變化率的大氣電場監測探頭2、可監測雷電發生時產生的聲波和光波的雷電聲 光監測傳感器3、可監測雷電閃擊發生時產生的電磁波的雷電電磁監測傳感器4、無線通信 模塊5、GPS模塊6和有線通信模塊7。
[0020] 圖2是本實施例用于將單點雷電預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷 電預警系統，包括：具有海量數據存儲、數據分析運算處理和數據通信功能的后臺數據服務 器或云服務器1、具有圖1所示功能模塊電路框圖的單點雷電預警裝置2、具有圖1所示功 能模塊電路框圖的單點雷電預警裝置3、具有圖1所示功能模塊電路框圖的單點雷電預警 裝置4、客戶終端5。注：圖2中所示的客戶終端5的數量可根據后臺數據服務器或云服務 器容量和網絡通信帶寬進行擴展；蜂窩狀雷電預警系統至少需要單點雷電預警裝置2、單 點雷電預警裝置3、單點雷電預警裝置4共3臺進行組網，還可根據實際工程項目情況進行 數量擴展，也可將多個工程項目的蜂窩布局進行二次組網擴展。
[0021] 所述用于將單點雷電預警裝置按蜂窩狀布局組網進行數據集成的雷電預警系統 的工作方法包括如下步驟：
[0022] (a)單點雷電預警裝置2、單點雷電預警裝置3和單點雷電預警裝置4通過其自身 配備的無線通信模塊將實時監測到的雷電預警數據發送至后后臺數據服務器或云服務器 1。發送的預警數據包括單點雷電預警裝置安裝位置區域的大氣電場值、雷電閃擊發生時 的聲光及電磁監測數據；
[0023] (b)后臺數據服務器或云服務器1及時存儲單點雷電預警裝置2、單點雷電預警裝 置3和單點雷電預警裝置4發送的數據；
[0024] (c)后臺數據服務器1的應用軟件對實時接收并存儲的數據進行分析和運算處 理，得出單點雷電預警裝置2、單點雷電預警裝置3和單點雷電預警裝置4所安裝區域的雷 云生成和雷云運動大致軌跡情況；
[0025] (d)單點雷電預警裝置2、單點雷電預警裝置3和單點雷電預警裝置4所安裝區域 如有雷電閃擊發生，后臺數據服務器1的應用軟件還可通過雷電閃擊發生時的聲光及電磁 監測數據分析計算出單點雷電預警裝置2、單點雷電預警裝置3和單點雷電預警裝置4所安 裝區域范圍內雷電閃擊發生的具體時間和位置；
[0026] (e)后臺數據服務器1的應用軟件可根據分析計算出單點雷電預警裝置2、單點雷 電預警裝置3和單點雷電預警裝置4所安裝區域范圍內雷電閃擊發生的具體時間和位置進 一步修正和優化后臺數