本发明专利技术公开了一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法及系统，该方法包括下述步骤：(1)、山火火点像素与杆塔距离计算；(2)、地面气象信息提取；(3)、地面地形特征提取；(4)火点有效扩散速度计算；(5)山火监测预警发布。本发明专利技术结合电网山火卫星监测告警信息、地面在线监测装置气象监测信息、地形特征、下垫面特性等多种数据源，评估不同时刻下输电线路走廊山火有效扩散速度，开展电网山火多源监测数据的综合告警分析，实现输电通道走廊附近含山火告警位置‑山火扩散趋势于一体的监测告警，保障输电线路运行安全。本发明专利技术思路清晰，操作方便，计算速度快，可广泛应用于电网山火卫星监测预警领域。
An early warning method and system of transmission line fire monitoring based on multi-source data
【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法及系统
本专利技术属于电力工程
，具体涉及一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法及系统。
技术介绍
大部分架空输电线路处于环境复杂的崇山峻岭中，当特高压线路跨越树木、居民区等地带时，如果导线下方出现山林火灾或人为放火，火焰的高温、浓烟易引发线路放电，导致线路跳闸事故。为实现对输电线路山火大范围实时监测，目前已建设输电线路山火监测预警系统，能实时接收极轨和同步卫星数据进行山火判识，并已在电网山火判识、定位、预警等方面取得一定成果。目前针对输电线路的山火告警方法研究中(如：专利文献“201410196479.0”和“201410196480.3”)，大多集中于对山火与输电线路的距离计算，对山火未来走势引发的风险暂无考虑，忽视了通道内地理因素、植被因素和气象因素对山火告警等级的影响。在专利文献“201210177345.5”中，输电线路山火告警方法涉及了通道地理和气象因素影响，但仅是定性描述，没有形成定量评估计算方法。已有的火情预测模型，如Rothermel模型、McArthur模型中火情预测影响因子是静态的，未考虑火燃烧的传热机理，无法适应实际情况的复杂性。因此，考虑到山火对输电线路的危害是一个动态的过程，在监测到线路走廊山火的同时，应综合通道本身和现场环境因素，评估山火未来走势，给出电网山火综合告警信息，为电网山火灾害防治和应急决策提供更有价值的参考信息。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有电网山火卫星监测告警方法未定量考虑通道气象、地形、可燃物影响问题，本专利技术提出一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法及系统，将输电线路山火作为一组连续的、独立的个体进行扩散模拟，根据山火有效扩散速度计算模型，计算输电杆塔的告警情况，为山火防治和应急决策提供支撑。该方法条理清晰、操作性强、实用性高，可克服现有方法在山火走势预测上的局限性。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，包括以下步骤：S1：计算火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离；S2：获取对应区域的地面气象信息；S3：获取对应区域的地面地形特征；S4：计算火点有效扩散速度；S5：确定山火监测预警风险等级。作为上述技术方案的进一步改进：优选的，S2中所述地面气象信息包括地面温度、湿度及风速、风向数据；其是根据地面杆塔气象监测装置设备台帐，从电网在线监测系统数据库中获取。优选的，S3中的所述地面地形特征包括地面植被类型、高程、河流分布数据；是从事前导入山火监测预警系统中的离线数据库中获取。优选的，步骤S4中，计算火点有效扩散速度的步骤为：41)计算火点扩散速度，计算公式为：r0＝0.03×T+0.01×(100-R)+0.05×v-0.3其中，r为火点对当时当地下垫面特征的有效扩散速度，T为日最高气温，R为日最小湿度，v为平均风速，为测量的风向与火点杆塔连线的夹角，θ为火点地形坡度，g为高程系数；当杆塔处距离火点为上坡时，则g取1；如果为下坡时，则g取-1；42)根据可燃物特征，修正步骤41)计算的火点扩散速度，修正系数计算规则为：优选的，所述步骤S5中，确定山火监测预警风险等级的步骤为：51)计算火情扩散至线路的时间，计算公式为：t＝l/r其中，l为火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离；52)根据火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离，确定山火监测等级，分级原则为：53)根据火情扩散至线路的时间，确定山火扩散风险等级，分级原则为：54)根据步骤52)的山火监测等级、步骤53)的山火扩散风险等级，确定山火监测预警风险等级，分级原则为：55)在上述分级原则上，再与步骤S3中的河流信息进行匹配，如果火点像素经纬度与离其最近线路杆塔之间有河流、水渠等阻隔物，则直接取四级作为该监测点最终的山火监测预警等级。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种基于多源数据的输电线路山火监测预警系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的基于多源数据的输电线路山火监测预警方法及系统，结合电网山火卫星监测告警信息、地面在线监测装置气象监测信息、地形特征、下垫面特性等多种数据源，评估不同时刻下输电线路走廊山火有效扩散速度，开展电网山火多源监测数据的综合告警分析，实现输电通道走廊附近含山火告警位置-山火扩散趋势于一体的监测告警，保障输电线路运行安全。本专利技术实用性强，操作方便，对输电线路运行人员制定山火应急决策有指导意义，对维护电网的安全稳定及减轻山火跳闸损失有重要作用。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1如图1所示，本专利技术的基于多源数据的输电线路山火监测预警方法实施例，包括以下步骤：S1：获取山火卫星监测识别给出的火点像素经纬度，计算火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离，计算步骤为：设火点经纬度坐标为(lon0，lat0)，告警杆塔a1坐标为(lon1,lat1)，与告警杆塔位于同一线路且相邻的杆塔a2坐标为(lon2，lat2)，火点到输电线路的距离为其中，a、b、c分别为由火点、告警杆塔、邻近杆塔组成的三角形的三条边；R为地球平均半径，R＝6.371×106米；lon0为疑似火点经度坐标弧度形式；lat0为疑似火点纬度坐标弧度形式；lon1为告警杆塔经度坐标弧度形式；lat1为告警杆塔纬度坐标弧度形式；lon2为与告警杆塔位于同一线路且相邻的杆塔经度坐标弧度形式；lat2为与告警杆塔位于同一线路且相邻的杆塔纬度坐标弧度形式；S2：根据地面杆塔气象监测装置设备台帐，在数据库中查找对应区域的地面温度、湿度及风速、风向数据；其中气象监测装置设备台帐来源于电网在线监测系统；S3：根据地面植被、高程、河流信息，在数据库中查找对应区域的地面植被类型、高程、河流分布数据；其中上述数据来源于事前导入山火监测预警系统中的离线数据库；S4：根据步骤S1、S2、S3中获取的数据和信息，计算卫星监测火点的有效扩散速度，计算步骤为：41)计算火点扩散速度，计算公式为：r0＝0.03×T+0.01×(100-R)+0.05×v-0.3其中r为火点对当时当地下垫面特征的有效扩散速度，T为日最高气温，R为日最小湿度，v为平均风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：计算火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离；/nS2：获取对应区域的地面气象信息；/nS3：获取对应区域的地面地形特征信息；/nS4：计算火点有效扩散速度；/nS5：确定山火监测预警风险等级。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算火点像素经纬度与离其最近的线路杆塔的距离；
S2：获取对应区域的地面气象信息；
S3：获取对应区域的地面地形特征信息；
S4：计算火点有效扩散速度；
S5：确定山火监测预警风险等级。
2.根据权利要求1所述的基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，S2中所述地面气象信息包括地面温度、湿度及风速、风向数据；其是根据地面杆塔气象监测装置设备台帐，从电网在线监测系统数据库中获取。
3.根据权利要求1所述的基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，S3中的所述地面地形特征包括地面植被类型、高程、河流分布数据；是从事前导入山火监测预警系统中的离线数据库中获取。
4.根据权利要求3所述的基于多源数据的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，步骤S4中，计算火点有效扩散速度的步骤为：
41)计算火点扩散速度，计算公式为：
r0＝0.03×T+0.01×(100-R)+0.05×v-0.3
其中，r为火点对当时当地下垫面特征的有效扩散速度，T为日最高气温，R为日最小湿度，v为平均风速，为测量的风向与火点杆塔连线的夹角，θ为火点地形坡度，g为高程系数；当杆塔处距离火点为上坡时，则g取1；如果为下坡时，则g取-1；
42)根据可燃物特征，修正步骤41)计算的火点扩散速度，修正系数计算规则为：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李波，章国勇，徐勋建，何立夫，罗晶，周秀冬，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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