多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置，该方法包括：获取多避雷针系统的预设保护范围；根据预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；基于约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数；其中，位置高度关系函数为对于所有防护点，多避雷针系统中接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数；基于约束条件以及预设的位置优化模型确定多避雷针系统中各个接闪器的平面位置，并根据多避雷针系统中各个接闪器的平面位置以及位置高度关系函数确定多避雷针系统中各个接闪器的高度。本发明专利技术提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置能够实现多避雷针接闪器的快速合理布局。

【技术实现步骤摘要】
多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置
本专利技术属于防雷设计
，更具体地说，是涉及一种多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置。
技术介绍
对于城市建筑群或户外设施群而言，单一的避雷针系统往往难以满足防护设计需求，通常需要多避雷针系统进行组合防护。为此，如何对多避雷针系统中各接闪器的平面位置和高度进行合理的优化布局是直击雷防护设计的一个关键问题。关于多避雷针系统接闪器的布局优化问题，核心是确定系统中各个接闪器的高度和平面安装位置。现有技术中的主要的解决方法是经验法或绘图尝试方法，这两种方法在实际工程运用中存在过于依赖经验、过程繁琐、准确性差等不足，因此如何对多避雷针系统的接闪器进行快速合理的布局成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置，以实现对多避雷针系统接闪器的快速合理布局。本专利技术实施例的第一方面，提供了一种多避雷针系统接闪器布局优化方法，包括：获取多避雷针系统的预设保护范围；根据所述预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；基于所述约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数；其中，所述位置高度关系函数为对于所有防护点，多避雷针系统中接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数；基于所述约束条件以及预设的位置优化模型确定多避雷针系统中各个接闪器的平面位置，并根据多避雷针系统中各个接闪器的平面位置以及所述位置高度关系函数确定多避雷针系统中各个接闪器的高度。本专利技术实施例的第二方面，提供了一种多避雷针系统接闪器布局优化装置，包括：所述约束条件确定模块包括边界曲线确定单元和约束条件确定单元；所述边界曲线确定单元，用于基于预设保护范围确定多避雷针系统在预设保护高度的防护边界曲线；所述约束条件确定单元，用于根据所述防护边界曲线、以及单防护点的最低防护要求确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；其中，单防护点的最低防护要求为该防护点位于所述防护边界曲线上。本专利技术实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的多避雷针系统接闪器布局优化方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的多避雷针系统接闪器布局优化方法的步骤。本专利技术实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法及装置的有益效果在于：多避雷针系统接闪器布局优化的难点在于，相对于单避雷针系统接闪器布局，多避雷针系统在任意高度上的保护范围基本上不再是一个呈中心对称的圆形，也就难以基于“保护半径可由避雷针设置高度和避雷针本身的防护高度唯一确定”的性质来对其进行优化设计。而本专利技术提出的多避雷针系统接闪器布局优化方法，与现有技术中“以接闪器的平面位置和高度确定保护范围”不同，采用的是“以预设的保护范围逐步求解接闪器的平面位置和高度”的方法，有效地解决了“多避雷针系统根据接闪器的平面位置和高度确定保护范围难”的问题，实现了多避雷针系统的合理布局，且相对于现有的经验法和绘图尝试方法更加快捷和准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法的流程示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法的流程示意图；图3为本专利技术再一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法的流程示意图；图4为本专利技术一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化装置的结构框图；图5为本专利技术一实施例提供的终端设备的示意框图；图6为本专利技术一实施例提供的双避雷针的防护范围示意图；图7为本专利技术一实施例提供的防护对象的布局示意图；图8为本专利技术一实施例提供的双避雷针系统优化布局的最优解在高度0m的防护范围示意图；图9为本专利技术一实施例提供的双避雷针系统优化布局的最优解在高度3m的防护范围示意图；图10为本专利技术一实施例提供的双避雷针系统优化布局的最优解在高度5m的防护范围示意图；图11为本专利技术一实施例提供的双避雷针系统优化布局的最优解在高度10m的防护范围示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1，图1为本专利技术一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法的流程示意图，该方法包括：S101：获取多避雷针系统的预设保护范围。在本实施例中，可事先根据防护对象确定多避雷针系统的预设保护范围。其中，确定多避雷针系统的预设保护范围的方法包括但不限于滚球发和折线法。S102：根据预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件。在本实施例中，可基于预设保护范围确定多避雷针系统在预设保护高度的防护边界曲线，再根据防护边界曲线、以及单防护点的最低防护要求确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件。S103：基于约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数。其中，位置高度关系函数为对于所有防护点，多避雷针系统中接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数。在本实施例中，可基于约束条件和预设的高度优化模型确定单防护点的位置高度关系函数，再基于单防护点的位置高度关系函数确定多避雷器系统的位置高度关系函数。S104：基于约束条件以及预设的位置优化模型确定多避雷针系统中各个接闪器的平面位置，并根据多避雷针系统中各个接闪器的平面位置以及位置高度关系函数确定多避雷针系统中各个接闪器的高度。在本实施例中，可首先确定接闪器的平面位置，再根据接闪器的平面位置确定接闪器的高度，从而完成多避雷器系统接闪器的布局。由上可以得出，本专利技术提出的多避雷针系统接闪器布局优化方法，与现有技术中“以接闪器的平面位置和高度确定保护范围”不同，采用的是“以预设的保护范围逐步求解接闪器的平面位置和高度”的方法，有效地解决了“多避雷针系统根据接闪器的平面位置和高度确定保护范围难”的问题，实现了多避雷针系统的合理布局，且相对于现有的经验法和绘图尝试方法更加快捷和准确。请一并参考图1及图2，图2为本申请另一实施例提供的多避雷针系统接闪器布局优化方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，步骤S102可以详述为：S201：基于预设保护范围确定多避雷针系统在预设保护高度的防护边界曲线。在本实施例中，若第i个接闪器的平面位置坐标为(xri,yri)、预设保护高度为hr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，包括：/n获取多避雷针系统的预设保护范围；/n根据所述预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；/n基于所述约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数；其中，所述位置高度关系函数为对于所有防护点，多避雷针系统中接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数；/n基于所述约束条件以及预设的位置优化模型确定多避雷针系统中各个接闪器的平面位置，并根据多避雷针系统中各个接闪器的平面位置以及所述位置高度关系函数确定多避雷针系统中各个接闪器的高度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，包括：
获取多避雷针系统的预设保护范围；
根据所述预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；
基于所述约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数；其中，所述位置高度关系函数为对于所有防护点，多避雷针系统中接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数；
基于所述约束条件以及预设的位置优化模型确定多避雷针系统中各个接闪器的平面位置，并根据多避雷针系统中各个接闪器的平面位置以及所述位置高度关系函数确定多避雷针系统中各个接闪器的高度。


2.如权利要求1所述的多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，所述根据所述预设保护范围确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件，包括：
基于预设保护范围确定多避雷针系统在预设保护高度的防护边界曲线；
根据所述防护边界曲线、以及单防护点的最低防护要求确定多避雷针系统接闪器布局优化的约束条件；其中，单防护点的最低防护要求为该防护点位于所述防护边界曲线上。


3.如权利要求1所述的多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，所述基于所述约束条件和预设的高度优化模型确定位置高度关系函数，包括：
基于所述约束条件和预设的高度优化模型确定第一关系函数；其中，所述第一关系函数为对于任一防护点防护时，多避雷针系统接闪器的最优高度与接闪器平面位置的关系函数；
基于预设的接闪器平面位置和接闪器高度的约束关系、以及所述第一关系函数确定位置高度关系函数。


4.如权利要求1所述的多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，所述预设的高度优化模型为：



其中，为预设的高度优化模型的目标函数，hri为多避雷器系统第i个接闪器的保护高度，ai、bi分别为hri解空间的上界和下界。


5.如权利要求4所述的多避雷针系统接闪器布局优化方法，其特征在于，所述位置高度关系函数为：



其中，为位置高度关系函数，(xj,yj,zj)表示第j个防护对象中的任一防护点的位置坐标分量，{Ωk}表示所有防护对象包含的防护点，axj、bxj分别为xj解空间的上界和下界，ayj、byj分别为yj解空间的上界和下界，a...

【专利技术属性】
技术研发人员：万浩江，魏光辉，陈亚洲，潘晓东，卢新福，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13