一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法技术

本发明专利技术提供了一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法。该方案包括获取气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵；根据相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，第一布点为最大风险的降水监测节点集合；根据相关性矩阵筛选生成第二布点，其中，第二布点为相关性超过预设阈值的降水监测节点集合；对原始降雨数据叠加灾害风险概率，并进行数据筛选生成第三布点，其中，第三布点为综合评估后灾害风险最大的降水节点集合；获取第一布点、第二布点和第三布点，通过数据筛选，获得目标布点。该方案通过气象探测数据进行铁路沿线的温度和灾害触发几率，在进行数据融合的基础上，实现降雨监测点的布置。实现降雨监测点的布置。实现降雨监测点的布置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法


[0001]本专利技术涉及气象分析
，更具体地，涉及一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法。

技术介绍

[0002]铁路是交通中的重要环节。铁路通过的路段常常需要经过高海拔、严寒、炎热等极端天气。但是，由于铁路是气象灾害的高敏感行业，对于强降雨、暴雪、大风等气象灾害的影响尤为敏感。而我国的地区分布及其复杂，海拔高度变化大，区域气象条件也很恶劣。
[0003]以往技术方案，一般根据经验进行降雨监测位置的设置，降雨的监测效果差，而且很难进行完成对于铁路沿线的降雨风险精确评估。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法，该方案通过气象探测数据进行铁路沿线的温度和灾害触发几率，在进行数据融合的基础上，实现降雨监测点的布置。
[0005]根据本专利技术实施例第一方面，提供一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法。
[0006]在一个或多个实施例中，优选地，一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法包括：
[0007]获取所述气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵；
[0008]根据所述相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，所述第一布点为最大风险的降水监测节点集合；
[0009]根据所述相关性矩阵筛选生成第二布点，其中，所述第二布点为相关性超过预设阈值的降水监测节点集合；
[0010]对原始降雨数据叠加灾害风险概率，并进行数据筛选生成第三布点，其中，所述第三布点为综合评估后灾害风险最大的降水节点集合；
[0011]获取所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点，通过数据筛选，获得目标布点。
[0012]在一个或多个实施例中，优选地，所述获取所述气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵，具体包括：
[0013]以1km为分辨率，获取所述气象探测数据；
[0014]对所述气象探测数据中的温度数据进行提取，生成第一温度数据；
[0015]将全部的所述第一温度数据与273.15K进行对比，当温度高于273.15K时，存储到第二温度数据内；
[0016]提取所述第二温度数据对应的所述气象探测数据，存储到一个站点空间上；
[0017]利用第一计算公式确定拟选站点的降水时空序列协方差；
[0018]根据降水时空序列协方差利用第二计算公式计算相关系数；
[0019]将所有的所述降水时空序列协方差组成第三计算公式形式的相关性矩阵；
[0020]所述第一计算公式为：
[0021][0022]其中，Cov(x
it
，x
jt
)为所述降水时空序列协方差，m为站点总数，t为1到m之间的整数，x
it
为降雨站点时间序列，x
jt
为降雨站点空间序列，i为时间序列，j为空间序列；
[0023]所述第二计算公式为：
[0024][0025]其中，r
ij
为相关系数，Cov(x
it
，x
jt
)为所述降水时空序列协方差，Cov(x
it
，x
it
)为降水时间序列协方差，Cov(x
jt
，x
jt
)降水空间序列协方差；
[0026]所述第三计算公式为：
[0027][0028]其中，P为相关性矩阵，n为实测站点总数。
[0029]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，所述第一布点为最大风险的降水监测节点集合，具体包括：
[0030]根据所述相关性矩阵，获得每个站点附近的所述相关系数的加和；
[0031]对所有的所述相关系数加和进行排序，生成相关系数加和序列；
[0032]在所述相关系数加和序列中提取最大的400个相关度数据；
[0033]在所述气象探测数据中选择所述400个相关度数据对应的站点位置作为第一布点。
[0034]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述相关性矩阵筛选生成第二布点，其中，所述第二布点为相关性超过预设阈值的降水监测节点集合，具体包括：
[0035]根据所述相关性矩阵，利用第一阈值进行筛选，获得全部的超过所述第一阈值的降雨监测节点；
[0036]将所述降雨监测节点存储为所述第二布点；
[0037]其中，所述第一阈值为0.95。
[0038]在一个或多个实施例中，优选地，所述对原始降雨数据叠加灾害风险概率，并进行数据筛选生成第三布点，其中，所述第三布点为综合评估后灾害风险最大的降水节点集合，具体包括：
[0039]在所述气象探测数据的基础上对原始的降雨数据叠加降雨灾害风险概率，生成灾害叠加气候数据；
[0040]其中，所述降雨灾害风险概率为在降雨发生后，对应产生降雨灾害的可能性；
[0041]利用第二阈值对所述相关性矩阵进行数据筛选；
[0042]提取所有的不超过所述第二阈值的监测节点，保存为所述第三布点。
[0043]在一个或多个实施例中，优选地，所述获取所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点，通过数据筛选，获得目标布点，具体包括：
[0044]获取所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点；
[0045]将所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点组合为第一目标布点；
[0046]删除所述第一目标布点中的重复观测点，生成第二目标布点；
[0047]获取高铁沿线上的隧道区域，删除所述第二目标布点中的隧道区域，保存为目标布点。
[0048]根据本专利技术实施例第二方面，提供一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置系统。
[0049]在一个或多个实施例中，优选地，一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置系统包括：
[0050]相关矩阵生成子模块，用于获取所述气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵；
[0051]第一布点生成子模块，用于根据所述相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，所述第一布点为最大风险的降水监测节点集合；
[0052]第二布点生成子模块，用于根据所述相关性矩阵筛选生成第二布点，其中，所述第二布点为相关性超过预设阈值的降水监测节点集合；
[0053]第三布点生成子模块，用于对原始降雨数据叠加灾害风险概率，并进行数据筛选生成第三布点，其中，所述第三布点为综合评估后灾害风险最大的降水节点集合；
[0054]目标布点生成子模块，用于获取所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点，通过数据筛选，获得目标布点。
[0055]在一个或多个实施例中，优选地，一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置系统，还包括：加密模块，用于通过预设的一个密码自动累加，生成密码序列。
[0056]根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法，其特征在于，g该方法包括：获取所述气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵；根据所述相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，所述第一布点为最大风险的降水监测节点集合；根据所述相关性矩阵筛选生成第二布点，其中，所述第二布点为相关性超过预设阈值的降水监测节点集合；对原始降雨数据叠加灾害风险概率，并进行数据筛选生成第三布点，其中，所述第三布点为综合评估后灾害风险最大的降水节点集合；获取所述第一布点、所述第二布点和所述第三布点，通过数据筛选，获得目标布点。2.如权利要求1所述的一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法，其特征在于，所述获取所述气象探测数据，确定站点空间，并计算拟选站点的相关性矩阵，具体包括：以1km为分辨率，获取所述气象探测数据；对所述气象探测数据中的温度数据进行提取，生成第一温度数据；将全部的所述第一温度数据与273.15K进行对比，当温度高于273.15K时，存储到第二温度数据内；提取所述第二温度数据对应的所述气象探测数据，存储到一个站点空间上；利用第一计算公式确定拟选站点的降水时空序列协方差；根据降水时空序列协方差利用第二计算公式计算相关系数；将所有的所述降水时空序列协方差组成第三计算公式形式的相关性矩阵；所述第一计算公式为：其中，Cov(x
it
，x
jt
)为所述降水时空序列协方差，m为站点总数，t为1到m之间的整数，x
it
为降雨站点时间序列，x
jt
为降雨站点空间序列，i为时间序列，j为空间序列；所述第二计算公式为：其中，r
ij
为相关系数，Cov(x
it
，x
jt
)为所述降水时空序列协方差，Cov(x
it
，x
it
)为降水时间序列协方差，Cov(x
jt
，x
jt
)降水空间序列协方差；所述第三计算公式为：其中，P为相关性矩阵，n为实测站点总数。3.如权利要求2所述的一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法，其特征
在于，所述根据所述相关性矩阵筛选生成第一布点，其中，所述第一布点为最大风险的降水监测节点集合，具体包括：根据所述相关性矩阵，获得每个站点附近的所述相关系数的加和；对所有的所述相关系数加和进行排序，生成相关系数加和序列；在所述相关系数加和序列中提取最大的400个相关度数据；在所述气象探测数据中选择所述400个相关度数据对应的站点位置作为第一布点。4.如权利要求1所述的一种基于实时观测分析的高铁沿线降水测点布置方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建侠，韩书新，王佳，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心，
类型：发明
国别省市：