基于物联网的智慧防雷系统及方法技术方案

本申请公开了一种基于物联网的智慧防雷系统及方法。该系统可以包括监测子系统、预警子系统、服务子系统、区划子系统、物联网智慧控制子系统与服务效果评价子系统，其中：区划子系统根据雷电灾害风险等级对区域进行划分；监测子系统用于监测设定区域的雷电信息；监测子系统根据雷电信息进行雷电临近预警；服务子系统根据雷电预警信息进行公开；物联网智慧控制子系统根据雷电预警信息进行防雷操作；服务效果评价子系统用于开展智慧防雷效果评估，评价防雷减灾能力。本发明专利技术不断提高雷电预警准确率，支撑雷电灾害风险提醒和全自动主动防护，帮助工作人员完成日常监测值守并及时了解预报雷电预警信息及相关安全事项。报雷电预警信息及相关安全事项。报雷电预警信息及相关安全事项。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的智慧防雷系统及方法


[0001]本专利技术涉及智慧雷电防御领域，更具体地，涉及一种基于物联网的智慧防雷系统及方法。

技术介绍

[0002]雷电对现代社会的危害可分为直击雷和雷电感应的危害，对敏感行业场所和单位造成很大的安全隐患。针对雷电危险等级较高的行业和部门，为其提供精细化的雷电专业预警服务，提前合理安排生产，指挥业务运作，有效减少雷电灾害带来的损失，以保障其人身安全和财产安全。
[0003]因此，有必要开发一种基于物联网的智慧防雷系统及方法。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种基于物联网的智慧防雷系统及方法，通过现有雷电监测、预警和区划的手段，形成一个闭环的雷电灾害防御体系，不断提高雷电预警准确率，基于雷电灾害预警业务流程，开发了基于互联网+的雷电监测预警业务服务平台，平台建立了雷电监测、预警、地理空间、自动控制等信息与雷电灾害防御的关联体系及其防护警戒范围和预警级别阈值。业务服务平台用于支撑雷电灾害风险提醒和全自动主动防护，帮助工作人员完成日常监测值守并及时了解预报雷电预警信息及相关安全事项。
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种基于物联网的智慧防雷方法，包括监测子系统、预警子系统、服务子系统、区划子系统、物联网智慧控制子系统与服务效果评价子系统，其中：
[0007]所述区划子系统根据雷电灾害风险等级对区域进行划分；
[0008]所述监测子系统用于监测设定区域的雷电信息；
[0009]所述监测子系统根据所述雷电信息进行雷电临近预警；
[0010]所述服务子系统根据雷电预警信息进行公开；
[0011]所述物联网智慧控制子系统根据所述雷电预警信息进行防雷操作；
[0012]所述服务效果评价子系统用于开展智慧防雷效果评估，评价防雷减灾能力。
[0013]优选地，根据雷电灾害风险等级对区域进行划分包括：
[0014]根据历史资料，将行政区域按经纬度划分为0.01
°×
0.01
°
的网格；
[0015]基于自然灾害系统原理，根据雷电致灾因子危险性和承载体的易损性，创建多因素雷电灾害风险区划指标模型；
[0016]基于所述多因素雷电灾害风险区划指标模型进行雷电灾害风险自动分析计算，获得行政区域内网格化的雷电灾害风险等级分布。
[0017]优选地，所述监测子系统包括：
[0018]预警概率阈值调整单元，用于动态调整雷电预警概率阈值。
[0019]优选地，所述动态调整雷电预警概率阈值包括：
[0020]根据所述设定区域内保护对象的地理位置、历史雷电预警信息和历史闪电资料、历史雷灾以及对应的雷电预警概率阈值，建立神经网络模型；
[0021]将实时雷电信息输入至所述神经网络模型中，输出对应的雷电预警概率阈值。
[0022]优选地，通过以下步骤训练所述神经网络模型：
[0023]输入信息通过输入层经隐含层，逐层处理并传向输出层，如果输出值与标记值存在误差，则将误差由输出层经隐藏层向输入层传播，在这个过程中利用梯度下降算法对神经元的各个权值参数进行调优，当误差达到最小时，所述神经网络模型训练结束。
[0024]优选地，所述雷电信息包括：
[0025]闪电定位、闪电图像、雷电峰值、接地电阻动态数据与SPD监控数据。
[0026]优选地，所述防雷操作包括电源切换自动控制与电源状态反馈。
[0027]作为本公开实施例的一种具体实现方式，
[0028]第二方面，本公开实施例还提供了一种基于物联网的智慧防雷方法，包括：
[0029]根据雷电灾害风险等级对区域进行划分；
[0030]监测设定区域的雷电信息；
[0031]根据所述雷电信息进行雷电临近预警；
[0032]根据雷电预警信息进行公开；
[0033]根据所述雷电预警信息进行防雷操作；
[0034]根据所述防雷操作进行智慧防雷效果评估。
[0035]优选地，根据雷电灾害风险等级对区域进行划分包括：
[0036]根据历史资料，将行政区域按经纬度划分为0.01
°×
0.01
°
的网格；
[0037]基于自然灾害系统原理，根据雷电致灾因子危险性和承载体的易损性，创建多因素雷电灾害风险区划指标模型；
[0038]基于所述多因素雷电灾害风险区划指标模型进行雷电灾害风险自动分析计算，获得行政区域内网格化的雷电灾害风险等级分布。
[0039]优选地，所述监测设定区域的雷电信息还包括：
[0040]动态调整雷电预警概率阈值。
[0041]优选地，所述动态调整雷电预警概率阈值包括：
[0042]根据所述设定区域内保护对象的地理位置、历史雷电预警信息和历史闪电资料、历史雷灾以及对应的雷电预警概率阈值，建立神经网络模型；
[0043]将实时雷电信息输入至所述神经网络模型中，输出对应的雷电预警概率阈值。
[0044]优选地，通过以下步骤训练所述神经网络模型：
[0045]输入信息通过输入层经隐含层，逐层处理并传向输出层，如果输出值与标记值存在误差，则将误差由输出层经隐藏层向输入层传播，在这个过程中利用梯度下降算法对神经元的各个权值参数进行调优，当误差达到最小时，所述神经网络模型训练结束。
[0046]优选地，所述雷电信息包括：
[0047]闪电定位、闪电图像、雷电峰值、接地电阻动态数据与SPD监控数据。
[0048]优选地，所述防雷操作包括电源切换自动控制与电源状态反馈。
[0049]其有益效果在于：
[0050]①
集成雷电临近预警+互联网+自动控制+GIS技术，实现对智慧防雷警戒区域、预警级别、雷电活动生消与移动趋势、终端控制类型及执行等情况的可视化跟踪监控。
[0051]②
有机融合了雷电监测、雷电预警、指令输出、远程控制、终端电操控制等模块为一体，灵活应用于被保护设备的闪电电涌侵入通道自动阻断隔离的主动式雷电灾害防护。
[0052]③
建立了基于闪电定位、雷电峰值记录、SPD在线监测和闪电光学等数据的智慧防雷效果分析评估模型，确保智慧防雷技术的科学性和适用性。精确感知防雷系统安全，利用智能化在线动态监测新模式采集防雷装置参数，实现防雷装置运行状况实时监测以全生命周期的动态服务管理，提高雷电灾害防御能力。
[0053]本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智慧防雷系统，其特征在于，包括监测子系统、预警子系统、服务子系统、区划子系统、物联网智慧控制子系统与服务效果评价子系统，其中：所述区划子系统根据雷电灾害风险等级对区域进行划分；所述监测子系统用于监测设定区域的雷电信息；所述监测子系统根据所述雷电信息进行雷电临近预警；所述服务子系统根据雷电预警信息进行公开；所述物联网智慧控制子系统根据所述雷电预警信息进行防雷操作；所述服务效果评价子系统用于开展智慧防雷效果评估，评价防雷减灾能力。2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧防雷系统，其中，根据雷电灾害风险等级对区域进行划分包括：根据历史资料，将行政区域按经纬度划分为0.01
°×
0.01
°
的网格；基于自然灾害系统原理，根据雷电致灾因子危险性和承载体的易损性，创建多因素雷电灾害风险区划指标模型；基于所述多因素雷电灾害风险区划指标模型进行雷电灾害风险自动分析计算，获得行政区域内网格化的雷电灾害风险等级分布。3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧防雷系统，其中，所述监测子系统包括：预警概率阈值调整单元，用于动态调整雷电预警概率阈值。4.根据权利要求3所述的基于物联网的智慧防雷系统，其中，所述动态调整雷电预警概率阈值包括：根据所述设定区域内保护对象的地理位置、历史雷电预警信息和历史闪电资料、历史雷灾以及对应的雷电预警概率阈值，建立神经网络模型；将实时雷电信息输入至所述神经网络模型中，输出对应的雷电预警概率阈值。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彪，曾金全，庞波，林彬彬，李丹，
申请(专利权)人：福建省气象科学研究所，
类型：发明
国别省市：