CN103761332B - 雷电信息综合快速分析定位系统 - Google Patents

雷电信息综合快速分析定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种雷电信息综合快速分析定位系统，其特征在于：包括依次连接的数据库服务器、应用服务器和客户端；所述应用服务器用于实现大部分逻辑运算和处理功能；所述数据库服务器用于基础数据的存储管理；所述客户端用于显示用户所需信息；所述应用服务器的服务端组件包括地图处理组件和地理数据处理组件，所述地图处理组件和地理数据处理组件均将处理信息保存至应用服务器的生成日小结数据组件中；所述定位系统分为两个后台处理模块和三部分的前端展示模块。本发明实现了雷电信息数据的自动统计、自动分析、以及多视角、多类型的直观图形和表格显示；本发明而采用动态实时统计分析技术解决了海量数据的处理速度与时效性问题。

Description

雷电信息综合快速分析定位系统
技术领域
本发明涉及一种雷电信息综合快速分析定位系统。
背景技术
本发明主要目标是利用雷电参数统计软件后台实现的统计数据，实现以下相关数据的应用展示：
（1）在生产管理系统界面实现所需的数据展示，通过规范一致的菜单形式直接将相关统计数据进行重新整合与应用展示；
（2）通过特定功能模块，达到直观易用和理解目的，实现优良的人机界面；
（3）实现全省雷电日和落雷密度的精细显示，包括广域范围的雷电日计算，落雷密度的精细化，最小1000米一个数据点。显示或平滑处理显示－从精细到全省平滑；
（4）实现一体化在线路雷电参数到跳闸率指标的统计运算，可根据用户设定，对全省、地区局各等级线路的综合跳闸率当年、历年数据的统计和累计，并实现每条线路跳闸率单独统计。
雷电与电力设备的双向定位，实现雷电与线路、杆塔之间的数据化和图形化的同步双向定位，定位雷电周围的电力设备信息，反向定位线路走廊带、杆塔范围的雷电，分别实现图形和数据表的同时展现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现了雷电信息数据的自动统计、自动分析、以及多视角、多类型的直观图形和表格显示的雷电信息综合快速分析定位系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种雷电信息综合快速分析定位系统，包括依次连接的数据库服务器、应用服务器和客户端；所述应用服务器用于实现大部分逻辑运算和处理功能；所述数据库服务器用于基础数据的存储管理；所述客户端用于显示用户所需信息；所述应用服务器的服务端组件包括地图处理组件和地理数据处理组件，所述地图处理组件和地理数据处理组件均将处理信息保存至应用服务器的生成日小结数据组件中；所述定位系统分为两个后台处理模块和三部分的前端展示模块；所述两个后台处理模块分别为地理数据的转化模块和雷电宏观密度图的生成模块；所述三部分的前端展示模块分别为报表统计分析部分模块、雷电定位查询模块和雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块。
在本发明实施例中，所述地理数据的转化模块分为地理位置数据处理和线路位置数据处理，
所述地理位置数据处理的流程如下，
步骤S21：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S22：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为地理位置信息；
步骤S23：将每个雷电的信息转化为时间段统计；
所述线路位置数据处理的流程如下，
步骤S31：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S32：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为线路分段信息；
步骤S33：将每个雷电的信息转化为时间段统计。
在本发明实施例中，所述雷电宏观密度图的生成模块分为雷电日图和落雷密度图；所述雷电日图在广域范围显示，全省最高分辨到15 km×16.6km；所述落雷密度图在广域范围显示，全省最高分辨到1km×1km，所述落雷密度图按灰度或伪彩色位图显示。
在本发明实施例中，所述报表统计分析部分模块分为全省及各地区基本雷电参数、全省各县雷电参数、线路走廊的雷电参数显示和线路跳闸指标评价；所述线路跳闸指标评价分为按雷电日评价和按落雷密度评价，
所述按雷电日评价：
，
所述按落雷密度评价：
，
其中，n0为雷击跳闸率，n为跳闸次数，L为线路长度，其单位百公里，d为每条线路的平均雷电日，γ0为每条线路的平均落雷密度。
在本发明实施例中，所述雷电定位查询模块实现全省范围所有空间和时间的查询，实现包括以经纬度坐标、几何图形、线路杆塔、区间及整个走廊为中心的雷电信息查询、此外还能以图层、地名的地标属性来进行查询，并以图形或列表的形式直观地显示查询结果。
在本发明实施例中，所述雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块用于将生成的雷电日图和落雷密度图进行与地理航拍图、电网设备GIS图和电网设备相关的防灾减灾系统中生成的各类环境气象图进行叠加显示。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明实现了雷电信息数据的自动统计、自动分析、以及多视角、多类型的直观图形和表格显示，展现了福建地区雷电活动的实时统计结果，全面提升了国内雷电数据的应用水平和高度共享，而采用动态实时统计分析技术解决了海量数据的处理速度与时效性问题，极大地改善了大量雷电数据无法全面及时展现的问题；
2、本发明采用网格法对福建省域范围雷电监测信息数据的预处理，并按时间、空间（和区间）二维坐标参数进行了全省范围的分时、分片（分区）的统计分析分析预处理，可即时提供全省任意时间、空间范围（含输电线路）的观测雷电日、观测雷电小时、常规雷电日、常规雷电小时、落雷密度、平均雷电流、平均回击数、负极性比率等的分析统计，解决了海量数据的用户请求处理的即时响应问题；
3、本发明实现了在输电线路为基本统计对象的雷电日、落雷密度及沿线雷电分布参数的即时统计，为国内电力系统首次将线路雷电观测与雷电信息参数实时发布进行了尝试，实现了准确、及时描述输电线路范围的雷电活动强度的目标，为电力生产提供更加及时有效的雷电信息；
4、实现了雷击跳闸统计与实时雷电统计的信息的关联，通过抽取现场雷电跳闸信息与输电线路的雷电活动数据，直接统计出每条线路、管辖单位和全省范围雷击跳闸率指标，完全实现了实时雷电参数、雷击跳闸到跳闸率指标的一体化、自动化的流程式的雷电跳闸统计运算。
附图说明
图1为本发明系统总体架构图。
图2为本发明落雷密度图形示例。
图3为本发明福建省2005年各地区雷电负极性比率图。
图4为本发明全省及地区级行政区雷电流概率分布图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本发明一种雷电信息综合快速分析定位系统，包括依次连接的数据库服务器、应用服务器和客户端；所述应用服务器用于实现大部分逻辑运算和处理功能；所述数据库服务器用于基础数据的存储管理；所述客户端用于显示用户所需信息；所述应用服务器的服务端组件包括地图处理组件和地理数据处理组件，所述地图处理组件和地理数据处理组件均将处理信息保存至应用服务器的生成日小结数据组件中；所述定位系统分为两个后台处理模块和三部分的前端展示模块；所述两个后台处理模块分别为地理数据的转化模块和雷电宏观密度图的生成模块；所述三部分的前端展示模块分别为报表统计分析部分模块、雷电定位查询模块和雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块。
所述地理数据的转化模块分为地理位置数据处理和线路位置数据处理，
所述地理位置数据处理的流程如下，
步骤S21：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S22：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为地理位置信息；
步骤S23：将每个雷电的信息转化为时间段统计；
所述线路位置数据处理的流程如下，
步骤S31：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S32：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为线路分段信息；
步骤S33：将每个雷电的信息转化为时间段统计。
所述雷电宏观密度图的生成模块分为雷电日图和落雷密度图；所述雷电日图在广域范围显示，全省最高分辨到15 km×16.6km；所述落雷密度图在广域范围显示，全省最高分辨到1km×1km，所述落雷密度图按灰度或伪彩色位图显示。
所述报表统计分析部分模块分为全省及各地区基本雷电参数、全省各县雷电参数、线路走廊的雷电参数显示和线路跳闸指标评价；所述线路跳闸指标评价分为按雷电日评价和按落雷密度评价，
所述按雷电日评价：
，
所述按落雷密度评价：
其中，n0为雷击跳闸率，n为跳闸次数，L为线路长度，其单位百公里，d为每条线路的平均雷电日，γ0为每条线路的平均落雷密度。
所述雷电定位查询模块实现全省范围所有空间和时间的查询，实现包括以经纬度坐标、几何图形、线路杆塔、区间及整个走廊为中心的雷电信息查询、此外还能以图层、地名的地标属性来进行查询，并以图形或列表的形式直观地显示查询结果。
所述雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块用于将生成的雷电日图和落雷密度图进行与地理航拍图、电网设备GIS图和电网设备相关的防灾减灾系统中生成的各类环境气象图进行叠加显示。
以下为具体实施例。
本实施例的地理位置数据处理：按基础的雷电信息数据，是由经度纬度、以及其它详细雷电信息构成的，服务端需要处理成按基本的地理行政区划来体现的数据属性，并加权成时间段的统计信息。
线路位置数据处理：线路分段信息统计，有基础信息数据，即由经度纬度、以及其它详细雷电信息构成的，服务端需要处理线路的地理走向，以具体的地理走向与雷电的地理（经纬度）位置进行吻合，从而将雷电定位到具体的某条线路的某个分段；同时需要加权成时间段的统计信息。
本实施例中，雷电宏观密度图的生成模块分为雷电日图和落雷密度图。
雷电日图在广域范围显示，全省达到最高分辨到15 km×16.6km（0.15°×0.15°-经纬度）的细节显示，可进行平滑显示（并分别设置2×2、3×3、4×4、5×5 四种点阵的平滑处理），落雷密度分布图可按灰度（256级）或伪彩色位图显示（多种调色板可选）。
雷电日图有以下几种统计时段类型（其中多数数据是在基础数据和临时数据的基础上合成的）：
当期统计：有本日（临时数据）、本周、本月、本季度、本年度（动态数据，在时段期间统计，时段结束后，自动开始下一个时段的统计，本期数据转换为固定的定期数据）；
定期统计：每日（每日是基础存档（256级单色图片）数据，是构成其它时段数据的基础）、每周、每月、每年（静态数据，在当期时段结束后转换而来）；
历史统计：历年累计平均值（静态数据，只累计到去年底为止）。
如图2所示为落雷密度图，落雷密度图在广域范围的分布显示，全省达到最高分辨到1 km×1km的 精细显示，平滑显示（并分别设置2×2、4×4、8×8、16×16 四种点阵的平滑处理）的落雷密度分布图可按灰度（256级）或伪彩色位图显示（多种调色板可选）。
密度图有以下几种统计时段类型（其中多数数据是在基础数据和临时数据的基础上合成的）：
当期统计：有本日（临时数据）、本周、本月、本季度、本年度（动态数据，在时段期间统计，时段结束后，自动开始下一个时段的统计，本期数据转换为固定的定期数据）；
定期统计：每日（每日是基础存档（256级单色图片）数据，是构成其它时段数据的基础）、每周、每月、每年（静态数据，在当期时段结束后转换而来）；
历史统计：历年累计平均值（静态数据，只累计到去年底为止）。
本实施例中，三部分的前端展示模块分别为报表统计分析部分模块、雷电定位查询模块和雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块。
报表统计分析部分模块分为全省及各地区基本雷电参数、全省各县雷电参数、线路走廊的雷电参数显示和线路跳闸指标评价。
a、全省及各地区基本雷电参数：
统计全省以及各地区的基本雷电参数，包括全省(地区)面积、雷击总数、观测雷电日、常规雷电日、观测雷电小时、常规雷电小时、落雷密度、最大雷电流、最小雷电流、平均雷电流、负极性比率、平均回击数等雷电的地域属性信息。
统计展示方式包括：独立列表方式、统一列表方式、分类参数柱状图显示；每种方式有以下几种统计时段类型（其中多数数据是在基础数据和临时数据的基础上合成的）：
当期统计：有本日、本周、本月、本季度、本年度（动态数据，在时段期间统计，时段结束后，自动开始下一个时段的统计，本期数据转换为固定的定期数据）；
定期统计：每日、每周、每月、每年（静态数据，（定期数据来自各县同时段的基础数据，在当期时段结束后合成而来）；
历史统计：历年累计平均值（静态数据，只累计到去年底为止）。
其中雷电属性状态图中，对常规雷电日、常规雷电小时、落雷密度、平均雷电流、平均回击数、负极性比率6项参数给出行政区为单位的柱状图，图示如图3所示，对全省及及地区级行政区雷电流概率分布绘制成柱图和曲线图结合的状态图如图4所示。
b、全省各县雷电参数：
基本雷电参数统计，包括各县面积、雷击总数、观测雷电日、常规雷电日、观测雷电小时、常规雷电小时、落雷密度、最大雷电流、最小雷电流、平均雷电流、负极性比率、平均回击数等雷电的地域属性信息。
每种方式有以下几种统计时段类型（其中多数数据是在基础数据和临时数据的基础上合成的）：
当期统计：有本日（临时数据）、本周、本月、本季度、本年度（动态数据，在时段期间统计，时段结束后，自动开始下一个时段的统计，本期数据转换为固定的定期数据）；
定期统计：每日（每日是基础存档（每日一条记录）数据，是构成其它时段数据的基础）、每周、每月、每年（静态数据，在当期时段结束后转换而来）；
历史统计：历年累计平均值（静态数据，只累计到去年底为止）。
统计展示方式包括：独立列表方式、统一列表方式、分类参数柱状图显示。其中雷电属性状态图中，对常规雷电日、常规雷电小时、落雷密度、平均雷电流、平均回击数、负极性比率6项参数给出行政区为单位的柱状图，对全省及及地区级行政区雷电流概率分布绘制成柱图和曲线图结合的状态图。
c、线路走廊的雷电参数显示：
对线路基本雷电信息按线路长度、落雷总数、观测雷电日、常规雷电日、观测雷电小时、常规雷电小时、落雷密度、最大雷电流、最小雷电流、平均雷电流、负极性比率、平均回击数等属性进行统计。查询统计参数时间输入包括以下三种方式（其中多数数据是在基础数据和临时数据的基础上合成的）：
当期统计：有本日、本周、本月、本季度、本年度（动态数据，在时段期间统计，时段结束后，自动开始下一个时段的统计，本期数据转换为固定的定期数据）；
定期统计：每日（每日是基础数据（每日一条记录），是构成其它时段数据的基础）、每周、每月、每年（静态数据，在当期时段结束后转换而来）；
历史统计：历年累计平均值（静态数据，只累计到去年底为止）。
对统计结果进行按电压等级、所属单位进行的多种方式排序，并显示相应的状态图，包括落雷总数、负极性比率、常规雷电日、常规雷电小时、落雷密度、最大雷电流、平均雷电流的柱状图。
d、线路跳闸指标评价：
对线路或地区为考核单位的雷击跳闸指标进行评价，评价方式有两种：
按雷电日评价：
（n0为雷击跳闸率，n为跳闸次数，L为线路长度--百公里，d为每条线路的平均雷电日）
按落雷密度评价：
（n0为雷击跳闸率，n为跳闸次数，L为线路长度--百公里，γ0为每条线路的平均落雷密度）；
按所属局和电压等级进行排序，按所属局、电压等级、区间范围等多种方式进行组合统计雷击跳闸。
在本实施例中，雷电定位查询模块实现全省范围所有空间和时间的查询，实现包括以经纬度坐标、几何图形、线路杆塔、区间及整个走廊为中心的雷电信息查询、此外还能以图层、地名的地标属性来进行查询，并以图形或列表的形式直观地显示查询结果。
雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块用于将生成的雷电日图和落雷密度图进行与地理航拍图、电网设备GIS图、及和电网设备相关的防灾减灾系统中生成的各类环境气象图进行叠加显示。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种雷电信息综合快速分析定位系统，其特征在于：包括依次连接的数据库服务器、应用服务器和客户端；所述应用服务器用于实现系统的逻辑运算和处理功能；所述数据库服务器用于基础数据的存储管理；所述客户端用于显示用户所需信息；所述应用服务器的服务端组件包括地图处理组件和地理数据处理组件，所述地图处理组件和地理数据处理组件均将处理信息保存至应用服务器的生成日小结数据组件中；所述定位系统分为两个后台处理模块和三部分的前端展示模块；所述两个后台处理模块分别为地理数据的转化模块和雷电宏观密度图的生成模块；所述三部分的前端展示模块分别为报表统计分析部分模块、雷电定位查询模块和雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块；
所述地理数据的转化模块分为地理位置数据处理和线路位置数据处理，
所述地理位置数据处理的流程如下，
步骤S21：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S22：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为地理位置信息；
步骤S23：将每个雷电的信息转化为时间段统计；
所述线路位置数据处理的流程如下，
步骤S31：从数据库服务器的数据库中提取雷电的发生时间、经度和纬度信息；
步骤S32：将经度和纬度信息按地理行政区划转化为线路分段信息；
步骤S33：将每个雷电的信息转化为时间段统计；
所述雷电宏观密度图的生成模块分为雷电日图和落雷密度图；所述雷电日图在广域范围显示，全省最高分辨到15 km×16.6km；所述落雷密度图在广域范围显示，全省最高分辨到1km×1km，所述落雷密度图按灰度或伪彩色位图显示；
所述报表统计分析部分模块分为全省及各地区基本雷电参数、全省各县雷电参数、线路走廊的雷电参数显示和线路跳闸指标评价；所述线路跳闸指标评价分为按雷电日评价和按落雷密度评价，
所述按雷电日评价：
，
所述按落雷密度评价：
其中，n0为雷击跳闸率，n为跳闸次数，L为线路长度，其单位百公里，d为每条线路的平均雷电日，γ0为每条线路的平均落雷密度；
所述雷电定位查询模块实现全省范围所有空间和时间的查询，实现包括以经纬度坐标、几何图形、线路杆塔、区间及整个走廊为中心的雷电信息查询、此外还能以图层、地名的地标属性来进行查询，并以图形或列表的形式直观地显示查询结果；
所述雷电密度图与各类WEBGIS图的叠加展现模块用于将生成的雷电日图和落雷密度图进行与地理航拍图、电网设备GIS图和电网设备相关的防灾减灾系统中生成的各类环境气象图进行叠加显示。
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