CN104715346B - 一种面向输电线路的山火临近风险评估系统 - Google Patents

一种面向输电线路的山火临近风险评估系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向输电线路的山火临近风险评估系统，包括网络接口模块、存储模块和处理模块；处理模块根据山火发生信息以及电力输电线路信息确定受着火点影响的电力输电线路，再结合实时气象数据依次计算山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数，最终根据山火临近风险指数判定本次山火事件的山火预警风险等级并确定山火临近风险预警信息，将山火临近风险预警信息传送至网络接口模块进行发布。本发明能够集合应用卫星的山火监测、自动气象站实时监测气象信息和输电线路的地理信息坐标定位信息，在山火发生后快速对山火对临近线路的风险进行评估，并根据评估结果发布预警消息。

Description

一种面向输电线路的山火临近风险评估系统
技术领域
本发明涉及山火风险评估领域，尤其涉及一种面向输电线路的山火临近风险评估系统。
背景技术
随着信息通信技术与数据采集技术的发展，目前通过极轨气象卫星遥感技术已经能够及时监测到发生的山火事件。极轨气象卫星通过装载的中分辨率光谱成像仪，获得山火卫星监测信息，然后经过定位、定标、订正等一系列过程完成对卫星监测信息的处理，实现对山火的监测。随着国家电网公司GIS系统的推广应用，目前国家电网公司GIS系统已经覆盖了所有110kV及其以上的输电线路，通过该系统能够明确获取到每条输电线路的坐标及其杆塔位置等信息。在气象方面，目前国家气象局已经建成了覆盖全国的气象自动监测站网络，基本上覆盖到了县级别，即每个县至少有一个功能完整准确的自动气象监测站，并且每个自动气象监测站能够开展准实时(每小时一次)的数据采集，采集到的气象参数包括风速、风向、温度、湿度等。
目前气象部门也在发布各地山火预警信息，森林火险等级分布图等信息，但由于这些信息都是粗线条的，涉及范围较大，时间精度不足，且针对全社会所有行业，不能够满足电力行业输电线路运行维护人员的对山火风险精细化评估与预警的需求，电力行业输电线路运行维护人员亟需一种在山火发生后能够及时分析山火对线路风险进行评估和预警的方法，能够指导运维人员对在山火发生密集时有选择、有重点地对输电线路采取保护措施，从而将山火对输电线路的破坏和影响降低到最低。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向输电线路的山火临近风险评估系统，能够集合应用卫星的山火监测、自动气象站实时监测气象信息和输电线路的地理信息坐标定位信息，在山火发生后快速对山火对临近线路的风险进行评估，并根据评估结果发布预警消息。
本发明采用下述技术方案：
一种面向输电线路的山火临近风险评估系统，包括网络接口模块、存储模块和处理模块；
网络接口模块，用于从基于卫星的山火监测系统获取山火发生信息、从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据和从GIS系统获取电力输电线路信息，并将山火临近风险预警信息发布至用户；
存储模块，用于存储数据；
处理模块，用于根据从基于卫星的山火监测系统获取的山火发生信息以及从GIS系统获取的电力输电线路信息确定受着火点影响的电力输电线路，并根据从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据依次计算山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数，将计算出的山火对受着火点影响的电力输电线路的山火临近风险指数传送至存储模块进行存储，然后根据山火临近风险指数判定本次山火事件的山火预警风险等级，并依据设定的发布标准确定山火临近风险预警信息，将山火临近风险预警信息传送至网络接口模块进行发布。
所述的山火发生信息包括火点发生位置的地理位置、经纬度坐标和地表类型。
所述的处理模块按照以下步骤进行受着火点影响的电力输电线路的确定：
A1：处理模块利用网络接口模块从GIS系统中获取企业所辖的所有电力输电线路信息，包括电力输电线路的经纬度坐标信息；然后进入步骤A2；
A2：根据步骤B1中获取的企业所辖的所有电力输电线路信息，处理模块通过判断电力输电线路与着火点发生位置的距离确定一条或多条受着火点影响的电力输电线路；然后利用网络接口模块从GIS系统中获取一条或多条受着火点影响的电力输电线路所包含的所有线路段信息，线路段信息包括线路段的经纬度坐标；然后进入步骤A3；
A3：处理模块从一条或多条受着火点影响的电力输电线路中选择一条受着火点影响的电力输电线路，然后进入步骤A4进行判定计算；
A4：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段的经纬度坐标逐一与着火点发生位置的经纬度坐标进行计算，分别得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离；然后进入步骤A5；
A5：处理模块判断是否完成所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段与着火点位置的最短距离计算，如果为否，则返回步骤A4；如果为是，则进入步骤A6；
A6：处理模块判断得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离中最小的最短距离，并将此最小的最短距离与设定距离值进行比较，如果小于等于设定距离值，则进入步骤A7；如果大于设定距离值，则进入步骤A8；
A7：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路、受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段以及受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离信息通过存储模块进行存储；然后进入步骤A8；
A8：处理模块判断是否完成所有受着火点影响的电力输电线路的判定计算，如果是，则结束本次山火影响线路判定计算；如果为否，则返回步骤A3。
所述的实时气象数据包括风速和风向。
所述的处理模块按照以下步骤进行山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数的计算：
B1：根据步骤A7中获得的受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离，计算山火风险距离子指数f1(d)，然后进入步骤B2；
其中，d为受着火点影响的电力输电线路与着火点之间的最短距离；
B2：根据着火点发生位置的地表类型，计算山火风险地表类型子指数f3(g)，然后进入步骤B3；
其中，g表示着火点发生位置的地表特征；
B3：根据着火点发生位置附近的风向数据，结合着火点发生位置的经纬度坐标、受着火点影响的电力输电线路及受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段的经纬度坐标，判断着火点发生位置附近的风向和着火点发生位置是否位于该受着火点影响的电力输电线路同一侧，如果为是则进入步骤B4，如果为否则进入步骤B5；
B4：判定山火风险风速子指数f2(v)为0.1；然后进入步骤B6；
B5：计算着火点发生位置附近的风速VW在受着火点影响的电力输电线路垂直方向上的分量V，然后根据计算出的分量计算山火风险风速子指数f2(V)，然后进入步骤B6；
V＝VW×sin(φ)，VW为着火点发生位置附近的风速，φ为受着火点影响的电力输电线路的走向与风向的夹角的绝对值；
B6：将山火风险距离子指数、山火风险地表类型子指数和山火风险风速子指数相乘，计算得到本次山火事件的山火临近风险指数F(d,V,g)，
F(d,V,g)＝f1(d)×f2(V)×f3(g)。
所述的处理模块按照以下标准进行本次山火事件的山火预警风险等级的确定：
山火预警风险等级W(p)为
其中p为山火临近风险指数F(d,V,g)。
本发明通过对极轨气象卫星遥感技术山火监测信息、气象自动监测站常规气象监测信息和电网GIS信息的综合应用，通过对极轨气象卫星遥感监测到的山火发生信息进行分析，利用电网GIS系统中输电线路GIS坐标信息进行图形化计算，分析和预测山火影响的输电线路，然后结合山火着火点附近的气象自动监测站监测到的气象参数，经过综合计算分析与风险评估得到山火风险距离子指数、山火风险地表类型子指数和山火风险风速子指数，最终通过综合计算得到山火的风险评估指数和风险等级，并根据山火风险等级通过消息发送接口对用户发布预警消息。本发明系统解决了山火对输电线路风险影响难以量化和评估的问题。本发明能够及时快速地通过对多种监测信息和输电线路GIS信息的计算与分析，通过山火风险评估计算方法模型的计算能够快速、及时、准确地获知山火对输电线路的风险评估，为电力企业对输电线路上山火风险因素的快速反应和准确判断提供了必要的技术方法，通过本发明的应用，电力企业输电线路运维部门可以在山火多发季节突出重点、明确目标、集中力量处理山火给输电线路带来的运行和安全风险，将山火带来的输电线路运行安全风险和电力损失降至最低，保障了电力供应安全，从而维护了社会企业生产与居民生活和谐稳定。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作以详细的描述：
如图1所示，本发明所述的面向输电线路的山火临近风险评估系统，包括网络接口模块、存储模块和处理模块；
网络接口模块，用于从基于卫星的山火监测系统获取山火发生信息、从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据和从GIS系统获取电力输电线路信息，并将山火临近风险预警信息发布至用户；
存储模块，用于存储数据；
处理模块，用于根据从基于卫星的山火监测系统获取的山火发生信息以及从GIS系统获取的电力输电线路信息确定受着火点影响的电力输电线路，并根据从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据依次计算山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数，将计算出的山火对受着火点影响的电力输电线路的山火临近风险指数传送至存储模块进行存储，然后根据山火临近风险指数判定本次山火事件的山火预警风险等级，并依据设定的发布标准确定山火临近风险预警信息，将山火临近风险预警信息传送至网络接口模块进行发布。其中，山火发生信息包括火点发生位置的地理位置、经纬度坐标和地表类型；实时气象数据包括风速和风向。
处理模块按照以下步骤进行受着火点影响的电力输电线路的确定：
A1：处理模块利用网络接口模块从GIS系统中获取企业所辖的所有电力输电线路信息，包括电力输电线路的经纬度坐标信息；然后进入步骤A2；
A2：根据步骤B1中获取的企业所辖的所有电力输电线路信息，处理模块通过判断电力输电线路与着火点发生位置的距离确定一条或多条受着火点影响的电力输电线路；然后利用网络接口模块从GIS系统中获取一条或多条受着火点影响的电力输电线路所包含的所有线路段信息，线路段信息包括线路段的经纬度坐标；然后进入步骤A3；
A3：处理模块从一条或多条受着火点影响的电力输电线路中选择一条受着火点影响的电力输电线路，然后进入步骤A4进行判定计算；
A4：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段的经纬度坐标逐一与着火点发生位置的经纬度坐标进行计算，分别得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离；然后进入步骤A5；
A5：处理模块判断是否完成所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段与着火点位置的最短距离计算，如果为否，则返回步骤A4；如果为是，则进入步骤A6；
A6：处理模块判断得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离中最小的最短距离，并将此最小的最短距离与设定距离值进行比较，如果小于等于设定距离值，则进入步骤A7；如果大于设定距离值，则进入步骤A8；
A7：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路、受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段以及受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离信息通过存储模块进行存储；然后进入步骤A8；
A8：处理模块判断是否完成所有受着火点影响的电力输电线路的判定计算，如果是，则结束本次山火影响线路判定计算；如果为否，则返回步骤A3。
处理模块按照以下步骤进行山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数的计算：
B1：根据步骤A7中获得的受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离，计算山火风险距离子指数f1(d)，然后进入步骤B2；
其中，d为受着火点影响的电力输电线路与着火点之间的最短距离；
B2：根据着火点发生位置的地表类型，计算山火风险地表类型子指数f3(g)，然后进入步骤B3；
其中，g表示着火点发生位置的地表特征；
B3：根据着火点发生位置附近的风向数据，结合着火点发生位置的经纬度坐标、受着火点影响的电力输电线路及受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段的经纬度坐标，判断着火点发生位置附近的风向和着火点发生位置是否位于该受着火点影响的电力输电线路同一侧，如果为是则进入步骤B4，如果为否则进入步骤B5；
B4：判定山火风险风速子指数f2(v)为0.1；然后进入步骤B6；
B5：计算着火点发生位置附近的风速VW在受着火点影响的电力输电线路垂直方向上的分量V，然后根据计算出的分量计算山火风险风速子指数f2(V)，然后进入步骤B6；
V＝VW×sin(φ)，VW为着火点发生位置附近的风速，φ为受着火点影响的电力输电线路的走向与风向的夹角的绝对值；
B6：将山火风险距离子指数、山火风险地表类型子指数和山火风险风速子指数相乘，计算得到本次山火事件的山火临近风险指数F(d,V,g)，
F(d,V,g)＝f1(d)×f2(V)×f3(g)。
处理模块按照以下标准进行本次山火事件的山火预警风险等级的确定：
山火预警风险等级W(p)为
其中p为山火临近风险指数F(d,V,g)。

Claims (2)

1.一种面向输电线路的山火临近风险评估系统，其特征在于，包括网络接口模块、存储模块和处理模块；
网络接口模块，用于从基于卫星的山火监测系统获取山火发生信息、从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据和从GIS系统获取电力输电线路信息，并将山火临近风险预警信息发布至用户；
存储模块，用于存储数据；
处理模块，用于根据从基于卫星的山火监测系统获取的山火发生信息以及从GIS系统获取的电力输电线路信息确定受着火点影响的电力输电线路，并根据从自动气象监测站获取着火点发生位置附近的实时气象数据依次计算山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数，将计算出的山火对受着火点影响的电力输电线路的山火临近风险指数传送至存储模块进行存储，然后根据山火临近风险指数判定本次山火事件的山火预警风险等级，并依据设定的发布标准确定山火临近风险预警信息，将山火临近风险预警信息传送至网络接口模块进行发布；
所述的山火发生信息包括火点发生位置的地理位置、经纬度坐标和地表类型；
所述的处理模块按照以下步骤进行受着火点影响的电力输电线路的确定：
A1：处理模块利用网络接口模块从GIS系统中获取企业所辖的所有电力输电线路信息，包括电力输电线路的经纬度坐标信息；然后进入步骤A2；
A2：根据步骤B1中获取的企业所辖的所有电力输电线路信息，处理模块通过判断电力输电线路与着火点发生位置的距离确定一条或多条受着火点影响的电力输电线路；然后利用网络接口模块从GIS系统中获取一条或多条受着火点影响的电力输电线路所包含的所有线路段信息，线路段信息包括线路段的经纬度坐标；然后进入步骤A3；
A3：处理模块从一条或多条受着火点影响的电力输电线路中选择一条受着火点影响的电力输电线路，然后进入步骤A4进行判定计算；
A4：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段的经纬度坐标逐一与着火点发生位置的经纬度坐标进行计算，分别得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离；然后进入步骤A5；
A5：处理模块判断是否完成所选择的受着火点影响的电力输电线路的所有的线路段与着火点位置的最短距离计算，如果为否，则返回步骤A4；如果为是，则进入步骤A6；
A6：处理模块判断得出所选择的受着火点影响的电力输电线路的各个线路段与着火点位置的最短距离中最小的最短距离，并将此最小的最短距离与设定距离值进行比较，如果小于等于设定距离值，则进入步骤A7；如果大于设定距离值，则进入步骤A8；
A7：处理模块将所选择的受着火点影响的电力输电线路、受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段以及受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离信息通过存储模块进行存储；然后进入步骤A8；
A8：处理模块判断是否完成所有受着火点影响的电力输电线路的判定计算，如果是，则结束本次山火影响线路判定计算；如果为否，则返回步骤A3；
所述的实时气象数据包括风速和风向；
所述的处理模块按照以下步骤进行山火对所有受着火点影响的电力输电线路的风险指数的计算：
B1：根据步骤A7中获得的受着火点影响的电力输电线路与着火点的最短距离，计算山火风险距离子指数f1(d)，然后进入步骤B2；
f 1 ( d ) = d > 800 , f 1 ( d ) = 0.1 500 &le; d &le; 800 , f 1 ( d ) = 0.2 300 &le; d < 500 , f 1 ( d ) = 0.4 100 &le; d < 300 , f 1 ( d ) = 0.75 d < 100 , f 1 ( d ) = 1 ;
其中，d为受着火点影响的电力输电线路与着火点之间的最短距离；
B2：根据着火点发生位置的地表类型，计算山火风险地表类型子指数f3(g)，然后进入步骤B3；
其中，g表示着火点发生位置的地表特征；
B3：根据着火点发生位置附近的风向数据，结合着火点发生位置的经纬度坐标、受着火点影响的电力输电线路及受着火点影响的电力输电线路中与着火点位置的最近的线路段的经纬度坐标，判断着火点发生位置附近的风向和着火点发生位置是否位于该受着火点影响的电力输电线路同一侧，如果为是则进入步骤B4，如果为否则进入步骤B5；
B4：判定山火风险风速子指数f2(v)为0.1；然后进入步骤B6；
B5：计算着火点发生位置附近的风速VW在受着火点影响的电力输电线路垂直方向上的分量V，然后根据计算出的分量计算山火风险风速子指数f2(V)，然后进入步骤B6；
V＝VW×sin(φ)，VW为着火点发生位置附近的风速，φ为受着火点影响的电力输电线路的走向与风向的夹角的绝对值；
f 2 ( V ) = V > 9 , f 2 ( V ) = 0.5 6 &le; V &le; 9 f 2 ( V ) = 0.7 2 &le; V < 6 f 2 ( V ) = 1 V < 2 f 2 ( V ) = 0.6 ;
B6：将山火风险距离子指数、山火风险地表类型子指数和山火风险风速子指数相乘，计算得到本次山火事件的山火临近风险指数F(d,V,g)，
F(d,V,g)＝f1(d)×f2(V)×f3(g)。
2.根据权利要求1所述的面向输电线路的山火临近风险评估系统，其特征在于，所述的处理模块按照以下标准进行本次山火事件的山火预警风险等级的确定：
山火预警风险等级W(p)为
其中p为山火临近风险指数F(d,V,g)。
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