本發(fā)明涉及一種氣象監(jiān)測與預警系統(tǒng)的技術領域，尤其涉及一種輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)。

背景技術：

隨著氣象條件的變化，外界環(huán)境中輸電線路的外荷載隨之變化。大風是輸電線路外荷載增加、導致輸電線路損壞的主要氣象因子，對電力工程建設、線路安全有著非常重要的影響。在我國沿海地區(qū)，輸電線路的安全運行受到臺風及其帶來的大風、暴雨、風暴潮引發(fā)次生災害的威脅。由于臺風存在顯著的不均勻性，而風速受地形影響，其變化特征非常復雜，如何合理可靠地分析確定風速，一直是電網工程氣象監(jiān)測、預警的重大難題。

目前常用的預警方法主要依據(jù)氣象局預報，及時性和針對性不足，對輸電線路受災范圍和程度的認識主要依賴運維人員的經驗，不能有效開展災前實時跟蹤和災后搶修預判。目前常用的風速數(shù)據(jù)主要來自氣象臺站觀測，分布較散，密度較低，觀測高度限于地面，尚不足以充分展示風速空間分布和極大風速特征，不能滿足線路運維的實際需求。

中國專利申請（公開號：cn103033855a）公開了一種電網氣象災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)：負責完成原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集任務，原始氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)包括自動氣象站數(shù)據(jù)、多普勒雷達數(shù)據(jù)、氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和數(shù)值預報數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)：負責原始氣象數(shù)據(jù)的解析工作，并對衛(wèi)星云圖進行切圖，最終將處理后的數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)：負責存儲各階段、各類型的數(shù)據(jù)，包括從氣象部門接收的原始數(shù)據(jù)，經數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的關系數(shù)據(jù)，經數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)解析后的矢量數(shù)據(jù)，經數(shù)據(jù)解析子系統(tǒng)處理過的圖片；災害天氣綜合展示子系統(tǒng)：負責系統(tǒng)功能展示。該專利申請通過對氣象自動站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星、數(shù)值預報等資料信息的綜合運用，建立了較完善的災害性天氣實測及預警體系，能夠快速定位受災害天氣影響的電網設施，能夠預估電網事故的發(fā)生概率，能夠提供抗災防災的實用性建議，達到了電網精確預警的目的，實現(xiàn)了全方位、多層次的預警發(fā)布服務。該專利申請雖然采用了來自于氣象自動站、多普勒雷達、氣象衛(wèi)星、數(shù)值預報等的多源數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)本身不包括以往的歷史數(shù)據(jù)，只是在接收到災害天氣預報后，及時計算分析電網事故的發(fā)生概率，生成電網故障預警信息，其氣象災害預警的準確性和客觀性會受到一定影響，難以對臺風不均勻性、風速變化、風速空間分布和極大風速特征等做出準確可靠的分析。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)，該輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)能夠科學、客觀地評估不同等級的臺風在距離預警地不同距離的時產生大風的等級以及臺風對電力線路造成的災害等級，提高風速預警和風災預警的有效性、準確度和時效，為優(yōu)化搶修力量調配，強化災前預警、預防和災后搶修預判的能力，降低電網故障，減少故障損失等提供技術保障。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)，采用時態(tài)gis技術對臺風進行跟蹤分析研究，實現(xiàn)臺風監(jiān)測預警；包括通用地圖功能模塊、臺風實時監(jiān)測模塊、綜合要素同步模塊、臺風預報預警模塊、研究成果展示模塊、歷史臺風管理模塊、系統(tǒng)管理維護模塊。

進一步的，通用地圖功能模塊與地理信息技術深度結合，通過地理信息技術直觀全面展示業(yè)務數(shù)據(jù)，通用地圖功能模塊是地理信息技術結合的公用模塊。所述的通用地圖功能模塊包括地圖瀏覽單元、地圖縮放單元、地圖漫游單元、距離量算單元、面積量算單元、電網地圖展示單元、道路地圖展示單元、地圖導出單元；

地圖瀏覽單元：提供多種底圖作為數(shù)據(jù)疊加分析和展示的背景，包括：行政區(qū)劃白板圖、地形圖、衛(wèi)星地圖；用戶可根據(jù)需求或應用場景，快速切換背景地圖；

地圖縮放單元：用戶可通過本功能調節(jié)地圖比例尺，動態(tài)改變地圖視圖范圍，從而動態(tài)調節(jié)關注區(qū)域；

地圖漫游單元：用戶可通過此功能移動地圖可視范圍，動態(tài)改變地圖視圖范圍，從而動態(tài)調節(jié)關注區(qū)域；

距離量算單元：用戶通過此功能，可以在地圖上任意位置進行多段線繪制，繪制完成后，系統(tǒng)自動計算所繪制的多段線的長度，從而進行距離測量，同時支持多種度量單位公里、海里的顯示距離；

面積量算單元：通過面積量算單元，用戶直接在地圖上繪制任意閉合區(qū)域，系統(tǒng)自動完成面積量算；

電網地圖展示單元：系統(tǒng)按實際情況將輸電走廊以不同的線路區(qū)分顯示，用戶可控制不同輸電走廊的顯示與隱藏；

道路地圖展示單元：提供相關地區(qū)及鄰近地市道路路網信息展示，為臺風災害電力設備設施搶險提供應急路網參考；

地圖導出單元：用戶可通過本功能將當前地圖輸出為圖片，系統(tǒng)支持多種圖片格式png、gif、bmp。

進一步的，臺風實時監(jiān)測模塊以臺風生成、發(fā)展為靶向進行實時全方位監(jiān)控，便于業(yè)務人員實時掌控臺風的發(fā)展演變。所述的臺風實時監(jiān)測模塊包括臺風狀態(tài)監(jiān)控單元、距離實時監(jiān)控單元、移向移速監(jiān)測單元；臺風狀態(tài)監(jiān)控單元包括臺風實時軌跡監(jiān)控、臺風預報軌跡監(jiān)控和軌跡節(jié)點狀態(tài)監(jiān)控；距離實時監(jiān)控單元實時監(jiān)測并顯示臺風距離主要城市的距離，可根據(jù)臺風的位置信息，自動計算臺風距沿海主要城市的方位；移向移速監(jiān)測單元包括1小時相對移向移速監(jiān)測、3小時相對移向移速監(jiān)測、6小時相對移向移速監(jiān)測、12小時相對移向移速監(jiān)測、24小時相對移向移速監(jiān)測、移向移速展示。臺風狀態(tài)監(jiān)控單元實時監(jiān)控新的臺風生成，在地圖上顯示臺風位置，根據(jù)臺風位置變化繪制臺風歷史路徑圖，隨著臺風的發(fā)展系統(tǒng)自動刷新并顯示最新路徑圖。根據(jù)多家（中國、美國、日本）臺風預報，實現(xiàn)臺風預報路徑顯示，同時對比分析多家預報。實現(xiàn)實時臺風報文的同步顯示和刷新，動態(tài)跟蹤臺風路徑。點擊臺風路徑節(jié)點可查詢風向風速、風圈半徑、氣壓等信息。

進一步的，臺風發(fā)展過程中影像著周邊區(qū)域氣候變化，因此同步監(jiān)測氣象觀測資料十分必要，綜合要素同步模塊實現(xiàn)多種氣象要素（雨量、氣溫、風速風向、氣壓）同步展示、衛(wèi)星云圖同步、雷達回波同步，為臺風監(jiān)測提供豐富的決策支持材料。所述的綜合要素同步模塊包括站點要素同步單元、雷達回波同步單元、衛(wèi)星云圖同步單元；所述的站點要素同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點相應時次的氣象站點觀測要素的同步展示，包括雨量同步展示、風場徒步展示、氣壓同步展示、氣溫同步展示；雨量同步展示分為不同時段累計降水同步展示，包括前1、3、6、12、24、48、72小時雨量同步；所述的雷達回波同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點上，相應時次的雷達回波展示，實現(xiàn)臺風和雷達回波動態(tài)播放功能；所述的衛(wèi)星云圖同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點上，相應時次的衛(wèi)星云圖展示，實現(xiàn)臺風和衛(wèi)星云圖動態(tài)播放功能。

進一步的，臺風預報預警模塊根據(jù)臺風軌跡和強度發(fā)展演變狀況，結合歷史數(shù)據(jù)研究結果，自動判斷臺風所屬級別，監(jiān)測臺風對輸電走廊的威脅風險等級，作出臺風預警，提供相應防御指南。所述的臺風預報預警模塊包括風險等級監(jiān)測單元、臺風預警信息單元、防災減災指南單元；風險等級監(jiān)測單元根據(jù)臺風實時狀態(tài)結合歷史臺風判斷當前風險等級，實時展示風險等級和影響；臺風預警信息單元根據(jù)臺風等級，提供相應的風險預警預報，以彈窗和列表形式提示用戶；防災減災指南單元提供不同臺風等級的防災減災信息，用戶可根據(jù)預警信息查看相應的防災減災指南。

進一步的，歷史臺風管理模塊對地區(qū)及沿海海域歷史臺風數(shù)據(jù)、自動站觀測數(shù)據(jù)、歷史衛(wèi)星雷達資料進梳理歸檔，實現(xiàn)對歷史臺風信息的管理，主要包括歷史臺風的查詢檢索，支持從時間、空間范圍、定量條件等多維角度對歷年的臺風資料進行快速查詢，可以直接通過年份查詢，或者采用高級查詢方式。所述的歷史臺風管理模塊包括相關要素查詢單元、影響地區(qū)查詢單元、點緩沖區(qū)查詢單元、多邊形查詢單元、定量條件查詢單元；所述的相關要素查詢單元通過輸入臺風信息的編號、名稱、時間范圍，執(zhí)行查詢操作，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；所述的影響地區(qū)查詢單元通過輸入臺風影響區(qū)域的登陸地點查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；點緩沖區(qū)查詢單元通過設置確定的地理位置和范圍執(zhí)行查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；多邊形查詢單元通過在地圖上繪制多邊形的方式設置任意地理范圍，執(zhí)行查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；定量條件查詢單元針對電力行業(yè)輸電網絡建設規(guī)范，系統(tǒng)提供定量條件檢索功能，包括：風力條件檢索，同時系統(tǒng)自動內置風力等級>25m/s的參數(shù)，用戶可通過輸入定量條件，并予以查看展示。風力條件檢索，通過設置臺風風力等級序列（如：風力＜15m/s，15m/s≤風力＜20m/s，20m/s≤風力＜25，25m/s≤風力＜30，風力>30m/s），系統(tǒng)自動從影響的臺風中分析，臺風風力等級分級時常統(tǒng)計。

進一步的，所述的研究成果展示模塊包括臺風分布特征單元、演變規(guī)律報告單元、風險等級區(qū)劃單元；所述的臺風分布特征單元包括分布規(guī)律研究報告展示、臺風出現(xiàn)概率分布地圖展示；所述的演變規(guī)律報告單元用于展示臺風演變規(guī)律研究報告；風險等級區(qū)劃單元包括風險等級研究報告查看、風險等級區(qū)劃地圖展示。

進一步的，所述的系統(tǒng)管理維護模塊包括用戶管理單元、輸電走廊管理單元、研究報告管理單元；所述的用戶管理單元針對系統(tǒng)用戶進行管理維護操作，包括：用戶新增、用戶編輯、用戶刪除的操作；所述的輸電走廊管理單元可根據(jù)輸電走廊信息的變化而增加、移除、編輯，實現(xiàn)對輸電走廊信息的維護；所述的研究報告管理單元針對平臺研究成果進行管理維護，實現(xiàn)研究報告的增加、刪除的功能。

綜上所述，本發(fā)明的本發(fā)明具有以下技術效果：（1）融合多源數(shù)據(jù)，分析沿海地區(qū)臺風的時空變化規(guī)律，綜合利用雷達、衛(wèi)星、氣象站等多源數(shù)據(jù)，將各數(shù)據(jù)自動快速轉換為標準化數(shù)據(jù)格式處理，建立臺風外場觀測、臺風機理、臺風路徑和區(qū)域臺風數(shù)值預報模式；（2）與各采集點的數(shù)據(jù)快速同步，為快速預測、危險等級劃分以及災害預警打下基礎；（3）采用改進的臺風渦旋循環(huán)同化技術和基于外場觀測的臺風邊界層拖曳過程參數(shù)化方案，提升了預報的成功率；（4）基于數(shù)值模擬方法建立沿海地區(qū)空間分辨率高、時間跨度長的風速資料集，克服了現(xiàn)有資料站點密度低、探測高度低等不足，提高風速預報的精細化水平。

附圖說明

圖1是本實施例1的一種輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)的結構連接框圖；

圖2是通用地圖功能模塊的結構連接框圖；

圖3是臺風實時監(jiān)測模塊的結構連接框圖；

圖4是綜合要素同步模塊的結構連接框圖；

圖5是臺風預報預警模塊的結構連接框圖；

圖6是研究成果展示模塊的結構連接框圖；

圖7是歷史臺風管理模塊的結構連接框圖；

圖8是系統(tǒng)管理維護模塊的結構連接框圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例1所描述的一種輸電線路不均勻風壓實時監(jiān)測與臺風預警系統(tǒng)，采用時態(tài)gis技術對臺風進行跟蹤分析研究，實現(xiàn)臺風監(jiān)測預警；如圖1所示，包括通用地圖功能模塊1、臺風實時監(jiān)測模塊2、綜合要素同步模塊3、臺風預報預警模塊4、研究成果展示模塊5、歷史臺風管理模塊6、系統(tǒng)管理維護模塊7。

該通用地圖功能模塊與地理信息技術深度結合，通過地理信息技術直觀全面展示業(yè)務數(shù)據(jù)，通用地圖功能模塊是地理信息技術結合的公用模塊。如圖2所示，所述的通用地圖功能模塊包括地圖瀏覽單元8、地圖縮放單元9、地圖漫游單元10、距離量算單元11、面積量算單元12、電網地圖展示單元13、道路地圖展示單元14、地圖導出單元15；

地圖瀏覽單元：提供多種底圖作為數(shù)據(jù)疊加分析和展示的背景，包括：行政區(qū)劃白板圖、地形圖、衛(wèi)星地圖；用戶可根據(jù)需求或應用場景，快速切換背景地圖；

地圖縮放單元：用戶可通過本功能調節(jié)地圖比例尺，動態(tài)改變地圖視圖范圍，從而動態(tài)調節(jié)關注區(qū)域；

地圖漫游單元：用戶可通過此功能移動地圖可視范圍，動態(tài)改變地圖視圖范圍，從而動態(tài)調節(jié)關注區(qū)域；

距離量算單元：用戶通過此功能，可以在地圖上任意位置進行多段線繪制，繪制完成后，系統(tǒng)自動計算所繪制的多段線的長度，從而進行距離測量，同時支持多種度量單位公里、海里的顯示距離；

面積量算單元：通過面積量算單元，用戶直接在地圖上繪制任意閉合區(qū)域，系統(tǒng)自動完成面積量算；

電網地圖展示單元：系統(tǒng)按實際情況將輸電走廊以不同的線路區(qū)分顯示，用戶可控制不同輸電走廊的顯示與隱藏；

道路地圖展示單元：提供相關地區(qū)及鄰近地市道路路網信息展示，為臺風災害電力設備設施搶險提供應急路網參考；

地圖導出單元：用戶可通過本功能將當前地圖輸出為圖片，系統(tǒng)支持多種圖片格式png、gif、bmp。

該臺風實時監(jiān)測模塊以臺風生成、發(fā)展為靶向進行實時全方位監(jiān)控，便于業(yè)務人員實時掌控臺風的發(fā)展演變。如圖3所示，所述的臺風實時監(jiān)測模塊包括臺風狀態(tài)監(jiān)控單元16、距離實時監(jiān)控單元17、移向移速監(jiān)測單元18；臺風狀態(tài)監(jiān)控單元包括臺風實時軌跡監(jiān)控、臺風預報軌跡監(jiān)控和軌跡節(jié)點狀態(tài)監(jiān)控；距離實時監(jiān)控單元實時監(jiān)測并顯示臺風距離主要城市的距離，可根據(jù)臺風的位置信息，自動計算臺風距沿海主要城市的方位；移向移速監(jiān)測單元包括1小時相對移向移速監(jiān)測、3小時相對移向移速監(jiān)測、6小時相對移向移速監(jiān)測、12小時相對移向移速監(jiān)測、24小時相對移向移速監(jiān)測、移向移速展示。臺風狀態(tài)監(jiān)控單元實時監(jiān)控新的臺風生成，在地圖上顯示臺風位置，根據(jù)臺風位置變化繪制臺風歷史路徑圖，隨著臺風的發(fā)展系統(tǒng)自動刷新并顯示最新路徑圖。根據(jù)多家（中國、美國、日本）臺風預報，實現(xiàn)臺風預報路徑顯示，同時對比分析多家預報。實現(xiàn)實時臺風報文的同步顯示和刷新，動態(tài)跟蹤臺風路徑。點擊臺風路徑節(jié)點可查詢風向風速、風圈半徑、氣壓等信息。

該臺風發(fā)展過程中影像著周邊區(qū)域氣候變化，因此同步監(jiān)測氣象觀測資料十分必要，綜合要素同步模塊實現(xiàn)多種氣象要素（雨量、氣溫、風速風向、氣壓）同步展示、衛(wèi)星云圖同步、雷達回波同步，為臺風監(jiān)測提供豐富的決策支持材料。如圖4所示，所述的綜合要素同步模塊包括站點要素同步單元19、雷達回波同步單元20、衛(wèi)星云圖同步單元21；所述的站點要素同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點相應時次的氣象站點觀測要素的同步展示，包括雨量同步展示、風場徒步展示、氣壓同步展示、氣溫同步展示；雨量同步展示分為不同時段累計降水同步展示，包括前1、3、6、12、24、48、72小時雨量同步；所述的雷達回波同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點上，相應時次的雷達回波展示，實現(xiàn)臺風和雷達回波動態(tài)播放功能；所述的衛(wèi)星云圖同步單元實現(xiàn)臺風路徑節(jié)點上，相應時次的衛(wèi)星云圖展示，實現(xiàn)臺風和衛(wèi)星云圖動態(tài)播放功能。

該臺風預報預警模塊根據(jù)臺風軌跡和強度發(fā)展演變狀況，結合歷史數(shù)據(jù)研究結果，自動判斷臺風所屬級別，監(jiān)測臺風對輸電走廊的威脅風險等級，作出臺風預警，提供相應防御指南。如圖5所示，所述的臺風預報預警模塊包括風險等級監(jiān)測單元22、臺風預警信息單元23、防災減災指南單元24；風險等級監(jiān)測單元根據(jù)臺風實時狀態(tài)結合歷史臺風判斷當前風險等級，實時展示風險等級和影響；臺風預警信息單元根據(jù)臺風等級，提供相應的風險預警預報，以彈窗和列表形式提示用戶；防災減災指南單元提供不同臺風等級的防災減災信息，用戶可根據(jù)預警信息查看相應的防災減災指南。

該歷史臺風管理模塊對地區(qū)及沿海海域歷史臺風數(shù)據(jù)、自動站觀測數(shù)據(jù)、歷史衛(wèi)星雷達資料進梳理歸檔，實現(xiàn)對歷史臺風信息的管理，主要包括歷史臺風的查詢檢索，支持從時間、空間范圍、定量條件等多維角度對歷年的臺風資料進行快速查詢，可以直接通過年份查詢，或者采用高級查詢方式。如圖6所示，所述的歷史臺風管理模塊包括相關要素查詢單元25、影響地區(qū)查詢單元26、點緩沖區(qū)查詢單元27、多邊形查詢單元28、定量條件查詢單元29；所述的相關要素查詢單元通過輸入臺風信息的編號、名稱、時間范圍，執(zhí)行查詢操作，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；所述的影響地區(qū)查詢單元通過輸入臺風影響區(qū)域的登陸地點查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；點緩沖區(qū)查詢單元通過設置確定的地理位置和范圍執(zhí)行查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；多邊形查詢單元通過在地圖上繪制多邊形的方式設置任意地理范圍，執(zhí)行查詢歷史臺風記錄，系統(tǒng)自動檢索出相關的臺風，并予以查看展示；定量條件查詢單元針對電力行業(yè)輸電網絡建設規(guī)范，系統(tǒng)提供定量條件檢索功能，包括：風力條件檢索，同時系統(tǒng)自動內置風力等級>25m/s的參數(shù)，用戶可通過輸入定量條件，并予以查看展示。風力條件檢索，通過設置臺風風力等級序列（如：風力＜15m/s，15m/s≤風力＜20m/s，20m/s≤風力＜25，25m/s≤風力＜30，風力>30m/s），系統(tǒng)自動從影響的臺風中分析，臺風風力等級分級時常統(tǒng)計。

如圖7所示，該研究成果展示模塊包括臺風分布特征單元30、演變規(guī)律報告單元31、風險等級區(qū)劃單元32；所述的臺風分布特征單元包括分布規(guī)律研究報告展示、臺風出現(xiàn)概率分布地圖展示；所述的演變規(guī)律報告單元用于展示臺風演變規(guī)律研究報告；風險等級區(qū)劃單元包括風險等級研究報告查看、風險等級區(qū)劃地圖展示。

如圖8所示，該系統(tǒng)管理維護模塊包括用戶管理單元33、輸電走廊管理單元34、研究報告管理單元35；所述的用戶管理單元針對系統(tǒng)用戶進行管理維護操作，包括：用戶新增、用戶編輯、用戶刪除的操作；所述的輸電走廊管理單元可根據(jù)輸電走廊信息的變化而增加、移除、編輯，實現(xiàn)對輸電走廊信息的維護；所述的研究報告管理單元針對平臺研究成果進行管理維護，實現(xiàn)研究報告的增加、刪除的功能。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術方案作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。