農村雷電災害預警系統

李向津

農村雷電災害預警系統基于B/S架構，采用J2EE技術開發而成。系統主要包含采集分析模塊、雷電顯示分析模塊、預警產品制作模塊、產品發布模塊、系統管理模塊。采集分析模塊實現了雷電監測資料的收集、分析、入庫。雷電顯示分析模塊實現了將系統收集上來的雷電監測資料疊加地理信息，直觀顯示雷電形成、發展的過程。預警產品制作模塊可自動制作包括文本、圖片、表格形式的雷電預警產品。產品發布模塊能夠及時對預警產品做出響應，及時、準確的為不同用戶提供相應的預警產品。系統管理模塊通過權限管理控制不同組織的用戶擁有不同的權限。

【關鍵詞】農村 雷電災害 模塊設計 預警系統

1 引言

雷電災害是嚴重的自然災害之一，中國每年因雷電災害造成的人員傷亡為上千人，財產損失為超億元。隨著社會經濟的發展、人們交往頻度的增加，高層建筑、現代化電子設施和和公共服務場所的大量出現，雷擊事件和雷電災害損失呈逐年上升趨勢，并呈多樣性方式發展。伴隨新農村建設，尤其是新村集鎮、鄉鎮企業規模的迅速發展，雷電災害造成的損失和社會影響將越趨嚴重。由于農村地域廣闊，防雷基礎設施建設差，農民缺乏防雷意識，野外作業無雷電防護措施，農村成為防雷減災管理的薄弱環節，雷災頻繁發生。因此，農村的防雷減災工作不容忽視，建立農村雷電災害預警系統對于防災減災工作非常重要。

2 農村雷電災害預警系統

農村雷電災害預警系統按功能劃分主要包含以下子模塊：采集分析模塊、雷電顯示分析模塊、預警產品制作模塊、產品發布模塊、系統管理模塊，如圖1、2所示。

2.1 采集分析模塊

采集分析模塊實現了雷電監測資料的收集、分析、入庫。資料采集使用文件傳輸協議（FTP）進行傳輸，按配置的時間間隔自動運行（10秒一次），自動調取大氣電場數據和市局信息中心授權的雷達數據、閃電定位數據、天氣數據，下載到本系統資料指定目錄，并對資料的傳輸結果進行監控。分析入庫按指定周期檢索采集的雷電資料，對資料數據進行相應的格式化轉化，按照解析規則提取雷電監測數據插入平臺數據庫。

2.2 雷電顯示分析模塊

雷電顯示分析模塊實現了將系統收集上來的雷電監測資料疊加地理信息，直觀顯示雷電形成、發生的過程，顯示雷電活動的時間、強度、移動方向等特點，空間電場變化和雷電發生之間關系可通過曲線圖等方式進行顯示。同時雷電、云圖、天氣資料等數據可以在本系統進行顯示。

通過天氣預警信息及雷達反射率檢測，初步判斷是否存在雷電形成的條件，通過對大氣靜電場儀的檢測數據的實時監測，運算，為雷電預警提供數據支撐，通過對閃電定位數據的實時跟蹤，判斷雷電活動的時間、強度及移動方向等。基于GIS平臺，用高亮圖標精準的標示出雷電發生的地理位置，同時顯示雷電活動的時間、強度、移動方向、影響區域等特性信息。統計分析使用國家氣象局的雷電預警方法進行運算，并通過運算結果分析雷電影響的實際地理位置和行政區域，提供多維度的雷電資料統計查詢功能。

2.3 預警產品制作模塊

天氣信息疊加GIS地圖，實時展示天津市各區縣未來24、48、72小時的天氣情況。大氣靜電場探測數據直接探測觀測站為中心半徑10-20公里水平距離范圍內大氣電場數據及大氣電場變化數據，通過網絡實時監測各區縣靜電場數據動態、通過預先設置好的閾值，實現靜電場異常數值的監控，從而達到雷電預警的目的。預警產品自動化制作以解析的雷電資料為基礎，應用天氣學及相關理論對雷電資料進行綜合分析，后臺程序自動制作包括文本、圖片、表格形式的雷電預警產品。雷電圖片定時保存雷電圖片到指定文件夾下，產品發布模塊能夠及時對預警產品做出響應，及時、準確的為不同用戶提供相應的預警產品。短信發布能夠及時準確的為不同用戶發送預警產品信息，使用戶第一時間知悉雷電預警詳情。

2.4 系統管理制作模塊

系統中組織結構分為市、縣級，能夠根據具體業務劃分為更多的級別；組織結構維護與實際業務中的組織結構保持一致，本系統允許通過權限管理控制不同組織的用戶擁有不同的權限。用戶管理管理本系統的用戶信息，能夠創建、刪除用戶等操作，提供對用戶的訪問權限進行維護的可視化界面。角色管理通過角色授權，將相同類別的用戶歸為同一角色，使用戶具有相同的權限，提高系統授權的方便性。日志管理對系統登錄、操作記錄進行全面監控并存儲入庫，提供檢索功能，方便工作人員檢索維護本系統。

3 結束語

農村是雷電災害頻發的地方，也是人員傷亡最多的地方。農村雷電災害預警系統觀測數據采集分析、雷電顯示分析、預警產品制作、產品發布以及系統管理功能。該系統可實現全面獲取雷電信息，提升雷電業務能力，較大幅度提高雷電預警預報準確性和時效性，為農村地區及特定專業用戶提供直接有效的雷電災害防御服務，對推進防雷體制改革，快步提高防雷公共服務水平，整體提高全區雷電防御現代化水平具有重要意義。

參考文獻

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[3]陳勇偉，鄭濤，王漢，等.基于BP神經網絡模型的雷電潛勢預報[J].干旱氣象，2013，31（03）：595-601.

作者單位

天津市防雷技術中心 天津市 300074