【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及河工模型防雷，尤其涉及一種大型河工模型綜合防雷方法及系統。
技術介紹
1、隨著工業基礎設施的日益復雜，大型河工模型作為重要的實驗研究平臺，在水利工程和環境管理中發揮了關鍵作用。然而，其在雷電活動中的安全性受到嚴峻挑戰。雷擊可能對模型結構及其附屬設備造成嚴重損害，進而影響數據采集的準確性和實驗結果的可靠性，甚至導致設備的完全失效。
2、在現有技術中，傳統的防雷方法多依賴于單一的物理隔離手段或靜態的雷電防護設計。這些方法在面對復雜雷電環境時往往顯得力不從心，具體來說，現有技術主要存在以下不足：
3、1.缺乏多維監測能力：傳統防雷系統通常僅通過簡單的接地裝置或避雷針實現物理隔離，無法實時監測雷電活動的時空變化及其電磁特性；
4、2.靜態防護設計的局限性：現有系統無法根據雷電活動的動態分布調整防護措施，難以有效應對雷電活動的復雜時空變化；
5、3.預警機制不完善：傳統防雷系統缺少高效的雷電預警機制，無法提供實時的警報和范圍數據記錄，導致對雷電風險響應遲緩；
6、4.缺乏智能化調控能力：在現有防雷技術中，導電網格和接地路徑的阻抗調整多為固定設計，未能動態適應雷電活動的強度和路徑變化。
7、因此，如何提供一種大型河工模型綜合防雷方法及系統是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的一個目的在于提出一種大型河工模型綜合防雷方法與系統，本專利技術結合物理屏蔽技術和智能雷電監測技術，詳細描述了雷
2、根據本專利技術實施例的一種大型河工模型綜合防雷方法，包括以下步驟：
3、s1、在大型河工模型周圍布設具有分層屏蔽特性的導電網格，通過多節點接地結構連接至深埋接地體，將雷擊電流分流至地；
4、s2、布設電磁場探測設備和靜電場探測設備，記錄目標區域的電磁場強度變化數據及靜電場強度數據，生成雷電活動的初步分析數據；
5、s3、將雷電活動的初步分析數據與通過電磁場探測設備獲取的目標區域內歷史雷電活動數據相結合，基于規則推導和統計分析的實時分析方法，生成雷電活動分析結果；
6、s4、構建智能預警系統，根據雷電活動分析結果，在高風險區域啟動智能預警系統，通過預定的警報閾值觸發聲光警報，并記錄雷電活動范圍數據；
7、s5、調整導電網格的屏蔽配置，引入分區導電管理單元控制接地點連接電阻值，使導電網格適應雷電活動的時空變化；
8、s6、在雷電活動結束后，分析目標區域的電磁場強度變化數據及雷電活動范圍數據，生成雷電事件分析報告。
9、可選的，所述s2具體包括：
10、s21、在目標區域內布設電磁場探測設備，所述電磁場探測設備包括多個均勻分布的探測節點，每個探測節點記錄局部空間的電磁場強度變化數據，并通過同步采集實現多節點數據的時間同步；
11、s22、在目標區域內布設靜電場探測設備，所述靜電場探測設備通過分布式安裝方式記錄目標區域內的靜電場強度數據，其中表示靜電場探測設備編號，表示靜電場探測設備的三維空間坐標；
12、s23、對局部空間的電磁場強度變化數據和靜電場強度數據進行數據預處理，包括去噪處理、時間對齊和異常值剔除，生成校正后的電場數據和校正后的靜電場數據；
13、s24、基于校正后的電場數據和靜電場數據，計算電場強度時間梯度和靜電場強度空間梯度，用于表征雷電活動的空間分布變化；
14、s25、根據電場強度時間梯度和靜電場強度空間梯度統計結果，生成雷電活動的初步分析數據，包括區域內最大電場強度變化率和最大靜電場空間梯度值。
15、可選的，所述s24具體包括：
16、s241、基于校正后的電場數據，利用差分法計算電場強度時間梯度：
17、；
18、其中，和分別表示時間和時刻探測節點的校正電場強度，為時間差分間隔；
19、s242、對校正后的靜電場數據在三維空間的變化進行梯度計算，得到靜電場強度空間梯度：
20、；
21、其中，、、分別表示靜電場在、、方向的變化率：
22、；
23、；
24、；
25、其中，、、分別表示探測節點在、、方向的間隔距離，為靜電場數據在探測節點的校正值。
26、可選的，所述s25具體包括：
27、s251、基于電場強度時間梯度，對目標區域內的所有探測節點進行統計分析，計算區域內最大電場強度變化率：
28、；
29、其中，為探測節點編號，為時間差分間隔，和分別為時間和時刻的校正電場強度；
30、s252、基于靜電場強度空間梯度，對目標區域內的所有探測節點數據進行統計分析，計算最大靜電場空間梯度值：；
31、；
32、其中，為探測節點的空間梯度模值，為探測節點的總數；
33、s253、將區域內最大電場強度變化率和最大靜電場空間梯度值合并生成雷電活動的初步分析數據。
34、可選的，所述s3具體包括：
35、s31、將雷電活動的初步分析數據與通過電磁場探測設備獲取的目標區域內歷史雷電活動數據進行數據融合；
36、s32、基于歷史雷電活動數據，采用概率統計方法計算目標區域內雷電活動的高頻區域分布概率：
37、；
38、其中，表示在空間位置上的歷史雷電活動數據中歷史雷電放電次數，為歷史雷電活動數據中總歷史雷電記錄數；
39、s33、利用雷電活動的初步分析數據中的電場強度時間梯度和靜電場強度空間梯度，通過基于規則推導的算法估算目標區域內當前時刻的雷電放電可能性：；
40、其中，和為預設權重因子，用于調節電場強度時間梯度和靜電場強度空間梯度對雷電放電可能性的影響；
41、s34、結合雷電放電可能性和高頻區域分布概率，通過多維數據插值方法生成目標區域內的雷電路徑范圍分布圖，并輸出作為雷電活動分析結果。
42、可選的，所述s34具體包括：
43、s341、基于雷電放電可能性和高頻區域分布概率，定義動態插值權重函數：
44、；
45、其中，和為自適應調節因子，和分別為雷電放電可能性和高頻區域分布概率的全局最大值；
46、s342、構建動態多維插值模型：
47、；
48、其中，為監測開始時間，為高頻區域權重參數，用于動態平滑插值計算，表示積分過程中的時間變量，遍歷時間區間[,]；
49、s343、基于動態多維插值模型，提取空間分布點中的高風險區域，計算出雷電路徑擬合曲線：
50、；
51、其中，表示動態多維插值模型的梯度模值，用于路徑平滑化；
52、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S2具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S24具體包括：
4.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S25具體包括：
5.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S3具體包括：
6.根據權利要求5所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S34具體包括：
7.根據權利要求5所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S4具體包括：
8.根據權利要求1所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S5具體包括：
9.根據權利要求8所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S52具體包括：
10.根據權利要求9所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述S53具體包括：
11.根據權利要求8所述的
12.一種大型河工模型綜合防雷系統，應用于權利要求1-11中任一項所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述s2具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述s24具體包括：
4.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述s25具體包括：
5.根據權利要求2所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述s3具體包括：
6.根據權利要求5所述的一種大型河工模型綜合防雷方法，其特征在于，所述s34具體包括：
7.根據權利要求5所述的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃志文，陳斌，楊楠，萬浩平，游文蓀，鄒俊，周蘇芬，李昌垣，
申請(專利權)人：江西省水利科學院江西省大壩安全管理中心，江西省水資源管理中心，
類型：發明
國別省市：
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