架空输电线路山火预测预警技术研究
摘要：据有关研究表明，架空输电线路山火与气象因素有关。基于此，本文从气象角度出发，首先对架空输电线路山火与气象因素关系进行分析，其次从三个要素入手，提出预测方法，并构建了山火发生密度时间序列预测模型，最后列举了架空输电线路山火预警案例，希望对我国相关人员提供有效参考。
关键词：架空输电线路；山火预测预警技术；卫星监测热点；气象因素
引言：我国架空输电线路常铺设在山区田地，由于人类上坟、烧荒等活动，可能致使大范围山火的发生，进而导致线路跳闸停电，在严重时甚至引发电网崩溃现象，为用户正常用电带来不利影响。因此技术人员需不断研究架空输电线路山灾预测预警技术，希望能够有效判断山火发生的区域，采取针对性措施进行预防。
1.架空输电线路山火与气象因素的关系
架空输电线路山火与降水、气温、湿度等气象因素存在一定的关联性，本文对近五年来我国某省份气温平均和降水量等数据进行调查，通过皮尔逊相关性研究得出，最高气温系数为0.092，平均气温系数为0.076，降水量与热点相关系数在为-0.353。因为气温系数均小于0.2，证明降水量与热点并无明显相关性，但是相关系数在0.01以下，可判定二者存在负相关系，降
关键词：架空输电线路；山火预测预警技术；卫星监测热点；气象因素
引言：我国架空输电线路常铺设在山区田地，由于人类上坟、烧荒等活动，可能致使大范围山火的发生，进而导致线路跳闸停电，在严重时甚至引发电网崩溃现象，为用户正常用电带来不利影响。因此技术人员需不断研究架空输电线路山灾预测预警技术，希望能够有效判断山火发生的区域，采取针对性措施进行预防。
1.架空输电线路山火与气象因素的关系
架空输电线路山火与降水、气温、湿度等气象因素存在一定的关联性，本文对近五年来我国某省份气温平均和降水量等数据进行调查，通过皮尔逊相关性研究得出，最高气温系数为0.092，平均气温系数为0.076，降水量与热点相关系数在为-0.353。因为气温系数均小于0.2，证明降水量与热点并无明显相关性，但是相关系数在0.01以下，可判定二者存在负相关系，降
水量越高，发生火山可能性越小，因此可以将降水看做山火预测的因子之一。在判定山火与温度关系时，需将日平均湿度分为q个区间，按=公式，对平均点数进行计算，其中为总热点数[1]。结果表明有12个城市位于7区间，8个城市位于9区间，城市湿度与热点数并无明显规律，可见二者不一定呈反比关系。3d还原重庆山火
2.架空输电线路山火预测预警技术
2.1基于“3要素”的架空输电线路山火时空预警
2.1.1卫星监测热点要素
在研究架空输电线路山火预测问题时，有关部门可以借助卫星工具，对热点要素进行检测。可以将我国某市作为目标区域，设卫星监测热点因子h，按节气计算日均热点密度ρ与热点数目，h因子公式为：h=，1和0分别代表热点多与少，在ρ大于5时表明热点多。
2.1.2降水要素
有关部门人员可以采集了气象站点降水数据，将降水量作为架空输电线路山火预测因子，将设为降水量平均值，此后收集预警时段的降水量平均值，设为，并由值的大小做出有无降水级别的划分。据以往的经验，可预测0.1mm以上降水为有雨，难以出现山火，而当低于0.1mm时为无雨，其不会对山火带来影响。降水因子公式为：=。
2.架空输电线路山火预测预警技术
2.1基于“3要素”的架空输电线路山火时空预警
2.1.1卫星监测热点要素
在研究架空输电线路山火预测问题时，有关部门可以借助卫星工具，对热点要素进行检测。可以将我国某市作为目标区域，设卫星监测热点因子h，按节气计算日均热点密度ρ与热点数目，h因子公式为：h=，1和0分别代表热点多与少，在ρ大于5时表明热点多。
2.1.2降水要素
有关部门人员可以采集了气象站点降水数据，将降水量作为架空输电线路山火预测因子，将设为降水量平均值，此后收集预警时段的降水量平均值，设为，并由值的大小做出有无降水级别的划分。据以往的经验，可预测0.1mm以上降水为有雨，难以出现山火，而当低于0.1mm时为无雨，其不会对山火带来影响。降水因子公式为：=。
2.1.3工农业用火要素
实际上，山火发生的高峰期为春节、清明、秋收等时期，此时人类可能会用火、祭祀等。因此需将工农业用火要素也最为山火预测因子之一，用表示，研究人员可以用0、A、B、1分别代表野外用火量，1为用火最大量。因影响山火出现的程度不同，可以对各因子赋予权重w1、w2、w3。由于卫星会在发现潜在火点后发出监测数据时，可设定其权重为1，将用火与降雨权重分别设为0.8与0.6，根据E=w1h+w2+w3，计算得出预警值。此后，相关部门人员可以根据数值判定预警级别，发布指令，进行山火预防。例如，对于烧荒高发区，需在春耕秋收时期进行提醒，对于存在植被与坟地的区域，可以提示某杆塔注意防范山火。
2.2山火发生密度时间序列预测模型
现阶段，我国山火预警范围虽广，但精度不够，相关部门人员应该进行精细化预测，可以建立出山火发生密度时间序列预测模型，将预警区域网格细化，从而定义预警级别，提高预测空间分辨。同时，还应该将山火发生的机率转化为次数，提高工作的实用性。为此，有关人员可以将预测区域用经纬度表格表示，研究山火发生的密度与未来点火数，可以通过时间序列法进行计算，其可以分析规律，预测目标值。具体计算公式为：，其中卫星监测热点数用f表示，可以在i中带入同期历史值，按顺序求出M个数的平均值，最后得出t周期的移动
实际上，山火发生的高峰期为春节、清明、秋收等时期，此时人类可能会用火、祭祀等。因此需将工农业用火要素也最为山火预测因子之一，用表示，研究人员可以用0、A、B、1分别代表野外用火量，1为用火最大量。因影响山火出现的程度不同，可以对各因子赋予权重w1、w2、w3。由于卫星会在发现潜在火点后发出监测数据时，可设定其权重为1，将用火与降雨权重分别设为0.8与0.6，根据E=w1h+w2+w3，计算得出预警值。此后，相关部门人员可以根据数值判定预警级别，发布指令，进行山火预防。例如，对于烧荒高发区，需在春耕秋收时期进行提醒，对于存在植被与坟地的区域，可以提示某杆塔注意防范山火。
2.2山火发生密度时间序列预测模型
现阶段，我国山火预警范围虽广，但精度不够，相关部门人员应该进行精细化预测，可以建立出山火发生密度时间序列预测模型，将预警区域网格细化，从而定义预警级别，提高预测空间分辨。同时，还应该将山火发生的机率转化为次数，提高工作的实用性。为此，有关人员可以将预测区域用经纬度表格表示，研究山火发生的密度与未来点火数，可以通过时间序列法进行计算，其可以分析规律，预测目标值。具体计算公式为：，其中卫星监测热点数用f表示，可以在i中带入同期历史值，按顺序求出M个数的平均值，最后得出t周期的移动
平均数F1。在计算期间，当t每多一个新数据，需顶替一个旧数据，并根据公式预测火点数[2]。而进行点火密度预测则需要根据网格经纬度计算区域面积，在根据周期热点数进行系列计算，最终构建出山火发生密度时间序列预测模型。
2.4架空输电线路山火预测预警策略
为了提升山火预测工作效果，应做好以下几方面：第一，我国电力部门相关人员需注重盘山公路、输电线主干区等重点区域，成立预警工作小组，安排安检、督察、维护等人员，科学分工，使其负责相关工作，一但发现火情隐患，需及时通报，预防大面积山火发生。第二，对于森林等山火高发地区，技术人员需要根据卫星监测火点数，并制定火山分布图，有关部门也要建立详细的防控档案，通过网络信息共享，出台应急与处置预案。第三，国家需要提高对于预防山火的宣传力度，可以在高发地区设置警示牌，进行义务宣讲，从而提高居民防火意识。第四，我国输电线路单位与消防、林业部门应建立全面的火灾共享机制，可以开展防火演习，组织各环节有序进行。第五，相关技术部门应在高发山火地区设置在线监控与预警设备，应用红外遥感仪完善监测体系，实时监督各处输电线路是否存在安全隐患，从而提高山火预警水平。
3.架空输电线路山火预测预警实例
2.4架空输电线路山火预测预警策略
为了提升山火预测工作效果，应做好以下几方面：第一，我国电力部门相关人员需注重盘山公路、输电线主干区等重点区域，成立预警工作小组，安排安检、督察、维护等人员，科学分工，使其负责相关工作，一但发现火情隐患，需及时通报，预防大面积山火发生。第二，对于森林等山火高发地区，技术人员需要根据卫星监测火点数，并制定火山分布图，有关部门也要建立详细的防控档案，通过网络信息共享，出台应急与处置预案。第三，国家需要提高对于预防山火的宣传力度，可以在高发地区设置警示牌，进行义务宣讲，从而提高居民防火意识。第四，我国输电线路单位与消防、林业部门应建立全面的火灾共享机制，可以开展防火演习，组织各环节有序进行。第五，相关技术部门应在高发山火地区设置在线监控与预警设备，应用红外遥感仪完善监测体系，实时监督各处输电线路是否存在安全隐患，从而提高山火预警水平。
3.架空输电线路山火预测预警实例
3.1二十四节气预警
下面本文以我国湖南、安徽、江西等省份为例，对架空输电线路山火预警进行分析。首先可以按清明、立夏、芒种时间段，对节气进行划分，并通过以上公式计算个省份3个因子的数值，研究出对应的预警示意图，可以将不同级别的山火预警用不同的填充底纹显示，用蓝、黄、橙、红分别对应2、3、4、5级别，用无代表一级。级别越高，证明发生架空输电线路山火的可能性越大。由于山火问题与气候、植被等因素相关，因此工作人员还需每隔2到3小时测量最新数据，并修正预警表。由于预警表仅仅可以反映局部时间山火发生可能性趋势，无法预测的具体时间及地点，因此相关部门人员还可构建山火预警密度而模型，进行精确预测。
3.2架空输电线路山火预报
在根据国家电网发布的预警提示后，各个省市电力公司需要提前采取针对性措施有效防范架空电路山火问题，加大监督力度。例如，在2016年清明节期间，我国湖南、江西等地天气良好，但是通过相关勘测与计算显示，两地上热点密度数据高，在4月4-5号期间密度超过两级以上。因此，湖南、江西两省均发布橙预警，各地电力机构通过针对性手段进行预防，在山火易发地段加强线路巡视，最终实现清明期间架空输电线路零跳闸记录。由此可见，
下面本文以我国湖南、安徽、江西等省份为例，对架空输电线路山火预警进行分析。首先可以按清明、立夏、芒种时间段，对节气进行划分，并通过以上公式计算个省份3个因子的数值，研究出对应的预警示意图，可以将不同级别的山火预警用不同的填充底纹显示，用蓝、黄、橙、红分别对应2、3、4、5级别，用无代表一级。级别越高，证明发生架空输电线路山火的可能性越大。由于山火问题与气候、植被等因素相关，因此工作人员还需每隔2到3小时测量最新数据，并修正预警表。由于预警表仅仅可以反映局部时间山火发生可能性趋势，无法预测的具体时间及地点，因此相关部门人员还可构建山火预警密度而模型，进行精确预测。
3.2架空输电线路山火预报
在根据国家电网发布的预警提示后，各个省市电力公司需要提前采取针对性措施有效防范架空电路山火问题，加大监督力度。例如，在2016年清明节期间，我国湖南、江西等地天气良好，但是通过相关勘测与计算显示，两地上热点密度数据高，在4月4-5号期间密度超过两级以上。因此，湖南、江西两省均发布橙预警，各地电力机构通过针对性手段进行预防，在山火易发地段加强线路巡视，最终实现清明期间架空输电线路零跳闸记录。由此可见，
本文提出的预警技术可以对山火问题进行有效预测，相关人员需要根据此方式，计算因子数值，预测各个地区山火发生情况。
结束语：综上所述，一旦架空输电线路处发生山火，可能会对电网带来极大影响，因此我国各个部分地区需紧密配合，全力进行预防控制。相关人员需要利用技术手段，根据天气、人为因素等各项指标，科学预测山火问题，并做好预警与预防工作，进而避免架空输电线路出现故障。
参考文献：
[1]黄绪勇,聂鼎,付向全等.基于WebGIS的架空输电线路防灾减灾系统的研究及应用[J].电气技术,2019,20(02):79-84.
[2]陈良琴,唐海城,肖新华.基于深度学习的输电线路风险预警识别研究[J].电力大数据,2018,21(12):1-5.
结束语：综上所述，一旦架空输电线路处发生山火，可能会对电网带来极大影响，因此我国各个部分地区需紧密配合，全力进行预防控制。相关人员需要利用技术手段，根据天气、人为因素等各项指标，科学预测山火问题，并做好预警与预防工作，进而避免架空输电线路出现故障。
参考文献：
[1]黄绪勇,聂鼎,付向全等.基于WebGIS的架空输电线路防灾减灾系统的研究及应用[J].电气技术,2019,20(02):79-84.
[2]陈良琴,唐海城,肖新华.基于深度学习的输电线路风险预警识别研究[J].电力大数据,2018,21(12):1-5.
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