[发明专利]一种预测雷电的方法有效
申请号: | 202110474699.5 | 申请日: | 2021-04-29 |
公开(公告)号: | CN113204903B | 公开(公告)日: | 2022-04-29 |
发明(设计)人: | 李健;王宇;刘泽;吴大伟;陶汉涛;方玉河;李哲;章涵;陈扬;张磊 | 申请(专利权)人: | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/00;G01S7/41;G01S13/95;G06Q10/04;G06Q50/26 |
代理公司: | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人: | 潘杰 |
地址: | 430074 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 预测 雷电 方法 | ||
1.一种预测雷电的方法,包括数据预处理、雷电预测和输出预测结果三个步骤,其特征为:所述数据预处理是用图像表征雷达基数据和雷电定位散点数据的属性并做模糊处理;所述雷电预测是运用卷积运算抽取经模糊处理的所述图像的特征,通过循环神经网络编码后得到反映雷电属性变化的数据,再进行反卷积运算将该数据表征的雷电属性未来变化解码为动态灰度图像;
其中,所述数据预处理包括以下分步骤:
S1.对获取的雷达基数据进行解析并提取出雷达反射率因子数据,用最邻近法插值到以雷达站为中心的固定大小的等经纬度网格;
S2.取同一位置不同高度上的最大反射率因子值生成组合反射率,把所述组合反射率转换为灰度值,并保存为灰度图;
S3.在雷达基数据处理的范围内,以雷达扫描一次时间为周期,提取对应时间内雷电定位散点数据;
S4.将所述雷电定位散点数据网格化,采用与所述雷达基数据相同的网格数和网格分辨率,在每一个网格内对雷电进行计数,然后转换为灰度值,并保存为和所述雷达基数据图片格式相同的雷电定位散点数据的灰度图;
S5.对所述雷电定位散点数据的灰度图进行模糊处理。
2.根据权利要求1的一种预测雷电的方法,其特征在于:所述编码和解码之间插入数据筛选步骤;所述编码构成神经网络计算模块,所述神经网络计算模块包括:
将所述S2和S5步骤中灰度图表征的数据经卷积网络变换和下采样后形成中间数据E0组成的输入层;
以所述中间数据E0作为输入,经过卷积网络变换后形成中间数据E1组成的第一层;
以所述中间数据E1作为输入,对其进行下采样,获得中间数据E12组成的下采样层;
以所述中间数据E12作为输入,对其进行卷积网络变换,获得中间数据E2组成的第二层;
接收上一个时次的E1和本时次的E0,输出本时次的E1以及接收上一个时次的E2和本时次的E12,输出本时次的E2的时间步进演算层;
所述数据筛选步骤包括:对所述编码构成神经网络计算模块的第一层和第二层每个时间步输出的中间数据进行编码,所述第一层得到中间数据A1,所述第二层得到中间数据A2;
所述解码还包括以下步骤:
P1.以所述中间数据A2作为输入,经过卷积网络变换后得到中间数据D2;
P2.对所述中间数据D2进行上采样,获得中间数据D21;
P3.以所述中间数据A1作为输入,进行卷积网络变换后获得中间数据D1;
P4.对所述中间数据D21和D1在第三维进行拼接,将拼接后的数据进行卷积网络变换并进行上采样获得中间数据D10;
P5.接收上一个时次的所述中间数据D2和本时次的A2,输出本时次的A2;接收上一个时次的所述中间数据D1和本时次的A1,输出本时次的A1;
P6.对所述中间数据D10进行卷积网络变换,输出多个时次的预测数据,并把该预测数据保存为与输入相同格式的灰度图。
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