勞煒，植耀玲，鄧寧文

（廣西區(qū)防雷中心，廣西南寧，530022）

廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)在南寧地鐵二號(hào)線工程中的應(yīng)用

勞煒，植耀玲，鄧寧文

（廣西區(qū)防雷中心，廣西南寧，530022）

應(yīng)用廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)對南寧地鐵二號(hào)線工程沿線土壤電阻率、雷暴日分布、地閃密度等要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出工程評估必須的雷電風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算取值；再以全線雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)合地面建筑物評估的模式，探索出了地鐵這種特殊的地下建設(shè)工程開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的方法。

雷電災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)評估；業(yè)務(wù)系統(tǒng)；南寧地鐵二號(hào)線；應(yīng)用

廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)是2014年廣西氣象局氣象科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目主要內(nèi)容是針對雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)的需求，研發(fā)集廣西雷電監(jiān)測和觀測數(shù)據(jù)庫、雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告制作系統(tǒng)等三大功能于一體的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)桌面系統(tǒng)，作為廣西區(qū)市縣三級(jí)專業(yè)防雷技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建成，將極大提高全區(qū)雷評業(yè)務(wù)規(guī)范性及報(bào)告制作效率。南寧地鐵二號(hào)線項(xiàng)目是業(yè)務(wù)系統(tǒng)投入運(yùn)行后評估的第一個(gè)自治區(qū)重大建設(shè)工程項(xiàng)目，業(yè)務(wù)系統(tǒng)彌補(bǔ)了以往雷電規(guī)律分析不夠全面、不夠精細(xì)，評估報(bào)告制作慢等不足，體現(xiàn)了強(qiáng)大的功能和易用性。

1　業(yè)務(wù)系統(tǒng)介紹

1.1主要功能

廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)包含廣西雷電數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、廣西雷電數(shù)據(jù)庫、雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告制作平臺(tái)三個(gè)部分。

1.1.1廣西雷電數(shù)據(jù)分析平臺(tái)主要功能

（1）人工觀測雷暴數(shù)據(jù)分析

針對全區(qū)各人工觀測站點(diǎn)雷暴日資料進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，提供相應(yīng)數(shù)據(jù)文件及雷暴分布特征統(tǒng)計(jì)圖。

（2）閃電定位數(shù)據(jù)行政區(qū)域分析

按行政區(qū)域與年限統(tǒng)計(jì)對全區(qū)閃電定位儀觀測資料進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，提供相應(yīng)數(shù)據(jù)文件及統(tǒng)計(jì)圖。

（3）閃電定位數(shù)據(jù)精細(xì)點(diǎn)分析

按項(xiàng)目中心點(diǎn)經(jīng)緯度周邊范圍n公里與年限統(tǒng)計(jì)：該分析模塊主要按項(xiàng)目經(jīng)緯度周邊范圍n公里進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，提供相應(yīng)數(shù)據(jù)文件及統(tǒng)計(jì)圖。

1.1.2廣西雷電數(shù)據(jù)庫主要功能

（1）全區(qū)所有氣象觀測站人工觀測雷暴數(shù)據(jù)；

（2）廣西閃電定位監(jiān)測網(wǎng)閃電定位觀測數(shù)據(jù)庫；（3）數(shù)據(jù)自動(dòng)更新導(dǎo)入，人工導(dǎo)入數(shù)據(jù)；

1.1.3雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告制作平臺(tái)主要功能

（1）土壤電阻率勘察數(shù)據(jù)分析

自動(dòng)計(jì)算勘測點(diǎn)的平均土壤電阻率，并校正。生成測量點(diǎn)土壤電阻率按照樁距（深度）變化規(guī)律圖。

（2）自動(dòng)計(jì)算并生產(chǎn)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告

輸入相關(guān)勘察和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)后，根據(jù)《雷電防護(hù)2：風(fēng)險(xiǎn)管理》（GB/T 21714-2008）標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，對南寧地鐵二號(hào)線工程地面建筑物雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分量進(jìn)行計(jì)算，得出雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論。

（3）報(bào)告模版的人工調(diào)整；

本系統(tǒng)可將編輯好的各種建筑物類型的word模版導(dǎo)入系統(tǒng)，針對不同建筑物或者新的建筑物，實(shí)現(xiàn)報(bào)告模版的更新。

1.2系統(tǒng)軟件介紹

1.2.1編寫

（1）廣西雷電數(shù)據(jù)分析平臺(tái)采用C#語言，在微軟開發(fā)環(huán)境Visual Studio2010下開發(fā)，需要微軟官方組件.Net FrameWork4.0支持，兼容Windows 2000/XP/2003/Vista/Windows7/8等多種主流操作系統(tǒng)。

（2）廣西雷電數(shù)據(jù)庫利用sql建立數(shù)據(jù)庫。

（3）雷評報(bào)告制作系統(tǒng)以XMLpad為軟件的核心技術(shù)，并利用XML文件來存儲(chǔ)、修改并運(yùn)行程序，最終得到目標(biāo)結(jié)果。

1.2.2最低運(yùn)行配置

（1）硬件條件

最少可用硬盤空間：x86：1GB，x64：4 GB

處理器和RAM：最低要求：Intel Core I3級(jí)別或以上，2GB RAM

分辨率：1024＊768

（2）軟件條件

操作系統(tǒng)：Windows XP SP3、Windows Server 2003 SP2、Windows Vista SP1、Windows 7、Windows 8、Windows Server 2008、Windows Server 2008 R2。

軟件支持：.Net Framework4.0框架，Surfer8.0。

2　業(yè)務(wù)系統(tǒng)在南寧地鐵二號(hào)線中的應(yīng)用

2.1南寧地鐵二號(hào)線工程介紹

（1）南寧市軌道交通二號(hào)線工程（玉洞-西津）設(shè)地下島式車站18座，車輛段1處，控制指揮中心1座（全網(wǎng)共用），主變電站2座。全線無高架車站。地面建筑集中在安吉車輛段。

（2）弱電系統(tǒng)包含通信系統(tǒng)（專用通信、公安通信、商業(yè)移動(dòng)通信）、信號(hào)系統(tǒng)（列車控制系統(tǒng)ATC、車輛段/停車場計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)）、綜合監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)FAS、樓宇自控系統(tǒng)BAS、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)AFC。

（3）強(qiáng)電系統(tǒng)采用集中式環(huán)形供電。主變電站將110KV交流電源降壓為35KV向各車站降壓變電所及牽引降壓混合變電所供電。車站降壓變電所將35KV交流電降壓為0.4KV供車站動(dòng)力和照明使用。牽引降壓混合變電所將35KV交流電降壓整流為1500V直流電為機(jī)車牽引接觸網(wǎng)供電。包含110KV/35KV、35KV/0.4KV交流變壓供電系統(tǒng)及35KV/1500V交直流變壓供電系統(tǒng)，牽引接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)。

2.2地鐵雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估方法及步驟

（1）地鐵項(xiàng)目所在行政區(qū)域及各站點(diǎn)、站場雷電時(shí)空特征分布；

（2）各站點(diǎn)、站場土壤電阻率勘察數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；

（3）各站點(diǎn)、站場周邊建筑環(huán)境、地形、人流密度、雷電災(zāi)害等綜合因素分析研判；（4）根據(jù)以上三點(diǎn)進(jìn)行項(xiàng)目雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃；（5）地面建筑物雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析及計(jì)算，得出雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論；

（6）根據(jù)以上分析評估結(jié)果對建筑物、地下站點(diǎn)、供電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)提出雷電防護(hù)建議。

2.3雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用情況

2.3.1項(xiàng)目雷電活動(dòng)時(shí)空分布規(guī)律分析

2.3.1.1人工觀測雷暴日時(shí)間分布規(guī)律

（1）統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目所在南寧市（吳圩、鳳嶺、邕寧）氣象觀測站年平均雷暴日數(shù)（表1）。

（2）雷暴日數(shù)逐年分布規(guī)律、雷暴日逐月分布規(guī)律（圖1、2）.

表1　南寧市氣象觀測站年平均雷暴日數(shù)

圖1　1951-2011年南寧市雷暴年際變化圖

圖2　1951-2011年南寧市雷暴日月平均分布圖

2.3.1.2閃電定位觀測地閃時(shí)空分布規(guī)律

（1）項(xiàng)目所在市縣轄區(qū)范圍內(nèi)地閃情況綜合統(tǒng)計(jì)表（表2）。

（2）項(xiàng)目所在市縣轄區(qū)范圍平均地閃密度圖、雷電流強(qiáng)度分布圖、地閃時(shí)頻度分布圖（圖3略）。

（3）項(xiàng)目中心點(diǎn)指定半徑范圍內(nèi)地閃分布圖、雷電流強(qiáng)度累積概率分布圖、地閃月分布圖、地閃日分布圖、雷電來向頻率分布圖（圖4略）。

2.3.2土壤電阻率分析

圖5　南寧地鐵二號(hào)線各站校正土壤電阻分布折線圖

（1）本項(xiàng)目土壤電阻率勘察在每個(gè)站點(diǎn)，選擇不同的樁距2m～10m（體現(xiàn)不同垂直深度）進(jìn)行測量，計(jì)算出平均值，根據(jù)測量時(shí)土壤性狀選擇校正系數(shù)，得出校正平均值。

（2）站點(diǎn)土壤電阻率深度分布折線圖，線路土壤電阻率分布圖。

2.3.3地上建筑物雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分量計(jì)算

本項(xiàng)目地面建筑在開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估時(shí)，還沒有進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)，只有長寬高等數(shù)據(jù)。所以本項(xiàng)目開展的是建筑物的預(yù)評估，需要通過系統(tǒng)計(jì)算和調(diào)試，在保障建筑物雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分量滿足規(guī)范要求的前提下，提出費(fèi)用最低、施工最便捷的防雷裝置設(shè)計(jì)建議。

2.3.3雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告自動(dòng)生成

點(diǎn)擊菜單欄-報(bào)告按鈕，勾選所要生成的章節(jié)后，系統(tǒng)自動(dòng)生成word版本的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告。

3　廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)的評價(jià)

3.1系統(tǒng)功能評價(jià)

（1）建立完整的廣西人工觀測及閃電定位觀測綜合數(shù)據(jù)庫，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄入及手動(dòng)錄入，并將數(shù)據(jù)庫與雷評業(yè)務(wù)界面結(jié)合；

（2）建立雷暴日及地閃綜合分析平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)范圍、任意時(shí)間段內(nèi)雷電活動(dòng)規(guī)律分析；

（3）首次在廣西實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目單點(diǎn)精細(xì)化雷電活動(dòng)規(guī)律分析；

（4）全區(qū)統(tǒng)一的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告書計(jì)算、制作系統(tǒng)；

表2　地閃情況綜合統(tǒng)計(jì)表

（5）合理的使用權(quán)限分配。

3.2系統(tǒng)應(yīng)用評價(jià)

（1）系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)合理，界面清晰，易操作；

圖6　廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)建筑物評估界面圖

圖7　廣西雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估自動(dòng)生成系統(tǒng)界面圖

（2）數(shù)據(jù)庫資料齊全，權(quán)威；

（3）分析平臺(tái)功能幾乎涵蓋了國內(nèi)目前對雷電活動(dòng)規(guī)律分析的全部應(yīng)用需求；且能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)的精細(xì)化分析；

（4）能將雷電活動(dòng)規(guī)律與地圖結(jié)合，直觀顯示項(xiàng)目點(diǎn)雷電活動(dòng)規(guī)律；

（5）雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算準(zhǔn)確、快捷，只要輸入的數(shù)據(jù)正確，計(jì)算結(jié)果不需要人工校核；

（6）本次系統(tǒng)能勝任地鐵項(xiàng)目評估，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的普適性。

［1］李宏景，甘寶，陸啟東.雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估在實(shí)際工作中的應(yīng)用［J］.氣象研究與應(yīng)用，2014，35（3）：105-107

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The Application of Guangxi Lightning Disaster Risk Assessment Operator System to The line 2 of Nanning-Subway

Lao Wei，Zhi Yao-ling，Deng Ning-wen
（Guangxi Lightning Protection Center，Nanning Guangxi 530022）

When we used theg Guangxi Lightning Disaster Risk Assessment Operator System to assess The line 2 of Nanning-Subway，F(xiàn)irst we got these assess factors through statistical the soil resistivity、thunderstorm day、flash.Second，We fond the themethod of the lightning disaster risk assessment of subway through area assess bind monomer assess.

Guangxi Lightning Disaster Risk Assessment Operator System；The line 2 of Nanning-Subway

P427.32

A

1673-8411（2015）03-0099-04

2015-03-26

廣西氣象局氣象科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（桂氣科201403）

勞煒（1979-），漢族，男，高級(jí)工程師，從事防雷設(shè)計(jì)技術(shù)評價(jià)及雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作