雷電預警系統在安全中的作用
本地化的雷電預警系統，是根據大氣電場(chǎng)的變化規律，通過(guò)科學(xué)的分析與計算，推演未來(lái)半小時(shí)或一小時(shí)發(fā)生雷暴可能性的重要工具。我們以雷歐科技（北京）有限公司的ATSTORM V.3為例，闡述一下雷電預警系統的性能與原理。
1、科學(xué)性
現代雷電理論可知，雷擊實(shí)際上是一種大氣放電現象，因此產(chǎn)生雷擊的必要條件，一是天空必須有雷云，二是雷云之間或雷云對地面某點(diǎn)的電場(chǎng)強度（每米之間的電壓）足以擊穿它們之間的空氣。
下圖中可見(jiàn)，帶異種電荷的雷云之間可以放電，我們稱(chēng)之為云閃，這種放電對人員的危害性不大；雷云對地面某點(diǎn)（如建筑物、樹(shù)木、人、畜等）等放電，我們稱(chēng)之為地閃，這種放電危害極大。目前，雷電預警技術(shù)主要依據雷云的電特性及其放電產(chǎn)生的電磁現象。
IEC 62793 2016標準區分了雷暴演變的四個(gè)階段，并根據雷暴的階段和可以測量的放電類(lèi)型對雷電預警測試儀進(jìn)行分類(lèi)。
階段1：電場(chǎng)上升。
階段2：云內和云際的放電。
階段3：云際和云地的放電。
階段4：雷云的消散階段。
ATSTORM V.3的監測單元集成了兩種被廣泛認可和測試的雷暴檢測技術(shù)：靜電場(chǎng)測量（探測器A類(lèi)）和電磁場(chǎng)測量（探測器B類(lèi)）。
A級探測器：在整個(gè)生命周期內探測雷暴（第1至4階段）。
B類(lèi)探測器：探測云際、云內或云地閃電（第2至4階段）。
C類(lèi)探測器：僅探測云對地閃電（第3和第4階段）。
D類(lèi)探測器：探測云對地閃電（第3階段），但性能有限。
內置靜電傳感器可檢測到裝置上方電場(chǎng)的增加。作為觸發(fā)雷擊概率的指標，這是唯一需要監控的物理現象。傳感器能夠感知在目標上方形成的風(fēng)暴到半徑為20km的風(fēng)暴的電場(chǎng)波動(dòng)。這是唯一能夠監測受保護區域上方形成風(fēng)暴的探測類(lèi)型，在第一次雷擊之前可提供數十分鐘的預警時(shí)間。
這些傳感器能提供可靠的預測，是因為它們監測雷暴的逐漸形成，從IEC 62793 2016中定義的初始階段到良好天氣，稱(chēng)為A類(lèi)探測器。ATSTORM V.3系統現在集成了電磁場(chǎng)傳感器，以監測和確定40公里范圍內活動(dòng)雷暴的距離。這種新的嵌入式傳感器增強了監測區域，并允許對接近保護目標的遠距離活動(dòng)雷暴進(jìn)行預警狀態(tài)。
2、準確性
來(lái)自?xún)煞N不同測量技術(shù)(靜電場(chǎng)和電磁場(chǎng))的數據提供了互補的信息，用于校準組成系統的每個(gè)檢測單元的測量值。處理信息的算法使用一個(gè)傳感器的測量來(lái)驗證另一個(gè)傳感器。該算法在每個(gè)檢測單元的各個(gè)需要的方面都使用了測量：檢測斷開(kāi)、計算雷暴距離和調整警報級別。
另一方面，利用不同探測單元在局部獲取的幾次風(fēng)暴的數據，系統確定每個(gè)探測單元相對于整體的狀態(tài)。然后對局部參數進(jìn)行調整，以提高全局測量的精度。利用這些數據，可以對安裝過(guò)程中發(fā)生的偏差、環(huán)境條件、甚至檢測單元可能遇到的偶然干擾進(jìn)行修正。此外，該算法自適應計算告警參數，以更好地調整每個(gè)位置的告警次數。
通過(guò)采用機器學(xué)習技術(shù)，系統能夠修改告警計算算法，使其適應當地情況和用戶(hù)需求，提高系統性能。在使用的過(guò)程中，不斷的提高準確率。
3、有效性
根據雷電預警系統的警報級別來(lái)確定預防雷擊的具體要求，并快速有效的采取措施，降低風(fēng)險，提高安全性。對于以下工業(yè)或民用場(chǎng)所發(fā)出警報：
在沒(méi)有適當避雷設施的露天地區的居民:戶(hù)外活動(dòng)、體育運動(dòng)(足球、高爾夫等)、比賽、擁擠活動(dòng)、農場(chǎng)、牧場(chǎng)或釣魚(yú)活動(dòng)、海灘、休閑區；
敏感設備的保護:計算機系統、電氣或電子控制系統、緊急情況、警報和安防系統；
含有危險物質(zhì)(易燃、放射性、有毒和爆炸性物質(zhì))的建筑物；
應保證連續性、高質(zhì)量或快速恢復的基本服務(wù)(電信、能源生產(chǎn)、運輸和分配、衛生和緊急服務(wù))；
基礎設施:港口、機場(chǎng)、鐵路、公路、高速公路、景區索道；
需要環(huán)境保護的區域:防止森林火災等；
雷電預警系統提供與監測地點(diǎn)相關(guān)的信息，以確定受監測區域的雷擊風(fēng)險。這一功能有助于啟動(dòng)和停止應急預案的決策過(guò)程。
如此操作，可極大的提高安全性，降低雷擊造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
總結：
通過(guò)雷電預警系統，我們真正的可以做到提前預知雷電。雖然只有短短的幾十分鐘，但是就是這短短的幾十分鐘，我們或許挽救了一條生命，阻止一次火災或爆炸的發(fā)生，降低財產(chǎn)的損失。做到積極的應對雷電災害。
