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T／CECS688-2020 雷电预警系统技术规程及条文说明

实际雷击位置与雷电定位系统确定的雷击位置之间距离的中 值。

需要进行预警的地理区域

target area(TA

monitoring area(MA)

GB/T 34910.1-2017 海洋可再生能源资源调查与评估指南 第1部分：总则能监测到雷电活动并能对目标区域进行有效预警的地 域。

lead time(LT)

2. 0. 15 驻留时间

2. 0. 19 虚报

dwelltime(DT)

false alarm(FA)

系统发出警报，但目标及其周边区域并未发生雷电

虚报占所有警报数的比率。

falsealarmratio(FAR)

.1雷电预警系统组成与功能

3.1.1雷电预警系统宜由雷电预警传感站、雷电预警中心站、雷 电预警应用终端三部分组成（图3.1.1)

电预警应用终端三部分组成（图3.1.1)

3.1.1雷电预警系统常用结构示意目

1 雷电探测站； 2 大气电场仪； 3 多普勒雷达； 4 卫星信号接收器。 3.1.3 雷电预警中心站应配置可支持雷电预警传感站通信、接 收、存储、计算与应用发布的硬件和软件 3.1.4 雷电预警应用终端应具备提供数据展示、信息查询、预警 信息自动推送的功能，

3.2雷电预警传感站布点与选址

雷电预警传感站的站址，应具备通信和供电条件，并宜避

1相邻三个探测站站址的几何分布宜为锐角三角形； 2在监测区域和目标区域应根据模拟计算结果按照探测效率 不小于90%、中值定位精度不大于0.5km的原则布置探测站； 3在监测区域探测站数量宜按N十1原则设置； 4站址应避开周围建筑物或其他遮挡物，遮挡物与探测站的 距离宜大于两者高度差的30倍

3.2.4多普勒雷达的布点与选址应符合下列规定：

1雷电探测站应具备下列基本

3.3雷电预警传感站功能

1自动识别、采集地闪信号，提取和实时传送时间、强度、方 句等地闪信号特征数据； 2定时发送自检状态、工作温度、触发阈值等运行状态信息； 3按照指令要求发送或修改触发阈值、存储模式、通信模式 等设备参数； 4自动校准系统时钟； 5自动定时自检，并支持远程测试； 6支持与选址站点通信接入条件相匹配的通信方式，包括光 纤、无线网或卫星等。 3.3.2大气电场仪应具备下列基本功能： 1 连续测量地面大气电场的强度和极性； 2定时发送工作温度、探头转速和通信状态等运行状态信 息； 3具备卫星定位授时功能，自动同步系统时钟； 4支持与选址站点通信接入条件相匹配的通信方式，包括光 纤、无线网等。 3.3.3多普勒雷达应具备下列基本功能： 1 按照用户设置的工作模式自动、定时的执行扫描； 2 实时提供回波强度、径向速度和速度谱宽等信息； 自动生成强对流天气相关数据产品、预报和探测产品； 4具备在线自检测功能； 5 具备复位后自动初始化功能。 3.3.4 卫星信号接收器应具备下列基本功能： 自动接收卫星云图数据，并可实时显示最新卫星云图信 息； 2生成反映云的亮度、温度状况参量； 3获取图像上任意点的地理位置； 4提取任意位置点的云温度值；

4目动校作系统时钟； 5自动定时自检，并支持远程测试； 6支持与选址站点通信接入条件相匹配的通信方式，包括光 纤、无线网或卫星等。 3.3.2大气电场仪应具备下列基本功能： 1 连续测量地面大气电场的强度和极性； 2定时发送工作温度、探头转速和通信状态等运行状态信 息； 3具备卫星定位授时功能，自动同步系统时钟； 4支持与选址站点通信接入条件相匹配的通信方式，包括光 纤、无线网等。 3.3.3多普勒需达应且各下列基本功能

1按照用户设置的工作模式自动、定时的执行扫描； 2实时提供回波强度、径向速度和速度谱宽等信息； 3 自动生成强对流天气相关数据产品、预报和探测产品； 4具备在线自检测功能； 5 具备复位后自动初始化功能。 3.3.4 卫星信号接收器应具备下列基本功能： 自动接收卫星云图数据，并可实时显示最新卫星云图信 息； 2 生成反映云的亮度、温度状况参量； 3 获取图像上任意点的地理位置； 4 提取任意位置点的云顶温度值； 5显示云顶高度;

支持JPG、BMP、GIF、PNG等多种常用图像文件格式； 图像放大、缩小和漫游显示； 历史资料滚动管理； 掉电恢复和自动重启

3.4.1雷电预警中心站应包括前置采集子系统、预警计算子系

3.4.1雷电预警中心站应包括前置采集子系统、预警计算 统、数据服务子系统和应用服务子系统，以及服务器、存储设 络资源等硬件设施。

3.4.2前置采集子系统应能与雷电预警传感站进行通信连接，实

、4.2前置采集子系统应能与雷电预警传感站进行通信连接， 村采集、转发、存储雷电预警监测数据，并应具备对雷电预警传 占远程监控的功能

3.4.3预警计算子系统应具备实时对雷电预警监测数据进行汇

聚、统计，并基于雷电预警算法开展分析、计算的功能。

可、分析计算结果、预警预报信息、用户应用信息等数据的统一不 者功能，并应提供实时、历史各类数据的数据查询或定制化接口月

3.4.5应用服务子系统应

3.5雷电预警应用终端功能

3.5.1雷电预警应用终端软件应具备下列展示功能： 1 展示雷电预警传感站网络通断、工作状态等监控信息； 2展示雷电预警传感站雷电电磁波、大气电场、雷达回波、卫 星云图等原始数据； 3展示雷电预警中心站子系统软件的服务状态； 4展示历史和实时的雷电地闪、大气电场、卫星云图、雷达回 波等雷电预警特征参量的监测情况；

5展示历史、实时和未来一段时间内的雷电活动特征，包 富电活动的运动轨迹、强度、数量等

3.5.5雷电预警应用终端与雷电预警中心站之间的数据

图3.6.2雷电预警过程示意图

4.1.1雷电预警传感站应能在下列环境条件正常使用： 环境温度：一40℃50℃； 2 相对湿度：15%RH~90%RH。 4.1.2 雷电探测站的性能指标应符合下列规定： 1 回击信号识别分辨率应小于2mS； 2 方向角测量精度不应大于1°； 3 时间标定精度不应大于0.2μS 4 平均无故障工作时间不宜小于10000h； 5 数据传输速率不宜低于9600bps； 6 功耗不宜大于30W； 7 有效探测半径不宜小于200km； 8 时间同步系统秒脉冲精度典型值不宜大于50ns； 9 探测带宽应至少覆盖1kHz～350kHz频段。 4.1.3 大气电场仪的性能指标应符合下列规定： 1 量程宜为一100kV/m~100kV/m； 2 探测半径不宜小于15km； 3 测量误差不宜大于5%； 分辨率不宜大于15V/m； 5 数据传输速率不宜小于9600bps； 6 卫星定位同步时钟精度不宜大于0.1μS。 4.1.4 多普勒雷达的性能指标应符合下列规定： 11 设备技术要求应符合现行国家标准《天气雷达通用技 件》GB/T12648的有关规定；

2 回波强度测量距离不宜小于120km； 3 径向速度测量距离不宜小于100km； 4 谱宽测量距离不宜小于100km； 5 距离定位误差不应大于100m。 4.1.5 卫星信号接收器的性能指标应符合下列规定： 1 数据接收成功率不应小于90%； 2 有效数据不应小于90%； 3 图像分辨率不宜低于1280×1024×8位； 4 平均无故障工作时间不应少于7200h，

4.2雷电预警中心站

4.2.1雷电预警中心站的硬件配置应符合下列规定：

1雷电预警中心站的硬件设备应符合现行国家标准《计算机 通用规范第1部分：台式微型计算机》GB/T9813.1的有关规 定； 2雷电预警中心站的硬件宜采用功能分散模式，独立配置前 置采集服务器、预警计算服务器、数据库服务器、应用服务器： 3系统前置采集服务器、预警计算服务器、数据库服务器、应 用服务器等关键硬件宜元余配置。 4.2.2雷电预警中心站的软件配置应符合下列规定： 1中心站软件宜采用跨平台架构设计和主流技术进行软件 开发； 2中心站软件应由操作系统、数据库等系统软件和前置采集 软件、预警计算软件、信息展示软件等应用软件组成，宜配置系统 所在单位要求的安全防护措施； 3服务器操作系统宜采用UNIX、LINUX等安全操作系统 数据库宜采用跨平台数据库，应具备完善的雷电监测参量数据库、 观测目标数据库以及预警结果数据库； 4前置采集软件应具备传感站数据采集、传感站运行状态监

控功能；预警计算软件应具备实时数据计算、历史数据重算功能； 信息展示软件应具备雷电移动趋势动画演示、预警信息发布与主 动推送等应用功能

4.3雷电预警应用终端

4.3.1覆盖区域内雷电预警应用终端的技术指标应符合下列规 定： 1雷电预警的提前时间不宜小于30min，提前时间应能按用 户要求进行设定。 2漏报率不宜大于20%； 3虚报率不宜大于30%。 4.3.2雷电预警应用终端应能设置目标区域（TA）、监测区域 （MA）、覆盖区域（CA），当目标区域内产生雷电威胁时应发出预 警，雷电预警区域设定方法应符合本规程附录A的规定。 4.3.3雷电预警信息内容应包括预警发布时间、预警提前时间、

4.3.1覆盖区域内雷电预警应用终端的技术指标应符合

且标名称、预警等级、预警阶

5.1雷电预警传感站施工与安装

5.1.1雷电探测站与大气电场仪的施工与安装应符合下列规定： 1 设备主体宜固定在水泥基座或其他可固定支撑的支架上 2 水泥基座或支架应可靠接地，冲击接地电阻宜小于102； 3 设备及连接的电缆应配置防雷保护设施； 弱电设备应安装在防晒、防潮和防尘的机房内； 5暴露在室外或箱体外的电缆宜设置防止外力破坏的保护 装置，电缆连接部分应进行防水处理

5.1.2多普勒雷达的施工与安装应符合下列规定：

1雷达安装平面应具备足够的面积，直径不宜小于5m； 2安装基础宜采用钢筋混凝土结构，宜与安装平面浇筑成为 一个整体； 3安装基础高度不应遮挡雷达探测； 4雷达应固定在安装基础上，天线底座应保持水平； 5雷达防雷应符合现行行业标准《新一代天气雷达站防雷技 术规范》QX/T2的有关规定； 6雷达安装完成后应确保方位，俯仰转动应无明显的阻滞 打滑等情况； 7雷达安装、调试完成并验证无误后宜安装防护装置和屏蔽 装置，并应确保连接可靠、密封完好。 5.1.3卫星信号接收器的施工与安装应符合下列规定： 1安装基础宜采用钢筋混凝土结构； 2室内设备应采取防潮、防尘、防噪声、防静电措施；

安装基础宜采用钢筋混凝土结构； 2 室内设备应采取防潮、防尘、防噪声、防静电措施； 室外设备应具备防风、防雨、防雷、防电磁王扰功能：

4从接收机到天线下面的高频放大器之间应连接信号电缆： 并应以最短的布线方式进行连接； 5卫星信号接收器应装设雷电保护装置，冲击接地电阻宜小 于102。

5.2雷电预警中心站安装

5.2.1雷电预警中心站硬件安装应符合现行国家标准《数据中心 设计规范》GB50174和《计算机场地通用规范》GB/T2887的有关 规定。

6.1.1雷电预警传感站的维护应包括下列内容：

1当中心站无法正常接收传感站的数据时，应立即检查传感 站运行状态以及传感站与中心站之间的通信情况： 2对于新建或移动传感站，应立即更新网络IP和卫星定位 信息； 3对采用无线方式传输的传感站设备应每月检查一次无线 通信卡通信流量余额，通信流量不足时应予以补充。 6.1.2雷电预警中心站及应用终端的维护应包括下列内容： 1宜每天检查并确认中心站各个硬件设备及软件接口处于 正常运行状态； 2当预警应用需求发生变化时，应立即对目标数据进行新增 或修改； 3对雷电预警结果数据宜每周进行一次备份； 4当系统配置和软件存在漏洞时，应立即开展缺陷消除工 作。

1宜每天检查并确认中心站各个硬件设备及软件接口处于 正常运行状态； 2当预警应用需求发生变化时，应立即对目标数据进行新增 或修改； 3对雷电预警结果数据宜每周进行一次备份； 4当系统配置和软件存在漏洞时，应立即开展缺陷消除工 作。

2.1评估系统的预警效果时，宜引入包围目标区域的周边区域 图6.2.1)。

图 6. 2. 1 周边区域（SA）、目标区域（TA)分布示意图

6.2.2对雷电预警系统运行效果的检验，宜通过计算预警虚报 率、漏报率等性能指标来实现，并应符合下列规定： 1预警虚报率（FAR）应按下式计算：

2 漏报率（FTWR）应按下式计算：

式中：NEA 有效警报(EA)的次数； NFA 虚报（FA)的次数； NETW 漏报（FTW）的次数

NFA FAR NEA+NEA

NFTW FTWR NeTw +NeA

A.0.1目标区域（TA）可设置成单一的点L图A.0.1（a）」，面状 区域[图A.0.1（b)，以及相连接的点、线及附近区域[图A.0.1 (c）1。

A.0. 1 不同形状且标区域示意图

A.0.2监测区域（MA)的大小及形状应根据雷电预警系统的传 感站类型和性能、目标区域（TA)的形状、预警系统目的及性能进 行调整。

行调整。 A.0.3覆盖区域（CA)宜覆盖监测区域（MA)（图A.0.3）。当未

A.0.3覆盖区域(CA)宜覆盖监测区域(MA)(图A.0.3）。当未

图A.0.3覆盖区域（CA）、监测区域（MA）、目标区域（TA)分布示意图

1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合.· 的规定”或“应按…执行”

《数据中心设计规范》GB50174 《计算机场地通用规范》GB/T2887 《计算机通用规范第1部分：台式微型计算机》GB/T9813.1 《天气雷达通用技术条件》GB/T12648 《天气雷达选址规定》GB/T37411 《新一代天气雷达站防雷技术规范》QX/T2

（25) 3. 2 雷电预警传感站布点与选址 (25) 3. 5 雷电预警应用终端功能 (25) 3. 6 雷电预警过程 (25 ) 设备选型 （26) 4.1 雷电预警传感站 . (26) 4.31 雷电预警应用终端 (26) 施工与安装 (27) 5.1 雷电预警传感站施工与安装 27)

3.2雷电预警传感站布点与选址

3.2.2、3.2.3雷电探测站通常按以下原则布点：相邻三个探测站 站址的几何分布建议为锐角三角形，最好为正三角形。 为保障系统稳定有效运行，通常在布站组网的时候采用穴余 配置，这样当组网中存在某个站故障时，仍能够保证整个系统运行 效率不存在影响，因此布站时通常按N十1原则设置。

3.5雷电预警应用终端功能

3.5.1雷电预警应用端展示历史和实时天气电场、地闪、卫星 云图、雷达回波等雷电预警特征参量的监测情况，由于历史数据很 大，一般系统默认保存近1年的历史数据；这些监测数据不能直接 与是否发出雷电预警相关，一般仅展示给专业雷电预警研究人员 和系统运维人员。

3.6.2在预警持续阶段，雷电预警等级一般可依据被保护对象的 雷击灾害程度划分为3个等级，预警等级由低至高依次为黄色、橙 色红色预警

3.6.2在预警持续阶段，雷电预警等级一般可依据被保护对象的

4.1.2雷电探测站只涉及具备雷电地闪探测能力的探测站，不涉

雷电探测站只涉及具备雷电地闪探测能力的探测站GB/T 15031-2009 剑麻纤维，不涉 具备云闪监测功能的探测站

4.3雷电预警应用终端

4.3.3雷电预警信息内容建议结合具体应用场景.提

雷电预警信息内容建议结合具体应用场景SZDBZ 202-2016 电动汽车维修站通用技术要求，提示用户采取 的应急方案，如设备暂停使用、人员快速撤离现场等，

5.1雷电预警传感站施工与安装

5.1.1~5.1.3雷电探测站、大气电场仪、多普勒雷达以及卫星信 号接收器的施工，一般在有条件的地方，配置避雷针和接地等防雷 措施，在探测站电源、信号处理等系统上配置浪涌保护器等防护装 置。