一种平流雾预报系统及预报方法技术方案

本发明专利技术涉及一种平流雾预报系统及预报方法，其采用无线通信信号受天气参数影响的原理，采集可能形成雾区的无线电传输信号，无线电信号受雾的影响将产生一定的雾衰减，该衰减值表现在无线电接收信号强度RSSI上，从无线电接收信号强度RSSI变化曲线同时参照测量区域内的湿度、风速、雨量等天气参数进行平流雾的预报。且在进行平流雾预报时采用传输距离远的LoRa基站进行无线电信号的发射与接收，在相同的测量范围内，需要布设的LoRa基站的数量就会减少，由此降低平流雾预报的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种平流雾预报系统及预报方法
本专利技术涉及气象应用领域，具体涉及一种平流雾预报系统及其预报方法。
技术介绍
平流雾，是当暖湿空气平流到较冷的下垫面上，下部冷却而形成的雾。平流雾往往具有突发性强、影响范围广、强度大、持续时间长等特点，对公路交通、航海等构成严重威胁。目前平流雾预报主要采用激光雷达、能见度传感器等来测量，激光雷达测量距离仅为8-10km，其测量距离短，只能进行近距离观察。而平流雾的覆盖范围可能达到数百公里，按照目前的测量方法则需要布设多个激光雷达、能见度传感器，才能够保证对平流雾的有效测量及预报，但这无疑就增加了平流雾预报的成本,同时在广阔的海域部署激光雷达或能见度传感器也是不现实的。有鉴于此，本专利技术人针对平流雾预报存在的诸多问题而深入构思，进而开发出本专利技术。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种测量范围广、测量成本低的平流雾预报系统及预报方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种平流雾预报系统，其包括两个以上的LoRa基站、一用于接入气象数据的气象数据接口和一数据分析服务器；所述LoRa基站，用于发射和接收无线电信号，并采集其实际接收到的无线电信号的强度值RSSI1，并将该无线电信号强度值RSSI1传送至数据分析服务器；该LoRa基站建立在平流雾预报区域内，且两相邻LoRa基站之间的距离为5-100km；所述气象数据接口用于接收平流雾预报区域内的气象数据，并传送至数据分析服务器；该气象数据包括湿度、风速和雨量；所述数据分析服务器,根据获得的气象数据并结合两LoRa基站之间的接收到的无线电信号强度值RSSI1，判断两LoRa基站之间的平流雾情况：当RSSI1小于平流雾的预报阈值RSSI0且无雨时，判断为两LoRa基站之间的区域内有平流雾，并获得平流雾浓度W；计算平流雾的浓度W公式如下：W＝RSSI1-RSSI0平流雾的预报阈值RSSI0＝α+Logbasedd-LogbasexX-LogbaseyY其中，α为RSSI信号距离调整参数；d为两LoRa基站之间的距离；based为平流雾预报区域LoRa基站距离对数的底数；basex为平流雾预报区域的湿度调整因子对数的底数；X为平流雾预报区域的湿度值，basey为平流雾预报区域的风速调整因子对数的底数；Y为平流雾预报区域的风速值。一种平流雾预报方法，其包括以下步骤：步骤1、在需要进行平流雾预报的区域内建立两个以上的LoRa基站，且两相邻的LoRa基站之间的距离设置为5-100km；利用气象数据接口获取平流雾预报区域内的气象数据；步骤2、LoRa基站采集其实际接收到的无线电信号强度RSSI1并传送至数据分析服务器，以及通过气象数据接口获取湿度、风速、雨量的气象数据并传送至数据分析服务器；通过30天以上的数据累计，且在30天以上的数据累计中至少要出现5-8次平流雾的天气，然后对采集的数据进行统计分析，求出平流雾的预报阈值RSSI0求取模型中的参数α、based、basex、basey，由此确定RSSI0的求取模型；根据RSSI1、气象数据以及是否平流雾天气的情况，构建预报阈值RSSI0的求取模型，具体如下：RSSI0＝α+Logbasedd–LogbasexX–LogbaseyY其中，α为RSSI信号距离调整参数；d为两LoRa基站之间的距离；based为平流雾预报区域LoRa基站距离对数的底数；basex为平流雾预报区域的湿度调整因子对数的底数；X为平流雾预报区域的湿度值；basey为平流雾预报区域的风速调整因子对数的底数；Y为平流雾预报区域的风速值；步骤3、进行平流雾预报；LoRa基站获取其实际接收到的无线电信号强度RSSI1，并传送至数据分析服务器；通过气象数据接口获取平流雾预报区域的湿度、风速、雨量，并传送至数据分析服务器；根据LoRa基站实际接收的无线电信号强度RSSI1、气象数据并结合平流雾的预报阈值RSSI0，依照平流雾的浓度公式：W＝RSSI1-RSSI0，W表示平流雾的浓度；当RSSI1小于RSSI0时获得平流雾浓度W,判断为两LoRa基站之间的区域内有平流雾,平流雾浓度W为雾浓度。采用上述方案后，本专利技术采用无线通信信号受天气参数影响的原理，采集可能形成雾区的无线电传输信号，无线电信号受雾的影响将产生一定的雾衰减，该衰减值表现在无线电接收信号强度RSSI上，如图2所示，从无线电接收信号强度RSSI变化曲线同时参照测量区域内的湿度、风速、雨量等天气参数进行平流雾的预报。且在进行平流雾预报时采用传输距离远的LoRa基站进行无线电信号的发射与接收，在相同的测量范围内，需要布设的LoRa基站的数量就会减少，由此降低平流雾预报的成本。总之，本专利技术能够实现某一区域内的平流雾情况的有效预报，且其范围广、成本低。附图说明图1为本专利技术平流雾预报系统原理框图；图2为RSSI变化规律图；图3为本专利技术第一实施例的平流雾预报系统原理框图；图4为本专利技术第二实施例的平流雾预报系统原理框图；图5为本专利技术第三实施例的平流雾预报系统原理框图。具体实施方式如图1所示，本专利技术揭示了一种平流雾预报系统，其包括两个以上的LoRa基站、一气象数据接口和一数据分析服务器。其中，LoRa基站用于发射和接收无线电信号，并采集其实际接收到的无线电信号的强度值RSSI1，并将该无线电信号强度值RSSI1传送至数据分析服务器；该LoRa基站建立在平流雾预报区域内，且两相邻LoRa基站之间的距离为5-100km。气象数据接口用于接收平流雾预报区域内的气象数据，并传送至数据分析服务器；该气象数据包括湿度、风速和雨量；数据分析服务器,根据获得的气象数据并结合两LoRa基站之间的接收到的无线电信号强度值RSSI1，判断两LoRa基站之间的平流雾情况：当RSSI1小于平流雾的预报阈值RSSI0且无雨时，判断为两LoRa基站之间的区域内有平流雾，并获得平流雾浓度W；计算平流雾的浓度W公式如下：W＝RSSI1-RSSI0上述平流雾的预报阈值RSSI0＝α+Logbasedd-LogbasexX–LogbaseyY；其中，α为RSSI信号距离调整参数；d为两LoRa基站之间的距离；based为平流雾预报区域LoRa基站距离对数的底数；basex为平流雾预报区域的湿度调整因子对数的底数；X为平流雾预报区域的湿度值，basey为平流雾预报区域的风速调整因子对数的底数；Y为平流雾预报区域的风速值。基于上述平流雾预报系统，本专利技术还揭示了一种平流雾预报方法，其具体包括以下步骤：步骤1、在需要进行平流雾预报的区域内建立两个以上的LoRa基站，且两相邻的LoRa基站之间的距离设置为5-100km；利用气象数据接口获取平流雾预报区域内的气象数据；步骤2、LoRa基站采集其实际接收到的无线电信号强度RSSI1并传送至数据分析服务器，以及通过气象数据接口获取湿度、风速、雨量的气象数据并传送至数据分析服务器；通过30天以上的数据累计，且在30天以上的数据累计中至少要出现5-8次平流雾的天气，然后对采集的数据进行统计分析，求出平流雾的预报阈值RSSI0求取模型中的参数α、based、basex、basey，由此确定RSSI0的求取模型；根据RSSI1、气象数据以及是否平流雾天气的情况，构建预报阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平流雾预报系统，其特征在于：所述系统包括两个以上的LoRa基站、一用于接入气象数据的气象数据接口和一数据分析服务器；所述LoRa基站，用于发射和接收无线电信号，并采集其实际接收到的无线电信号的强度值RSSI1，并将该无线电信号强度值RSSI1传送至数据分析服务器；该LoRa基站建立在平流雾预报区域内，且两相邻LoRa基站之间的距离为5‑100km；所述气象数据接口用于接收平流雾预报区域内的气象数据，并传送至数据分析服务器；该气象数据包括湿度、风速和雨量；所述数据分析服务器,根据获得的气象数据并结合两LoRa基站之间的接收到的无线电信号强度值RSSI1，判断两LoRa基站之间的平流雾情况：当RSSI1小于平流雾的预报阈值RSSI0且无雨时，判断为两LoRa基站之间的区域内有平流雾，并获得平流雾浓度W；计算平流雾的浓度W公式如下：W＝RSSI1‑RSSI0；平流雾的预报阈值RSSI0＝α+Logbasedd–LogbasexX–LogbaseyY其中，α为RSSI信号距离调整参数；d为两LoRa基站之间的距离；based为平流雾预报区域LoRa基站距离对数的底数；basex为平流雾预报区域的湿度调整因子对数的底数；X为平流雾预报区域的湿度值，basey为平流雾预报区域的风速调整因子对数的底数；Y为平流雾预报区域的风速值。...

【技术特征摘要】
1.一种平流雾预报系统，其特征在于：所述系统包括两个以上的LoRa基站、一用于接入气象数据的气象数据接口和一数据分析服务器；所述LoRa基站，用于发射和接收无线电信号，并采集其实际接收到的无线电信号的强度值RSSI1，并将该无线电信号强度值RSSI1传送至数据分析服务器；该LoRa基站建立在平流雾预报区域内，且两相邻LoRa基站之间的距离为5-100km；所述气象数据接口用于接收平流雾预报区域内的气象数据，并传送至数据分析服务器；该气象数据包括湿度、风速和雨量；所述数据分析服务器,根据获得的气象数据并结合两LoRa基站之间的接收到的无线电信号强度值RSSI1，判断两LoRa基站之间的平流雾情况：当RSSI1小于平流雾的预报阈值RSSI0且无雨时，判断为两LoRa基站之间的区域内有平流雾，并获得平流雾浓度W；计算平流雾的浓度W公式如下：W＝RSSI1-RSSI0；平流雾的预报阈值RSSI0＝α+Logbasedd–LogbasexX–LogbaseyY其中，α为RSSI信号距离调整参数；d为两LoRa基站之间的距离；based为平流雾预报区域LoRa基站距离对数的底数；basex为平流雾预报区域的湿度调整因子对数的底数；X为平流雾预报区域的湿度值，basey为平流雾预报区域的风速调整因子对数的底数；Y为平流雾预报区域的风速值。2.一种平流雾预报方法，其特征在于：所述预报方法包括以下步骤：步骤1、在需要进行平流雾预报的区域内建立两个以上的LoRa基站，且两相邻的LoRa基站之间的距离设置为5-100km；利用气象...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效东，周宏围，任雍，彭云峰，
申请(专利权)人：厦门龙辉芯物联网科技有限公司，福建省大气探测技术保障中心，
类型：发明
国别省市：福建,35