[發(fā)明專利]單避雷針系統(tǒng)優(yōu)化布局的建模方法及終端設備

有效

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• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109858096B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 萬浩江;魏光輝;陳亞洲;潘曉東;盧新福
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;H02G13/00;H01T19/04
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 秦敏華

本發(fā)明適用于建筑物和戶外設施防雷設計技術領域，提供了一種單避雷針系統(tǒng)優(yōu)化布局的建模方法及終端設備，該方法包括：建立三維空間坐標系，設置防護對象上所有點均處于避雷針的保護范圍內，確定防護對象上所有點的集合為第一集合；根據建模原則，確定目標函數，建模原則為在所述第一集合中的不同子集下，避雷針的高度最大值為所述避雷針的架設位置對所述第一集合內的所有點都防護所需的最低高度；根據所述目標函數以及優(yōu)化建模原則，確定優(yōu)化模型，所述優(yōu)化建模原則為使所述避雷針的高度最低的原則，采用該方法建立的模型得到的避雷針的架設位置及高度可以完全滿足防護要求，并且在實際工程運用過程中操作過程簡單、工作量小、效率高。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑物和戶外設施防雷設計技術領域，尤其涉及一種單避雷針系統(tǒng)優(yōu)化布局的建模方法及終端設備。

背景技術

防雷，是指通過組成、疏導最后泄放入地的一體化系統(tǒng)方式以防止由直擊雷或者雷電電磁脈沖對建筑物本身或者其內部設備造成損害的防護技術。雷電保護，就是提供和造就一種手段使雷閃放電能進入或者離開大地，而不致破壞被保護的財產，雷電保護系統(tǒng)能起到兩個作用，一是把雷閃放電在它尚未集中被保護對象時截住；二是把雷閃電流無害地釋放至大地，這就要求建筑物安裝避雷器，把電流引至大地。

關于避雷針的布局優(yōu)化設計問題，核心是確定避雷針的高度和安裝位置，現有技術中主要是根據經驗法或反復嘗試繪圖的方法來確定避雷針的高度和安裝位置，導致在實際工程運用中存在操作過程繁瑣、工作量大、效率低等問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種單避雷針系統(tǒng)優(yōu)化布局的建模方法及終端設備，采用該方法建立的模型得到的避雷針的架設位置及高度可以完全滿足防護要求，并且在實際工程運用過程中操作過程簡單、工作量小、效率高。

本發(fā)明實施例的第一方面提供了一種單避雷針系統(tǒng)優(yōu)化布局的建模方法，包括：

建立三維空間坐標系，設置防護對象上所有點均處于避雷針的保護范圍內，確定所述防護對象上所有點的集合為第一集合；

根據建模原則，確定目標函數，所述建模原則為在所述第一集合中的不同子集下，所述避雷針的高度最大值為所述避雷針的架設位置對所述第一集合內的所有點都防護所需的最低高度；

根據所述目標函數以及優(yōu)化建模原則，確定優(yōu)化模型，所述優(yōu)化建模原則為使所述避雷針的高度最低的原則。

在一實施例中，所述根據建模原則，確定目標函數，包括：

根據確定目標函數；其中，所述(x_r,y_r)表示所述避雷針的架設位置，所述h_r表示所述避雷針的高度，所述(x_pi,y_pi,z_pi)表示所述防護對象上任一點，所述Ω表示所述第一集合。

在一實施例中，所述根據所述目標函數以及優(yōu)化建模原則，確定優(yōu)化模型，包括：

根據確定優(yōu)化模型；其中，[X₁,X₂]^T為模型的決策變量，分別表示所述避雷針的架設位置的x_r和y_r的坐標值；所述a_i表示變量X_i的解空間的上界值，所述b_i表示變量X_i的解空間的下界值。

在一實施例中，所述根據建模原則，確定目標函數，還包括：

根據確定目標函數。

在一實施例中，所述根據所述目標函數以及優(yōu)化建模原則，確定優(yōu)化模型，包括：