5 دسامبر 2024 -توسط دانشگاه صنعتی گراتس-تخلیه رعد و برق در نزدیکی فرودگاه گراتس. اعتبار: RTLRA 2024 – TU Graz
رعد و برق و کار در فضای باز همراهان بدی هستند. از آنجایی که نمی توان زمان و مکان تخلیه رعد و برق بعدی را پیش بینی کرد، تمام فعالیت ها در مناطق کاری با قرار گرفتن در معرض زیاد در معرض رعد و برق، مانند روی اپرون فرودگاه، به دلایل ایمنی به حالت تعلیق در می آیند.
در واقع، خاموش می شود. این وقفه های اجباری در عملیات می تواند از چند دقیقه تا چند ساعت طول بکشد و هزینه های متعاقب بالایی را در پی داشته باشد. تیمی از موسسه مهندسی ولتاژ بالا و عملکرد سیستم در دانشگاه فناوری گراتس (TU Graz) میخواهد چنین زمانهایی را کاهش دهد.
در پروژه RTLRA (ارزیابی خطر صاعقه در زمان واقعی)، محققان در حال توسعه سیستمی برای ارزیابی خطر محلی صاعقه رسیدن به سطح زمین در زمان واقعی هستند. هدف بهبود ایمنی افراد و زیرساخت ها، بهینه سازی کارایی عملیات در هنگام رعد و برق و حمایت از هواشناسان در ارزیابی خطر است.
هسته اصلی پروژه RTLRA نصب یک شبکه شش متر میدان الکتریکی (FM) در شعاع 10 کیلومتری اطراف فرودگاه گراتس بود که به دلیل فرکانس بالای رعد و برق و تراکم رعد و برق مکان بسیار مناسبی برای اندازه گیری است.
فیلد متر قدرت میدان الکترواستاتیکی را در مجاورت آنها اندازه گیری می کند، چیزی که به دلیل تجمع بارها در ابرهای رعد و برق تغییر می کند.
محققان دادههای این اندازهگیریهای قدرت میدان را در زمان واقعی با دادههای سیستم مکانیابی رعد و برق اتریشی ALDIS (سیستم تشخیص و اطلاعات اطلاعات صاعقه اتریشی) که توسط شرکت OVE GmbH اجرا میشود و دادههای رادار آبوهوا از Austro Control GmbH ترکیب کردند.
با تجزیه و تحلیل و ترکیب نقاط داده جمع آوری شده، تیم تحقیقاتی توانست پارامترهایی را برای پیش بینی رعد و برق از سلول های رعد و برق نزدیک به فرودگاه ایجاد کند. نتایج نشان داد که این سیستم قادر است در بیش از 75 درصد موارد زمان اولین تخلیه صاعقه را در منطقه فرودگاه با موفقیت پیش بینی کند.
یک پیشبینی در صورتی موفقیتآمیز تلقی میشود که دو تا 30 دقیقه قبل از رسیدن اولین رعد و برق به زمین، دستور خاموش شدن را بدهد. دانش بهدستآمده در یک الگوریتم ارزیابی خودکار جمعآوری میشود تا پیشبینیهای کوتاهمدت برای رعد و برق و رعد و برق برای عملیات فرودگاه به دست آید و بنابراین، بتوان هشدارهای دقیقتری و سیگنالهای کاملاً واضح صادر کرد.علاوه بر روش های سنتی پیش بینی رعد و برق، از یادگیری ماشینی نیز استفاده شد. یک شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از تصاویر رادار آبوهوا و دادههای سیستم مکانیابی رعد و برق آموزش داده شد تا امکان طبقهبندی پیشردهبندی دادههای رادار آبوهوا در رابطه با فعالیت رعد و برق را فراهم کند.
این سیستم توانست با دقت بالای 85 درصد تعیین کند که آیا تخلیه رعد و برق در منطقه مورد مطالعه در دوره مورد بررسی رخ می دهد یا خیر. روشها و فنآوریهای توسعهیافته در این پروژه همچنین میتواند در آینده در مناطق دیگری که در معرض رعد و برق زیاد قرار دارند، مانند رویدادهای بیرونی، سایتهای ساختمانی بزرگ یا زیرساختهای حیاتی مورد استفاده قرار گیرد.
استفان پک از موسسه مهندسی ولتاژ بالا و عملکرد سیستم که این پروژه را به همراه لوکاس شوالت، سباستین شاتز و جولیا مایر اجرا کردند، میگوید: «در پروژه RTLRA، ما موفق شدهایم که اولین تخلیه رعد و برق را پیشبینی کنیم.
“این واقعیت که ما توانستیم با موفقیت اولین تخلیه رعد و برق را در حدود 75٪ از رعد و برق های تجزیه و تحلیل شده پیش بینی کنیم، گام مهمی به سوی ایمنی بیشتر هنگام کار در فضای باز است. ما متقاعد شده ایم که با تحقیقات بیشتر و داده های بیشتر، برخی از بهبودها هنوز امکان پذیر است. ما انتظار داریم با تکمیل پایان نامه دکتری سباستین شاتز، زمان های خرابی مربوط به آب و هوا به طور قابل توجهی کاهش یابد.
