本技術涉及雷電活動分析，尤其涉及一種雷電地閃軌跡預測方法、裝置、存儲介質及計算機設備。

背景技術：

1、近年來，雷電監(jiān)測技術發(fā)展迅猛，雷電定位系統(tǒng)等技術手段在雷電觀測中受到了廣泛應用，電力系統(tǒng)采用這些技術觀測得到的雷電質心點的經(jīng)緯度坐標通常記錄在雷電定位系統(tǒng)中，包括地閃發(fā)生時間、經(jīng)緯度坐標位置、雷電流幅值和極性、雷電回擊次數(shù)等，從而可以開展雷電地閃活動相關的規(guī)律研究，為電氣設備的雷電防護提供一定的參考依據(jù)。

2、目前，雷電定位系統(tǒng)發(fā)展成熟，采用到達時間差定位法（tdoa）的定位精度可達300-1000米，在雷電地閃觀測及規(guī)律研究領域應用廣泛。展開來講，現(xiàn)有技術可以采用相應的預測方法對雷電質心點的經(jīng)緯度坐標進行預測，就可在一定程度上掌握雷電地閃軌跡的運動趨勢規(guī)律。然而，在已有的研究中，電力系統(tǒng)在預測雷電地閃的移動軌跡的過程中，其采用的預測方法具有單一性，導致魯棒性不高，進而影響預測結果的準確性。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的目的旨在至少能解決上述的技術缺陷之一，特別是現(xiàn)有技術中電力系統(tǒng)在預測雷電地閃的移動軌跡的過程中，其采用的預測方法具有單一性，導致魯棒性不高，進而影響預測結果的準確性的技術缺陷。

2、本技術提供了一種雷電地閃軌跡預測方法，所述方法包括：

3、獲取觀測區(qū)域中雷電地閃的觀測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述觀測數(shù)據(jù)確定所述雷電地閃在多個連續(xù)的歷史時刻的質心點；

4、采用插值擬合算法對各個質心點進行插值擬合預測，得到第一預測結果，并根據(jù)所述第一預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點；

5、基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型對各個質心點進行位置預測，得到第二預測結果，并根據(jù)所述第二預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點；

6、對所述第一預測質心點和所述第二預測質心點進行中點求取，得到目標預測質心點，并基于所述目標預測質心點和各個歷史時刻的質心點確定所述雷電地閃的目標預測軌跡。

7、可選地，所述根據(jù)所述觀測數(shù)據(jù)確定所述雷電地閃在多個連續(xù)的歷史時刻的質心點，包括：

8、采用時空聚類算法對所述觀測數(shù)據(jù)進行聚類分析，得到多個連續(xù)的歷史時刻的雷電地閃團簇；

9、確定每一雷電地閃團簇中各個數(shù)據(jù)點的經(jīng)緯度坐標，并根據(jù)各個數(shù)據(jù)點的經(jīng)緯度坐標計算得到每一雷電地閃團簇的質心點。

10、可選地，所述采用插值擬合算法對各個質心點進行插值擬合預測，得到第一預測結果，包括：

11、根據(jù)各個質心點的經(jīng)緯度坐標，按照時間順序連接生成所述雷電地閃的質心點擬合折線；

12、采用插值擬合算法對所述質心點擬合折線進行插值擬合，生成質心點擬合曲線；

13、獲取各個質心點的移動速度，并根據(jù)各個移動速度從所述質心點擬合曲線確定所述雷電地閃在下一個時刻的第一預測結果。

14、可選地，所述根據(jù)所述第一預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點，包括：

15、判斷所述第一預測結果中的經(jīng)緯度坐標是否在所述觀測區(qū)域內；

16、若是，則將所述第一預測結果作為所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點；

17、若否，則根據(jù)當前時刻的質心點和所述第一預測結果構造所述當前時刻的質心點的速度覆蓋范圍，并基于所述速度覆蓋范圍、所述質心點擬合曲線及所述觀測區(qū)域的邊界線對所述第一預測結果進行經(jīng)緯度坐標修正，得到所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點。

18、可選地，所述基于所述速度覆蓋范圍、所述質心點擬合曲線及所述觀測區(qū)域的邊界線對所述第一預測結果進行經(jīng)緯度坐標修正，得到所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點，包括：

19、分別確定所述速度覆蓋范圍、所述質心點擬合曲線與所述觀測區(qū)域的邊界線的交點，以及每一交點的速度向量；

20、基于所述雷電地閃的第一個時刻的質心點和所述當前時刻的質心點確定所述雷電地閃的參考速度向量，并將各個交點中速度向量與所述參考速度向量之間夾角最小的交點作為所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點。

21、可選地，所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型對各個質心點進行位置預測，得到第二預測結果，包括：

22、確定質心點預測模型，所述質心點預測模型是采用預設的神經(jīng)網(wǎng)絡模型訓練得到的；

23、確定各個質心點的經(jīng)緯度坐標，并將各個數(shù)據(jù)輸入至所述質心點預測模型中，得到所述質心點預測模型輸出的第二預測結果。

24、可選地，所述根據(jù)所述第二預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點，包括：

25、判斷所述第二預測結果中的經(jīng)緯度坐標是否在所述觀測區(qū)域內；

26、若是，則將所述第二預測結果作為所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點；

27、若否，則在所述觀測區(qū)域中構造所述第二預測結果的目標輔助線，并確定所述目標輔助線與所述觀測區(qū)域的邊界線的至少一個交點，以及根據(jù)交點個數(shù)對所述第二預測結果進行經(jīng)緯度坐標修正，得到所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點。

28、可選地，所述根據(jù)交點個數(shù)對所述第二預測結果進行經(jīng)緯度坐標修正，得到所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點，包括：

29、當交點個數(shù)為一個時，將該交點作為所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點；

30、當交點個數(shù)為兩個時，確定兩個交點的速度向量，以及連接得到兩個交點之間的交點線段，并根據(jù)兩個交點的速度向量在所述交點線段上確定所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點。

31、本技術還提供了一種雷電地閃軌跡預測裝置，包括：

32、質心點確定模塊，用于獲取觀測區(qū)域中雷電地閃的觀測數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述觀測數(shù)據(jù)確定所述雷電地閃在多個連續(xù)的歷史時刻的質心點；

33、第一預測模塊，用于采用插值擬合算法對各個質心點進行插值擬合預測，得到第一預測結果，并根據(jù)所述第一預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第一預測質心點；

34、第二預測模塊，用于基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型對各個質心點進行位置預測，得到第二預測結果，并根據(jù)所述第二預測結果確定所述雷電地閃在下一時刻的第二預測質心點；

35、軌跡確定模塊，用于對所述第一預測質心點和所述第二預測質心點進行中點求取，得到目標預測質心點，并基于所述目標預測質心點和各個歷史時刻的質心點確定所述雷電地閃的目標預測軌跡。

36、本技術還提供了一種存儲介質，所述存儲介質中存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被一個或多個處理器執(zhí)行時，使得一個或多個處理器執(zhí)行如上述實施例中任一項所述雷電地閃軌跡預測方法的步驟。

37、本技術還提供了一種計算機設備，包括：一個或多個處理器，以及存儲器；

38、所述存儲器中存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，執(zhí)行如上述實施例中任一項所述雷電地閃軌跡預測方法的步驟。

39、從以上技術方案可以看出，本技術具有以下優(yōu)點：

40、本技術提供的雷電地閃軌跡預測方法、裝置、存儲介質及計算機設備，在預測雷電地閃在觀測區(qū)域中的移動軌跡時，可以先獲取觀測區(qū)域中雷電地閃的觀測數(shù)據(jù)，并根據(jù)觀測數(shù)據(jù)確定雷電地閃在多個連續(xù)的歷史時刻的質心點，以作為雷電地閃軌跡預測的基礎數(shù)據(jù)，接著可以基于各個質心點，并采用不同預測方法來預測下一時刻的質心點，如采用插值擬合算法預測得到第一預測質心點和采用神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測得到第二預測質心點；其中，在質心點預測過程中，若預測結果偏離觀測區(qū)域，則可以對預測結果進行修正，以提高第一預測質心點和第二預測質心點的準確性。最后，本技術可以對第一預測質心點和第二預測質心點進行中點求取，得到目標預測質心點，并基于目標預測質心點和各個歷史時刻的質心點確定雷電地閃的目標預測軌跡，這樣本技術可以綜合不同預測方法的優(yōu)勢，取長補短，避免了采取單一預測方法導致的魯棒性不高，影響預測結果的準確性。