本发明涉及一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，属于山火监测。
背景技术：
1、随着输电线路规模的逐年扩增与电力走廊建设用地形势的日益严峻，我国不少高压输电线路建设选择横跨具有丰富植被、茂密丛林且人烟稀少的山区。该区域易引发山火灾害，输电线路周遭山火的发生易引起线路设备损坏，从而导致线路跳闸故障。随着山火造成输电线路跳闸事件的不断增多，各电网运行单位开始重视山火灾害，并开展了山火监测、火点识别、预警等相关的研究。
2、输电线路作为构成电网整体的一个关键部分，线路设备是否保持良好的状态将直接决定着电网的稳定运行，因而实际生产应用中对输电线路走廊潜藏的山火灾害隐患进行预警工作是非常有必要的。通过线路周遭是否会发生山火灾害的预警，相关人员可提前关注灾害高风险线路路段，以便当山火发生是及时采取对应措施保障输电线路的安全稳定运行。
3、如专利号为“cn104268655a”的发明专利公开了一种输电线路山火预警方法，根据目标区域历史卫星监测火点数据、降水数据、工农业用火习俗，计算当前同期输电线路山火预警级别，并根据预警级别制作成预警表。线路运维人员根据本发明方法提供的当前时段的预警级别，能合理布置防山火资源，有效提高山火防治的效率与资源利用率，减少人力、物力的浪费，同时减少输电线路山火跳闸率，提高电力系统安全稳定性能。
4、但是上述方案进行山火预警时考虑的数据维度不够全面，导致预测结果可能与实际情况不符合，容易造成误报，导致人力物力的浪费。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法。
2、本发明的技术方案如下：
3、一方面，本发明提供了一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，包括以下步骤：
4、根据输电线路山火灾害物理过程模型构建输电线路山火灾害物理过程模型；
5、基于输电线路山火灾害物理过程模型构建山火风险灾害评估指标包括：可燃物风险等级、山火气象风险等级、点火源风险等级以及山火蔓延风险等级；
6、将预警区域按照固定大小划分为多个网格，通过山火风险灾害评估指标对每个网格进行评估，得到每个网格的山火风险灾害评估指标值；
7、综合输电线路中每个塔杆固定范围内所有网格的山火风险灾害评估指标值评估每个塔杆的山火风险灾害等级，再基于所有塔杆的山火风险灾害等级对整条输电线路的山火风险灾害等级进行评估。
8、作为本发明的优选实施方式，所述输电线路山火灾害物理过程模型包括灾害孕育过程、灾害触发过程以及灾害破坏过程；
9、所述可燃物风险等级以及山火气象风险等级属于灾害孕育过程指标；
10、所述火源风险等级属于灾害触发过程指标；
11、所述山火蔓延风险等级属于灾害破坏过程指标。
12、作为本发明的优选实施方式，所述网格的可燃物风险等级评估步骤为：
13、分析并收集预警区域内历史发生过火灾的网格的可燃物载量以及其它网格的可燃物载量；
14、基于可燃物载量对所有历史发生过火灾的网格按照从大到小进行排序后得到可燃物载量集合，再将可燃物载量集合均分为多个子集，将每个子集中的最小值取出，并按照大小顺序构建多个区间，每个区间代表一个可燃物风险等级，通过网格的可燃物载量落在区间的位置判断该网格的可燃物风险等级。
15、作为本发明的优选实施方式，所述网格的山火气象风险等级基于山火气象风险指数评估，所述山火气象风险指计算公式如下式所示：
16、ffdr＝(f(v)+f(t)+f(rrh)+f(m))×cr×cs
17、其中：f(v)表示网格在观测日14时的风速指数；f(t)表示网格在观测日14时的温度指数；f(rrh)表示网格在观测日14时的相对湿度指数；f(m)表示网格的连续无降水日数指数；cr为降水量修正系数；cs为积雪修正系数；
18、预设多个不同山火气象风险等级，根据网格的山火气象风险指数判断网格的山火气象风险等级。
19、作为本发明的优选实施方式，所述网格的点火源风险等级评估步骤为：
20、收集预警区域内所有网格的人口密度以及村镇密度，基于网格的人口密度以及村镇密度通过k均值聚类算法对网格进行聚类分析：
21、构建网格数据集，预先将网格数据集分为k个簇类，并在每个簇类中随机选择一个数据样本作为聚类中心；
22、每次迭代均将每个数据样本分配至距离其最近的聚类中心，当数据样本分配完成后，计算每个簇类的平均值，选择与平均值最接近的数据样本作为新的聚类中心；
23、当前后两次迭代的聚类中心相同或达到最大迭代次数时，迭代结束，得到k个聚类结果，即k类用火区；
24、收集每类用火区中的火点监测记录条数nf；
25、计算用火区的失控用火均值fa如下式所示：
26、
27、基于每类用火区的失控用火均值将用火区按照从小到大顺序进行排序，并按照顺序将用火区分为k个点火源风险等级，每类用火区包含的网格的火源风险等级与该类用火区相同。
28、作为本发明的优选实施方式，所述网格的山火蔓延风险等级评估步骤为：
29、塔杆固定范围内的任一网格发生山火时，判断该网格至塔杆的可燃物连续性系数，根据可燃物连续性系数判断该网格的山火蔓延风险等级；
30、对于预警区域内的其它网格，选择其可燃物风险等级与山火气象风险等级中最小的等级作为山火蔓延风险等级。
31、作为本发明的优选实施方式，所述塔杆的山火风险灾害等级评估步骤为：
32、综合每个塔杆固定范围内所有网格中的最高可燃物风险等级、最高山火气象风险等级、最高点火源风险等级以及最高山火蔓延风险等级，选取其中的最小等级作为该塔杆的山火风险等级。
33、作为本发明的优选实施方式，所述输电线路的山火风险灾害等级评估步骤为：
34、综合输电线路所有塔杆的山火风险等级，选取其中最高的等级作为输电线路的山火风险等级。
35、另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任一实施例所述的方法。
36、再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法。
37、本发明具有如下有益效果：
38、1、本发明提出的山火灾害物理过程模型既能够一定程度上反应山火灾害活动的过程，又贴合山火相关数据与监测手段现状，便于输电线路山火灾害风险预警工作的展开；
39、2、本发明提出了一种点火源风险等级的评定方法，考虑各区域人口密度与村镇密度差异，充分利用历史输电线路火灾数据，可有效预测非计划用火引发山火灾害的可能性。
40、3、本发明实现了山火发生后附近杆塔受灾风险的预警，包括杆塔周围道路、水系、村镇分布对山火的阻断以及可蔓延区域的判定，可有效预测山火蔓延到附近杆塔的可能性。
1.一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述输电线路山火灾害物理过程模型包括灾害孕育过程、灾害触发过程以及灾害破坏过程；
3.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述网格的可燃物风险等级评估步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述网格的山火气象风险等级基于山火气象风险指数评估，所述山火气象风险指计算公式如下式所示：
5.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述网格的点火源风险等级评估步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述网格的山火蔓延风险等级评估步骤为：
7.根据权利要求1所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述塔杆的山火风险灾害等级评估步骤为：
8.根据权利要求7所述的一种考虑山火灾害物理过程的输电线路山火灾害预警方法，其特征在于，所述输电线路的山火风险灾害等级评估步骤为：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。
