تحسين السلامة في الهواء الطلق: تقوم جامعة TU Graz بتقييم مخاطر البرق في الوقت الفعلي
عادة ما تكون مآزر المطارات أو مواقع البناء الكبيرة أو الأحداث في الهواء الطلق غير محمية ضد البرق. لزيادة السلامة وتقليل فترات التوقف عن العمل، يقوم المهندسون الكهربائيون في جامعة TU Graz بتطوير نظام للتنبؤ.
العواصف الرعدية والعمل في الهواء الطلق هم رفاق سيئون. نظرًا لأنه من غير الممكن التنبؤ بموعد ومكان حدوث تفريغ البرق التالي، يتم تعليق جميع الأنشطة في مناطق العمل ذات التعرض العالي للبرق، مثل ساحة المطار، لأسباب تتعلق بالسلامة. في الواقع اغلاق. يمكن أن تستمر هذه الانقطاعات القسرية في التشغيل من بضع دقائق إلى عدة ساعات وتؤدي إلى تكاليف تبعية عالية. يريد فريق من معهد هندسة الجهد العالي وأداء النظام في جامعة غراتس للتكنولوجيا (TU Graz) تقليل فترات التوقف هذه. في مشروع RTLRA (تقييم مخاطر البرق في الوقت الحقيقي)، يقوم الباحثون بتطوير نظام لتقييم المخاطر المحلية لوصول البرق إلى سطح الأرض في الوقت الفعلي. والهدف من ذلك هو تحسين سلامة الأشخاص والبنية التحتية، وتحسين كفاءة العمليات أثناء العواصف الرعدية ودعم خبراء الأرصاد الجوية في تقييم المخاطر. قامت وكالة تعزيز البحوث النمساوية (FFG) بتمويل المشروع.
عدادات المجال الكهربائي في مطار غراتس
كان في قلب مشروع RTLRA تركيب شبكة من ستة عدادات للمجال الكهربائي (FM) ضمن دائرة نصف قطرها عشرة كيلومترات حول مطار غراتس، وهو موقع مناسب جدًا للقياسات بسبب التردد العالي للعواصف الرعدية وكثافة البرق. تقيس أجهزة قياس المجال شدة المجال الكهروستاتيكي في المنطقة المجاورة لها مباشرة، وهو أمر يتغير بسبب تراكم الشحنات في السحب الرعدية. يجمع الباحثون البيانات من قياسات شدة المجال هذه في الوقت الفعلي مع بيانات من نظام تحديد موقع البرق النمساوي ALDIS (نظام الكشف عن البرق والمعلومات النمساوي) الذي تديره شركة OVE GmbH وبيانات رادار الطقس من شركة Austro Control GmbH.
ومن خلال تحليل ودمج نقاط البيانات التي تم جمعها، تمكن فريق البحث من تطوير معايير للتنبؤ بالبرق من خلايا العواصف الرعدية التي تقترب من المطار. وأظهرت النتائج أن النظام قادر على التنبؤ بنجاح بوقت تفريغ البرق الأول في منطقة المطار في أكثر من 75% من الحالات. تعتبر التوقعات ناجحة إذا طلبت إيقاف التشغيل قبل دقيقتين إلى 30 دقيقة من وصول أول تفريغ للصاعقة إلى الأرض. يتم تجميع المعرفة المكتسبة في خوارزمية تقييم آلية من أجل الحصول على تنبؤات قصيرة المدى للعواصف الرعدية والبرق لعمليات المطار، وبالتالي التمكن من إصدار تحذيرات أكثر دقة وإشارات واضحة تمامًا.
التعلم الآلي: الكشف عن تصريفات البرق في بيانات رادار الطقس
بالإضافة إلى الأساليب التقليدية للتنبؤ بالعواصف الرعدية، تم استخدام التعلم الآلي أيضًا. تم تدريب شبكة عصبية اصطناعية باستخدام صور رادار الطقس وبيانات نظام موقع البرق لتمكين التصنيف المسبق لبيانات رادار الطقس فيما يتعلق بنشاط البرق. وتمكن هذا النظام من التحديد بمعدل دقة يزيد عن 85% ما إذا كانت تفريغات البرق ستحدث في منطقة الدراسة خلال الفترة قيد النظر. ويمكن أيضًا استخدام الأساليب والتقنيات التي تم تطويرها في المشروع في المستقبل في مناطق أخرى شديدة التعرض للعواصف الرعدية، مثل الأحداث الخارجية أو مواقع البناء الكبيرة أو البنية التحتية الحيوية.
يقول ستيفان باك من معهد هندسة الجهد العالي وأداء النظام، الذي نفذ “في مشروع RTLRA، نجحنا في جعل من الممكن التنبؤ بأول تفريغات البرق” يعد التصريف في حوالي 75% من العواصف الرعدية التي تم تحليلها خطوة مهمة نحو مزيد من السلامة عند العمل في الهواء الطلق. نحن مقتنعون أنه مع إجراء المزيد من الأبحاث والمزيد من البيانات، لا يزال من الممكن إجراء بعض التحسينات، كما يمكن تقليل فترات التوقف عن العمل المرتبطة بالطقس بشكل كبير في المستقبل. وننتظر النتائج النهائية مع إكمال أطروحة الدكتوراه لسيباستيان شاتز.”
