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灰色聚类方法在雷电灾害风险评估中的应用 宋 琳 王新功 王欣眉 （青岛市气象防雷中心，山东青岛，266003） 摘 要 对雷电灾害的危险程度和可能性即雷电灾害发生潜势进行预判，以及对承灾体的雷电防护安全状况进 行评估，对于防雷减灾有着极为重要的意义。现行的雷电灾害风险评估方法是在 IEC62305-2 架构的基础上 形成的，本文提出了表征雷电防护安全性的特征空间，以及建筑物和设施等承灾体的雷电防护安全评价指 标，采用改进的三角白化权函数灰色聚类方法对特征向量进行聚类，确定了雷电防护的安全等级，并对样 本数据进行实例分析，得到安全等级判别函数，以期为管理者的管理和决策提供依据。 引言 随着雷电给社会发展和人民生命财产带来越来越严重的危害和损失，进行雷电灾害风险 评估,即根据累加风险来确定防雷保护等级的综合计算分析方法,已更广泛地被应用。国内外 针对雷电灾害，已形成了较为完整的灾害风险评估体系,为防雷工程和管理决策提供了重要 的依据。而在具体评估时需要依据被评估对象的性质，对每一个风险分量可能造成的损失类 型进行鉴别，这对于较复杂的系统往往工作量很大。如能利用灰色关联聚类，评价诸多因素 中是否有若干因素属于同一类，从而用这些因素的综合平均指标来代表这若干个因素，在使 信息不受严重损失的情况下最终减少系统变量[1]，评估系统的雷电防护安全状况。 1 雷电灾害风险评估指标体系 雷电灾害风险评估的目的是为安全、合理、经济地选择雷电防护措施提供依据,同时为 决策者提供信息,以便做出及时、科学、有效的管理决策，最大程度地减轻灾害造成的损失 和影响。IEC62305-2 确定的雷电灾害风险评估的基本方程是： R NPL ∑N P L (1) X X X 每种风险都是其对应风险分量的总和[2] 。标准在建立雷电灾害风险评估架构时将具有危 害的雷电闪击按发生的空间位置分为雷击建筑物、建筑物的邻近区域、电力和通信线路以及 线路附近地面四种,将不同雷电闪击过程中的每一种损害类型作为雷电闪击的风险分量。 IEC62305-2 标准中每一种损失类型的总风险是由具有相同损害类型的各分量相加而得 到,其具体关系如表 1 所示: 表 1 建筑物和其服务设施的各类型损失风险分量 雷击建筑 物线路 雷击建筑 损害源 雷击建筑物 S 雷击建筑物线路(或服务设施)S (或服务 1 3 物附近 S2 设施)附 近 S4 风险 分量 R R (R ′) R (R ′) R R R (R ′) R (R