山西前兆臺網(wǎng)應(yīng)急服務(wù)軟件設(shè)計及應(yīng)用

胡玉良，程冬焱，閆民正，張興國，李惠玲

(1.山西省地震局，山西　太原　030021；2.中國地震局地殼應(yīng)力研究所，北京　100085；3.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西　太原　030025)

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山西前兆臺網(wǎng)應(yīng)急服務(wù)軟件設(shè)計及應(yīng)用

胡玉良1,3，程冬焱1,3，閆民正1,3，張興國2，李惠玲1,3

(1.山西省地震局，山西太原030021；2.中國地震局地殼應(yīng)力研究所，北京100085；3.太原大陸裂谷動力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西太原030025)

摘要：為發(fā)揮山西前兆臺網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)在地震應(yīng)急中的作用，基于vs2010開發(fā)環(huán)境下，采用C#語言研制了前兆臺網(wǎng)應(yīng)急服務(wù)軟件。該軟件主要包括7個模塊，分別是數(shù)據(jù)匯集模塊、匯集狀態(tài)模塊(含報表輸出)、測項統(tǒng)計模塊(含報表輸出)、數(shù)據(jù)展示模塊、動態(tài)顯示模塊、基礎(chǔ)信息模塊和用戶管理模塊。該軟件的應(yīng)用，可實現(xiàn)在地震應(yīng)急情況下快速匯集前兆數(shù)據(jù)，為地震會商、地震趨勢快速研判及時提供最新的實時數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：地震應(yīng)急；數(shù)據(jù)匯集；動態(tài)顯示

0引言

通常，山西地震前兆臺網(wǎng)在地震應(yīng)急期間，為及時將全省各個專業(yè)地震臺站的前兆數(shù)據(jù)匯集到區(qū)域中心，均是手動方式通過中國地震前兆臺網(wǎng)管理系統(tǒng)(臺站版)采集各個前兆儀器的數(shù)據(jù)，所有臺站數(shù)據(jù)采集完成后，再通過中國地震前兆臺網(wǎng)管理系統(tǒng)(區(qū)域版)的交換功能，將各個前兆臺站的數(shù)據(jù)匯集到區(qū)域中心，再通過相關(guān)軟件進(jìn)行查詢?yōu)g覽，最后編寫報告。這種模式存在如下四方面的問題：一是數(shù)據(jù)采集效率低。通過中國地震前兆臺網(wǎng)管理系統(tǒng)采集“十五”儀器當(dāng)天數(shù)據(jù)時，經(jīng)常會出現(xiàn)儀器工作正常，但卻無法采集入庫[1]的情況，需要重復(fù)操作多次才能將儀器數(shù)據(jù)采集入庫；二是數(shù)據(jù)匯集時間長。通過中國地震前兆臺網(wǎng)管理系統(tǒng)(臺站版)完成全省各個前兆臺站的數(shù)據(jù)采集后，區(qū)域中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[2]，才能將全省前兆數(shù)據(jù)匯集至區(qū)域中心。當(dāng)臺站內(nèi)存不足[3]時，將影響臺站到區(qū)域中心的數(shù)據(jù)匯集。當(dāng)個別臺站出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊故障時，區(qū)域中心交換程序?qū)粨Q緩慢甚至停滯，導(dǎo)致數(shù)據(jù)匯集不及時；三是數(shù)據(jù)瀏覽滯后。傳統(tǒng)模式下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯集后，再通過第三方軟件手動點擊查詢?yōu)g覽曲線，數(shù)據(jù)瀏覽比較滯后，瀏覽效率較低；四是報表產(chǎn)出不全面。中國地震前兆臺網(wǎng)管理系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了儀器狀態(tài)監(jiān)控及數(shù)據(jù)到達(dá)統(tǒng)計等功能，但僅作實時顯示，缺乏報表制作及導(dǎo)出功能，使用起來極不方便。

通過以上分析，前兆臺網(wǎng)在應(yīng)急響應(yīng)、實時數(shù)據(jù)采集及入庫、動態(tài)顯示、報表編制等方面需加強(qiáng)改進(jìn)，該軟件在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)產(chǎn)出等方面進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)，使山西前兆臺網(wǎng)在應(yīng)急響應(yīng)能力方面有了較大的提升。

1方案設(shè)計及實現(xiàn)

1.1服務(wù)端

在區(qū)域中心一臺服務(wù)器上基于VMware虛擬機(jī)軟件環(huán)境搭建數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為服務(wù)端，服務(wù)端操作系統(tǒng)采用Suse Linux Enterprise 11 SP3，數(shù)據(jù)庫軟件版本采用Oracle 11 g，安裝中國地震前兆臺網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(區(qū)域版)，按照地震前兆數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)規(guī)范[4]創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫表，使用Oracle SQL Developer工具，將山西前兆基礎(chǔ)信息從前兆臺網(wǎng)備份數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入服務(wù)端平臺數(shù)據(jù)庫，在服務(wù)端數(shù)據(jù)庫中新增兩張表和兩張視圖。表名是collectionlog和clientinfo，第一張表主要記錄儀器采集信息，用于數(shù)據(jù)匯聚檢查及報表制作使用；第二張表主要是用于用戶管理，視圖分別是STATIONINSTR_READONLY和STATIONINSTRITEM_READONLY，是為方便查詢臺站儀器的基礎(chǔ)信息和測項基礎(chǔ)信息表。創(chuàng)建的表和視圖如第42頁圖1所示。

1.2客戶端

該客戶端軟件基于微軟vs2010開發(fā)環(huán)境C#語言進(jìn)行開發(fā)。具有7個功能模塊，分別是數(shù)據(jù)匯集、匯聚狀態(tài)(含報表輸出)、測項統(tǒng)計(含報表輸出)、數(shù)據(jù)展示、動態(tài)瀏覽、基礎(chǔ)信息、用戶管理等，每個模塊根據(jù)功能再進(jìn)行細(xì)化，整體功能如第42頁圖2所示。

圖1　創(chuàng)建的表和視圖Fig.1　Tables and views created

圖2　軟件功能Fig.2　Functions of the software

1.2.1數(shù)據(jù)匯集模塊

該模塊的主要功能是根據(jù)應(yīng)急短信自動啟動前兆臺網(wǎng)數(shù)據(jù)采集流程，并將應(yīng)急響應(yīng)短信內(nèi)容保存至安裝程序文件夾下，同時增加定時采集和手動采集功能，便于值班人員定時或者不定時完成前兆儀器的采集，自動采集流程如圖3所示。

應(yīng)急響應(yīng)模塊的核心是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集功能，主要依據(jù)“十五”地震前兆觀測設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)程[5-6]編寫一個多線程數(shù)據(jù)采集器。自動采集功能：根據(jù)短信model接收到的應(yīng)急響應(yīng)短信，自動啟動數(shù)據(jù)采集程序，并在程序文件夾下生成軟件日志來記錄應(yīng)急短信內(nèi)容；定時采集功能：在軟件界面上設(shè)置兩個時間點啟動數(shù)據(jù)采集程序，另外增加1個按鈕，可以手動點擊啟動數(shù)據(jù)采集程序，在模塊界面中顯示儀器采集進(jìn)度條和原因，方便查看儀器采集結(jié)果。

1.2.2匯聚狀態(tài)模塊

該模塊的主要功能是對前兆儀器匯集情況進(jìn)行檢查，便于獲取儀器工作狀態(tài)并及時進(jìn)行處理。在該模塊中，對儀器匯集狀態(tài)可以進(jìn)行報表打印輸出，默認(rèn)情況下是對當(dāng)月儀器匯集情況進(jìn)行統(tǒng)計。

圖3　自動采集流程圖Fig.3　Automatic acquisition flow

在模塊中，勾選全選復(fù)選框，選擇查詢?nèi)掌?，點擊統(tǒng)計查看按鈕，即可在右側(cè)界面中查看統(tǒng)計結(jié)果，繼續(xù)點擊打印輸出即可實現(xiàn)報表打印輸出。

1.2.3測項統(tǒng)計模塊

在該模塊中，針對前兆儀器每個測項統(tǒng)計數(shù)據(jù)連續(xù)率，默認(rèn)情況下是對當(dāng)天儀器測項數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，提供報表打印輸出。

在模塊中，勾選全選復(fù)選框，然后點擊統(tǒng)計查看，即可在右邊界面中對所有測項進(jìn)行統(tǒng)計和顯示。統(tǒng)計完成后，點擊打印輸出按鈕，即可實現(xiàn)報表的打印輸出，方便查看。

1.2.4數(shù)據(jù)展示模塊

該模塊的主要功能是對前兆數(shù)據(jù)的每個測項數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，同時將繪圖結(jié)果保存至程序文件夾下，以方便動態(tài)瀏覽模塊進(jìn)行調(diào)用。

在模塊中，全選左側(cè)的樹形復(fù)選框后，點擊曲線瀏覽按鈕，即可對所有前兆的所有測項進(jìn)行逐個繪圖、顯示，并進(jìn)行保存。模塊界面如圖4所示。

圖4　數(shù)據(jù)展示模塊界面Fig.4　Interface of data display module

1.2.5動態(tài)瀏覽模塊

該模塊的主要功能是調(diào)取程序文件夾下的繪圖文件進(jìn)行瀏覽，默認(rèn)情況下是對每秒鐘自動切換繪圖文件實現(xiàn)動態(tài)瀏覽。該模塊左側(cè)上方增加了圖形控制界面，可以更改切換方式，實現(xiàn)手動切換，方便工作人員快速瀏覽數(shù)據(jù)曲線；左側(cè)下方列出了所有繪制完成的圖形文件；右側(cè)對圖形文件進(jìn)行顯示。模塊界面如圖5所示。

圖5　動態(tài)瀏覽模塊界面Fig.5　Interface of dynamic display module

1.2.6基礎(chǔ)信息模塊

該模塊主要實現(xiàn)對前兆基礎(chǔ)信息的瀏覽。例如，臺站信息包括臺站名稱、臺站代碼、臺站經(jīng)緯度及臺站高程；儀器信息包括臺站名稱、臺站代碼、測點編碼、儀器名稱、儀器型號、儀器ID、采樣率、儀器IP、儀器端口、用戶名及密碼等；測項信息包括臺站名稱、臺站代碼、測點編碼、儀器名稱、儀器型號、測項名稱、測項分量代碼等。

1.2.7用戶管理模塊

該模塊基于軟件安全性考慮，分為超級管理員和管理員2個用戶級別。超級管理員具有軟件的所有權(quán)限，可以實現(xiàn)對用戶信息的查詢、添加、修改及刪除等操作；管理員只能查詢及修改本用戶的信息。在用戶信息中增加郵箱和手機(jī)號碼等信息，方便以后實現(xiàn)更高安全的驗證。

2應(yīng)用效果

客戶端軟件部署在山西前兆臺網(wǎng)中心1臺計算機(jī)上，多次模擬應(yīng)急短信發(fā)送，該軟件在接收到應(yīng)急響應(yīng)短信后均能自動啟動數(shù)據(jù)采集程序，和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯集方式相比，全省前兆數(shù)據(jù)匯集時間由30分鐘左右縮短至10分鐘左右，基本不用人工參與；儀器數(shù)據(jù)匯集檢查更加方便，通過匯聚狀態(tài)和測項統(tǒng)計即可方便查看；圖形瀏覽方式由手動點擊變?yōu)樽詣觿討B(tài)刷新，更加簡單；增加前兆基礎(chǔ)信息瀏覽，方便工作人員在應(yīng)急期間隨時提取基礎(chǔ)信息；考慮到軟件的安全性，增加了用戶管理模塊，方便多用戶進(jìn)行操作。

3結(jié)語

山西前兆臺網(wǎng)應(yīng)急服務(wù)軟件實現(xiàn)了快速匯集前兆數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)檢查統(tǒng)計、報表輸出、曲線動態(tài)瀏覽、基礎(chǔ)信息查詢、用戶管理等諸多功能，并在山西前兆臺網(wǎng)中心進(jìn)行了長時間的測試。軟件增加了人機(jī)交互功能，在任何地方通過電腦或者智能手機(jī)，采用VPN方式登錄到地震行業(yè)內(nèi)網(wǎng)，遠(yuǎn)程打開該軟件即可進(jìn)行操作[7-8]，極大方便了工作人員開展應(yīng)急響應(yīng)。相信在應(yīng)急或地震短臨跟蹤等特殊情況下能為地震會商及地震趨勢快速研判提供有效保障。今后，將在此基礎(chǔ)上繼續(xù)完善相關(guān)功能，如軟件運行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能、前兆入庫數(shù)據(jù)自動繪圖及產(chǎn)出功能等，進(jìn)一步提高軟件的實用性。

參考文獻(xiàn)：

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文章編號：1000-6265(2015)02-0041-03

收稿日期：2014-11-30

基金項目：中國地震局地震科技星火計劃項目(XH14008Y)。

第一作者簡介：胡玉良(1981—)，男，山西省河津人。2009年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，碩士研究生，工程師。

中圖分類號：P315.99

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Design and Application of Emergency Service Software of Precursor Seismic Network in Shanxi

HU Yu-liang1,3, CHENG Dong-yan1,3, YAN Min-zheng1,3, ZHANG Xing-guo2, LI Hui-ling1,3

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China; 2.Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China; 3.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Abstract:In order to make the observation data of Shanxi precursor seismic network play better role in earthquake emergency response, an emergency service software of precursor seismic network is developed by using C# language based on vs2010 development environment. The software mainly consists of 7 modules, which are data collection, collection status(including report output), observation item statistics (including report output), data display, dynamic display ,basic information and user management module. The software can collect precursor data rapidly and supply latest data in the case of earthquake emergency response for rapid judgment of earthquake tendency.

Key words:Earthquake emergency response; Data collection; Dynamic display