云南地震前兆臺(tái)網(wǎng)中心可視化運(yùn)維平臺(tái)設(shè)計(jì)

李磷 湯長(zhǎng)江 楊祺

摘要： 對(duì)云南地震前兆臺(tái)網(wǎng)中心運(yùn)維工作的基本內(nèi)容、可視化運(yùn)維平臺(tái)的構(gòu)架設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和闡述。該平臺(tái)現(xiàn)已在云南地震前兆臺(tái)網(wǎng)中心部署，具有使用方便、功能齊全的優(yōu)點(diǎn)。有效的提高了前兆臺(tái)網(wǎng)智能化運(yùn)維管理水平和管理的規(guī)范性，為產(chǎn)出的連續(xù)、準(zhǔn)確、可靠的地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】前兆臺(tái)網(wǎng) 可視化 運(yùn)維平臺(tái) 設(shè)計(jì)

隨著云南省地震局“中國(guó)地震背景場(chǎng)探測(cè)項(xiàng)目”、“極低頻探地項(xiàng)目”、“云南省十項(xiàng)重點(diǎn)工程項(xiàng)目”、“國(guó)家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程”等重大項(xiàng)目實(shí)施，云南省地震局地震臺(tái)站數(shù)量大量增加，若云南地震前兆臺(tái)網(wǎng)中心（以下簡(jiǎn)稱臺(tái)網(wǎng)中心）運(yùn)維工作仍按照原有的工作方式來(lái)運(yùn)維，將會(huì)給臺(tái)網(wǎng)中心工作人員帶來(lái)極大的壓力和挑戰(zhàn)。為更好地適應(yīng)新時(shí)期云南省防震減災(zāi)事業(yè)發(fā)展，創(chuàng)新臺(tái)網(wǎng)中心管理機(jī)制，使臺(tái)網(wǎng)中心運(yùn)維管理信息化、智能化及規(guī)范化，因此迫切需要一個(gè)運(yùn)維平臺(tái)對(duì)臺(tái)網(wǎng)中心運(yùn)維工作進(jìn)行科學(xué)管理。為此2016年對(duì)云南省地震局直屬前兆臺(tái)站進(jìn)行了調(diào)查，收集運(yùn)維需求，設(shè)計(jì)了云南前兆臺(tái)網(wǎng)中心可視化運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了GIS電子地圖、聯(lián)動(dòng)監(jiān)控實(shí)時(shí)展示臺(tái)站分布、儀器狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示、故障報(bào)警搶修等功能。本文對(duì)云南前兆臺(tái)網(wǎng)中心運(yùn)維工作內(nèi)容及該平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行闡述。

1 云南省地震局前兆臺(tái)網(wǎng)中心運(yùn)維工作內(nèi)容

臺(tái)網(wǎng)中心由形變、電磁和地下流體三大學(xué)科臺(tái)網(wǎng)構(gòu)成，其主要任務(wù)是為地震預(yù)報(bào)以及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)研究提供觀測(cè)數(shù)據(jù)；觀測(cè)方式分臺(tái)站連續(xù)監(jiān)測(cè)和定期（不定期）重復(fù)流動(dòng)測(cè)量；觀測(cè)對(duì)象為地震物理和地球化學(xué)動(dòng)態(tài)，涉及上述三大學(xué)科的多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。

臺(tái)網(wǎng)中心2016年統(tǒng)計(jì)，在運(yùn)行的臺(tái)站（點(diǎn)）共計(jì)61個(gè)，在運(yùn)行的儀器共計(jì)305套，分別為地形變儀器44套；流體儀器168套；地磁學(xué)科儀器34套；地電學(xué)科儀器12套；輔助觀測(cè)儀器41套。觀測(cè)方式有數(shù)字、模擬和人工三種。絕大多數(shù)觀測(cè)儀器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，產(chǎn)出的觀測(cè)數(shù)據(jù)的主要精度指標(biāo)符合規(guī)范要求。臺(tái)網(wǎng)中心由兩個(gè)核心工作組組成，前兆數(shù)據(jù)中心和前兆維修中心，前兆數(shù)據(jù)中心視頻監(jiān)控地震前兆臺(tái)站（以下簡(jiǎn)稱臺(tái)站）的工作環(huán)境，監(jiān)控臺(tái)站產(chǎn)出數(shù)據(jù)質(zhì)量，監(jiān)控臺(tái)站儀器設(shè)備的工作狀況。前兆運(yùn)維中心負(fù)責(zé)全省儀器設(shè)備運(yùn)維，儀器設(shè)備工作環(huán)境、數(shù)據(jù)質(zhì)量及工作狀況出現(xiàn)異常，首先派單由臺(tái)站檢查處理；若臺(tái)站不能解決，則反饋前兆維修組處理；若事件比較嚴(yán)重則需配合相關(guān)管理部門處理。

由于網(wǎng)絡(luò)化及臺(tái)站的偏遠(yuǎn)性，地震臺(tái)站無(wú)人值守成為主要觀測(cè)模式，對(duì)臺(tái)站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、控制將失去人工主控。當(dāng)臺(tái)站信號(hào)中斷時(shí)，維護(hù)人員無(wú)法遠(yuǎn)程了解故障原因，導(dǎo)致信號(hào)恢復(fù)延誤。當(dāng)前，能否盡快確定故障類型，迅速采取積極有效的維修手段，顯得越來(lái)越重要。加之前兆觀測(cè)手段學(xué)科多、儀器類型多、故障類型多，更是對(duì)運(yùn)維工作的挑戰(zhàn)。

2 可視化運(yùn)維系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)對(duì)云南省地震局14個(gè)專業(yè)臺(tái)站實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站的信息化、數(shù)字化、可視化、安全化、智能化管理。在臺(tái)站監(jiān)測(cè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)，構(gòu)建設(shè)備管理業(yè)務(wù)平臺(tái)，結(jié)合GIS地圖、視頻監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)對(duì)云南省局地震臺(tái)站的可視化管理及安全管理。

先進(jìn)性：良好的交互性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和跨平臺(tái)性，有效解決系統(tǒng)中存在的“信息孤島”問(wèn)題，采用J2EE架構(gòu)，在提出整體架構(gòu)的同時(shí)，運(yùn)用面向?qū)ο缶幊趟枷胍约澳Ｊ綇?fù)用理論和方法，將多種模式運(yùn)用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，降低模塊耦合度，設(shè)計(jì)出適用于運(yùn)維管理及搶修調(diào)度特點(diǎn)的系統(tǒng)。

可靠性：系統(tǒng)的開發(fā)采用成熟技術(shù)，從根本上提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定的WinNT、UNIX作為平臺(tái)，根據(jù)需處理信息的容量選擇不同規(guī)模檔次的服務(wù)器系統(tǒng)（如UNIX或PC，SMP或單CPU的服務(wù)器），同時(shí)還支持群集的負(fù)載均衡技術(shù)，提高系統(tǒng)吞吐量和高可靠性，具有系統(tǒng)備份、容錯(cuò)性能控制等；支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有目錄服務(wù)功能，從而在系統(tǒng)的可靠性和與其他系統(tǒng)的兼容性上提供了保障。

3 功能設(shè)計(jì)

專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括：觀測(cè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、供電設(shè)備等，另外其他配套設(shè)備數(shù)量多、型號(hào)復(fù)雜，在臺(tái)網(wǎng)維修和管理時(shí)，技術(shù)上缺少有效的信息交互平臺(tái)。因此對(duì)系統(tǒng)提出以下主要需求：

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的信息增加、刪除、修改管理；

（2）可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備狀態(tài)；

（3）能實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備故障后派發(fā)工單搶修，并跟蹤過(guò)程。

（4）能兼容原有的視頻系統(tǒng)，對(duì)臺(tái)站進(jìn)行視頻監(jiān)控。

按照運(yùn)維主要需求及總體設(shè)計(jì)，云南前兆臺(tái)網(wǎng)中心可視化運(yùn)維平臺(tái)設(shè)計(jì)主要包括3個(gè)模塊（圖1）：臺(tái)站信息管理業(yè)務(wù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控業(yè)務(wù)、故障搶修業(yè)務(wù)。

3.1 臺(tái)站信息管理業(yè)務(wù)

信息管理業(yè)務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)后臺(tái)配置及臺(tái)站信息管理，信息數(shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取，同時(shí)記錄的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為后期查詢提供依據(jù)。主要包括：用戶管理子模塊、臺(tái)站管理子模塊、派單管理子模塊。

3.1.1 用戶管理子模塊

用戶權(quán)限管理：用戶注冊(cè)、注銷、用戶信息修改、密碼修改、用戶分類等；對(duì)用戶使用權(quán)限進(jìn)行添加、修改、刪除；可根據(jù)單位、部門等不同種類的用戶進(jìn)行角色授權(quán)，權(quán)限包括：信息的接收、輸入、修改（增減）、查詢、瀏覽、打印、導(dǎo)出功能等；

3.1.2 臺(tái)站管理子模塊

臺(tái)站管理子模塊是建立臺(tái)站電子檔案的核心。在平臺(tái)上，管理員可以很方便地管理臺(tái)站的各種設(shè)備，包括專業(yè)設(shè)備（比如強(qiáng)震、測(cè)震、前兆設(shè)備）、視頻監(jiān)控設(shè)備、門禁設(shè)備等等。

3.1.3 派單管理子模塊

作為對(duì)設(shè)備維修歷史的記錄與管理主體，派單管理包括故障處理中及己完成的信息。主要記錄字段信息包含最終判斷的設(shè)備故障原因、處理故障的時(shí)間、人員信息、故障處理報(bào)告等。為故障處理查詢及歷史維修信息提供依據(jù)。

3.2 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控業(yè)務(wù)模塊通過(guò)部署在現(xiàn)場(chǎng)的采集終端以及各種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及各設(shè)備、設(shè)施狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。智能查障設(shè)備主要采集實(shí)時(shí)監(jiān)控和讀取的臺(tái)站環(huán)境動(dòng)力參數(shù)及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連通參數(shù)等信息。環(huán)境動(dòng)力參數(shù)主要為臺(tái)站溫濕度、UPS電源參數(shù)等（包括市電電壓、充放電電流等）。如遇故障則按照預(yù)定的故障排除方案自動(dòng)分析故障發(fā)生原因，迅速判斷故障點(diǎn)發(fā)生位置并通過(guò)短信、聲音以及在GIS地圖等形式發(fā)出報(bào)警。臺(tái)站狀態(tài)監(jiān)控業(yè)務(wù)模塊主要包含：重要設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控子模塊、設(shè)備參數(shù)監(jiān)控子模塊、視頻監(jiān)控子模塊、故障信息發(fā)送子模塊。

3.2.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控子模塊

地震局臺(tái)站信息在GIS地圖上進(jìn)行標(biāo)記，顯示臺(tái)站的地理位置及重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠通過(guò)篩選的方式顯示測(cè)震、強(qiáng)震、GNSS、前兆等專業(yè)設(shè)備的狀態(tài)信息。實(shí)時(shí)監(jiān)控UPS狀態(tài)、市電、漏水狀態(tài)、PDU開關(guān)狀態(tài)、臺(tái)站門禁狀態(tài)等重要信息，及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在設(shè)備高溫運(yùn)行、雷擊等異常情況下可以通過(guò)控制PDU通斷電，保障設(shè)備及臺(tái)站安全。

3.2.2 設(shè)備參數(shù)監(jiān)控子模塊

實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備參數(shù)，主要有實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、電源電壓值、UPS、電池電流、電池溫度、環(huán)境溫度、設(shè)備運(yùn)行溫度等，以及網(wǎng)絡(luò)的連接情況，所有參數(shù)都在系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)器中顯示。值班人員在控制中心就能清楚的了解各臺(tái)站基本數(shù)據(jù)參數(shù)。

3.2.3 視頻監(jiān)控子模塊

該模塊可以對(duì)視頻進(jìn)行集成，集成路數(shù)只受帶寬限制，在配置視頻的同時(shí)，可以在GIS地圖上配置顯示位置，然后通過(guò)視頻列表方式和GIS地圖方式對(duì)視頻進(jìn)行查詢。視頻顯示支持1、4、9分屏顯示。

3.3 故障搶修業(yè)務(wù)

故障搶修業(yè)務(wù)模塊，是顯示實(shí)時(shí)報(bào)警信息，進(jìn)行故障查詢、故障處理、安全化設(shè)備巡檢的重要模塊。能夠在操作界面直觀的顯示報(bào)警信息，進(jìn)行故障派單處理，查詢歷史故障信息，進(jìn)行日常故障統(tǒng)計(jì)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)告警點(diǎn)并作出快速響應(yīng)。當(dāng)發(fā)生告警信息時(shí)，會(huì)第一時(shí)間通知值班人員，進(jìn)行報(bào)警信息確認(rèn)，并作出處理。接派單流程主要包含：派單、轉(zhuǎn)單、接單、到達(dá)、搶修、巡檢。具體操作流程如圖2。

4 結(jié)束語(yǔ)

“十二五”項(xiàng)目建設(shè)臺(tái)站不斷增加，由于臺(tái)站看管人員的素質(zhì)參差不齊，現(xiàn)存的臺(tái)站維護(hù)模式已經(jīng)給地震局的臺(tái)站維護(hù)工作帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。本文從新的技術(shù)思路和運(yùn)維系統(tǒng)對(duì)地震臺(tái)網(wǎng)及其子臺(tái)進(jìn)行科學(xué)管理，以有效提高臺(tái)網(wǎng)及臺(tái)站技術(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和管理的規(guī)范性，為地震數(shù)據(jù)產(chǎn)出的連續(xù)可靠和應(yīng)用共享奠定基礎(chǔ)。但由于前兆儀器設(shè)備種類多，不同種類儀器間的技術(shù)差異大，對(duì)儀器的監(jiān)控覆蓋面和故障判斷智能方面還需進(jìn)一步拓展功能。同時(shí)也急需解決規(guī)范和統(tǒng)一前兆儀器數(shù)據(jù)采集器和儀器電氣接口標(biāo)準(zhǔn)，減少儀器種類間的技術(shù)差異問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]竇雪英，張剛，金艷等，信息中心機(jī)房建設(shè)探討[J].當(dāng)代化工，2015，44 （05）：1009-1011.

[2]閻楷，高冠龍，楊龍翔，地震臺(tái)網(wǎng)基于網(wǎng)絡(luò)的無(wú)人值守[J]，地震地磁觀測(cè)與研究，2015， 36 （06）：135-136.

[3]周振安，王秀英，劉愛春.地震前兆臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)[J].地震地磁觀測(cè)與研究，2006，27 （02）：51-55.

[4]姜博，邱鳳萍，張浩等.黑龍江省設(shè)備信息運(yùn)維管理系統(tǒng)開發(fā)及功能實(shí)現(xiàn)[J].防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào)，2018 （03）： 91-95.