內蒙古地震臺站綜合管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

學 峰,吳 軍

（內蒙古自治區(qū)地震局,呼和浩特 010010）

關鍵字：地震臺站；系統(tǒng)運維；數(shù)據(jù)庫；面向對象

0 引言

內蒙古自治區(qū)地震臺站經(jīng)歷“十五數(shù)字化觀測網(wǎng)絡項目”、“中國地震背景場探測項目”等重大項目建設,臺站數(shù)量逐年增多,而且臺站管理模式也發(fā)生改變,無人值守臺站數(shù)量進一步增加,臺站儀器運維工作難度加大。現(xiàn)有地震觀測手段繁多、觀測方式復雜,傳統(tǒng)儀器運維工作已不適應當前地震臺站運維模式,須探索新的運維方法,因此,筆者結合內蒙古地區(qū)地震臺站運維工作,開發(fā)出一套綜合性管理平臺,解決目前地震臺站儀器運維工作不足。

該系統(tǒng)以內蒙古自治區(qū)地震臺站為基礎,研發(fā)出適合內蒙古自治區(qū)地震臺站運維方式的臺站綜合管理平臺,促進臺站運維工作,提升內蒙古自治區(qū)地震局臺站管理能力,尤其對未來臺站運維工作具有重要意義。

1 內蒙古地區(qū)地震臺站管理現(xiàn)狀和存在問題

1.1 內蒙古地震臺站運行管理現(xiàn)狀

內蒙古自治區(qū)地震臺站由測震臺、地球物理觀測臺、強震動臺、陸態(tài)網(wǎng)臺和科學臺陣組成,其中地震監(jiān)測臺站49個,強震觀測臺站32個,地球物理觀測站75個,陸態(tài)網(wǎng)觀測站5個,共計設備數(shù)為264臺。地震臺站觀測手段包括：測震、形變、電磁、地下流體和強震動監(jiān)測等,已具備網(wǎng)絡數(shù)字化觀測功能。由于內蒙古地域東西狹長,地震臺站分布廣,所以臺站運維工作難度大、效率低等問題較為突出。以下是10個重點臺站設備數(shù)量及人數(shù)信息統(tǒng)計表。

表1 臺站信息Table 1 Station informaion

1.2 地震臺運維管理中存在的問題

目前,內蒙古自治區(qū)地震監(jiān)測業(yè)務體系是地震監(jiān)測為主,涵蓋形變觀測、電磁觀測、流體觀測等[1]。由于內蒙古地震臺站數(shù)量眾多、分布廣,且存在省局直屬臺站和盟市臺站管理模式,所以地震臺站運維工作中存在以下問題。如：①地震臺站設備更換不及時,運行率偏低；②臺站資源未實現(xiàn)共享,地震監(jiān)測中心各部門不能及時掌握臺站設備運行情況；③臺站新上線設備、下線設備未形成統(tǒng)一記錄檔案；④設備運維日志和日常巡檢報告未統(tǒng)一入檔。針對以上地震臺站運維工作中存在的問題,用一套綜合管理系統(tǒng)整理存儲各類信息是非常有必要,所以該系統(tǒng)所研發(fā)對推進臺站管理信息化工作起到積極作用[2]。

2 地震臺站管理系統(tǒng)主要架構和開發(fā)方法

2.1 系統(tǒng)架構

內蒙古地震臺站綜合管理系統(tǒng)包含臺站設備信息、運維人員信息、設備運維日志、地震臺站觀測環(huán)境介紹和設備狀態(tài)監(jiān)控等內容,系統(tǒng)結構主要分為應用層、服務層、數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)開發(fā)采用B/S模式不受制于平臺限制,操作方便靈活。系統(tǒng)開發(fā)語言使用PHP5,PHP5是一種服務器端運行的腳本語言,可以開發(fā)動態(tài)、交互式網(wǎng)站系統(tǒng),PHP5還有完全開源,穩(wěn)定性強等特點[3-4]。用戶可以通過Web瀏覽器,可以訪問網(wǎng)站各類信息,以下是系統(tǒng)架構圖（圖1）。

圖1 系統(tǒng)結構圖Fig.1 Structure diagram of system

2.2 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)表設計

數(shù)據(jù)庫是應用系統(tǒng)的重要基礎部分,數(shù)據(jù)庫結構設計好壞直接影響整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。為實現(xiàn)系統(tǒng)跨平臺特性,系統(tǒng)開發(fā)中采用開源MySQL數(shù)據(jù)庫軟件,MySQL數(shù)據(jù)庫是功能較強的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。由于MySQL數(shù)據(jù)庫有操作簡單、訪問用戶無限制、運行速度快,以及數(shù)據(jù)庫備份恢復簡便等特點,一直以來受到了廣大應用開發(fā)者歡迎。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計參考《地震前兆數(shù)據(jù)庫結構規(guī)范》中規(guī)定的相關數(shù)據(jù)表結構,根據(jù)臺站運維業(yè)務需求進行適當修改了數(shù)據(jù)庫結構,該軟件系統(tǒng)中包含了用戶信息表、設備信息表、人員信息表、設備維修記錄表等。數(shù)據(jù)庫結構見圖2。

圖 2 數(shù)據(jù)庫關系圖Fig.2 Diagram of database

2.3 系統(tǒng)開發(fā)方法

本系統(tǒng)以ThinkPHP框架為基礎,用PHP語言編寫而成,項目開發(fā)使用面向對象的方法。面向對象的方法主要特征是封裝、繼承、多態(tài)等,該項目中根據(jù)開發(fā)目標建立基礎類和控制類,其中基礎類是父類,其他類和方法繼承該類,從而減少代碼重復性,提高代碼可讀性。該系統(tǒng)開發(fā)中使用的面向對象方法是系統(tǒng)后臺控制器和前端視圖兩種部分組成,此方法特點是①系統(tǒng)擴展性強、維護方便,②減少數(shù)據(jù)庫服務器壓力,提高運行速度。該方法在B/S系統(tǒng)開發(fā)中應用較為廣泛,使開發(fā)難度降低,提高系統(tǒng)安全性。

3 臺站管理系統(tǒng)主要功能模塊

3.1 設備信息管理模塊

設備信息管理模塊是建立地震臺站設備電子檔案的基礎,設備信息管理模塊中管理員可以直觀地查看各種設備（主要包括地震專業(yè)設備、網(wǎng)絡通用設備）屬性信息。設備信息屬性信息包含：設備名稱、設備型號、所屬臺站名稱和設備狀態(tài)等信息[5]。設備信息是給設備維修人員提供準確可靠信息,為設備維修提供數(shù)據(jù)資源,以下是設備信息展示界面。

圖 3 設備信息界面Fig.3 Interface of equipment information

3.2 設備運維日志模塊

運維日志主要記錄臺站設備故障原因、故障處理過程和維修時間等信息,為運維人員提供電子日志功能。該模塊中主要實現(xiàn)設備維修信息列表,該模塊中增加了“修改”、“刪除”等功能。設備運維日志是運維工作的檔案,后期利用數(shù)據(jù)分析技術將設備故障原因進行分析統(tǒng)計,通過故障分析結果優(yōu)化網(wǎng)絡結構,以下是運維日志記錄圖。

圖4 運維日志Fig.4 Log of operation and maintenance

3.3 臺站監(jiān)測環(huán)境

地震臺站監(jiān)測環(huán)境決定著地震監(jiān)測數(shù)據(jù)質量,其中地震地質條件是極為重要的條件之一,地震監(jiān)測臺站所處環(huán)境的優(yōu)劣與監(jiān)測結果有著直接關系。臺站觀測環(huán)境資料模塊中收集展示內蒙古地區(qū)地震臺站觀測環(huán)境介紹,為地震監(jiān)測預報業(yè)務的查閱提供幫助,同時為地震臺站建設發(fā)展提供參考依據(jù)。以下是內蒙古地區(qū)地震臺站觀測環(huán)境介紹。

圖5 臺站觀測環(huán)境介紹Fig.5 Introduction of observation environment of stations

4 內蒙古地震臺站運維中應用效果

該系統(tǒng)上線測試過程中,經(jīng)多次修改,已基本達到運維人員工作要求,工作人員可通過該系統(tǒng)上報運維日志,并查看設備信息等任務。本系統(tǒng)中收集了內蒙古地區(qū)地震臺站設備信息、人員信息、設備維修記錄和臺站觀測環(huán)境等信息,在管理系統(tǒng)中及時發(fā)布臺站設備運行、運維結果和故障情況等最新狀態(tài),為監(jiān)測中心運維人員提供最新信息,應用效果良好。

5 結語

內蒙古自治區(qū)地震臺站管理系統(tǒng)經(jīng)試運行,已達到軟件設計目的,在日常運維工作中逐漸開始起作用。接下來將根據(jù)未來地震臺站建設和運維要求,進一步完善系統(tǒng)功能,實現(xiàn)運維工作的自動化和智能化進程。該系統(tǒng)的正式運行為內蒙古地區(qū)地震臺站提供一套信息管理平臺,實現(xiàn)了臺站運維科學、規(guī)范化管理,適合在地震系統(tǒng)內推廣應用。