数字测震台站常见故障快速判断及处理流程

高跃雄，梁　艳，高伟亮，张甲瑞，邰垣东

(1.山西省地震局临汾中心地震台，山西　临汾　041000；2.山西省地震局，山西　太原　030021；

3.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西　太原　030025)

数字测震台站常见故障快速判断及处理流程

高跃雄1，3，梁艳2，3，高伟亮2，3，张甲瑞2，3，邰垣东1，3

(1.山西省地震局临汾中心地震台，山西临汾041000；2.山西省地震局，山西太原030021；

3.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西太原030025)

摘要：主要对山西数字测震台网(台站)常见故障进行了分类、分析，对台站环境综合监控系统所产出大量设备及环境信息进行了分析研究，并将系统常见故障与有关环境信息相链接。根据多年的测震技术维护经验，制定出一套能够快速判断和处理常见故障的工作流程。

关键词：常见故障；环境监控；处理流程

0引言

随着山西数字测震台网的不断发展，观测系统的数字化、网络化技术也相对成熟，并且这几年新建台站数量也在不断增加，目前全省已有56个数字测震台站。因此，测震台网(台站)的运行维护工作显得越来越重要，对维护人员如何能够快速判断和处理故障的能力提出了更高的要求。

1山西数字测震台网基本情况

山西数字测震台网目前共有56个数字测震台站，使用的仪器设备主要有港震公司仪器和英国Guralp公司仪器。其中，港震公司的仪器使用了两种型号的数据采集器，即早期的EDAS-24IP和目前生产的EDAS-24GN；设备供电方式有市电+UPS+直流电源、市电+智能电源系统、太阳能供电系统等；通信系统有光纤、微波，配光端机、协转及交换机；部分台站安装了台站环境综合监控系统。各台站的具体情况如表1所示。

2常见故障分析及分类

测震观测系统出现故障导致的结果就是观测数据断记，直接影响测震台网的运行率和数据可用率。通过多年的运行维护工作经验来分析总结，发现影响测震系统运行率和数据可用率的主要故障有以下几个方面。

表1　山西数字测震台网台站基本情况

表1(续)

表1(续)

(1) 仪器故障。仪器故障种类繁多且最难判断，同样的故障可能是由不同的原因造成，造成不同故障的原因也可能是同一个因素，这种情况通常考验的是维护人员的技术水平和工作经验。最常见的仪器故障是数据采集器死机或损坏、通信单元损坏、GPS损坏等。

(2) 供电系统故障。供电系统故障是导致数据断记的最主要因素之一，一般是当地市电停电时间较长或者连续多天长时间间歇性停电时，后备电源就会供应不足或是充不起电，这类故障虽易判断，但对于客观方面的因素却也无能为力。有时还有供电线路故障、电源故障等。如果通过环境监控仪对供电系统譬如停电、供电不正常等情况能够及时掌握的话，则有更多的时间去进一步了解具体情况和产生原因，并且对后续可能发生的各种情况做到早计划、早处理。

(3) 通信系统故障。通信系统故障也是导致数据中断的一大原因，包括通信设备故障或死机、线路故障等，但有时通信系统的故障却是跟供电系统故障有关。因此，要想准确判断故障所在，就需了解更多的台站环境信息。以前是信号断了后联系当地的台站看护人员来了解情况，现在信息都可以通过环境综合监控系统及时获取。

3台站环境综合监控系统

3.1　台站环境监控仪简述

地震台站环境监控仪主要是对地震观测台站仪器设备的运行环境进行监控，可采集台站的交直流电压、电流、机房温湿度、大气压等环境信息和台站现场的视频信息。环境监控仪具有远程网络通讯功能，可让维护人员远程了解现场仪器工作环境的情况，其产生的环境信息数据可为观测系统故障的分析判断提供大量依据，有助于对观测系统故障快速、准确的判断和及时处理，提高观测系统的运行率。台站环境监控仪功能说明如图1所示。

图1　地震台站环境监控仪Fig.1　Environmental monitor of seismic station

3.2　环境监控仪采集环境信息的意义及作用

测震台站安装环境监控仪的技术系统构成如第9页图2所示。

由图2看出，环境监控仪可采集的环境信息有：台站交流电压、电流；设备直流供电电压、电流；机房温度、湿度、气压；现场监控视频。这些环境信息可为观测系统常见故障的判断提供很好的依据。通过对大量监控仪信息与系统常见故障的分析研究，结合多年运行维护的经验，总结出监控仪信息的意义和作用及其与一些常见故障的关系(见表2)。

图2　测震台站环境监控仪技术系统构成Fig.2　Composition of technical system of environmental monitor of seismic station

表2　监控仪信息的意义、作用及与一些常见故障的关系

实例：2014年12月8日，大宁数字测震台的仪器(型号EDAS-24GNBBVS-60)出现如第10页图3所示的问题。17:45信号中断，断记前波形正常，17:47以后通信恢复，然而波形突跳超限，于17:52后返回，通信恢复后波形一直呈直线状态，连数采本身的噪声信号都没有。利用edas-gn-sms软件连接数采进行查看，未发现参数设置方面的问题，所有远程操作包括调零及远程重启均无效。

故障发生后，通过查看台站环境监控仪的环境信息数据发现，断记前交流电压正常，断记后一段时间交流电压很高，将近250 V。由于监控仪报表数值为5分钟一个数，没有采集到交流电压突然升高的瞬间数据，但可以判断一定出现过瞬间高电压，瞬间高电压或者大脉冲电流导致数采出现了故障，可能损坏或自我保护(也叫死机)。现场断电重启数采后，信号恢复正常，证明判断是正确的，是高电压导致数采死机。

4测震台站常见故障快速判断及处理流程

4.1　测震台站常见故障快速判断及处理流程的制定

通过以上分析，结合多年的测震运行维护工作经验，制定出如下测震台站常见故障快速判断及处理流程(见第11页图4)。

对于未安装环境监控仪的台站，也制定出常见故障快速判断及处理流程(见第12页图5)。

4.2　测震台站常见故障快速判断及处理流程的说明

4.2.1流程作用简介

测震台站常见故障快速判断及处理流程主要针对数字测震台站出现断记、时记时断、波形不正常等常见系统故障而制定。故障出现后，根据流程可以快速判断故障原因所在，并及时处理，即使是新手也能够轻易操作，避免了出现故障后维护人员不知道如何有序处置，以至于耽误时间，不能及时排除故障，造成系统运行率低、数据可用率低等无法挽回的损失。

图3　大宁数字测震台12月8日故障现象Fig.3　Trouble in Daning Digital Seismic Station on Dec. 8th

4.2.2流程图说明

测震台站常见故障快速判断及处理流程图中，菱形框表示判定，方框表示流程，六边形表示状态，椭圆形表示终结符，所有带阴影的框都表示要做一些具体操作和分析处理及判断工作。流程中各框之间的连线表示多方面结合来综合考虑，箭头表示故障判断及处理的思维走向和流程步骤导向。

4.2.3流程图故障判断及处理过程详解

系统出现故障后，首先Ping数采及监控仪，然后按照故障判断及处理流程步骤，根据不同情况，结合不同的信息进行全方位分析处理，判定故障原因并制定解决方案。

(1) 如果数采通而监控仪不通，则基本判定是监控仪故障，也有可能是交换机或网线问题，需现场修复。

(2) 如果二者都通，则可以分别查看数采和监控仪的信息，首先用单台监控软件连接数采，查看仪器参数、波形、零点、系统时间、GPS授时等是否正常，按需要做一些参数设置、调零、标定、远程重启等操作。若恢复则终止，未恢复则根据如下不同情况分别执行：

① 如果仪器和单台软件记录波形都正常而台网中心断记，则不是台站仪器问题，可以重启服务器，否则，就联系台网中心系统管理员处理；

② 如果波形断断续续，则可以用FTP连接数采查看内存或外部存储器数据是否断续，如是，则判断为仪器故障；否则，联系台站看护人员来了解台站情况，并结合环境监控仪信息做分析和判断，指导看护人进行断电重启及其他相关操作。如恢复则终止，未恢复则尽快出台维修，并准备可能要更换的设备；

③ 对于其他故障，则可能是仪器系统或供电系统有问题，联系台站看护人进行同上操作，必要时及时出台维护；

④ 如果二者都是断或时断时续，则可以直接联系移动公司维护人员上报故障，同时也不能排除其他原因，去机房(包括联系其他信息节点维护人员)检查本地协转、交换机、网线等工作状态，重启协转等。如恢复则终止，未恢复(或者不能查看到其他信息节点)则联系台站看护人进行操作，进一步排除及确定故障原因，必要时及时出台维护；

⑤ 如果数采断或断断续续而监控仪通，则很有可能是仪器系统或供电系统故障，判断可能出现问题的设备顺序是：仪器、电源、交换机、网线等，可查看台站监控系统采集的各种台站环境信息，全面分析环境信息的异常变化，并联系台站看护人员进行操作，综合考虑故障原因，如不能恢复则及时出台维护。

因为监控仪有2个IP地址，上述提及的监控仪不通皆指2个IP都PING不通。

另外，对于一些基本的仪器设备故障和具体的小问题，其解决办法维护人员应在工作过程中熟练掌握。属于维护人员具备的基本技能，本流程中未体现。

5结语

测震台站常见故障快速判断及处理流程的制定能够使数字测震台网的运行维护工作达到规范化、流程化，流程简洁明了，按流程规定的操作能锻炼和提升运行维护人员对系统常见故障的快速判断及处理能力，大大提高测震台网系统运行率和数据可用率。

图4　测震台站常见故障快速判断及处理流程Fig.4　Quick judgment and processing flow of common troubles in digital seismic stations

图5　未安装环境监控仪的测震台站常见故障快速判断及处理流程Fig.5　Quick judgment and processing flow to deal with common troubles in digital seismic stations without environmental monitor

(英文摘要

Quick Judgment and Processing Flow to Deal with Common Troubles in Digital Seismic Station

GAO Yue-xiong1,3, LIANG Yan2,3, GAO Wei-liang2,3, ZHANG Jia-rui2,3, TAI Yuan-dong1,3

(1.Linfen Central Seismological Station of Earthquake Administration of Shanxi Province, Linfen, Shanxi 041000, China;2.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China;3.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Abstract:Common troubles appeared in stations of Shanxi Digital Seismic Network are classified. Large amounts of equipments and environment information output from comprehensive environmental monitoring system of stations are studied and the common troubles of the system are linked with the relevant environmental information. A working flow of quick judgment and processing to deal with common troubles is drawn, based on experience on maintenance for years.

Key words:Common trouble; Environment monitoring; Processing flow

作者简介：第一高跃雄(1972—)，男，山西省襄汾人。1995年毕业于西安地质学院，工程师。

基金项目：山西省地震局科研项目(SBK—1307)。

收稿日期：2015-01-04

中图分类号：P315.62

文献标志码：A

文章编号：1000-6265(2015)01-0006-07