安徽数字测震台网技术构成及配置

郁建芳，夏仕安，张 炳，韩成成，龙剑锋

(安徽省地震局，安徽 合肥 230031)

安徽数字测震台网技术构成及配置

郁建芳，夏仕安，张 炳，韩成成，龙剑锋

(安徽省地震局，安徽 合肥 230031)

从测震台站分布、台站技术系统及数据传输信道、主要仪器设备、台网中心软硬件配置和智能台站建设等方面详细地阐述了安徽数字测震台网的技术构成及配置，以及数字化测震台网在安徽省防震减灾工作中发挥的积极作用。

数字测震台网；技术系统；数据传输；智能台站

从“十五”项目建设开展以来，经过了大量的工作后，中国地震台网和台站数字化改造取得了很大进步。在技术设计上废弃了传统的串口传输方式，采取先进的网络IP传输方式，这些先进技术的利用大大增强了中国地震台网地震监测水平。安徽省数字测震台网主要由1个测震台网中心和41个数字测震台站组成，其中包括3个国家数字地震台(合肥地震台、庐江地震台、蒙城地震台)和9个区域数字地震台。测震台站记录和采集的地震观测数据经由数据传输信道实时传输到台网中心进行分析、处理和存储。安徽数字测震台网建设完成后，在安徽省地震监测预报工作中发挥了重要作用，台站数量及分布密度的增加提高了台网监控能力和速报能力[1-2]。先进的集群管理技术保证了数据的连续性和完整性，丰富的数据为地震预报和相关科研工作提供了翔实的基础资料，网络技术的有效应用实现了区域台网之间或台网与台站之间的数据共享和交换等。

1 台网布局和监测能力

安徽省测震台站的整体建设统筹结合了本省市(县)发展规划和均匀架台的布局原则，在原“九五”计划和模拟观测台站的基础上进行了综合改造、升级和应用开发，“十二五”计划新建台站也陆续投入运行。目前全省的测震台站已增加到41个，台站间距为50～70千米，大别山区等全省重点区域的测震台站进行了加密布设，间距为数十千米。安徽测震台网直属台站分布如图1所示。安徽测震台网中心同时接收周边的湖北、河南、山东、江苏、江西、浙江六个省份的19个台站的波形数据，共实时接收、汇集、存储和处理60个测震台站的地震数据，对全省绝大部分地区地震的监测能力可达到ML1.8级，霍山“地震窗”等局部地区可达到ML0.1～1.0级。安徽省测震台网监测能力如图2所示。

2 台站技术系统与数据传输方式

安徽省数字测震台站的观测场地可分为地表、山洞、井下三种类型，其中山洞型台站2个，井下型台站7个，地表型台站32个。经改造、升级后，各台站的摆房、山洞、供电、避雷等观测环境有了很大程度改善，其中12个省属专业台站的观测楼、监测室、庭院、宿舍等办公、生活条件也明显改善。

2.1 测震台站技术系统

安徽省测震台网所属测震台站的技术系统主要由地震计、数据采集器、GPS时钟、数据传输设备、供电及避雷设备构成，典型测震台站技术系统构成如图3所示。地震计将地面运动参量转换为电压量，数据采集器将上述电压量转换为数字量，GPS时钟信号确定时间，数据传输设备将数字地震信号实时传输至台网中心，供电及避雷设备保障各类仪器安全可靠地运行。测震台站主要设备有宽频带地震计(KS-2000/BBVS-60/CMG-3ESP-60)、甚宽带地震计(CTS-1EF/BBVS-120)、短周期地震计(FSS-3M/FSS-3B)、井下地震计(FSS-3DBH/JDF-2/BBVS60-DBH)、与其相配套的数据采集器(DR24/SMART24/EDAS24IP/EDAS24GN-3)及电源设备等。

图1 安徽测震台网直属台站分布

图2 安徽省测震台网监测能力

图3 安徽省测震台网典型测震台站技术系统

2.2 数据传输方式

数据传输采取有线方式，主要有光纤宽带信道、SDH信道、ADSL宽带等三种，其中采用SDH信道的台站有10个，采用光纤宽带信道的台站25个，采用ADSL宽带的台站6个。安徽数字测震台网数据传输信道网络拓扑构成如图4所示。

图4 安徽省测震台网数据传输路由图

3 台网中心技术系统和智能台站建设

安徽省测震台网中心技术系统主要由服务器为主的硬件设备系统和JOPENS台网地震数据处理软件系统组成[3]。在台网部系统设备构成的网络环境下，每个台站的地震观测数据通过安徽省地震局地震信息服务部运行维护管理的传输信道，汇集在测震台网中心流服务器上。台网部的数据传输通信链路、供电、避雷及综合布线等与安徽省地震局信息服务部集成设计，统一施工，严格按照Ⅱ类机房标准执行。安徽省测震台网中心的软硬件系统构成如图5所示。安徽省测震台网数据处理技术系统是基于计算机网络的分布式系统，在网络环境以及数据库技术支撑下，完成区域测震台网专用软件基本功能实现的相互协作。由广东省地震局研制的“十五”数字测震台网软件JOPENS系统，其软件系统各功能模块部署在测震台网部10台服务器和12台计算机工作站上，如表1所示。技术系统的主要功能有：汇集全省测震台站实时波形数据，进行事件实时检测、自动触发、事件报警、自动处理、在线数据库存储、离线数据刻录备份，完成台网责任区内的地震监测和速报任务，并以转发方式向国家地震台网中心和安徽省台站提供数据流服务；同时，通过国家地震台网中心的SDH专网收集邻省测震台网19个台站的准实时波形数据，大大提高了安徽省边缘和邻省地震的监测和定位能力。

图5 安徽省测震台网中心软硬件系统构成图

“十五”建设项目工作完成后，全国增上和改建了大批无人值守台站，它们大多处在深山、荒岛等位置偏远或环境条件差的地区，如何对其进行有效维护和管理已经成为了一项亟待解决的问题。针对此种情况，安徽台网研发了DZJK-01综合智能采集器，开发了专门针对地震台站的综合智能监控系统，初期以白山地震台为试点进行了智能台站建设[4]。安徽省智能台站建设以物联网方式和三维模型模拟摆房内的场景，在台站安装湿度计、烟雾报警器、门磁、市电检测器、UPS检测器、双电源管理器、网络摄像头、DZJK-01数据采集器等硬件设备，并将采集到的所有参数汇集至台网中心的综合控制显示平台。具体测震台网中心主要设备参见表1，智能台站监控系统网络拓扑图参见图6。

表1 安徽省测震台网中心主要设备

图6 安徽省智能台网监控系统网络拓扑图

通过智能台站系统的建立，仪器维护人员能够异地远程实时监控台站的动力环境参数和设备运行状态，及时判断台站故障类型，做好应对措施，缩短故障处理时间，大大减少了仪器维护人员进行台站设备维护的工作量和难度，并可以对台站的观测设备进行有效管理和维护。一方面，提高了台站的仪器工作连续运行率，为地震预报和地震研究工作提供连续、可靠的基础数据；另外一方面，节约了维护成本。白山台试运行取得显著效益后，安徽地震台网又先后在六安台、烂泥坳台、豹子崖台、石家河台、含山台、舒城台、定远台、淮南台、广德台、枞阳台等10个无人值守台进行了智能台站的建设，同时将这10个台站作为监控点添加到“安徽地震台站综合智能监控系统”中进行统一监控维护，实现了无人值守台站运维和管理的自动化、智能化、科学化。智能地震台站的建设对规范台站维护管理、节约台站维护成本、提高观测系统质量、实现台站运行的科学化和智能化具有较高推广价值，对实现发展智能台网具有积极意义。

4 结束语

安徽省数字测震台网实现了观测系统数字化、计算机网络化，很大程度上扩大了安徽台网的地震监测动态范围，保障了地震观测系统的高速稳定，改善了台网的地震监测能力，积累了丰富的数字地震数据资料，在开展安徽省及邻区地震科学研究方面发挥了积极作用。而且随着数字测震台网的建成和各类科研工作的开展，提高了地震科技队伍的整体实力，促进安徽地震监测工作再上一个新台阶。

[1] 张有林,戚浩,王燚坤，等.安徽省地震台网监测能力和监控范围估算[J].地震地磁观测与研究,2005,26(6):56-59.

[2] 金星,廖诗荣,陈绯雯，等.区域数字地震台网实时速报系统研究[J] 地震地磁观测与研究,2007,28(1):64-72.

[3] 吴永权,黄文辉,苏柱金.国家测震台网的实时数据传输与服务[J].华南地震,2013,33(3):78-83.

[4] 黄显良,戚浩,程鑫，等.智能地震台站试验性研究[J].国际地震动态,2014(10):11-14.

The technological structure and configuration of Digital Seismic Network in Anhui Province

Yu Jianfang, Xia Shian, Zhang Bing, Han Chengcheng, Long Jianfeng

(Earthquake Administration of Anhui Province，Hefei 230031，China)

This paper has described the technology structure and configuration of Anhui digital seismic network in detail based on the seismic stations distribution, technology system and data transmission of stations, the main seismic observation equipment, software and hardware constitution of network center, intelligent station. The digital seismic network has played an active role in the earthquake prevention and disaster reduction work in Anhui Province.

digital seismic network; technology system; data transmission; intelligent station

2014-11-15

郁建芳(1987-)，女，湖北襄阳人，助理工程师.

P315.69

B

1001-8115(2015)04-0036-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2015.04.009