单台测震实时数据断记监测软件

赵铁锁，张晖，高昌志，王欣

(1.内蒙古自治区地震局呼和浩特地震台，内蒙古呼和浩特　010050; 2. 内蒙古自治区地震局宝昌地震台，内蒙古宝昌　027099)



单台测震实时数据断记监测软件

赵铁锁1，张晖1，高昌志2，王欣1

(1.内蒙古自治区地震局呼和浩特地震台，内蒙古呼和浩特010050; 2. 内蒙古自治区地震局宝昌地震台，内蒙古宝昌027099)

为了解地震台站波形记录的连续性，编制单台测震数据停记监测软件。通过定时监视地震波形数据库信息变化，实现对记录系统连续情况的定时监视。当记录系统由于网络中断、地震记录软件死机等原因停止时，弹出报警界面并播放报警提示音乐，提醒值勤人员及时处理系统故障，同时生成断记日志，便于以后的查询核对。

地震记录；监测软件；报警软件

0　引　言

地震台站波形数据的完整性是考察台站记录数据质量的重要指标，数据缺失、断记对地震监测工作会带来极大影响。在日常运行中，由于多种原因，可能出现地震实时记录数据断记的情况，而目前单台系统数据断记没有较完善的监控软件，一旦出现断记，往往不能及时发现，更不能得到及时处理，常造成实时记录数据长时间丢失，为此开发一款数据停记监测报警软件非常必要。

为了解决地震观测数据记录中断靠人工监视，2005年黑龙江省牡丹江地震台的马宝君研发了一款监视计算机死机的报警软件，这款软件只能监测由于电脑死机而造成的数据断记。之后在2008年河北省红山地震台王利兵等开发一款监视地震数采输出的报警软件，它的界面较之前的有了很大的改变，更具有易操作性，但它只是针对数采有没有信号进行监测。以上两款软件功能单一，决定了它们适用范围有限，不能适应地震观测今后的发展。

地震观测在“十五”改造后，进入了数据库时代，数据的存储和读取都是通过对数据库操作实现的。Jopens地震观测处理系统就是广东省地震局针对台网及台站开发的一款地震观测数据库操作系统，台网版还附加了数据断记监测功能，而台站版没有此功能。

针对上述问题，笔者经过半年的研究和程序编写，开发出了用于单台JOPENS数字化系统的断记监测软件。

1　设计思路

1.1软件功能

本软件通过与MYSQL数据库进行连接和实时监控，对数据流中断、系统服务停止、计算机死机、网络中断等情况进行报警，产出断记日志，以解决单台地震观测实时记录断记不能被及时发现、造成数据缺失的问题。同时还可以监控系统与实时记录系统在系统运行中的I/O分配及资源占用情况。

1.2软件原理

对数字化地震系统的监视可分为对信号传输过程中的电压监视和数据存储文件的内容监视两种方法。本软件采用后者，即以记录系统的最终产物(数据库数据)作为监视对象，通过监测数据库存储数据的变化及数值异常来判断系统的工作状态。

数字地震台站单台数据处理系统seismicmix实时将地震数据写入mysql数据库中， 正常情况下数据库数据信息将随时间不断变化。假如把某一时刻连续波形数据库的数据信息作为一个标准存入一个变量，每隔一段时间(本文为1分钟)检查数据库信息并与前一时间点的标准对比，如果数据库信息有所变化就说明连续波形数据已经存入，系统运行正常；如果数据库信息与前一分钟相比没有发生变化，说明在此期间没有数据入库，这表明系统运行异常，立即报警，提示值班工作人员数据出现断记，及时进行检查和处理。

具体软件流程见图1。

图1　软件流程图

2　软件功能的简介

2.1软件主要界面

笔者采用实体编辑中的布尔（Boolean）运算方法，首先给出一个锥体（AddCone），再给出一个柱体（AddCylinder），最后应用acSubtraction布尔运算法则，即保留锥体和柱体交集部分，烟囱的高度是圆柱体的高度，一个下宽上窄的烟囱就制作出来了。图5为其他 带有高度的点状符号图。

本软件主要基于Microsoft公司visuaI Basic 6.0软件实现的，该软件简单易学，功能强大，可视化界面设计。利用VB6.0与MYSQL数据库链接、多媒体编程和VB可选性技术编制了数据断记报警软件，其主程序界面如图2所示。

2.2软件介绍

系统整体结构采用分层设计[1]，主界面提供了监测文件(ibdata1)的路径选择和参数设置，其灵敏的报警功能更是得到了台站人员的好评。

(1)选择监测数据库文件(ibdata1)。该文件是MYSQL在储存的格式 INNODB类型数据状态下， ibdata用来存储数据库连续波形的文件数据。

(2)请选择报警音乐。本软件提供了3个默认警报音乐，更能引起值班人员的注意。除此之外，用户还可以自己选择报警音乐。只需点击“自定义”选项，就可选择指定的报警音乐。这里可选的音乐文件是mp3格式的文件。如不选择报警音乐，默认音乐将为bj1。

(3)选择监测时间。监测时间是指软件重复监测数据库的间隔时间，它的数字越小，监测频率越高，但占用CPU的资源越大，所以间隔时间最小是1分钟。间隔时间提供了3个选项，也可以自己输入间隔时间，如不选，系统将默认为1分钟。

(4)断记日志。为了方便日志的填写，也为了以后的查询和核对，软件会生成一个简单的文本格式日志文件。日志文件名的格式是年份+rz.txt，例如“2015rz.txt”，保存在报警软件所在文件夹的日志文件夹下。

(6)网络中断恢复报警。如果断记是由于网络中断而引起的，则其原因往往很复杂。要恢复网络，处理故障，所需时间无法确定，需工作人员耗费时间在电脑前随时判断网络是否恢复。而本软件在网络恢复后会自动报警，提示工作人员，重新启动记录软件系统。

3　软件安装运行环境

软件不仅可以用于本地监控数据库，还可以实现远程数据的监控。软件是一款免安装软件，只要将压缩包解压到某一盘下，即可运行。本地监控是指在本地的计算机上监控本计算机的数据，而远程监控是通过本地的一台计算机对本网络上的另一台计算机上的数据进行监控。远程监控的工作原理是定时访问远程计算机上实时波形存储情况，当存储文件属性没有发生变化或变化量不正常时，就认为是发生断记，马上把信息传回软件，软件及时发出警报，通知值班人员。软件在winXP、win7环境下均可运行。该软件在运行之前必须安装数据库驱动程序“odbc 5.1”。 为方便安装使用，数据库驱动程序已经和报警软件集成在一起，数据库存储文件(ibdata1)必须在本机上。软件运行后不需要停止，可以连续实时监控数据库、系统、网络的运行状态。当发生断记，警报响起，界面自动恢复。点击提示框确认键，并且点击停止按钮，警报停响。

(a)软件主界面；(b)软件报警界面；(c)数采网络中断提示界面；(d)测震软件被关闭提示界面图2　报警软件主要界面

当数据恢复后，重新进行数据监测前将提示填写日志，然后才可以再次进行监控。这样是为了每次断记后，能够及时将断记情况和原因记录下来，方便以后对断记情况的总结和核对。软件已经能够实现自动填写断记时间，时间精确到秒。当需要人工修正时，可以在填写时较正时间。

4　使用效果

呼和浩特地震台数字化改造后，地震波形记录、显示和存储变为计算机处理。随之而来，却是由于记录软件的不成熟、计算机系统不稳定、网络故障等原因，地震实时数据时常发生断记，这样的断记不容易被发现，晚上休息时更不会查看，因此平均断记发生4～5个小时后才被发现[2]，有时重要的地震由于断记也无法处理速报，造成不可挽回的严重损失。

软件编制完成后，从2015年6月起在呼和浩特地震台投入运行，对呼和浩特台和阿古拉台的连续波形数据进行了有效监控，特别是由于阿古拉台数据属于远程连接，网络的不稳定和断网情况时有发生。在2个台一共20多次断记中，软件都能准确无误地发出报警，从未发生漏报和误报现象。有的只中断几秒，软件也能准确判断数据中断，发出警报，及时提醒值班人员，对断记原因进行排查处理，尽量避免发生长时间断记的可能。以下是呼和浩特地震台一个典型的数据中断了几秒的波形图及对应的断记日志记录，如图3和表1。

图3　呼和浩特实时波形记录

表1 断记日志记录

本软件应用后不仅减轻了台站工作人员的劳动量，不用时时刻刻查看记录是否发生中断，更重要的是能在断记发生的开始就发出报警，减少了断记没有被及时发现而耽搁的时间，使台站地震实时记录的断记时间得到了大幅的下降。2011～2015年呼和浩特基准地震台断记统计见表2。

表2 2011～2015年呼和浩特基准地震台断记统计(秒)

从表2可以看出，在2015年6月台站使用了断记软件以后，测震断记情况有了显著的改善，这主要是缩短了发现和处理断记的时间，从而极大地减少了台站的断记时间。

5　结　论

通过对单台测震数据停记监测软件的研发、使用等，获得如下认识。

(1)软件在呼和浩特地震台经过半年的试运行，其间经过多次功能完善和技术提升，具备了本地和远程数据监测能力。而其简单的操作性和灵敏的断记监控能力得到了台上工作人员的一致好评。该软件的应用不仅实现了台站数据断记监测自动化，更为缩短断记发现和处理时间、提供连续可靠的地震观测数据增加了一个可靠的技术保障。

(2)监测软件虽然在监测断记上取得了很好的效果，但运行环境的局限性，报警提示途径单一，这些不足使得软件不能适应更复杂的监测环境，也是今后改进要突破的目标。

(3)台站断记的影响因素有很多，有电源、网络及设备系统等因素。本软件的使用仅仅起到了一个监控的作用，今后工作中还应该提高主动防御的作用。所以，在今后的工作中还可以进行一些更加深入的对整个供电系统、网络系统、软硬件系统工作状态主动监控的研究，探索出一套对台站现有技术系统积极有效的预防监控方案。

[1]胡星星.地震波形数据实时监控软件的实现[J].地震地磁观测与研究,2008,29(1):104-108.

[2]张念，印苏文.数字地震仪断记报警软件[J].大地测量与地球动力学，2007，27(z1)：142-143.

THE DESIGN AND APPLICATION OF THE MONITORING SOFTWARE ON INDIVIDUAL STATION FOR RECORD BREAKING IN SEISMIC DATA

ZHAO Tiesuo1, ZHANG Hui1, GAO Changzhi2, WANG Xin1

( 1.HuhhotSeismicStation,EarthquakeAdministrationOfInnerMongoliaAutonomousRegion,Huhhot010050,China;2.BaochangSeismicStation,EarthquakeAdministrationofInnerMongoliaAutonomousRegion,Baochang027099,China)

In order to understand the continuity of seismic stations waveform record,the single ride stop data monitoring software is edited by VB language. By monitoring seismic waveform database information regularly, the record system realized continuous regular monitoring. When record system is interrupt by the network or seismic recording software crash, and the computer pops up the alarm interface and displays alarm prompt music, and the observer could process system failure timely and it generates logs at the same time, it is easy to check later.

Earthquake record; Monitoring software; Alarm software

2015-11-13

赵铁锁(1980—)，男，内蒙古呼和浩特人，主要从事地震监测工作。

P315-39

A

1005-586X(2016)03-0065-05