单台测震数据断记监测软件设计

赵铁锁 张 晖 赵艳红

（中国内蒙古自治区010010呼和浩特地震台）

单台测震数据断记监测软件设计

赵铁锁 张 晖 赵艳红

（中国内蒙古自治区010010呼和浩特地震台）

为保障Jopens系统数字地震台站测震数据连续性和完整性，减少记录中断未被及时发现造成的数据丢失，利用VB开发一款监测Jopens数据库数据信息变化软件，能够定时监视地震波形数据库信息变化，针对系统因网络中断、记录软件死机等原因造成的实时数据断记，弹出告警提示，播放报警音乐，并产出断记日志。

单台；停记；监控软件

0 引言

随着科技水平的提高和计算机的普遍应用，社会生产向自动化和数字化稳步发展。中国“十五”数字地震观测网络项目测震分项目完成后，测震观测统一使用广东省智源工程抗震科技公司开发的Jopens系统，核心数据库是基于Mysql的Jopens数据库（孙学军等，2009）。该软件的台站版随着观测技术不断改进，功能不断完善，广泛应用于全国地震台地震数字化观测。

在地震数据实时记录存储中，数据完整性是考查数据质量的重要指标，也是地震数据研究的基本要求。而数据缺失、断记给地震监测和地震相关研究带来不可弥补的损失。计算机故障、网络故障等以及数字地震观测系统兼容性不良、数字化实时记录软件运行错误等，常造成地震实时记录断记平均断记4—5小时后才被发现（张念等，2007）。由于断记时间的不确定性和突然性，数据出现断记时往往不能及时发现，得不到及时处理，影响数据使用。目前，只有针对地震台网系统数据的监控软件，没有针对单台系统数据监控的软件。因此，研发一款单台测震数据断记监测软件，用于单台Jopens数字化系统，地震数据出现断记时自动报警，提示值班人员及时处理，避免造成严重的数据丢失。

1 设计思路

为了解决单台地震观测数据记录中断主要依靠人工监视的现状，2005年黑龙江省牡丹江地震台马宝君研发一款监视计算机死机的报警软件，功能单一（马宝军等，2006）。2008年河北省红山地震台王利兵等（2008）也开发一款监视地震输出文件的报警软件，界面化设计，易操作，只针对地震记录产出的文件进行监测，而非针对数据库，功能较单一。以上两款软件监测对象的局限性，导致其适用范围有限，已不能适应当前地震观测需求。

地震观测系统经“十五”改造进入数据库时代，数据存储和读取通过数据库操作实现。Jopens系统基于Mysql数据库，按照“十五”期间《中国数字地震观测网络》项目测震软件CZ-01包的需求分析开发（吴永权等，2010），台网版具有数据断记监测功能，而台站版无此功能。目前，没有研究人员开发出适用于单台Jopens数字化系统的断记监测软件，设计单台测震数据断记监测软件以适应当前台站所震。

2 设计原理

对数字化地震观测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内容监视（王利兵等，2008）。单台测震数据断记监测软件采用后者，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软件seismic mix实时将地震数据写入Mysql数据库，正常情况下数据库数据信息随时间不断变化。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1个变量，每隔一段固定时间（本文为1min）检查数据库信息并与前一时间点的标准对比，数据库信息有所变化则说明连续波形数据已经存入，系统运行正常；反之，如果数据库信息与前一时间点相比没有发生变化，说明在此期间没有数据入库，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。系统整体结构采用分层设计（胡星星等，2008），软件流程见图1。

图1 软件流程Fig.1 The flow chart of the software

3 技术功能

Jopens系统是基于Mysql数据库编写的地震处理软件，数据调用和存储都要对数据库进行一系列操作。数据库操作复杂，不仅要熟悉数据库、表的结构内容和属性，还要懂得运用恰当的命令与数据库沟通。单台测震数据断记监测软件实现了与Jopens数据库的结合，实现对地震观测数据库地定时跟踪和监测，对断记、系统服务停止、死机等情况的报警。

网络故障也是造成数据断记的重要原因，而网络中断是网络故障的主要原因，因此本软件增加网络监测功能。应用VB编程设计的定时器，定时对数采发送1组信息，接收到返回信息表明网络通讯正常，否则表明通讯中断。发生网络中断，软件及时弹出提示窗口，通知维护人员进行故障处理。

为了对今后地震数据断记的整理、核查及故障原因进行总结，软件增设断记日志生成，包括断记开始时间、数据记录恢复时间及断记原因，对于断记开始时间，软件自动填入Jopens数据库停止存储时间。

地震观测数据中断原因较多，包括网络故障、计算机死机等。为了帮助维护人员尽快查明故障原因，恢复记录，附加断记原因的简单判断。本软件运用VB编程的网络监测和后台运行软件的监控功能，对数采网络和记录软件运行状态进行判断识别。如果是

其中之一原因造成的，则在关闭警报后弹出提示窗口，第一时间提醒工作人员，尽快修复，为查找原因节省时间。

网络中断后可能非台站网络故障，而是远程通信线路故障造成。本软件为此增设网络恢复监测功能，对中断网络进行跟踪监测，恢复通信发出警报和提示信息。

软件实现本地对远程无人值守台地震数据记录系统的监视。本地监控和远程监控的区别在于，被监测对象的数据位置不同，本地监测对象在本计算机上，可以随时访问，而远程监测对象则在局域网内任何一台电脑上，无法及时查看。通过本地计算机访问远程计算机的Jopens数据库，对数据库的变化定时跟踪比较，数据一旦停止变化，即在本地计算机上发出数据断记警报，以便及时进行故障处理，尽快恢复数据记录。

4 软件界面

VB提供了在Microsoft Windows操作系统下开发功能强大应用程序迅速、容易的途径 (Steven J，2005)。利用VB6.0提供的网络编程技术（崔彦锋等，2002）、多媒体编程（林永，2002）和VB错误处理技术（编程高手工作室，2001），编写可视化界面的数据断记报警软件，实现VB6.0与Mysql数据库链接，其主程序界面见图2。

这个时侯，为什么总是这个时候？他记得上一次也是这个时候，华灯初上的时候，小涵突然来电话。她在电话里问他在哪里，为什么这么安静？她说孩子病了，正在医院打点滴。也就是通知他一声，让他开完会早点回来。她第二天要出差。那天他放下电话，脑门上微微出了汗。小涵从不在他外出的时候打电话来，他们有约定。除非有急事。浴室的水声突然停止了，她在里面叫他。他看了一眼飘动在中央空调上的红色丝带，犹豫了一下就解了衣服。走进浴室的时候，她提醒说，小心滑，我刚才差点滑倒了。他转身关掉了浴灯，脑子里孩子生病的脸庞也被关掉了。

（1）选择监测数据库文件（ibdata1）。Mysql在储存INNODB类型数据状态下，存储地震实时数据。

（2）选择报警音乐。本软件提供3首声音响亮的警报音乐，以提高值班人员的警觉。此外，用户可自行选择报警音乐。点击“自定义”选项，即可选择报警音乐。

（3）选择监测时间。监测时间指软件重复监测数据库的间隔时间，数字越小，监测频率越高，占用CPU资源越多，经反复测试和对比发现，1 min是不影响系统流畅运行及日常办公的最小时间间隔，故间隔时间最小设为1 min。

（4）断记日志。为了记录数据断记情况，便于今后的查询和核对，软件生成一个文本格式简单日志文件。

图2 报警软件主界面Fig.2 The main interface of the alarm software

5 软件运行环境

单台测震数据断记监测软件是一款免安装软件，在Win XP、win7环境下，需将压缩包解压即可运行。

软件运行前必须安装数据库驱动程序“odbc 5.1”，数据库存储文件（ibdata1）必须在本地计算机上。软件运行后即可以连续实时监控数据库、系统、网络的运行状态。

6 软件应用

2015年6月单台测震数据断记监测软件在呼和浩特地震台投入运行，对呼和浩特和阿古拉地震台连续波形数据进行有效监测，特别是阿古拉台数据属于远程连接，网络不稳定和断网时有发生，造成多次断记。在2个台20多次数据断记中，软件能准确无误地发出报警，未发生漏报和误报现象。

本软件应用后减轻了台站工作人员的劳动强度，使台站地震实时数据断记时间得到大幅下降。2011—2015年呼和浩特基准地震台断记统计见表1。

表1 2011—2015年呼和浩特基准地震台断记统计（单位：s）Table 1 Statistics of seismograph record breaking at Hohhot Reference Station during 2011 to 2015

从表1可知，在2015年6月地震台站使用本软件后，数据断记得到控制，可见缩短发现和处理断记的时间，减少了台站数据断记时间。

7 结论

单台测震数据断记监测软件在呼和浩特地震台经过半年的试运行，其间经多次完善和改进，具备本地和远程数据监测能力。简单的操作性和灵敏的断记监控能力得到工作人员一致好评。该软件的应用不仅实现台站数据断记监测自动化，而且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技术保障。

该监测软件在监测断记上效果良好，但运行环境的局限性，报警提示途径的单一性，不能适应更复杂的监测环境，今后需加以改进。

台站断记影响因素诸多，本软件的使用仅起到监控作用，今后工作中还应设制主动防御功能，深入研究整个供电系统、网络系统、软硬件系统工作状态主动监控，探索对台站技术系统积极有效的预防监控方案。

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The design and application of the monitoring software for record breaking in seismic data of individual station

Zhao Tiesuo，Zhang Hui and Zhao Yanhong
(Hohhot Seismic Station,Inner Mongolia Autonomous 010010,China)

In order to ensure the continuity and integrity of the seismic data of Jopens system,and reduce the loss caused by the interruption of the data,I develop a software package to monitor the changes of Jopens database.It is able to monitor the changes of seismic waveform database information,set alarm with music in real time as the interruption of the network or the fails of record software,and produce a log of record breaking.

individual station，record breaking，monitoring software

10.3969/j.issn.1003-3246.2016.05.027

赵铁锁（1980—），男，工程师，主要从事地震监测工作

中国地震局三结合项目（编号：150504）

本文收到日期：2015-08-18