河北地震前兆台网运行质量监控系统研制

王莉森张云昌殷金平王 江1）中国石家庄050021河北省地震局2）中国北京100049中国地震应急搜救中心3）中国江西342500赣州市地震局



河北地震前兆台网运行质量监控系统研制

王莉森1)张云昌2)殷金平3)王 江1)
1）中国石家庄050021河北省地震局2）中国北京100049中国地震应急搜救中心3）中国江西342500赣州市地震局

摘要随着首都圈“九五”“十五”“中国地震背景场探测”等项目的建设完成，河北省已形成一个种类多、规模大的地震前兆监测台网，每日产出大量前兆观测数据，运行维护工作量逐渐增加。河北地震前兆台网运行质量监控系统从台网数据汇集及时性、工作日志填写完整性、工作日志汇集及时性、仪器运行状况、监控日报填写完整性、监控日报汇集及时性、错情的短信通知等方面，实现地震台网运行监控。根据工作需求，软件开发首次尝试主动监控方法，确保设备运行状态的正确性，减少人为监控错误的发生。该监控软件可以提高台网运行效率，对提高观测数据质量是一个重要的技术保障。

关键词前兆台网；软件；主动监控；系统；运行；应用

0 引言

河北地震前兆台网（以下简称河北台网）现有前兆观测设备192套，台网规模大、数据汇集不及时、仪器运行状态掌握不及时、工作日志填写错误等是河北台网运行的主要问题。2011年以来，中国地震台网中心、天津市地震局、吉林省地震局、山西省地震局针对区域地震前兆台网运行管理模式，先后通过各类项目，支持研制各类运行管理系统，整体提高了地震台网运行的部分监控指标，但均需要通过各类软件零散的统计完成，且产出结果需要二次加工和汇总方可使用，增加了台网工作量（胡玉良等，2012）。为提高河北台网的工作效率，完善台网的运行监控，在原有软件设计基础上，根据工作需求，结合《河北地震区域前兆台网运行管理技术要求》《河北前兆台网评比办法》，研发河北地震前兆台网运行质量监控系统。该系统与河北台网工作相结合（台网6人管理192套设备监控），软件应用实现了地震台网运行监控自动化，部分功能采用主动监控、主动判别方式，减少了人为填写错误。

河北地震前兆台网运行质量监控系统于2014年1月在河北地震台网部署应用，截至同年12月，台网的汇集率、运行率、监控日报填写正确性、工作日志填写及时性与正确性得到较大改善，规范了台网管理工作，解放繁重的人工操作，为台网的整体运行、管理及科学技术方法应用提供有效技术指标参考。系统特点是，实现了地震前兆台网监控的定时启动、自动检测和监控结果邮件自动发送以及监控日报填写内容的主动监控，对监控结果重要信息采用短信告警，方便台网人员及时掌握本台网运行状况，为及时解决台网运行提供技术支持。同时，监控结果每日形成Excel格式的结果集，供相关人员使用。

该系统的研发对开展河北省地震资料质量检查提供了可靠的技术保障，可以在中国地震前兆台网中心的质量检查前对台网效能进行评价。

1 系统设计

1.1 软件开发环境

软件开发采用Visual Basic语言编写，应用Microsoft ado Data Control 6.0控件OLEDB提供的字符串，连接河北地震前兆台网Oracle数据库，实现对数据库的读写操作。其中的最大问题是CLOB数据的读取，本系统成功解决了该技术点，对系统后续开发打下基础。

Visual Basic语言是Microsoft公司比较成熟的软件开发语言，提供了大量类库与app函数，系统研制使用jmail控件实现邮件的自动报送，使用inet控件实现ftp文件的上传与下载，提高了软件执行效率，增加了软件的可操作性（王莉森等，2011）。

1.2 设计思路

河北地震前兆台网运行监控系统基于CS模式进行开发，系统功能主要集中在客户端，软件运行基础是中国地震台网前兆数据处理系统平台。

软件实现功能包括：48个台站设备观测数据汇集统计、工作日志填写及汇集统计、仪器运行统计、监控日报填写完整性及汇集性统计等，对于前兆地震台网现运行Oracle数据主要是读取需求，因此采用定时自动统计与一键式统计两种方式，以自动统计为主，在需要人为操作时使用一键统计功能，统计分为上、下午统计，上午统计目的是及时告知台站完成数据汇集、未填写工作日志及时填写，下午统计结果作为台网管理月评比结果。统计未完成通过短信、邮件方式提供相关人员，台网的整体统计结果通过Excel输出作为台网管理的存档资料（朱培育等，2006）。

结合《河北前兆台网评比办法》，程序增加统计结果自动评分并实现月计算，为及时产出“河北地震前兆台网月运行质量评价报告”提供基础统计结果。另外，软件设计考虑诸多相关依赖关系判断，且开发前提为不影响台网现运行系统的基础上进行，对台网运行工作起到事半功倍的效果。

1.3 技术途径

按功能设计需求，在河北地震前兆台网Oracle数据库中建立一系列表，包括台站评价信息表、仪器评价信息表、评价测项信息表等，提供基础信息和结果集记录，系统设计流程见图1。

2 系统功能

河北地震前兆台网运行监控系统主要功能是，台网数据汇集及时性检查、工作日志填写完整性检查、工作日志汇集及时性检查、监控日报填写完整性、监控日报汇集及时性等功能模块。

2.1 汇集率监控

河北地震前兆台网中心负责全省394个测项数据的汇集，测项多，经常造成大量数据未及时汇集，影响数据分析。系统的汇集率模块实现对河北省测项原始数据、预处理数据成功入库数量、成功上报数量的监控，并将统计结果记录于Excel表，通过邮件将监控结果自动发送给相关技术人员，及时掌握台网运行状况，软件监控数据汇集结果（以Excel格式存储）见表1。

图1　河北地震前兆台网运行监控系统技术流程Fig.1 Technical process of Hebei earthquake precursor network operation monitoring system

表1 河北地震前兆台网2014年1月24日监控日报统计结果Table1 The statistical results of Hebei earthquake precursor network on January 24, 2014

2.2 监控日报监控

地震前兆分中心、区域中心监控日报填写的及时性与准确性是了解地震台网运行状况的重要技术指标之一，软件对河北8个地震前兆分中心、1个省中心每日填写监控日报内容准确性和报送及时性进行监控，同时提供填写内容浏览功能。该模块功能可通过手动或自动完成，图2为监控日报模块浏览2013年7月29日统计结果，表2为2013年7月29日8个分中心与区域中心日报报送统计结果。

2.3 运行率监控

仪器运行率为区域地震台网监控的重要技术参数，是地震科学研究的重要技术指标，通过每日监控仪器工作断记累计时间监控仪器运行状态，表3为软件统计每日仪器缺记结果集。

表2　2013年7月29日监控日报统计Table2 The statistical results on July 29, 2013

表3　2013年12月河北地震前兆台网运行率统计Table3 Statistical results of the operating rate of the precursor network of Hebei earthquake in December, 2013

2.4 工作日志模块

工作日志模块主要功能是，检查各分中心、省中心工作日志填写内容的完整性与及时性，同时提供工作日志、观测日志的浏览功能。工作日志浏览模块界面见图3，表4为工作日志报送统计结果。

图2　河北省2013年7月29日监控日报填写结果集Fig.2 The statistics result set of daily monitor report of Hebei Province fi lled on July 29, 2013　

图3　工作日志浏览功能界面Fig.3 Working log browse function interface

表4　2014年1月24日工作日志统计Table4 Statistical results of the work log on January 24, 2014

2.5 月报、年报、异常简报下载

河北地震前兆台网运行监控系统提供8个分中心月报、年报及异常简报的下载功能，对台网各类报表的及时性进行监控，减少人工操作，避免人工检查的不及时性。

3 软件技术特点

河北地震前兆台网运行监控系统主要技术特点是，实现台网运行技术指标的定时监控、监控结果的自动记录及自动发送，为工作人员及时了解台网运行状况提供技术资料。

3.1 软件定时自动检测

河北地震前兆台网运行监控系统模块均通过程序自动运行来实现各项功能，采用定时启动方式，在避免人工干预基础上确保统计的时效性，可以任意设置系统启动时间，操作方便灵活，起到事半功倍的效果。

3.2 监控结果邮件自动报送

河北地震前兆台网运行监控系统实现对监控结果集的邮件自动报送，通过Visual Basic工具提供的Jmail控件，根据软件设置工作人员名单进行自动发送（附件报送）。该模块对收件人数无限制，可以随意增加收件人邮箱地址，符合台网管理需求，图4为邮件监控软件邮件报送结果截面。

图4　监控结果邮件报送结果截面Fig.4 Screen copy of mail submitting for monitor result

3.3 可移植性强

河北地震前兆台网运行监控系统可移植性强，在Windows平台下，无需修改代码和参数，只需数据连接数据库地址即可完成该区域中心运行监控。主要表现在，未将代码写成固定格式，而是通过建表形式将有关信息保存在数据库表，对需要检查的台站、测点、仪器等相关专业信息，通过读取数据库表信息参数，实现技术功能，而软件在编制阶段未在本地添加专业相关信息表用于软件运行。因此，在相同操作平台下，河北地震前兆台网运行监控系统可移植性较强，只需修改数据库连接地址即可。

3.4 短信提醒功能实现

短信提醒功能的作用是，及时提醒区域中心及台站相关人员对检测结果的掌握，及时解决相关技术问题。该模块主要实现短信间接提醒功能，软件在设计与实现中均未采用短信调制解调器，而是通过免费邮箱实现短信提醒，其原理是，将邮件发送到该类邮箱，设置对邮件开通短信提醒功能，间接实现短信提醒功能，既实现短信提醒功能，也减少经济投入，适合各区域地震台网中心环境。

3.5 冗余判断错误处理

软件编写需要不断修改，程序使用过程会出现系统bug。该软件对系统bug设置大量错误判断，主要包括：数据库连接失败错误处理、服务器登录失败处理、软件执行错误处理等，同时提供报错提醒功能，方便工作人员对执行错误的判断，及时解决问题。

4 应用效果

河北地震前兆台网运行监控系统软件于2013年开发完成，并在河北地震前兆台网中心进行功能测试，2014年1月正式运行。经过近2年的运行检验，达到软件设计预期效果。2014年河北地震前兆台网在中国地震台网中心的月运行质量评比中，除受服务器故障造成3月评比成绩较差外，其余月份均保持前十名，与2013年相比，月评价有较大提高。图5为2013年与2014年全国月评比排名。

图5　河北地震台网2013年与2014年全国月评比排名Fig.5 The comparison of national rankings for Hebei Seismic Network in the year 2013 and 2014

5 结束语

河北地震前兆台网运行监控系统自运行以来得到台网工作人员一致好评，检查发现监控日报未填写、工作日志填写错误、数据汇集不及时及数据库服务器故障等20余次，可减少人工操作工作量，降低人工统计错误率，提高台网工作效率，对河北地震前兆台网运行起到保驾护航的作用。系统的研发与部署应用提高了河北地震前兆台网整体运行效果。

参考文献

程冬焱，胡玉良，穆慧敏，张正霞. 山西地震前兆数据智能监控分析软件在山西前兆台网中的应用[J]. 山西地震，2012.

王莉森，张云昌，殷金平，边鹏飞. 基于Oracle数据库的电磁扰动数据转换[J]. 地震地磁观测与研究，2011，32（6）：168-172.

朱培育，朱佳苗，赵俊香，龚耀. Excel VBA数据处理软件开发[J]. 地震地磁观测与研究，2006，27（Z1）：109-115.

Development of Hebei earthquake precursory network operation monitoring system

Wang Lisen1)，Zhang Yunchang2)，Yin Jinping3)and Wang Jiang1)
1) Earthquake Administration of Hebei Province， Shijiazhuang 050021， China 2) National Earthquake Response Support Service， Beijing 100049， China 3) Earthquake Administration of Ganzhou City， Jiangxi Province 342500， China

Abstract

With the implementation of “the ninth five-year plan”， and “China seismic background field detection” project in “the tenth fi ve-year plan” in capital circle， a large scale and multiple variety earthquake precursor monitoring network is constructed in Hebei Province， which provides a large number of precursory observation data daily and needs increased operation and maintenance workload gradually. A running quality monitor system for Hebei Earthquake Precursor Network is developed for the real-time monitoring the network data collection， work logs collection timeliness and integrity， operation conditions of the instrument， daily monitoring complete integrity， daily collection of timeliness and fault situation of SMS noti fi cation. According to the requirements of the work， software is developed with initiative monitor method for the fi rst time to ensure the correctness of the operating state of the equipment， and reduce the occurrence of human error. The monitoring software can improve the operational ef fi ciency of the network， and it is an important technical guarantee for improving the quality of observation data.

Key words：precursor network，software，active monitoring，system，function，application

doi:10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2016. 01. 023

基金项目：河北省地震局三结合项目资助（编号：2014219253）

作者简介：王莉森（1982—），男，河北张家口人，理学学士，主要从事地震监测工作。E-mail：wls@eq-he.ac.cn

本文收到日期：2015-05-25