浚县地震台测震数据连续率的影响因素及对策

邢力

(河南省地震局浚县地震台，河南浚县　456250)



浚县地震台测震数据连续率的影响因素及对策

邢力

(河南省地震局浚县地震台，河南浚县456250)

摘要：对2012年和2013年的浚县地震台测震数据进行了统计。对影响数据连续性的原因以及故障进行了分类和分析，对提高测震数据连续率以及提高测震系统整体工作质量提出建议以及改进方法。

关键词：观测数据；影响因素；对策

0引言

地震台站是地震科学研究的最基本、最重要的单元，是监测预报的前哨阵地，是防震减灾三大工作体系的重要基础。近代地震科学发展表明，观测数据是推进地震科学发展的根本动力，没有优质的观测数据就等于没有现代化的地震科学[1]。地震台站则是观测数据的产出单位，获取连续、准确、完整、真实的观测资料是每个地震台站的首要任务[2]。测震的连续率是衡量资料质量的一个重要指标，只有具备较高的数据连续率，才有可能获得高质量的观测资料。

地震观测的连续稳定除了与仪器自身有关外，供电系统、传输方式以及雷电影响等均会影响仪器连续稳定运行[3]。

1台站概况

1.1观测台基本情况

浚县位于新华夏系的一级构造单元太行山隆起东南边缘与华北凹陷西部交接处， 处于鲁西隆起、太行山隆起及开封断块之间，隆起与坳陷以断裂接触，构造单元以块状结构为主，凹凸相间 。东有濮阳断块，为一北东向菱形块体，其北界为磁县—大名断裂，南界为新乡—商丘断裂，西有太行山山前断裂与太行山隆起接壤，东为聊兰断裂与鲁西隆起分界(见图1)。

该台站位于汤阴地堑北段西部边缘，构造形态以断裂为主，横跨内黄隆起和汤阴地堑2个构造单元，有东西向断裂构造和北东向断裂构造。区域地层受青羊口和汤西断裂带的控制。区域地质还受东西向的安阳南断裂带控制。

图1　浚县周围构造分布

自2003年以来，冀鲁豫交界地区一直被国务院确定为地震重点监视防御区 。由于浚县所处地理位置，该台测震项目为该危险区地震监视发挥着重要作用。

本台地震观测地质基础条件较好。1976年以来，应用DD-1短周期地震仪记录了大量地震资料，震相记录质量得到科研专家的好评。如图2 所示，浚县测震对冀鲁豫交界区地震反应敏感，初动清晰，震相发育完整，总体记录质量较好，单台即可快速准确的确定方位、震中和震级。

浚县台数字化地震观测项目建设完成于2005年8月。仪器安装完成于2006年6月，进入试运行阶段。

2007年12月信息节点建设完成，

图2　冀鲁豫交界区域典型震例波形

2008年1月正式投入运行，并入河南省数字地震观测网络。

图3　地震监测数据处理系统

1.2仪器设备配备情况

地震监测采用国产港震公司研制 BBVS-60

型号的地震计，以及EDAS-24IP型号的数据采集器，另外安装了单台的EDAS-IP-SMS2006记录监视系统和EDSP-IAS数据处理系统，可以进行震相分析和数据处理。该系统具有频带宽，功能多、资料精度高、观测成本低，通过网络IP传输实现省台网内的数据共享，且维护使用更加方便。

2浚县台测震记录连续率以及故障情况统计

2.1连续率统计情况

从连续率统计可以看出(表1)，浚县地震台的观测记录连续率保持了较高水平。2012年的月平均连续率达到99.95%，2013年的月平均连续率达到99.69%。大多数月份的连续率甚至都能达到100%。只有2013年的3月、4月、7月的统计数字低于省地震局规定的99.5%。这几个月是值得重点关注和研究的月份。

表1

浚县地震台观测记录连续率统计

2.2故障引起记录中断统计

表2

主要断记情况统计

统计情况说明，2年来因为各种原因造成的断记时间达到了1 945分钟。其中因停电断记达1 471分钟，占到75%；雷电损毁312分钟，占到16%；仪器故障原因共84分钟，占到4.3%；网络故障方面占到17分钟 ，仪器更换、调试、标定等累计61分钟 。

3影响工作质量的主要问题分析

3.1停电影响

供电单元是台站系统中最重要的单元，也是最容易出现故障的一个环节，对整个台站系统发挥着基础作用[3]。统计发现，停电是影响浚县地震台测震记录连续性的主要原因。实际工作中，短时间的停电影响不大，UPS可以实现自动切换，供给8小时的电力。 如果遇到长时间停电，超过UPS供给时长，就容易造成设备停机。

为了应对长时间停电影响，台站是有应急发电机设备的。但是由于台站所在地区电力供应比较充足稳定，发电机设备一直处于闲置状态，机器的维护和保养不够，性能得不到保证，在遇到长时间停电需要启动发电机的时候，不能正常及时投入工作。因此，停电造成设备停机的表象背后，其实是台站人员对长时间停电这一因素的准备不足，对长时间停电造成的影响重视程度不够 。所以，把停电影响作为影响观测记录连续率的人为因素列入台站管理日程中也是很有必要的。

3.2仪器故障

任何仪器设备，在长时间工作中，都有可能发生各种故障，地震计也不例外。在日常工作中，地震计作为弱电设备，一经安装正常投入工作，发生故障的概率很低，它使用寿命很长，对工作环境要求不高，不用进行过多的维修保养。在关于测震系统的研究中，也很少有人关注它的故障因素。地震计故障除了不能拾取地震信号，在工作性能下降情况下，所记录到的讯号完全是畸变的，不能正确反映地动信号，整个测震系统也就失去了工作的意义。2012年3月22日，工作人员发现监视器显示的垂直分量记录异常，相对于其他2项记录，线条变成了平直的高频噪声曲线，失去了地脉动特征，值班员对地震计进行物理敲击测试、数据采集器手工重启等，记录仍然不能恢复。值班员便向上级有关部门及时汇报情况，技术人员来更换了新的拾震计，才恢复正常记录。

3.3网络故障

目前地震记录实现了数字化网络传输，数字地震仪对通讯网络依赖性较强 ，需要对网络设备和线路进行维护和保护。信号传输采用光纤通讯，信号保真度高，工作稳定，但在偶发情况下，也有断线的可能性。 其原因有三方面:①传输设备的原因;②交换方面的原因；③终端方面的原因。解决传输的问题主要是拓宽频带,降低误码率；解决终端和交换的问题主要是提高网络交换机的处理速度。运用技术手段提高信源到计算机之间的上下行速度，是一项技术性很强且繁杂的工作，需要多个专业共同配合。

多年来，作为数据传输备份的线路采用的仍是ADSL方式，此方式受外线路影响比较大，几年来发生过数次线路损坏、接线盒接触不良等事故，这都需要找当地通讯部门协助解决。影响备份线路工作主要原因是人为造成的线路损坏和外线路的自然氧化造成的接触不良；机房内的调制解调器长时间工作老化快；夏季室温过高解调器自我保护停机。

3.4雷电影响

浚县地震台地处丘陵，容易遭受雷电侵袭，曾发生过多次雷击导致仪器损坏。为了防患未然，测震系统安装了电源避雷装置，在雷暴期间，有效保护了仪器设备的安全。然而在2013年3月的雷暴天气中，浚县地震台的实时信号传输中断。台站人员按照图3所示的连接，对机房设备进行分段检查，发现交换机路由器虽然电源指示灯有显示，但是信号指示灯却不亮，证明通讯系统被雷电损坏。在对地震计和数据采集器检查中发现，地震计工作正常，数据采集器也有记录信号显示，说明雷电没有对这两部分造成影响。 由此可以判断是暴露在外的通讯线路引入了雷电。

4对策

影响系统工作的主要原因大体可以分为自然原因、人为原因及仪器故障。本文把停电事故的影响计入人为因素，是因为停电影响是完全可控的因素。

(1)通过对影响浚县地震台测震记录的原因分析，发现停电事故是最大的影响因素。2013年4月的1次停电，直接造成连续率下降2.3%。对以连续率考评为主的测震观测记录质量的影响是很严重的。在故障发生以后，全体工作人员及时提高思想认识，研究制定应对的解决办法。①制定发电机维护保养制度。每周对发电机进行启动运行，以保持机器正常工作状态。另外，要求机器要把内部燃油燃烧耗尽自然停机，以免发电机、化油器以及环路内的燃油干涸沉淀，造成油路堵塞。②如遇停电，要跟供电部门及时联系，获取充分信息，如停电时间、停电时长等，以备及时准备应急的燃油等。目前，由于和当地供电部门进行了良好的沟通，每次停电之前都能电话通知，提前做好准备。在2014年和2015 的工作中，没有因为停电给记录造成影响，确保了全年度的观测记录保持在较高水平。

(2)浚县地震台将因雷电损坏的交换机路由器等进行了更换，并将通讯线路更换为光纤，把原本暴露在外的通讯机房的信号线路进行了埋设处理。 在雷电期间，结合地磁观测的经验，把交流线路断开，采用UPS供电，进一步减小了雷电顺着电源和信号线侵入的可能。这些措施取得了一定的效果，2014年、2015年没有发生雷电损毁事故，保证了仪器的正常工作。

(3)传输数字信号的上下行电路,中间要经过许多设备、许多环节,每个设备或每个环节都可能导致数据传输的瓶颈效应。在目前通讯技术水平下，观测人员要维护和保养好网络通讯设备。首先，安装了空调设施，改善设备工作环境温度。由于网络通讯设备属于半导体器件, 温度对设备的正常运行影响很大。特别是网络交换机、路由器、计算机主板芯片、网卡等，温度较高时,设备就会无法运行，因此要采取措施降低猫、路由器、网络交换机和计算机设备工作环境温度。 其次，安装使用UPS电源，保证电源稳定。另外，增加值班期间对机房设备的巡视检查，有问题及早发现、及时处理。

对于通讯线路中备份线路ADSL在夏季经常断开现象，症结在于外线路老化和测震值班室内部夏季温度较高，调制解调器因为温度高而停机。针对这一现象，更换了外线路并且进行了地埋处理，安装空调进行散热降温。另外，增加备用的调制解调器，进行轮换工作 ，减少因长时工作温度升高停机的可能。

(4)对于其他因素引起的数据缺记影响，比如更换仪器、调试和标定等工作，值班人员不断提高业务熟练程度，尽量缩短处理时间，减少对数据连续性的不利影响。

5结论

(1)通过对浚县地震台测震记录连续率的分析发现，影响测震系统工作进而影响到测震记录连续率的主要原因是停电影响，其次是雷电影响和仪器故障、网络通讯故障等。

(2)为了防止各类因素对测震记录造成的影响，采取了有针对性的各项措施，如维修、维护好发电机、机房安装空调设施减少设备温升影响、各类信号线进行地下埋设防止雷电损毁等，并且在台站日常管理中建立健全严格落实规章制度， 真正做到有备无患。

(3)各项措施在最近2年的工作中收到了实效，全年没有因为停电、雷电、仪器故障造成数据断、缺记事故。测震记录连续率保持了较高的水平，观测质量逐步提高，在全省地震台网进行的资料评比中连续获得好成绩。

参考文献：

[1]邱扬.提高测震观测资料质量的几点想法[J].四川地震, 2009(3)：20-24.

[2]徐健生.北京国家地球观象台的管理[J].地震地磁观测与研究，2005，26(10)：196-200.

[3]李强，郑许东.重庆测震台网运行率提高措施[J].地震地磁观测与研究，2013，34(5/6)：244-247.

THE INFLUENCE FACTORS AND COUNTERMEASURES OF THE CONTINUOUS OBSERVATION DATA RATE AT XUNXIAN SEISMIC STATION

XING Li

(XunxianSeismicStation,EarthquakeAdministrationOfHenanProvince,Xunxian456250,China)

Abstract:The seismic observation data in 2012 and 2013 at Xunxian seismic station have been made statistical analysis,the causes and interferences of affecting the continuous data are classified and analyzed,the suggestions and improvement methods of improving the observation data continuous rate and the data quality are put forward in the paper.

Key words:Observation data;Interference factor;Countermeasure

中图分类号：P315.62

文献标识码：A

文章编号：1005-586X(2016)01-0061-05

作者简介：刑力(1972—)，男，河南浚县人，助理工程师，主要从事地震地磁监测工作。E-mail:1192741518@qq.com。

收稿日期：2015-08-07