云南地震前兆台网中心可视化运维平台设计

李磷 汤长江 杨祺

摘要： 对云南地震前兆台网中心运维工作的基本内容、可视化运维平台的构架设计进行分析和阐述。该平台现已在云南地震前兆台网中心部署，具有使用方便、功能齐全的优点。有效的提高了前兆台网智能化运维管理水平和管理的规范性，为产出的连续、准确、可靠的地震监测数据奠定了基础。

【关键词】前兆台网 可视化 运维平台 设计

随着云南省地震局“中国地震背景场探测项目”、“极低频探地项目”、“云南省十项重点工程项目”、“国家地震烈度速报与预警工程”等重大项目实施，云南省地震局地震台站数量大量增加，若云南地震前兆台网中心（以下简称台网中心）运维工作仍按照原有的工作方式来运维，将会给台网中心工作人员带来极大的压力和挑战。为更好地适应新时期云南省防震减灾事业发展，创新台网中心管理机制，使台网中心运维管理信息化、智能化及规范化，因此迫切需要一个运维平台对台网中心运维工作进行科学管理。为此2016年对云南省地震局直属前兆台站进行了调查，收集运维需求，设计了云南前兆台网中心可视化运维平台，实现了GIS电子地图、联动监控实时展示台站分布、仪器状态实时显示、故障报警抢修等功能。本文对云南前兆台网中心运维工作内容及该平台的设计思路进行阐述。

1 云南省地震局前兆台网中心运维工作内容

台网中心由形变、电磁和地下流体三大学科台网构成，其主要任务是为地震预报以及相关学科领域的科学研究提供观测数据；观测方式分台站连续监测和定期（不定期）重复流动测量；观测对象为地震物理和地球化学动态，涉及上述三大学科的多个专业领域。

台网中心2016年统计，在运行的台站（点）共计61个，在运行的仪器共计305套，分别为地形变仪器44套；流体仪器168套；地磁学科仪器34套；地电学科仪器12套；辅助观测仪器41套。观测方式有数字、模拟和人工三种。绝大多数观测仪器运转正常，产出的观测数据的主要精度指标符合规范要求。台网中心由两个核心工作组组成，前兆数据中心和前兆维修中心，前兆数据中心视频监控地震前兆台站（以下简称台站）的工作环境，监控台站产出数据质量，监控台站仪器设备的工作状况。前兆运维中心负责全省仪器设备运维，仪器设备工作环境、数据质量及工作状况出现异常，首先派单由台站检查处理；若台站不能解决，则反馈前兆维修组处理；若事件比较严重则需配合相关管理部门处理。

由于网络化及台站的偏远性，地震台站无人值守成为主要观测模式，对台站设备的运行状态、控制将失去人工主控。当台站信号中断时，维护人员无法远程了解故障原因，导致信号恢复延误。当前，能否尽快确定故障类型，迅速采取积极有效的维修手段，显得越来越重要。加之前兆观测手段学科多、仪器类型多、故障类型多，更是对运维工作的挑战。

2 可视化运维系统总体设计

系統对云南省地震局14个专业台站实现可视化运维管理，实现台站的信息化、数字化、可视化、安全化、智能化管理。在台站监测平台的基础上，结合设备监测数据和告警数据，构建设备管理业务平台，结合GIS地图、视频监控、实现对云南省局地震台站的可视化管理及安全管理。

先进性：良好的交互性、可扩展性、可维护性和跨平台性，有效解决系统中存在的“信息孤岛”问题，采用J2EE架构，在提出整体架构的同时，运用面向对象编程思想以及模式复用理论和方法，将多种模式运用在系统设计中，降低模块耦合度，设计出适用于运维管理及抢修调度特点的系统。

可靠性：系统的开发采用成熟技术，从根本上提高了系统的可靠性。系统的网络操作系统采用技术成熟、运行稳定的WinNT、UNIX作为平台，根据需处理信息的容量选择不同规模档次的服务器系统（如UNIX或PC，SMP或单CPU的服务器），同时还支持群集的负载均衡技术，提高系统吞吐量和高可靠性，具有系统备份、容错性能控制等；支持多种网络协议，具有目录服务功能，从而在系统的可靠性和与其他系统的兼容性上提供了保障。

3 功能设计

专业监测设备主要包括：观测设备、网络设备、供电设备等，另外其他配套设备数量多、型号复杂，在台网维修和管理时，技术上缺少有效的信息交互平台。因此对系统提出以下主要需求：

（1）实现对仪器设备的信息增加、删除、修改管理；

（2）可进行实时监测仪器设备状态；

（3）能实现仪器设备故障后派发工单抢修，并跟踪过程。

（4）能兼容原有的视频系统，对台站进行视频监控。

按照运维主要需求及总体设计，云南前兆台网中心可视化运维平台设计主要包括3个模块（图1）：台站信息管理业务、设备状态监控业务、故障抢修业务。

3.1 台站信息管理业务

信息管理业务模块实现系统后台配置及台站信息管理，信息数据可从数据库中调取，同时记录的数据存储于后台数据库中，为后期查询提供依据。主要包括：用户管理子模块、台站管理子模块、派单管理子模块。

3.1.1 用户管理子模块

用户权限管理：用户注册、注销、用户信息修改、密码修改、用户分类等；对用户使用权限进行添加、修改、删除；可根据单位、部门等不同种类的用户进行角色授权，权限包括：信息的接收、输入、修改（增减）、查询、浏览、打印、导出功能等；

3.1.2 台站管理子模块

台站管理子模块是建立台站电子档案的核心。在平台上，管理员可以很方便地管理台站的各种设备，包括专业设备（比如强震、测震、前兆设备）、视频监控设备、门禁设备等等。

3.1.3 派单管理子模块

作为对设备维修历史的记录与管理主体，派单管理包括故障处理中及己完成的信息。主要记录字段信息包含最终判断的设备故障原因、处理故障的时间、人员信息、故障处理报告等。为故障处理查询及历史维修信息提供依据。

3.2 设备状态监控

设备状态监控业务模块通过部署在现场的采集终端以及各种传感器，实现对现场情况的实时监控，以及各设备、设施状态的实时监控。智能查障设备主要采集实时监控和读取的台站环境动力参数及设备网络连通参数等信息。环境动力参数主要为台站温湿度、UPS电源参数等（包括市电电压、充放电电流等）。如遇故障则按照预定的故障排除方案自动分析故障发生原因，迅速判断故障点发生位置并通过短信、声音以及在GIS地图等形式发出报警。台站状态监控业务模块主要包含：重要设备状态监控子模块、设备参数监控子模块、视频监控子模块、故障信息发送子模块。

3.2.1 设备状态监控子模块

地震局台站信息在GIS地图上进行标记，显示台站的地理位置及重要设备的运行状态，能够通过筛选的方式显示测震、强震、GNSS、前兆等专业设备的状态信息。实时监控UPS状态、市电、漏水状态、PDU开关状态、台站门禁状态等重要信息，及时、准确的掌握设备运行状态，在设备高温运行、雷击等异常情况下可以通过控制PDU通断电，保障设备及台站安全。

3.2.2 设备参数监控子模块

实时监控设备参数，主要有实时监控设备状态、电源电压值、UPS、电池电流、电池温度、环境温度、设备运行温度等，以及网络的连接情况，所有参数都在系统监控服务器中显示。值班人员在控制中心就能清楚的了解各台站基本数据参数。

3.2.3 视频监控子模块

该模块可以对视频进行集成，集成路数只受带宽限制，在配置视频的同时，可以在GIS地图上配置显示位置，然后通过视频列表方式和GIS地图方式对视频进行查询。视频显示支持1、4、9分屏显示。

3.3 故障抢修业务

故障抢修业务模块，是显示实时报警信息，进行故障查询、故障处理、安全化设备巡检的重要模块。能够在操作界面直观的显示报警信息，进行故障派单处理，查询历史故障信息，进行日常故障统计，能够及时的发现告警点并作出快速响应。当发生告警信息时，会第一时间通知值班人员，进行报警信息确认，并作出处理。接派单流程主要包含：派单、转单、接单、到达、抢修、巡检。具体操作流程如图2。

4 结束语

“十二五”项目建设台站不断增加，由于台站看管人员的素质参差不齐，现存的台站维护模式已经给地震局的台站維护工作带来极大的挑战。本文从新的技术思路和运维系统对地震台网及其子台进行科学管理，以有效提高台网及台站技术系统的稳定性和管理的规范性，为地震数据产出的连续可靠和应用共享奠定基础。但由于前兆仪器设备种类多，不同种类仪器间的技术差异大，对仪器的监控覆盖面和故障判断智能方面还需进一步拓展功能。同时也急需解决规范和统一前兆仪器数据采集器和仪器电气接口标准，减少仪器种类间的技术差异问题。

参考文献

[1]窦雪英，张刚，金艳等，信息中心机房建设探讨[J].当代化工，2015，44 （05）：1009-1011.

[2]阎楷，高冠龙，杨龙翔，地震台网基于网络的无人值守[J]，地震地磁观测与研究，2015， 36 （06）：135-136.

[3]周振安，王秀英，刘爱春.地震前兆台站环境监控功能的设计[J].地震地磁观测与研究，2006，27 （02）：51-55.

[4]姜博，邱凤萍，张浩等.黑龙江省设备信息运维管理系统开发及功能实现[J].防灾减灾学报，2018 （03）： 91-95.