地震台站监测运维技术革新及运用

尹传兵 丁雨

摘  要：安徽省淮北地震台作为洞体形变观测台站，目前拥有DSQ型水管倾斜仪、SS-Y型伸缩应变仪和SSQ-2I型石英水平摆三套地形变数字化观测仪器，运行十多年来，淮北台从制度管理模式、人员业务水平到观测技术革新不断探索创新，数据处理和内在质量得到大幅提升，观测质量从原先的全国中游水平，跃居全国领先水平。2012年以来，在全省、全国观测质量评比中取得了可喜的成绩。

关键词：地震监测;技术革新;成果应用;观测质量

中图分类号：P315.78       文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）26-0160-03

Abstract： Huaibei Seismological Station in Anhui Province， as a cave deformation observation station， currently has three sets of digital observation instruments for topographic deformation， namely， DSQ water pipe tiltmeter， SS-Y telescopic strain gauge， and SSQ-2I quartz horizontal pendulum， which have been in operation for more than ten years. Huaibei Station has continuously explored and innovated from the system management mode， personnel business level to observation technology innovation， data processing and internal quality have been greatly improved， and the observation quality has jumped from the original national middle level to the national leading level. Since 2012， gratifying achievements have been made in provincial and national observation quality evaluation.

Keywords： seismic monitoring; technical innovation; application of results; observation quality

引言

党的十八大以来，习近平总书记关于防灾减灾救灾发表了一系列重要论述，多次就防震减灾工作作出重要批示，提出了“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾新理念新思想新战略。监测预报是防震减灾工作的核心业务和基础支撑，地震监测是开展监测预报、学科研究的基础保障。地震台站始终以震情为中心，聚焦主责主业，从观测技术、数据监控、运维保障和应用研究等方面，不断提升地震监测质量管理的能力，确保产出准确可靠的高质量监测资料。

1 业务日常管理，形成良性机制

台站定期对观测系统和日常工作开展全面排查和总结，扫描故障隐患和工作漏洞，严格执行系统运维、观测数据规范要求，增强日常值班巡查力度，强化工作组督促管理。建立观测资料核查机制，实行复核、审查、抽查三级检查，建立任务清单，明确任务责任人，确保每项工作复核全覆盖。建立故障响应机制，明确应对突发故障响应流程和操作指南，分级响应管理处置，小故障值班人能快速处理恢复，大故障值班人及时报告并组织开展抢修，重大故障及时报告并能快速查明故障原因，确保系统连续稳定运行。建立业务交流机制，与省地震局、中国局业务管理部门保持联系沟通，及时落实观测资料监控反馈意见，业务操作与上级业务规范要求保持同步一致，业务操作指南有效性。加强台站内部业务问题汇总和讨论，促使工作人员业务操作的统一化、规范化和标准化。

监测工作的重点是保障观测仪器稳定，观测数据科学可用。监测工作的连续性、及时性，要求工作责任贯穿每天24小时，值班人员须具备高度的责任心和过硬的业务素质。对种种突发问题，能沉着冷静地查找原因、分析问题，采取有效处理措施。观测系统时常出现断网、断记，值班人员须及时发现，快速判定是供电、网络还是观测系统问题，明确原因初步抢修，及时向电信、供电等部门咨询协调并将故障事件上报，尽最大努力保证仪器运行稳定。淮北台现实行大值班制，要求业务工作人人都要会、业务技能人人都要精，为观测仪器正常运转提供技术支撑和人员保障。要求按照规范要求和统一标准，及时完成數据收集、入库、转换等工作，对观测数据进行突跳、台阶、缺数等预处理，对仪器状态、数据情况和天气过程等认真日志记录，核实气象数据、地震参数等资料，准确记录到观测数据曲线上地震、气象等干扰事件信息，确保观测数据科学、可用。

2 技术革新，提高系统运维水平

淮北台围绕观测山洞监测仪器运行维护中存在潮湿大、落雷区和观测点距离远等薄弱环节，组织人员开展技术会商，引入新方法、新技术、新思路，组织实施技术革新，提高仪器运行管理水平，降低仪器故障率，促进观测资料质量提升。

2.1 山洞密封改造

为提高观测资料的内在质量，降低干扰，最大限度减少山洞内外空间的气流微交换。2010年05月初，台站组织人员，对硐室最内部未利用部分空间添加两道砖砌实墙进行封堵，对于硐室过墙下水道增加弯管进行注水密封。

经分析，山洞密封有效降低大风、气压对洞体形变观测的干扰，尤其是对倾斜类仪器抑制风扰效果更为明显。应用成果《密封措施对降低洞体形变观测气象类因素干扰的效果与分析》公开发表在2014年第3期《华南地震》科技核心期刊上，为实际工作中降低洞体形变观测的干扰提供实用、可靠的办法。

2.2 电源远程控制系统

2016年引入新技术，基于IP网络多模块实现远程多通道控制，控制功能界面化、可视化操作，信号有效控制率高，同时接入山洞视频控制系统，实现对监控系统远程重启，通过视频监控实时了解山洞电源工作状态及控制有效性。

技术应用后，山洞视频监控系统维护频次显著下降，遭遇雷雨天气，台站工作人员可有效对山洞内市电远程切换，降低观测系统遭雷击风险。近年来，淮北台山洞观测系统雷击故障事件频次降低。

2.3 山洞配件防潮措施

山洞内仪器配件，前置放大器、传感器每年因洞内潮湿出现仪器故障，基于仪器观测原理，不影响连续观测的情况下，对前置放大器、传感器分别采取防潮措施，前置放大器用密封袋密封，内放置干燥剂，对新传感器用密封胶进行密封处理，以达到密封、防潮作用。技术实施后，洞内前置放大器、传感器的故障率较往年出现明显下降。

3 成果应用，提高业务能力和运维水平

台站工作人员围绕洞体水管倾斜观测系统运行、仪器运维等方面开展科研项目，加强观测资料分析处理，总结提炼运维经验，提高业务能力和维护水平。

成果一：2012年，完成了省局合同制课题《数字化水管仪维护维修》，项目对仪器因环境变化、系统故障等原因引起的数据异常表象形态及原因进行剖析总结，提出了观测数据典型异常现象及故障的判定方法和检查思路，对台站做好观测仪器的日常维护维修具有参考意义。

项目成果应用于水管观测日常运行维护，提高了工作人员干扰识别和故障判定的能力，成果《数据表象特征在仪器维护中的应用》发表2012年第5/6期《地震地磁观测研究》科技核心期刊。

成果二：2013年，完成了省局合同制课题《数字化形变仪器标定调试经验》，项目依据形变观测规范要求，结合数字化形变仪器日常维护的经验，分析校准工作中常见故障与校准结果数据表象特征的关联关系及注意事项，提出“二次校准”法和“快、准、简”3字校准要诀，建立仪器校准新流程，供形变仪器校准参考。

项目成果应于水管观测标定维护，提高了仪器标定工作效率和标定精度，有效降低对仪器连续观测的影响，成果《数字化形变仪器校准》发表2014年第3/4期《地震地磁观测研究》科技核心期刊。

成果三：2018年，完成了省局合同制课题《淮北台DSQ与SSQ倾斜观测对比分析》，项目对2010-2016年两套倾斜观测资料的日均值，从年零漂差异、年变幅差异、年度变化趋势、数据一致性和降水干扰方面进行对比分析，并给出差异原因解释，结果表明：由于山洞走向、仪器工作原理的差异，DSQ线倾斜仪观测和SSQ点倾斜观测的分量差异性显著。

项目成果使工作人员对仪器原理、观测质量及干扰等方面有更进一步的了解。

成果四：2018年，完成了省局青年基金《淮北台洞体形变观测中的气压干扰机制分析》，项目通过分析气压因素短时间扰动对洞体地倾斜（DSQ仪、SSQ-2I仪）和洞体应变（SS-Y仪）观测影响特征及其差异的基础上，从地球物理学角度进行干扰机制分析。

项目成果，气压对淮北台洞体形变观测有显著干扰，其中对SS-Y仪干扰最明显、SSQ-2I仪次之、DSQ仪最弱，结合仪器工作原理，深入研究这种同一气压扰动情况下，在倾斜仪和应变仪观测资料上所显示的差异，即同一地表荷载力源作用下，地表形变反映出的水平和垂直应变存在的显著区别及其地球物理学机制。

台站积极推动项目成果的应用推广，及时将成果应用于淮北台日常观测工作及系统运行维护的同时，通过监测中心业务培训、台站间业务交流等方式，已向同类兄弟台站交流推广项目成果及应用情况并取得一定成效。

4 学习交流，不断提升团队整体业务水平

随着新技术、新方法的应用发展，监测仪器系统、数据分析模式、系统运行维护对台站监测人员提出了更高的要求，要求观测人员熟悉掌握水管倾斜专业知识和仪器工作原理，深入解读全国、全省观测规范和评比标准，结合台站观测实际，制定操作性强的实施细则和工作流程，指导观测日常工作。在观测技术、数据处理、故障判定、评比规范等方面定期开展全面学习培训。同时注重技术储备和人才建设，在业务管理、趋势会商、数据跟踪分析、仪器故障维修等岗位开展轮换。通过多种形式走出台站，向省内外优秀台站学习业务技能和管理经验，积极参加中国局、省局各类培训、学习活动，做好回岗再培训工作，促进台站业务能力的整体提升。

5 结束语

通过项目实施应用，淮北台水管倾斜观测质量及运维水平达到国内先进水平。2012-2018年，全省观测质量评比中获得前三名，其中2012-2015、2017、2018获得一名。2011、2015年度全国观测质量评比获得第三名，2016年度形变综合获得第三名。

山洞密封改造、远程电源控制、洞内配件防潮等新技术在水管倾斜观测中的应用，确保水管倾斜观测系统的稳定、可靠运行，多年来观测系统运行率、数据完整率平均达到99%以上。

2012-2018年，淮北台在地震监测与科研方面取得了突飞猛进的发展，全国评比实现突破，相继获得多项全国评比前三名，业务工作达到中国局学科组表扬，形变工作年报、月报作为样板向全国推广，承担完成中国局、省局各类科研课题14项，公开发表业务文章17篇，观测资料应用于年度趋势会商报告连续16年考评获得前三名。

参考文献：

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[5]樊冬，吴坤，等.密封措施对降低洞体形变观测气象类因素干扰的效果与分析[J].华南地震，2014，34（3）：69-75.