地震台站日志自动报送软件的研发与运用

池海江，张 帆，温 佳，王志敏，韩和平，程德庆

(1.河北省地震局怀来地震台,河北 怀来 075400；2.河北省地震局赤城地震台,河北 赤城 075500；3.河北省地震局阳原地震台,河北 阳原 075800)

0 引言

根据《地震前兆台网运行管理办法》(以下简称《管理办法》)和《地震前兆台网管理细则》(以下简称《管理细则》)，地震台站每天的工作任务除仪器维护、数据采集、数据处理外，日志报送也是主要内容之一。以河北省地震局怀来地震台为例，每天要通过FTP方式报送监控日报，通过《中国地震前兆台网数据管理系统》网页报送东良形变、后郝窑流体工作日志；填写Word格式的极低频观测日志、工作日志和检查日志；填写电磁波Excel格式的工作日志等[1]。在实际工作中发现，填报这些日志存在如下问题:填写重复性内容较多，如值班员签名、气象三要素数据等需多次输入；填写内容多为固定文本，如台站编码、仪器数量、测项分量等一些内容相对固定；大多数为必须人工参与的繁琐操作。如雨量的读取，需要登录《中国地震前兆台网数据处理系统》，输入用户名、密码、数据转换、均值计算、人工查看曲线确定降雨开始和结束时间，才能填写日志；再如极低频工作日志，需应用SSH的Secure File Transfer Client软件登录openSUSE服务器，查找相应目录，查找每日文件数量并确认每一个文件的字节数并记录比较；如遇有特殊情况，缺乏规范性模板用语，值班员需查找规范要求及说明；在每年的资料验收评比中总会出现迟报漏报、填错数值、填错位置、缺项漏项等难以杜绝的低级失误。为此，编制了日志自动报送软件。充分发挥程序的人工智能优势，代替值班员完成相应数据的读取、计算、填写、上传等操作，定时自动登录服务器检查日志报送情况。

1 软件设计

1.1 软件开发环境

软件开发采用Visual Basic语言编写，在win7、win10等操作系统下“SETUP.EXE”安装后运行。计算机安装有IE8.0以上浏览器，便于引用Microsoft Internet Controls控件，进行仪器网页登录和浏览。安装有office2007或更高版本，便于引用Microsoft Word 12.O Object Library和Microsoft Excel 12.O Object Library控件，进行Word和Excel文档的填写。建议为电脑配置声卡及音箱，作为音乐告警使用。计算机要有网口，进行网络链接或基于网络平台的短信告警。

1.2 设计思路

软件设计根据《管理办法》和《管理细则》，代替或提醒地震台站值班员快速准确地填报工作日志，更好地完成日常工作任务。日志自动报送软件主要功能模块如第45页图1所示。

图1 日志自动报送软件功能模块图Fig.1 Functional module diagram of log automatic submission software

2 软件使用

主要实现对监控日报、中国地震前兆台网数据管理系统网页工作日志的自动填写和报送检查，Word格式的极低频检查日志、工作日志、观测日志和Excel格式电磁波工作日志的自动填报。

2.1 监控日报

监控日报填报界面如第45页图2a所示，主要功能为：

(1) 正常情况下，单击“生成监控日报”按钮，即可自动生成前一天的监控日报。这里使用正常情况下监控日报的模板复制命令，根据值班日期自动更改文件名。

(2) 双击“监控日志”文本框，即可用Excel自动打开，进行检查或特殊情况下的内容修改。若产生疑问，可打开右侧的“填写帮助”，弹出如图2b所示的详细说明，保证填写的准确性。

图2 监控日报填报及帮助说明界面Fig.2 Filling form of monitoring daily report and help description

(3) 单击“发送监控日报”则将台站当日的监控日报上传至省局台网中心分配的固定目录下。“发送命令显示窗”显示文件发送结果。

(4) 报送时限检查及告警。根据台网管理办法要求每天09:00前上报，故软件设定在08：50后台会自动登录服务器，在远程目录端查找当日监控日报。若发现未上报，则发出声音和短信告警，提醒值班员及时发送。

(5) 关于省局的FTP主机、用户名、密码以及本地监控日报文件目录则保存在JKRBFTP.INI文件中，方便修改。

关键技术：对FTP后台登录连接、本地和远程文件的熟练操控。如上传文件部分代码有：

If LCase$(Left$(host_name,6))<>"ftp://"Then host_name="ftp://" & host_name

InetFTP.protocol=icFTP

InetFTP.URL=host_name

InetFTP.UserName=txtUserName.Text

InetFTP.Password=txtPassword.Text

InetFTP.Execute,"Put" & txtLocalFile.Text & " " & txtRemoteFile.Text

2.2 网页工作日志的填报

网页日志指《中国地震前兆台网数据管理系统》中的工作日志，填报界面如第46页图3所示。软件主要实现：

(1) 自动登录。软件采用自动输入用户名和密码的方式进行登录。台网中心分配给台站的用户名和密码保存在AUTOLOG.INI文件中。

(2) “一键输入”。软件首先查找“值班表”中对应日期的值班员并填入；其次通过Winsock后台登录所选台站的气象仪，获取前一天08时气温值、气压值，计算全天降水量累加值并填入；再根据常用模板对应项添加到网页文本框，如怀来后郝窑地震台“仪器运行状况”栏填入“在运行仪器13套，正常运行13套”，“观测井水位类型”填入“动水位”，“数据收集情况”填入“应收集测项分量数23，实际收集测项分量数23”；最后自动单击“暂存”。

(3) 右侧文本框显示台站根据特例情况总结的规范用语，方便修改。如“水位校测：XX:XX—XX:XX现场校测怀4井动水位，校测过程符合规范要求，观测误差值ΔH′=X.XXX X m，观测误差判定值=X.XXX X m，|ΔH′|<|H|，校测结论：仪器符合水位观测技术要求，可以继续使用”。气象仪季检填入“XX时—XX时进行季度检查，仪器供电XXX.X V，UPS浮充电压XX.X V，雨量桶清洁，可以继续使用”。

(4) “地震信息”单击则进入中国地震台网中心地震信息网(http://news.ceic.ac.cn)，显示最近发生的国内外地震目录。根据要求，“我国境内5级以上地震，中国及其周边海域7.0级以上，世界范围内超过8级以上地震应记录震源位置、震级、发震时刻和震中距等要素，无论是否有影响都应有相关记录”。值班员进行查看，选中对应的地震，弹出图3b所示的地震要素显示网页，单击“地震条目”则计算出震中距，在右面文本框显示条目，如“2018-09-08 10:31:29.0云南普洱市墨江县(101.53°E、23.28°N)发生M5.9地震，震中距2 317 km”。台站的地理坐标保存在LOCALST.INI文件夹中。

(5) 报送时限检查及告警。根据要求“台站每天上午12时前完成前一天观测资料的预处理工作，填写观测日志和工作日志，数据和日志均入数据库保存”。软件定于每天11：30在后台自动登录网站，在“数据服务—工作日志查询”中查找是否由复核员提交当天的工作日志，否则弹出提醒文本，并发出音乐或短信告警。

(6) 易疏忽的特例事件。如怀来后郝窑地震台每星期一在“重大情况记载”栏填入“XX：XX—XX：XX现场校测怀3井气氡、气汞，怀4井水位、气氡、气汞、气氦、气象三要素仪时钟”。

(7) “常用模板”为台站正常情况下输入文本，单击可打开编辑。编辑时采用管理系统默认的关键字，如相对湿度为“humidity”、自然干扰为“nature”、人为干扰为“human”、系统软硬件运行情况为“system”等。

关键技术：基于SOCKET连接的HTTP协议以指令方式登录气象仪获取气象三要素数据；台网管理系统网站的自动登录、网页要素的读取和输入；地震目录网页的读取，计算台站的震中距。如获取气象仪数据部分代码为：

Form1.Winsock1.RemoteHost=qxyip

Form1.Winsock1.RemotePort=81

Form1.Winsock1.Connect

Do

DoEvents

Loop Until Form2.Winsock1.State=sckConnected Or Form2.Winsock1.State=sckError

Denglu="get/length+" & qxyid & "+lin+" & Username+" & Password & "" & "/http/1.1"

Form1.Winsock1.SendData denglu

Zhtshuju="get/length+" & qxyid & "+dat+" & "1+1" & "" & "/http/1.1"

Form1.Winsock1.SendData zhtshuju

图3 网页日志填报及地震条目自动生成Fig.3 Web log filling form and automatic generation form of seismic entry

2.3 Word格式日志的填报

主要适用于怀来台极低频电磁观测日志、工作日志和检查日志的填报。极低频项目是中国地震局地质研究所正在实施的地震预报新项目，全国范围内建设30个台站(主要分布于华北、川滇地区)，采用德国Metronix公司生产的ADU-07大地电磁观测系统，填报日志既是对观测情况的详细记录，也是对仪器观测状态的全面检查，以保证仪器工作正常。

图4a为工作日志示例。日志中主要涉及日期、值班员的变更，辅助观测要填写00时、08时、16时的气温、气压值，00时—08时、08时—16时、16时—23时天气的变化情况。软件运行时自动登录台站气象仪，首先读取00时、08时、16时气温、气压数据，然后分别统计三个时段的降雨情况。如果有降雨，则主导天气为“雨”，最后对降雨时段进行识别，即分钟值中第一个雨量不为0的时刻，即为降雨开始时间，最后一个降雨不为0的分钟时刻，为降雨结束时间，生成XX时-XX时降水量XX.X mm的字段，填入测区环境、干扰情况栏。日志成功生成后弹出“是否打开”消息对话框，确定则弹出Word编辑界面，进一步修改确认。

图4b为极低频仪器检查窗体。点击“信息显示”后，软件后台会自动以root、密码连接极低频观测仪器，读取相关信息。ADU-07极低频仪器采用openSUSE操作系统，是德国Novell公司的开源Linux项目。

(1) 从相关记录文件中读取信息。包括经纬度、高程、GPS是否同步，运行任务包括接地电阻、直流偏移以及最大振幅、电池电流和电压、系统内部温度、磁盘全部/剩余空间等。仪器采用UTC国际标准时间，信息显示要换成北京时间。填写过程主要做如下判别：GPS是否同步，若Sync State显示为“G4FIX”正常，否则发出“GPS不同步”的提示；检查接地电阻Resistivty Ex和Ey数值，若大于台站接地电阻数日常均值的3倍，则发出“接地电阻变大”的提示；检查直流偏移DC Offset Ex、Ey和最大振幅Amplitude Ex、Ey的数值，若数值为0，则发出“直流偏移为0”或“最大振幅为0”提示；检查电池电压若低于12.5 V，则提示“电池电压变低”；磁盘空间若大于90%，则提示“请及时清理磁盘”等。

(2) 检查仪器中观测数据文件是否存在和字节大小。仪器以16 Hz、256 Hz、4 096 Hz频率记录的天然电场数据Ex、Ey，天然磁场数据Hx、Hy、Hz的5个文件是否生成，正常情况下字节分别为5 563 360、两个7 898 080；以32 Hz、512 Hz、2 048 Hz频率记录人工源上午ca(m)和下午cp(m)、5个测项共10个文件，正常情况下字节为447 456、1 999 840、3 245 024。若检查发现情况有异，则发出如“16 Hz文件缺失或大小有异”的提示。

(3) 功率谱频谱和电磁响应数据EDI文件。正常情况下，仪器每天对天然源、人工源数据经过相干度叠加、中值叠加和全叠加法的二次处理得到369个频谱文件。由于仪器的稳定性或其他干扰，经常造成文件缺失，需人工干预进行再次处理。软件后台以“SSH”命令登录，检查频谱文件个数并显示，若数量不够则提示“EDI文件缺失，请检查仪器及时处理”。

关键技术与部分源代码。极低频仪器是新项目，需不断总结经验，提高仪器状态自动判别的准确性；openSUSE操作系统下的SSH自动登录、文件查找和大小显示。如SSH自动登录命令：

图4 极低频工作日志填报及仪器检查Fig.4 Very low frequency working log and inspection form

Dim wshshell

Set wshshell=wscript.createobject("wscript.shell")

Wshshell.run "c:windowssystem32cmd.exe/c"

Wshshell.sendkeys "ssh root@XX.XX.XX.XXX"

Wshshell.appactivate"管理员:C:windowssystem32cmd.exe-ssh root@XX.XX.XX.XXX",true

Wshshell.sendkeys "password"

Wshshell.sendkeys "ls-l /mtdata/CEAcopy/Site_13004/yyyy/mm/dd/EDI|grep |wc-l"

2.4 Excel格式日志的填报

其主要应用在河北省电磁波观测工作日志格式中。首先，后台通过Winsock登录CNEM08-Ⅰ电磁波仪，检查是否工作正常，产出数据文件；然后，通过程序操作EXCEL表格，在相应的单元格中填入日期，如前2.3所述，填入温度、气压和降水量时段，数据格式按学科组要求，温度保留一位小数，湿度保留整数，自动完成后提示“确认打开”，方便值班员修改编辑。

Excel操作部分源代码：

Dim MyXL As Object

Dim ExcelWasNotRunning As Boolean

On Error Resume Next

Set MyXL=GetObject(,"Excel.Application")If err.Number <> 0 Then ExcelWasNotRunning=True

Err.Clear

DeectExcel

MyXL.Application.Visible=True

MyXL.Parent.Windows(1).Visible=True

If ExcelWasNotRunning=True Then

MyXL.Application.Quit

End If

3 软件技术特点

(1) 填报的日志种类多样。软件从台站的实际工作出发，对日常工作中每天填报的监控日报、网页格式日志、Word格式、Excel格式的日志中能够完成的工作都进行程序化处理，帮助值班员减轻工作负担。

(2) 自动化填写的准确性。人工填写总存在如“输入错误、缺项漏项”等低级错误，再如降雨时段的确认，常有提前或滞后等不准确的填写，通过程序处理数据格式使填写更加规范。

(3) 进行检查后再告警。软件对日常工作中有时效要求的报送，不是简单定时闹钟式提醒，而是通过登录服务器后检查确认，然后发出告警，增加告警的有效性。

(4) 告警方式多样。除界面提示外，有音乐和短信告警，实用方便。关于短信告警，采用目前成熟的网络平台模式，程序应用时添加相应公司的外加模块即可，这里不再赘述。

(5) 程序进程错误处理。日志文件生成过程中对每一步都设置响应提醒，对系统bug设置错误判断。如气象仪连接时错误处理，服务器登录的错误处理，数据文件读取的错误处理等，都提供报错功能，方便对执行错误的判断[2]，软件不断修改完善。

4 结语

目前，软件应用于怀来、赤城、阳原地震台站日常工作中，在减少日志错误，提高工作质量方面发挥积极作用，受到一线观测人员的一致好评。工作日志采用全国或全省统一格式，具有代表性和通用性，软件适合在更多台站加以推广应用。今后还需结合实际工作，对软件功能进行完善。