福建地球物理台网技术系统维护与管理

◆洪旭瑜

福建地球物理台网技术系统维护与管理

◆洪旭瑜

（福建省地震局 福建 350003）

本文介绍福建地球物理台网技术系统主要构成和特点，指出台网技术系统运行维护和管理过程出现的一些问题，尤其是Oracle数据库运行问题，并提出相应的解决方法，最后给出意见建议，以期提高台网的运行维护效率。

地球物理台网；技术系统；维护与管理

地球物理台网技术观测历经人工观测、模拟观测以及数字化观测。目前地球物理台网观测技术已发展为数字化观测为主，人工及模拟观测为辅的台网[1]，以福建地球物理台网为例，历经几十年的发展，台网规模不断升级和壮大，观测仪器数量不断增多，基于目前的观测技术系统，观测仪器每天定时从台站经省局区域中心汇集后再到国家地球物理台网中心[2]，数据规模日益增加，如何维护好地球物理台网技术系统，保障地球物理观测仪器正常运行及观测数据及时交换存储显得日益重要。本文以福建地球物理台网为例，说明福建地球物理台网技术系统日常运行过程中遇到的一些主要问题，针对主要问题提出解决方案，以此提高地球物理台网观测技术系统的运行效率。

1 技术系统构架

福建地球物理台网技术系统包括网络通讯设备与链路、数据库服务器和专业应用软件、供电系统以及避雷系统，整体依托福建地震信息网络将所有节点连接为一体，实现互联互通。观测仪器由形变、重力、流体、电磁以及辅助观测学科共计140套仪器组成，网络通讯设备主要由省局核心路由器和市县端普通路由器构成、通讯链路由电信线路和移动线路组成，以电信专线线路为主；数据库服务器包含省级区域中心和台站节点，负责全省观测数据的存储，专业应用软件主要以“中国地震前兆台网数据管理系统”、“中国地震前兆台网数据处理系统”和“中国地震前兆台网（站）数据跟踪分析平台”为主[3-5]，专业应用软件主要负责全省观测数据的汇集、处理、管理和服务等功能[6]。

1.1 通信链路

福建地球物理台网通信链路分为网络机房端与观测仪器端，网络机房端由节点机房与信息网络节点机房集成布设，综合规划，统一设计，机房的供电系统、接地防雷系统、防火报警系统、消防系统、综合布线系统、室内装潢等工程都严格按照国家有关标准完成。2019年泉州基准地震台率先完成地球物理台网观测技术系统网络20M光纤改造接入省局区域中心后，2020年全省所有专业台和市县地办台技术系统网络也完成从原先2M带宽升级为20M的改造任务，同时所有台站以及市局网络专线线路实现双备份模式，保障观测数据网络传输的运行效率[7]。观测仪器端通信链路采用光缆和光隔离器，不同型号的仪器信号和接口采取相应信号防雷器等进行防护，通信链路的防雷针对有线通信及外部使用较大型天线的无线通信链路，在设备端增加避雷设备，在外部线路或天线发生遭雷击事故时能保护台站使用的设备。

1.2 供电系统

供电系统是保证仪器正常运行必不可缺的一部分，其组成部分是供电电源和供电线路。供电电源分为交流市电和UPS稳压直流电源两部分，供电线路是由强弱电线组成，分别套金属线槽铺设，金属线槽应接地，室内没屏蔽的强电线和弱电线距离主地线的平行距离应不小于0.5m，仪器设备和电源地共用一个地网，同时为了达到防雷设施，在室内设接地排，接地排与避雷地网连接[8]。台站仪器设备配电线路采用3级电源防护方案，第一级在地震台总配电位置，最大放电电流不低于140ka（8/20μS）；第二级在机房、各观测室、山洞等的总配电处，设计最大放电电流不低于80 kA（8/20μs）以上，第三级设计在设备处，最大放电电流不低于10 kA（8/20μs）的防雷插座。部分专业台站安装了雷电预警防护系统，雷电预警防护系统采用电子式电场传感器实时监测大气电场值，内置专业雷电分析软件跟踪分析电场变化规律，预警雷电，并实施防护，集雷电探测预警防护于一体，提前10～30分钟发出雷电预警信息，每次触发声音报警3分钟，也可以通过网络自动获取雷达图，查看云图漂移全过程，实时监测雷电、暴雨、冰雹等极端天气。

1.3 避雷系统

避雷系统目的是要有效减轻雷击对地震观测设备的危害，保证地震监测台网的稳定运行，其主要构成是要完善台站交流配电防护系统，加强接地等电位连接，规范各种线路的布设，使台站地震专业设备能够在不同类型避雷设备的保护下处于良好的运行状态，实现台站综合防雷目的。福建地球物理台网观测台站对观测技术系统进行避雷布防，针对区域防雷、电源进线防雷、通信传输线防雷、传感器引线防雷采取合理配置电源、分级安装防雷装置、妥善处理接地和布线工艺等，进行全面规划和设计，以期达到有效减轻雷击对地震观测设备危害的目标。

1.4 Oracle数据库

福建地球物理台网数字化观测仪器产生的数据存储方式有两种，分为仪器数据采集器存储以及Oracle数据库存储，数据采集器存储空间小，只用于存储一定时间内的数据，而Oracle数据库是用于存储所有地球物理台网观测仪器所产生的数据，维护好Oracle数据库是台网日常运行监控维护的重点，Oracle数据库的维护主要是通过定期监控Oracle数据库QZDATA表空间状况。

2 技术系统运行维护与管理

2.1 数据库系统维护

oracle数据库同步会话卡死的故障在全年所有技术故障占比达96.15%，该故障一般发生在凌晨02：00左右省级中心与台站进行数据同步交换，某个台站数据库会话卡死，无法结束会话。究其原因可能跟数据库基本状况、数据库对象状态以及数据库性能有关，如数据库表空间的使用率较高可能导致数据库运行缓慢，数据库中一些对象（包Package、存储过程Procedure、函数Function、视图View、同义词等）以及检索失效等缓存未及时清理、数据库负载过重等情况都会影响到数据同步会话的正常进行。对数据库出现数据同步会话卡死现象一般采用重新启动省级中心及对应台站的数据库和数据管理系统即可解决。日常应该加强对系统账号分配、系统运行状况、各进程资源CPU和内存占用率、交换区使用情况、磁盘I/O负载情况的检查力度以及缓存等垃圾的及时清理，及时查看表空间的利用率，保证数据库正常运行。

2.2 其他技术系统维护

其他技术系统主要包括供电系统、通讯链路以及避雷系统。对于供电系统，部分台站部分仪器因为供电电压不稳造成观测数据曲线畸变，如龙岩台垂直摆经常受供电线路受潮破损干扰影响产出错误数据，对于该情况工作人员都是进行线路整理后数据质量有所改善，但没有有效的解决方案；莆田台伸缩仪和体应变，南平台垂直摆，永安台FHD质子矢量仪、体应变，晋江地办晋江台水位经常出现电源不稳导致数据曲线出现小幅畸变或者数据曲线噪声加粗的现象。仪器供电线路使用年限较长导致线路老化或破损，雷雨天气容易导致供电开关跳闸，部分台站对供电线路、配电开关等设备进行更换。

福建地球物理台网避雷系统较为完善，台站交流配电防护系统较为完善，接地等电位连接，规范各种线路的布设规范，使台站地震专业设备能够在不同类型避雷设备的保护下处于良好的运行状态，实现台站综合防雷目的，有效减轻雷击对地震观测设备的危害，保证台网观测仪器的稳定运行。

3 结语与建议

福建地球物理台网技术系统运行中突出的问题大部分是Oracle数据库系统的问题，解决办法是区域中心和台站两边的数据库分别进行重启，而后进行机房运行环境的检查，保证机房处于合适的温度，另外检查数据库表空间容量，对表空间容量不足进行及时的扩容、清理数据库缓存文件以及无效对象，保证数据库服务器正常运行。未来希望能够建立云服务平台系统、大数据处理平台，整合各类数据到统一的平台，积极运行人工智能技术，提升数据处理能力和速度，同时也需要台网的运行管理维护人员打好基础，熟练掌握台网运行各项技术，才能提高地球物理台网技术系统运行效率。

[1]刘春国，李正媛，吕品姬，叶青，张素琴，韦进，唐磊.数字化地震前兆台网观测数据质量评价方法[J].中国地震，2017，33（01）：112-121.

[2]杨又陵，赵建政，许秋龙，郑黎明，李晓东，哈斯高娃.新疆数字化前兆台网建设[J].内陆地震，2009，23（02）：97-106.

[3]刘高川，李正媛，王建国，邹钟毅，叶青.地震前兆台网数据跟踪分析平台设计[J].大地测量与地球动力学，2016，36（09）：841-846.

[4]洪旭瑜，余丹，刘坚刚，陈彩虹，张清秀.地震前兆台网oracle数据库与管理系统的维护与管理[J].华南地震，2013，33（04）：117-124.

[5]周克昌，赵刚，王晨，王方建，刘高川.中国地震前兆台网观测技术系统整合[J].中国地震，2013，29（02）：270-275.

[6]洪旭瑜，杨彦明.福建前兆数据交换与同步问题的探讨[J].内陆地震，2013，27（04）：364-369.

[7]戴丽金，张丽娜，巫立华，林加宝，江宁.福建地震信息系统等级保护应用实践[J].网络安全技术与应用，2020（10）：156-157.

[8]钟羽云，陈建毅，沈晓健.地震台站UPS电源选型及远程管理[J].内陆地震，2007（03）：258-266.