临沂市地震信息节点的建设与应用＊

2022-09-29孔令爱胡子超王银龙

地震科学进展 2022年9期

孔令爱胡子超王银龙

（山东省地震局临沂地震监测中心站，山东临沂 276000）

引言

我国的地震台站网络化建设在 “十五” 期间已经初步完成，市级地震信息节点作为省级信息节点与县级信息节点之间的中间枢纽，在地震台站网络中起着重要作用，是地震监测预报系统中重要的组成元素[1]。市级地震信息节点在地震监测预报系统中收集和存储县级地震台站监测到的原始数据，并将获得的数据传输和共享给省级信息节点，同时还为本区域的日常办公等业务提供通信支撑。大力推动市级地震信息节点的标准化改造是对本区域地震数据分析和地震信息预报的有力保障。

本文以临沂市地震信息节点为例，对市级地震信息节点标准化改造进行概述，对其他市级地震台站的升级改造具有很好的借鉴和参考价值。临沂市地震信息节点始建于山东省地震局 “十五” 项目建设期间，完善于 “十一五” “十二五” “十三五” 期间。该信息节点在多年的建设中，从网络结构、软硬件设备部署、日常维护管理、安全管理等多个方面进行了标准化升级改造，目前该区域的地震台网已经形成了布局合理、响应迅速的数字化测震台网，提高了该区域的地震监测能力和地震速报水平。

1 市级地震信息节点简介

以临沂市地震信息节点为例，简单介绍该级别信息节点的基本情况。临沂市地震信息节点由临沂市地震监测台网中心、5 个专业地震台站（马陵山地震台、沂水地震台、苍山地震台、相公庄地震台和牛岚地震台）以及无人值守台站和各县区地震信息网络节点构成[2]。目前临沂市地震信息节点使用的技术系统主要由以服务器为主的硬件设备系统和JOPENS台网地震数据处理系统软件包组成。

1.1 网络结构

临沂市地震信息节点主要由地震行业内网、互联网和政务内网3 种网络构成。3 种网络在管理上进行了内外网络隔离，将地震行业内网与互联网进行了最大限度的隔离，政务内网进行了物理隔离，使地震观测系统网络运行更加稳定和安全。3 种信息网络均以光纤的形式进入临沂市地震监测中心站机房，地震行业内网和互联网通过超五类网线由机房连接至楼层间交换机，然后通过楼宇内布设的网线进入各办公室；电子政务专网则通过六类屏蔽网线由机房直接进入各办公室。其中，地震行业内网通过20M 移动专线上联省局信息网络节点，通过2M SDH专线、3G 无线网络和基于Internet 的VPN 信道下联各地震台站和各县级信息网络节点。所有网络地址的规划以及分配均由网络管理部门统一管理。图1是网络拓扑结构图。

图1 网路拓扑结构图Fig.1 Network topology

1.2 软硬件设备部署

1.2.1 软件设备

临沂市地震信息节点部署了JOPENS 地震数据处理软件系统、MSDP redis 客户端、基于EQIM 的终端报警系统、观测井实时监控系统、中国地震前兆数据处理系统软件和地震数据观测井自动采集系统等软件设备，在网络环境及数据库支撑下，各个行业专用软件相互协作完成各项功能。

JOPENS 地震数据处理软件是测震业务服务器端软件，在Linus Suse10 平台上运行；MSDP redis 客户端是自动报警、波形处理软件，在Windows7 平台上运行；基于EQIM 的终端报警系统依托省局地震信息平台，利用网页监控程序，实时监控地震信息更新情况并做出报警；观测井实时监控系统使用泰安臻致工矿设备有限公司的GRM 型水位水温高精度监测报警仪，数据通过手机卡GPRS 信号传输至市局服务器；中国地震前兆数据处理系统软件用于前兆数据采集与处理，在Windows XP 平台上运行；地震数据观测井自动采集系统，用于前兆地下水数据采集、处理，在Windows XP 平台上运行。

1.2.2 硬件设备

临沂市地震信息节点在台网中心机房和直接管辖的台站都安排部署了相关的硬件设备。其中，在台网中心机房部署了路由器、交换机、服务器、专线设备、光纤收发器、机房监控录像机、瘦客户机等核心硬件设备，并配有空调、监控、UPS 电源、环境监测等辅助硬件设备。在直接管理的13 个测震台和16个强震台部署了地震计、数据采集器、数据传输设备、供电以及避雷设备等。

地震台站地震计主要有BBVS-120 甚宽频带地震计、BBVS-60 宽频带地震计、SLJ-100FBA-T、BBAS-2G 等；数据采集器主要有EDAS-24IP、ETNA、EDAS-24GN 等，它们各自承担着地震监测和数据采集任务。表1 为台网中心机房主要硬件设备的基本信息。

表1 台网中心机房主要硬件设备基本信息Table 1 Basic information of main hardware equipment in the computer room of the network center

2 市级地震信息节点维护与管理

市级地震信息节点的正常运行需要日常的维护与管理，以保障地震监测数据的正常采集和传输[3]。临沂市地震监测中心站针对信息节点的维护与管理，在运行环境、网络维护和日常管理等方面制定了严格的规章制度，从分工到管理上责任分明，严格按照规范要求定期对网络系统、机房环境、各台站网络信号进行检查维护、巡检标定。

2.1 运行环境建设与管理

临沂市地震信息节点的运行环境在整体构造、供配电、环境监测、设备监控等方面不断地优化升级，经过多年的建设和改造，运行环境得到了最大优化。

在整体构造方面，对机房进行了整理改造。在原有基础上增添了2 个新的网络机柜，机房目前总机柜数量达到4 个，并对所有设备位置和空间进行优化分配，形成网络接入设备机柜、核心网络设备机柜、服务器机柜、办公网络设备机柜；对所有弱电线路进行了重新整理，把弱电线路全部更换成六类网线，并对所有线路进行了标签标注，更有利于线路管理；在机柜上方增加网线桥架，强电从地板下方传输，将强电弱电线路分离。

在供配电方面，对机房供配电进行了重新建设。网络机房交流供电采用市电供电公用变压器，为保障机房设备运转的连续性，安装了山大华天的不间断UPS 供电电源。此套系统为10 kVA 华天UPS 及16节120 Ah 蓄电池组，可以满足停电时机房设备12 小时的延时供电时间，当市电中断后能够自动切换为UPS 供电。此套设备于2019 年更换16 块UPS 电池，更好地保障了不间断电源系统的续航能力。中心台网络维护人员每个季度定期巡检一次，对UPS 电源进行充、放电，保持UPS 供电电源的良好运转。同时，还配备一台发电机，备好燃油，在UPS 供电的后期及时启用，保障机房网络设备的正常工作。

在环境监测方面，为机房安装了环境监控设备。为加强对机房网络系统的运维管理力度，在机房安装了环境监控设备。该设备可实现对机房内部温度、湿度、烟雾、报警及控制的监控。当机房内部出现温湿度过高、火灾、漏水等异常时，会通过门口的警报器进行报警，提醒运维人员及时抢修，排除故障及安全隐患。

在设备监控方面，为机房安装了新的机房监控高清摄像头。该监控具有网络化、可夜视及镜头旋转功能，用以远程监控及查看网络设备运行状况，提高网络维保工作效率及便利性。

2.2 网络系统维护与管理

为加强信息节点网络运行维护管理，建立安全、稳定、健康的网络工作环境，保障网络运行质量，提高网络服务水平，临沂市地震监测中心站制定了《临沂市地震监测中心站信息网络维护管理制度》，并指定由技术保障科负责本市地震信息节点的运维工作，配备专门的专业技术人员对全市的地震信息网络在网络连通性、日常巡检、网络规划等3 方面实行建设与管理。

在网络连通性方面，技术保障科作为网络运维工作的直接责任科室，工作人员保持手机7×24 小时畅通，保证地震监测信息网络7×24 小时的连续运行，并定期对网络设备、信息系统进行巡检，填写相关记录表单归档保存。一旦发现问题或收到网络传输故障的通知，能够第一时间排查原因、解决问题。同时我们及时向省局有关部门汇报、请教，加强与当地联通公司、移动公司等网络运营公司的联系，明确运营商的具体维护人员，确保出现问题时能够在第一时间得到响应，保障网络传输的连续性，确保全台各项工作业务的顺利开展。

在日常巡检方面，技术保障科的工作人员每天对机房和台网中心各类设备运行情况进行检查，建立网络运行日志。检查网络设备、服务器、工作终端等的运行状态（指示灯是否正常、机器散热情况等）、机房空调运转情况（控制机房温度）、UPS 不间断供电系统等工作设备的运行情况，认真填写运行日志，保证运行日志内容真实和完整。

在网络规划方面，统一规划建设单位网络结构，任何个人不得改变网络拓扑结构、网络设备布局、服务器及路由器等网络设备配置和网络参数，确保全市地震信息网络应用始终处在规范的标准下运行。全局实行统一IP 地址规划、分配与管理。建立IP 地址分配文档，详细记录IP 地址对应的MAC 地址、使用单位、计算机名等。严禁擅自增删、改动计算机IP 地址，如需更换设备的网络地址，应由专职技术人员进行操作。

3 市级地震信息节点安全管理

信息节点的安全管理是临沂市内各地震监测设施、网络与业务信息系统正常运行和数据安全的重要保障。在网络、供电防雷、消防及安保等方面形成一套科学、有效、快速反应的应急响应机制非常有必要。

3.1 网络安全管理

网络安全管理是信息节点网络正常运行的重要保障[4]，临沂市地震监测中心站一直高度重视信息网络安全事件的预防与处置，并对网络安全管理工作作出了重要部署安排。①建立健全信息网络安全事件的预防和应急处置工作机制，制定了《临沂市地震监测中心站网络与信息安全应急响应工作制度》；② 信息节点网络实行内外网隔离，地震信息行业内网中的所有网络设备和用户计算机禁止连接Internet网络，内外网计算机、服务器安装有防病毒软件，并对防毒软件定期进行升级，规范各类存储设备（包括U 盘、移动硬盘）的使用；③严格遵守保密制度，严禁下载、安装来路不明的软件及程序，严禁浏览、下载与工作无关的材料，加强信息网络的维护、使用等知识的培训和普及；④ 确保网络通信传输畅通，建立网络故障处理档案。一旦发现问题，要及时处理，处理完成后认真填写网络故障处理档案。

以上措施的严格落实，使临沂市地震监测中心站提高了对网络与信息安全突发性危害事件的防范和应急处理能力，在发生网络安全事件时，能及时配合上级有关部门对故障排查，最大限度地减少网络与信息安全突发事件对中心站工作业务造成的影响。

3.2 供电防雷安全管理

供电防雷系统是信息节点供电系统的保护伞，保障供电系统免受雷电危害[5]。临沂市地震监测中心站在台网中心机房、有人和无人值守台站均部署了供电防雷系统。

在台网中心机房和有人值守台站供电系统实行三级避雷。其中，B 级避雷器安装在总配电箱处，可承受160 kA 的雷电流冲击；C 级避雷器安装在机房配电处，可承受80 kA 的雷电流冲击；D 级避雷选用避雷接线板供电，机房网络设备及服务器等直接插到避雷接线板供电，可承受10 A 的雷电流冲击。

在无人值守台站供电系统按B 级避雷防护考虑。观测室属第2 类防雷建筑物，在建筑物屋面设两根避雷针，以防止直击雷。利用建筑混凝土柱内的结构钢筋作为引下线。防直击雷、防雷电感应和强、弱电系统的工作、保护接地共用接地装置，其接地电阻不大于4 Ω。采用铜包钢接地棒（DN20）及95 mm2裸铜绞线作为接地体，铜接地体和钢引下线的连接采用放热焊接。为防止雷电波侵入建筑物，用引入、引出建筑的电缆在进、出建筑处将电缆金属铠装层等与接地网相连。

3.3 消防及安保安全管理

为加强信息节点的消防安全管理，临沂市地震监测中心站在中心机房、有人和无人值守地震台站安装了烟雾报警器，放置了灭火器，并定期检查灭火器灌内压力及保质日期。在2018 年，特为中心机房安装了环境监控系统。该系统可实现机房内部温度、湿度、水侵等监控及报警。当机房内部出现温湿度过高、火灾、漏水等异常时，会通过门口的警报器进行报警，提醒运维人员及时抢修，排除故障及安全隐患。

为了提高信息节点的安保安全，在办公楼走廊及中心机房内部均安装视频监控，台网中心工作人员24 小时轮流值班。在有人、无人值守地震台站观测室内及室外均安装有摄像头，有人值守台站的工作人员24 小时轮流值班，在无人值守台站，与铁塔公司合作，每月定期到台站巡检，保障台站设备及运行环境的安全。

4 市级地震信息节点应用

临沂市地震信息节点上联山东省地震局信息网络节点，下联临沂市各地震监测台站及县级信息网络节点，实现了整个临沂地区的地震监测、预报、应急、防御系统的信息汇聚。该信息节点应用于测震、强震、前兆、应急、宣教、日常办公等各项业务，承载了这些业务的信息通信支撑，对目前临沂地区的地震监测预报、震害防御、应急处置、地震预警与烈度速报、地震科普宣传、协同办公等防震减灾各项工作的信息传递、数据共享、课题研究等起着至关重要的作用。图2 是临沂市地震台信息节点的主要应用。