随着地震台站数字化、网络化进程的加快,浙江省无人值守台站的数量成倍增加,在地震台网功能不断增强、监测能力进一步提升的同时,也带来了如何更好地管理地震台站,如何更有力地保证设备连续正常运行,如何尽可能大地发挥台网整体监测效能等问题。

浙江省地震台网实现数字化观测后,大部分台站都是无人值守台,台站发生故障时,需要派台站看管人员到现场进行逐项排查,这个判断并排除故障的过程取决于台站看管人员的业务水平和是否能够迅速及时的赶到现场,这两个因素经常影响到故障排查效率,也影响了后续的维护处置手段。针对这种情况,本文提出了一种以STM32微处理器及GPRS/GSM为核心的台站设备远程综合监控设计方案(刘明贵等,2010),通过监控中心处理软件和部署在台站的基于移动短信的嵌入式采集终端,能够准确可靠地监控各台站的电源情况、设备运行状态及温度、湿度等,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、声音等形式通知报警,并且能对台站设备实施远程控制,有效提高了台站技术系统的稳定性以及地震数据产出的连续可靠性。

由于地震业务的特殊性,本文设计的系统有如下要求:

(1)系统通过轮询的方式检测地震数据采集器、路由器、UPS电源等设备状态,并将实时信息通过现有通信网络发送到监控中心(高正立,曹奇英,2010)。

(2)当台站出现地震数据采集器死机、路由器故障、蓄电池电压低于36 V、恢复至36 V、交流电上电、交流电断电时,及时将异常信息发送到监控中心(索阳等,2009)。

(3)监控中心处理软件实时监测各个台站的网络连通情况,结合台站监测系统采集到的台站基本情况,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自动或手动派单的形式发短信通知台站看管人员。

(4)系统具有远程控制功能,台站设备死机时能对其进行断电重启。

(5)台站监测系统与监控中心的数据通信以现有地震数据传输线路为主,当地震数据传输线路故障时采用GPRS发送,保证异常信息能及时发送到监控中心。

本文提出的无人职守地震台站远程监控系统构成如图1所示。它主要由台站监测系统和监控中心处理系统组成。

台站监测系统:由各个传感器和基于移动短信的嵌入式采集终端组成,部署在各个台站,主要负责监测台站相关参数并把信息发送到监控中心处理系统。

监控中心处理系统:运行于监控中心PC机上的管理软件,主要负责实时监测各个台站的网络连通情况,结合台站监测系统采集到的台站基本情况,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、声音等形式报警; 台站异常情况、故障日志等自动入库。

图1 系统构成示意图
Fig.1 Schematic diagram of system structure

淳安地震台是无人职守台站,该台站有测震和强震2种数字化观测手段,台站到台网中心的传输线路为SDH光缆。该测点近年来经常因为市电长时间停电或光缆被挖断等原因造成台站数据断记(测点所在地区电力局线路建设、道路建设等原因造成); 另外,台站看管人员家庭住址距离台站测点较远,信息反馈较慢,有时候还因为台站看管人员技术水平局限而无法得知台站故障原因,因此比较适合作为试点进行测试。安装时采集终端通过串口与UPS主机智能RS232接口相连; 设置采集终端网卡IP地址,使其与台上所有通信设备组成一个小型局域网,并添加需要监控设备的网络地址,监控中心通过管理软件实现对台站的远程监控,当台站电源或通信设备出现异常时,监控中心管理软件就会显示告警信息并通过声音和短信提醒相关维护人员。台站监控信息如图6所示。

图6 淳安地震台详细监控信息
Fig.6 Detailed monitoring information of Chun'an Seismic Station

本文提出的地震台站远程监控系统,用于地震台网中心对各台站设备运行情况的掌握和远程控制。经实际运行检验,系统能够检测台站设备运行情况,可靠性高,有效提高数字地震台网的工作效率,对台站故障快速判断、台站维护效率、台站的连续运行率、数据的稳定可靠都具有积极的意义和广阔的应用价值。