0 引言

江苏省地处长江中下游平原，人口众多、经济发达，是中国人口稠密地区之一。江苏省辖区内断裂构造复杂，是中国东部地区地震活动水平较高省份，一旦发生破坏性地震，造成的灾害将比较严重。江苏地区历史上多次发生破坏性地震，如：1974年、1979年溧阳5.5级、6.0级地震，1990年常熟—太仓5.1级地震以及2012年高邮—宝应4.9级地震等(朱祥健等，2002)。这些地震均造成较大经济损失，出现人员伤亡，并产生较大社会影响。江苏省数字强震动台网的建成，提高了强震动观测能力。强震动观测是认识强地面运动特征和各类工程结构对地震反应特性的重要手段(胡聿贤，1988)，对于建筑物的抗震设计及震后的抗震救灾、社会稳定、经济损失的减小具有重要意义。

1 台网概况

江苏省数字强震动台网目前共有71个固定强震动观测台站，且均匀分布全省，平均每1 800 km²有1座强震台站，符合国家规定的二级重点监视防御区标准，其中13个台站为基岩台，其余均为土层台，见图 1。江苏省数字强震动观测台站的观测室根据当地抗震设防标准设计，总建筑面积15 m²，观测室内仪器墩长40 cm、宽40 cm、距离室内地面高度10 cm。基岩台仪器墩完整接触基岩，并除去基岩表面风化岩屑，而土层台则完整接触原土层。仪器墩四周与地面间预留不小于2 cm宽的隔震槽。

江苏省数字强震动台站的观测系统包括数字强震动记录器、力平衡式加速度传感器、远程通讯端口、供电及电源辅助系统和接地避雷设备等。强震动记录器采用美国KMI公司的ETNA型记录仪和北京港震公司生产的EDAS-24GN型记录仪，传感器采用中国地震局工程力学研究所的SLJ-100型三分向力平衡式加速度计和美国KMI公司生产的ES-T型三分向力平衡式加速度计。

“十五”期间建设的固定强震动台站采用调制解调器作远程数据通讯接口，通过电话拨号(PSTN)进行数据传输。由于电话拨号方式下数据传输的及时性和实时性得不到保证(罗词建等，2012)，于2013年对台站数据传输方式进行升级改造，改造为3G无线传输，并建立基于Oracle数据库、Web管理的强震动台网监控平台(OVDP)，实现强震动数据的自动回传、存储，准实时或定时监控仪器的运行状态和远程管理等功能。

2 台网运行

江苏省数字强震动台网中心严格按照《强震动台网管理办法(暂行)》及《强震动台站远程检查流程》相关要求，每月对台站进行2次远程检查，并且每年至少进行1次现场检查。现场检查工作主要包括：设备参数与台站观测环境检查、相关日志填写、台站场地背景噪声记录，仪器功能测试以及人工触发测试。强震动台站主要为无人值守台站，由强震台网中心委托台站所在地地震部门定期进行检查。为规范江苏省强震动台站日常管理工作，江苏省地震局制定《江苏省强震动观测台站工作管理规定》，每年组织对全省强震台管理工作进行评比。

截至2014年，江苏省数字强震动台网共记录到47次地震，获取700多条记录。特别是汶川8.0级地震，地震记录属于典型的大震、远震记录，对大跨径桥梁和超高层建筑的抗震设计尤为珍贵(朱升初等，2009)，弥港台记录见图 2(a)，记录时长达600 s。2012年7月20日江苏高邮—宝应M_S 4.9地震，是近年来江苏省陆地区域发生的最大地震，江苏省强震动台网43个台站共获得129条主震记录(王恒知等，2014)，波形清晰完整，高邮台记录见图 2(b)。

3 存在故障及解决措施 3.1 断电故障

强震观测台站在运行过程中多次因电力故障引发仪器设备断电事故，导致强震监测中断。断电故障主要包括设备故障、电源线路断开和其他原因引起的断电。

(1) 设备故障引起断电，主要有UPS设备损坏、记录器电源适配器损坏和蓄电池损坏引起的短路跳闸等。“十五”期间建设的强震动台站，已运行近10年时间，UPS陆续出现故障。另外，ETNA记录仪内置蓄电池已使用较长时间，部分电池出现鼓包现象，导致记录仪主板短路。对此，江苏省强震动台网中心于2012年度利用台站年度巡检，陆续更换大部分台站的蓄电池。

(2) 电源线路断电。部分台站观测室旧房改造，供电线路裸露在室外，由于天气、施工等原因导致电源线路被切断。如：滨海台曾有人焚烧垃圾烧断台站供电线路，导致观测室断电。另外，老鼠钻到电源适配箱，啃咬电线，导致电源短路跳闸。通过与当地地震局协调，对该部分台站供电线路进行改造，加强台站环境管理，此类问题基本解决。

此外，存在台站搬迁、台站附近施工、欠缴电费等原因引起的断电。强震动台网中心工作人员及时与当地地震局管理人员联系，了解情况，并委托跟进、协调，尽快恢复台站正常供电。

3.2 通讯故障

通讯故障是目前强震动台网运行维护工作中出现的主要故障。一旦通讯中断，将导致观测数据无法及时传回，影响震情分析处理。引起通讯故障的原因主要有以下几点。

(1) 通讯线路故障。包括电话线路故障和无线路由器掉线故障等。电话线路故障表现为，当通过PSTN进行远程通讯时，无Modem响应声音，出现忙音或者无法接通，此时先将数采断电重启，再进行PSTN远程通讯，如仍未恢复正常，则向当地电信部门报修。此外，根据目前运行统计数据，部分无线路由器由于长时间运行产生死机现象或者无法登录当地网络，从而导致无线路由器掉线，一般重启路由器即可恢复正常。

(2) 通讯避雷器损坏。在雷雨季节，雷击会造成避雷器故障，致使通讯中断。通常将通讯线路直接接入记录仪，通过观察远程通讯是否恢复正常来判断是否为避雷器损坏。如核实避雷器故障，则需更换。

(3) 通讯设备损坏。主要包括Modem和3G无线路由器损坏，也存在无线路由器的电源适配器损坏现象。

(4) 存储卡故障。ETNA的强震记录器主要使用PC卡存储数据，该存储卡易损坏，或者远程标定后文件无法自动上传。前者需更换存储卡，后者则需格式化存储卡。

(5) 记录器故障。记录器内保险丝被烧断和记录器进水引起电路板短路等导致记录器停机。记录器进水原因是，一部分ETNA记录器的内部电池使用超期，无法正常充电导致电池过热，产生的冷凝水造成仪器电路板损坏。强震动台网中心工作人员于2012年陆续更换仪器内部电池，目前此类故障已较少。

(6) 电话欠费停机。检查并核实确为此类原因导致数据无法传输，由管理人员及时缴费或向电信部门报修，以尽早恢复通讯。

3.3 传感器故障

江苏省强震动台网主要使用2种传感器，发生故障的传感器通常是外置的SLJ-100型加速度计。故障现象为功能测试图显示阻尼异常，个别通道记录异常。这是由于传感器调节零位处密封圈老化，仪器密封性降低。江苏地区湿度较大，雨水较多，尤其是夏季或梅雨季，观测室环境潮湿，设备内部受潮。为避免传感器受潮，应及时更换调节零位处的橡胶垫圈；在季节交替阶段，减少零位调节工作；对部分湿度较大台站的传感器线缆接头处使用蜡油密封；观测室加装换气扇。

3.4 故障统计分析

根据强震动台网现场维护记录与日常值班日志，统计2013—2014年度江苏省数字强震动台网运行设备出现的故障，结果出现各类故障182台次，主要故障类型见图 3。其中，通讯线路故障次数最多，达到137台次；其次是电力故障，为32台次；传感器故障发生最少。目前台网远程通讯主要以3G无线通讯为主，PSTN为辅。通讯线路故障多为无线路由器通讯故障，主要表现为无线路由器掉线、IP地址解析错误或者无线路由器在线但无法回传数据。对部分台站进行防雷设施改造，未出现通讯避雷器损坏而导致的通讯故障。

4 结束语

江苏省数字强震动台网建成以来，性能稳定，运行良好，经受多次地震考验，获得大量观测资料，扩大了江苏及邻近地区强震动观测范围，增强了江苏省获取近场强震记录的能力。但是，强震动台网的运行维护工作仍存在以下问题。

(1) 强震动仪自身运行稳定性问题。ETNA数采运行相对稳定，EDAS-24GN数采部分参数存在断电重启后恢复默认设置的问题。

(2) 强震动观测仪器设备及配件逐渐老化。现有的ETNA数据采集器存储卡损坏现象增多。该存储卡技术落后，目前已基本淘汰，而且ETNA数采已停产，未来如出现故障，则维修难度加大。

(3) UPS等电源设备故障率增高。“十五”期间建设的强震台站，UPS设备使用时间较长，故障逐渐增多；蓄电池已进入周期性更换期。因此，有必要加快UPS和蓄电池等设备的更新和更换，确保观测设备正常、连续运行。