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  地震地磁观测与研究  2018, Vol. 39 Issue (5): 189-194  DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2018.05.028
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引用本文  

吴丽娜, 王文才, 李佐唐. 地震台站管理与仪器装备运行保障系统[J]. 地震地磁观测与研究, 2018, 39(5): 189-194. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2018.05.028.
Wu Lina, Wang Wencai, Li Zuotang. Design of seismic station management and equipment support system[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2018, 39(5): 189-194. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3246.2018.05.028.

基金项目

中国地震局兰州地震研究所2018年度局(所)科技发展基金(项目编号:2018Y02)

通信作者

王文才(1987—),男,硕士,助理工程师,主要从事强震动观测与数据应用研究工作。E-mail: haocaiww@163.com

作者简介

吴丽娜(1990—),女,硕士研究生,工程师,主要从事气象仪器计量检定等工作。E-mail: 877985609@qq.com

文章历史

本文收到日期:2018-01-25
地震台站管理与仪器装备运行保障系统
吴丽娜 1, 王文才 2, 李佐唐 2     
1. 中国兰州 730020 甘肃省气象信息与技术装备保障中心;
2. 中国兰州 730000 甘肃省地震局
摘要:为了提高地震观测台站的信息化管理水平,保障仪器装备高效稳定运行,促进台网数据交互共享,针对台站管理和装备保障业务关于省地震局-市县地震局-中心台的三级用户需求,以台站基础信息管理、仪器运行状态监控、技术保障信息管理为设计主线,利用ASP.NET 4.0和SQL Server 2008技术,以B/S模式采用Visual C#语言设计一套基于Web的地震台站和技术设备管理保障系统。用户根据不同权限,通过局域网即可实现对台站和仪器设备的基本信息管理、仪器安装运行管理、设备维护维修登记、实时设备运行监控、运行统计评估报表产出、信息展示等功能,具有较好的实用价值和推广前景。
关键词强震动    台站管理    仪器监控    数据共享    
Design of seismic station management and equipment support system
Wu Lina1, Wang Wencai2, Li Zuotang2     
1. Gansu Meteorological Information and Technical Equipment Support Center, Lanzhou 730020, China;
2. Gansu Earthquake Agency, Lanzhou 730000, China
Abstract: For improving the information management level of the seismic observation station, ensuring the efficient and stable operation of the instrument, and promoting the sharing of network data, and satisfying the needs of the earthquake agency of provincial, municipal and county users for station management and equipment support business, the seismic station management and support platform is designed with Visual C# language in B/S mode by using ASP.NET 4.0 and SQL Server 2008 technology. The design main line of this system is the basic information management of the station, the monitoring of observation equipments and management of technical support information. According to different permissions. Users can achieve these functions, such as basic information management of stations and instruments, equipment installation operation management, fault instrument maintenance registration, equipment monitoring, statistical report output, information display and so on, through LAN. This system has good practical value and promotion prospect.
Key words: strong motion    station management    instrument monitoring    data sharing    
0 引言

近年来,地震部门在监测预报新方法探索、仪器研发、观测数据应用等方面发展迅速,而在地震台站管理和仪器装备保障业务方面存在一些不足。主要表现为:①从省到地、县、台站的通信网络已建立,但对地震监测设备运行状况仍无法实时监控;②不能对仪器装备的供应、更换、运行状态等信息实现动态管理,不能对设备的质量进行全程化跟踪管理;③各种设备的维护经验和维修记录不能在省地震局、中心台等单位的技术保障人员之间实时共享(赵玉江,2015)。针对上述问题,一些学者(倪泰山等,2009江昊琳等,2014王丹宁,2014陈吉锋等,2015成万里等,2015)基于B/S结构、S2SH框架、RFID技术,设计地震台站和仪器装备的信息化管理系统,改善了地震台站和仪器设备的运行管理质量,提高了工作效率。由于各省地震监测台网有其自身特点,对台站管理和仪器保障业务的需求不同,使用的仪器型号各异,使得上述系统的推广应用存在一定困难。

依托于“十三五”规划项目——“国家烈度速报与预警工程”,以甘肃省进行大规模台站建设为契机,结合甘肃省强震动台网实际情况,设计一套集地震台站信息管理、观测设备运行监控、技术装备保障管理于一体的网络化管理平台。

1 甘肃省强震动台网存在的问题

甘肃省地处强震频发区域,现有强震动观测台站240个,包括55个固定台、50个烈度速报台、50个西部衰减台阵子台、54个预警台、30个“灾后重建”台以及1个存放台阵。这些台站遍布全省14个地市州、覆盖主要的地震重点监视防御区。所使用的强震仪有Etna、K2、GSMA-2400IP、CUP32、MR2002、reftek、GEOSIG、Etna2等8种类型,台站数量和仪器种类在全国位居前列。

在众多观测台站和仪器装备产出大量观测资料的同时,业务管理和仪器运维暴露出以下问题:①观测台站多、分布广,仪器设备种类多、型号不统一,运维过程中涉及的信息多、缺乏数据库支撑,导致台站和设备管理效率较低;②仪器的运行维护、故障维修及数据分析使用等职责分属于不同部门,设备发生故障,不能及时得到相关信息,无法以最快速度通知到相关人员,导致仪器装备运行保障反应时效较低;③部分仪器运行得不到实时监控。这些问题的存在既不利于业务主管部门进行高效管理,也不利于技术保障部门及时发现故障并做出快速响应。

2 系统设计

针对甘肃省强震动台网存在的上述问题,为了提高地震观测台站的信息化管理水平,保障仪器装备高效稳定运行,促进台网数据交互共享,针对台站管理和装备保障业务关于省地震局—市县地震局—中心台的三级用户需求,以台站基础信息管理、观测设备运行状态监控、技术保障信息管理为设计主线,利用ASP.NET 4.0和SQL Server 2008技术,以B/S模式,采用Visual C#语言,在建立甘肃省强震动台网信息综合数据库的基础上,设计开发一套基于Web的集地震台站信息化管理、仪器运行监控、保障信息管理于一体的综合管理平台。

2.1 系统架构

系统总体架构见图 1

图 1 系统总体架构 Fig.1 Overall architecture of the system

采用三层架构模式,开发地震台站与仪器装备运行保障的信息化管理系统,实现数据表面层、业务逻辑层和数据访问层的分离;采用B/S模式,使用Windows服务技术增强实用性;选用SQL Server数据库平台,增强数据处理能力。该系统实现甘肃省境内主要地震观测台站信息管理、仪器设备运行监控、设备运行保障管理、统计报表生成和分析、图表显示等功能。

2.2 部分模块设计

(1)基础信息模块。基础信息包括台站和仪器管理等信息。该模块以仪器设备的唯一编码为依据,通过设计数据库内部关联使得仪器与台站形成一一对应关系,从而实现二者诸多相关信息的联动,进而提高设备的利用效率与台站的宏观管理能力。

(2)仪器监控功能模块。仪器运行状态监控模块采用网络追踪方式,通过采集仪器和路由器网口返回参数,判断仪器运行状态,监控结果在网站系统以可视化图标方式显示。具体操作如下:①仪器运行状态判断。使用ping命令,对地震观测仪器和路由器的IP地址进行追踪,仪器运行状态判断设计流程见图 2;②将判断结果传递至网页进行动态显示。在网页中用绿、黄、红3种颜色的指示灯分别表示仪器工作正常、故障和电信故障。根据监控模块设计要求,指示灯隔几分钟(自行设定)局部刷新一次。具体操作如下:使用Ajax技术,在浏览器与Web服务器之间使用异步数据传输(HTTP请求)方式,网页只需向服务器请求少量数据,而非整个页面信息,用户感觉不到页面刷新,系统即已获得局部信息的实时更新,使用Timer、UpdatePanel和ScriptManager控件,实现仪器运行状态在页面上的动态显示。

图 2 仪器运行状态判断流程 Fig.2 Flow of instrument running state judgment
2.3 部分关键代码

(1)网站数据库操作。采用SQL Server 2008,完成240个地震台站、8种仪器设备所涉及的上万条信息数据存储,在ADO.NET数据库操作工具的System.Data.SqlClient命名空间下,完成对SQL Server数据库的访问,通过编程将数据库指定表格中的数据显示在GridView控件上,从而实现网站数据的显示、编辑、删除、分页、排序等功能。部分代码如下。

    string sql = "select * from兰州预警台";

      string ccon = @"Data Source= Server; Initial Catalog=地震台站与仪器管理系统; Integrated Security=True";

    SqlConnection con = new SqlConnection(ccon);

    con.Open();

    SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(sql, con);

    DataSet ds = new DataSet();

    da.Fill(ds, "兰州预警台");

    GridView2.DataSourceID = null;

    GridView2.DataSource = ds;

    GridView2.DataBind();

    con.Close();

(2)文件上传下载。文件上传控件Input(File)具有向服务器上传文件的功能。使用该控件,将上传文件存储在服务器的HttpPostFile对象中,利用HttpPostFile对象提供的SaveAs()方法,将文件存储在服务器硬盘中。限于篇幅,仅给出文件上传部分代码。

    if ((fileUpLoad.PostedFile.FileName!= null) & & (fileUpLoad.PostedFile.FileName!= ""))

        {

        string strFilePath = fileUpLoad.PostedFile.FileName.ToString();

    string[] file_Path = strFilePath.Split('\\');

        string fileName = file_Path[file_Path.Length - 1];

        string strSave = "F:\\台站管理与仪器运行保障系统\\统计报表产出\\" + fileName;

        fileUpLoad.PostedFile.SaveAs(strSave);

    divMessage.InnerHtml = "文件已经上传至服务器的" + strSave;

        }

        else

        return;

3 系统核心功能

地震台站信息化管理与仪器装备运行保障平台主界面见图 3

图 3 系统主界面 Fig.3 System main interface

用户根据不同的权限,通过局域网登录该平台,不仅可实现对台站相关信息的录入、查询、编辑、导出等功能,有助于台网的高效管理,还可以对仪器设备运行状态进行在线监控,从而提高台网运行维护效率;仪器安装运行管理主要实现对台站的新建、迁建、仪器的安装、维修、更新等全生命周期的数字化档案管理;保障信息管理实现运维信息的登记,以维护经验的上传、下载等功能,为省地震局—中心台—子台运维人员共享维护经验提供平台。评估报表统计产出实现台网运行率的直方图显示、历次地震强震动记录简报查看和下载等功能,为主管部门进行高效管理,科学决策提供依据。

3.1 台站和仪器管理

台站和仪器管理主要实现对台站信息、观测分量、观测起始时间、台站地址场地条件、仪器型号、网络参数等信息的数字化管理,以及仪器应用软件、使用说明、常见故障、维护报表、维修经验等的远程上传、下载等功能,促进相关信息在不同单位、不同部门之间的无障碍流通。

3.2 仪器装备运行监控

在仪器运行监控模块中,将更新时间设置为15 min、30 min、1小时、24小时、手动刷新等方式,系统自动采集仪器相关参数,并通过可视化指示符号显示,实现对设备运行状态的准实时监控。由图 4(a)所示监控结果可知:2018年1月22日10时01分中庙1、博峪台、庆城镇出现电信故障,其他台站运行正常。

图 4 仪器运行监控和统计报表产出功能 (a)仪器运行监控模块;(b)统计报表产出功能 Fig.4 Instrument monitoring and statistical report output

省地震局、市州地震局、地震台的台站运维人员只需登录该系统,即可同步获取辖区内台站运行状态信息,从而提高仪器运行保障的反应时效,使台网稳定高效运行。

3.3 统计报表产出

业务主管部门务必进行高效管理,并给出科学决策,为此设计实现统计报表生成和分析功能,有助于技术保障部门及时掌握台网运行情况,提供强有力的技术支持和保障服务。预留强震数据共享功能,在条件容许情况下可实现地震事件的下载。2017年台网运行半月间隔统计结果见图 4(b)

4 结束语

针对工作中面临的实际问题,利用ASP.net和SQL Server技术,以B/S模式使用Visual C#语言设计一套基于Web的地震台站和技术装备管理保障系统。实现对甘肃省240个强震动台站和8种仪器设备的信息化管理、仪器的运行监控、保障信息管理、评估报表统计产出和展示等功能。该系统于2018年初投入强震动台网运维管理后,有效提高了工作效率,节约了工作成本。使用该平台,业务主管部门可以对业务工作进行高效管理,并对出现的问题给出科学决策,技术保障部门可及时发现故障并做出快速响应。该平台效果良好,具有较好的实用价值和推广前景。

参考文献
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赵玉江.基于北斗和GPRS的无缆地震仪远程监控系统的设计与实现[D].长春: 吉林大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10183-1015597377.htm