0 引言

近年来，随着智能手机的普及以及移动互联网的高速发展，腾讯公司推出的微信软件成为当今社会的主要社交工具。微信公众平台具有即时高效性、传播资源丰富性、传播技术多样化等特点，凭借其庞大的用户优势，在诸多行业得到较好应用(郭敏智，2015；昝玉洁，2016；蒋珊珊，2017)。地震系统结合各部门职能特征，在地震科普、监测预测、预警信息发布、震后应急救援等方面，正式上线运行多个地震公众服务微信平台，实现快速公告地震震情、快速提供地震应对指导、快速传播地震科普知识、快速收集地震灾情，有效提升了地震部门公共服务能力(魏艳旭等，2016；刘小霞等，2017)。

本文将微信企业号引入福建GNSS连续观测台网的运维管理，对61个基准站运行状态、数据传输等进行监控，并向工作人员实时群发状态消息，提醒工作人员及时进行故障排查，提高台网的运维管理水平，有效提升台网的工作效率，保证各基准站的实时高效运行。

1 需求分析 1.1 系统需求

福建GNSS连续观测台网(下文简称GNSS台网)主要监测福建省8条NE、NW向主要断裂带的地壳运动，为该省及邻区地震科学研究、地震预测预报提供及时、连续、可靠的数据，为地球动力学特性分析提供基础数据，为福建地震“四网融合”提供高频GNSS实时位移流。各基准站观测数据与福建省测绘局实时共享，由测绘局对外提供CORS服务；观测数据供气象部门进行气象服务。福建GNSS连续观测台网的网络拓扑见图 1。

GNSS台网由61个连续观测基准站、GNSS数据处理中心、数据传输系统3部分组成，基准站分布见图 2，配备的仪器设备见表 1。其中：福建省地震重点监视防御区城市减灾体系工程(“十五”项目)建成福州、龙岩等7个基准站，配备天宝5700接收机，2004年开始观测；“陆态网络”一期厦门基准站1999年7月年正式观测，“陆态网络”二期霞浦、武夷山、平潭3个基准站2010年8月正式观测；福建省防震减灾体系二期工程(“十一五”项目)建设30个基准站，配备天宝NetR9接收机，2011年7月陆续开始观测；福建省地震监测预警与社会服务工程(“十二五”项目)建设20个基准站，并升级7个“十五”基准站，配备天宝NetR9接收机，2016年9月开始观测。各基准站通过2M MSTP光纤将连续观测数据实时传输至GNSS数据处理中心。GNSS数据处理中心对所有基准站的观测环境、仪器设备运行状态进行监控，对观测数据进行接收、存储、处理，进行精密处理、高频数据处理等操作，同时监测台站坐标及运动变化，并提供各种报表及处理结果的查看及显示。

61个基准站中大多数为有人看护—无人值守台站，各台站运行维护工作由数据处理中心远程监控并负责。通信故障发生后，数据处理中心进行故障判断，并联系台站看管人员、通信专线运营商到现场进行逐项排查。

GNSS台网运行率、数据连续率、完整性要求高，台网运行率要求达到95%以上，数据连续率、完整性要求达到98.5%以上。利用现代化技术手段提高台网运维管理水平，减少系统维护工作量，方便工作人员操控，可有效提高GNSS基准站的工作效率，有力保证接收机、气象仪、UPS不间断电源等设备的连续正常运行，尽可能发挥台网整体监测效能，此为当前急需解决的问题。

1.2 功能需求

设计一个监控平台，统一实现各GNSS基准站观测仪器的管理以及电源、网络的监控预警、观测数据检查等功能。

(1) 实时监控功能。对61个基准站的接收机、路由器、UPS不间断电源、气象仪等设备运行状态进行实时监控，发现并及时将异常信息上传至GNSS数据处理中心。

(2) 远程控制功能。数据处理中心发送主动监控命令，实时查看GNSS台网各基准站当前运行状态。

(3) 简单故障排查功能。台站发生通信故障后，按照故障排除预定方案，自动进行简单故障排查，分析故障原因，迅速判断故障点发生位置，将信息发送至数据处理中心，或通过自动或手动派单形式发短信通知台站看管人员。

(4) 数据完整性检查功能。对GNSS台网前一日30 s、1 Hz、50 Hz观测数据进行检查，将检查结果(包括缺数台站、缺失时段、缺数数量等数据)发送处理中心工作人员，并做补数处理。

(5) 故障统计功能。通过Mysql数据库保存台站信息、状态信息、故障信息。通过查询，统计台站故障率、故障类型、故障多发时段等信息，以便进行后续相关决策。

1.3 微信企业号优势

微信企业号的推出为GNSS台网监控服务提供了较好的解决方案。微信企业号是一个开放平台，在开发模式下，提供丰富的程序接口，开发者可以使用程序调用这些接口，为用户提供更为灵活的服务。通过微信推送地震速报信息具有以下优势：①快速移动化办公。可利用微信及企业号的基础能力，加强职工的沟通与协同，提升公告通知、知识管理，快速实现企业应用的移动化；②开发成本较低。开发人员无需考虑手机客户端的开发维护，只需专注于公众号服务端的应用实现，按照企业号的标准API与现有系统进行对接；③零门槛使用。用户无需安装其他APP软件，微信扫码关注，轻松实现信息地快速获取，随手处理企业号消息，无需学习即可流畅使用。

福建省地壳运动观测台网实时监测系统采用微信企业号方式，通知科室全体人员台网的运行状态以及数据完整性。

2 系统设计 2.1 模块设计

福建省地壳运动观测台网实时监测系统主要包含5个功能模块：台站信息管理、运行状态监控、数据完整性统计、故障类型分析、信息发布管理。

(1) 台站信息管理模块。该模块实现全省61个基准站基本信息的集中管理，并根据需要，灵活、方便地选择数据项进行检索查询、统计，满足GNSS台网日常运维管理。基准站基本信息包括台站名称、台站代码、台站经纬度、台站地址、台站IP、托管人员姓名、联系电话等。

(2) 运行状态监控模块。该模块实现基准站GNSS接收机运行状况监测、网络传输专线监测、UPS监测、市电供电监测等功能，为台站或GNSS台网值班人员作为日常工作辅助使用。系统接收相关监控请求，立即对该命令进行实时响应，检测GNSS台网61个基准站当前运行状态，并将结果存储至数据库。否则采用轮询方式，每隔30 s对各基准站GNSS接收机、网络传输专线、UPS等进行轮训(陈吉锋等，2012；董一兵等，2013)。为了不增加仪器设备负荷，影响仪器设备正常工作，对GNSS接收机、网络传输专线的轮询主要通过Ping命令检查GNSS接收机、路由器IP通讯状态，从而准确判定仪器设备的工作状态，并将结果存储至数据库。当台站运行状态发生变化时，不管是正常运行变为通信中断，还是通信中断恢复为正常，系统将自动查询数据库，将台站名称、台站通信状态、通信中断时间、通信恢复时间、台站托管人员及电话、网络专线负责人员等信息通过信息发布管理模块发送给工作人员。

(3) 数据完整性统计模块。该模块利用FTP访问方式，每日上午9:00对服务器中前一日30 s、1 Hz、50 Hz采样率的连续观测数据进行查询。服务器上观测数据按照“采样率\年份\年积日\台站\观测数据”的方式进行存放，其中：30 s观测数据以A.T02结尾、1 Hz观测数据以B.T02结尾、50Hz观测数据以C.T02结尾；30 s和1 Hz观测数据1小时形成一个文件，一日应有24个数据文件，50 Hz观测数据15 min形成一个文件，一日应有96个数据文件，观测数据按照世界时0点对应A、1点对应B、2点对应C，以此类推，23点对应X。将服务器上观测数据与应有数据进行逐一比对，判断数据是否完整，对缺记台站、缺记数据个数、缺记时段等进行记录，并通过信息发布管理模块，每天定时将数据完整性消息发送给工作人员。

(4) 故障类型分析模块。该模块对Mysql数据库中保存的监控结果进行查询、统计，对台站发生故障的概率、故障类型、故障多发时段、故障解决情况等做定量分析，从而定量描述故障的影响，以便GNSS台网进行针对性改善，提高台网实时运行效率，同时为相关决策分析提供参考资料。故障分析记录包括故障台站名称、故障时间、故障设备名称、故障类型、故障恢复时间等。

(5) 信息发布管理模块。该模块从数据库提取需要发送的“图文消息”，通过企业号群发功能，设置群发对象、地区后，发送给工作人员，并进行消息保存、历史查询、交互式服务等操作。

2.2 数据库设计

采用Mysql数据库数据库，建立GNSS台网监测数据库，用于存储和管理基准站、运行状态及数据完整性检测信息。

GNSS台网监测数据库设计3张表：①基准站信息表，记录61个基准站的台站名称、台站代码、台站经纬度、台站地址、台站IP、托管人员姓名、联系电话；②运行状态信息表，记录通信中断台站、通信中断时间、通信恢复时间、故障设备、故障类型；③数据完整性检测表，记录缺记台站、缺记数据个数、缺记时段。

2.3 技术路线设计

(1) 利用Java Servlet实现微信后台程序处理。监测61个基准站运行状态，判断通信故障发生台站。每日上午9:00利用FTP访问方式，检测并查询GPS数据服务器数据是否完整。利用Mysql数据库保存基准站信息、仪器设备运行状态信息及观测数据检测信息，以便查询。

(2) 利用微信企业号API接口，完成信息发布和用户交互行为。消息的实时群发是本系统的重要功能，微信公众号通过模板消息群发模式，主动向用户发送提醒、通知消息。及时发现并准确推送信息基准站通信故障，可以使工作人员第一时间进行故障排查，有利于提高台网故障排查效率、运行率与连续率，尽可能发挥台网整体监测效能。

(3) 调用微信网页回调功能，实时返回台网状态信息，每日定时发送数据完整性消息。

3 系统运行

福建省地壳运动观测台网实时监测系统由福建省地震局地壳运动观测中心进行初步测试。2017年“金砖”会议及“十九大”会议期间，福建省地震局负责提供震情保障工作，系统界面见图 3。系统试运行近2个月时间，共记录到GNSS台网通信中断事件44次，其中跳闸停电事件35次、网络通信故障5次、电力线路故障4次。除几次电力线路故障外，台站通信中断均在24小时内恢复正常；除建阳、建瓯等出现电力故障，其他台站数据完整率较好。该系统的运行提高了台站管理工作效率，具有一定推广、应用价值。

4 结束语

将微信公众号平台引入福建GNSS连续观测台网运维管理，有效实现设备运行状态的实时监测、观测数据的完整性统计、故障类型统计等工作。实际运行结果表明，福建省地壳运动观测台网实时监测系统运行可靠，台站维护效率提升，GNSS连续观测台网的工作效率有效提高，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，具有积极意义。该系统具有广阔的应用价值，值得推广。