0 引言

地球物理观测是地震预报的先行工作，地球物理观测数据的稳定和可靠是有效地震预报的基础，而对观测台站的运行维护管理则为地球物理台网获得连续、高质量的观测数据提供了保障（王建国等，2010）。江苏省目前共有64个地球物理观测台站，其中49个为市县设立台站。市县台站的观测作用不可忽视，加强对市县台站的运行维护管理也尤为重要。专业站的运行维护主要依靠台站人员，而市县站的运维管理则需要区域地球物理台网中心（以下简称区域中心）和台站共同协调合作完成。无论是专业站还是市县站，台站人员与区域中心之间存在较为频繁的维护管理信息交流，随着信息化的普及，从纸质办公转移为互联网办公。之前，台站人员通过电子邮箱向区域中心报送维护信息；当区域中心建立FTP服务器后，台站人员使用文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）工具，将维护信息上传至服务器，区域中心使用FTP工具下载相关文件并查阅；随着数字技术的发展，区域中心搭建起基于B/S架构的江苏省监测预报工作管理平台，台站人员将维护信息上传至该平台，区域中心从平台上查询并下载相关内容。相比FTP工具，平台对显示界面和查询功能进行了优化，但信息依然以文件为载体，由台站人员将编制的文档或表格保存成文件后上传。同时，由于维护工作内容较多，台站人员需要针对性地编制不同的报告和表格，工作量较大；而区域中心若需查阅某一段时间的维护情况，需逐一下载并打开相关文件，信息直观性不强；且一次维护工作产生一份文档，难以快速在大量文档中查询所需信息，不便管理。因此，需要一个比较畅通的渠道或平台，既能方便台站和区域中心之间信息的快速传递，又能存储维护信息并方便查询和浏览。同时，考虑到市县站人员专业性不强，此平台需要界面简单、操作便捷。

随着信息技术发展，面向地球物理观测庞大的数据量，相应管理系统被建立以方便业务工作和科学研究（王秀英等，2004；周克昌等，2006；王建国等，2013）。例如，全国地震地球物理数据管理系统支撑着日常数据的采集和汇集工作，实现了由观测仪器到台站、再到区域中心、最后到国家中心的所有观测数据、基础信息和日志的自动汇集与交换。参考全国地震地球物理台网数据管理系统设计思路，把市县站管理人员作为重点用户对象，在总结此前业务平台开发和使用经验的基础上，进行地球物理观测台站管理系统的设计和开发，以弥补市县站信息化管理的不足，作为全国地球物理台网管理系统的补充和完善。

1 系统设计 1.1 业务流程

根据相关技术要求，江苏省地球物理观测台站的运行维护工作包括：观测数据、日志上报，仪器标定和校测，观测站接地电阻检查，观测台站仪器、环境巡检等，有降雨量观测的台站需要定期标定雨量筒；省地震局直属观测台站还需每月产出月报、每年产出年报，以及确保数据库基础信息的完整、准确。鉴于观测数据及日志上报工作已在全国地震地球物理数据管理系统中实现，本系统不再重复进行该项工作。

围绕观测台站的运行维护工作，设计一套集任务发布、上报、审核统计为一体的数字化流程，过程如下：①区域中心按照相关要求，提前发布维护工作任务，明确任务的具体内容和上报截止时间；②台站维护人员登录管理系统，可见该任务待完成提示以及相关要求；③台站维护人员完成此项维护任务，在截止日期前在管理系统内编辑相关内容并上报，若超时未上报将突出显示该任务；④区域中心对上报内容进行审核，统计台站维护工作完成情况，对存在的问题进行反馈。

1.2 系统功能

根据运行维护工作内容和业务流程，运行维护管理系统设计了账户、基础信息、任务和日常工作4个模块，见图 1。其中：①账户模块：设置不同的账户级别和对应权限，存储所有用户的账户名、密码和级别权限；②基础信息模块：存储包括台站名称、代码、仪器名称和型号、测点、测项名称、所属学科、所属地级市等基础信息，并提供查询和调取功能，实现自动读取和调用；③任务模块：向相关账户发布维护工作内容和截止时间，记录账户填报时间、填报内容以及相关台站信息，该模块下分仪器标定、接地电阻检查、观测台站巡检、雨量筒标定、基础信息检查以及月报上报、年报上报7个部分；④日常工作模块：记录台站日常工作中出现的问题，为年度评比考核提供依据。

1.3 数据表设计

因Mysql数据库具有体积小、速度快、成本低的特点，本管理系统使用该数据库进行数据存储。数据表名以qz_开头，涉及具体业务的12张表见表 1所示，内容如下：①仪器信息表：包括仪器ID、名称、型号、仪器厂家、测点、所在数据库等字段；②台站信息表：包括台站代码、名称、所属单位或地级市等字段；③测项学科信息表：包括测项名称以及所属学科等字段；④总任务表：包括任务ID、任务内容、起止时间、需要完成的目标台站数和已经完成的台站数等字段；⑤仪器标定任务表：包括任务ID、仪器ID、所属学科、标定内容、标定结果、标定日期等信息等字段；⑥接地电阻检查任务表：包括任务ID、台站代码和名称、检查日期、接地电阻测量结果、检查人员等字段；⑦观测台站巡检任务表：包括任务ID、台站代码和名称，观测环境、设施、仪器线路、供电系统等巡检结果，巡检人员、上报日期等字段；⑧雨量筒标定任务表：包括任务ID、仪器ID、注入水量、观测水量、误差、标定日期等字段；⑨基础信息检查任务表：包括任务ID、台站代码和名称，台站信息、仪器信息、场地信息检查结果等字段；⑩月报上报任务表、年报上报任务表：分别包括任务ID、台站代码和名称、提交的报告等字段；⑪台站工作情况表：包括记录ID、台站代码和名称、发生日期、问题类型、图片凭证等字段。

2 系统实现 2.1 技术架构与部署

台站运行维护管理系统采用B/S服务架构（邓颖俊等，2009；郑雷雷等，2012），使用Java语言开发，部署在服务器上。为避免工作平台过多，给台站和市县地震部门工作人员增加负担，本系统搭载在江苏省地震台网站上，用户只需安装浏览器即可访问，无需安装客户端，方便快捷，也避免了系统不兼容等问题。

2.2 功能实现

本管理系统可实现以下功能：①信息写入：区域中心人员在系统内发布维护工作任务，台站人员在相应单元中填写信息并提交。②信息保存和查询：维护信息保存在服务器中，区域中心、台站人员可查询过往维护信息，可按照年份、台站名称来设置查询条件。系统中保存了各台站的基本信息，且根据台站、仪器变化更新。台站人员上报维护信息时，不必填写台站名称、代码等固定信息，既节约了时间，也保障了信息准确率。③信息输出：工作人员可通过本系统导出信息，包括台站和仪器的基本信息、维护内容和结果，以及填报人、填报的具体日期等，有助于进一步开展分析统计工作。

系统运行流程（图 2）如下：区域中心设置不同账户的权限级别，为台站维护人员建立账户，并分配处理权限；由区域中心导入数据库中的基础信息，系统分别存储台站信息和仪器信息，并根据仪器信息确定测项名称和所属学科，台站信息也用于为账户分配权限；区域中心用户创建运行维护任务，系统调用相关台站信息后发送给相关台站用户，台站用户登录后，可看到该任务提示，按照要求完成维护任务并上报结果，上报信息存储在数据库中，区域中心用户进行审核。

2.2.1 账户和权限

本系统面向用户包括区域中心和台站人员，不同用户使用需求不同，需要进行针对性设置。此外，台站维护人员的组成结构存在差异，有以下3种情况：①台站直接由本台工作人员维护，包括省直属专业站和部分市、县级台站；②台站由所在县相关部门人员维护；③地级市相关部门统一维护所辖区域内所有市、县级台站。为满足不同用户的需求，本管理系统将账户和台站分离，采用为账户分配处理台站数据权限的方式。

基于以上考虑，本系统设置了4层权限级别：①高级管理员：拥有最高权限，可查阅、处理本系统内所有数据，可创建其余级别的账户并分配权限；②区域中心用户：可查阅、处理所有台站数据，可以创建同等级及台站账户并分配权限；③台站管理员：仅可查阅、处理被分配权限的台站数据，可创建台站普通账户，分配其所拥有的部分或所有台站权限；④台站普通用户：仅可查阅、处理被分配权限的台站数据。

①—③层权限级别账户可创建同等级及以下账户并分配权限，不能创建更高等级的账户或变更其权限，也不能删除更高等级的账户所创建的内容。

区域中心用户为维护人员创建台站管理员账户或台站普通账户，为其分配相应台站的处理权限；台站管理员账户可根据实际需求建立台站普通账户并分配权限。

2.2.2 基础信息查询和调用

本管理系统内存储的基础信息包括台站的名称、代码、所属单位或地级市等信息（图 3），以及仪器的ID、名称、型号、测点、所在数据库等信息；在导入仪器信息时，系统根据其测项代码判断所属学科并保存，以方便调用。

基础信息可在系统内查询和调用。在本管理系统建立之前，台站每次上报运行维护工作结果时，均需自行填写台站信息和仪器信息，工作重复且可能出现失误或未更新仪器信息导致的内容错误。本系统使用之后，任务记录自动调取台站和仪器信息，既方便用户使用、避免信息错误，也节省了区域中心审核的时间，提高了工作效率。

2.2.3 任务发布与完成

由于运行维护工作是以台站为单位进行，所以任务记录也是以台站为基本单位进行操作。一次任务的完整周期为：①区域中心用户发布维护任务，管理系统发送给有相应台站处理权限的账户；②维护人员登录管理系统，查询需要完成的维护任务和截止时间；③维护人员完成维护工作，在管理系统上编辑具体内容、结果等信息并上报；④区域中心查阅每个台站的维护结果进行审核，并统计所有台站的完成情况。

区域中心用户按照相关技术要求，在维护工作开展前发布维护任务。发布任务时，需要确定任务的内容、所属年度、开始日期和结束日期。由于各项运行维护工作要求的频次、完成周期、时间点不同，因此将每次任务发布设定为独立事件，不同类型的任务之间互不影响，新任务也不受以往任务记录影响，可以满足不同维护工作的需求。任务发布后，在任务列表界面可查询到该任务，以及需完成此任务的台站数和已完成台站数，此界面仅高级管理员和区域中心用户有查阅权限（图 4）。

台站用户登录系统，查询当前时期需要完成的运行维护工作和截止时间。每项维护工作有单独界面，具体任务内容在各自界面内查询。任务处于周期内不同进度、不同状态时，会显示不同标签：当任务发布后、维护人员还未上报时，显示灰色“待报”标签；当任务完成上报时，在截止时间前上报显示绿色“正常上报”标签，超时上报则显示黄色“迟报”标签；当任务超时未上报时，显示红色“漏报”标签。通过醒目的标签显示，可以帮助台站用户迅速了解当前需要完成的维护任务，而区域中心用户可以快速掌握区域内维护工作的完成情况（图 5）。

台站用户可在任务界面内进行“上报”操作（图 6），通过点击“上报”，进入该任务的上报界面。界面内台站、仪器的基础信息由系统从数据库中读取，填报日期为系统读取本地时间生成，不能手动更改。用户通过“详情”按键只能查阅上报内容，不能编辑。区域中心用户进入审核界面后，只能编辑审核内容，不能编辑台站上报信息。

第一次上报完成后可进行“重报”，即在前一次上报基础上进行修改，无需重新编辑，提高了工作效率。区域中心用户可看到台站是否正常上报，并进行“审核”操作，也可“重新审核”。

本管理系统提供按年度或观测台站查询的功能，台站用户可进行检索查询，区域中心用户可导出查询结果，包括台站上报具体内容和所有台站上报情况统计。

运行维护任务的上报界面以仪器标定为例，如图 7所示，其中已有文字内容不可修改，灰色框内容为系统自动生成，白色框可进行选择和填写。

2.2.4 日常工作记录

此内容仅高级管理员和区域中心用户有查阅和编辑权限，为区域中心用户记录台站日常工作中出现的问题提供工具（图 8）。区域中心用户可以新增记录或编辑已有记录，设置日期范围进行检索并导出，可为年底台站工作总结提供便利。

3 应用效果

地球物理台站运行维护管理系统于2020年试运行，2021年1月1日正式投入使用。截至2022年12月1日，共建立2 602条记录，累计为13个地级市280名用户提供服务，实现了地球物理台站运行维护工作的信息化、流程化，方便区域中心人员和台站维护人员开展工作，提高了工作效率。台站用户上报的维护工作内容和结果见图 9。

本管理系统具有以下特点：①重点解决市县站管理缺乏信息化管理系统的问题，为市县站工作人员运行维护台站、仪器提供方便；②系统入口部署在江苏省地震台网站上，点击菜单中的地球物理栏目即可进入，所有运行维护工作上报都集中在本系统，避免多个上报平台，方便维护人员使用；③用户根据可视化、流程式的引导进行信息处理，界面友好、操作便捷，指示说明简单明了，用户可以快速查询目标内容、掌握流程进度、迅速了解使用方法；④系统内存储台站、仪器相关基础信息，且及时更新，用户填报时可直接调用，无需手动填写；⑤任务每个阶段均显示当前状态，方便用户及时了解进度，并且区域中心用户能迅速掌握台站维护工作开展情况；⑥对于待完成任务，系统及时向台站用户发出提示，超过要求时间则发出警示，提醒用户尽快完成；⑦使用数据库存储所有运行维护信息，提供查询功能，方便用户追溯过往维护情况，还可将查询结果导出下载使用。

4 结束语

地球物理台站运行维护管理系统实现了台站运行维护工作上报、查询、统计功能，方便区域中心和台站用户快速、准确地处理信息，提高了工作效率，为地球物理台站，尤其是市县站的管理维护提供了帮助。本系统的开发以市、县级台站管理为重点，是对全国地震地球物理台网数据管理系统进行补充，也可为其他业务管理工作提供参考和经验。但该管理系统功能尚不完善，如：对于尚未完成任务的用户，临近任务截止时间时，系统不具备自动提醒功能；不具备全省运行维护工作总结报告的自动产出等功能。后续将在前期使用经验的基础上，进一步改进并完善系统功能，为观测台站和区域中心提供更好的服务。