河北地震前兆臺網運行質量監控系統研制

王莉森張云昌殷金平王 江1）中國石家莊050021河北省地震局2）中國北京100049中國地震應急搜救中心3）中國江西342500贛州市地震局

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河北地震前兆臺網運行質量監控系統研制

王莉森1)張云昌2)殷金平3)王 江1)
1）中國石家莊050021河北省地震局2）中國北京100049中國地震應急搜救中心3）中國江西342500贛州市地震局

摘要隨著首都圈“九五”“十五”“中國地震背景場探測”等項目的建設完成，河北省已形成一個種類多、規模大的地震前兆監測臺網，每日產出大量前兆觀測數據，運行維護工作量逐漸增加。河北地震前兆臺網運行質量監控系統從臺網數據匯集及時性、工作日志填寫完整性、工作日志匯集及時性、儀器運行狀況、監控日報填寫完整性、監控日報匯集及時性、錯情的短信通知等方面，實現地震臺網運行監控。根據工作需求，軟件開發首次嘗試主動監控方法，確保設備運行狀態的正確性，減少人為監控錯誤的發生。該監控軟件可以提高臺網運行效率，對提高觀測數據質量是一個重要的技術保障。

關鍵詞前兆臺網；軟件；主動監控；系統；運行；應用

0 引言

河北地震前兆臺網（以下簡稱河北臺網）現有前兆觀測設備192套，臺網規模大、數據匯集不及時、儀器運行狀態掌握不及時、工作日志填寫錯誤等是河北臺網運行的主要問題。2011年以來，中國地震臺網中心、天津市地震局、吉林省地震局、山西省地震局針對區域地震前兆臺網運行管理模式，先后通過各類項目，支持研制各類運行管理系統，整體提高了地震臺網運行的部分監控指標，但均需要通過各類軟件零散的統計完成，且產出結果需要二次加工和匯總方可使用，增加了臺網工作量（胡玉良等，2012）。為提高河北臺網的工作效率，完善臺網的運行監控，在原有軟件設計基礎上，根據工作需求，結合《河北地震區域前兆臺網運行管理技術要求》《河北前兆臺網評比辦法》，研發河北地震前兆臺網運行質量監控系統。該系統與河北臺網工作相結合（臺網6人管理192套設備監控），軟件應用實現了地震臺網運行監控自動化，部分功能采用主動監控、主動判別方式，減少了人為填寫錯誤。

河北地震前兆臺網運行質量監控系統于2014年1月在河北地震臺網部署應用，截至同年12月，臺網的匯集率、運行率、監控日報填寫正確性、工作日志填寫及時性與正確性得到較大改善，規范了臺網管理工作，解放繁重的人工操作，為臺網的整體運行、管理及科學技術方法應用提供有效技術指標參考。系統特點是，實現了地震前兆臺網監控的定時啟動、自動檢測和監控結果郵件自動發送以及監控日報填寫內容的主動監控，對監控結果重要信息采用短信告警，方便臺網人員及時掌握本臺網運行狀況，為及時解決臺網運行提供技術支持。同時，監控結果每日形成Excel格式的結果集，供相關人員使用。

該系統的研發對開展河北省地震資料質量檢查提供了可靠的技術保障，可以在中國地震前兆臺網中心的質量檢查前對臺網效能進行評價。

1 系統設計

1.1 軟件開發環境

軟件開發采用Visual Basic語言編寫，應用Microsoft ado Data Control 6.0控件OLEDB提供的字符串，連接河北地震前兆臺網Oracle數據庫，實現對數據庫的讀寫操作。其中的最大問題是CLOB數據的讀取，本系統成功解決了該技術點，對系統后續開發打下基礎。

Visual Basic語言是Microsoft公司比較成熟的軟件開發語言，提供了大量類庫與app函數，系統研制使用jmail控件實現郵件的自動報送，使用inet控件實現ftp文件的上傳與下載，提高了軟件執行效率，增加了軟件的可操作性（王莉森等，2011）。

1.2 設計思路

河北地震前兆臺網運行監控系統基于CS模式進行開發，系統功能主要集中在客戶端，軟件運行基礎是中國地震臺網前兆數據處理系統平臺。

軟件實現功能包括：48個臺站設備觀測數據匯集統計、工作日志填寫及匯集統計、儀器運行統計、監控日報填寫完整性及匯集性統計等，對于前兆地震臺網現運行Oracle數據主要是讀取需求，因此采用定時自動統計與一鍵式統計兩種方式，以自動統計為主，在需要人為操作時使用一鍵統計功能，統計分為上、下午統計，上午統計目的是及時告知臺站完成數據匯集、未填寫工作日志及時填寫，下午統計結果作為臺網管理月評比結果。統計未完成通過短信、郵件方式提供相關人員，臺網的整體統計結果通過Excel輸出作為臺網管理的存檔資料（朱培育等，2006）。

結合《河北前兆臺網評比辦法》，程序增加統計結果自動評分并實現月計算，為及時產出“河北地震前兆臺網月運行質量評價報告”提供基礎統計結果。另外，軟件設計考慮諸多相關依賴關系判斷，且開發前提為不影響臺網現運行系統的基礎上進行，對臺網運行工作起到事半功倍的效果。

1.3 技術途徑

按功能設計需求，在河北地震前兆臺網Oracle數據庫中建立一系列表，包括臺站評價信息表、儀器評價信息表、評價測項信息表等，提供基礎信息和結果集記錄，系統設計流程見圖1。

2 系統功能

河北地震前兆臺網運行監控系統主要功能是，臺網數據匯集及時性檢查、工作日志填寫完整性檢查、工作日志匯集及時性檢查、監控日報填寫完整性、監控日報匯集及時性等功能模塊。

2.1 匯集率監控

河北地震前兆臺網中心負責全省394個測項數據的匯集，測項多，經常造成大量數據未及時匯集，影響數據分析。系統的匯集率模塊實現對河北省測項原始數據、預處理數據成功入庫數量、成功上報數量的監控，并將統計結果記錄于Excel表，通過郵件將監控結果自動發送給相關技術人員，及時掌握臺網運行狀況，軟件監控數據匯集結果（以Excel格式存儲）見表1。

圖1　河北地震前兆臺網運行監控系統技術流程Fig.1 Technical process of Hebei earthquake precursor network operation monitoring system

表1 河北地震前兆臺網2014年1月24日監控日報統計結果Table1 The statistical results of Hebei earthquake precursor network on January 24, 2014

2.2 監控日報監控

地震前兆分中心、區域中心監控日報填寫的及時性與準確性是了解地震臺網運行狀況的重要技術指標之一，軟件對河北8個地震前兆分中心、1個省中心每日填寫監控日報內容準確性和報送及時性進行監控，同時提供填寫內容瀏覽功能。該模塊功能可通過手動或自動完成，圖2為監控日報模塊瀏覽2013年7月29日統計結果，表2為2013年7月29日8個分中心與區域中心日報報送統計結果。

2.3 運行率監控

儀器運行率為區域地震臺網監控的重要技術參數，是地震科學研究的重要技術指標，通過每日監控儀器工作斷記累計時間監控儀器運行狀態，表3為軟件統計每日儀器缺記結果集。

表2　2013年7月29日監控日報統計Table2 The statistical results on July 29, 2013

表3　2013年12月河北地震前兆臺網運行率統計Table3 Statistical results of the operating rate of the precursor network of Hebei earthquake in December, 2013

2.4 工作日志模塊

工作日志模塊主要功能是，檢查各分中心、省中心工作日志填寫內容的完整性與及時性，同時提供工作日志、觀測日志的瀏覽功能。工作日志瀏覽模塊界面見圖3，表4為工作日志報送統計結果。

圖2　河北省2013年7月29日監控日報填寫結果集Fig.2 The statistics result set of daily monitor report of Hebei Province fi lled on July 29, 2013　

圖3　工作日志瀏覽功能界面Fig.3 Working log browse function interface

表4　2014年1月24日工作日志統計Table4 Statistical results of the work log on January 24, 2014

2.5 月報、年報、異常簡報下載

河北地震前兆臺網運行監控系統提供8個分中心月報、年報及異常簡報的下載功能，對臺網各類報表的及時性進行監控，減少人工操作，避免人工檢查的不及時性。

3 軟件技術特點

河北地震前兆臺網運行監控系統主要技術特點是，實現臺網運行技術指標的定時監控、監控結果的自動記錄及自動發送，為工作人員及時了解臺網運行狀況提供技術資料。

3.1 軟件定時自動檢測

河北地震前兆臺網運行監控系統模塊均通過程序自動運行來實現各項功能，采用定時啟動方式，在避免人工干預基礎上確保統計的時效性，可以任意設置系統啟動時間，操作方便靈活，起到事半功倍的效果。

3.2 監控結果郵件自動報送

河北地震前兆臺網運行監控系統實現對監控結果集的郵件自動報送，通過Visual Basic工具提供的Jmail控件，根據軟件設置工作人員名單進行自動發送（附件報送）。該模塊對收件人數無限制，可以隨意增加收件人郵箱地址，符合臺網管理需求，圖4為郵件監控軟件郵件報送結果截面。

圖4　監控結果郵件報送結果截面Fig.4 Screen copy of mail submitting for monitor result

3.3 可移植性強

河北地震前兆臺網運行監控系統可移植性強，在Windows平臺下，無需修改代碼和參數，只需數據連接數據庫地址即可完成該區域中心運行監控。主要表現在，未將代碼寫成固定格式，而是通過建表形式將有關信息保存在數據庫表，對需要檢查的臺站、測點、儀器等相關專業信息，通過讀取數據庫表信息參數，實現技術功能，而軟件在編制階段未在本地添加專業相關信息表用于軟件運行。因此，在相同操作平臺下，河北地震前兆臺網運行監控系統可移植性較強，只需修改數據庫連接地址即可。

3.4 短信提醒功能實現

短信提醒功能的作用是，及時提醒區域中心及臺站相關人員對檢測結果的掌握，及時解決相關技術問題。該模塊主要實現短信間接提醒功能，軟件在設計與實現中均未采用短信調制解調器，而是通過免費郵箱實現短信提醒，其原理是，將郵件發送到該類郵箱，設置對郵件開通短信提醒功能，間接實現短信提醒功能，既實現短信提醒功能，也減少經濟投入，適合各區域地震臺網中心環境。

3.5 冗余判斷錯誤處理

軟件編寫需要不斷修改，程序使用過程會出現系統bug。該軟件對系統bug設置大量錯誤判斷，主要包括：數據庫連接失敗錯誤處理、服務器登錄失敗處理、軟件執行錯誤處理等，同時提供報錯提醒功能，方便工作人員對執行錯誤的判斷，及時解決問題。

4 應用效果

河北地震前兆臺網運行監控系統軟件于2013年開發完成，并在河北地震前兆臺網中心進行功能測試，2014年1月正式運行。經過近2年的運行檢驗，達到軟件設計預期效果。2014年河北地震前兆臺網在中國地震臺網中心的月運行質量評比中，除受服務器故障造成3月評比成績較差外，其余月份均保持前十名，與2013年相比，月評價有較大提高。圖5為2013年與2014年全國月評比排名。

圖5　河北地震臺網2013年與2014年全國月評比排名Fig.5 The comparison of national rankings for Hebei Seismic Network in the year 2013 and 2014

5 結束語

河北地震前兆臺網運行監控系統自運行以來得到臺網工作人員一致好評，檢查發現監控日報未填寫、工作日志填寫錯誤、數據匯集不及時及數據庫服務器故障等20余次，可減少人工操作工作量，降低人工統計錯誤率，提高臺網工作效率，對河北地震前兆臺網運行起到保駕護航的作用。系統的研發與部署應用提高了河北地震前兆臺網整體運行效果。

參考文獻

程冬焱，胡玉良，穆慧敏，張正霞. 山西地震前兆數據智能監控分析軟件在山西前兆臺網中的應用[J]. 山西地震，2012.

王莉森，張云昌，殷金平，邊鵬飛. 基于Oracle數據庫的電磁擾動數據轉換[J]. 地震地磁觀測與研究，2011，32（6）：168-172.

朱培育，朱佳苗，趙俊香，龔耀. Excel VBA數據處理軟件開發[J]. 地震地磁觀測與研究，2006，27（Z1）：109-115.

Development of Hebei earthquake precursory network operation monitoring system

Wang Lisen1)，Zhang Yunchang2)，Yin Jinping3)and Wang Jiang1)
1) Earthquake Administration of Hebei Province， Shijiazhuang 050021， China 2) National Earthquake Response Support Service， Beijing 100049， China 3) Earthquake Administration of Ganzhou City， Jiangxi Province 342500， China

Abstract

With the implementation of “the ninth five-year plan”， and “China seismic background field detection” project in “the tenth fi ve-year plan” in capital circle， a large scale and multiple variety earthquake precursor monitoring network is constructed in Hebei Province， which provides a large number of precursory observation data daily and needs increased operation and maintenance workload gradually. A running quality monitor system for Hebei Earthquake Precursor Network is developed for the real-time monitoring the network data collection， work logs collection timeliness and integrity， operation conditions of the instrument， daily monitoring complete integrity， daily collection of timeliness and fault situation of SMS noti fi cation. According to the requirements of the work， software is developed with initiative monitor method for the fi rst time to ensure the correctness of the operating state of the equipment， and reduce the occurrence of human error. The monitoring software can improve the operational ef fi ciency of the network， and it is an important technical guarantee for improving the quality of observation data.

Key words：precursor network，software，active monitoring，system，function，application

doi:10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2016. 01. 023

基金項目：河北省地震局三結合項目資助（編號：2014219253）

作者簡介：王莉森（1982—），男，河北張家口人，理學學士，主要從事地震監測工作。E-mail：wls@eq-he.ac.cn

本文收到日期：2015-05-25