單臺測震數據斷記監測軟件設計

趙鐵鎖 張 暉 趙艷紅

（中國內蒙古自治區010010呼和浩特地震臺）

單臺測震數據斷記監測軟件設計

趙鐵鎖 張 暉 趙艷紅

（中國內蒙古自治區010010呼和浩特地震臺）

為保障Jopens系統數字地震臺站測震數據連續性和完整性，減少記錄中斷未被及時發現造成的數據丟失，利用VB開發一款監測Jopens數據庫數據信息變化軟件，能夠定時監視地震波形數據庫信息變化，針對系統因網絡中斷、記錄軟件死機等原因造成的實時數據斷記，彈出告警提示，播放報警音樂，并產出斷記日志。

單臺；停記；監控軟件

0 引言

隨著科技水平的提高和計算機的普遍應用，社會生產向自動化和數字化穩步發展。中國“十五”數字地震觀測網絡項目測震分項目完成后，測震觀測統一使用廣東省智源工程抗震科技公司開發的Jopens系統，核心數據庫是基于Mysql的Jopens數據庫（孫學軍等，2009）。該軟件的臺站版隨著觀測技術不斷改進，功能不斷完善，廣泛應用于全國地震臺地震數字化觀測。

在地震數據實時記錄存儲中，數據完整性是考查數據質量的重要指標，也是地震數據研究的基本要求。而數據缺失、斷記給地震監測和地震相關研究帶來不可彌補的損失。計算機故障、網絡故障等以及數字地震觀測系統兼容性不良、數字化實時記錄軟件運行錯誤等，常造成地震實時記錄斷記平均斷記4—5小時后才被發現（張念等，2007）。由于斷記時間的不確定性和突然性，數據出現斷記時往往不能及時發現，得不到及時處理，影響數據使用。目前，只有針對地震臺網系統數據的監控軟件，沒有針對單臺系統數據監控的軟件。因此，研發一款單臺測震數據斷記監測軟件，用于單臺Jopens數字化系統，地震數據出現斷記時自動報警，提示值班人員及時處理，避免造成嚴重的數據丟失。

1 設計思路

為了解決單臺地震觀測數據記錄中斷主要依靠人工監視的現狀，2005年黑龍江省牡丹江地震臺馬寶君研發一款監視計算機死機的報警軟件，功能單一（馬寶軍等，2006）。2008年河北省紅山地震臺王利兵等（2008）也開發一款監視地震輸出文件的報警軟件，界面化設計，易操作，只針對地震記錄產出的文件進行監測，而非針對數據庫，功能較單一。以上兩款軟件監測對象的局限性，導致其適用范圍有限，已不能適應當前地震觀測需求。

地震觀測系統經“十五”改造進入數據庫時代，數據存儲和讀取通過數據庫操作實現。Jopens系統基于Mysql數據庫，按照“十五”期間《中國數字地震觀測網絡》項目測震軟件CZ-01包的需求分析開發（吳永權等，2010），臺網版具有數據斷記監測功能，而臺站版無此功能。目前，沒有研究人員開發出適用于單臺Jopens數字化系統的斷記監測軟件，設計單臺測震數據斷記監測軟件以適應當前臺站所震。

2 設計原理

對數字化地震觀測系統的監視可分為對信號傳輸過程中的電壓監視和數據存儲文件內容監視（王利兵等，2008）。單臺測震數據斷記監測軟件采用后者，即以記錄系統的最終產物（數據庫數據）作為監視對象，通過監測數據庫存儲數據的變化及數值異常來判斷系統的工作狀態。

數字地震臺站單臺數據處理軟件seismic mix實時將地震數據寫入Mysql數據庫，正常情況下數據庫數據信息隨時間不斷變化。假如把某一時刻連續波形數據庫的數據信息作為一個標準存入1個變量，每隔一段固定時間（本文為1min）檢查數據庫信息并與前一時間點的標準對比，數據庫信息有所變化則說明連續波形數據已經存入，系統運行正常；反之，如果數據庫信息與前一時間點相比沒有發生變化，說明在此期間沒有數據入庫，表明系統運行異常，立即報警，提示值班工作人員數據出現斷記，及時進行檢查和處理。系統整體結構采用分層設計（胡星星等，2008），軟件流程見圖1。

圖1 軟件流程Fig.1 The flow chart of the software

3 技術功能

Jopens系統是基于Mysql數據庫編寫的地震處理軟件，數據調用和存儲都要對數據庫進行一系列操作。數據庫操作復雜，不僅要熟悉數據庫、表的結構內容和屬性，還要懂得運用恰當的命令與數據庫溝通。單臺測震數據斷記監測軟件實現了與Jopens數據庫的結合，實現對地震觀測數據庫地定時跟蹤和監測，對斷記、系統服務停止、死機等情況的報警。

網絡故障也是造成數據斷記的重要原因，而網絡中斷是網絡故障的主要原因，因此本軟件增加網絡監測功能。應用VB編程設計的定時器，定時對數采發送1組信息，接收到返回信息表明網絡通訊正常，否則表明通訊中斷。發生網絡中斷，軟件及時彈出提示窗口，通知維護人員進行故障處理。

為了對今后地震數據斷記的整理、核查及故障原因進行總結，軟件增設斷記日志生成，包括斷記開始時間、數據記錄恢復時間及斷記原因，對于斷記開始時間，軟件自動填入Jopens數據庫停止存儲時間。

地震觀測數據中斷原因較多，包括網絡故障、計算機死機等。為了幫助維護人員盡快查明故障原因，恢復記錄，附加斷記原因的簡單判斷。本軟件運用VB編程的網絡監測和后臺運行軟件的監控功能，對數采網絡和記錄軟件運行狀態進行判斷識別。如果是

其中之一原因造成的，則在關閉警報后彈出提示窗口，第一時間提醒工作人員，盡快修復，為查找原因節省時間。

網絡中斷后可能非臺站網絡故障，而是遠程通信線路故障造成。本軟件為此增設網絡恢復監測功能，對中斷網絡進行跟蹤監測，恢復通信發出警報和提示信息。

軟件實現本地對遠程無人值守臺地震數據記錄系統的監視。本地監控和遠程監控的區別在于，被監測對象的數據位置不同，本地監測對象在本計算機上，可以隨時訪問，而遠程監測對象則在局域網內任何一臺電腦上，無法及時查看。通過本地計算機訪問遠程計算機的Jopens數據庫，對數據庫的變化定時跟蹤比較，數據一旦停止變化，即在本地計算機上發出數據斷記警報，以便及時進行故障處理，盡快恢復數據記錄。

4 軟件界面

VB提供了在Microsoft Windows操作系統下開發功能強大應用程序迅速、容易的途徑 (Steven J，2005)。利用VB6.0提供的網絡編程技術（崔彥鋒等，2002）、多媒體編程（林永，2002）和VB錯誤處理技術（編程高手工作室，2001），編寫可視化界面的數據斷記報警軟件，實現VB6.0與Mysql數據庫鏈接，其主程序界面見圖2。

這個時侯，為什么總是這個時候？他記得上一次也是這個時候，華燈初上的時候，小涵突然來電話。她在電話里問他在哪里，為什么這么安靜？她說孩子病了，正在醫院打點滴。也就是通知他一聲，讓他開完會早點回來。她第二天要出差。那天他放下電話，腦門上微微出了汗。小涵從不在他外出的時候打電話來，他們有約定。除非有急事。浴室的水聲突然停止了，她在里面叫他。他看了一眼飄動在中央空調上的紅色絲帶，猶豫了一下就解了衣服。走進浴室的時候，她提醒說，小心滑，我剛才差點滑倒了。他轉身關掉了浴燈，腦子里孩子生病的臉龐也被關掉了。

（1）選擇監測數據庫文件（ibdata1）。Mysql在儲存INNODB類型數據狀態下，存儲地震實時數據。

（2）選擇報警音樂。本軟件提供3首聲音響亮的警報音樂，以提高值班人員的警覺。此外，用戶可自行選擇報警音樂。點擊“自定義”選項，即可選擇報警音樂。

（3）選擇監測時間。監測時間指軟件重復監測數據庫的間隔時間，數字越小，監測頻率越高，占用CPU資源越多，經反復測試和對比發現，1 min是不影響系統流暢運行及日常辦公的最小時間間隔，故間隔時間最小設為1 min。

（4）斷記日志。為了記錄數據斷記情況，便于今后的查詢和核對，軟件生成一個文本格式簡單日志文件。

圖2 報警軟件主界面Fig.2 The main interface of the alarm software

5 軟件運行環境

單臺測震數據斷記監測軟件是一款免安裝軟件，在Win XP、win7環境下，需將壓縮包解壓即可運行。

軟件運行前必須安裝數據庫驅動程序“odbc 5.1”，數據庫存儲文件（ibdata1）必須在本地計算機上。軟件運行后即可以連續實時監控數據庫、系統、網絡的運行狀態。

6 軟件應用

2015年6月單臺測震數據斷記監測軟件在呼和浩特地震臺投入運行，對呼和浩特和阿古拉地震臺連續波形數據進行有效監測，特別是阿古拉臺數據屬于遠程連接，網絡不穩定和斷網時有發生，造成多次斷記。在2個臺20多次數據斷記中，軟件能準確無誤地發出報警，未發生漏報和誤報現象。

本軟件應用后減輕了臺站工作人員的勞動強度，使臺站地震實時數據斷記時間得到大幅下降。2011—2015年呼和浩特基準地震臺斷記統計見表1。

表1 2011—2015年呼和浩特基準地震臺斷記統計（單位：s）Table 1 Statistics of seismograph record breaking at Hohhot Reference Station during 2011 to 2015

從表1可知，在2015年6月地震臺站使用本軟件后，數據斷記得到控制，可見縮短發現和處理斷記的時間，減少了臺站數據斷記時間。

7 結論

單臺測震數據斷記監測軟件在呼和浩特地震臺經過半年的試運行，其間經多次完善和改進，具備本地和遠程數據監測能力。簡單的操作性和靈敏的斷記監控能力得到工作人員一致好評。該軟件的應用不僅實現臺站數據斷記監測自動化，而且為縮短斷記發現和處理時間、提供連續可靠的地震觀測數據增加技術保障。

該監測軟件在監測斷記上效果良好，但運行環境的局限性，報警提示途徑的單一性，不能適應更復雜的監測環境，今后需加以改進。

臺站斷記影響因素諸多，本軟件的使用僅起到監控作用，今后工作中還應設制主動防御功能，深入研究整個供電系統、網絡系統、軟硬件系統工作狀態主動監控，探索對臺站技術系統積極有效的預防監控方案。

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The design and application of the monitoring software for record breaking in seismic data of individual station

Zhao Tiesuo，Zhang Hui and Zhao Yanhong
(Hohhot Seismic Station,Inner Mongolia Autonomous 010010,China)

In order to ensure the continuity and integrity of the seismic data of Jopens system,and reduce the loss caused by the interruption of the data,I develop a software package to monitor the changes of Jopens database.It is able to monitor the changes of seismic waveform database information,set alarm with music in real time as the interruption of the network or the fails of record software,and produce a log of record breaking.

individual station，record breaking，monitoring software

10.3969/j.issn.1003-3246.2016.05.027

趙鐵鎖（1980—），男，工程師，主要從事地震監測工作

中國地震局三結合項目（編號：150504）

本文收到日期：2015-08-18