地震臺站監測運維技術革新及運用

尹傳兵 丁雨

摘? 要：安徽省淮北地震臺作為洞體形變觀測臺站，目前擁有DSQ型水管傾斜儀、SS-Y型伸縮應變儀和SSQ-2I型石英水平擺三套地形變數字化觀測儀器，運行十多年來，淮北臺從制度管理模式、人員業務水平到觀測技術革新不斷探索創新，數據處理和內在質量得到大幅提升，觀測質量從原先的全國中游水平，躍居全國領先水平。2012年以來，在全省、全國觀測質量評比中取得了可喜的成績。

關鍵詞：地震監測;技術革新;成果應用;觀測質量

中圖分類號：P315.78? ? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）26-0160-03

Abstract： Huaibei Seismological Station in Anhui Province， as a cave deformation observation station， currently has three sets of digital observation instruments for topographic deformation， namely， DSQ water pipe tiltmeter， SS-Y telescopic strain gauge， and SSQ-2I quartz horizontal pendulum， which have been in operation for more than ten years. Huaibei Station has continuously explored and innovated from the system management mode， personnel business level to observation technology innovation， data processing and internal quality have been greatly improved， and the observation quality has jumped from the original national middle level to the national leading level. Since 2012， gratifying achievements have been made in provincial and national observation quality evaluation.

Keywords： seismic monitoring; technical innovation; application of results; observation quality

引言

黨的十八大以來，習近平總書記關于防災減災救災發表了一系列重要論述，多次就防震減災工作作出重要批示，提出了“兩個堅持、三個轉變”防災減災救災新理念新思想新戰略。監測預報是防震減災工作的核心業務和基礎支撐，地震監測是開展監測預報、學科研究的基礎保障。地震臺站始終以震情為中心，聚焦主責主業，從觀測技術、數據監控、運維保障和應用研究等方面，不斷提升地震監測質量管理的能力，確保產出準確可靠的高質量監測資料。

1 業務日常管理，形成良性機制

臺站定期對觀測系統和日常工作開展全面排查和總結，掃描故障隱患和工作漏洞，嚴格執行系統運維、觀測數據規范要求，增強日常值班巡查力度，強化工作組督促管理。建立觀測資料核查機制，實行復核、審查、抽查三級檢查，建立任務清單，明確任務責任人，確保每項工作復核全覆蓋。建立故障響應機制，明確應對突發故障響應流程和操作指南，分級響應管理處置，小故障值班人能快速處理恢復，大故障值班人及時報告并組織開展搶修，重大故障及時報告并能快速查明故障原因，確保系統連續穩定運行。建立業務交流機制，與省地震局、中國局業務管理部門保持聯系溝通，及時落實觀測資料監控反饋意見，業務操作與上級業務規范要求保持同步一致，業務操作指南有效性。加強臺站內部業務問題匯總和討論，促使工作人員業務操作的統一化、規范化和標準化。

監測工作的重點是保障觀測儀器穩定，觀測數據科學可用。監測工作的連續性、及時性，要求工作責任貫穿每天24小時，值班人員須具備高度的責任心和過硬的業務素質。對種種突發問題，能沉著冷靜地查找原因、分析問題，采取有效處理措施。觀測系統時常出現斷網、斷記，值班人員須及時發現，快速判定是供電、網絡還是觀測系統問題，明確原因初步搶修，及時向電信、供電等部門咨詢協調并將故障事件上報，盡最大努力保證儀器運行穩定。淮北臺現實行大值班制，要求業務工作人人都要會、業務技能人人都要精，為觀測儀器正常運轉提供技術支撐和人員保障。要求按照規范要求和統一標準，及時完成數據收集、入庫、轉換等工作，對觀測數據進行突跳、臺階、缺數等預處理，對儀器狀態、數據情況和天氣過程等認真日志記錄，核實氣象數據、地震參數等資料，準確記錄到觀測數據曲線上地震、氣象等干擾事件信息，確保觀測數據科學、可用。

2 技術革新，提高系統運維水平

淮北臺圍繞觀測山洞監測儀器運行維護中存在潮濕大、落雷區和觀測點距離遠等薄弱環節，組織人員開展技術會商，引入新方法、新技術、新思路，組織實施技術革新，提高儀器運行管理水平，降低儀器故障率，促進觀測資料質量提升。

2.1 山洞密封改造

為提高觀測資料的內在質量，降低干擾，最大限度減少山洞內外空間的氣流微交換。2010年05月初，臺站組織人員，對硐室最內部未利用部分空間添加兩道磚砌實墻進行封堵，對于硐室過墻下水道增加彎管進行注水密封。

經分析，山洞密封有效降低大風、氣壓對洞體形變觀測的干擾，尤其是對傾斜類儀器抑制風擾效果更為明顯。應用成果《密封措施對降低洞體形變觀測氣象類因素干擾的效果與分析》公開發表在2014年第3期《華南地震》科技核心期刊上，為實際工作中降低洞體形變觀測的干擾提供實用、可靠的辦法。

2.2 電源遠程控制系統

2016年引入新技術，基于IP網絡多模塊實現遠程多通道控制，控制功能界面化、可視化操作，信號有效控制率高，同時接入山洞視頻控制系統，實現對監控系統遠程重啟，通過視頻監控實時了解山洞電源工作狀態及控制有效性。

技術應用后，山洞視頻監控系統維護頻次顯著下降，遭遇雷雨天氣，臺站工作人員可有效對山洞內市電遠程切換，降低觀測系統遭雷擊風險。近年來，淮北臺山洞觀測系統雷擊故障事件頻次降低。

2.3 山洞配件防潮措施

山洞內儀器配件，前置放大器、傳感器每年因洞內潮濕出現儀器故障，基于儀器觀測原理，不影響連續觀測的情況下，對前置放大器、傳感器分別采取防潮措施，前置放大器用密封袋密封，內放置干燥劑，對新傳感器用密封膠進行密封處理，以達到密封、防潮作用。技術實施后，洞內前置放大器、傳感器的故障率較往年出現明顯下降。

3 成果應用，提高業務能力和運維水平

臺站工作人員圍繞洞體水管傾斜觀測系統運行、儀器運維等方面開展科研項目，加強觀測資料分析處理，總結提煉運維經驗，提高業務能力和維護水平。

成果一：2012年，完成了省局合同制課題《數字化水管儀維護維修》，項目對儀器因環境變化、系統故障等原因引起的數據異常表象形態及原因進行剖析總結，提出了觀測數據典型異常現象及故障的判定方法和檢查思路，對臺站做好觀測儀器的日常維護維修具有參考意義。

項目成果應用于水管觀測日常運行維護，提高了工作人員干擾識別和故障判定的能力，成果《數據表象特征在儀器維護中的應用》發表2012年第5/6期《地震地磁觀測研究》科技核心期刊。

成果二：2013年，完成了省局合同制課題《數字化形變儀器標定調試經驗》，項目依據形變觀測規范要求，結合數字化形變儀器日常維護的經驗，分析校準工作中常見故障與校準結果數據表象特征的關聯關系及注意事項，提出“二次校準”法和“快、準、簡”3字校準要訣，建立儀器校準新流程，供形變儀器校準參考。

項目成果應于水管觀測標定維護，提高了儀器標定工作效率和標定精度，有效降低對儀器連續觀測的影響，成果《數字化形變儀器校準》發表2014年第3/4期《地震地磁觀測研究》科技核心期刊。

成果三：2018年，完成了省局合同制課題《淮北臺DSQ與SSQ傾斜觀測對比分析》，項目對2010-2016年兩套傾斜觀測資料的日均值，從年零漂差異、年變幅差異、年度變化趨勢、數據一致性和降水干擾方面進行對比分析，并給出差異原因解釋，結果表明：由于山洞走向、儀器工作原理的差異，DSQ線傾斜儀觀測和SSQ點傾斜觀測的分量差異性顯著。

項目成果使工作人員對儀器原理、觀測質量及干擾等方面有更進一步的了解。

成果四：2018年，完成了省局青年基金《淮北臺洞體形變觀測中的氣壓干擾機制分析》，項目通過分析氣壓因素短時間擾動對洞體地傾斜（DSQ儀、SSQ-2I儀）和洞體應變（SS-Y儀）觀測影響特征及其差異的基礎上，從地球物理學角度進行干擾機制分析。

項目成果，氣壓對淮北臺洞體形變觀測有顯著干擾，其中對SS-Y儀干擾最明顯、SSQ-2I儀次之、DSQ儀最弱，結合儀器工作原理，深入研究這種同一氣壓擾動情況下，在傾斜儀和應變儀觀測資料上所顯示的差異，即同一地表荷載力源作用下，地表形變反映出的水平和垂直應變存在的顯著區別及其地球物理學機制。

臺站積極推動項目成果的應用推廣，及時將成果應用于淮北臺日常觀測工作及系統運行維護的同時，通過監測中心業務培訓、臺站間業務交流等方式，已向同類兄弟臺站交流推廣項目成果及應用情況并取得一定成效。

4 學習交流，不斷提升團隊整體業務水平

隨著新技術、新方法的應用發展，監測儀器系統、數據分析模式、系統運行維護對臺站監測人員提出了更高的要求，要求觀測人員熟悉掌握水管傾斜專業知識和儀器工作原理，深入解讀全國、全省觀測規范和評比標準，結合臺站觀測實際，制定操作性強的實施細則和工作流程，指導觀測日常工作。在觀測技術、數據處理、故障判定、評比規范等方面定期開展全面學習培訓。同時注重技術儲備和人才建設，在業務管理、趨勢會商、數據跟蹤分析、儀器故障維修等崗位開展輪換。通過多種形式走出臺站，向省內外優秀臺站學習業務技能和管理經驗，積極參加中國局、省局各類培訓、學習活動，做好回崗再培訓工作，促進臺站業務能力的整體提升。

5 結束語

通過項目實施應用，淮北臺水管傾斜觀測質量及運維水平達到國內先進水平。2012-2018年，全省觀測質量評比中獲得前三名，其中2012-2015、2017、2018獲得一名。2011、2015年度全國觀測質量評比獲得第三名，2016年度形變綜合獲得第三名。

山洞密封改造、遠程電源控制、洞內配件防潮等新技術在水管傾斜觀測中的應用，確保水管傾斜觀測系統的穩定、可靠運行，多年來觀測系統運行率、數據完整率平均達到99%以上。

2012-2018年，淮北臺在地震監測與科研方面取得了突飛猛進的發展，全國評比實現突破，相繼獲得多項全國評比前三名，業務工作達到中國局學科組表揚，形變工作年報、月報作為樣板向全國推廣，承擔完成中國局、省局各類科研課題14項，公開發表業務文章17篇，觀測資料應用于年度趨勢會商報告連續16年考評獲得前三名。

參考文獻：

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