山西前兆臺網應急服務軟件設計及應用

胡玉良，程冬焱，閆民正，張興國，李惠玲

(1.山西省地震局，山西　太原　030021；2.中國地震局地殼應力研究所，北京　100085；3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西　太原　030025)

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山西前兆臺網應急服務軟件設計及應用

胡玉良1,3，程冬焱1,3，閆民正1,3，張興國2，李惠玲1,3

(1.山西省地震局，山西太原030021；2.中國地震局地殼應力研究所，北京100085；3.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西太原030025)

摘要：為發揮山西前兆臺網觀測數據在地震應急中的作用，基于vs2010開發環境下，采用C#語言研制了前兆臺網應急服務軟件。該軟件主要包括7個模塊，分別是數據匯集模塊、匯集狀態模塊(含報表輸出)、測項統計模塊(含報表輸出)、數據展示模塊、動態顯示模塊、基礎信息模塊和用戶管理模塊。該軟件的應用，可實現在地震應急情況下快速匯集前兆數據，為地震會商、地震趨勢快速研判及時提供最新的實時數據。

關鍵詞：地震應急；數據匯集；動態顯示

0引言

通常，山西地震前兆臺網在地震應急期間，為及時將全省各個專業地震臺站的前兆數據匯集到區域中心，均是手動方式通過中國地震前兆臺網管理系統(臺站版)采集各個前兆儀器的數據，所有臺站數據采集完成后，再通過中國地震前兆臺網管理系統(區域版)的交換功能，將各個前兆臺站的數據匯集到區域中心，再通過相關軟件進行查詢瀏覽，最后編寫報告。這種模式存在如下四方面的問題：一是數據采集效率低。通過中國地震前兆臺網管理系統采集“十五”儀器當天數據時，經常會出現儀器工作正常，但卻無法采集入庫[1]的情況，需要重復操作多次才能將儀器數據采集入庫；二是數據匯集時間長。通過中國地震前兆臺網管理系統(臺站版)完成全省各個前兆臺站的數據采集后，區域中心進行數據交換[2]，才能將全省前兆數據匯集至區域中心。當臺站內存不足[3]時，將影響臺站到區域中心的數據匯集。當個別臺站出現網絡通訊故障時，區域中心交換程序將會交換緩慢甚至停滯，導致數據匯集不及時；三是數據瀏覽滯后。傳統模式下實現數據的匯集后，再通過第三方軟件手動點擊查詢瀏覽曲線，數據瀏覽比較滯后，瀏覽效率較低；四是報表產出不全面。中國地震前兆臺網管理系統雖然實現了儀器狀態監控及數據到達統計等功能，但僅作實時顯示，缺乏報表制作及導出功能，使用起來極不方便。

通過以上分析，前兆臺網在應急響應、實時數據采集及入庫、動態顯示、報表編制等方面需加強改進，該軟件在數據采集、數據匯集、數據瀏覽、數據產出等方面進行了相應的優化改進，使山西前兆臺網在應急響應能力方面有了較大的提升。

1方案設計及實現

1.1服務端

在區域中心一臺服務器上基于VMware虛擬機軟件環境搭建數據庫服務器作為服務端，服務端操作系統采用Suse Linux Enterprise 11 SP3，數據庫軟件版本采用Oracle 11 g，安裝中國地震前兆臺網數據管理系統(區域版)，按照地震前兆數據庫結構規范[4]創建數據庫表，使用Oracle SQL Developer工具，將山西前兆基礎信息從前兆臺網備份數據庫導入服務端平臺數據庫，在服務端數據庫中新增兩張表和兩張視圖。表名是collectionlog和clientinfo，第一張表主要記錄儀器采集信息，用于數據匯聚檢查及報表制作使用；第二張表主要是用于用戶管理，視圖分別是STATIONINSTR_READONLY和STATIONINSTRITEM_READONLY，是為方便查詢臺站儀器的基礎信息和測項基礎信息表。創建的表和視圖如第42頁圖1所示。

1.2客戶端

該客戶端軟件基于微軟vs2010開發環境C#語言進行開發。具有7個功能模塊，分別是數據匯集、匯聚狀態(含報表輸出)、測項統計(含報表輸出)、數據展示、動態瀏覽、基礎信息、用戶管理等，每個模塊根據功能再進行細化，整體功能如第42頁圖2所示。

圖1　創建的表和視圖Fig.1　Tables and views created

圖2　軟件功能Fig.2　Functions of the software

1.2.1數據匯集模塊

該模塊的主要功能是根據應急短信自動啟動前兆臺網數據采集流程，并將應急響應短信內容保存至安裝程序文件夾下，同時增加定時采集和手動采集功能，便于值班人員定時或者不定時完成前兆儀器的采集，自動采集流程如圖3所示。

應急響應模塊的核心是實現數據的采集功能，主要依據“十五”地震前兆觀測設備網絡通訊規程[5-6]編寫一個多線程數據采集器。自動采集功能：根據短信model接收到的應急響應短信，自動啟動數據采集程序，并在程序文件夾下生成軟件日志來記錄應急短信內容；定時采集功能：在軟件界面上設置兩個時間點啟動數據采集程序，另外增加1個按鈕，可以手動點擊啟動數據采集程序，在模塊界面中顯示儀器采集進度條和原因，方便查看儀器采集結果。

1.2.2匯聚狀態模塊

該模塊的主要功能是對前兆儀器匯集情況進行檢查，便于獲取儀器工作狀態并及時進行處理。在該模塊中，對儀器匯集狀態可以進行報表打印輸出，默認情況下是對當月儀器匯集情況進行統計。

圖3　自動采集流程圖Fig.3　Automatic acquisition flow

在模塊中，勾選全選復選框，選擇查詢日期，點擊統計查看按鈕，即可在右側界面中查看統計結果，繼續點擊打印輸出即可實現報表打印輸出。

1.2.3測項統計模塊

在該模塊中，針對前兆儀器每個測項統計數據連續率，默認情況下是對當天儀器測項數據進行統計，提供報表打印輸出。

在模塊中，勾選全選復選框，然后點擊統計查看，即可在右邊界面中對所有測項進行統計和顯示。統計完成后，點擊打印輸出按鈕，即可實現報表的打印輸出，方便查看。

1.2.4數據展示模塊

該模塊的主要功能是對前兆數據的每個測項數據進行繪圖，同時將繪圖結果保存至程序文件夾下，以方便動態瀏覽模塊進行調用。

在模塊中，全選左側的樹形復選框后，點擊曲線瀏覽按鈕，即可對所有前兆的所有測項進行逐個繪圖、顯示，并進行保存。模塊界面如圖4所示。

圖4　數據展示模塊界面Fig.4　Interface of data display module

1.2.5動態瀏覽模塊

該模塊的主要功能是調取程序文件夾下的繪圖文件進行瀏覽，默認情況下是對每秒鐘自動切換繪圖文件實現動態瀏覽。該模塊左側上方增加了圖形控制界面，可以更改切換方式，實現手動切換，方便工作人員快速瀏覽數據曲線；左側下方列出了所有繪制完成的圖形文件；右側對圖形文件進行顯示。模塊界面如圖5所示。

圖5　動態瀏覽模塊界面Fig.5　Interface of dynamic display module

1.2.6基礎信息模塊

該模塊主要實現對前兆基礎信息的瀏覽。例如，臺站信息包括臺站名稱、臺站代碼、臺站經緯度及臺站高程；儀器信息包括臺站名稱、臺站代碼、測點編碼、儀器名稱、儀器型號、儀器ID、采樣率、儀器IP、儀器端口、用戶名及密碼等；測項信息包括臺站名稱、臺站代碼、測點編碼、儀器名稱、儀器型號、測項名稱、測項分量代碼等。

1.2.7用戶管理模塊

該模塊基于軟件安全性考慮，分為超級管理員和管理員2個用戶級別。超級管理員具有軟件的所有權限，可以實現對用戶信息的查詢、添加、修改及刪除等操作；管理員只能查詢及修改本用戶的信息。在用戶信息中增加郵箱和手機號碼等信息，方便以后實現更高安全的驗證。

2應用效果

客戶端軟件部署在山西前兆臺網中心1臺計算機上，多次模擬應急短信發送，該軟件在接收到應急響應短信后均能自動啟動數據采集程序，和傳統的數據匯集方式相比，全省前兆數據匯集時間由30分鐘左右縮短至10分鐘左右，基本不用人工參與；儀器數據匯集檢查更加方便，通過匯聚狀態和測項統計即可方便查看；圖形瀏覽方式由手動點擊變為自動動態刷新，更加簡單；增加前兆基礎信息瀏覽，方便工作人員在應急期間隨時提取基礎信息；考慮到軟件的安全性，增加了用戶管理模塊，方便多用戶進行操作。

3結語

山西前兆臺網應急服務軟件實現了快速匯集前兆數據、數據檢查統計、報表輸出、曲線動態瀏覽、基礎信息查詢、用戶管理等諸多功能，并在山西前兆臺網中心進行了長時間的測試。軟件增加了人機交互功能，在任何地方通過電腦或者智能手機，采用VPN方式登錄到地震行業內網，遠程打開該軟件即可進行操作[7-8]，極大方便了工作人員開展應急響應。相信在應急或地震短臨跟蹤等特殊情況下能為地震會商及地震趨勢快速研判提供有效保障。今后，將在此基礎上繼續完善相關功能，如軟件運行狀態遠程監控功能、前兆入庫數據自動繪圖及產出功能等，進一步提高軟件的實用性。

參考文獻：

[1]胡玉良，程冬焱，穆慧敏，等.山西地震前兆臺網系統運行維護[J].山西地震,2013(3):44-48.

[2]劉高川，滕云田，王晨，等.Oracle復制技術在地震前兆元數據交換中的應用[J].中國地震,2008,24(2):142-149.

[3]王建國，姚會琴，高遜，等.天津市地震前兆臺網的運行監控與維護管理[J].大地測量與地球動力學,2010,30(A01):111-115.

[4]周克昌，蔣春花，紀壽文，等.地震前兆數據庫系統設計[J].地震,2010(2)：143-151.

[5]中國地震局.中國地震前兆臺網技術規程[M].北京：地震出版社,2005.

[6]王秀英，周振安，劉愛春.“十五”地震前兆觀測設備網絡通訊規程應用探討[J].大地測量與地球動力學,2008,28(4)：131-135.

[7]鄒振軒.VPN技術在防震減災中的應用[J].地震地磁觀測與研究,2006,27(1):79-83.

[8]薛志文.3G智能手機在地震監測預報工作中的應用[J].山西地震,2012(4):16-19.

文章編號：1000-6265(2015)02-0041-03

收稿日期：2014-11-30

基金項目：中國地震局地震科技星火計劃項目(XH14008Y)。

第一作者簡介：胡玉良(1981—)，男，山西省河津人。2009年畢業于太原理工大學，碩士研究生，工程師。

中圖分類號：P315.99

文獻標志碼：A

Design and Application of Emergency Service Software of Precursor Seismic Network in Shanxi

HU Yu-liang1,3, CHENG Dong-yan1,3, YAN Min-zheng1,3, ZHANG Xing-guo2, LI Hui-ling1,3

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China; 2.Institute of Crustal Dynamics, China Earthquake Administration, Beijing 100085, China; 3.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Abstract:In order to make the observation data of Shanxi precursor seismic network play better role in earthquake emergency response, an emergency service software of precursor seismic network is developed by using C# language based on vs2010 development environment. The software mainly consists of 7 modules, which are data collection, collection status(including report output), observation item statistics (including report output), data display, dynamic display ,basic information and user management module. The software can collect precursor data rapidly and supply latest data in the case of earthquake emergency response for rapid judgment of earthquake tendency.

Key words:Earthquake emergency response; Data collection; Dynamic display