標準化設計在預警項目臺站建設中的應用研究＊

潘國勇，王軍，邵永謙，王鵬，王仁濤

標準化設計在預警項目臺站建設中的應用研究＊

潘國勇，王軍，邵永謙，王鵬，王仁濤

（上海市地震局，上海 200062；上海佘山地球物理國家野外科學觀測研究站，上海 200062）

從防震加固、綜合布線、標識標志等方面對大新中學地震臺進行了標準化設計與改造，討論標準化設計在臺站改造中的實際應用；將標準化設計元素融入預警項目上海子項目臺站的建設中，研究標準化設計對預警項目臺站建設的重要意義。

標準化；烈度速報；預警；臺站

1 前言

地震觀測系統是由多個地震臺站組成的一個網絡系統，每個臺站都是一個節點，為地震觀測系統提供實時、有效、高質量的數據。地震臺站運行率的高低直接影響地震觀測系統的工作效率，進而影響整個觀測系統的觀測質量。臺站外觀及內部設計標準化、規范化，是標準化建設的重要內容[1]。地震臺站的標準化建設既是保持臺站正常運行、高效產出的基礎，又是臺站智能化運維的重要前提，對進一步提升臺站監測能力和管理水平，推進防震減災事業智能化、現代化具有重要意義。

按照“國家地震烈度速報與預警工程上海子項目”的具體要求，上海市地震局需對大新中學地震臺、南匯地震臺等14個基準站進行改造。在改造過程中將標準化設計元素融入預警項目臺站的建設。本文以大新中學地震臺為例，從防震加固、綜合布線、標識標志等方面按照《地震臺站標準化規范設計圖冊（修訂稿）》（下簡稱“《圖冊》”）（中國地震局監測預報司，2019，關于開展2019年地震臺站標準化改造工作的通知）相關要求對大新中學地震臺的標準化設計進行了詳細闡述，討論了標準化設計在臺站改造中的實際應用，研究了標準化設計對預警項目臺站建設的重要意義。

2 臺站基本情況

2.1 概述

大新中學地震臺（下簡稱“大新中學臺”）是上海測震臺網所屬無人值守臺，臺站代碼DAX，臺址位于上海市崇明區新河鎮大新中學校園內，海拔高程8 m，占地面積 48 m2，觀測室使用面積為24 m2，是“十五”項目建設臺站之一。主要涉及測震學科，設備包括FSS-3DBH地震計一套、TDE-324CI數據采集器一套，光端機一套、交換機一套、電源避雷器一套、電源控制器一套、臺站視頻監控系統一套、地震臺站監控單元一套。

大新中學臺平面示意圖如圖1所示。

圖1 大新中學臺平面示意圖

選擇大新中學臺作為改造試點的原因是這個臺站位于學校內，對其進行標準化設計改造能夠提高地震臺站的識別度，對地震行業能夠起到很好的宣傳作用。

2.2 臺站現狀及問題分析

因建臺時無明確的臺站標準化規范，儀器設備安裝固定、綜合布線等比較隨意，現場調研臺站標準化的問題主要有：①臺站外觀行業識別度低，未體現行業特點。臺站外墻無統一logo標識，臺站銘牌、警示牌等缺乏，不符合中國地震局AI形象要求。②觀測室內部規章制度等信息不全。室內缺乏相應臺站介紹、規章制度、維修流程以及相應的維修登記表等信息。③觀測室內部布局不合理。配電柜、機柜和監控設施安置較隨意，擺放位置以及離墻距離均未達到規范要求。④觀測室內部相關設施配置不全，缺乏滅火器等裝置。⑤設備安裝與固定達不到標準要求。如機柜未固定，非標儀器在機柜內隨意放置且沒有固定，既不美觀又不安全。⑥觀測室內缺乏標牌標識。觀測室內儀器缺乏相應的標識標牌，線路缺乏標簽標識。

3 大新中學臺標準化設計

3.1 臺站外部設計

外部設計主要目的是提高地震臺站的識別度，體現行業特點，設計中采用徽標配合文字及顏色來體現。

臺站門口左側安裝臺站銘牌，右側安裝測項牌和警示牌，標牌尺寸：600 mm×400 mm，材質為20 mm厚拉絲不銹鋼圖文絲網印。更換防盜窗。在改造設計過程中需因地制宜，根據實際情況進行設計。比如：大新中學臺外墻貼有瓷磚且質量完好無損，所以為了避免浪費資源，在改造時結合自身特點，本著簡潔、美觀、實用的目的不再進行噴漆，只做清洗處理并在外部懸掛臺站銘牌、測項牌和警示牌。大新中學臺外部設計效果如圖2所示。

圖2 大新中學臺外部設計效果圖

3.2 觀測室內部設計

觀測室內部設計主要內容包括：①拆除觀測房內年久的原桌臺和擺房隔墻。②內墻用白色乳膠漆刷新并設置頂燈，采用LED節能燈。③配置滅火器。④配置黑色擺線收納柜一臺，擺線通過地槽到達擺線收納柜，再從擺線收納柜通過下進線進入機柜。⑤在測震井口周圍做一個圓柱形不銹鋼防護罩并貼上相應標牌。⑥配置黑色標準化機柜一臺，機柜正門應為透明玻璃門，方便遠程監控。機柜正面朝西，機柜北側放置擺線收納柜，南側放置電池柜，攝像頭位置移至觀測室西墻并對準機柜。⑦重新部署C級配電箱，攝像頭線路、光纖和GPS天線通過橋架進入機柜，地面鋪設防靜電地板漆。大新中學臺觀測室內部設計效果如圖3所示。

圖3 大新中學臺觀測室內部設計效果圖

3.2.1 防震加固

地震監測專業設備、公用設備、公用設施等需要按照《圖冊》要求進行科學加固。對于無法放置于標準機柜中的非標儀器和其他儀器，也應采取防震加固措施，以避免因地震或其他原因導致的傾覆和跌落。大新中學臺在此次標準化改造中購置800 mm×800 mm×2 000 mm的標準機柜一臺，機柜內設計了理線器和橫豎向軟線槽用于綜合布線。位置為離墻0.9 m。機柜下方加裝底座，底座用膨脹螺絲固定在地面上并在機柜周圍地面上粘貼工作區域標識。

電源避雷器、電源控制器、地震臺站監控單元、地震數據采集器、交換機、光端機等標準設備通過螺絲固定在機柜面板兩側的螺孔上，各設備間添加1U盲板用于粘貼設備 標簽。

UPS主機屬于非標設備，筆者們設計了卡條、蓋板以及開孔前盲板，將其固定在機柜內托盤上。電池柜（機柜左側）、擺線收納柜（機柜右側）采用膨脹螺絲固定在地面上。具體布設情況如圖4所示。

圖4 UPS主機的防震加固布設圖

3.2.2 綜合布線

臺站線路缺乏標簽標識，無線路走向標示圖，節點標識不明確。綜合上述幾點問題，本次改造重新設計布線方案，對觀測室內所有多余的線纜、光纜、水泥工作臺面和隔墻等進行全面拆除，造成墻面的破損重新進行粉刷處理。重新 配置臺站供電、通訊、儀器線路環境，便于維修、擴展。將強弱電線分開，橫平豎直、杜絕纏繞，實現清晰明了的線路結構。

大新中學臺觀測室內線路設計時全部采用鋁合金橋架和線槽的形式進行重新布設，橋架離地高度大于2.5 m。擺線和防雷線通過線槽從機柜下面進入機柜，多余擺線盤整齊放在機柜右側定制的擺線收納柜中。室內市電全部采用暗線形式重新鋪設，市電進入觀測室后直接接入集防雷于一體的配電柜（配電柜通過開槽形式嵌入墻內）。然后從配電柜內將市電直接引入機柜內的PDU，通過PDU再給機柜內設備供電。光纖以及GPS天線通過預留孔直接進入室內的橋架。移動攝像頭位置使其正對機柜以便實時監控設備運行狀態，攝像頭網線直接進入橋架。光纖、GPS線、攝像頭網線從機柜頂端進入收納箱然后再連接光端機和地震數據采集器，多余的線纜盤整齊用扎線帶扎好放置在收納箱內。機柜內所 有設備線采用理線器進行梳理，并且在設備線的輸入、輸出端用軟質PET材質標簽紙做好標記，清晰直觀且便于后期運維。

此外，在標準化設計改造過程中還需要不斷創新，比如室外的橋架需適當向外傾斜一定角度，并在較低端下部開一個小孔，利于進入橋架中的雨水及時流出，以防雨水腐蝕橋架或沿線進入機柜內損壞設備。

3.2.3 標識標志

標識標志主要包括名稱類標識、觀測場地類標識、儀器設備類標識、線路線纜類標識、通用類標識。為了提高地震臺站的識別度和整體形象，臺站標準化需要對臺站進行統一、規范的標識標牌設計。

大新中學臺在標準化改造中嚴格按照《圖冊》要求并結合臺站實際情況來設計，確保標識標牌美觀實用且與臺站空間比例相協調、力求做到規范統一、實現最佳展示效果。共設計了6類標識標牌，包括臺站名牌、測項牌、警示牌、規章制度、檢修流程、觀測設備、線纜標簽等共計25個標識標牌，并且在觀測設備標簽中增加了二維碼（包含設備更換日期、生產廠家、IP等信息），便于了解設備的詳細信息和日后運維。通過標識標牌的設計、制作與安裝，達到提高地震臺站識別度以及宣傳地震監測臺站的作用。同時通過各種線纜類標識標簽大大提高了運維速度，對提高設備運行率以及臺站數據監測質量具有重要意義。

4 改造前后效果對比

臺站外部和內部改造前后對比如圖5、圖6所示。

5 標準化設計在預警項目建設中的應用

國家地震烈度速報與預警工程項目是有效減輕地震災害風險、實現防震減災現代化、推動防震減災事業發展的重大工程。上海局將標準化元素作為一個重要指標融入預警項目的新建或改造臺站，并且在基準站-大新中學臺的改造中得到全面落實。這對增強地震臺站的公益性行業特征，提升臺站監測能力和管理水平，推進防震減災事業現代化、智能化具有重要意義。同時有助于地震臺站的正常運行和高效產出。由于預警項目臺站建設包括基準站、基本站和一般站，選址位置不同，臺址大小及配置觀測設備亦有差別，所以在建設過程中還需結合每個臺站的實際情況和要求，按照《圖冊》進行標準化設計，將預警項目中的臺站建設成標準化 臺站。

圖5 臺站外部改造前后對比圖

圖6 臺站內部改造前后對比圖

6 結論

通過對預警項目基準站-大新中學臺進行標準化設計改造，臺站的外部形象更具有地震行業特征，同時也大大提高了地震臺站的識別度，對公眾進一步了解地震監測行業起到了很好的宣傳作用；臺站內部通過防震加固、綜合布線、標識標牌的改造，運行環境進一步改善，既有利于儀器的正常運轉、提高數據監測質量，又有利于臺站的后期運行維護。地震臺站標準化設計對預警項目具有重要的意義，新建或改建臺站時需充分考慮實際因素，提前布局規劃，嚴格按《圖冊》要求進行設計，不斷創新，建設標準化、規范化、科學化、現代化的地震監測臺站。

［1］肖武軍，張堯，王立森，等.地震臺站標準化設計在冬奧會保障項目中的應用——以河北陽原臺為例［J］.中國地震，35（3）：565-572.

2095－6835（2021）06－0171－03

P315.78

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.071

潘國勇（1988—），男，碩士研究生，工程師，主要從事地震監測以及測震臺網的運維工作。

上海佘山地球物理國家野外科學觀測研究站研究室課題（編號：2020SSY05）；地震科技星火計劃攻關項目（編號：XH19013）

〔編輯：丁琳〕