高躍雄，梁　艷，高偉亮，張甲瑞，邰垣東

(1.山西省地震局臨汾中心地震臺(tái)，山西　臨汾　041000；2.山西省地震局，山西　太原　030021；

3.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西　太原　030025)

數(shù)字測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程

高躍雄1，3，梁艷2，3，高偉亮2，3，張甲瑞2，3，邰垣東1，3

(1.山西省地震局臨汾中心地震臺(tái)，山西臨汾041000；2.山西省地震局，山西太原030021；

3.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西太原030025)

摘要：主要對(duì)山西數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)(臺(tái)站)常見故障進(jìn)行了分類、分析，對(duì)臺(tái)站環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)出大量設(shè)備及環(huán)境信息進(jìn)行了分析研究，并將系統(tǒng)常見故障與有關(guān)環(huán)境信息相鏈接。根據(jù)多年的測(cè)震技術(shù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，制定出一套能夠快速判斷和處理常見故障的工作流程。

關(guān)鍵詞：常見故障；環(huán)境監(jiān)控；處理流程

0引言

隨著山西數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的不斷發(fā)展，觀測(cè)系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)也相對(duì)成熟，并且這幾年新建臺(tái)站數(shù)量也在不斷增加，目前全省已有56個(gè)數(shù)字測(cè)震臺(tái)站。因此，測(cè)震臺(tái)網(wǎng)(臺(tái)站)的運(yùn)行維護(hù)工作顯得越來(lái)越重要，對(duì)維護(hù)人員如何能夠快速判斷和處理故障的能力提出了更高的要求。

1山西數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)基本情況

山西數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)目前共有56個(gè)數(shù)字測(cè)震臺(tái)站，使用的儀器設(shè)備主要有港震公司儀器和英國(guó)Guralp公司儀器。其中，港震公司的儀器使用了兩種型號(hào)的數(shù)據(jù)采集器，即早期的EDAS-24IP和目前生產(chǎn)的EDAS-24GN；設(shè)備供電方式有市電+UPS+直流電源、市電+智能電源系統(tǒng)、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)等；通信系統(tǒng)有光纖、微波，配光端機(jī)、協(xié)轉(zhuǎn)及交換機(jī)；部分臺(tái)站安裝了臺(tái)站環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)。各臺(tái)站的具體情況如表1所示。

2常見故障分析及分類

測(cè)震觀測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致的結(jié)果就是觀測(cè)數(shù)據(jù)斷記，直接影響測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行率和數(shù)據(jù)可用率。通過多年的運(yùn)行維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)影響測(cè)震系統(tǒng)運(yùn)行率和數(shù)據(jù)可用率的主要故障有以下幾個(gè)方面。

表1　山西數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站基本情況

表1(續(xù))

表1(續(xù))

(1) 儀器故障。儀器故障種類繁多且最難判斷，同樣的故障可能是由不同的原因造成，造成不同故障的原因也可能是同一個(gè)因素，這種情況通?？简?yàn)的是維護(hù)人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)。最常見的儀器故障是數(shù)據(jù)采集器死機(jī)或損壞、通信單元損壞、GPS損壞等。

(2) 供電系統(tǒng)故障。供電系統(tǒng)故障是導(dǎo)致數(shù)據(jù)斷記的最主要因素之一，一般是當(dāng)?shù)厥须娡ｋ姇r(shí)間較長(zhǎng)或者連續(xù)多天長(zhǎng)時(shí)間間歇性停電時(shí)，后備電源就會(huì)供應(yīng)不足或是充不起電，這類故障雖易判斷，但對(duì)于客觀方面的因素卻也無(wú)能為力。有時(shí)還有供電線路故障、電源故障等。如果通過環(huán)境監(jiān)控儀對(duì)供電系統(tǒng)譬如停電、供電不正常等情況能夠及時(shí)掌握的話，則有更多的時(shí)間去進(jìn)一步了解具體情況和產(chǎn)生原因，并且對(duì)后續(xù)可能發(fā)生的各種情況做到早計(jì)劃、早處理。

(3) 通信系統(tǒng)故障。通信系統(tǒng)故障也是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中斷的一大原因，包括通信設(shè)備故障或死機(jī)、線路故障等，但有時(shí)通信系統(tǒng)的故障卻是跟供電系統(tǒng)故障有關(guān)。因此，要想準(zhǔn)確判斷故障所在，就需了解更多的臺(tái)站環(huán)境信息。以前是信號(hào)斷了后聯(lián)系當(dāng)?shù)氐呐_(tái)站看護(hù)人員來(lái)了解情況，現(xiàn)在信息都可以通過環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)獲取。

3臺(tái)站環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)

3.1　臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀簡(jiǎn)述

地震臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀主要是對(duì)地震觀測(cè)臺(tái)站儀器設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，可采集臺(tái)站的交直流電壓、電流、機(jī)房溫濕度、大氣壓等環(huán)境信息和臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息。環(huán)境監(jiān)控儀具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可讓維護(hù)人員遠(yuǎn)程了解現(xiàn)場(chǎng)儀器工作環(huán)境的情況，其產(chǎn)生的環(huán)境信息數(shù)據(jù)可為觀測(cè)系統(tǒng)故障的分析判斷提供大量依據(jù)，有助于對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)故障快速、準(zhǔn)確的判斷和及時(shí)處理，提高觀測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行率。臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀功能說明如圖1所示。

圖1　地震臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀Fig.1　Environmental monitor of seismic station

3.2　環(huán)境監(jiān)控儀采集環(huán)境信息的意義及作用

測(cè)震臺(tái)站安裝環(huán)境監(jiān)控儀的技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成如第9頁(yè)圖2所示。

由圖2看出，環(huán)境監(jiān)控儀可采集的環(huán)境信息有：臺(tái)站交流電壓、電流；設(shè)備直流供電電壓、電流；機(jī)房溫度、濕度、氣壓；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻。這些環(huán)境信息可為觀測(cè)系統(tǒng)常見故障的判斷提供很好的依據(jù)。通過對(duì)大量監(jiān)控儀信息與系統(tǒng)常見故障的分析研究，結(jié)合多年運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出監(jiān)控儀信息的意義和作用及其與一些常見故障的關(guān)系(見表2)。

圖2　測(cè)震臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成Fig.2　Composition of technical system of environmental monitor of seismic station

表2　監(jiān)控儀信息的意義、作用及與一些常見故障的關(guān)系

實(shí)例：2014年12月8日，大寧數(shù)字測(cè)震臺(tái)的儀器(型號(hào)EDAS-24GNBBVS-60)出現(xiàn)如第10頁(yè)圖3所示的問題。17:45信號(hào)中斷，斷記前波形正常，17:47以后通信恢復(fù)，然而波形突跳超限，于17:52后返回，通信恢復(fù)后波形一直呈直線狀態(tài)，連數(shù)采本身的噪聲信號(hào)都沒有。利用edas-gn-sms軟件連接數(shù)采進(jìn)行查看，未發(fā)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置方面的問題，所有遠(yuǎn)程操作包括調(diào)零及遠(yuǎn)程重啟均無(wú)效。

故障發(fā)生后，通過查看臺(tái)站環(huán)境監(jiān)控儀的環(huán)境信息數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，斷記前交流電壓正常，斷記后一段時(shí)間交流電壓很高，將近250 V。由于監(jiān)控儀報(bào)表數(shù)值為5分鐘一個(gè)數(shù)，沒有采集到交流電壓突然升高的瞬間數(shù)據(jù)，但可以判斷一定出現(xiàn)過瞬間高電壓，瞬間高電壓或者大脈沖電流導(dǎo)致數(shù)采出現(xiàn)了故障，可能損壞或自我保護(hù)(也叫死機(jī))?，F(xiàn)場(chǎng)斷電重啟數(shù)采后，信號(hào)恢復(fù)正常，證明判斷是正確的，是高電壓導(dǎo)致數(shù)采死機(jī)。

4測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程

4.1　測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程的制定

通過以上分析，結(jié)合多年的測(cè)震運(yùn)行維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，制定出如下測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程(見第11頁(yè)圖4)。

對(duì)于未安裝環(huán)境監(jiān)控儀的臺(tái)站，也制定出常見故障快速判斷及處理流程(見第12頁(yè)圖5)。

4.2　測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程的說明

4.2.1流程作用簡(jiǎn)介

測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程主要針對(duì)數(shù)字測(cè)震臺(tái)站出現(xiàn)斷記、時(shí)記時(shí)斷、波形不正常等常見系統(tǒng)故障而制定。故障出現(xiàn)后，根據(jù)流程可以快速判斷故障原因所在，并及時(shí)處理，即使是新手也能夠輕易操作，避免了出現(xiàn)故障后維護(hù)人員不知道如何有序處置，以至于耽誤時(shí)間，不能及時(shí)排除故障，造成系統(tǒng)運(yùn)行率低、數(shù)據(jù)可用率低等無(wú)法挽回的損失。

圖3　大寧數(shù)字測(cè)震臺(tái)12月8日故障現(xiàn)象Fig.3　Trouble in Daning Digital Seismic Station on Dec. 8th

4.2.2流程圖說明

測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程圖中，菱形框表示判定，方框表示流程，六邊形表示狀態(tài)，橢圓形表示終結(jié)符，所有帶陰影的框都表示要做一些具體操作和分析處理及判斷工作。流程中各框之間的連線表示多方面結(jié)合來(lái)綜合考慮，箭頭表示故障判斷及處理的思維走向和流程步驟導(dǎo)向。

4.2.3流程圖故障判斷及處理過程詳解

系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，首先Ping數(shù)采及監(jiān)控儀，然后按照故障判斷及處理流程步驟，根據(jù)不同情況，結(jié)合不同的信息進(jìn)行全方位分析處理，判定故障原因并制定解決方案。

(1) 如果數(shù)采通而監(jiān)控儀不通，則基本判定是監(jiān)控儀故障，也有可能是交換機(jī)或網(wǎng)線問題，需現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。

(2) 如果二者都通，則可以分別查看數(shù)采和監(jiān)控儀的信息，首先用單臺(tái)監(jiān)控軟件連接數(shù)采，查看儀器參數(shù)、波形、零點(diǎn)、系統(tǒng)時(shí)間、GPS授時(shí)等是否正常，按需要做一些參數(shù)設(shè)置、調(diào)零、標(biāo)定、遠(yuǎn)程重啟等操作。若恢復(fù)則終止，未恢復(fù)則根據(jù)如下不同情況分別執(zhí)行：

① 如果儀器和單臺(tái)軟件記錄波形都正常而臺(tái)網(wǎng)中心斷記，則不是臺(tái)站儀器問題，可以重啟服務(wù)器，否則，就聯(lián)系臺(tái)網(wǎng)中心系統(tǒng)管理員處理；

② 如果波形斷斷續(xù)續(xù)，則可以用FTP連接數(shù)采查看內(nèi)存或外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)是否斷續(xù)，如是，則判斷為儀器故障；否則，聯(lián)系臺(tái)站看護(hù)人員來(lái)了解臺(tái)站情況，并結(jié)合環(huán)境監(jiān)控儀信息做分析和判斷，指導(dǎo)看護(hù)人進(jìn)行斷電重啟及其他相關(guān)操作。如恢復(fù)則終止，未恢復(fù)則盡快出臺(tái)維修，并準(zhǔn)備可能要更換的設(shè)備；

③ 對(duì)于其他故障，則可能是儀器系統(tǒng)或供電系統(tǒng)有問題，聯(lián)系臺(tái)站看護(hù)人進(jìn)行同上操作，必要時(shí)及時(shí)出臺(tái)維護(hù)；

④ 如果二者都是斷或時(shí)斷時(shí)續(xù)，則可以直接聯(lián)系移動(dòng)公司維護(hù)人員上報(bào)故障，同時(shí)也不能排除其他原因，去機(jī)房(包括聯(lián)系其他信息節(jié)點(diǎn)維護(hù)人員)檢查本地協(xié)轉(zhuǎn)、交換機(jī)、網(wǎng)線等工作狀態(tài)，重啟協(xié)轉(zhuǎn)等。如恢復(fù)則終止，未恢復(fù)(或者不能查看到其他信息節(jié)點(diǎn))則聯(lián)系臺(tái)站看護(hù)人進(jìn)行操作，進(jìn)一步排除及確定故障原因，必要時(shí)及時(shí)出臺(tái)維護(hù)；

⑤ 如果數(shù)采斷或斷斷續(xù)續(xù)而監(jiān)控儀通，則很有可能是儀器系統(tǒng)或供電系統(tǒng)故障，判斷可能出現(xiàn)問題的設(shè)備順序是：儀器、電源、交換機(jī)、網(wǎng)線等，可查看臺(tái)站監(jiān)控系統(tǒng)采集的各種臺(tái)站環(huán)境信息，全面分析環(huán)境信息的異常變化，并聯(lián)系臺(tái)站看護(hù)人員進(jìn)行操作，綜合考慮故障原因，如不能恢復(fù)則及時(shí)出臺(tái)維護(hù)。

因?yàn)楸O(jiān)控儀有2個(gè)IP地址，上述提及的監(jiān)控儀不通皆指2個(gè)IP都PING不通。

另外，對(duì)于一些基本的儀器設(shè)備故障和具體的小問題，其解決辦法維護(hù)人員應(yīng)在工作過程中熟練掌握。屬于維護(hù)人員具備的基本技能，本流程中未體現(xiàn)。

5結(jié)語(yǔ)

測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程的制定能夠使數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)工作達(dá)到規(guī)范化、流程化，流程簡(jiǎn)潔明了，按流程規(guī)定的操作能鍛煉和提升運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)常見故障的快速判斷及處理能力，大大提高測(cè)震臺(tái)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行率和數(shù)據(jù)可用率。

圖4　測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程Fig.4　Quick judgment and processing flow of common troubles in digital seismic stations

圖5　未安裝環(huán)境監(jiān)控儀的測(cè)震臺(tái)站常見故障快速判斷及處理流程Fig.5　Quick judgment and processing flow to deal with common troubles in digital seismic stations without environmental monitor

(英文摘要

Quick Judgment and Processing Flow to Deal with Common Troubles in Digital Seismic Station

GAO Yue-xiong1,3, LIANG Yan2,3, GAO Wei-liang2,3, ZHANG Jia-rui2,3, TAI Yuan-dong1,3

(1.Linfen Central Seismological Station of Earthquake Administration of Shanxi Province, Linfen, Shanxi 041000, China;2.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan, Shanxi 030021, China;3.State Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan, Shanxi 030025, China)

Abstract:Common troubles appeared in stations of Shanxi Digital Seismic Network are classified. Large amounts of equipments and environment information output from comprehensive environmental monitoring system of stations are studied and the common troubles of the system are linked with the relevant environmental information. A working flow of quick judgment and processing to deal with common troubles is drawn, based on experience on maintenance for years.

Key words:Common trouble; Environment monitoring; Processing flow

作者簡(jiǎn)介：第一高躍雄(1972—)，男，山西省襄汾人。1995年畢業(yè)于西安地質(zhì)學(xué)院，工程師。

基金項(xiàng)目：山西省地震局科研項(xiàng)目(SBK—1307)。

收稿日期：2015-01-04

中圖分類號(hào)：P315.62

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-6265(2015)01-0006-07