鄭 康，劉永強(qiáng)

(太原市防震減災(zāi)局，山西 太原 030002)

0 引言

近年來，山西省地震前兆觀測(cè)體系逐步完善，市縣級(jí)流體、磁電、形變項(xiàng)目相繼建成，監(jiān)測(cè)能力不斷增強(qiáng)。由于標(biāo)準(zhǔn)不一，形成諸多異構(gòu)平臺(tái)和異構(gòu)數(shù)據(jù)，缺乏行之有效的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，造成地震監(jiān)測(cè)及分析預(yù)報(bào)工作的極大不便。前兆數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)的開發(fā)旨在解決各類儀器產(chǎn)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式不同、統(tǒng)計(jì)不規(guī)范、入庫不統(tǒng)一等突出問題。

1 前兆數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1.1 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境

前兆數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)采用典型的數(shù)據(jù)表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層C/S三層結(jié)構(gòu)[1]。數(shù)據(jù)表現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)與用戶進(jìn)行交互完成相關(guān)業(yè)務(wù)的功能，采用基于PowerBuilder專用客戶端方式；業(yè)務(wù)邏輯層由大量組件組成，憑借Sybase Jaguar實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢或管理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層依托Oracle大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性(見圖1)。

1.2 平臺(tái)系統(tǒng)組成

前兆數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)由四部分組成。管理中心軟件，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中數(shù)據(jù)管理、工作狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等大部分功能；TCP/IP通訊組件通過TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)“十五地震前兆設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)程”，與儀器相互通訊，采集觀測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)置工作參數(shù)；RS232串口通訊組件通過RS232協(xié)議，實(shí)現(xiàn)“九五”類儀器的數(shù)據(jù)采集和工作參數(shù)設(shè)置；數(shù)據(jù)服務(wù)組件通過TCPIP協(xié)議，與平臺(tái)客戶端軟件進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下載、信息傳送功能[2](見第47頁圖2)。

圖1 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Platform development environment structure

2 平臺(tái)主要功能

根據(jù)實(shí)際需要，平臺(tái)設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)如下功能：觀測(cè)儀器參數(shù)的設(shè)置與控制、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多種方式采集、通訊日志建立、數(shù)據(jù)查詢及圖形顯示、數(shù)據(jù)EIS2000輸出、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)和儀器運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

2.1 儀器參數(shù)設(shè)置與控制

通過此功能完成對(duì)觀測(cè)儀器的設(shè)置。設(shè)置項(xiàng)目有：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、表述參數(shù)、測(cè)量參數(shù)、設(shè)備屬性，同時(shí)還可對(duì)儀器直接控制，如重啟、校時(shí)等。這些參數(shù)直接影響儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)的大小(見第47頁圖3)。

各參數(shù)含義。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的內(nèi)容為IP地址、子網(wǎng)掩碼、缺省網(wǎng)關(guān)、服務(wù)端口數(shù)、服務(wù)端口號(hào)1、……、服務(wù)端口號(hào)n、設(shè)備ID、管理端地址、管理端端口號(hào)；表述參數(shù)的內(nèi)容為臺(tái)站代碼、測(cè)項(xiàng)代碼、測(cè)點(diǎn)經(jīng)度、測(cè)點(diǎn)緯度和測(cè)點(diǎn)高程；測(cè)量參數(shù)的內(nèi)容為采樣率、通道數(shù)、自定義參數(shù)個(gè)數(shù)、自定義參數(shù)值1、……、自定義參數(shù)值n，每項(xiàng)參數(shù)用ASCII碼表示，以空格符分隔，缺項(xiàng)內(nèi)容以“NULL” 表示，即ASCII碼值為0的字符。

圖2 平臺(tái)框架圖Fig.2 Platform frame

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集

通過觀測(cè)點(diǎn)的選擇來獲取相應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可接收儀器發(fā)過來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)補(bǔ)采操作。通過對(duì)“起始時(shí)間”和“結(jié)束時(shí)間”的設(shè)置，可選擇按時(shí)采集或按日采集。按時(shí)采集時(shí)，只采集時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)；按日采集時(shí)，一次采集一天的數(shù)據(jù)，采集過程中，窗口左邊顯示數(shù)據(jù)，右邊顯示通訊日志(見圖3)。

圖3 儀器參數(shù)設(shè)置與控制、數(shù)據(jù)采集界面圖Fig.3 Instrument parameter setting and control, Data acquisition interface

2.3 觀測(cè)數(shù)據(jù)查詢

觀測(cè)數(shù)據(jù)的查詢分兩種方式，數(shù)據(jù)方式與圖形+數(shù)據(jù)方式。數(shù)據(jù)方式查詢提供按觀測(cè)點(diǎn)、時(shí)間范圍條件，可以對(duì)分鐘值、時(shí)均值、日均值等數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(見圖4、第48頁圖5)；圖形+數(shù)據(jù)方式可同時(shí)顯示圖形及數(shù)據(jù)(見第48頁圖6)，窗口分為上下兩部分，上部分為圖形顯示，下部分為數(shù)據(jù)顯示。在圖形上，一次只顯示一個(gè)方向的強(qiáng)度或頻次，通過雙擊下部分?jǐn)?shù)據(jù)表格中的“北南長”“北南短”“東西長”“東西短”文字，可改變圖形顯示部分的圖形數(shù)據(jù)[3]。

圖4 數(shù)據(jù)查詢條件窗口Fig.4 Data query condition window

2.4 觀測(cè)數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理具有對(duì)異類數(shù)據(jù)校正、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)、EIS2000數(shù)據(jù)輸出、多格式月報(bào)生成等功能。

由于不同因素造成的異類數(shù)據(jù)可通過“數(shù)據(jù)校正”來進(jìn)行修改，使數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確、連續(xù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故

圖5 數(shù)據(jù)方式查詢條件結(jié)果示例Fig.5 Data mode query result example

圖6 圖形+數(shù)據(jù)方式查詢條件結(jié)果示例Fig.6 Graphical data mode query result example

障時(shí)，通過日?！皵?shù)據(jù)備份”功能，可使數(shù)據(jù)完整恢復(fù)到備份時(shí)間段，備份文件存放在安裝目錄下的DBBACKUP目錄中。平臺(tái)提供EIS2000系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的接口，將采集回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可接收的文件格式，窗口如圖7所示。數(shù)據(jù)輸出目錄在安裝目錄下的“文本數(shù)據(jù)”文件夾，文件命名格式為 “設(shè)備名稱-測(cè)項(xiàng)名稱-時(shí)間-時(shí)間種類.txt”，數(shù)據(jù)中的mi代表分鐘值、hh代表時(shí)均值、dd代表日均值。選擇“A4橫向”和“寬行打印紙”兩種紙張格式，打印任意測(cè)向及月份的時(shí)均值、日均值、Log值報(bào)表。

2.5 儀器運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

從前兆數(shù)據(jù)庫中讀取全部“九五”“十五”等各類儀器，集中顯示在列表中，采用定時(shí)器，定時(shí)讀取儀器告警記錄，及時(shí)通過監(jiān)控屏幕查看儀器的連接狀態(tài)、連接時(shí)間，并對(duì)數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)(見圖8)。

圖7 觀測(cè)數(shù)據(jù)輸出窗口Fig.7 Observation data output window

圖8 儀器聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)窗口Fig.8 Instrument on-line real-time monitoring status window

3 結(jié)語

前兆數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類前兆儀器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的傳輸、處理、管理與監(jiān)控等功能的統(tǒng)一，減少了異構(gòu)厄余數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提高了數(shù)據(jù)的實(shí)際可用率[4]，方便工作人員對(duì)數(shù)據(jù)的管理與操控。目前，平臺(tái)已在太原市地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣使用。