程樹(shù)岐，王西寶，劉海剛，王帥合，趙小賀

（臨沂地震監(jiān)測(cè)中心站，山東 臨沂 276000）

0 引言

《中國(guó)地震局黨組關(guān)于推進(jìn)地震臺(tái)站改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出了構(gòu)建“國(guó)家地震臺(tái)—省地震臺(tái)—中心站—一般監(jiān)測(cè)站”四級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)架構(gòu)的意見(jiàn)。中心站承擔(dān)轄區(qū)地震監(jiān)測(cè)設(shè)施運(yùn)行維護(hù)和保障業(yè)務(wù)，管理轄區(qū)一般監(jiān)測(cè)站。具體負(fù)責(zé)轄區(qū)地震監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)與改造、儀器裝備維護(hù)、計(jì)量標(biāo)校、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、異常核實(shí)等任務(wù)，承擔(dān)地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急相關(guān)工作。一般監(jiān)測(cè)站是測(cè)震及地球物理站網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的基本單元，分為基準(zhǔn)站和基本站，實(shí)行“有人看護(hù)、無(wú)人值守”的工作模式。地震臺(tái)站改革后，地震監(jiān)測(cè)中心站設(shè)備運(yùn)維任務(wù)將越來(lái)越繁重。

目前，科技的發(fā)展與進(jìn)步為各行業(yè)提供了技術(shù)支撐，算法的不斷優(yōu)化為信息技術(shù)以及大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了便利，大數(shù)據(jù)和人工智能為地震科技發(fā)展提供新的機(jī)遇。張博等[1]人依托Datist平臺(tái)開(kāi)發(fā)了遼寧省地震會(huì)商技術(shù)系統(tǒng)，孫藝等[2-3]在地震應(yīng)急指揮技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一套基于Android 平臺(tái)的地震應(yīng)急信息發(fā)布系統(tǒng)，丁曉光等[4]利用微信小程序開(kāi)發(fā)了無(wú)人值守臺(tái)站自動(dòng)化監(jiān)控程序，在地震會(huì)商業(yè)務(wù)、應(yīng)急業(yè)務(wù)和信息發(fā)布業(yè)務(wù)等方面極大地提高了臺(tái)站工作效率。按照中國(guó)地震局臺(tái)站改革要求，一般監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)設(shè)備全部納入中心站管理，新成立的中心站在觀測(cè)設(shè)備管理方面存在著管理不到位、在線監(jiān)控缺失、運(yùn)維效率低等問(wèn)題。目前尚未發(fā)現(xiàn)有針對(duì)中心站設(shè)備管理的相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)。

本文采用Browser/Server 架構(gòu)開(kāi)發(fā)一套中心站無(wú)人值守臺(tái)站工作模式下的觀測(cè)設(shè)備跟蹤管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、備機(jī)備件管理、設(shè)備維修跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的全生命周期跟蹤記錄。對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)備的設(shè)備信息、運(yùn)行狀態(tài)、維修記錄等進(jìn)行查詢(xún)統(tǒng)計(jì)，合理規(guī)劃運(yùn)維配件、運(yùn)維方式、運(yùn)維成本等任務(wù)，有利于優(yōu)化工作流程、保障儀器運(yùn)行和提高中心站管理效率。

1 需求分析

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理，符合地震臺(tái)站改革四級(jí)業(yè)務(wù)架構(gòu)下當(dāng)前工作需求。

1.1 管理需求

地震中心站改革后，地震臺(tái)站工作人員大部分集中到中心站工作，無(wú)人值守地震臺(tái)站數(shù)量將進(jìn)一步增加，中心站設(shè)備管理工作量將進(jìn)一步加大?！渡綎|省地震監(jiān)測(cè)站網(wǎng)運(yùn)維保障工作管理辦法》規(guī)定“各地震監(jiān)測(cè)中心站重點(diǎn)保障地震監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)維”。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套既適合地震中心站運(yùn)維工作，又簡(jiǎn)便快捷的地震觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)管理軟件系統(tǒng)，針對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)全生命周期跟蹤管理，符合目前中心站運(yùn)維管理工作需求。

1.2 技術(shù)需求

在以往工作中，地震值守人員處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)斷記時(shí)，可能設(shè)備已經(jīng)宕機(jī)數(shù)小時(shí)，對(duì)地震觀測(cè)的連續(xù)性造成了不可彌補(bǔ)的損失。研發(fā)一套在線運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震觀測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)維人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，及時(shí)排除故障，為地震觀測(cè)連續(xù)性提供可靠技術(shù)保障，滿(mǎn)足運(yùn)維工作的時(shí)效性需求。

1.3 效率需求

設(shè)計(jì)研發(fā)一套管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線跟蹤、維修跟蹤、備機(jī)備件跟蹤等管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的全生命周期跟蹤記錄并對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、供電設(shè)備的信息、運(yùn)行狀態(tài)和維修日志等進(jìn)行查詢(xún)統(tǒng)計(jì)，合理規(guī)劃運(yùn)維配件、運(yùn)維方式、運(yùn)維成本等任務(wù)，有利于優(yōu)化工作流程、保障儀器運(yùn)行、提高中心站運(yùn)維管理效率[5]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

地震中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)施跟蹤管理系統(tǒng)主要包含：（1）對(duì)在線設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控；（2）查詢(xún)?cè)O(shè)備的使用狀態(tài)；（3）設(shè)備維修信息的跟蹤管理；（4）設(shè)備信息的添加、修改、刪除管理；（5）用戶(hù)的添加、修改和刪除。根據(jù)具體的工作需求，管理系統(tǒng)涉及實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備查詢(xún)、設(shè)備維修、設(shè)備管理和用戶(hù)管理5 個(gè)功能模塊，各功能模塊通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。圖1 展示了地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)示意圖。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖Fig.1 System design

2.1 設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息添加、設(shè)備信息刪除、設(shè)備信息修改等功能。設(shè)備信息添加頁(yè)面需要選擇設(shè)備類(lèi)型，自動(dòng)生成設(shè)備編碼，輸入設(shè)備名稱(chēng)、型號(hào)、廠家、電話、責(zé)任人、入庫(kù)時(shí)間、標(biāo)定時(shí)間、使用狀態(tài)等，使用狀態(tài)為可選項(xiàng)，如果選擇在點(diǎn)運(yùn)行，則需要輸入站點(diǎn)名稱(chēng)，設(shè)備IP等信息。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊

通過(guò)調(diào)用控制臺(tái)命令方式，判斷設(shè)備管理模塊錄入設(shè)備的IP 是否在線。向?qū)崟r(shí)監(jiān)控模塊網(wǎng)頁(yè)輸出在線運(yùn)行設(shè)備的基本信息和在線情況，如在線，指示臺(tái)顯示綠色，如不在線顯示紅色?；拘畔⒖虬ǎ涸O(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備型號(hào)、IP 地址、運(yùn)行站點(diǎn)（圖2）。設(shè)備名稱(chēng)為超鏈接點(diǎn)擊進(jìn)入詳細(xì)信息頁(yè)面，其內(nèi)容包含：設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備編碼、設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、聯(lián)系電話、責(zé)任人、入庫(kù)時(shí)間、標(biāo)定時(shí)間、使用狀態(tài)、站點(diǎn)名稱(chēng)、IP地址、安裝時(shí)間等信息。

圖2 實(shí)時(shí)監(jiān)控頁(yè)面Fig.2 Real-time monitoring page

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3 System architecture

2.3 信息檢索模塊

信息檢索模塊，可以根據(jù)設(shè)備狀態(tài)檢索，也可以根據(jù)設(shè)備名稱(chēng)、型號(hào)、廠家、聯(lián)系人、責(zé)任人等信息進(jìn)行設(shè)備模糊檢索。檢索結(jié)果可導(dǎo)出Excel表格。

2.4 故障跟蹤模塊

在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)故障，可根據(jù)設(shè)備編號(hào)精準(zhǔn)定位設(shè)備，然后在故障跟蹤模塊添加故障信息，對(duì)設(shè)備維修過(guò)程進(jìn)行跟蹤，直至設(shè)備維修完成重新投入使用。在設(shè)備故障跟蹤模塊選擇修復(fù)，一條完整的維修過(guò)程信息即完成錄入，該信息伴隨設(shè)備全生命周期，隨時(shí)可以在設(shè)備信息里查閱到。

2.5 用戶(hù)管理模塊

用戶(hù)管理模塊是添加和管理用戶(hù)信息的單元。為安全起見(jiàn)，用戶(hù)管理模塊只支持管理員分配用戶(hù)功能，不支持用戶(hù)注冊(cè)功能。根據(jù)權(quán)限分為超級(jí)管理員、設(shè)備管理員和領(lǐng)導(dǎo)用戶(hù)。超級(jí)管理員具有全部權(quán)限，設(shè)備管理員只具有設(shè)備管理權(quán)限，不具備用戶(hù)管理權(quán)限，領(lǐng)導(dǎo)用戶(hù)為全流程瀏覽權(quán)限用戶(hù)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

為解決中心站運(yùn)維工作需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用Browser/Server 架構(gòu)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言管理數(shù)據(jù)庫(kù)和表，利用SQL 語(yǔ)言添加、修改和查詢(xún)記錄[5]，并使用.net語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)各項(xiàng)功能。管理系統(tǒng)根據(jù)工作需求設(shè)計(jì)設(shè)備管理模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，信息檢索模塊，故障跟蹤模塊，用戶(hù)管理模塊等五個(gè)功能模塊。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用Browser/Server 架構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)，將系統(tǒng)安裝在遠(yuǎn)端服務(wù)器，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)遠(yuǎn)端瀏覽器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、交換和系統(tǒng)運(yùn)行。

3.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境

前端核心模版：Layerui、Metronic 等；JS核心框架：JQuery、JQuery Mobile、Backbone;CSS 框架：Twitter Bootstrap、Layer；客戶(hù)端驗(yàn)證：根據(jù)JQuery Validation；富文本在線 編輯：Ueditor；上傳控件：Webuploader；圖表控件：Echarts；頁(yè)面布局：JQuery layout；數(shù)據(jù)表格：JqGrid；對(duì)話框：Jayer；樹(shù)結(jié)構(gòu)控件：JQuery zTree；日期控件：LayerDate；字體庫(kù)：阿里巴巴圖標(biāo)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)：.NET Framework 4.5；視圖框架：ASP.NET MVC3；客戶(hù)端會(huì)話：Session會(huì)話技術(shù)；序列化：Newtonsoft.Json；Api：Aspnet.WebApi；緩存：基于List或Dictionary 實(shí)現(xiàn)單機(jī)內(nèi)存級(jí)緩存；數(shù)據(jù)庫(kù)：MSSQL。

3.3 主要代碼

由于系統(tǒng)代碼較多，選取實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊主要代碼進(jìn)行描述。

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊主要代碼：

3.4 運(yùn)行環(huán)境

（1）服務(wù)器硬件環(huán)境要求：處理器Intel(R) Core(TM) i5 及以上，處理器基本頻率不低于1.60 GHz，最大睿頻頻率2.30 GHz 以上；安裝內(nèi)存（RAM）4.00 GB以上；硬盤(pán)500G以上。

（2）服務(wù)器軟件環(huán)境要求：安裝Windows Sever 2018 版或者Windows 10 企業(yè)版；安裝IIS且正確配置IIS，IIS 是指互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)，Internet Information Services，是微軟提供的基于運(yùn)行Windows 的互聯(lián)網(wǎng)基本服務(wù)；安裝配置為SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫(kù)。SQL Server 2008 R2是微軟Microsoft 提供的一款完整企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，屬于SQL Server 2008 的升級(jí)版，包括了可管理的自服務(wù)商業(yè)智能(BI)工具，支持大型數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為任何規(guī)模的應(yīng)用提供完備的信息平臺(tái)。SQL Server 2008 R2 引入了一系列的新功能，并且增強(qiáng)了開(kāi)發(fā)能力，提高了可管理性。

4 應(yīng)用測(cè)試

4.1 系統(tǒng)性測(cè)試

本測(cè)試采用目前通用的JMeter4.0 壓力測(cè)試工具進(jìn)行測(cè)試，接入電信服務(wù)商為中國(guó)電信100M 寬帶，并發(fā)數(shù)根據(jù)中心站同時(shí)在線人數(shù)極限500人設(shè)定。測(cè)試參數(shù)和結(jié)果如表1所示，測(cè)試軟件返回結(jié)果評(píng)價(jià)為優(yōu)良。

表1 系統(tǒng)性測(cè)試參數(shù)和結(jié)果

4.2 可靠性測(cè)試

分別對(duì)系統(tǒng)的成熟性、容錯(cuò)性、恢復(fù)性、數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制四個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試。

（1）成熟性測(cè)試：使用的容量達(dá)到規(guī)定的極限時(shí)，系統(tǒng)不崩潰、不異常退出也不丟失數(shù)據(jù)，在達(dá)到極限時(shí)給出預(yù)警；試圖使用的容量超出規(guī)定極限時(shí)，系統(tǒng)不崩潰、不異常退出也不丟失數(shù)據(jù)，但給出預(yù)警。

（2）容錯(cuò)性測(cè)試：當(dāng)用戶(hù)執(zhí)行錯(cuò)誤操作時(shí)，系統(tǒng)給出相應(yīng)的提示信息；用戶(hù)輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)不崩潰、不異常退出也不丟失數(shù)據(jù)，給出相應(yīng)的提示信息；用戶(hù)有錯(cuò)誤操作時(shí)，系統(tǒng)不崩潰、不異常退出也不丟失數(shù)據(jù)[6]，給出相應(yīng)的提示信息。

（3）恢復(fù)性測(cè)試：系統(tǒng)運(yùn)行失效后，能較快重建系統(tǒng)。

（4）數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制測(cè)試：對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)的有效性[6]，系統(tǒng)更新或刪除功能不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)；對(duì)不符合要求的輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能使用中文給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的提示信息。

4.3 易用性測(cè)試

本測(cè)試分別對(duì)系統(tǒng)的頁(yè)面風(fēng)格一致性、易瀏覽性、易操作性三個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：

（1）頁(yè)面風(fēng)格一致性測(cè)試：頁(yè)面結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航、菜單、鏈接、搜索、翻頁(yè)、字體、列表、日期和數(shù)據(jù)精度的風(fēng)格一致。

（2）易瀏覽性測(cè)試：系統(tǒng)界面組件提示操作信息均有明顯顯示；輸入、輸出設(shè)計(jì)規(guī)矩，輸出結(jié)果應(yīng)簡(jiǎn)潔、直觀、美觀、方便閱讀、易懂和實(shí)用；界面簡(jiǎn)潔、美觀、實(shí)用，風(fēng)格相對(duì)一致，符合辦公習(xí)慣[7]。在界面、交互、輸出中的用語(yǔ)與業(yè)務(wù)用語(yǔ)一致。

（3）易操作性測(cè)試：執(zhí)行不可逆操作時(shí)，系統(tǒng)給出相應(yīng)提示。軟件操作簡(jiǎn)便，系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)操作[8]。

4.4 安全性測(cè)試

本測(cè)試分別從信息所有權(quán)驗(yàn)證、安全漏洞掃描進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：

（1）信息所有權(quán)驗(yàn)證測(cè)試：系統(tǒng)同一權(quán)限的不同用戶(hù)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，能保證每條信息的安全。

（2）安全漏洞掃描測(cè)試：使用App Scan 工具掃描，系統(tǒng)顯示安全。

5 結(jié)論與建議

（1）本項(xiàng)目聘請(qǐng)第三方專(zhuān)業(yè)公司軟件測(cè)試人員進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試人員經(jīng)過(guò)深入細(xì)致的調(diào)研，按照行業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)制定了測(cè)試計(jì)劃，并按照計(jì)劃對(duì)地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，包含系統(tǒng)性測(cè)試、可靠性測(cè)試、易用性測(cè)試、安全性測(cè)試。經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果分析，認(rèn)為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、用戶(hù)體驗(yàn)良好、系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，可以將本地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)投入實(shí)際工作應(yīng)用。

（2）本地震監(jiān)測(cè)中心站觀測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)跟蹤管理系統(tǒng)，滿(mǎn)足了當(dāng)前地震監(jiān)測(cè)中心站部分工作需求，并具備網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、備份功能。隨著系統(tǒng)投入使用，系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量的加大，服務(wù)器運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壓力將進(jìn)一步加大，下一步需要在硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面加大資源投入力度，以保證系統(tǒng)高效、可靠、安全運(yùn)行。