地震臺(tái)站監(jiān)測(cè)運(yùn)維技術(shù)革新及運(yùn)用

尹傳兵 丁雨

摘? 要：安徽省淮北地震臺(tái)作為洞體形變觀測(cè)臺(tái)站，目前擁有DSQ型水管傾斜儀、SS-Y型伸縮應(yīng)變儀和SSQ-2I型石英水平擺三套地形變數(shù)字化觀測(cè)儀器，運(yùn)行十多年來(lái)，淮北臺(tái)從制度管理模式、人員業(yè)務(wù)水平到觀測(cè)技術(shù)革新不斷探索創(chuàng)新，數(shù)據(jù)處理和內(nèi)在質(zhì)量得到大幅提升，觀測(cè)質(zhì)量從原先的全國(guó)中游水平，躍居全國(guó)領(lǐng)先水平。2012年以來(lái)，在全省、全國(guó)觀測(cè)質(zhì)量評(píng)比中取得了可喜的成績(jī)。

關(guān)鍵詞：地震監(jiān)測(cè);技術(shù)革新;成果應(yīng)用;觀測(cè)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：P315.78? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）26-0160-03

Abstract： Huaibei Seismological Station in Anhui Province， as a cave deformation observation station， currently has three sets of digital observation instruments for topographic deformation， namely， DSQ water pipe tiltmeter， SS-Y telescopic strain gauge， and SSQ-2I quartz horizontal pendulum， which have been in operation for more than ten years. Huaibei Station has continuously explored and innovated from the system management mode， personnel business level to observation technology innovation， data processing and internal quality have been greatly improved， and the observation quality has jumped from the original national middle level to the national leading level. Since 2012， gratifying achievements have been made in provincial and national observation quality evaluation.

Keywords： seismic monitoring; technical innovation; application of results; observation quality

引言

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)發(fā)表了一系列重要論述，多次就防震減災(zāi)工作作出重要批示，提出了“兩個(gè)堅(jiān)持、三個(gè)轉(zhuǎn)變”防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)新理念新思想新戰(zhàn)略。監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)是防震減災(zāi)工作的核心業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)支撐，地震監(jiān)測(cè)是開(kāi)展監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、學(xué)科研究的基礎(chǔ)保障。地震臺(tái)站始終以震情為中心，聚焦主責(zé)主業(yè)，從觀測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)監(jiān)控、運(yùn)維保障和應(yīng)用研究等方面，不斷提升地震監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理的能力，確保產(chǎn)出準(zhǔn)確可靠的高質(zhì)量監(jiān)測(cè)資料。

1 業(yè)務(wù)日常管理，形成良性機(jī)制

臺(tái)站定期對(duì)觀測(cè)系統(tǒng)和日常工作開(kāi)展全面排查和總結(jié)，掃描故障隱患和工作漏洞，嚴(yán)格執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)維、觀測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)范要求，增強(qiáng)日常值班巡查力度，強(qiáng)化工作組督促管理。建立觀測(cè)資料核查機(jī)制，實(shí)行復(fù)核、審查、抽查三級(jí)檢查，建立任務(wù)清單，明確任務(wù)責(zé)任人，確保每項(xiàng)工作復(fù)核全覆蓋。建立故障響應(yīng)機(jī)制，明確應(yīng)對(duì)突發(fā)故障響應(yīng)流程和操作指南，分級(jí)響應(yīng)管理處置，小故障值班人能快速處理恢復(fù)，大故障值班人及時(shí)報(bào)告并組織開(kāi)展搶修，重大故障及時(shí)報(bào)告并能快速查明故障原因，確保系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。建立業(yè)務(wù)交流機(jī)制，與省地震局、中國(guó)局業(yè)務(wù)管理部門(mén)保持聯(lián)系溝通，及時(shí)落實(shí)觀測(cè)資料監(jiān)控反饋意見(jiàn)，業(yè)務(wù)操作與上級(jí)業(yè)務(wù)規(guī)范要求保持同步一致，業(yè)務(wù)操作指南有效性。加強(qiáng)臺(tái)站內(nèi)部業(yè)務(wù)問(wèn)題匯總和討論，促使工作人員業(yè)務(wù)操作的統(tǒng)一化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

監(jiān)測(cè)工作的重點(diǎn)是保障觀測(cè)儀器穩(wěn)定，觀測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)可用。監(jiān)測(cè)工作的連續(xù)性、及時(shí)性，要求工作責(zé)任貫穿每天24小時(shí)，值班人員須具備高度的責(zé)任心和過(guò)硬的業(yè)務(wù)素質(zhì)。對(duì)種種突發(fā)問(wèn)題，能沉著冷靜地查找原因、分析問(wèn)題，采取有效處理措施。觀測(cè)系統(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)斷網(wǎng)、斷記，值班人員須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，快速判定是供電、網(wǎng)絡(luò)還是觀測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題，明確原因初步搶修，及時(shí)向電信、供電等部門(mén)咨詢協(xié)調(diào)并將故障事件上報(bào)，盡最大努力保證儀器運(yùn)行穩(wěn)定?；幢迸_(tái)現(xiàn)實(shí)行大值班制，要求業(yè)務(wù)工作人人都要會(huì)、業(yè)務(wù)技能人人都要精，為觀測(cè)儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供技術(shù)支撐和人員保障。要求按照規(guī)范要求和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)完成數(shù)據(jù)收集、入庫(kù)、轉(zhuǎn)換等工作，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行突跳、臺(tái)階、缺數(shù)等預(yù)處理，對(duì)儀器狀態(tài)、數(shù)據(jù)情況和天氣過(guò)程等認(rèn)真日志記錄，核實(shí)氣象數(shù)據(jù)、地震參數(shù)等資料，準(zhǔn)確記錄到觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線上地震、氣象等干擾事件信息，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)、可用。

2 技術(shù)革新，提高系統(tǒng)運(yùn)維水平

淮北臺(tái)圍繞觀測(cè)山洞監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行維護(hù)中存在潮濕大、落雷區(qū)和觀測(cè)點(diǎn)距離遠(yuǎn)等薄弱環(huán)節(jié)，組織人員開(kāi)展技術(shù)會(huì)商，引入新方法、新技術(shù)、新思路，組織實(shí)施技術(shù)革新，提高儀器運(yùn)行管理水平，降低儀器故障率，促進(jìn)觀測(cè)資料質(zhì)量提升。

2.1 山洞密封改造

為提高觀測(cè)資料的內(nèi)在質(zhì)量，降低干擾，最大限度減少山洞內(nèi)外空間的氣流微交換。2010年05月初，臺(tái)站組織人員，對(duì)硐室最內(nèi)部未利用部分空間添加兩道磚砌實(shí)墻進(jìn)行封堵，對(duì)于硐室過(guò)墻下水道增加彎管進(jìn)行注水密封。

經(jīng)分析，山洞密封有效降低大風(fēng)、氣壓對(duì)洞體形變觀測(cè)的干擾，尤其是對(duì)傾斜類儀器抑制風(fēng)擾效果更為明顯。應(yīng)用成果《密封措施對(duì)降低洞體形變觀測(cè)氣象類因素干擾的效果與分析》公開(kāi)發(fā)表在2014年第3期《華南地震》科技核心期刊上，為實(shí)際工作中降低洞體形變觀測(cè)的干擾提供實(shí)用、可靠的辦法。

2.2 電源遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

2016年引入新技術(shù)，基于IP網(wǎng)絡(luò)多模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多通道控制，控制功能界面化、可視化操作，信號(hào)有效控制率高，同時(shí)接入山洞視頻控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟，通過(guò)視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)了解山洞電源工作狀態(tài)及控制有效性。

技術(shù)應(yīng)用后，山洞視頻監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)頻次顯著下降，遭遇雷雨天氣，臺(tái)站工作人員可有效對(duì)山洞內(nèi)市電遠(yuǎn)程切換，降低觀測(cè)系統(tǒng)遭雷擊風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，淮北臺(tái)山洞觀測(cè)系統(tǒng)雷擊故障事件頻次降低。

2.3 山洞配件防潮措施

山洞內(nèi)儀器配件，前置放大器、傳感器每年因洞內(nèi)潮濕出現(xiàn)儀器故障，基于儀器觀測(cè)原理，不影響連續(xù)觀測(cè)的情況下，對(duì)前置放大器、傳感器分別采取防潮措施，前置放大器用密封袋密封，內(nèi)放置干燥劑，對(duì)新傳感器用密封膠進(jìn)行密封處理，以達(dá)到密封、防潮作用。技術(shù)實(shí)施后，洞內(nèi)前置放大器、傳感器的故障率較往年出現(xiàn)明顯下降。

3 成果應(yīng)用，提高業(yè)務(wù)能力和運(yùn)維水平

臺(tái)站工作人員圍繞洞體水管傾斜觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行、儀器運(yùn)維等方面開(kāi)展科研項(xiàng)目，加強(qiáng)觀測(cè)資料分析處理，總結(jié)提煉運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提高業(yè)務(wù)能力和維護(hù)水平。

成果一：2012年，完成了省局合同制課題《數(shù)字化水管儀維護(hù)維修》，項(xiàng)目對(duì)儀器因環(huán)境變化、系統(tǒng)故障等原因引起的數(shù)據(jù)異常表象形態(tài)及原因進(jìn)行剖析總結(jié)，提出了觀測(cè)數(shù)據(jù)典型異?，F(xiàn)象及故障的判定方法和檢查思路，對(duì)臺(tái)站做好觀測(cè)儀器的日常維護(hù)維修具有參考意義。

項(xiàng)目成果應(yīng)用于水管觀測(cè)日常運(yùn)行維護(hù)，提高了工作人員干擾識(shí)別和故障判定的能力，成果《數(shù)據(jù)表象特征在儀器維護(hù)中的應(yīng)用》發(fā)表2012年第5/6期《地震地磁觀測(cè)研究》科技核心期刊。

成果二：2013年，完成了省局合同制課題《數(shù)字化形變儀器標(biāo)定調(diào)試經(jīng)驗(yàn)》，項(xiàng)目依據(jù)形變觀測(cè)規(guī)范要求，結(jié)合數(shù)字化形變儀器日常維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，分析校準(zhǔn)工作中常見(jiàn)故障與校準(zhǔn)結(jié)果數(shù)據(jù)表象特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系及注意事項(xiàng)，提出“二次校準(zhǔn)”法和“快、準(zhǔn)、簡(jiǎn)”3字校準(zhǔn)要訣，建立儀器校準(zhǔn)新流程，供形變儀器校準(zhǔn)參考。

項(xiàng)目成果應(yīng)于水管觀測(cè)標(biāo)定維護(hù)，提高了儀器標(biāo)定工作效率和標(biāo)定精度，有效降低對(duì)儀器連續(xù)觀測(cè)的影響，成果《數(shù)字化形變儀器校準(zhǔn)》發(fā)表2014年第3/4期《地震地磁觀測(cè)研究》科技核心期刊。

成果三：2018年，完成了省局合同制課題《淮北臺(tái)DSQ與SSQ傾斜觀測(cè)對(duì)比分析》，項(xiàng)目對(duì)2010-2016年兩套傾斜觀測(cè)資料的日均值，從年零漂差異、年變幅差異、年度變化趨勢(shì)、數(shù)據(jù)一致性和降水干擾方面進(jìn)行對(duì)比分析，并給出差異原因解釋，結(jié)果表明：由于山洞走向、儀器工作原理的差異，DSQ線傾斜儀觀測(cè)和SSQ點(diǎn)傾斜觀測(cè)的分量差異性顯著。

項(xiàng)目成果使工作人員對(duì)儀器原理、觀測(cè)質(zhì)量及干擾等方面有更進(jìn)一步的了解。

成果四：2018年，完成了省局青年基金《淮北臺(tái)洞體形變觀測(cè)中的氣壓干擾機(jī)制分析》，項(xiàng)目通過(guò)分析氣壓因素短時(shí)間擾動(dòng)對(duì)洞體地傾斜（DSQ儀、SSQ-2I儀）和洞體應(yīng)變（SS-Y儀）觀測(cè)影響特征及其差異的基礎(chǔ)上，從地球物理學(xué)角度進(jìn)行干擾機(jī)制分析。

項(xiàng)目成果，氣壓對(duì)淮北臺(tái)洞體形變觀測(cè)有顯著干擾，其中對(duì)SS-Y儀干擾最明顯、SSQ-2I儀次之、DSQ儀最弱，結(jié)合儀器工作原理，深入研究這種同一氣壓擾動(dòng)情況下，在傾斜儀和應(yīng)變儀觀測(cè)資料上所顯示的差異，即同一地表荷載力源作用下，地表形變反映出的水平和垂直應(yīng)變存在的顯著區(qū)別及其地球物理學(xué)機(jī)制。

臺(tái)站積極推動(dòng)項(xiàng)目成果的應(yīng)用推廣，及時(shí)將成果應(yīng)用于淮北臺(tái)日常觀測(cè)工作及系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的同時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)中心業(yè)務(wù)培訓(xùn)、臺(tái)站間業(yè)務(wù)交流等方式，已向同類兄弟臺(tái)站交流推廣項(xiàng)目成果及應(yīng)用情況并取得一定成效。

4 學(xué)習(xí)交流，不斷提升團(tuán)隊(duì)整體業(yè)務(wù)水平

隨著新技術(shù)、新方法的應(yīng)用發(fā)展，監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析模式、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)對(duì)臺(tái)站監(jiān)測(cè)人員提出了更高的要求，要求觀測(cè)人員熟悉掌握水管傾斜專業(yè)知識(shí)和儀器工作原理，深入解讀全國(guó)、全省觀測(cè)規(guī)范和評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合臺(tái)站觀測(cè)實(shí)際，制定操作性強(qiáng)的實(shí)施細(xì)則和工作流程，指導(dǎo)觀測(cè)日常工作。在觀測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、故障判定、評(píng)比規(guī)范等方面定期開(kāi)展全面學(xué)習(xí)培訓(xùn)。同時(shí)注重技術(shù)儲(chǔ)備和人才建設(shè)，在業(yè)務(wù)管理、趨勢(shì)會(huì)商、數(shù)據(jù)跟蹤分析、儀器故障維修等崗位開(kāi)展輪換。通過(guò)多種形式走出臺(tái)站，向省內(nèi)外優(yōu)秀臺(tái)站學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)技能和管理經(jīng)驗(yàn)，積極參加中國(guó)局、省局各類培訓(xùn)、學(xué)習(xí)活動(dòng)，做好回崗再培訓(xùn)工作，促進(jìn)臺(tái)站業(yè)務(wù)能力的整體提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)用，淮北臺(tái)水管傾斜觀測(cè)質(zhì)量及運(yùn)維水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。2012-2018年，全省觀測(cè)質(zhì)量評(píng)比中獲得前三名，其中2012-2015、2017、2018獲得一名。2011、2015年度全國(guó)觀測(cè)質(zhì)量評(píng)比獲得第三名，2016年度形變綜合獲得第三名。

山洞密封改造、遠(yuǎn)程電源控制、洞內(nèi)配件防潮等新技術(shù)在水管傾斜觀測(cè)中的應(yīng)用，確保水管傾斜觀測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，多年來(lái)觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行率、數(shù)據(jù)完整率平均達(dá)到99%以上。

2012-2018年，淮北臺(tái)在地震監(jiān)測(cè)與科研方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，全國(guó)評(píng)比實(shí)現(xiàn)突破，相繼獲得多項(xiàng)全國(guó)評(píng)比前三名，業(yè)務(wù)工作達(dá)到中國(guó)局學(xué)科組表?yè)P(yáng)，形變工作年報(bào)、月報(bào)作為樣板向全國(guó)推廣，承擔(dān)完成中國(guó)局、省局各類科研課題14項(xiàng)，公開(kāi)發(fā)表業(yè)務(wù)文章17篇，觀測(cè)資料應(yīng)用于年度趨勢(shì)會(huì)商報(bào)告連續(xù)16年考評(píng)獲得前三名。

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