天津臺網(wǎng)水溫觀測系統(tǒng)事件數(shù)據(jù)跟蹤分析＊

王云泉 龔永儉 王建國 張長軒 劉學(xué)領(lǐng) 程立康 吳博洋

（天津市地震局，天津 300201）

引言

地下流體廣泛地賦存于地殼巖體的空隙之中，由于具有可自由流動性，成為了地殼動力過程中最活躍的因素。觀測地下流體的各種物理、化學(xué)動態(tài)，一直被作為探索地震預(yù)報科學(xué)的有希望的途徑[1-2]。水溫作為地下流體學(xué)科的一個重要的物理測項，在大量地震的震前均有突出的異常表現(xiàn)[3-8]，車用太等[4]在對汶川MS8.0 地震的震前異常的研究中發(fā)現(xiàn)，地下流體異常幾乎達到全部震前異常的46%，而水溫異常又約占到流體異常的40%，由此也可見水溫在地震預(yù)測中的重要性。然而，水溫觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量制約著地震預(yù)測的效能[9]，實踐中，并非所有的水溫異常均揭示了地下介質(zhì)的應(yīng)力變化，反映地下熱動力學(xué)過程，以及預(yù)示地震的孕育與發(fā)展，大量的水溫異常卻源于觀測系統(tǒng)、自然環(huán)境、場地環(huán)境、人為干擾和地球物理事件的影響[10-13]。準(zhǔn)確判定水溫異常的成因，剔除干擾數(shù)據(jù)，在地震預(yù)測工作中尤為重要。觀測數(shù)據(jù)跟蹤分析旨在落實中國地震局《關(guān)于加強地震監(jiān)測預(yù)報工作的意見》，推進地震監(jiān)測與預(yù)測工作的緊密結(jié)合，對地球物理臺網(wǎng)的大數(shù)據(jù)變化進行持續(xù)監(jiān)控和跟蹤，對各類非正常的數(shù)據(jù)變化，通過技術(shù)手段，深入挖掘影響因素，對數(shù)據(jù)受影響的特征及影響因素的關(guān)聯(lián)進行分析，從而服務(wù)于地震預(yù)測工作[14]。天津流體臺網(wǎng)自2013 年12 月開始開展數(shù)據(jù)跟蹤分析工作，截止2020 年5 月，產(chǎn)出了600 余條非正常事件的分析記錄，對上述記錄的梳理和研究，是推進數(shù)據(jù)跟蹤分析工作的基礎(chǔ)和保障。我們在對天津流體臺網(wǎng)2013 年12 月—2020 年5 月的水溫數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄進行梳理時發(fā)現(xiàn)，觀測系統(tǒng)故障類事件在水溫觀測數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄中的占比較大，這可能源于水溫觀測并不像水位觀測那樣容易受到自然環(huán)境和場地環(huán)境的影響。水溫觀測系統(tǒng)事件的排查又較為困難，對該類事件的數(shù)據(jù)跟蹤進行全面分析，其成果更具有指導(dǎo)意義。為此，我們專門對水溫觀測系統(tǒng)事件的數(shù)據(jù)跟蹤分析進行了研究。

1 天津臺網(wǎng)水溫觀測概述

天津臺網(wǎng)水溫觀測井孔共有10 口，包括：高村井、寶坻新臺井、辛莊井、靜海井、張道口-1 井、寧河井、漢1 井、桑梓井、王3 井、薊縣臺井。各井孔類型不一，有油井、基巖井、土層井、咸水層井、第三系沉積層井；井孔深度也不一，深度85—3 402.81 m不等，跨度較大。在天津區(qū)域內(nèi)，水溫觀測井孔既有足夠的密度，又有各典型層位的井孔，具有一定的監(jiān)測能力。表1 為各井孔及水溫觀測使用的儀器、探頭投放深度等基礎(chǔ)信息（部分測點儀器近年來有更新，更新完成后，原儀器停止觀測。表中給出了更新儀器的啟用時間）。

表 1 天津臺網(wǎng)水溫觀測井孔和儀器信息一覽表Table 1 Information of water temperature observation wells and instruments in Tianjin network

天津臺網(wǎng)水溫觀測使用的數(shù)字式溫度計（又稱為“水溫儀” ）分為2 個系列：①中國地震局地殼應(yīng)力研究所研制生產(chǎn)的SZW 系列，包括：SZW-1 型數(shù)字式溫度計、SZW-1A 型數(shù)字式溫度計、DRSW-1 型地?zé)崴痪C合觀測儀和SZW-2 型數(shù)字式溫度計。該類數(shù)字式溫度計采用石英晶體傳感器（又稱為“探頭” ），其利用石英諧振器的自振頻率隨溫度變化的特性來檢測水溫。由于石英晶體高純度的特性，決定了其具有高Q值，其頻率—溫度變換關(guān)系可以表示為：T＝A0＋A1f＋A2f2＋A3f3＋A4f4……，其中：f為石英諧振器的自振頻率，T為石英諧振器的溫度，A1、A2、A3、A4……則是隨著每個石英溫度傳感器的個性不同而不同的常數(shù)；②北京中科光大自動化有限公司研制生產(chǎn)的ZKGD 系列地下流體自動監(jiān)測系統(tǒng)。該類儀器有水溫觀測功能，水溫觀測采用鉑電阻傳感器，其利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性來檢測水溫。2 個系列的數(shù)字式溫度計（水溫儀）在硬件組成方面均由主機和傳感器構(gòu)成（部分早期產(chǎn)品，例如SZW-1 型數(shù)字式溫度計、SZW-1A 型數(shù)字式溫度計、DRSW-1 型地?zé)崴痪C合觀測儀的網(wǎng)絡(luò)通訊接口獨立于主機，通過RS232 串口線與主機相連）。

2 水溫觀測系統(tǒng)事件實例分析

2013 年12 月—2020 年5 月，天津流體臺網(wǎng)水溫觀測共產(chǎn)出觀測系統(tǒng)事件36 條，其中：16 條事件記錄由主機故障引起，7 條事件記錄由傳感器（線路）故障引起，3 條事件記錄由避雷故障引起，10 條事件記錄由供電故障（包括交、直流切換）引起。各種因素影響的事件在各井孔中沒有明顯的聚集性反應(yīng)。

2.1 主機故障

如前所述，水溫觀測使用的數(shù)字式溫度計均包括主機和傳感器（探頭）2 個部分（SZW-1 型數(shù)字式溫度計、SZW-1A 型數(shù)字式溫度計和DRSW-1 型地?zé)崴痪C合觀測儀的網(wǎng)絡(luò)通訊接口獨立于主機）。主機負責(zé)數(shù)據(jù)的采集和處理，其內(nèi)部在功能上可能分成供電電路部分、數(shù)采電路部分以及網(wǎng)絡(luò)通訊部分，數(shù)采部分和網(wǎng)絡(luò)通訊部分依賴于供電電路部分，供電電路故障往往會導(dǎo)致數(shù)采部分不能工作，數(shù)據(jù)缺測；數(shù)采部分故障則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測、數(shù)據(jù)錯誤。單純的網(wǎng)絡(luò)通訊部分故障，往往不會引起觀測數(shù)據(jù)異常[15]，除非數(shù)采部分與通訊部分是集成在一起的（例如：SZW-2 型數(shù)字式溫度計）。實踐中，主機故障往往不能自行恢復(fù)，需要人工介入解決，但也有少量的例外。

主機供電部分故障主要是數(shù)字式溫度計內(nèi)部的電源適配器故障，該電源適配器的功能是將220 V的交流電壓轉(zhuǎn)換成15 V 的直流電壓，供儀器電源板，由電源板轉(zhuǎn)換成12 V、9 V、5 V 直流電壓供儀器各部件使用。該類故障導(dǎo)致電源適配器后端沒有直流電輸出，儀器主機和傳感器均不能工作，例如：2015年12 月9 日，王3 井水溫因SZW-1A 型數(shù)字式溫度計主機內(nèi)部電源適配器故障無直流電壓輸出，自動轉(zhuǎn)為電瓶供電（該儀器為交、直流并行供電），后因電瓶電壓過低不再能滿足工作，主機于08：57 自動關(guān)機。當(dāng)日14：30，寶坻臺值班人員遠程檢查儀器運行狀態(tài)時發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)故障，趕赴王3 井現(xiàn)場維修?，F(xiàn)場測量電瓶直流電壓低于9 V 且不穩(wěn)定，拔掉直流電插頭后，儀器前面板指示燈全滅。通過對主機由外到內(nèi)逐步檢查，發(fā)現(xiàn)主機內(nèi)部電源適配器損壞，無電壓輸出。更換主機內(nèi)部電源適配器及電瓶，17：04 水溫觀測恢復(fù)正常。此類故障的排查過程是：檢查儀器前面板是否有顯示或指示燈閃爍，檢查電瓶電壓是否過低，嘗試更換新電瓶后看主機能否正常工作。如在新電瓶下主機能正常工作，則從交流電電源線、主機外部保險管、內(nèi)部電源適配器，由外至內(nèi)逐步檢查，從而排除故障。

主機死機是儀器程序故障，是主機在運行過程中突發(fā)故障導(dǎo)致時鐘停止或停止采數(shù)，這種故障多是隨機的，但老舊儀器出現(xiàn)的頻次更多些，筆者認(rèn)為這可能與儀器內(nèi)部元器件的老化有關(guān)。死機故障在張道口-1 井SZW-1A 型數(shù)字式溫度計、寧河臺井SZW-1A 型數(shù)字式溫度計和高村井SZW-1 型數(shù)字式溫度計都出現(xiàn)過。主機死機表現(xiàn)為顯示停滯，導(dǎo)致的結(jié)果是觀測數(shù)據(jù)缺測，這種故障通過人工斷電重啟能有效排除。

主機故障也可能出現(xiàn)時鐘錯誤。例如：2016 年9 月20 日09：32—17：43，高村井水溫（測點B）觀測數(shù)據(jù)缺測，系SZW-1 型數(shù)字式溫度計時鐘紊亂導(dǎo)致。當(dāng)日14：30，寶坻臺值班人員在對儀器運行狀態(tài)的例行檢查時發(fā)現(xiàn)高村井水溫（測點B）SZW-1 型數(shù)字式溫度計時鐘于當(dāng)日09：32 發(fā)生紊亂，去現(xiàn)場恢復(fù)。這種故障的排查往往可以通過查看主機面板的顯示即可，有些儀器的故障可以通過遠程對鐘的方式解決；有些則需要到現(xiàn)場斷電，之后再校對時鐘解決，例如SZW-1 數(shù)字式溫度計。時鐘紊亂會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲發(fā)生錯誤，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失；另外，若采用斷電重啟方式恢復(fù)，也可能會導(dǎo)致之前數(shù)據(jù)全部丟失，例如SZW-1 型數(shù)字式溫度計。

主機部件老化也可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤，這種錯誤往往是曲線無規(guī)則的畸變。例如：2018 年1 月17 日15：17—16：17、17 日17：19—18 日08：44、19 日17：28—20 日09：54，張道口臺張道口-1 井SZW-1A 型數(shù)字式溫度計（測點2）觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)主機界面顯示數(shù)據(jù)不正常，經(jīng)斷電重啟后，于20 日09：55數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，期間錯誤數(shù)據(jù)預(yù)處理剔除（圖1）。這種故障能夠重啟恢復(fù)，可能是在斷電后元器件有一個“釋放”的過程。

主機受潮嚴(yán)重，也可能引起觀測數(shù)據(jù)異常，表現(xiàn)為觀測數(shù)據(jù)曲線頻繁出現(xiàn)突跳。此類事件是歸于觀測系統(tǒng)事件，還是自然環(huán)境事件，尚存爭議。筆者認(rèn)為不宜將此類事件歸于自然環(huán)境事件，因為這不屬于自然環(huán)境對水溫的影響，而是對主機的影響。排除的方法，天津張道口臺同事有相關(guān)的經(jīng)驗：采用吹風(fēng)機對主機內(nèi)部進行加溫，使之干燥。例如：2016 年9 月11 日凌晨，天津地區(qū)普降大雨，張道口臺張道口-1 井井房由于年久失修，屋頂漏水嚴(yán)重，造成SZW-1A 型數(shù)字式溫度計（測點2）主機受潮嚴(yán)重，11 日02：00—12 日02：25 水溫觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)大量錯誤數(shù)據(jù)，剔除期間錯誤數(shù)據(jù)（圖2）。9 月12 日清晨，值班人員采取措施，對設(shè)備用多層塑料布遮蓋，并對桌面及設(shè)備水漬清除，使用吹風(fēng)機對儀器進行低溫烘干，之后水溫觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

SZW-2 型數(shù)字式溫度計采用的是觸摸顯示屏，該顯示屏同時也是工控機，負責(zé)運行主程序，采集數(shù)據(jù)和實現(xiàn)與外部的通訊。該屏板的損壞，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測和通訊故障，是較常見的故障，特別是在夏季。排除的方法是更換該屏板。例如：2016 年7 月10 日23：06—7 月11 日13：24，漢1 井SZW-2 型數(shù)字式溫度計（測點編碼2）液晶屏電路板損壞，耗費電流急劇增加，主機運轉(zhuǎn)不正常，期間數(shù)據(jù)缺測14.3 小時。7 月11 日，濱海臺值班人員發(fā)現(xiàn)儀器網(wǎng)絡(luò)不通后，去漢1 井將損壞主機的CF 卡放到備用主機中，設(shè)置備機的IP 地址等信息后更換備機，13：25 觀測恢復(fù)正常。

主機故障類事件的水溫數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄應(yīng)當(dāng)描述清楚以下要素：①數(shù)據(jù)異常的時間段；②數(shù)據(jù)異常的類型：缺測、存儲數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)錯誤，如果是數(shù)據(jù)錯誤，必要時可對數(shù)據(jù)異常的形態(tài)作較細致的描述；③排查的過程，要交待主機面板的屏幕顯示、電源指示燈情況以及對保險管、電源適配器、電源板等的檢查過程。有主機替換測試的，也要予以說明；④部件損壞部位的判斷及其機理的描述。如果明確部件損壞原因的，也要一并做出說明；⑤排除故障的方法：是主機替換，還是更換備件，抑或?qū)χ鳈C部件干燥處理；⑥錯誤數(shù)據(jù)的處理依據(jù)及結(jié)果；⑦其他。例如：水位水溫綜合觀測儀要對水位數(shù)據(jù)的情況一并說明，并繪制對比曲線直觀顯示。

圖 1 張道口-1 井SZW-1A 數(shù)字式溫度計（測點2）主機故障數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 1 Analysis of main engine failure data of SZW-1A digital thermometer（measuring point 2）in Zhangdaokou-1 well

圖 2 張道口-1 井SZW-1A 數(shù)字式溫度計（測點2）主機受潮數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 2 The data tracking analysis diagram of SZW-1A digital thermometer affected by damp in Well Zhangdaokou-1

2.2 傳感器故障（線路故障）

正如前述，數(shù)字式溫度計傳感器（探頭）常見的有石英材料和鉑電阻材料2 種，但這2 種探頭都需要主機供電和將信號傳輸?shù)街鳈C上。傳感器故障實際上包含了傳感器本身故障和傳輸線故障，并且線路故障在實踐中更為普遍，特別是接頭的接觸不良。例如：2014 年9 月23 日13 時—25 日8 時，張道口臺張道口-1 井DRSW-1 型地下流體綜合觀測儀（測點1）水溫數(shù)據(jù)變化不正常，而同儀器觀測到的水位數(shù)據(jù)變化正常，現(xiàn)場檢查儀器液晶顯示屏，顯示的水溫數(shù)據(jù)錯誤，檢查儀器前面板顯示燈正常，測量儀器的交、直流供電電源均在正常范圍，初步判斷為儀器水溫探頭或其探頭線故障所致。25 日8 時經(jīng)拔插水溫探頭與主機連接的插頭，水溫觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，且此后未再出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)，判斷此次故障系傳感器接頭接觸不良所致（圖3）。這種故障，水溫觀測數(shù)據(jù)往往表現(xiàn)突升或突降，頻繁抖動，且無規(guī)則，而拔插探頭線是排查工作的必要一步和有效方法。對于水位、水溫綜合觀測儀，水位數(shù)據(jù)沒有出現(xiàn)異常，單純水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，首要的是要對水溫探頭線是否接觸不良進行排查。

圖 3 張道口-1 井DRSW-1 地下流體綜合觀測儀（測點1）水溫傳感器故障影響數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 3 Tracking analysis of water temperature sensor failure of DRSW-1 underground fluid comprehensive observation instrument （measuring point 1） in Zhangdaokou-1 well

傳感器故障類事件的水溫數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄應(yīng)當(dāng)描述清楚以下要素：①數(shù)據(jù)異常的時間段；②數(shù)據(jù)異常的類型：缺測或數(shù)據(jù)錯誤，如果是數(shù)據(jù)錯誤，必要時可對數(shù)據(jù)異常的形態(tài)作較細致的描述；③是傳感器本身損壞，還是傳感器線路故障，要交待清楚；④排查的過程，要交待主機面板的屏幕顯示、電源指示燈情況以及線路檢查的過程；如果是傳感器線路故障，描述故障部位及其原因；如果是傳感器故障，要交待是否雷擊所致或其他可以判斷出的原因；⑤恢復(fù)觀測的方法，是更換傳感器，還是接線、拔插插頭；⑥錯誤數(shù)據(jù)的處理依據(jù)及結(jié)果。

2.3 避雷系統(tǒng)故障

地球物理觀測是微弱信號的測量，主機中有放大電路。而雷電卻又是強電信號，當(dāng)雷電引入到儀器主機中，經(jīng)由放大電路，則可導(dǎo)致主機毀損，因此，作好避雷措施是必須的，特別是信號避雷。儀器的避雷系統(tǒng)包括信號避雷器與接地。目前天津臺網(wǎng)使用的信號避雷器基本是廣州俫信公司生產(chǎn)的專用信號避雷器，這種信號避雷器為專門設(shè)計生產(chǎn)，性能較好，但也難免會有質(zhì)量問題。高村井水溫（測點B）觀測使用的SZW-1 型數(shù)字式溫度計在安裝該避雷器不久就出現(xiàn)數(shù)據(jù)紊亂：2015 年6 月16 日，高村井安裝避雷設(shè)備，SZW-1 型數(shù)字式溫度計（測點B）安裝的信號避雷器有問題，導(dǎo)致水溫（測點B）6 月16 日11：07、11：15—11：19、11：26—17 日09：54 分鐘值不正常；拆除該儀器信號避雷器后，17 日09：55 恢復(fù)正常；聯(lián)系廠家，更換了信號避雷器，之后未再出現(xiàn)此類故障（圖4）。避雷器故障導(dǎo)致水溫的異常變化，往往表現(xiàn)為成簇的突跳，也有伴隨臺階變化的，為無效數(shù)據(jù)。這種故障的排查，往往是通過拆除信號避雷器直接連接傳感器與主機，看是否數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。在出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常變化后，如果儀器安裝有信號避雷器，首先要嘗試拆除避雷器。

圖 4 高村井水溫（測點B）受避雷器故障影響數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 4 Data tracking analysis of Gaocun well water temperature（measuring point B）affected by arrester failure

接地線是將干擾電流引入大地的一種途徑，但實踐中也有可能將不良信號引入到主機中，使主機觀測到的水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)不正常情況。例如：2016 年4 月18 日08：15—12：37，高村井水溫（測點2）觀測數(shù)據(jù)曲線出現(xiàn)階變，最大變幅約0.6℃（數(shù)值約為89℃和10℃的水溫觀測數(shù)據(jù)系現(xiàn)場測試產(chǎn)生的錯誤數(shù)據(jù)）。寶坻臺值班人員到現(xiàn)場排查，檢查儀器主機狀態(tài)、傳感器連接線、交直流供電以及信號避雷器等均無問題，在廠家的指導(dǎo)下，斷開主機外殼接地線，水溫數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，確認(rèn)高村井水溫（測點2）觀測數(shù)據(jù)曲線階變異常系儀器外殼接地所致（圖5）。

圖 5 高村井水溫（測點2）受接地線引入信號影響數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 5 Data tracking analysis of Gaocun well water temperature（measuring point 2）affected by the signal introduced by grounding wire

避雷故障類事件的水溫數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄應(yīng)當(dāng)描述清楚以下要素：①數(shù)據(jù)異常的時間段；②數(shù)據(jù)異常的類型：缺測或數(shù)據(jù)錯誤。如果是數(shù)據(jù)錯誤，必要時可對數(shù)據(jù)異常的形態(tài)作較細致的描述；③是信號避雷器本身損壞，還是接地線問題，要交待清楚；④排查的過程，要交待主機面板的屏幕顯示、電源指示燈情況以及避雷器和接地線檢查的過程，必要時要說明機理；⑤恢復(fù)觀測的方法；⑥錯誤數(shù)據(jù)的處理依據(jù)及結(jié)果。

2.4 供電故障

供電故障可以分為完全斷電、交直流切換等情況。完全斷電會導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測，有時短時完全斷電也會引起時鐘紊亂，導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測，例如：2014 年9 月26 日，寧河臺所在的大北澗沽村停電改造外線路，寧河井SZW-1A 型數(shù)字式溫度計無交流供電，直流電瓶瞬間短路斷電，07：22—10：17 時鐘錯誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測。

SZW-1 型數(shù)字式溫度計是早期生產(chǎn)的儀器，目前全國地震系統(tǒng)已基本淘汰。該類型儀器不能在斷電的情況保存數(shù)據(jù)，一旦供電中斷，將丟失存儲的所有數(shù)據(jù)。這種情況在天津臺網(wǎng)也有實例：2017 年8 月13 日00：00—14 日10：16，桑梓井“九五”SZW-1 型數(shù)字式溫度計因供電故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測34.28 小時。8 月14 日，薊縣臺值班人員發(fā)現(xiàn)桑梓井協(xié)議轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)連接不通后，去現(xiàn)場重啟協(xié)議轉(zhuǎn)換器并更換數(shù)字式溫度計直流供電電瓶。在卸下電瓶后，無意中觸碰到數(shù)字式溫度計交流供電插頭，插頭接觸不良導(dǎo)致交流供電中斷，造成之前數(shù)據(jù)丟失，重新加電并設(shè)置儀器時鐘后，水溫觀測恢復(fù)正常。

2014 年5 月19 日16：22—16：32，寶坻新臺井SZW-1A 型數(shù)字式溫度計（測點4）因交直流切換影響產(chǎn)生下降尖峰變化（圖6）。這種尖峰變化，往往發(fā)生在恢復(fù)交流供電之后，判斷系恢復(fù)供電后有浪涌電壓以及儀器為電瓶充電導(dǎo)致。若影響時間較短，在刪除影響數(shù)據(jù)后作好觀測日志記錄，可以不作數(shù)據(jù)跟蹤分析。

圖 6 寶坻新臺井水溫（測點4）受交直流切換影響出現(xiàn)尖峰數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 6 Data tracking analysis of water temperature（measuring point 4）spikes in new Baodi station well due to AC/DC switching

采用交、直流并行供電的部分?jǐn)?shù)字式溫度計在交直流切換后也可能會出現(xiàn)水溫數(shù)據(jù)曲線畸變的現(xiàn)象。天津臺網(wǎng)中也曾出現(xiàn)過類似問題：數(shù)字式溫度計交流電與主機相連，主機與電瓶相連（網(wǎng)絡(luò)通訊接口也連接到電瓶上），平時交流電給主機供電，主機電源板轉(zhuǎn)換成15 V 直流電，同時給網(wǎng)絡(luò)通訊接口供電和對電瓶浮充。在交流電斷電后，使用電瓶給主機和網(wǎng)絡(luò)通訊接口供電。此后若經(jīng)歷較長一段時間，在恢復(fù)交流供電時，可能會導(dǎo)致水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)突升變化并且不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)曲線出現(xiàn)畸變。例如：2018 年6 月11 日10：13—13：43，寶坻新臺井水溫（測點4）觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)大幅畸變。經(jīng)核查，當(dāng)日4：00 時交流電停電，SZW-1A 型數(shù)字式溫度使用電瓶供電；10：00 時交流電恢復(fù)。不久，水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)上升畸變（圖7）。此次故障，從時間點上與交流電的恢復(fù)供給相對應(yīng)，且隨著時間的推移自行恢復(fù)，除此之外未找到其他原因，故判斷為供電影響。具體原理推斷為：恢復(fù)交流電供電后，儀器主機電源板對電瓶充電，因電瓶此前電量耗費較大，此時電瓶的充電電流耗費急劇增加，從而導(dǎo)致水溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題。

圖 7 寶坻新臺井水溫（測點4）受交直流切換影響出現(xiàn)畸變數(shù)據(jù)跟蹤分析圖Fig. 7 Data tracking analysis of distorted water temperature（measuring point 4） in new Baodi station well due to AC/DC switching

供電故障類事件的水溫數(shù)據(jù)跟蹤分析記錄應(yīng)當(dāng)描述清楚以下要素：①數(shù)據(jù)異常的時間段；②數(shù)據(jù)異常的類型：缺測、數(shù)據(jù)錯誤或其他形態(tài)。如果是數(shù)據(jù)錯誤，必要時可對數(shù)據(jù)異常的形態(tài)作較細致的描述。如果是尖峰、曲線畸變，則必須說明數(shù)據(jù)曲線變化形態(tài)、幅度等；③要交待供電方式：交流供電、直流供電、交直流并行供電，如果使用交直流并行供電，要交待直流電瓶的充電方式，是儀器浮充還是外接充電機；④交待清楚是斷電，還是交直流切換或其他供電故障；⑤排查的過程，要交待主機面板的屏幕顯示、電源指示燈情況以及交、直流電源檢查的過程；⑥恢復(fù)觀測的方法；⑦異常數(shù)據(jù)的處理依據(jù)及結(jié)果。

3 結(jié)束語

觀測數(shù)據(jù)跟蹤分析工作于2010 年起步探索，在全臺網(wǎng)齊力推進下，已逐步步入常態(tài)化、規(guī)范化的工作階段。數(shù)據(jù)跟蹤分析工作開展的幾年來，產(chǎn)出了大量的分析記錄，為更好服務(wù)于地震預(yù)測工作奠定了基礎(chǔ)。通過數(shù)據(jù)跟蹤分析工作，提升了地震監(jiān)測一線專業(yè)人員的數(shù)據(jù)分析能力，推動了數(shù)字化地球物理臺網(wǎng)海量觀測數(shù)據(jù)的信息化處理進程，發(fā)展了地球物理臺網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)處理與產(chǎn)出能力，適應(yīng)了數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的方向。另一方面，系統(tǒng)挖掘地球物理臺網(wǎng)中直接反映學(xué)科現(xiàn)象與演變規(guī)律的各種觀測事件記錄，有利于夯實數(shù)字化地球物理臺網(wǎng)的基礎(chǔ)處理能力，發(fā)揮地球物理臺網(wǎng)的監(jiān)測效能。

但是，還必須清楚地認(rèn)識到，目前全臺網(wǎng)數(shù)據(jù)跟蹤分析的整體水平還較低，產(chǎn)品的成熟度還不能令人滿意，甚至有不少分析記錄是錯誤的、不可用的，數(shù)據(jù)跟蹤分析的研究大多僅限于概況總結(jié)或?qū)嵗榻B，尚需同仁們繼續(xù)摸索、實踐檢驗、深入研討和不斷完善與創(chuàng)新。