前兆数据集成管理平台的研发与实现

郑 康，刘永强

(太原市防震减灾局，山西 太原 030002)

0 引言

近年来，山西省地震前兆观测体系逐步完善，市县级流体、磁电、形变项目相继建成，监测能力不断增强。由于标准不一，形成诸多异构平台和异构数据，缺乏行之有效的统一数据管理系统，造成地震监测及分析预报工作的极大不便。前兆数据集成管理平台的开发旨在解决各类仪器产出基础数据格式不同、统计不规范、入库不统一等突出问题。

1 前兆数据集成管理平台的设计

1.1 平台开发环境

前兆数据集成管理平台采用典型的数据表现层、业务逻辑层、数据存储层C/S三层结构[1]。数据表现层实现与用户进行交互完成相关业务的功能，采用基于PowerBuilder专用客户端方式；业务逻辑层由大量组件组成，凭借Sybase Jaguar实现数据查询或管理；数据存储层依托Oracle大型数据库系统来完成，实现对数据的存储，保证数据的完整性和一致性(见图1)。

1.2 平台系统组成

前兆数据集成管理平台由四部分组成。管理中心软件，实现平台中数据管理、工作状态监控、数据分析等大部分功能；TCP/IP通讯组件通过TCP/IP协议，实现“十五地震前兆设备网络通讯规程”，与仪器相互通讯，采集观测数据，设置工作参数；RS232串口通讯组件通过RS232协议，实现“九五”类仪器的数据采集和工作参数设置；数据服务组件通过TCPIP协议，与平台客户端软件进行通讯，实现数据下载、信息传送功能[2](见第47页图2)。

图1 平台开发环境结构图Fig.1 Platform development environment structure

2 平台主要功能

根据实际需要，平台设计主要实现如下功能：观测仪器参数的设置与控制、基础数据多种方式采集、通讯日志建立、数据查询及图形显示、数据EIS2000输出、数据备份恢复和仪器运行实时监控等功能。

2.1 仪器参数设置与控制

通过此功能完成对观测仪器的设置。设置项目有：网络参数、表述参数、测量参数、设备属性，同时还可对仪器直接控制，如重启、校时等。这些参数直接影响仪器产出数据的大小(见第47页图3)。

各参数含义。网络参数的内容为IP地址、子网掩码、缺省网关、服务端口数、服务端口号1、……、服务端口号n、设备ID、管理端地址、管理端端口号；表述参数的内容为台站代码、测项代码、测点经度、测点纬度和测点高程；测量参数的内容为采样率、通道数、自定义参数个数、自定义参数值1、……、自定义参数值n，每项参数用ASCII码表示，以空格符分隔，缺项内容以“NULL” 表示，即ASCII码值为0的字符。

图2 平台框架图Fig.2 Platform frame

2.2 基础数据采集

通过观测点的选择来获取相应基础数据，可接收仪器发过来的实时数据，也可进行历史数据补采操作。通过对“起始时间”和“结束时间”的设置，可选择按时采集或按日采集。按时采集时，只采集时间范围内的数据；按日采集时，一次采集一天的数据，采集过程中，窗口左边显示数据，右边显示通讯日志(见图3)。

图3 仪器参数设置与控制、数据采集界面图Fig.3 Instrument parameter setting and control, Data acquisition interface

2.3 观测数据查询

观测数据的查询分两种方式，数据方式与图形+数据方式。数据方式查询提供按观测点、时间范围条件，可以对分钟值、时均值、日均值等数据进行查询(见图4、第48页图5)；图形+数据方式可同时显示图形及数据(见第48页图6)，窗口分为上下两部分，上部分为图形显示，下部分为数据显示。在图形上，一次只显示一个方向的强度或频次，通过双击下部分数据表格中的“北南长”“北南短”“东西长”“东西短”文字，可改变图形显示部分的图形数据[3]。

图4 数据查询条件窗口Fig.4 Data query condition window

2.4 观测数据管理

数据管理具有对异类数据校正、数据备份恢复、EIS2000数据输出、多格式月报生成等功能。

由于不同因素造成的异类数据可通过“数据校正”来进行修改，使数据完整、准确、连续。当计算机出现故

图5 数据方式查询条件结果示例Fig.5 Data mode query result example

图6 图形+数据方式查询条件结果示例Fig.6 Graphical data mode query result example

障时，通过日常“数据备份”功能，可使数据完整恢复到备份时间段，备份文件存放在安装目录下的DBBACKUP目录中。平台提供EIS2000系统所需数据的接口，将采集回的数据转换成可接收的文件格式，窗口如图7所示。数据输出目录在安装目录下的“文本数据”文件夹，文件命名格式为 “设备名称-测项名称-时间-时间种类.txt”，数据中的mi代表分钟值、hh代表时均值、dd代表日均值。选择“A4横向”和“宽行打印纸”两种纸张格式，打印任意测向及月份的时均值、日均值、Log值报表。

2.5 仪器运行实时监控

从前兆数据库中读取全部“九五”“十五”等各类仪器，集中显示在列表中，采用定时器，定时读取仪器告警记录，及时通过监控屏幕查看仪器的连接状态、连接时间，并对数据完整性进行初步统计(见图8)。

图7 观测数据输出窗口Fig.7 Observation data output window

图8 仪器联机实时监控状态窗口Fig.8 Instrument on-line real-time monitoring status window

3 结语

前兆数据集成管理平台的开发，实现了对各类前兆仪器基础数据的传输、处理、管理与监控等功能的统一，减少了异构厄余数据的产生，提高了数据的实际可用率[4]，方便工作人员对数据的管理与操控。目前，平台已在太原市地震监测系统推广使用。