◆洪旭瑜

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)維護(hù)與管理

◆洪旭瑜

（福建省地震局 福建 350003）

本文介紹福建地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)主要構(gòu)成和特點(diǎn)，指出臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)和管理過(guò)程出現(xiàn)的一些問(wèn)題，尤其是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方法，最后給出意見建議，以期提高臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)效率。

地球物理臺(tái)網(wǎng)；技術(shù)系統(tǒng)；維護(hù)與管理

地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)觀測(cè)歷經(jīng)人工觀測(cè)、模擬觀測(cè)以及數(shù)字化觀測(cè)。目前地球物理臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)技術(shù)已發(fā)展為數(shù)字化觀測(cè)為主，人工及模擬觀測(cè)為輔的臺(tái)網(wǎng)[1]，以福建地球物理臺(tái)網(wǎng)為例，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，臺(tái)網(wǎng)規(guī)模不斷升級(jí)和壯大，觀測(cè)儀器數(shù)量不斷增多，基于目前的觀測(cè)技術(shù)系統(tǒng)，觀測(cè)儀器每天定時(shí)從臺(tái)站經(jīng)省局區(qū)域中心匯集后再到國(guó)家地球物理臺(tái)網(wǎng)中心[2]，數(shù)據(jù)規(guī)模日益增加，如何維護(hù)好地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)，保障地球物理觀測(cè)儀器正常運(yùn)行及觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)交換存儲(chǔ)顯得日益重要。本文以福建地球物理臺(tái)網(wǎng)為例，說(shuō)明福建地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)日常運(yùn)行過(guò)程中遇到的一些主要問(wèn)題，針對(duì)主要問(wèn)題提出解決方案，以此提高地球物理臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

1 技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)架

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備與鏈路、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和專業(yè)應(yīng)用軟件、供電系統(tǒng)以及避雷系統(tǒng)，整體依托福建地震信息網(wǎng)絡(luò)將所有節(jié)點(diǎn)連接為一體，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。觀測(cè)儀器由形變、重力、流體、電磁以及輔助觀測(cè)學(xué)科共計(jì)140套儀器組成，網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備主要由省局核心路由器和市縣端普通路由器構(gòu)成、通訊鏈路由電信線路和移動(dòng)線路組成，以電信專線線路為主；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器包含省級(jí)區(qū)域中心和臺(tái)站節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)全省觀測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，專業(yè)應(yīng)用軟件主要以“中國(guó)地震前兆臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”、“中國(guó)地震前兆臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”和“中國(guó)地震前兆臺(tái)網(wǎng)（站）數(shù)據(jù)跟蹤分析平臺(tái)”為主[3-5]，專業(yè)應(yīng)用軟件主要負(fù)責(zé)全省觀測(cè)數(shù)據(jù)的匯集、處理、管理和服務(wù)等功能[6]。

1.1 通信鏈路

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)通信鏈路分為網(wǎng)絡(luò)機(jī)房端與觀測(cè)儀器端，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房端由節(jié)點(diǎn)機(jī)房與信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)機(jī)房集成布設(shè)，綜合規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，機(jī)房的供電系統(tǒng)、接地防雷系統(tǒng)、防火報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、室內(nèi)裝潢等工程都嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成。2019年泉州基準(zhǔn)地震臺(tái)率先完成地球物理臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)技術(shù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)20M光纖改造接入省局區(qū)域中心后，2020年全省所有專業(yè)臺(tái)和市縣地辦臺(tái)技術(shù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也完成從原先2M帶寬升級(jí)為20M的改造任務(wù)，同時(shí)所有臺(tái)站以及市局網(wǎng)絡(luò)專線線路實(shí)現(xiàn)雙備份模式，保障觀測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪\(yùn)行效率[7]。觀測(cè)儀器端通信鏈路采用光纜和光隔離器，不同型號(hào)的儀器信號(hào)和接口采取相應(yīng)信號(hào)防雷器等進(jìn)行防護(hù)，通信鏈路的防雷針對(duì)有線通信及外部使用較大型天線的無(wú)線通信鏈路，在設(shè)備端增加避雷設(shè)備，在外部線路或天線發(fā)生遭雷擊事故時(shí)能保護(hù)臺(tái)站使用的設(shè)備。

1.2 供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是保證儀器正常運(yùn)行必不可缺的一部分，其組成部分是供電電源和供電線路。供電電源分為交流市電和UPS穩(wěn)壓直流電源兩部分，供電線路是由強(qiáng)弱電線組成，分別套金屬線槽鋪設(shè)，金屬線槽應(yīng)接地，室內(nèi)沒屏蔽的強(qiáng)電線和弱電線距離主地線的平行距離應(yīng)不小于0.5m，儀器設(shè)備和電源地共用一個(gè)地網(wǎng)，同時(shí)為了達(dá)到防雷設(shè)施，在室內(nèi)設(shè)接地排，接地排與避雷地網(wǎng)連接[8]。臺(tái)站儀器設(shè)備配電線路采用3級(jí)電源防護(hù)方案，第一級(jí)在地震臺(tái)總配電位置，最大放電電流不低于140ka（8/20μS）；第二級(jí)在機(jī)房、各觀測(cè)室、山洞等的總配電處，設(shè)計(jì)最大放電電流不低于80 kA（8/20μs）以上，第三級(jí)設(shè)計(jì)在設(shè)備處，最大放電電流不低于10 kA（8/20μs）的防雷插座。部分專業(yè)臺(tái)站安裝了雷電預(yù)警防護(hù)系統(tǒng)，雷電預(yù)警防護(hù)系統(tǒng)采用電子式電場(chǎng)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣電場(chǎng)值，內(nèi)置專業(yè)雷電分析軟件跟蹤分析電場(chǎng)變化規(guī)律，預(yù)警雷電，并實(shí)施防護(hù)，集雷電探測(cè)預(yù)警防護(hù)于一體，提前10～30分鐘發(fā)出雷電預(yù)警信息，每次觸發(fā)聲音報(bào)警3分鐘，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)獲取雷達(dá)圖，查看云圖漂移全過(guò)程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雷電、暴雨、冰雹等極端天氣。

1.3 避雷系統(tǒng)

避雷系統(tǒng)目的是要有效減輕雷擊對(duì)地震觀測(cè)設(shè)備的危害，保證地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，其主要構(gòu)成是要完善臺(tái)站交流配電防護(hù)系統(tǒng)，加強(qiáng)接地等電位連接，規(guī)范各種線路的布設(shè)，使臺(tái)站地震專業(yè)設(shè)備能夠在不同類型避雷設(shè)備的保護(hù)下處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站綜合防雷目的。福建地球物理臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)臺(tái)站對(duì)觀測(cè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行避雷布防，針對(duì)區(qū)域防雷、電源進(jìn)線防雷、通信傳輸線防雷、傳感器引線防雷采取合理配置電源、分級(jí)安裝防雷裝置、妥善處理接地和布線工藝等，進(jìn)行全面規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以期達(dá)到有效減輕雷擊對(duì)地震觀測(cè)設(shè)備危害的目標(biāo)。

1.4 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)數(shù)字化觀測(cè)儀器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式有兩種，分為儀器數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ)以及Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ)空間小，只用于存儲(chǔ)一定時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)，而Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是用于存儲(chǔ)所有地球物理臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)儀器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，維護(hù)好Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是臺(tái)網(wǎng)日常運(yùn)行監(jiān)控維護(hù)的重點(diǎn)，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)主要是通過(guò)定期監(jiān)控Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)QZDATA表空間狀況。

2 技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)維護(hù)

oracle數(shù)據(jù)庫(kù)同步會(huì)話卡死的故障在全年所有技術(shù)故障占比達(dá)96.15%，該故障一般發(fā)生在凌晨02：00左右省級(jí)中心與臺(tái)站進(jìn)行數(shù)據(jù)同步交換，某個(gè)臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)話卡死，無(wú)法結(jié)束會(huì)話。究其原因可能跟數(shù)據(jù)庫(kù)基本狀況、數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象狀態(tài)以及數(shù)據(jù)庫(kù)性能有關(guān)，如數(shù)據(jù)庫(kù)表空間的使用率較高可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行緩慢，數(shù)據(jù)庫(kù)中一些對(duì)象（包Package、存儲(chǔ)過(guò)程Procedure、函數(shù)Function、視圖View、同義詞等）以及檢索失效等緩存未及時(shí)清理、數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載過(guò)重等情況都會(huì)影響到數(shù)據(jù)同步會(huì)話的正常進(jìn)行。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)數(shù)據(jù)同步會(huì)話卡死現(xiàn)象一般采用重新啟動(dòng)省級(jí)中心及對(duì)應(yīng)臺(tái)站的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)即可解決。日常應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)賬號(hào)分配、系統(tǒng)運(yùn)行狀況、各進(jìn)程資源CPU和內(nèi)存占用率、交換區(qū)使用情況、磁盤I/O負(fù)載情況的檢查力度以及緩存等垃圾的及時(shí)清理，及時(shí)查看表空間的利用率，保證數(shù)據(jù)庫(kù)正常運(yùn)行。

2.2 其他技術(shù)系統(tǒng)維護(hù)

其他技術(shù)系統(tǒng)主要包括供電系統(tǒng)、通訊鏈路以及避雷系統(tǒng)。對(duì)于供電系統(tǒng)，部分臺(tái)站部分儀器因?yàn)楣╇婋妷翰环€(wěn)造成觀測(cè)數(shù)據(jù)曲線畸變，如龍巖臺(tái)垂直擺經(jīng)常受供電線路受潮破損干擾影響產(chǎn)出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，對(duì)于該情況工作人員都是進(jìn)行線路整理后數(shù)據(jù)質(zhì)量有所改善，但沒有有效的解決方案；莆田臺(tái)伸縮儀和體應(yīng)變，南平臺(tái)垂直擺，永安臺(tái)FHD質(zhì)子矢量?jī)x、體應(yīng)變，晉江地辦晉江臺(tái)水位經(jīng)常出現(xiàn)電源不穩(wěn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)曲線出現(xiàn)小幅畸變或者數(shù)據(jù)曲線噪聲加粗的現(xiàn)象。儀器供電線路使用年限較長(zhǎng)導(dǎo)致線路老化或破損，雷雨天氣容易導(dǎo)致供電開關(guān)跳閘，部分臺(tái)站對(duì)供電線路、配電開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行更換。

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)避雷系統(tǒng)較為完善，臺(tái)站交流配電防護(hù)系統(tǒng)較為完善，接地等電位連接，規(guī)范各種線路的布設(shè)規(guī)范，使臺(tái)站地震專業(yè)設(shè)備能夠在不同類型避雷設(shè)備的保護(hù)下處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站綜合防雷目的，有效減輕雷擊對(duì)地震觀測(cè)設(shè)備的危害，保證臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)與建議

福建地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行中突出的問(wèn)題大部分是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的問(wèn)題，解決辦法是區(qū)域中心和臺(tái)站兩邊的數(shù)據(jù)庫(kù)分別進(jìn)行重啟，而后進(jìn)行機(jī)房運(yùn)行環(huán)境的檢查，保證機(jī)房處于合適的溫度，另外檢查數(shù)據(jù)庫(kù)表空間容量，對(duì)表空間容量不足進(jìn)行及時(shí)的擴(kuò)容、清理數(shù)據(jù)庫(kù)緩存文件以及無(wú)效對(duì)象，保證數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器正常運(yùn)行。未來(lái)希望能夠建立云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，整合各類數(shù)據(jù)到統(tǒng)一的平臺(tái)，積極運(yùn)行人工智能技術(shù)，提升數(shù)據(jù)處理能力和速度，同時(shí)也需要臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行管理維護(hù)人員打好基礎(chǔ)，熟練掌握臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行各項(xiàng)技術(shù)，才能提高地球物理臺(tái)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行效率。

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