一种用于地震台站智能监测系统及方法技术方案

一种用于地震台站智能监测系统及方法，本发明专利技术涉及地震台站智能监测系统及方法。本发明专利技术的目的是为了解决现有地震台站故障的发现、解决及日常维护主要靠人工来完成，导致效率低、费用高的问题。具体过程为：一种用于地震台站智能监测系统包括设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境监测、安全监测子系统；所述设备管理子系统包括测震数采监测模块；环境监测、安全监测子系统包括红外传感器监测模块；浸水漏水传感器监测模块；温度湿度传感器监测模块；视频监测模块；避雷地网监测模块；雷电预警监测模块；智能供电系统监测模块；冗余通信管理模块。本发明专利技术应用于地震台站监测领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震台站智能监测系统及方法。
技术介绍
影响地震台站尤其是无人值守的地震台站正常运行的故障类型共有四种：第一类故障为供电故障，如市电停电、蓄电池故障；第二类故障为通讯故障，如通信设备故障、通讯链路中断；第三类故障为专业设备故障，如数采死机、传感器零点漂移；第四类故障为其他外界因素产生的破坏，如雷击损坏、气候环境(如水患)的破坏、安全隐患的影响。目前，发现及解决这些故障主要靠人工来完成。同时台站的日常维护也是靠人工来完成。其结果是效率低、费用高。在台网、台站的智能化管理与应用方面，其他省局也开展了许多有意义、有成效的研究工作，这些工作主要集中在智能技术应用、技术系统集成、智能管理软件开发等方面，在硬件开发方面没有进行深入的研究与应用开发。“十五”期间我们为我省地震数字化台网的无人值守台站设计并应用了“野外智能直流稳压电源”，该电源可以实现：①实时掌握野外地震台站的供电状况，准确判断供电事故；②可以远程控制测震数采、交换机等设备的通断电，实现各用电设备的远程冷启动；③可以远程控制交流充电方式或者太阳能充电方式的选择；④充电电源故障时，配备4只12V 100AH电瓶的智能电源可以提供3～7天的不间断供电(负载以港震测震设备为例)；⑤采用充、放电电瓶组物理隔离的工作模式，使智能电源具备了一定的抗雷击能力。通过野外智能电源的使用，我们实现了台站供电系统的一定程度的智能化运维管理。2012年增加智能电源的综合功能，例如增加雷电预警功能，增加对其所带电瓶的内阻实时监测功能，并进行了相应的技术准备及预研工作，如：硬件方面：研究并尝试研制了基于“交流测量法”的电瓶内阻检测模块，以实现关键技术突破；2012年开始，已开始进行雷电传感器的户外测试工作。软件方面：原有上位机软件是基于VB平台开发的，其终端管理能力，界面友好性、IE访问功能都不太理想，现在已开始着手基于C#.NET的平台进行开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有地震台站故障的发现、解决及日常维护主要靠人工来完成，导致效率低、费用高的问题，而提出一种用于地震台站智能监测系统及方法。上述的专利技术目的是通过以下技术方案实现的：一种用于地震台站智能监测系统包括设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境监测、安全监测子系统；所述设备管理子系统包括用于测震数采监测，得到测震数采监测数据，并发送至地震台网中心服务器的测震数采监测模块；环境监测、安全监测子系统包括：用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测模块；用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测模块；用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测模块；用于视频监测，得到视频监测数据，并发送至地震台网中心服务器的视频监测模块；用于避雷地网监测，得到避雷地网监测数据，并发送至地震台网中心服务器的避雷地网监测模块；用于雷电预警监测，得到雷电预警监测数据，并发送至地震台网中心服务器的雷电预警监测模块；智能供电子系统包括用于智能供电系统监测，得到智能供电系统监测数据，并发送至地震台网中心服务器的智能供电系统监测模块；冗余通信管理子系统包括用于冗余通信管理，得到冗余通信管理数据，并发送至地震台网中心服务器的冗余通信管理模块。主控制系统，用于根据地震台网中心服务器的控制指令，对设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境安全监控系统的协调控制。一种用于地震台站智能监测方法，其特征在于它包括：用于测震数采监测，得到测震数采监测数据，并发送至地震台网中心服务器的测震数采监测步骤；用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测步骤；用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测步骤；用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测步骤；用于视频监测，得到视频监测数据，并发送至地震台网中心服务器的视频监测步骤；用于避雷地网监测，得到避雷地网监测数据，并发送至地震台网中心服务器的避雷地网监测步骤；用于雷电预警监测，得到雷电预警监测数据，并发送至地震台网中心服务器的雷电预警监测步骤；用于智能供电系统监测，得到智能供电系统监测数据，并发送至地震台网中心服务器的智能供电系统监测步骤；用于冗余通信管理，得到冗余通信管理数据，并发送至地震台网中心服务器的冗余通信管理步骤。专利技术效果通过地震台站智能监测系统及方法，能够实现烈度速报台站自我运行管理；简化了台站架设的难度；提高了台站的运行率。实现无人值守台站自动化、常态化、全方位、全时段自动管理与维护，替代人工巡检管理，提高台网的连续运行率。解决了现有地震台站故障的发现、解决及日常维护主要靠人工来完成，导致效率低的问题。它是一台嵌入了智能管理系统的专为无人值守台站服务的硬件设备，它由四个功能子系统组成：智能供电子系统、冗余通信管理子系统、环监安监子系统、设备管理子系统。其具有可远程管理的智能直流供电功能；冗余的(可以冷备份)的通信功能；实时的环境监测控制功能；完全可替代人工的野外台站自动巡检功能；多方式的防雷击功能；并具备一定的自我修复能力的自维功能。通过在新疆、海南、黑龙江等地区的野外无人值守台站的实际应用测试，确认台站智能管理器能够在高温、高湿、雷暴、海洋海岛地区、高寒低温地区长时间稳定地工作，能够实时监测台站的供电、通信、环境信息，产出数据信息真实、连续、可靠；记录完整。为无人值守台站的远程智能管理起到了关键作用。它将实现如下功能：具有可远程管理的智能直流供电功能；具有冗余的(可以冷备份)的通信功能；实时的环境监测控制功能；完全可替代人工的野外台站自动巡检功能；多方式的防雷击功能；具备一定的自我修复能力的自维功能；台站地震观测数据的冗余备份功能；本专利技术的地震台站智能监测系统及方法的研究将改变传统意义的台站运维巡检模式，烈度速报台网的状态巡查与信息反馈将实现全面的自动化，以智能设备替代人工进行故障判断与处置，从而实现台站的无人化自动管理与运行维护。为即将实施的“国家地震烈度速报与预警工程项目”所建设的无人值守强震动观测台站提供有效的管理与运维保障，不仅可有效提高工作效率和台站运行质量，还可以在项目建成后节约运维成本、减少人力资源，对提升运维管理人员的设备维护能力与处置速度能力都有极大的帮助。根据对人工进行台站维护工作的评估，结论是，智能管理方式是台站运行维护的必然趋势。可以通过一项统计来看出该项目的研究意义:黑龙江局现有无人值守测震台站27个、无人值守强震观测台站5个，兼顾其他工作的运维技术人员3人，年需运行维护费用约20万元。如果无人值守烈度台增加至100台时，按照人工维护模式，人员和经费至少增加三倍，而采用台站智能管理器实现台站的日常运维与管理，人员及经费增加一倍即可确保台网的正常运行。解决了现有地震台站故障的发现、解决及日常维护主要靠人工来完成，导致费用高的问题。附图说明图1为本专利技术示意图；图2为红外传感器监测流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于地震台站智能监测系统，其特征在于，一种用于地震台站智能管理系统包括设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境监测、安全监测子系统、主控制系统；所述设备管理子系统包括用于测震数采监测，得到测震数采监测数据，并发送至地震台网中心服务器的测震数采监测模块；环境监测、安全监测子系统包括：用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测模块；用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测模块；用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测模块；用于视频监测，得到视频监测数据，并发送至地震台网中心服务器的视频监测模块的雷电预警监测模块；用于避雷地网监测，得到避雷地网监测数据，并发送至地震台网中心服务器的避雷地网监测模块；用于雷电预警监测，得到雷电预警监测数据，并发送至地震台网中心服务器的雷电预警监测模块；智能供电子系统包括用于智能供电系统监测，得到智能供电系统监测数据，并发送至地震台网中心服务器的智能供电系统监测模块；冗余通信管理子系统包括用于冗余通信管理，得到冗余通信管理数据，并发送至地震台网中心服务器的冗余通信管理模块。主控制系统，用于根据地震台网中心服务器的控制指令，对设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境安全监控系统的协调控制。...

【技术特征摘要】
1.一种用于地震台站智能监测系统，其特征在于，一种用于地震台站智能管理系统包括设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境监测、安全监测子系统、主控制系统；所述设备管理子系统包括用于测震数采监测，得到测震数采监测数据，并发送至地震台网中心服务器的测震数采监测模块；环境监测、安全监测子系统包括：用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测模块；用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测模块；用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测模块；用于视频监测，得到视频监测数据，并发送至地震台网中心服务器的视频监测模块的雷电预警监测模块；用于避雷地网监测，得到避雷地网监测数据，并发送至地震台网中心服务器的避雷地网监测模块；用于雷电预警监测，得到雷电预警监测数据，并发送至地震台网中心服务器的雷电预警监测模块；智能供电子系统包括用于智能供电系统监测，得到智能供电系统监测数据，并发送至地震台网中心服务器的智能供电系统监测模块；冗余通信管理子系统包括用于冗余通信管理，得到冗余通信管理数据，并发送至地震台网中心服务器的冗余通信管理模块。主控制系统，用于根据地震台网中心服务器的控制指令，对设备管理子系统、智能供电子系统、冗余通信管理子系统和环境安全监控系统的协调控制。2.一种用于地震台站智能监测方法，其特征在于它包括：用于测震数采监测，得到测震数采监测数据，并发送至地震台网中心服务器的测震数采监测步骤；用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测步骤；用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测步骤；用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测步骤；用于视频监测，得到视频监测数据，并发送至地震台网中心服务器的视频监测模块，雷电预警监测步骤；用于避雷地网监测，得到避雷地网监测数据，并发送至地震台网中心服务器的避雷地网监测步骤；用于雷电预警监测，得到雷电预警监测数据，并发送至地震台网中心服务器的雷电预警监测步骤；用于智能供电系统监测，得到智能供电系统监测数据，并发送至地震台网中心服务器的智能供电系统监测步骤；用于冗余通信管理，得到冗余通信管理数据，并发送至地震台网中心服务器的冗余通信管理步骤。3.根据权利要求2所述一种用于地震台站智能监测方法，其特征在于：所述用于红外传感器监测，得到红外传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的红外传感器监测步骤；具体过程为：步骤一一、启动红外传感器监测模块；步骤一二、红外传感器监测模块监测是否有人员入侵，如果是，执行步骤一三；如果否，执行步骤一二；步骤一三、红外传感器监测模块记录人员入侵信息，触发时间；步骤一四、红外传感器监测模块根据人员入侵信息，触发时间启动地震台站的警报设备，发出声光报警信号；步骤一五、控制智能电源模块启动摄像头记录画面信息；步骤一六、将红外传感器监测模块记录的人员入侵信息、触发时间通过光纤等有线网络以及无线移动网络传递给地震台网中心服务器；将摄像头记录的画面信息实时发送至地震台网中心服务器。4.根据权利要求2所述一种用于地震台站智能监测方法，其特征在于：所述用于浸水漏水传感器监测，得到浸水漏水传感监测数据，并发送至地震台网中心服务器的浸水漏水传感器监测步骤；具体过程为：步骤二一、启动浸水漏水传感器监测模块；步骤二二、浸水漏水传感器监测模块监测是否有浸水漏水，如果是，执行步骤二三；如果否，执行步骤二二；步骤二三、浸水漏水传感器监测模块记录浸水漏水信息，触发时间；步骤二四、浸水漏水传感器监测模块根据浸水漏水信息；步骤二五、控制智能电源模块启动摄像头记录画面信息；步骤二六、浸水漏水传感器监测模块将记录的浸水漏水信息、触发时间通过光纤等有线网络以及无线移动网络传递给地震台网中心服务器；将摄像头记录的画面信息实时发送至地震台网中心服务器。5.根据权利要求2所述一种用于地震台站智能监测方法，其特征在于：所述用于温度湿度通风单元控制器监测，得到温度湿度通风单元控制监测数据，并发送至地震台网中心服务器的温度湿度传感器监测步骤；具体过程为：步骤三一、启动温度湿度传感器监测模块，温度湿度传感器监测模块读取配置文件中温湿度阈值；步骤三二、温度湿度传感器监测模块监测温度湿度是否达到温湿度阈值，如果是，执行步骤三三，如果否，执行步骤三七；步骤三三、温度湿度传感器监测模块记录温度湿度信息，触发时间；步骤三四、温度湿度传感器监测模块根据温度湿度信息；步骤三五、控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚飞，谢剑波，张文来，呼洪涛，蔡绍平，张学应，王龙，冯磊，周忠伟，刘博文，马子友，王润泽，
申请(专利权)人：黑龙江天元时代自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23