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摘 要：地震流動观测因受场地条件影响，场地噪声水平相对较高，为了获得更好的观测数据，流动观测仪器安装调测是地震应急和科学实验中至关重要的工作之一，直接影响到观测数据质量，仪器架设质量关系到数据的可用性;仪器安装除做好人员和外界振动干扰的隔振处理基本观测要求外，还应尽量地做好减少环境因素所带来的干扰，处理好防潮保温以及气流扰动是流动观测所应解决的观测质量提升要求。从实验比测中做好防护处理的观测数据具有量级的提升。观测数据的实时传输为地震应急策略响应与科学实验实时计算分析保障。地震应急策略响应对实时性要求极高，信息量与决策反应成正相关，为地震救灾和地震趋势判断提供判断依据。科学实验实时解算要求实时传输的数据量应满足观测所产生总数据量的95%，数据缺失则无法对观测效果进行实时评估，同时通过实时数据分析可实时掌握设备的运行状态，以保证观测数据当前和未来的科学研究使用的真实可用性。
关键词：仪器安装调测 环境干扰 数据质量提升 实时数据传输 传输质量
中图分类号：P315.7 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（c）-0074-04
Technical Analysis of Mobile Observation Equipment Installation and Data Transmission
LIAO Chunqi LIN Mujin
（fujian Earthquake agency， Fuzhou， Fujian Province，350001 China）
Abstract： Earthquake mobile observation is affected by site conditions， and the noise level of the site is relatively high. In order to obtain better observation data， the installation and commissioning of mobile observation instruments is one of the most important tasks in earthquake emergency and scientific experiments， which directly affects the observation data. Quality， the quality of the instrument installation is related to the availability of data; in addition to the basic observation requirements for the isolation of personnel and external vibration interference， the installation of the instrument should also try to reduce the interference caused by environmental factors， and handle the moisture-proof and heat preservation. Airflow disturbance is the observation quality improvement requirement that should be solved in flow observation. The observational data that has been protected from the experimental comparison has been improved by orders of magnitude. The real-time transmission of observation data is the guarantee of earthquake emergency strategy response and real-time calculation and analysis of scientific experiments. Earthquake emergency strategy response requires extremely high real-time performance， and the amount of information is positively correlated with decision-making responses， providing a basis for earthquake disaster relief and earthquake trend judgment. The real-time calculation of scientific experiments requires that the amount of data transmitted in real time should meet 95% of the total amount of data generated by the observation. If the data is missing， the observation effect cannot be evaluated in real time. At the same time， the operating status of the equipment can be grasped in real time through real-time data analysis to ensure the observation. The true availability of data for current and future scientific research use. 众所周知，基于TCP/IP传输协议网路间有个应答关系，链路开销大，是否可以使用其他通信协议，也可以从协议结构来分析，TCP/IP传输协议严格来说是一个4层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含于其中，而UDP也包含了传输层协议，它们都是点到点的传输层协议，UDP提供的是无连接的不可靠的数据报传输服务。那么基于TCP/IP协议的传输无法满足数据实时处理要求，是否可以通过UDP协议传输。
首先，需通过无线信号质量测试，福建沿海三大运营商信號差别不大，内地个别运营商基本没有信号。因此，在无线路由设备选型上有了较明确的目标。从市场调研看目前市面上的无线路由器仅具备双卡功能，但双卡无法进行网络自动切换，从全省无线信号实测情况山区常出现各运营商的信号不稳，这就要求无线路由器必须具备网络自动切换，当某个运营商信号较强时自动切换到该频道进行数据传输。经设备选型后研究人员对该无线路由器进行二次开发，经二次开发后该路由器除具备一般路由功能外增加了以下功能：（1）网络自动切换拨号功能;（2）强制2G/3G功能;（3）多地址服务功能。
其次，需进行数据传输DSQ测试。数据传输DSQ测试应要有特定的针对性，对无线信号优良差的均应进行测试，从以往的观测站点中选取4个，优和良信号站点各1个、信号质量差点选取2个站点，信号优和良的站点各布设1套通信设备和两套观测设备、信号差的站点布设2套通信设备和2套观测设备，在中心专门建1个服务器进行数据接收，4套测试设备各发往4个静态IP地址，通过数据传输DSQ测试分析，该传输质量良好，信号质量差的站点运行率也可到达86%，因此有值得继续研究下去。
单纯使用UDP协议存在几个困难：（1）无法完成多个参与者的会话;（2）几十套观测仪器的数据如何区分并使相应的数据存入相应的通道。要解决这两个问题必须要有一个多参与者会话且容易扩展，这就要引入另外一个通信协议，经查阅SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。如何将UDP+SIP传输结合在服务器端开发一套管理系统，管理系统主要目标是识别仪器的头信息，经开发测试该软件可满足观测需求，2014年11月街面水库探测的部分流动台进行现场工作验证。观测系统的数据传输仅需做简单设置即可。所有一体化地震仪的IP地址统一为一个地址（192.168.1.253/24），路由器设置两个公网地址，电信和移动各一个公网地址，同时路由器还应设置当某个运营商地址端口无数据传输时长超180 s即自动切换到另外一个地址进行数据传输。路由器参数设置采用统一化，设置可直接导入无需做任何修改，极大地提高了工作效率。观测数据通过UDP抛送到服务器端，服务器通过解读设备头信息的识别号进行数据归存，数据流服务无出现错乱现象。经该次探测对比20个UDP+SIP的传输明显优于20个VPDN+MPLS。
2015年陆海联测流动台观测继续采用UDP+SIP传输，并在长江科学实验中将传输端口指向技术改进，流动台运行率基本达到测震台网的观测技术要求。2017年流动台运行率已达96.9%。同时在观测系统运维体系上做了科学系统分析，经过实践，逐步形成了规范化的运维体系。
4 结论与讨论
该文利用福建陆海联测流动台的观测设备安装的实践得到了一套较为完整可行的观测技术性系统，较好地解决了宽频带地震计易受环境因素干扰，通过噪声测试分析较大地提高了观测信噪比，降低了因气流扰动产生的干扰和温度变化带来的仪器零漂。除了适应南方的高湿高温气候，也适用于气候寒冷地区。作为地震仪防护设备在地震应急流动观测中可直接投入使用，无需做任何修改。
通过福建陆海联测流动台数据传输技术的改进，该技术系统在无线数据传输中较为便捷实用，串口数据传输已被现有技术淘汰，VPN网络传输存在拨号困难，特别是跨不同运营商之间，拨号困难必定造成数据丢失，特别是在地震应急流动观测必然给决策造成信息不全，无法全信息量分析决策。VPDN传输方式虽有一定的优势，可实现透明传输，实现远程管理，但在信号质量较弱的地方受到制约，传输效果一般，而且费用较高。UDP+SIP传输实现组网灵活、数据补传、弱信号地区优点明显，费用低。实际应用中无需繁杂的参数设置。占用网络资源少，特别是在地震应急时优势更为明显，当地震发生时必定会出现网络资源被大量占用，或是在震区网络资源将出现更为紧张，TCP/IP协议的传输模式需要更多资源开销时，无线数据传输资源必定被挤占，而UDP协议只管往服务端抛送数据，中心接收端或灾备接收端的资源基本能得到保证，完全可保证抛送过来的数据接收正常，这就为数据完整提供了重要保证。当然，未来5G普及后以何种方式传输数据将是笔者需要探索的方向。
参考文献
[1] 林彬华，金星，李军，等.台网噪声评估及其对气枪震源激发效果影响的研究[J].地震学报，2017，39（3）：330-342.
[2] 谢剑波，何寿清，吕金水，等.宽频带地震计的安装[J].地震地磁观测与研究，2007，28（1）：57-63.
[3] 宫杰，居海华，鲍海英，等.地震流动观测防护罩集成优化与效果分析[J].震灾防御技术，2020（15）：855-867.
[4] 王晨，滕云田，王晓美，等.地震前兆野外流动观测无线组网系统[J].地球物理学进展，2012，27（3）： 945-949.
[5] 杨亚运，汪建，马伟，等.地震流动观测实用技术研究[J].地震科学进展， 2020，50（9）：8-15.
[6] 王爽.基于密集地震台网环境噪声的面波层析成像研究及其应用[D].中国科学院广州地球化学研究所，2020.
[7] 张红才，徐嘉隽，陈智勇.基于噪声谱比法的福建台网观测台站的场地响应研究[J].地震学报，2015（6）：1045-1058.
[8] 陈作仁，全建军，林淑冰，等.福建省地震流动观测台网的建设[J].科学技术创新，2018（35）：50-51.
[9] 付萍，郑韶鹏，薛蕾.简易烈度计设备选型及一般站台站建设[J].科技创新导报，2019，16（2）：136-137.
关键词：仪器安装调测 环境干扰 数据质量提升 实时数据传输 传输质量
中图分类号：P315.7 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）05（c）-0074-04
Technical Analysis of Mobile Observation Equipment Installation and Data Transmission
LIAO Chunqi LIN Mujin
（fujian Earthquake agency， Fuzhou， Fujian Province，350001 China）
Abstract： Earthquake mobile observation is affected by site conditions， and the noise level of the site is relatively high. In order to obtain better observation data， the installation and commissioning of mobile observation instruments is one of the most important tasks in earthquake emergency and scientific experiments， which directly affects the observation data. Quality， the quality of the instrument installation is related to the availability of data; in addition to the basic observation requirements for the isolation of personnel and external vibration interference， the installation of the instrument should also try to reduce the interference caused by environmental factors， and handle the moisture-proof and heat preservation. Airflow disturbance is the observation quality improvement requirement that should be solved in flow observation. The observational data that has been protected from the experimental comparison has been improved by orders of magnitude. The real-time transmission of observation data is the guarantee of earthquake emergency strategy response and real-time calculation and analysis of scientific experiments. Earthquake emergency strategy response requires extremely high real-time performance， and the amount of information is positively correlated with decision-making responses， providing a basis for earthquake disaster relief and earthquake trend judgment. The real-time calculation of scientific experiments requires that the amount of data transmitted in real time should meet 95% of the total amount of data generated by the observation. If the data is missing， the observation effect cannot be evaluated in real time. At the same time， the operating status of the equipment can be grasped in real time through real-time data analysis to ensure the observation. The true availability of data for current and future scientific research use. 众所周知，基于TCP/IP传输协议网路间有个应答关系，链路开销大，是否可以使用其他通信协议，也可以从协议结构来分析，TCP/IP传输协议严格来说是一个4层的体系结构，应用层、传输层、网络层和数据链路层都包含于其中，而UDP也包含了传输层协议，它们都是点到点的传输层协议，UDP提供的是无连接的不可靠的数据报传输服务。那么基于TCP/IP协议的传输无法满足数据实时处理要求，是否可以通过UDP协议传输。
首先，需通过无线信号质量测试，福建沿海三大运营商信號差别不大，内地个别运营商基本没有信号。因此，在无线路由设备选型上有了较明确的目标。从市场调研看目前市面上的无线路由器仅具备双卡功能，但双卡无法进行网络自动切换，从全省无线信号实测情况山区常出现各运营商的信号不稳，这就要求无线路由器必须具备网络自动切换，当某个运营商信号较强时自动切换到该频道进行数据传输。经设备选型后研究人员对该无线路由器进行二次开发，经二次开发后该路由器除具备一般路由功能外增加了以下功能：（1）网络自动切换拨号功能;（2）强制2G/3G功能;（3）多地址服务功能。
其次，需进行数据传输DSQ测试。数据传输DSQ测试应要有特定的针对性，对无线信号优良差的均应进行测试，从以往的观测站点中选取4个，优和良信号站点各1个、信号质量差点选取2个站点，信号优和良的站点各布设1套通信设备和两套观测设备、信号差的站点布设2套通信设备和2套观测设备，在中心专门建1个服务器进行数据接收，4套测试设备各发往4个静态IP地址，通过数据传输DSQ测试分析，该传输质量良好，信号质量差的站点运行率也可到达86%，因此有值得继续研究下去。
单纯使用UDP协议存在几个困难：（1）无法完成多个参与者的会话;（2）几十套观测仪器的数据如何区分并使相应的数据存入相应的通道。要解决这两个问题必须要有一个多参与者会话且容易扩展，这就要引入另外一个通信协议，经查阅SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。如何将UDP+SIP传输结合在服务器端开发一套管理系统，管理系统主要目标是识别仪器的头信息，经开发测试该软件可满足观测需求，2014年11月街面水库探测的部分流动台进行现场工作验证。观测系统的数据传输仅需做简单设置即可。所有一体化地震仪的IP地址统一为一个地址（192.168.1.253/24），路由器设置两个公网地址，电信和移动各一个公网地址，同时路由器还应设置当某个运营商地址端口无数据传输时长超180 s即自动切换到另外一个地址进行数据传输。路由器参数设置采用统一化，设置可直接导入无需做任何修改，极大地提高了工作效率。观测数据通过UDP抛送到服务器端，服务器通过解读设备头信息的识别号进行数据归存，数据流服务无出现错乱现象。经该次探测对比20个UDP+SIP的传输明显优于20个VPDN+MPLS。
2015年陆海联测流动台观测继续采用UDP+SIP传输，并在长江科学实验中将传输端口指向技术改进，流动台运行率基本达到测震台网的观测技术要求。2017年流动台运行率已达96.9%。同时在观测系统运维体系上做了科学系统分析，经过实践，逐步形成了规范化的运维体系。
4 结论与讨论
该文利用福建陆海联测流动台的观测设备安装的实践得到了一套较为完整可行的观测技术性系统，较好地解决了宽频带地震计易受环境因素干扰，通过噪声测试分析较大地提高了观测信噪比，降低了因气流扰动产生的干扰和温度变化带来的仪器零漂。除了适应南方的高湿高温气候，也适用于气候寒冷地区。作为地震仪防护设备在地震应急流动观测中可直接投入使用，无需做任何修改。
通过福建陆海联测流动台数据传输技术的改进，该技术系统在无线数据传输中较为便捷实用，串口数据传输已被现有技术淘汰，VPN网络传输存在拨号困难，特别是跨不同运营商之间，拨号困难必定造成数据丢失，特别是在地震应急流动观测必然给决策造成信息不全，无法全信息量分析决策。VPDN传输方式虽有一定的优势，可实现透明传输，实现远程管理，但在信号质量较弱的地方受到制约，传输效果一般，而且费用较高。UDP+SIP传输实现组网灵活、数据补传、弱信号地区优点明显，费用低。实际应用中无需繁杂的参数设置。占用网络资源少，特别是在地震应急时优势更为明显，当地震发生时必定会出现网络资源被大量占用，或是在震区网络资源将出现更为紧张，TCP/IP协议的传输模式需要更多资源开销时，无线数据传输资源必定被挤占，而UDP协议只管往服务端抛送数据，中心接收端或灾备接收端的资源基本能得到保证，完全可保证抛送过来的数据接收正常，这就为数据完整提供了重要保证。当然，未来5G普及后以何种方式传输数据将是笔者需要探索的方向。
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