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地震监测范文1
1微地震监测水力压裂技术原理
近年来水力压裂微地震监测技术发展迅速,并在钻井现场拥有很好的应用前景。微地震监测技术是建立在地震学和声发射原理的基础上,以在压裂过程中形成的小地震事件为目标,通过展示裂缝空间立体形态达到裂缝监测的目的。在水力压裂过程中,地层原有应力受到压裂作业干扰,使得射孔位置处出现应力集中现象,导致应变能量升高,井筒压力迅速升高,当压力大于岩石的抗压强度时会导致岩石破裂变形,进而形成裂缝扩展,在应力释放过程中一部分能量会以地震波的形式向四周传播,进而形成微地震。微地震一般发生在裂缝之类的断面上,通常裂缝范围在1-10m之间,频率范围一般在200-1500Hz,持续时间较短通常小于15s。微地震在地震记录上具有以下特点地震能量越弱其地震频率越高,持续时间越短破裂长度也越短。微地震监测水力压裂通过监测站收集被检测井在水力压裂过程中产生的微地震波,并对收集到的微波信号进行处理解释,根据直达波的时间确定震源具置。目前微地震解释主要用于以下几个方面:(1)分析微震事件出现的空间展布,计算裂缝网络方位、长度、宽度、高度;(2)随着压裂施工的进行,破裂事件不断发生,破裂事件出现的速率与压裂施工曲线的对应关系;(3)根据微震事件出现的空间位置,结合地震剖、测井资料,解释裂缝扩展与地层岩性、构造相互关系;(4)评估压裂产生的SRV;
2微地震监测水力压裂技术难点与技术对策
2.1难点分析
(1)在实时监测,一般需要检验速度模型的合理性,但是,现场实时监测中调整速度模型的难度较大;(2)在监测过程中,对于信噪比低的事件,自动识别程序难以自动识别;(3)在监测过程中,可能有个别事件明显偏离它的真实位置,以及个别事件P波和S波初至时间的自动拾取结果不合理,对现场实时处理带来一定的影响。
2.2技术对策
(1)根据声波速度测井、自然伽马测井资料、录井资料以及钻井地质设计中的地质分层信息,分析纵向上的岩性变化,合理划分速度界面,使误差降到最低,并在后续工作中修改并完善速度模型;(2)分析微震信号过滤器参数的合理性,调动参数,降低自动识别门槛,并进一步手动加以识别;(3)应用不同的反演定位方法,测试各种方法在该区域实时处理并确保定位的有效性。
3微地震监测应用
为了较好地评估区块内水力压裂过程中的破裂发生和发展状况,更好的评估压裂效果,进一步优化工艺参数和缝网系统,为井距论证和整体开发井网部署提供依据,在AA地区选取了5口水平井进行微地震监测。统计各水平井有效监测范围内的裂缝扩展形态参数,并与单段总液量、总砂量、储层改造体积对比。发现裂缝扩展与施工规模存在以下几条规律:(1)裂缝网络长200-250m,裂缝网络宽60-100m,裂缝网络高27-35m。(2)裂缝长宽高与单段液量相关性较强,单段液量1000-1200方为最佳。(3)裂缝长宽高与单段砂量相关性较弱。(4)储层改造体积大小与单段总液量及总砂量都有影响。单井比较,改造体积与单段液量相关性强,单段液量1000-1200方为最佳。各井相互比较,改造体积与单段砂量相关性强,单段砂量应保证80方以上。(5)AA地区百口泉组砂砾岩储层改造,由于地层疏松,微地震信号能量较弱且衰减较快。而且实际施工中各段施工压力较高,实际施工排量很难达到设计排量10方/分。各方面因素综合导致微地震监测定位信号较少、监测效果不佳。根据不同距离下微地震事件能量的强弱对比,建议AA地区开展微地震井中监测选择监测井时,优选监测距离在500m以内的井开展施工。
参考文献:
[1]胡静云,李庶林,林峰.基于微震监测的大爆破后诱发余震特性研究[J],采矿技术,2011,11(6):100-104.
[2]张永华,陈祥,杨道庆等.微震监测技术在水平井压裂中的应用[J],物探与化探,2013,37(6):1080-1084.
[3]金维俊,张衡,张文辉等.微震监测技术及应用[J],地震,2013,33(4):84-94.
地震监测范文2
纵览全球矿业开发趋势,南非地区的Tau-Tona金矿、EastRand金矿、Mponeng金矿、加拿大魁北克省Rouyn-Noranda东部的Agnico-Ea-gle'sLaRonde矿的3号井、澳大利亚昆士兰州MountIsa的硬岩矿、印度Kolar金矿、瑞典Kris-tineberg矿等采深均在千米以上;国内的辽宁红透山铜矿、安徽冬瓜山铜矿、吉林夹皮沟金矿、河南灵宝崟鑫金矿等开拓或开采深度已进入千米以上[1]。因此,随着全球经济的发展,可以预计未来会有越来越多的矿山进入深部地层开采。
1矿山深部工程定义及力学特性
深部工程以硬岩发生软化的深度为界限,超过该界限深度的地下工程则视为深部工程,分为绝对深部工程和相对深部工程[2],绝对深部工程以开采深度为界定标准,一般指深度在1000~1500m的开采工程;相对深部工程是以出现岩爆、岩体大变形、瓦斯突出等工程灾害现象为界定标准。深部工程处在高地应力、高地温、高水压力等综合作用下,与浅部工程主应力不同,有的深部工程以板块构造残余应力为主应力。由于岩体处于复杂力学状态,岩体动力响应通常具有突变性,流变特性增强,岩体呈脆性—延性转化等性质[2~4],因此不能简单的划分为塑性区、弹性区及原岩应力区,也不能简单地套用现有的弹塑性力学理论对其进行分析讨论。
2岩体稳定性研究现状
目前岩体稳定性理论和定量分析方法主要有解析法和数值法。解析法包括积分变换法、积分方程法、分离变量法、变分法及复变函数法等。数值法主要有有限元法、边界元法、离散单元法、关键块理论、DDA方法、FLAC方法、块体单元法、块体-弹簧元分析法等,但是数值分析模型在基础理论依据方面比较薄弱,对工程类比和经验的依赖较大。围岩稳定性判别方面,目前大致分为围岩强度判据、围岩变形量或变形率判据、变形速率比值判据、静力法判据、干扰能量判据、超变形判据、熵突变判据等[5]。各种判据有一定的适用范围和限制,对围岩控制研究有一定的积极意义,但未能从围岩失稳机制上揭示围岩状态变化过程,以及围岩体本身结构演化及其在外部扰动条件下的动态演变过程中如何判断围岩的稳定状态。
3深部岩体稳定性监测技术
目前围岩稳定性分析主要存在基础理论不成熟,缺乏适用的稳定性理论和定量分析方法,失稳判据难以确定等问题,且由于深部开采岩体工程的复杂力学特性,因此在深部工程灾害防治方面尚无良方。而微地震监测技术从上世纪40年代起,国外就开始应用其来探测冲击地压、从事岩石力学方面的基础应用及工程实际应用、采矿诱发的微地震监测研究等,在油气藏勘探开发方面应用较为广泛。国内周胜建等将微震监测系统用于巷道掘进地质异常区域划分,用以指导支护[6];窦林名等提出了微震监测能量释放率、能量密度的概念和计算方法[7];夏永学等采用微震和地音监测技术结合用于冲击危险性综合评价[8];另外以姜福兴博士为首的微震研究团队开展了微震技术研发及应用,并在煤矿安全管理应用方面取得了较好的效果;自2005年以来,澳大利亚联邦科学与工业研究院与西南科技大学合作,开展微震监测技术研发及其在水电工程地下硐室围岩稳定性的监测,地下煤矿气化工程中的岩石热破裂监测等应用研究,开展了四川锦屏一级水电站水工隧道及部分煤矿微地震监测实践等。由此可见,微地震技术在理论研究、技术研发、工程应用等方面具备了一定的基础,且其具有远程、实时、动态监测的特点,非常适合深部采矿活动时的岩体稳定性监测,因此,以微震监测技术为基础,可以从微震监测系统研究和微震事件特征及失稳预警研究两个方面探讨深部岩体稳定性监测技术。3.1微震监测系统研究微震监测系统一般由主机、数据采集仪、传感器、数据处理软件等组成,现有的系统集成化程度还不够高,传感器及数据处理技术等还需进一步研究。3.1.1传感器传感器也叫检波器,是获取微震信号的最基本单元,是进行岩体稳定性监测的基础。目前常见的微地震传感器是MEMS地震传感器,而对具有宽频带、动态范围大、稳定性高等特点的电化学换能器、光学传感器的研究开发力度不够,此外光学传感器还具有抗电磁干扰和原子辐射能力、耐高温、耐腐蚀,能适应极端恶劣环境,非常适合深部岩体工程的特点,将会是未来深部岩体工程微震监测研究的重点之一。此外,现有微震信号传输均采用有线传输为主,长距离深井巷道信号线缆的安装、维护均困难,且成本高,不利于该项技术的发展和应用,因此还需加大无线传感器及数据传输技术的研发力度。3.1.2速度计算模型地震波速度参数贯穿于地震数据采集、处理和解释整个过程,是实现岩体稳定性监测和灾害预警预报的重要参数。深部采矿诱发的微震信号,由于要穿过更深的地层,地质结构更复杂,影响因素更多,而速度计算模型的好坏直接影响地震定位精度,而速度模型的计算速度和定位精度则直接影响到微地震监测的质量和效率,所以需要研究一种既快速,又准确的适宜地区特点的速度计算模型,并能在前期工程勘探成果的基础上构建三维地质地形模型,使模型更接近真实地质情况,减小误差,提高计算速度和定位精度。3.1.3自动化数据处理技术微震信号又常常与大量干扰信息一起被传感器记录,有用信号容易被掩盖或误判。数据处理通常采用人工筛选、分析的方式,缺点是劳动强度大、效率低、易受人为因素影响,限制了该项技术的应用体验和使用效果,因此,亟需研究数据自动化处理技术,使数据采集仪实现自动将微震信号从复杂的波形中分离、提取、分类识别及基础数据处理功能,实现自动计算微震发生时刻、强度、空间位置、尺度及震源机制等,以利于推断岩体破坏程度,破坏原因等,实时分析破裂、变形发展趋势。3.1.4一体化监测系统微震监测系统应用范围广,除可用于油气藏勘探、矿山工程系统等,还可用于坝体稳定性监测、工程开挖、爆破等方面。但现有微震监测系统多数为数据采集与记录、分析处理分离的方式,野外工作便携性差。因此,需要开发高度集成、智能化高、体积小、轻量化,集数据采集、处理分析等多功能一体化的微震监测系统。3.2微震事件特征库及失稳预警研究深部岩体失稳灾害具有突变性,岩体流变特性增强以及从脆性向延性转变等,因此岩体在此类过程中积聚或释放能量的特性与普通浅部工程势必不同。由于开采深度大,有可能跨过多种类型的岩层,不同类型岩体性质不同,其发生微震的模式不同;即使同种岩体在不同应力、开挖方式等条件下发生微震的模式亦不同。因此,应开展两个方面的微震事件特征研究,以避免深部岩体工程稳定性尚未研究彻底带来的各种弊端。一是相同条件下不同类型岩体微震事件特征,掌握不同类型岩石在全应力应变过程中的微震特征规律;二是不同类型灾害的微震产生、发展演变规律。另外在微震监测实践过程中要不断积累各种微震特征,并在有条件的情况下开展实验室条件下的模拟监测、印证等工作,丰富事件特征库,完善灾害发展趋势的微震规律。微震事件特征库是在当前深部岩体稳定性理论及判据研究不成熟的前提下,开展岩体失稳灾害预警预报工作的基础,在掌握以上两个方面内容后开展岩体失稳监测等工作。虽然井下生产、应力环境复杂,导致岩体失稳的因素众多,但都能归结为微震活动性这一指标,通过对某一区域微震事件发震时刻、频率、空间位置、尺度、震源机制等综合分析,确定导致岩体失稳的主因,进而再与微震事件特征库对比确定可能产生的灾害类型,影响范围,与矿山的应急救援预案等衔接起来,形成失稳灾害预警预报,应急响应联动的事故预警及灾害救援体系。
4结语
地震监测范文3
关键词 地震;监测;观测;仪器;迟报
中图分类号P315 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)86-0085-02
自然地震:是地球内部对某一点发生释放冲击的能量,传播到地表面,已经超出了正常情况下地球自转运动在地表面所产生的微振动加速度值的范围。
地震预测:是指在具备有高精度地震测试仪器的前提下,自然地震的预测不再是依靠人的估计和推测,完全是依靠科学测试仪器,测试测量出在正常的情况下地球运动对各监测点所产生的微振动加速度的范围(即:微振动震谱),给出地震发生的阈值(即:预警值),只有具备了这样功能的测试仪器,才能实现对地震的预测。
地震预报:目前应该分为两种预报过程。1)根据各监测点对测试仪器制定出地震发生的阈值为标准,对超出地震发生的阈值信号进行了正确的判断,称为仪器的功能预报;2)根据各监测点预测出的结果,由主管职能部门把地震发生的前兆信息给千家万户,称为职能预报。
由于自然地震的发生是没有规律性的,随机性非常大,在没有高精度监测仪器的前提下,预报的标准根本就无法确定,而且每次地震震级的大小事先是无法预测的,只是靠人的估计和推测对地震进行预报,显然这种预报的说法是没有根据的,可信度也是无法保障的,反而起到了误导的作用,因为不知道以谁的估计和推测为准,所以地震知识百问百答中的“地震预报三要素”和“地震预报按时间尺度的划分”说法是没有科学依据的。
做好地震的预报工作,首先应该对地震的知识和地震的波形有一定的了解和认识,自然地震的发生,与该地方的地质构造及土质情况有关,与震源的深度及振动量的大小有关,与自然地震测试仪器地震计的摆放位置及实际的地震震源中心的距离有关,而且每一次地震发生的地点、时间、震动的波长及震幅都是不一样的,这么多的不确定因素在内,地震的预报完全是依靠地震的测试仪器,而绝非是靠人的估计和推测能做得到的。对于地震测试仪器来说,首先应该有预测地震发生的能力,能测试出微振动震谱,根据微振动震谱制定出预警阈值,这样能起到对自然地震的预报作用。至于地震震级的大小应该是无法同时预报的,因为地震波是看不见摸不着的,只能是在地震发生过后测试仪器才能测试测量出地震的震级的大小。从地震预报的意义上来说:只有准确地预测预报出有地震的发生,地震的预报对防震减灾工作才有真正的现实意义。对于地震的发生具体能提前多少时间预测预警预报,取决于地震测试仪器的精确度和各监测网络布局的分析指挥系统。每一次自然地震的发生,其震动冲击波传播到地表面总是有个传播的时间过程,绝不会一下子就天塌地陷,一般高频冲击波传播的速度比较快,这个传播的过程就给地震的监测工作带来了预测预警预报的机会。
例如一些动物:鼠类、蛇类、蛙类对自然地震发生的前兆都是有反应,这就说明它们感觉器官对地震波的敏感程度,比目前自然地震监测仪器的传感器精度还要高。到目前为止自然地震监测领域采用的地震监测仪器对地震的发生总是迟报,对提前预测预警预报一直无法实现,其主要原因是该领域的地震“观测仪器”和“强震仪器”在设计思路和计量检测的标准上存在问题:目前整个行业领域内的地震传感器都是按低频正弦波频率来进行检测标定的,地震的“强震仪器”最高频响范围为15Hz,地震的“观测仪器”有效频响范围为50Hz,这种频响范围的监测仪器在该领域都称得上是超宽频的测试仪器了。实际上这种频响范围的测试仪器在电子测试仪器中应该属于超低频测试仪器,其传感测试的精确度为10%都很难达得到。设计的测试仪器是要对自然地震波进行测试,首先应该清楚地认识到地震波传播到地表面的波形不是正弦波频率,实际上地震波传播到地表面是一种不规则的冲击脉冲波,冲击脉冲波所含有的高频偕波成分非常丰富,脉冲波是以脉冲的宽度、时间周期来定义的,地震波应该是以冲击脉冲的波长时间来定义,不应是以频率为单位来定义的,地震震级的大小应该是根据震动的加速度震幅和震动的波长时间来确定,所以用低频正弦波频率的传感器作为地震监测观测的传感使用,是不恰当的,也是不正确的。 采用低频正弦波频率的传感器作为地震监测观测的传感使用,其测试的结果,可根据中国地震局提供的一组三种监测仪器记录下来的地震波形图来进行分析和解读:
从上述的波形图可见,三种地震的波形最前段的直线部分,表明此时传感器无输出,输出值为零(即:停机状态),这是因为当强烈地震发生时传感器的敏感器件受到地震波的冲击所导致停机现象,(此现象完全可以通过计量测试手段直接来进行求证)。中段部分反映的波形是高频自激振荡波形,是传感器受到强烈地震波的冲击过后而产生的高频自激振荡波形,绝不是真实的地震波形。从振荡的波形图来看,目前行业领域范围内的地震计最高有效传感频响范围仅有50Hz,其测试的波形却超出了测试仪器本身的频响范围,已经违背了测试仪器的测试计量规则。有关行业领域内地震计的技术指标:“参考文献”《几种地震计的种类、工作原理及技术指标》。通过对地震波形图的分析解读,说明了自然地震的前兆完全可以利用测试仪器来实现预测预报的工作,只是因为该行业领域的地震测试仪器的精度太低、测试的频响范围太窄,此类测试仪器到目前为止应该是从未获得过真实的地震波形图,这是不能预测预报的根本原因。
当务之急,要使地震测试仪器真正发挥出防震减灾的作用:就必须要提高地震传感器的精确度和频响范围,这两项技术指标是考核衡量测试仪器质量的重要标准;必须要提高测试仪器的计量检测标准,制定使用周期,定期送检,完善计量标准传递制度,确保测试仪器使用的可靠性;地震测试仪器必须要具备能测试测量出微振动震谱的功效,依据微振动的震谱设定地震预测的阈值,充分利用网络通讯等技术手段,才能实现随时随地有测试、测量和预测、预警、预报的作用,这样才能达到预期的最佳效果。
参考文献
[1]地震知识百问百答:(二).中国地震局,2008-05-01.
[2]地震常见问题解答.中国地震局,2012-04-26.
地震监测范文4
关键词:地震 电气设备 维护与保养
地震仪经过近百年的发展,历经几代更新。目前,宽频带、大动态、高分辨率、智能化的新型地震仪已逐渐取代传统的模拟地震仪。随着科学技术的发展,新型传感器、计算机技术、GPS技术、GIS技术、RS技术、网络通讯技术等高新技术已逐渐与地震仪融合在一起,构成了新型的测震网络。
一、地震监测电气设备的现状问题
根据本人实际工作经验,电气设备的损坏是由许多因素造成的,例如:设备质量问题、工作人员的不规范操作等,以下是对地震电气设备损坏的主要因素的逐一分析:
1.对电气设备进行维护维修时,电气元件不匹配问题
经过长时间的操作使用后,电气设备会出现老化问题,为了避免老化的设备给地震监测工作带来安全隐患,维修人员需要及时更换老化设备,在替换老化的电气元件时,部分维修人员使用了形状相同或者相似的电气元件进行替换工作,这将会为提高地震监测电气设备故障的出现几率。此外,刀闸、接地刀(操作机构)、开关检修、维护时,忽视了电气元件的老化现象,例如:检修人员在日常维护地震监测电气设备时,常常忽视机械传动机够的生锈、卡住、周期性未上油等设备老化现象,上述描述的现象问题均会使地震监测电气设备出现损坏问题。
2.电气设备操作员工的不当操作
据不完全统计,地震监测台网发生的所有电气故障当中,其中一半以上的故障问题是由于操作人员的错误操作。由此可见,电气设备故障的罪魁祸首是人,主要是由于员工缺乏技术能力、敬业精神和专业素质等因素造成的。以下对不当的操作进行具体分析:①盲目操作:许多地震监测电气设备的故障问题都是来自工作人员的盲目操作,操作人员在不了解或者不完全了解电气设备的操作原理、电气性能、设备结构和操作的全部流程的情况下,盲目地进行仪器操作;当遇到操作障碍时,没有及时进行检查或向上级部门汇报,而是一味地追求快速操作而忽视产生的问题,最终引发了电气设备事故。由此同时,维修工人经常使用不正确的维修工具来进行施工,例如:使用起子的大小、使用扳手的尺寸、其使用的不当都会一定程度上造成电气器件的损坏。②不遵从规范的操作规程进行修理操作:有些时候操作工人自己认为已经具有了比较丰富的修理经验,完全忽略了规范的操作规程,经常性凭自己的经验来判断而不进行必要的电气设备检测;有些时候在地震局的监护人员还没有到达现场时,就已经开始施工;甚至一些操作人员对指令还不明确,在操作电气设备时也还没有搞清楚其操作的目的,自己没有权利去进行操作,而越过权限去进行操作。
二、地震监测电气设备的维护保养有效措施
一旦电气设备发生了故障,工作人员应及时进行维护维修,还要定期对电气设备进行必要的保养保护,最大程度地减少地震监测电气设备的损失损耗。在设备维修过程中,对电气设备故障的判断和维修,都应按照从简单到复杂的原则。常用的维修方法有:直接观察法、仪器测量法、短接法等。
1.直接观察法
直接观察法是指根据地震监测电气设备故障的具体情况,通过直接接触故障部分、对电气设备的故障外在表现进行观察、听故障发生后的电气设备操作声音的异样情况、闻设备故障现场是否产生异味等一些运用感官手段来进行诊断电气设备故障的方法。直接观察法,不仅可以准确快速的诊断出来简单故障的产生原因,同时还可以将较为复杂的设备故障缩小到较小的范围内进行分析处理。具体的维修检测步骤应如下:
1.1取得故障的基本信息:咨询发生设备故障的电气操作人员和当时所有在场的其他人员,咨询的内容主要是:发生设备故障时电气设备的外部表现、设备的具置、发生故障时是否有异常等。具体问题例如:是否产生异常气体、附近是否有明火、设备附近是否放置有热源、是否有腐蚀性气体侵入、是否有漏水、是否有人修理过、修理的器件部位等等。
1.2进行故障的初步判断:根据取得的故障基本信息,进行分析,对一些可能出现故障的环节进行初步的审查,检查内容主要是以下几点:仔细观察电气设备外部是否存有损坏情况、连线有无出现断路、松动,绝缘部分有无烧焦,保险丝是否烧断,电气设备有无进水、油垢问题,开关位置是否正确等。
1.3对故障进行分析排除:电气设备的操作程序要符合相应的电气说明书和设备图纸的操作要求。例如某一条电路上的元件操作过早、过晚或不操作,则说明该电路或元件出现了故障问题。此外,还可以根据地震监测电气设备发出的声音、温度、压力、气味等进行分析判断故障。
1.4试运行排除故障后的电气设备:经过初步检查分析,排除电气设备的故障后,可对修理好的电气设备进行试运转,在试运转时要注意是否出现严重跳火、是否产生异常气味、异常声音等现象,一旦发现这些现象应立即停止操作,切断相关电源。另外,注意检查电气设备的温度升高及电气设备的操作程序是否符合电气设备原理图纸的说明要求,从而快速准确地发现故障部位。
2.仪器测量法
直接观察法不能解决的问题或通过直接观察法发现故障发生的具置后,可以采用仪器测量法对故障进行排除。常用的仪器测量方法主要有:测量电压法、短接法等。
2.1测量电压法。在掌握各线路上各点的正常电压和电流值的基础上,根据电气设备的供电方式,测量出各点的电压值与电流值,最后将其测量值同正常值进行比较,从而发现电气设备的故障问题所在。
2.2短接法。利用一根良好的绝缘导线,将怀疑出现断路的器件部位短路进行连接操作,例如短接到某处后,设备的电路工作恢复正常,则说明该处出现断路。具体的操作方法可以分为长短接法和局部短接法。这些方法在对电气设备进行故障判断时会经常的使用。因为,在电气设备的六大类故障(短路、过载、断路、接地、接线错误、电器的电磁及机械部分故障)中,出现最多的为断路故障(导线断路、虚连、松动、触点接触不良、虚焊、假焊、熔断器熔断等),而这个方法可以非常简单准确的判断出这一故障。
三、结束语
当前,地震监测电气设备还是存在一些故障问题,其故障的原因复杂,有时候一种甚至几种故障排除方法都不能很好的解决问题。所以,维修人员一定要严格按照操作规程进行操作,不断丰富和总结日常维修经验,例如:对于连续烧坏的元器件应查明原因后再进行更换;电压测量时要考虑导线的压降;正常紧固的导线与螺钉间产生火花时,则说明导线头出现松动或接触不良;操作时不得违反电气设备器件控制的原则;试运行时手不得离开电源开关,并且保险要使用等于或略小于其额定电流,还应注意测量仪器挡位的选择等问题。
参考文献
地震监测范文5
关键词:开源网管系统;地震监测网络;应用
地震监测网络的构建对国家地震监测事业的发展起到了非常重要的作用,为保证地震监测网络能够更好的发挥作用,工作人员以开源软件为前提,利用集成开发技术,构建了高效、可靠的网络监控系统,以便能够进行全网综合监控,这是传统软件无法达到的,现如今,我国地震监测网络中已经基本上都使用了开源软件,效果的确比较好。
1 开源网管系统的主要功能要求
地震监测网络对开源网管系统的有着一定的要求,而这其中最重要的要求就是网络监控系统要具备一定的管理与维护功能。具体来说主要有如下几点:第一,对各种设备都能够进行有效的监控,这其中也包含着SNMP设备;第二,既能够进行设备监控,也能够进行应用服务监控;第三,可以显示出监控综合信息,让监控人员一目了然;第四,可以生成监控信息统计报告;第五,可以发送分级邮件,还可以通过短信故障进行报警;第六,可以将图形展示出来;第七,可以统计出数据流量,并且能够将具体数据展示出来;第八,满足于多级用户在线应用需求;第九,能够进行二次开发接口。网络监控系统构建期间,上述功能主要是通过运维监控来检测,比如对网络设备状态进行监控,对专业仪器进行监控等。
2 Nagios开源网管系统
2.1 系统功能
开源网管系统机简单的说就是网络管理系统,而Nagios可以称之为企业监控软件,该软件能够对主机、各类设备以及多种服务等进行监控,扩展功能十分突出。现阶段,Nagios扩展插件已经超过了几千种。本文重点介绍的几个扩展插件及其功能如下:第一,Nagios-plugins:其是Nagios监控软件中的基础插件,主要用于检查,比如检查文件系统是否完全,内存使用的具体情况等。第二,NDOUtils:该插件主要负责将配置与监控信息全部都进入到数据库中,以此保证监控信息能够实现共享。NRPE:该插件属于扩展插件,主要存放在服务器中,负责监控远程服务器的具体运行状态,也可以将其称之为Nagiosfor Unix客 户端。
2.2 系统安装
首先,做好安装前的准备工作。Nagios系统中需要安装服务器,至少2G内存,80G硬盘。而后设置操作系统,该系统使用Suse Enterprise Server 10with SP2比较合适,该系统默认的语言是英语,但是可以输入简体中文。其次,平台与各个插件的安装。在安装插件以及平台时,安装人员需要依照官方文档以及手册来进行安装,安装时切记要依照相应的顺序,正常情况下,有关部门都会编写综合安装手册用来指导安装人员。安装结束后,工作人员可以登陆指定网址进入的相关页面中。
3 Nagios开源网管系统再地震监测网络中的应用
现阶段使用Nagios开源网管系统并不具备自动发现功能,因此无论是配置相关内容,还是定义方面的工作都必须要手工完成操作,只有手工配置结束后,才可以应用。
3.1 对象模板
Nagios系统运用的是面向对象技术,通过定义存在者多种多样的对象模板,比较常见的有主机、服务模板等,这些模板都存在各类型的cfg文件中,对象模板的主要功能就是对对象共有参数进行定义。用户可以依据自己的需求设置对象模板。如果要想把所有的监控设备以及各类服务都添加到系统中,工作人员就一定要选择一个指定的对象模板。
3.2 对象分组
简单的说就是对象定义时,工作人员需要进行操作,比较常见的有主机与服务分组,这样就可以进行明确的对象管理。正常情况下,工作人员都是按照部门、设备种类等来进行主机分组,而通常是按照服务类型来进行服务分组。
3.3 对象命名
对象命名前要统一命名规则,我们采用如下方式:部门名称-设备类型-设备名称?此种命名规则可以清楚的区分各类设备,并便于二次开发?
3.4 对象定义
在对象模板、分组信息和对象命名规则建立好后,开始定义对象信息。各类对象定义存放在/usr/local/nagios/etc/objects目录中。对象定义时建议按设备所属部门或类型分类建立相对独立的定义文件,并按照从上层对象向下层对象的顺序进行。
4 二次开发故障信息短信报警
与监控系统相关的是故障报警系统,在Nagios中,已经提供了界面报警。邮件报警和语音报警三个功能,通过一定的软件或插件,还可实现短消息的故障报警功能?短消息的故障报警是目前常用的远程故障通知方式,Nagios可以通过联系人对象实现普通的短信告警通知,但这种方式与全网故障联动报警还有一定差距的,我们在工作中,基于Nagios故障消息建立了一套故障分类系统,并将其与值班系统进行关联,实现了故障消息的全网联动,大大提高了全网IP类仪器设备的故障影响处理能力。
4.1 值班系统概述
值班系统用于管理全网所有人员的值班情况,包括信息网络、各专业台网和台站所有参与业务管理工作的人员,在人员定义中,包括其所负责管理的IP地址段和设备名称关键字,以及值班时限?在地震局,信息中心负责所有的设备监控管理,蓟县地震台负责10.12.64.0-10.12.69.255内的设备管理,前兆台网负责10.12.40.0-10.12.43.255内的设备或设备名称中还有qztw关键字的设备管理。
4.2 故障分类系统概述
Nagios系统的Notifications数据表中存放着记录到的故障。警告和恢复消息。故障分类系统就是在检测到新故障时根据对应的IP地址和仪器名称关键字来生成故障消息模板,之后再把模板与值班系统比对,找到负责此IP地址或仪器关键字并且在值班时限内的用户,他们即是此次故障信息的接收者?列出两个消息事件加以说明。22号信息,比对IP地址和名称关键字后,此信息只与信息中心匹配,消息产生时间与信息中心A人员的值班时限相关,因此生成的故障信息只发送给用户A、23号信息,比对IP地址和名称关键字后,匹配蓟县地震台和前兆台网两个部门,同时消息产生时间与B、D用户相关,因此系统将故障消息发送给B、D用户,这样就形成了前兆台网中心和蓟县地震台间的故障联动报警。
4.3 短信发送系统概述
短信发送系统就是将短信数据库的消息按指定的方式进行发送,天津市地震局建立了基于五个GSMModem的短信发送系统,系统实时检测短信数据库,对未发送的消息以抢占方式进行发送。在Nagios的应用中,故障分类系统按格式要求将消息写到短信数据库中,并提升发送优先级,实现故障信息优先发送。
结束语
综上所述,可知开源网管系统在地震监测网络中的应用效果非常好,这一点都已经在我国地震监测网络中得到了证实。现如今,Nagios开源网管系统在强震台网、前兆台网等得到了广泛应用,用户非常满意,成为日常监控中不可缺少的手段。
参考文献
[1]王洪波.地震监测资源环境有关问题的探讨[J].资源节约与环保,2014(6).
[2]我国最早的地震记载和地震监测[J].中国减灾,2005(5).
[3]张宇翔,罗词建.陕西地震监测台网在汶川地震监测中的应用[J].地震地磁观测与研究,2010(5).
地震监测范文6
关键词:地震监测;无线传感器网络;硬件系统;软件系统;设计
前言
地震监测主要是利用有线或是无线的方式来将收集到的地震震动信号传送到监控中心,但由于有线网络自身的局限性,会对监测效果带来不利影响,在这种情况下,无线传感器网络应运而生,以其独特的自组织及自愈合的特点在地震监测中进行有效应用,而且能够适合各类复杂的监测环境,因此需要加大对基于无线传感器网络的地震监测系统的设计进行研究,以便于有效的提高地震的预警水平,确保地震救助效率的提升。
1 无线传感器网络和地震监测概述
无线传感器网络是一种集各种先进技术于一体的信息技术,其不仅是普适计算机的雏形,同时也是人类感官的有效延伸。其以数据传输和交换机作为中心,作为一种自组织和分布式的网络,传感网络中大量传感器节点为其提供数据,即使在十分恶劣的环境下,也能够做到实时监测、协同感知和信息采集,并将监测数据进行发送。这也使无线传感器网络在诸多领域都有着广泛的应用,将其在地震监测中进行应用,其能够对地震预防和救援提供更加真实、可靠的信息依据。由许多随机分布的传感器节点构成的无线传感网络共同组成了无线传感器网络体系结构。传感器节点采用自组织方式,能够实时监测对象,进行信息的采集,并采用无线方式来发送数据。无线传感器网络对感知信息的感知、采集、处理和传送是其最基本的功能,传感器网络以感知数据作为其核心所在,由传感器、感知对象和观测者三要素共同构成无线传感网络。
一直以来地震监测中采用的都是无线或有线来对监测信息进行传送,虽然有线网络具有较好的稳定性,但在一些恶劣环境下有线网络极易受到破坏,无法及时将监测到的信息传送到监测中心。因此利用无线传感器网络,其能够适应各种复杂多变的环境,在任何情况下都能够及时将监测信息向监控中心进行反馈,对地震灾难的预警和救助具有非常重要的意义。
2 基于地震O测的无线传感器网络系统的设计
2.1 系统的硬件设计
2.1.1 传感器节点设计
在传感器节点设计过程中,需要明确无线传感器节点的构成要素,通常情况下由数据采集、数据处理、数据传输和电源共同构成,而无线传感器网络的节点则包括采集模块、存储模块、通信模块及能量供应模块等几部分,在实际工作中,在监测区域内利用数据采集模块来对采集信息和转换数据,整个传感器的节点控制操作则由处理器模块负责,同时还要对节点自身传送过来的数据和由其他节点传送过来的数据进行处理和存储。而与其他传感器节点或是基站的无线通信、交流和交换控制信息、接收和转发采集来的数据等则由无线通信模块负责。而传感器节点正常工作所需要的能量则主要由能量供应模块提供,以此来确保系统的正常运行。
2.1.2 GPRS网关设计
在无线传感器网络系统中,各个无线监测电路发来的数据和状态信息由GPRS网关负责接收,并经过一定的处理后由GPRS网络向监测站进行发送,同时GPRS网络还能够接收控制指令,并将其向各个无线监测节点转发。无线转发站的运行则由3.6V的高能电池为其提供电能支持,同时还具有太阳能自动充电功能,为其长期工作提供了充足的保证。
2.1.3 无线传感器网络的构建
无线传感器网络中的无线接收模块采用的无线射频收发器,其具备较为多样化,不仅支持帧处理,还具有突发传输、数据缓冲、数据加密、空闲频道检测、连接质量指示等多种功能,能够有效的降低主控制器的负载。其中信号的接收和转换由传感器采集模块完成,所需要工作的能量由电源模块供应。传感器节点作为网络的基本单元,其主要承担着计算、存储、通信、传感和执行等任务。同时由微功耗处理器模块、无线收发模块、数据采集模块、电源等部分共同构成无线传感器节点的硬件部分。
2.2 系统软件设计思路
2.2.1 无线传感网络
网关节点主要承担着对网络节点管理、对网络节点传输数据进行集中及信息传输网络构建等任务,在具体无线传感网络构建过程中,需要由网关节点将自身帧编号和网络地址的信标帧向全网传送,同时以此地址列表作为构建路由表的基础。并对其中各帧的编号进行记录,从而有效的避免出现多次发送的现象。还要继续将已经修改的信标帧向周围发送,各传感器节点收到信标帧后,会选择信号最强的节点回发至终端节点,并对路由器节点将自身当作终端路由器节点进行确认,开始建立网络。
2.2.2 路由
在对数据进行传送过程中,需要由源节点广播一个路由分组,并由路由器携带目的节点依次由领近节点进行广播,而且在广播开始之前还需要进行该节点到源节点路由的建立,将目的节点依次广播至周围节点时,路由分组到达某个具有网关的路由信息节点及网关节点时,则路由分组的广播就会停止。并在该过程中建立一个反向路由,实现网点节点到源节点的反向传输,而且该节点还会顺着反向路由传输一个路由分组,当路由分组抵达源节点后,则整个过程结束。
2.2.3 传感器工作流程
在传感器工作过程中,传感器的数据需要由传感器节点来读取,并将读取到的数值与设定的阈值进行比较。根据比较的情况来采取适宜的数据监测措施,这样可以有效的避免无用数据的采集,提高传感器网络系统的续航能力。但在实际工作中,需要有效的对系统数据的传输量进行控制,这样可以确保地震监测的及时预报。因此需要根据监测的传感器值的情况,适宜的情况下采用多跳路由来转化数据,从而将数据快速传送到远程监控中心,确保地震监测的及时性和实时性。
3 结束语
将无线传感器网络在地震监测中进行有效应用,有效的提高了我国地震监测的效率,因此需要加大对无线传感器网络的研究力度,不断对其进行创新,有效的提高其自身的稳定性和实用性,提高地震监测的质量,有效的保障我国人民群众的生命和财产安全。
参考文献
[1]郑锋凯.无线传感器网络在地震区山地灾害监测中的应用研究
[D].太原:太原理工大学,2010.