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摘 要：作为一种危害严重的自然灾害，地震会给震区的房屋建筑和人员安全带来严重危害，强化地震预警具有重要现实意义。其中地震预警系统是一种高效、精准预测地震灾害的信息化管理系统，但是日常运维中发现其经常出现一些故障，做好故障剖析与处理工作显得尤为重要。本文以地震预警系统为例，重点对其运维中常见的一些典型故障进行了研究，旨在保障地震预警系统运维质量。

关键词：地震预警系统；运维；典型故障；故障处理

地震预警系统已经成为当前各个国家预测地震，降低地震威胁程度与损失的一个有效信息化管理系统。该系统充分运用了地震波、电磁波等对地震波的传播速度进行剖析来及时预警地震出现情况。虽然地震预警时长比较短，一般主要控制在十几秒之内，但是如果可以抓住这些关键时机则可以挽救众多的生命，减少经济损失。但是要点地震预警系统运行阶段出现故障问题，则会危及地震预警结果精确性与效率，强化地震预警系统运维管理显得尤为重要。

一、地震预警系统简介

地震预警系统主要是在地震预警工作实践中有效地应用地震预警技术，可以对地震进行快速侦测并且及时发布的一种警讯系统。通常而言，地震预警系统可以借助一个声音或图像，或者声音与图像兼备的警告信号发布来警示地震波会在数十秒之内到达。对该系统预警方式而言，一般主要包括如下两种：其一，地震参数预警：借助地震台站的S波或P波对震中距、震源深度与震级等相关参数进行确定，以此对地震预警级别与范围进行确定。该种地震预警方式具有非常高的预警有效性，但是却会耗费比较长的决策时间。其二，地震动值预警：可以对地震动值进行直接获取，对其本身是否超过给出的阈值可以进行地震预警判断。该种地震预警方式本身不会对S波和P波震相进行区分，同时不会对有关地震参数进行确定，整体预警有效性相对较低。此外，根据同地震预警目标距离的远近，可以进一步划分为2大类，即：本地P波预警和异地震前预警。

二、地震预警系统运维常见的故障

2.1 波形异常故障

波形异常故障是系统运行阶段常见的一种典型故障，具体体现如下：

（1）强震20通道连续突刺干扰。在系统运维管理阶段中，一些测站的20通道波形展现为图1所示的突刺异常情况，部分突刺表现为尖锐状态，但是也有部分表现为平缓状态。经过排查现场的电路，结合安装的记录检查仪，可知测站发生这种异常故障的时间表现在架设仪器的初期，在安装阶段没有有效分离机柜下面的摆线与输电线，使得输电线中存在的电信号干扰了摆线信号传输过程，进而造成了突刺异常波形的出现。经由频谱分析，可知智能电源进行直流电输出的相应输电线以及室内机柜坑下面敷设的市电输电线实际上是干扰源。在摆线和输电线保持并线运行状态下，电信号会干扰摆线传输过程中形成的波形信号而出现了突刺异常波形。

通过对出现的故障成因进行剖析，结合现场测试结果。借助备用的摆线绕过机柜坑下方敷设的输电线，并将它们和数据采集器进行直接连接，发现测定的波形中存在的异常突刺波形消失。持续进行一周时间观察后，发现波形质量非常好，没有再次出现异常波形。在确定测试及处理方法应用有效之后，对测定与记录到粗磁异常波形情况的测站摆线进行重新走线处理，分离摆线与输电线路，最终消除了波形出现的异常情况。

（2）在加电条件下，强震20通道出现波形持续异常情况。出现该种异常情况的站是一个没有设置速度计的改造基准站，在断开数据采集器电源之后进行重新加电，发现会出现图2所示的异常波形（3～5min）。整体波形保持密集分布状态，幅值要比地脉动显著更高，持续时间不足5min，之后重新恢复到正常状态。下次继续进行加电处理后，依旧出现了这一异常波形。

经过同设备的生产厂家进行沟通与交流，初步判断出现该种故障的成因是加速度计没有接地。通过将加速度计的外壳同数据采集器负极进行连接，在对其外壳开展接地处理之后消除了上述出现的异常情况。

2.2 数据采集器故障

数据采集器也是地震预警系统硬件构成中关键的组成部分之一，本身主要用于采集地震方面相关数据，结合有关数据的运用可以作为预判地震的重要参数。在实际的使用阶段中，数据采集器也容易出现如下一些比较多见的故障：

（1）无法进行标定指令下达。在开展常规巡检期间，站台基于TDE-324CI型号数据采集器的对应控制面板无法顺利地进行正弦标定指令下达操作，借助TDS进行标定指令下达之后依旧无法顺利启动。经过开展现场测试，发现其标定控制模块运行阶段出现了故障，无法正常启动标定板。针对这种故障情况，需要将故障硬件寄回厂家进行维修或者进行标定板更换，这样就可以解决该种故障问题。

（2）软件版本问题。在运行阶段，几个站彼此之间的数据传输出现了中断情况。经过对网络通讯、服务器等进行排查，发现网络保持正常运行状态，数据采集器可以保持正常供电，主、备服务器均维持正常运行状态，相应数据采集器端状态没有显示反映状态的有关数据，也不存在实时波形，同时站点速度计通道（1-3通道）采样率出现了改变，由100sps相应地变成了200sps，数据采集器的相应程序版本调到了最初安装的版本，经过对数据采集器进行重启后对传输过程进行了恢复。经过排查之后，发现本次故障主要出现在数据采集器（TDE-324FI六通道），在对其软件版本数据进行校验过程中，帧头校验出现错误，并且相应的软件对数据帧尾校验过程进行关闭。通过将其软件笨笨进行升级之后依旧伴有问题数据传输阶段的短暂断记情况，最终经过同厂家进行协同商量后，将软件版本确定为V2.0.20220630之后消除了相应的运行故障。

（3）串口异常故障。站台在出现图4的异常波形情况下，波形幅值超过了地震计的最大测定范围，基本上为几千万ct值，HHZ通道数据存在断记情况，持续了大约0.3s时间后相应的波形重新恢复到正常状态。经过对周边环境进行排查之后没有发现干扰源存在，经由测定设备，发现数据采集器、速度计与加速度计这些设备都保持正常运行状态。通过对数据采集器的日运行日志进行调取，发现数据采集器在运行阶段发生了传输缺数情况，在进行补数阶段中造成了波形异常情况，此后不在出现波形异常情况。经过现场诊断，确定是串口发生了故障问题。为了避免再次出现该种类型的故障问题，需要对数据采集器进行维修或更换处理。

（4）无法正常启动故障。站台在某一夜间工作中发现数据采集器出现了无法启动运行故障，经过断电重启之后发现波形形成图3所示的方波形态。经对加速度计进行现场检查之后，发现性能测试不存在异常情况，地脉动波形也不存在异常情况。经由异常故障初步判断，可知造成该种故障的成因是数据采集器出现运行故障。在后续的运行中，发现其再次出现无法正常启动的故障，经由现场更换处理之后发现相应的启动故障得以消除。经由拆机检查之后，发现造成该种故障的原因是系统内部主控单元出现允许故障，致使无法正常进行启动。

2.3 加速度计故障

站台在断电之后，TDA-33M型加速度计零偏发生大幅度跳跃变化，出现了零偏阶跃情况。造成这种故障情况的原因初步判断是加速度计出现靠摆问题，通过给予一个脉冲信号，在达到稳定状态之后依旧存在故障表现。经由现场调零处理之后也没有解决相应故障，经由备用加速度计设备更换之后解决相应故障情况。经过利用加速度检测装置对加速度计进行故障检测，发现需要进行全新模块更换。

依据地震预警系统使用阶段的运行维护需求与要求，各个预警站点加速度计零偏电压值小于50mv，在使用阶段出现了零偏易增大的变化，所以需要相应的开展调零操作。在调零阶段中，操作人要保持轻柔动作，抖动操作要保持缓慢状态，保证零偏值可以逐步进行改变。不能够进行细针斜插操作，同样用劲的力度不宜过大，避免对加速度计本身的调零单元造成损坏。

2.4 智能电源故障

某一站台在夜间运行阶段中的智能电源输出端发生了运行故障问题，输出2口无法正常给予数据采集器供电，随后也有几个站台在同一天发生了智能电源启动故障问题。经过现场进行调查之后，发现故障出现当天发生了雷雨天气，雷电使得智能电源输出端出现了运行工㽴，无法正常进行直流电（12V）输出。基于远程操作，对智能电源进行重启操作，输出端没有恢复正常供电，在对备用智能电源进行更换之后，测站可以正常进行供电操作。

2.5 供电故障

各个测站设置的配电箱中均配备有一个市电进口，左侧部位处进行市电保护装置安装，具体型号是C20，运行阶段具有非常高的灵敏度。在运维阶段中，发现C20具有比较高的空开跳闸频率，累计达到了14次，总计涉及到站点数量达到十多个。经过容易出现跳闸的站点数量进行巡查，发现观测室内空气湿度比较大，超过了97%，使得供电线路接口非常容易出现漏电问题，进而引发了空开保护跳闸；负载设备电压运行中出现不稳定情况，电压波动也会使得空开保护出现跳闸问题。

经过现场巡检，重点检查观测室内的线路接口以及电路走线情况，采取防水胶带重新包扎线路接口，采用螺丝加固全部负载结构，同时采取热缩管开展包扎处理之后，尽可能缩减同外部环境之间的接触面。基于上述操作的实施，依旧无法解决的测站中更换C30型空开来维持供电的正常性。利用监控终端监控配电箱供电情况，发现配电箱上面设置的电压表指针没有处于220V位置指示，联系供电部门或看护人员，对断电原因进行排查的同时，及时解决存在的供电问题。在实际的系统运维中偶给你，借助该种排查手段可以及时发现空开跳闸故障。

综上所述，地震预警系统运维工作质量会对系统运行质量及效率产生直接影响。该系统在运行阶段容易出现波形异常故障、数据采集器故障、加速度计故障、智能电源故障和供电故障等多种类型的运行故障，实际的故障处理中要结合实际情况做好故障排查与分析工作，保证可以最大程度提升地震预警系统运行的质量与效率。

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姓名 李军（1974.12）

性别 男

民族 汉

籍贯 河北省石家庄市无极县费家庄村

学历 大学本科

职称 工程师

研究方向 地震监测预报、预警