福建省图书馆

一、立项和前期准备工作
  1995年2月，国家科委主任宋健在视察福建时提出：要从祖国统一的战略高度看待对台合作交流。地震是两岸都关心的课题，能不能先实现地震数据、资料交换。地震是人类共同面临的自然灾害，合作研究两岸都会赞成、支持的。在福建建立一个与台湾地震观测网络相协调的数字化地震台网，首先开展两岸联合监测海峡地震活动，开展资料交流，进而推进全面的地震科技交流与合作。对此，省政府要求省地震局尽快提出方案，上报立项审批。2月25日省地震局向省政府上报“关于加快闽台地震科技交流，申请建设福建沿海数字地震台网”的请示。经协调，3月7日省科委以闽科委〔95〕03号文件上报国家科委。5月29日省科委和省地震局又以闽科委〔95〕11号文上报国家地震局。6月8日国家地震局批准上报的技术方案，并以震发科〔95〕160号文件报国家科委请求经费支持，12月20日以震发科〔95〕360号文批复省地震局。这期间省政府两次召开专题会议，明确将该项目列入计划。此后，省地震局开始对福建沿海数字化地震台网的可行性研究，广泛听取地震管理部门和高级专家的意见，1996年4月编写出《福建省沿海数字化地震台网可行性研究报告》，从技术角度的可行性和数字化台网建设的必要性等方面进行科学、严谨论证，提出台网建设的基本框架规模、总体目标和各项技术功能与指标。6月，该研究报告通过专家论证。同年12月，根据中国地震局全国数字地震台网建设项目要求，福建地震台网建设技术组编制《福建省区域数字地震台网实施方案》。1997年2月，国家地震局预测预防司批复该实施方案。1997年7月7日省地震局召开专题论证会，对实施方案做部分修改。
  二、总体目标和基本框架与主要技术系统
  （一）总体目标
  根据福建省经济建设发展对全省综合防震减灾提出更高要求的需要和对台开展地震科技交流需要的总体要求，福建省沿海数字化地震台网总体设计为宽频带、大动态、高分辨率，具备人机结合、快速处理、交换地震数据等功能。本台网的总体目标是：能完整、精确记录地震时当地地面运动波形，与台湾地震台网互传地震信息，分析处理各种地震活动图像，实现全省沿海地震台网的数字化、遥测化、智能化，达到国际国内的先进水平。
  （二）基本框架
  根据台网的总体目标，结合已有省地震观测台网的状况和野外初步调查的情况，提出省沿海数字化地震台网的基本框架：由16个遥测地震台、2个中继站和功能齐全、容量较大的福州台网中心构成。
  1.遥测地震台：全省13个人工值守模拟地震台，已经有20多年的观测历史；福州无线遥测模拟地震台网和水口库区无线遥测模拟地震台网也正式投入运行多年；闽南地区数字化地震台网正在筹建。结合以上基本情况，综合考虑地震观测工作的连续性和全省观测资料的统一性，本项目共建设16个遥测地震台，实现数字化记录地面运动波形，并有可传输的出口。在实际建设中，《闽南地区综合防震减灾示范工程》6个数字遥测地震台的建设任务并入本项目。合并后，共建设22个数字遥测地震台，实现对全省大部分地区监视地震的能力达到ML2.0级以上，闽南与福州沿海地区达到ML1.5级。
  2.传输与中继站：福州遥测地震台网具有较良好的无线传输通信信道和两个中继站，通过数字传输改造，可继续使用。9个人工值守地震台分布较散，无线传输相当困难，拟采用电信公用网络的通信线路，采用有线实时与拨号相结合，实时传输与拨号传输相结合。
  3.福州台网中心：为实现与台湾地震科技交流与合作，福州台网中心应具备接纳省内其他数字化地震台网的并网能力，使福建地震观测台数与台湾地震观测台数靠近。因此，福州台网中心的基本框架是：由具备接收45个遥测地震台速度型和部分加速度型地震信号能力，能快速、精细、人机结合处理、存贮地震数据部分和向国家地震局、全省震情应急指挥中心与台湾地震台网中心输出地震信息部分组成。本台网基本框架的总体构成方框图如下图所示。
  [=此处为插图（图2.3-1 福建省沿海数字化地震台网总体构成方框图）=]
  （三）主要技术系统
  数字遥测地震台网由数字遥测地震台和台网中心以及联系二者的数据传输（通信）系统组成。各数字地震台主要是实现地面运动参量到模拟电压量的传感变换，通过模数（A/D）转换（①模数（A/D）转换：模拟信号转换为数字信号。），经数据传输（通信）系统传输到福州台网中心。物理量到电量的转换要用地震计，转换成数字量要用数据采集设备，本台网数据传输主要采用超短波无线传输和有线传输。为保证采集数据的精度及时间确定性，还设有时间服务和对系统进行监控的标定部分。
  1.数字遥测地震台
  各遥测地震台是地震台网的基础部分，台站可分为有人值守与无人值守两种类型。其主要功能为：
  （1）经地震计将地面运动量转换成模拟电压量；
  （2）经数据采集设备将模拟电压量转换成数字量；
  （3）将数字地震信号编排处理并插人GPS绝对时间后，经数传设备向台网中心传送；
  （4）经GPS仪接收标准时间信号，保证数据采集时间服务的绝对精度；
  （5）定期实现系统自动标定；
  （6）各有人值守地震台实时监视当地地震活动。
  数据采集器采集三分向速度型地震计输出的模拟信号，经A/D转换成数字信号后插人绝对时间，生成—串行数据码流，再经数传设备、无线或光缆向台网中心传送。
  根据地震台功能要求，遥测地震台主要配备三分向速度地震计①（其中7个地震台增配三分向加速度计）、数据采集器、时间信号接收机、无线数据发送机和直流稳压供电系统及避雷系统。
  2.数据传输系统
  数据传输系统是联结数字遥测地震台与数字台网中心的重要渠道，实现远程信息汇集中心统一处理的目的。本台网数据传输系统的通信方式采用无线超短波传输、无线超短波加上无线超短波接力传输和电信公用网络的通信线路及数传设备传输。
  无线超短波数据传输设备分为发射机和接收机及配套的天线等。
  3.台网中心
  福州数字台网中心是本台网的另一个重要组成部分，包括数据接收与回放、数据处理与记录两大系统。
  台网中心的功能：
  （1）数据接收设备接收数传信道传至台网中心的各遥测地震台波形数据实时信号。
  （2）计算机的实时处理与记录部分完成多路实时波形数据汇集、事件检测等实时处理；能自动记录连续波形数据、事件波形数据，并快速地计算地震参数。
  （3）脱机处理部分回放保存在软盘（或磁带）上的事件数据；进行人机结合分析、地震参数修订、数据编排存档等。
  （4）数据处理与记录部分完成对系统标定信号的处理与记录，并具备系统运行监视及一些必要的声光报警手段。
  （5）提供多种形式的数据与处理结果的存储与输出（屏幕显示或打印）方式。
  福州台网中心技术原理方框图，其中实时处理机与脱机处理各自以—台计算机系统为主要核心设备，二台机用网络联结，实现资源共享；同时，后台机也作为前台机的备份机。台网中心的供电需要保证不间断。
  台网中心的主要设备有无线数据接收机、SUN/SPARC工作站、数据控制器、模拟记录器、数字钟与GPS接收机以及必要的接口、显示系统和直流不间断电源。
  三、工程实施
  1997年3月，根据国家地震局批复的实施方案，省地震局成立地震台网建设领导小组，袁定强副局长任组长，成员由科技监测处、分析预报中心领导及福州地震遥测台网中心负责人组成；成立台网建设技术组和工程组，聘请国内著名专家担任顾问。
  工程组首先对需新建的永定、惠安、平和、小陶四个台站按台站选址需求进行选址测试，台址确定后，立即进行摆房基建。其余台站主要是利用原有人值守的模拟台站和原福州遥测台站的台址，但也重新进行台基测试，并对其摆房、仪器房进行改造、修缮。上述工作于1997年8月上旬完成。1997年4月，工程组开始对台网中心的机房进行改造装修。期间，技术组对有线传输技术进行调研，确定采用传输质量高的电信数字数据有线电路（DDN）。经多方努力，线路租金合理，有线传输地震台站全部实行实时有线传输，取消设计中部分台站的拨号传输方式。
  在实施建设中，增配加速计的地震台站由设计的7个改为5个。安装在同一摆墩的速度地震计与加速度地震计输出地动信号数字化后经复接为—路DDN线路传回台网中心复分还原成各自地动信号。由于地震台站与DDN节点的距离不同，采用多种不同的数据传输方式，确保数据传输质量。
  1997年8月19日起，技术组人员和国家地震局分析预报中心数字化地震实验室技术人员一起进行数字地震仪、传输设备的安装、调试。9月12日，福州台等8个台站仪器设备安装完毕，并进入试运行。11月中旬，第二批仪器设备到货，立即又进行6个台站的设备安装，至12月18日完成，共有14个台站投入试运行。在福州台的试运行中，发现无线传输中有丢数现象，主要是超短波传输设备的问题。经调研并经专家论证，决定采用抗干扰能力更强的扩频微波设备进行传输和中继。更换传输设备后，解决了丢数问题。1998年2月26日，开始第三批8个台站仪器的安装调试，至4月10日，全部完成数字地震台站、中继站和台网中心所有设备的安装调试。至此，具有22个数字地震台站的福建区域数字遥测台网正式建成，投入试运行。经与国家地震局有关部门和全国遥测台网管理组协商，将“福建省沿海数字化地震台网”、“福建区域数字遥测台网”统一定名为“福建数字遥测地震台网”。
  1998年5月15日至8月15日为国家地震局批复台网运行考核期，共三个月。其运行完好率达到95.8％以上，其他各项指标均达到要求。1998年10月13日至14日，国家地震局组织验收专家对福建省数字遥测地震台网建设进行验收。验收组听取关于福建省数字遥测地震台网建设的技术总结报告、考核运行报告以及关于台网系统软件及网络结构报告；听取验收测试组的测试报告；审阅关于台网建设和考核运行的技术资料及台网运行管理的各项规章制度；现场查看台网中心系统和福州台的台站设施以及台网运行和数据处理情况，一致通过验收。1999年1月，中国地震局监测预报司在福州召开全国区域数字遥测地震台网建设现场会，推广省地震局建网经验。
  该项目被评为2001年中国地震局防震减灾优秀成果二等奖。
  附： 《福建省数字遥测地震台网》项目验收意见
  根据中国地震局中震发防〔1998〕193号文的要求，福建省数字遥测地震台网验收组于1998年10月13日至14日在福州对福建省数字遥测地震台网进行了验收。
  验收组听取了关于福建省数字遥测地震台网建设的技术总结报告、考核运行报告以及关于台网系统软件及网络结构的报告；听取了验收测试组的测试报告；审阅了关于台网建设和考核运行的技术资料及台网运行管理的各项规章制度；现场查看了台网中心系统和福州台的台站设施以及台网运行和数据处理情况。福建省数字遥测地震台网是中国地震局“九五”计划项目95-01-01中的第一个被正式验收的数字遥测地震台网。台网由22个数字地震台、台网中心计算机网络数据汇集与处理系统以及台站和中心间的数据通信链路组成。其设计目标是要监测福建全省范围内ML≥2.5级地震、加密地震监测闽南重点地区ML≥l.5级地震，为大地震速报、分析预报、地震工程和地震科研提供准确、可靠的地震数据，为闽台地震科技交流提供有力的基础资料。
  考核运行期间实际记录和处理地震的结果表明，台网监测能力达到了台网设计的预期目标；考核期间对于应予速报地震的速报速度和精度也达到了设计目标；考核期间台网正常运行率达到95%以上，记录数据可用率达到95%以上，积累了完整的原始地震波形数据，利用台网数据处理软件产出了符合规范要求的地震报告和地震目录，并保留了完整的台网运行日志数据。
  在福建省数字遥测地震台网的技术设计和建设实践中，根据福建省地震监测的目标要求和福建省的具体条件，合理调整了台站布局和台站仪器配置；在采用多种数据传输技术方面做了开拓性的工作，获得了很高的数据传输质量，使得困扰我国数字地震台网建设的传输信道问题在技术上和实践上得到了较圆满的解决；扩充了台网数据处理软件的功能；并在确保原有模拟台网和新建的数字遥测台网运行的延续性方面做了大量工作。
  通过台网建设和考核运行实践，建立了一整套台网运行管理规章制度并付诸实行，形成了一支有能力管好、用好台网的技术队伍。
  综合上述各个方面，验收组认为福建省数字遥测地震台网已达到了预期的建设目标，并符合中国地震局对数字遥测地震台网的验收要求，台网工程建设达到国内先进水平，经费使用合理，文档资料齐全，已具备正式运行条件，予以验收通过。
  验收组相信，福建省数字遥测地震台网的建成和正式运行，将为福建省的防震减灾和闽台地震科技交流作出重要贡献。
  验收组组长：张奕麟
  1998.10.14