孔令爱，胡子超，王银龙

（山东省地震局临沂市地震监测中心站，山东 临沂 276000）

地震台站是获取地震数据资料的首要平台，是监听地震的重要阵地，在地震监测预报中起着重要作用。全国地震台站经过“十五”“十一五”“十二五”和“十三五”等重大项目的规划建设，数量逐年增多，从最初的模拟时代进入了现在的数字化时代，从单一的测震功能变为现在综合性的监测预测功能。因此，台站管理模式也随之发生了改变，逐渐由有人值守模式向无人值守模式发展，随着无人值守台站数量的逐年递增，台站运维工作难度进一步加大。为了解决目前台站运维及地震系统中存在的类似问题，国家出台了关于信息化建设的相关文件，鼓励各地区积极探索新的工作方式，解决地震系统中存在的信息化理念滞后、数据资源共享不足、信息服务不成体系等突出问题，积极推进地震系统向信息化、数字化方向发展。各地区也积极做出响应，根据各自需求研发出多种类型的地震数据信息化管理系统。例如，许贺等（2020）、孙路强等（2013）、倪泰山等（2009）、学峰等（2020）开发了综合管理系统，王建国等（2009）、刘鹏飞等（2020）开发了网络管理软件。这些系统大多是针对台站和网络综合管理而开发的，其特点是综合性强、适用面广，但是对于日常地震台站运维中的具体工作缺乏辅助性和针对性的帮助，不能满足目前技术保障部门工作人员的工作需求。

针对山东省临沂市地震台站的实际需要，以及地震台站运维工作中存在的问题，并结合多年的工作经验，地震台站运维急需一套有效的、便捷的电子化网络集中管理系统。因此本文设计并实现一套集台站信息、仪器设备信息、台站巡检、台站运维、运维人员等主要内容的信息化管理系统，便于对地震台站运维的信息化管理，提高台站技术保障部门的工作效率。

1 系统需求分析

1.1 地震台站运维需求分析

随着临沂市境内地震台站及无人值守台站数量的递增，台站运维工作的难度进一步加大，在台站运维的多年工作中，发现了地震台站运维中存在着一些问题。如地震台站运维信息管理效率低下，地震台站运维缺乏共享性，地震台站的仪器设备维修、更换等程序复杂。如何对台站运维进行有效地、统一的信息化管理，是值得研究和思考的一项工作。

台站运维工作是台站的一项重要内容，做好台站运维工作是台站正常运行的重要保障。因此，针对以上问题，开发一套有效、便捷的台站运维信息化管理系统非常有必要。地震台站运维信息化管理系统能够进行信息数据的收集、保存、共享和维护，具有简单易用、性价比高、扩展性好的特点，能够减少台站技术保障部门工作人员的工作量，实现了传统地震台站运维工作的信息化管理，可以应用于各地震台站。

1.2 系统功能需求分析

通过对系统的功能需求进行分析，可将地震台站运维信息化管理系统分为系统管理、台站管理、仪器管理、台站运维管理、台站巡检管理和运维人员管理等6个功能模块（如图1）。

图1 地震台站运维信息化系统功能结构图

（1）系统管理模块功能需求：根据地震台站运维信息化管理系统的特点，系统管理模块应该包括用户名和密码的管理、用户权限的管理等功能。为了保障系统的保密性，该模块需要提供登陆验证机制，为不同的用户提供不同的使用权限。因此，该模块的主要功能需求为：用户的添加、修改、删除和查询；用户密码的管理；用户权限的管理。

（2）台站管理模块功能需求：台站管理是对临沂市管辖范围内的所有台站进行统一管理，收集整理该范围内台站的基本情况，便于运维人员准确了解台站的信息（程树岐等，2019）。该模块能够查看地震台站的具体位置、监测环境等内容。因此，该模块的主要功能需求为：台站、台站监测环境、台站详细地址的添加、修改、删除和查询；台站周边照片的上传。

（3）仪器管理模块功能需求：仪器管理是地震台站运维的基础，收集整理所有地震台站仪器设备的基本情况。该模块可以查看每个地震台站中的仪器设备属性，为运维人员提供可靠有效的信息，为设备维护、维修提供准确的数据资料。因此，该模块的主要功能需求为：仪器所属台站、仪器名称、仪器型号、网络传输情况、仪器运行情况、仪器IP地址的添加、修改、删除和查询。

（4）台站运维管理模块功能需求：台站运维是对台站仪器设备故障做出及时的响应，主要收集台站设备的故障原因、运维日志、运维人员和运维日期等信息，对历史运维信息进行电子存储，方便后期的查阅。因此，该模块的主要功能需求为：故障原因、运维人员、故障运维日期的添加、修改、删除、查询；运维日志的上传。其中，运维日志是指每次运维的具体事项，运维人员填写纸质版运维日志后，以图片的形式上传到系统中。

（5）台站巡检管理模块需求：台站巡检是定期对台站进行巡视检查，主要收集巡检照片、巡检日志、巡检人员、巡检日期和问题，对历史巡检信息进行电子存档，为台站的正常运行提供保障。因此，该模块的主要功能需求为：巡检照片的上传；巡检日志的上传；巡检人员、巡检日期的添加、修改、删除、查询。其中，巡检照片是指每次巡检的观测室内照片；巡检日志是指每次巡检的具体事项等，巡检人员完成纸质版巡检日志后，以图片的形式上传到系统中。

（6）运维人员管理模块需求：运维人员管理是对临沂市管辖范围内所有的台站运维人员和看护人员进行统一的管理，收集整理该范围内所有的运维人员和看护人员的具体信息，为有效合理地分配人力资源提供帮助。因此，该模块的主要功能需求为：运维人员具体信息（电话、所在县区、负责台站等）的添加、修改、删除和查询；看护人员具体信息（电话、所在县区、负责台站等）的添加、修改、删除和查询；技术支持类型的添加。

2 系统总体设计

2.1 系统架构

地震台站运维信息化管理系统采用基于B/S（Brower/Server）的三层架构体系，包括用户层、业务逻辑层和数据访问层（倪泰山等，2009）。B/S架构是在网络允许的条件下，用户只需通过浏览器就可以访问服务器，客户端不需要安装任何的软件，简化了客户端的负载，减轻了系统维护的工作量（孙路强等，2015）。在该系统的三层体系结构中（见图2），用户层即用户登录界面，业务逻辑层包括管理员管理、台站管理、仪器管理、台站运维、台站巡检和运维人员6大功能模块，数据访问层包括系统需要的数据库和数据表，每个模块各自实现具体的系统功能。用户层负责用户的交互，并向业务逻辑层发送请求；业务逻辑层按照业务规则向数据访问层获取数据，对数据进行处理，并将处理后的数据反馈到用户层；数据访问层用来存储数据，供业务逻辑层访问使用。

图2 地震台站运维信息化系统三层体系框架

2.2 系统开发环境

地震台站运维信息化管理系统的开发选择WampServer集成开发环境，该集成环境将Apache、PHP、MySQL等服务器软件和工具组合打包，能快速、高效的解决计算机环境的安装配置问题（李正刚等，2019）。开发者只需要将配置好的套件解压到本地硬盘中即可使用，无需另行配置。表1是系统开发所需要的开发技术、开发工具、操作系统、数据库和浏览器等信息。

表1 系统开发环境

3 系统功能实现

3.1 系统算法实现

用户通过用户名与密码登录地震台站运维信息化管理系统，根据不同的需求访问和使用该系统不同的模块。该系统的操作流程如图3所示，整体实现的算法为：（1）管理员输入用户名与密码，系统对管理员身份进行验证；（2）系统对输入的信息进行验证后，如果通过了验证，则进入下一步，如果未通过验证，返回上一步重新验证；（3）在验证成功的前提下，点击不同的模块名称，进入相应的子模块；（4）系统对模块信息进行操作，与数据库MySQL进行数据交换，完成各个模块的功能。

图3 系统操作流程

3.2 三层架构功能实现

在地震台站运维信息化管理系统三层架构的功能实现中，用户层采用html语言实现页面布局；业务逻辑层采用PHP语言操作MySQL数据库，执行SQL语句，实现各个模块的业务功能；数据访问层用来存储业务逻辑层需要的数据，采用phpMyAdmin图形化管理工具实现数据库和数据表的创建。

（1）用户层：在开发系统时，考虑到系统每个模块在页面设计中存在相同的页面样式设计，因此用户层的设计采用了模块化的设计思想，页面主要使用DIV+CSS的布局方式，创建页面公用的外部样式，在设计每个模块时，直接在页面中导入外部页面样式，保持页面头部、尾部和左侧菜单的样式相同，再单独设计页面内部样式，简化了程序，提高了系统开发的效率。图4是系统的用户交互界面。

图4 用户交互界面

（2）业务逻辑层：业务逻辑层是实现系统功能的主要部分，通过操作数据访问层中的数据实现每个模块的功能（许贺等，2020）。首先使用mysqli＿connect（）函数与数据访问层建立连接；然后使用mysqli＿select＿db（）函数选择数据访问层中的数据库，与其建立连接；最后使用mysqli＿query（）函数执行SQL语句，操作数据库中的数据。表2是对数据的几种操作方式。

表2 操作数据的方式

管理页面功能的实现：首先使用html中的＜table＞标签布局各模块的管理页面，显示各模块的字段和底部分页内容，使用＜a＞标签实现跳转链接；然后通过while循环使用mysqli＿fetch＿array（）函数获取数据表中的信息；最后根据id参数使用select语句以升序的方式将数据显示出来。由于台站、仪器、运维、巡检和运维人员的数量较大，所以各模块的管理页面需要分页显示。首先设置每页显示的数据个数，如台站管理页面设置MYMperpage=3；然后获取最大页数和总记录数；最后计算每页从第几条数据开始，获取当前页，如果当前页为空或者小于第一页，则显示第一页，如果当前页大于总记录数，则显示最后一页（孙路强等，2013）。添加信息功能的实现：首先创建form表单；然后，在表单中添加onSubmit单击事件，通过JavaScript判断添加的信息是否为空，如果添加的信息符合规范，则通过POST提交信息成功；最后通过MYM＿POST获取提交的信息，使用insert into语句添加信息到数据库。图5是台站运维管理模块添加信息功能的实现结果。搜索信息功能的实现：首先布局搜索信息页面；然后使用SQL中的like语句，在Where子句中设定搜索的指定模式，通过选择类型，输入查询的字段查询相关信息；最后把数据库查询的数据通过select语句显示出来。图6是台站管理模块搜索信息功能的实现结果。修改信息功能通过MYM＿POST获取提交的信息，使用update语句修改该id对应的信息。删除信息功能通过MYM＿GET获取要删除信息对应的id参数，使用delete语句删除数据库中该id对应的信息。

图5 添加台站运维信息页面

图6 台站搜索展示页面

（3）数据访问层：在业务逻辑层实现信息的动态添加、查询、修改、删除前，首先需要在数据访问层创建数据库与数据表（王建国等，2009）。地震台站运维信息化管理系统采用MySQL数据库存储数据，使用phpMyAdmin对数据库进行操作。MySQL数据库是一个开源的、跨平台的数据库，具有可靠、简单易用、运行速度快等优点，适合Web网站的开发（学峰等，2020）。phpMyAdmin是MySQL图形化管理工具中使用最为广泛的一种，它以通过Web方式对MySQL数据库进行完全的控制与操作，简单易用。本系统使用phpMyAdmin创建数据库article，并设计了管理员、台站、仪器、台站运维、台站巡检、运维人员等多个数据表。每个数据表的具体信息如表3。

表3 系统数据表

4 地震台站运维信息化管理系统的应用

地震台站运维信息化管理系统经过多次修改后，测试成功，基本满足台站技术保障部门工作人员的需求。该系统能够收集、保存临沂市地震监测中心管辖范围内的台站、仪器、台站运维、台站巡检和运维人员等信息。工作人员可通过该系统搜索台站、仪器、运维、巡检等信息，并填报巡检、运维产生的工作日志，及时更新仪器设备的最新工作状态。地震监测中心的工作人员能够通过该系统及时掌握地震台站的最新状况。

地震台站运维信息化管理系统从2021年3月1日在临沂市地震监测中心投入试运行，该系统已经收录了临沂市地震监测中心管辖范围内的地震台站的相关信息，在使用过程中收到良好的效果，大大提高了技术人员的工作效率。图7是地震台站运维信息化管理系统试运行的图片。由于各功能模块实现添加、修改、删除和搜索的业务逻辑基本相同，各个模块的添加信息页面、修改信息页面、删除信息页面、搜索展示页面的布局基本相同，这里不再对每个模块的上述信息一一列举，也不重复展示。

图7 地震台站运维信息化管理系统-仪器管理页面

5 结束语

地震台站运维是地震监测工作中的重要任务，随着科学技术的发展，地震台站运维工作提出了更高的要求，在继承传统的地震台站运维工作方式的同时，也需要不断创新工作方法，积极引入高科技，使其不断向信息化方向发展。本文设计实现的地震台站运维信息化管理系统目前正在试运行阶段，会根据未来工作的需求，不断完善系统的功能，推进地震台站运维工作的信息化建设。