專利名稱：一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其涉及用于鐵路系統(tǒng)的地震監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)。
背景技術(shù)：
鐵路發(fā)展
隨著我們國(guó)家鐵路的發(fā)展，鐵路進(jìn)行了幾次大提速。1997年4月1日零時(shí)中國(guó)鐵路第一次大面積提速，列車(chē)最高運(yùn)行時(shí)速達(dá)到了 140公里；全國(guó)鐵路旅客列車(chē)提高到時(shí)速54. 9 公里；1998年10月1日第二次大面積提速，快速列車(chē)最高運(yùn)行速度達(dá)到了時(shí)速160公里； 全國(guó)鐵路旅客列車(chē)平均旅行速度達(dá)到時(shí)速55. 2公里；2000年10月21日零時(shí)第三次大面積提速，全國(guó)鐵路旅客列車(chē)平均時(shí)速達(dá)到60. 3公里；2001年10月21日第四次大面積提速， 全國(guó)鐵路旅客列車(chē)平均旅行速度達(dá)到時(shí)速61. 6公里；2004年4月18日零時(shí)第五次大面積提速，幾大干線的達(dá)到時(shí)速200公里，全國(guó)鐵路旅客列車(chē)平均旅行速度達(dá)到時(shí)速65. 7公里；2007年4月18日零時(shí)，全國(guó)鐵路第六次大提速，開(kāi)行大量時(shí)速200公里及以上“和諧號(hào)” 高速動(dòng)車(chē)組。地震分析
中國(guó)以占世界7%的國(guó)土承受了全球33%的大陸強(qiáng)震，是大陸強(qiáng)震最多的國(guó)家，20世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)共發(fā)生6級(jí)以上地震近800次，遍布除貴州、浙江兩省和香港特別行政區(qū)以外所有的省、自治區(qū)、直轄市，死于地震的人數(shù)達(dá)55萬(wàn)之多，占同期全球地震死亡人數(shù)的53%。中國(guó)人常為“我們用占世界7%的土地，養(yǎng)活了占世界22%的人口”而自豪，卻很少有人知道中國(guó)這7%的國(guó)土上也承受了全球33%的大陸強(qiáng)震，是世界上大陸強(qiáng)震最多的國(guó)家。地震發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生縱波和橫波兩種震波，縱波傳播速度快、消散的也快，傳播速度大約為7至8公里每秒，會(huì)引起地面上下震動(dòng)，同時(shí)其危害的范圍較小、危害的程度也較輕， 由于縱波只造成地面的上下震動(dòng)，其震動(dòng)方向與地面建筑物的承重受力方向一致，易引起建筑物在縱向的架構(gòu)松動(dòng)，所以造成的危害相對(duì)較輕。橫波傳播的速度較慢，傳播速度大約為4至5公里每秒，而且震蕩延續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，由于對(duì)地面建筑物的橫向作用力大，所以造成的危害也必然較大。隨著鐵路快速發(fā)展，列車(chē)運(yùn)行速度越來(lái)越快，即將進(jìn)入高速列車(chē)時(shí)代，這將大大提高對(duì)鐵路安全防災(zāi)的要求。近年來(lái)全球地震災(zāi)害的頻發(fā)，對(duì)鐵路運(yùn)行的安全產(chǎn)生了極大影響，特別是中國(guó)是個(gè)地震災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，但是，我國(guó)鐵路尚未建立基于地震災(zāi)害的安全預(yù)警體系，以防止或減輕地震災(zāi)害對(duì)鐵路運(yùn)輸安全所造成的危害。因此，隨著我國(guó)鐵路的快速發(fā)展，為確保列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)鐵路線應(yīng)采取地震災(zāi)害預(yù)警及應(yīng)急預(yù)案處置措施是必須的，也是刻不容緩的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有必要提出一種更可靠、預(yù)警時(shí)效性更好的地震監(jiān)測(cè)方案。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括震動(dòng)信號(hào)采集單元、客戶端，其特征在于，還包括地震信號(hào)監(jiān)控單元與地震信號(hào)處理單元，所述地震信號(hào)監(jiān)控單元用于判斷是否發(fā)出地震報(bào)警信號(hào)，其數(shù)量大于或者等于2 ；所述每個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元與大于或者等于2個(gè)的震動(dòng)信號(hào)采集單元連接；所有地震信號(hào)監(jiān)控單元與同一個(gè)地震信號(hào)處理單元相連；所述地震信號(hào)處理單元還與客戶端有信號(hào)連接。優(yōu)選地，所述地震信號(hào)處理單元包括通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述通信服務(wù)器與地震信號(hào)監(jiān)控單元有數(shù)據(jù)通信；所述通信服務(wù)器還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信；所述消息服務(wù)器一方面與通信服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信，一方面與客戶端通信， 一方面還與報(bào)警模塊有數(shù)據(jù)通信；所述報(bào)警模塊還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信。優(yōu)選地，所述報(bào)警模塊包含報(bào)警列表，所述報(bào)警列表用于存儲(chǔ)來(lái)自消息服務(wù)器的地震報(bào)警信息；所述報(bào)警模塊檢測(cè)所有地震信號(hào)監(jiān)控單元的工作狀態(tài)并寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)
ο優(yōu)選地，所述通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存在于一個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)中；所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備為磁盤(pán)陣列。優(yōu)選地，還包括交換機(jī)三，所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)為2個(gè)；所述2個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)與交換機(jī)三之間有網(wǎng)絡(luò)連接；所述兩個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)還同時(shí)與磁盤(pán)陣列有數(shù)據(jù)交換；2個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)之間有心跳網(wǎng)絡(luò)連接。優(yōu)選地，所述地震信號(hào)監(jiān)控單元包括主控制器、備用控制器；大于或者等于2個(gè)所述的震動(dòng)信號(hào)采集單元輸出端分別與主控制器的震動(dòng)信號(hào)輸入端連接，各震動(dòng)信號(hào)采集單元輸出端還同時(shí)與備用控制器的震動(dòng)信號(hào)輸入端連接；所述主控制器與備用控制器之間有信號(hào)連接，兩者相互向?qū)Ψ絺鬏斪约旱墓ぷ鳡顟B(tài)信息；所述地震信號(hào)處理單元的通信服務(wù)器接收來(lái)自主控制器或者備用控制器輸出的地震報(bào)警信號(hào)。優(yōu)選地，還包括交換機(jī)一與交換機(jī)二，連于同一地震信號(hào)監(jiān)控單元的各震動(dòng)信號(hào)采集單元的信號(hào)輸出端既與交換機(jī)一的信號(hào)輸入端連接，還與交換機(jī)二的信號(hào)輸入端連接；所述震動(dòng)信號(hào)采集單元通過(guò)交換機(jī)接入局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，所述兩個(gè)交換機(jī)同時(shí)與主控制器有信號(hào)連接，兩個(gè)交換機(jī)還同時(shí)與備用控制器有信號(hào)連接。優(yōu)選地，震動(dòng)信號(hào)采集單元為強(qiáng)震儀。優(yōu)選地，連于同一個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元上的任意兩臺(tái)強(qiáng)震儀直線距離大于等于 40m ο優(yōu)選地，主控制器、備用控制器的輸出端還同時(shí)接有開(kāi)關(guān)電路的輸入端，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端與邏輯判斷電路的信號(hào)輸入端連接，所述邏輯判斷電路還接收至少一個(gè)相鄰地震信號(hào)監(jiān)控單元中開(kāi)關(guān)電路輸出的信號(hào)，邏輯判斷電路輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)電路為繼電器。一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置工作方法，其特征在于，包括步驟
a.震動(dòng)信號(hào)采集單元采集震動(dòng)信號(hào)，并向主控制器與備用控制器傳輸震動(dòng)信號(hào)；
b.主控制器或者備用控制器判斷是否在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)有至少兩個(gè)震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的震動(dòng)信號(hào)值大于設(shè)定的閾值若是，主控制器或者備用控制器則向開(kāi)關(guān)電路與地震信號(hào)處理單元的通信服務(wù)器輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；若否，主控制器或者備用控制器則不輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；
c.開(kāi)關(guān)電路收到主控制器或者備用控制器其中一個(gè)傳來(lái)的本站地震報(bào)警信號(hào)后，開(kāi)關(guān)電路由斷路變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)將本站地震報(bào)警信號(hào)輸出給邏輯控制電路，邏輯控制電路還接收至少一個(gè)鄰站地震信號(hào)監(jiān)控單元中開(kāi)關(guān)電路輸出的地震報(bào)警信號(hào)，邏輯判斷電路在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)收到本站地震報(bào)警及至少一個(gè)鄰站地震報(bào)警信號(hào)時(shí)輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；
d.通信服務(wù)器接收地震信號(hào)監(jiān)控單元發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)，若有數(shù)據(jù)，先判斷是否為地震數(shù)據(jù) 若是，則將地震數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；否則，只將數(shù)據(jù)發(fā)往消息服務(wù)器；
e.報(bào)警模塊監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中的消息，若接收到一條地震報(bào)警信號(hào)，判斷收到地震報(bào)警信號(hào)的時(shí)間是否在本次地震的時(shí)間范圍內(nèi)若是，不處理此地震報(bào)警信號(hào)；若否，則在報(bào)警列表中查找與發(fā)出當(dāng)前地震報(bào)警信號(hào)的地震信號(hào)監(jiān)控單元相鄰的地震信號(hào)監(jiān)控單元在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否也發(fā)出了報(bào)警消息若有，則向消息服務(wù)器發(fā)出地震消息，同時(shí)向所有的監(jiān)控單元發(fā)出記錄地震數(shù)據(jù)的命令，然后清空?qǐng)?bào)警列表中所有的地震報(bào)警信號(hào)；若否， 則將該地震報(bào)警信號(hào)存入報(bào)警列表；
f.消息服務(wù)器將報(bào)警模塊發(fā)出的地震消息報(bào)告給客戶端。優(yōu)選地，所述步驟d中，通信服務(wù)器還監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器下發(fā)的對(duì)地震信號(hào)監(jiān)控單元的控制消息，將控制消息發(fā)往相應(yīng)的監(jiān)控單元。優(yōu)選地，地震信號(hào)監(jiān)控單元在執(zhí)行步驟b的同時(shí)，還接地震信號(hào)處理單元發(fā)出的控制指令
主控制器或者備用控制器首先判斷地震信號(hào)處理單元發(fā)出的指令是否是記錄地震數(shù)據(jù)的命令若是，則記錄地震數(shù)據(jù)；若否，判斷指令是否是自檢指令若是，則啟動(dòng)自我工作狀態(tài)檢測(cè)，并返回自檢結(jié)果；若否，則判斷指令是否是位置設(shè)置指令若是，則根據(jù)指令設(shè)置控制單元的位置；若否，則判斷指令是否是時(shí)間同步指令若是，則進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)；若否， 則判斷指令是否是發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指令若是，則啟動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)線程，將震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給地震信號(hào)處理單元中的通信服務(wù)器。優(yōu)選地，所述步驟d中，通信服務(wù)器接收地震信號(hào)監(jiān)控單元發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)中包括同步時(shí)間請(qǐng)求；當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)地震信號(hào)監(jiān)控單元同步時(shí)間請(qǐng)求時(shí)，通信服務(wù)器將當(dāng)前時(shí)間封裝成消息并將消息發(fā)送至消息服務(wù)器。優(yōu)選地，所述步驟e中，報(bào)警模塊還監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中的地震信號(hào)監(jiān)控單元返回的工作狀態(tài)消息，當(dāng)報(bào)警模塊收到工作狀態(tài)消息，則修改數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中地震信號(hào)監(jiān)控單元的狀態(tài)信息，同時(shí)將工作狀態(tài)信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。優(yōu)選地，所述步驟e中，還包括如下步驟當(dāng)報(bào)警模塊收到一條報(bào)警消息時(shí)，判斷數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中相應(yīng)地震信號(hào)監(jiān)控單元的狀態(tài)信息是否為故障或已被屏蔽若是，則不處理本報(bào)警消息。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
1.每個(gè)監(jiān)控單元采用至少兩個(gè)強(qiáng)震儀，進(jìn)一步減小環(huán)境噪聲和人為的影響；
2.不論是在地震信號(hào)監(jiān)控單元還是地震信號(hào)處理單元都采用鄰站聯(lián)判的方式，判斷設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)是否有本站地震報(bào)警信號(hào)與至少一個(gè)鄰站地震報(bào)警信號(hào)發(fā)出，有效降低誤報(bào)率；
3.本發(fā)明在保證預(yù)警準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，直接由邏輯判斷電路判斷是否發(fā)生了地震并立即輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)到列控或牽引變電中心，而非等到地震信號(hào)處理單元判斷發(fā)生地震再做出驅(qū)動(dòng)控制動(dòng)作，具有較高的時(shí)效性；4.將監(jiān)控單元、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、地震信號(hào)監(jiān)控單元的交換機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備采用雙機(jī)熱備的方式進(jìn)行工作，同時(shí)系統(tǒng)具備自身狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警功能，有效提高了系統(tǒng)工作的可靠性；
5.在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，具有地址設(shè)置與時(shí)間同步環(huán)節(jié)，保證了各地震信號(hào)監(jiān)控單元時(shí)間一致，確保了地震信號(hào)處理單元做出地震報(bào)警信號(hào)的準(zhǔn)確性，另一方面地震信號(hào)處理單元在接到報(bào)警信息后能準(zhǔn)確找出發(fā)出報(bào)警的地點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)預(yù)警的時(shí)效性與可靠性。


圖1是本發(fā)明中地震監(jiān)測(cè)設(shè)備的系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中地震監(jiān)測(cè)設(shè)備的地震信號(hào)監(jiān)控單元原理框圖。圖3是本發(fā)明中地震監(jiān)測(cè)設(shè)備的地震信號(hào)處理單元原理框圖。圖4是本發(fā)明中地震監(jiān)測(cè)設(shè)備的地震信號(hào)處理單元硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明中地震信號(hào)監(jiān)控單元工作流程圖。圖6是本發(fā)明中地震信號(hào)處理單元的通信服務(wù)器工作流程圖。圖7是本發(fā)明中地震信號(hào)處理單元的報(bào)警模塊修改地震信號(hào)監(jiān)控單元工作狀態(tài)工作流程圖。圖8是本發(fā)明中地震信號(hào)處理單元的報(bào)警模塊發(fā)出收到地震消息后的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。如圖1，包括震動(dòng)信號(hào)采集單元、地震信號(hào)監(jiān)控單元與地震信號(hào)處理單元、客戶端； 所述地震信號(hào)監(jiān)控單元用于判斷是否發(fā)出地震報(bào)警信號(hào)，其數(shù)量大于或者等于2 ；所述每個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元與大于或者等于2個(gè)的震動(dòng)信號(hào)采集單元連接；所有地震信號(hào)監(jiān)控單元與同一個(gè)地震信號(hào)處理單元相連；所述地震信號(hào)處理單元還與客戶端有信號(hào)連接。接下來(lái)分別介紹各個(gè)模塊的電路連接及工作原理。震動(dòng)信號(hào)采集單元
選用市場(chǎng)上已有的強(qiáng)震儀，包括安裝于監(jiān)測(cè)點(diǎn)地下混凝土墩的地震傳感器與安裝于混凝土墩旁的振動(dòng)記錄器；其中地震傳感器為三分量加速度傳感器，采集來(lái)自χ、y、ζ三個(gè)方向上的震動(dòng)信號(hào)。震動(dòng)信號(hào)采集單元是整個(gè)系統(tǒng)的輸入模塊，安裝于鐵路沿線各個(gè)制定監(jiān)控點(diǎn)，無(wú)差別的拾取監(jiān)控點(diǎn)的震動(dòng)信息，并根據(jù)地震防災(zāi)系統(tǒng)的技術(shù)需求，有選擇的將檢測(cè)到的震動(dòng)信息發(fā)送到監(jiān)控單元做初期處理，之后轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器。本實(shí)施例中，選用2個(gè)強(qiáng)震儀與地震信號(hào)監(jiān)控單元連接，且2個(gè)強(qiáng)震儀之間的直線距離為40m或更遠(yuǎn)。地震信號(hào)監(jiān)控單元包括主控制器、備用控制器；大于或者等于2個(gè)所述的震動(dòng)信號(hào)采集單元信號(hào)都輸出給交換機(jī)一，每個(gè)震動(dòng)信號(hào)采集單元信號(hào)同時(shí)都輸出給交換機(jī)二，各震動(dòng)信號(hào)采集單元通過(guò)交換機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)，所述兩個(gè)交換機(jī)同時(shí)與主控制器有信號(hào)連接，兩個(gè)交換機(jī)還同時(shí)與備用控制器有信號(hào)連接。交換機(jī)的作用是將震動(dòng)信號(hào)采集單元接入互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)；在同一時(shí)刻，兩個(gè)交換機(jī)都接收所有震動(dòng)信號(hào)采集單元輸出的信號(hào)，同時(shí)向主控制器和備用控制器輸出震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的信號(hào)；所述主控制器與備用控制器之間有心跳網(wǎng)絡(luò)連接，兩者相互向?qū)Ψ絺鬏斪约旱墓ぷ鳡顟B(tài)信息；在同一時(shí)刻主控制器與備用控制器都接收交換機(jī)輸出的信號(hào)，但只有其中一臺(tái)工作控制器有信號(hào)輸出，另一臺(tái)控制器無(wú)信號(hào)輸出，且主控制器與備用控制器之間相互發(fā)送自己的工作狀態(tài)信息，當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，切換至另一個(gè)控制器工作。見(jiàn)圖2。主控制器或備用控制器由工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。震動(dòng)信號(hào)采集單元采集震動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)交換機(jī)一或交換機(jī)二向主控制器或備用控制器傳輸震動(dòng)信號(hào)；主控制器或備用控制器通過(guò)將2個(gè)強(qiáng)震儀輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)可以濾除部分噪音。主控制器或者備用控制器判斷在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否有至少兩個(gè)震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的震動(dòng)信號(hào)值大于設(shè)定的閾值若是，主控制器或者備用控制器則向開(kāi)關(guān)電路輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；若否，主控制器或者備用控制器則不向開(kāi)關(guān)電路輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；開(kāi)關(guān)電路收到主控制器或者備用控制器其中一個(gè)傳來(lái)的本站地震報(bào)警信號(hào)后，開(kāi)關(guān)電路由斷路變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，將本站地震報(bào)警信號(hào)輸出給邏輯控制電路，邏輯控制電路還接收至少一個(gè)鄰站地震信號(hào)監(jiān)控單元中開(kāi)關(guān)電路輸出的地震報(bào)警信號(hào)，邏輯判斷電路在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)收到本站地震報(bào)警及至少一個(gè)鄰站地震報(bào)警信號(hào)時(shí)輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)列控或者牽引變電中心；主控制器或者備用控制器還通過(guò)無(wú)線或者有線網(wǎng)絡(luò)將地震報(bào)警信號(hào)傳輸給地震信號(hào)處理單元；所述開(kāi)關(guān)電路可以由繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述的設(shè)定的時(shí)間間隔可以為50ms。主控制器或者備用控制器還用于接收并執(zhí)行地震信息處理中心傳來(lái)的控制消息， 具體步驟是這樣的首先判斷地震信號(hào)處理單元發(fā)出的指令是否是記錄地震數(shù)據(jù)的命令 若是，則記錄地震數(shù)據(jù)；若不是記錄地震數(shù)據(jù)的命令，判斷指令是否是自檢指令若是，則啟動(dòng)自我工作狀態(tài)檢測(cè)，并返回自檢得到的工作狀態(tài)信息，所述的工作狀態(tài)有正常/故障 /中斷/屏蔽；若不是自檢指令，則判斷該指令是否是位置設(shè)置指令若是，則根據(jù)指令修改本地震信號(hào)監(jiān)控單元的位置信息；若不是位置設(shè)置指令，則判斷指令是否是時(shí)間同步指令若是，則進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)；若不是時(shí)間同步指令，則判斷指令是否是發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指令 若是，則啟動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)線程，將震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給地震信號(hào)處理單元中的通信服務(wù)器。見(jiàn)圖5。所述的位置設(shè)置指令，地震信號(hào)處理單元向地震信號(hào)監(jiān)控單元發(fā)出的位置設(shè)置的指令，如地震信號(hào)監(jiān)控單元設(shè)置在鐵路的某個(gè)點(diǎn)，如K6+100，這種公里點(diǎn)，當(dāng)這個(gè)設(shè)置點(diǎn)變化后，地震信號(hào)處理單元需要將新的位置信息傳輸?shù)卣鹦盘?hào)監(jiān)控單元。所述時(shí)間同步指令，包含當(dāng)前時(shí)間信息的指令，是通信服務(wù)器在收到地震信號(hào)監(jiān)控單元傳來(lái)的時(shí)間同步請(qǐng)求后，將當(dāng)前時(shí)間封裝成消息，放到消息服務(wù)器的下發(fā)給監(jiān)控單元的消息隊(duì)列中，通信服務(wù)器從消息服務(wù)器中再取出這條消息，發(fā)送給發(fā)出時(shí)間同步請(qǐng)求的地震信號(hào)監(jiān)控單元，地震信號(hào)監(jiān)控單元根據(jù)時(shí)間同步指令中的當(dāng)前時(shí)間校準(zhǔn)自己的時(shí)間。地震信號(hào)處理單元
所述地震信號(hào)處理單元包括通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述通信服務(wù)器與地震信號(hào)監(jiān)控單元有數(shù)據(jù)通信；所述通信服務(wù)器還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信；所述消息服務(wù)器一方面與通信服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信，一方面與客戶端通信，一方面還與報(bào)警模塊有數(shù)據(jù)通信；所述報(bào)警模塊還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信。見(jiàn)圖3。所述通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器由一臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例選用IBM X3650 M3服務(wù)器作為服務(wù)器計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的存儲(chǔ)器采用IBM DS3400磁盤(pán)陣列實(shí)現(xiàn)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的服務(wù)器計(jì)算機(jī)進(jìn)行了雙機(jī)熱備(兩臺(tái)同樣的設(shè)備在工作中處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)， 兩臺(tái)設(shè)備都有信號(hào)輸入，但是同一時(shí)刻只有其中一臺(tái)，又稱主設(shè)備有信號(hào)輸出，當(dāng)有信號(hào)輸出的主設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，由備用設(shè)備執(zhí)行主設(shè)備的工作)，具體來(lái)說(shuō)地震信號(hào)處理單元硬件部分包括兩臺(tái)IBM X3650 M3服務(wù)器和1臺(tái)IBM DS3400磁盤(pán)陣列，1臺(tái)交換機(jī)。見(jiàn)圖4，地震信號(hào)處理單元硬件連接方式兩臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)用有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與交換機(jī)相連，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外提供服務(wù)。兩臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)用數(shù)據(jù)線與磁盤(pán)陣列相連。此外，兩臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)之間接有心跳網(wǎng)絡(luò)，兩臺(tái)服務(wù)器計(jì)算機(jī)之間通過(guò)心跳網(wǎng)絡(luò)互通彼此的工作狀態(tài)。地震信號(hào)處理單元的工作原理為
見(jiàn)圖6，通信服務(wù)器一方面接收從地震信號(hào)監(jiān)控單元上傳的各種數(shù)據(jù)，封裝成java消息，發(fā)往消息服務(wù)器的不同消息隊(duì)列，供客戶端以及報(bào)警模塊使用。通信服務(wù)器判斷地震信號(hào)監(jiān)控單元上傳的數(shù)據(jù)是否為地震數(shù)據(jù)若是將地震數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；若否，再判斷該數(shù)據(jù)是否是時(shí)間同步請(qǐng)求若是，則將當(dāng)前時(shí)間封裝成消息發(fā)送至消息服務(wù)器；若也不是時(shí)間同步請(qǐng)求，則將數(shù)據(jù)直接封裝成消息發(fā)往消息服務(wù)器。同時(shí)，通信服務(wù)器讀消息服務(wù)器中的從客戶端發(fā)往地震信號(hào)監(jiān)控單元的消息，封裝成TCP數(shù)據(jù)包，發(fā)往對(duì)應(yīng)的地震信號(hào)監(jiān)控單元。消息服務(wù)器接收并存放通信服務(wù)器、報(bào)警模塊以及客戶端發(fā)來(lái)的消息，并供這些模塊使用。見(jiàn)圖7，報(bào)警模塊一方面監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中地震信號(hào)監(jiān)控單元的狀態(tài)隊(duì)列，當(dāng)收到地震信號(hào)監(jiān)控單元的工作狀態(tài)信息后，修改數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中對(duì)應(yīng)的地震信號(hào)監(jiān)控單元工作狀態(tài)(正常/故障/中斷/屏蔽);與此同時(shí)，報(bào)警模塊監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中的報(bào)警消息隊(duì)列，見(jiàn)圖8，若接收到一條地震報(bào)警信號(hào)，判斷收到地震報(bào)警信號(hào)的時(shí)間是否在本次地震的時(shí)間范圍內(nèi)若是，不處理此地震報(bào)警信號(hào)；若否，則在報(bào)警列表中查找是否有與發(fā)出當(dāng)前地震報(bào)警信號(hào)的地震信號(hào)監(jiān)控單元相鄰的地震信號(hào)監(jiān)控單元在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)出的報(bào)警消息 若有，則向消息服務(wù)器發(fā)出地震消息，同時(shí)向所有的監(jiān)控單元發(fā)出記錄地震數(shù)據(jù)的命令，然后清空?qǐng)?bào)警列表中所有的地震報(bào)警信號(hào)；若否，則將該地震報(bào)警信號(hào)存入報(bào)警列表；消息服務(wù)器將報(bào)警模塊發(fā)出的地震消息報(bào)告給客戶端。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用來(lái)存儲(chǔ)地震數(shù)據(jù)供客戶端查詢，同時(shí)，存儲(chǔ)各監(jiān)控單元的當(dāng)前狀態(tài)信息，供客戶端和報(bào)警模塊使用。
10
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，包括震動(dòng)信號(hào)采集單元、客戶端，其特征在于，還包括地震信號(hào)監(jiān)控單元與地震信號(hào)處理單元，所述地震信號(hào)監(jiān)控單元用于判斷是否發(fā)出地震報(bào)警信號(hào)，其數(shù)量大于或者等于2 ；所述每個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元與大于或者等于2個(gè)的震動(dòng)信號(hào)采集單元連接；所有地震信號(hào)監(jiān)控單元與同一個(gè)地震信號(hào)處理單元相連；所述地震信號(hào)處理單元還與客戶端有信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述地震信號(hào)處理單元包括通信服務(wù)器、消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述通信服務(wù)器與地震信號(hào)監(jiān)控單元有數(shù)據(jù)通信；所述通信服務(wù)器還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信；所述消息服務(wù)器一方面與通信服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信，一方面與客戶端通信，一方面還與報(bào)警模塊有數(shù)據(jù)通信；所述報(bào)警模塊還與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有數(shù)據(jù)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述報(bào)警模塊包含報(bào)警列表，所述報(bào)警列表用于存儲(chǔ)來(lái)自消息服務(wù)器的地震報(bào)警信息；所述報(bào)警模塊還檢測(cè)所有地震信號(hào)監(jiān)控單元的工作狀態(tài)并寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述通信服務(wù)器、 消息服務(wù)器、報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存在于一個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)中；所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備為磁盤(pán)陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，還包括交換機(jī)三，所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)為2個(gè)；所述2個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)與交換機(jī)三之間有網(wǎng)絡(luò)連接；所述兩個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)還同時(shí)與磁盤(pán)陣列有數(shù)據(jù)交換；2個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)之間有心跳網(wǎng)絡(luò)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述地震信號(hào)監(jiān)控單元包括主控制器、備用控制器；大于或者等于2個(gè)所述的震動(dòng)信號(hào)采集單元輸出端分別與主控制器的震動(dòng)信號(hào)輸入端連接，各震動(dòng)信號(hào)采集單元輸出端還同時(shí)與備用控制器的震動(dòng)信號(hào)輸入端連接；所述主控制器與備用控制器之間有信號(hào)連接，兩者相互向?qū)Ψ絺鬏斪约旱墓ぷ鳡顟B(tài)信息；所述地震信號(hào)處理單元的通信服務(wù)器接收來(lái)自主控制器或者備用控制器輸出地震報(bào)警信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地震監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，還包括交換機(jī)一與交換機(jī)二，連于同一地震信號(hào)監(jiān)控單元的各震動(dòng)信號(hào)采集單元的信號(hào)輸出端既與交換機(jī)一連接， 還與交換機(jī)二連接；所述震動(dòng)信號(hào)采集單元通過(guò)交換機(jī)接入局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，所述兩個(gè)交換機(jī)同時(shí)與主控制器有信號(hào)連接，兩個(gè)交換機(jī)還同時(shí)與備用控制器有信號(hào)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6或7所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，震動(dòng)信號(hào)采集單元為強(qiáng)震儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，連于同一個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元上的任意兩臺(tái)強(qiáng)震儀直線距離大于等于40m。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，主控制器、備用控制器的輸出端還同時(shí)接有開(kāi)關(guān)電路的輸入端，所述開(kāi)關(guān)電路的輸出端與邏輯判斷電路的信號(hào)輸入端連接，所述邏輯判斷電路還接收至少一個(gè)相鄰地震信號(hào)監(jiān)控單元中開(kāi)關(guān)電路輸出的信號(hào)，邏輯判斷電路輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電路為繼電器。
12.一種基于權(quán)利要求1至11中所述的任意一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置工作方法，其特征在于，包括步驟a.震動(dòng)信號(hào)采集單元采集震動(dòng)信號(hào)，并向主控制器與備用控制器傳輸震動(dòng)信號(hào)；b.主控制器或者備用控制器判斷在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否有至少兩個(gè)震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的震動(dòng)信號(hào)值大于設(shè)定的閾值若是，主控制器或者備用控制器則向開(kāi)關(guān)電路與地震信號(hào)處理單元的通信服務(wù)器輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；若否，主控制器或者備用控制器則不輸出本站地震報(bào)警信號(hào)；c.開(kāi)關(guān)電路收到主控制器或者備用控制器其中一個(gè)傳來(lái)的本站地震報(bào)警信號(hào)后，開(kāi)關(guān)電路由斷路變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)將本站地震報(bào)警信號(hào)輸出給邏輯控制電路，邏輯控制電路還接收至少一個(gè)鄰站地震信號(hào)監(jiān)控單元中開(kāi)關(guān)電路輸出的地震報(bào)警信號(hào)，邏輯判斷電路在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)收到本站地震報(bào)警及至少一個(gè)鄰站地震報(bào)警信號(hào)時(shí)輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；d.通信服務(wù)器接收地震信號(hào)監(jiān)控單元發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)，若有數(shù)據(jù)，先判斷是否為地震數(shù)據(jù) 若是，則將地震數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；否則，只將數(shù)據(jù)發(fā)往消息服務(wù)器；e.報(bào)警模塊監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中的消息，若接收到一條地震報(bào)警信號(hào)，判斷收到地震報(bào)警信號(hào)的時(shí)間是否在本次地震的時(shí)間范圍內(nèi)若是，不處理此地震報(bào)警信號(hào)；若否，則在報(bào)警列表中查找與發(fā)出當(dāng)前地震報(bào)警信號(hào)的地震信號(hào)監(jiān)控單元相鄰的地震信號(hào)監(jiān)控單元在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否也發(fā)出了報(bào)警消息若有，則向消息服務(wù)器發(fā)出地震消息，同時(shí)向所有的監(jiān)控單元發(fā)出記錄地震數(shù)據(jù)的命令，然后清空?qǐng)?bào)警列表中所有的地震報(bào)警信號(hào)；若否， 則將該地震報(bào)警信號(hào)存入報(bào)警列表；f.消息服務(wù)器將報(bào)警模塊發(fā)出的地震消息報(bào)告給客戶端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其特征在于，所述步驟d中，通信服務(wù)器還監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器下發(fā)的對(duì)地震信號(hào)監(jiān)控單元的控制消息，將控制消息發(fā)往相應(yīng)的監(jiān)控單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其特征在于，地震信號(hào)監(jiān)控單元在執(zhí)行步驟b的同時(shí)，還接地震信號(hào)處理單元發(fā)出的控制指令主控制器或者備用控制器首先判斷地震信號(hào)處理單元發(fā)出的指令是否是記錄地震數(shù)據(jù)的命令若是，則記錄地震數(shù)據(jù)；若否，判斷指令是否是自檢指令若是，則啟動(dòng)自我工作狀態(tài)檢測(cè)，并返回自檢結(jié)果；若否，則判斷指令是否是位置設(shè)置指令若是，則根據(jù)指令設(shè)置控制單元的位置；若否，則判斷指令是否是時(shí)間同步指令若是，則進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)；若否， 則判斷指令是否是發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)指令若是，則啟動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)線程，將震動(dòng)信號(hào)采集單元采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給地震信號(hào)處理單元中的通信服務(wù)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其特征在于，所述步驟d中，通信服務(wù)器接收地震信號(hào)監(jiān)控單元發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)中包括同步時(shí)間請(qǐng)求；當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)地震信號(hào)監(jiān)控單元同步時(shí)間請(qǐng)求時(shí)，通信服務(wù)器將當(dāng)前時(shí)間封裝成消息并將消息發(fā)送至消息服務(wù)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其特征在于，所述步驟e中，報(bào)警模塊還監(jiān)聽(tīng)消息服務(wù)器中的地震信號(hào)監(jiān)控單元返回的工作狀態(tài)消息，當(dāng)報(bào)警模塊收到工作狀態(tài)消息，則修改數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中地震信號(hào)監(jiān)控單元的狀態(tài)信息，同時(shí)將工作狀態(tài)信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作方法，其特征在于，所述步驟e中，還包括如下步驟當(dāng)報(bào)警模塊收到一條報(bào)警消息時(shí)，判斷數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中相應(yīng)地震信號(hào)監(jiān)控單元的狀態(tài)信息是否為故障或已被屏蔽若是，則不處理本報(bào)警消息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地震監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其工作方法，涉及地震監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是包括震動(dòng)信號(hào)采集單元、地震信號(hào)監(jiān)控單元與地震信號(hào)處理單元、客戶端，所述地震信號(hào)監(jiān)控單元用于判斷是否發(fā)出地震報(bào)警信號(hào)，其數(shù)量大于或者等于2；所述每個(gè)地震信號(hào)監(jiān)控單元與大于或者等于2個(gè)的震動(dòng)信號(hào)采集單元連接；所有地震信號(hào)監(jiān)控單元與同一個(gè)地震信號(hào)處理單元相連；所述地震信號(hào)處理單元還與客戶端有信號(hào)連接。本發(fā)明具有預(yù)警可靠性高、時(shí)效性好的特點(diǎn)，主要用于鐵路系統(tǒng)地震監(jiān)測(cè)預(yù)警。
文檔編號(hào)G01V1/22GK102176050SQ20111003926
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者任芳 申請(qǐng)人:四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司