Вы здесь

Автоматизована система збору і зберігання сейсмологічних даних

Автор: 
Ганієв Олександр Закарієвич
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
0408U003388
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

ГЛАВА 2
МОДЕЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ХРАНЕНИЯ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ.
2.1 Общие положения
Из предыдущего раздела следует, что организации систем сейсмологических наблюдений в большинстве стран мира уделяется значительное внимание. На функционирование этих систем выделяются значительные финансовые ресурсы. Установлена бесспорная тенденция создания цифровых систем с автоматизацией процессов сбора, хранения и обработки данных, а так же использования современных средств связи между пунктами регистрации колебаний грунта и центрами сбора, т.е. создание автоматической системы сейсмологических наблюдений (АССД) [10,23,43,51,57,60,76,77,78,88,90].
При создании АССД в любом регионе мира ставятся три основные задачи [80,90,94]:
* Оперативный контроль сейсмоактивности региона и сопредельных территорий, целью которого является оперативная реакция на зарегистрированные землетрясения и, следовательно, уменьшение потерь при ликвидации их последствий.
* Изучение специфики геологического строения региона, целью которого является повышение достоверности карт сейсмического районирования.
* Изучение сейсмической обстановки в районах расположения потенциально-опасных с экологической точки зрения промышленных объектов (атомные и гидроэлектрические станции, крупные химические предприятия и т.п.).
При решении каждой из задач, в части выполнения сейсмологических наблюдений в целом, предъявляются общие и специфические требования [2,14,24,63].
Основными общими требованиями являются:
* Выполнение непрерывных наблюдений и регистрации данных в соответствии с международными стандартами;
* Ведение полных баз данных и архивов с практически вечным хранением информации.
Специфическими требованиями при решении задачи оперативного контроля сейсмоактивности являются:
* возможность определения факта возникновения землетрясения в квазиреальном масштабе времени;
* сгущение пунктов наблюдений в наиболее сейсмоопасных территориях региона.
Специфичным для решения задачи расширения данных о геологическом строении региона является:
* равномерное размещение пунктов наблюдений на всей территории региона;
* допускается разрыв во времени моментов регистрации данных, их загрузки в базу и выполнением обработки.
Специфичным для решения задачи изучения сейсмической обстановки в окрестностях размещения экологически опасных промышленных объектов являются:
* расположение пунктов наблюдений в окрестности размещения объектов, т.е. создание так называемой "малой сейсмической группы", которые в настоящее время находят распространение в системах контроля за испытаниями ядерного оружия [VIII];
* допускается временной разрыв между регистрацией и обработкой данных.
Создание АССД для Украины является актуальной задачей, однако, ее решение, к сожалению, находится в начальной стадии, особенно в частях выполнения основных требований и организации оперативного контроля сейсмической обстановки.
Выполненный в предыдущем разделе обзор показывает, что более 40 стран мира (главным образом технически отсталые) решение проблемы нашли в закупке и установке "под ключ" системы LIBRA канадской фирмы Nonometrix.
Однако, необходимость высоких капитальных затрат и современная экономическая ситуация в Украине делают такое решение практически неприемлемым.
Вместе с тем научные и конструкторские работы, выполненные в 2000-2006 годах в Институте геофизики, позволяют сделать заключение о возможности создания АССД Украины, соответствующим международным стандартам, своими силами [24,25].
В дальнейшем тексте в основном будет рассматриваться АССД, выполняющая функции оперативного контроля сейсмической активности (АССД оперативного контроля).
2.2 Структура АССД оперативного контроля
В иерархии АССД по функциональной предназначенности определяются три уровня:
* Автоматические пункты сейсмологических наблюдений (АПСН).
* Региональные сейсмологические центры (РСЦ).
* Национальный центр сейсмологических данных (НЦСД).
2.2.1 Автоматический пункт сейсмологических наблюдений
Функционально АПСН предназначен для:
* Непрерывного съема данных с комплекса датчиков, фиксирующих колебания грунта по трем взаимоперпендикулярным направлениям (X,Y,Z) в месте расположения АПСН и формирования дискретно-непрерывного потока кодов, соответствующих изменении амплитуд зарегистрированных колебаний (амплитуд сейсмических сигналов).
* Обработки (редакции) амплитуд в реальном масштабе времени и их накоплении в буферной и внешней памяти регистратора.
* Передачи информации в центр сбора данных (ЦСД) в заданных режимах работы.
Основная характерная особенность АПСН заключается в том, что он работает в автоматическом режиме, а управление его работой осуществляется дистанционно из ЦСД.
В состав АПСН входят:
* датчик точного времени (ДТВ),
* датчики сейсмических сигналов (сейсмоприемники),
* автоматический цифровой сейсмический регистратор (АЦСР),
* средства передачи данных от АЦСР в ЦСД,
* система энергообеспечения.
Датчик точного времени (ДТВ)
ДТВ обеспечивает синхронизацию работы АПСН в целом и привязку к точному времени регистрируемых амплитуд сигналов. Рекомендуется в качестве ДТВ на АПСН используются приемники спутниковой навигационной системы GPS, как наиболее точные и доступные из любой точки расположения АПСН.
Датчики сейсмических сигналов
Сейсмоприемники вырабатывают электрические сигналы пропорциональные амплитуде колебаний грунта в заданных направлениях. Традиционно датчики фиксируют вертикальные колебания (компонента Z) и горизонтальные колебания по направлениям север-юг и запад-восток (компоненты X и Y) и располагаются на бетонном постаменте в заглубленном помещении (шахта, штольня или шурф), что уменьшает влияние техногенных шумов и резких изменений климатических условий окружающей среды.
Автоматический цифровой сейсмический регистратор (АЦСР)
АЦСР является основным рабочим элементом АПСН и обеспечивает:
* съем аналого