标准化设计在预警项目台站建设的应用

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摘要：从防震加固、综合布线、标识标志等方面对大新中学地震台进行了标准化设计与改造，讨论标准化设计在台站改造中的实际应用；将标准化设计元素融入预警项目上海子项目台站的建设中，研究标准化设计对预警项目台站建设的重要意义。

关键词：标准化；烈度速报；预警；台站

1前言

地震观测系统是由多个地震台站组成的一个网络系统，每个台站都是一个节点，为地震观测系统提供实时、有效、高质量的数据。地震台站运行率的高低直接影响地震观测系统的工作效率，进而影响整个观测系统的观测质量。台站外观及内部设计标准化、规范化，是标准化建设的重要内容[1]。地震台站的标准化建设既是保持台站正常运行、高效产出的基础，又是台站智能化运维的重要前提，对进一步提升台站监测能力和管理水平，推进防震减灾事业智能化、现代化具有重要意义。按照“国家地震烈度速报与预警工程上海子项目”的具体要求，上海市地震局需对大新中学地震台、南汇地震台等14个基准站进行改造。在改造过程中将标准化设计元素融入预警项目台站的建设。本文以大新中学地震台为例，从防震加固、综合布线、标识标志等方面按照《地震台站标准化规范设计图册（修订稿）》（下简称“《图册》”）（中国地震局监测预报司，2019，关于开展2019年地震台站标准化改造工作的通知）相关要求对大新中学地震台的标准化设计进行了详细阐述，讨论了标准化设计在台站改造中的实际应用，研究了标准化设计对预警项目台站建设的重要意义。

2台站基本情况

2.1概述。大新中学地震台（下简称“大新中学台”）是上海测震台网所属无人值守台，台站代码DAX，台址位于上海市崇明区新河镇大新中学校园内，海拔高程8m，占地面积48m2，观测室使用面积为24m2，是“十五”项目建设台站之一。主要涉及测震学科，设备包括FSS-3DBH地震计一套、TDE-324CI数据采集器一套，光端机一套、交换机一套、电源避雷器一套、电源控制器一套、台站视频监控系统一套、地震台站监控单元一套。选择大新中学台作为改造试点的原因是这个台站位于学校内，对其进行标准化设计改造能够提高地震台站的识别度，对地震行业能够起到很好的宣传作用。2.2台站现状及问题分析。因建台时无明确的台站标准化规范，仪器设备安装固定、综合布线等比较随意，现场调研台站标准化的问题主要有：①台站外观行业识别度低，未体现行业特点。台站外墙无统一logo标识，台站铭牌、警示牌等缺乏，不符合中国地震局AI形象要求。②观测室内部规章制度等信息不全。室内缺乏相应台站介绍、规章制度、维修流程以及相应的维修登记表等信息。③观测室内部布局不合理。配电柜、机柜和监控设施安置较随意，摆放位置以及离墙距离均未达到规范要求。④观测室内部相关设施配置不全，缺乏灭火器等装置。⑤设备安装与固定达不到标准要求。如机柜未固定，非标仪器在机柜内随意放置且没有固定，既不美观又不安全。⑥观测室内缺乏标牌标识。观测室内仪器缺乏相应的标识标牌，线路缺乏标签标识。

3大新中学台标准化设计

3.1台站外部设计。外部设计主要目的是提高地震台站的识别度，体现行业特点，设计中采用徽标配合文字及颜色来体现。台站门口左侧安装台站铭牌，右侧安装测项牌和警示牌，标牌尺寸：600mm×400mm，材质为20mm厚拉丝不锈钢图文丝网印。更换防盗窗。在改造设计过程中需因地制宜，根据实际情况进行设计。比如：大新中学台外墙贴有瓷砖且质量完好无损，所以为了避免浪费资源，在改造时结合自身特点，本着简洁、美观、实用的目的不再进行喷漆，只做清洗处理并在外部悬挂台站铭牌、测项牌和警示牌。大新中学台外部设计效果如图2所示。3.2观测室内部设计。观测室内部设计主要内容包括：①拆除观测房内年久的原桌台和摆房隔墙。②内墙用白色乳胶漆刷新并设置顶灯，采用LED节能灯。③配置灭火器。④配置黑色摆线收纳柜一台，摆线通过地槽到达摆线收纳柜，再从摆线收纳柜通过下进线进入机柜。⑤在测震井口周围做一个圆柱形不锈钢防护罩并贴上相应标牌。⑥配置黑色标准化机柜一台，机柜正门应为透明玻璃门，方便远程监控。机柜正面朝西，机柜北侧放置摆线收纳柜，南侧放置电池柜，摄像头位置移至观测室西墙并对准机柜。⑦重新部署C级配电箱，摄像头线路、光纤和GPS天线通过桥架进入机柜，地面铺设防静电地板漆。大新中学台观测室内部设计效果如图3所示。3.2.1防震加固。地震监测专业设备、公用设备、公用设施等需要按照《图册》要求进行科学加固。对于无法放置于标准机柜中的非标仪器和其他仪器，也应采取防震加固措施，以避免因地震或其他原因导致的倾覆和跌落。大新中学台在此次标准化改造中购置800mm×800mm×2000mm的标准机柜一台，机柜内设计了理线器和横竖向软线槽用于综合布线。位置为离墙0.9m。机柜下方加装底座，底座用膨胀螺丝固定在地面上并在机柜周围地面上粘贴工作区域标识。电源避雷器、电源控制器、地震台站监控单元、地震数据采集器、交换机、光端机等标准设备通过螺丝固定在机柜面板两侧的螺孔上，各设备间添加1U盲板用于粘贴设备标签。UPS主机属于非标设备，笔者们设计了卡条、盖板以及开孔前盲板，将其固定在机柜内托盘上。电池柜（机柜左侧）、摆线收纳柜（机柜右侧）采用膨胀螺丝固定在地面上。具体布设情况如图4所示。3.2.2综合布线。台站线路缺乏标签标识，无线路走向标示图，节点标识不明确。综合上述几点问题，本次改造重新设计布线方案，对观测室内所有多余的线缆、光缆、水泥工作台面和隔墙等进行全面拆除，造成墙面的破损重新进行粉刷处理。重新配置台站供电、通讯、仪器线路环境，便于维修、扩展。将强弱电线分开，横平竖直、杜绝缠绕，实现清晰明了的线路结构。大新中学台观测室内线路设计时全部采用铝合金桥架和线槽的形式进行重新布设，桥架离地高度大于2.5m。摆线和防雷线通过线槽从机柜下面进入机柜，多余摆线盘整齐放在机柜右侧定制的摆线收纳柜中。室内市电全部采用暗线形式重新铺设，市电进入观测室后直接接入集防雷于一体的配电柜（配电柜通过开槽形式嵌入墙内）。然后从配电柜内将市电直接引入机柜内的PDU，通过PDU再给机柜内设备供电。光纤以及GPS天线通过预留孔直接进入室内的桥架。移动摄像头位置使其正对机柜以便实时监控设备运行状态，摄像头网线直接进入桥架。光纤、GPS线、摄像头网线从机柜顶端进入收纳箱然后再连接光端机和地震数据采集器，多余的线缆盘整齐用扎线带扎好放置在收纳箱内。机柜内所有设备线采用理线器进行梳理，并且在设备线的输入、输出端用软质PET材质标签纸做好标记，清晰直观且便于后期运维。此外，在标准化设计改造过程中还需要不断创新，比如室外的桥架需适当向外倾斜一定角度，并在较低端下部开一个小孔，利于进入桥架中的雨水及时流出，以防雨水腐蚀桥架或沿线进入机柜内损坏设备。3.2.3标识标志。标识标志主要包括名称类标识、观测场地类标识、仪器设备类标识、线路线缆类标识、通用类标识。为了提高地震台站的识别度和整体形象，台站标准化需要对台站进行统一、规范的标识标牌设计。大新中学台在标准化改造中严格按照《图册》要求并结合台站实际情况来设计，确保标识标牌美观实用且与台站空间比例相协调、力求做到规范统一、实现最佳展示效果。共设计了6类标识标牌，包括台站名牌、测项牌、警示牌、规章制度、检修流程、观测设备、线缆标签等共计25个标识标牌，并且在观测设备标签中增加了二维码（包含设备更换日期、生产厂家、IP等信息），便于了解设备的详细信息和日后运维。通过标识标牌的设计、制作与安装，达到提高地震台站识别度以及宣传地震监测台站的作用。同时通过各种线缆类标识标签大大提高了运维速度，对提高设备运行率以及台站数据监测质量具有重要意义。

4改造前后效果对比

台站外部和内部改造前后对比如图5、图6所示。

5标准化设计在预警项目建设中的应用

国家地震烈度速报与预警工程项目是有效减轻地震灾害风险、实现防震减灾现代化、推动防震减灾事业发展的重大工程。上海局将标准化元素作为一个重要指标融入预警项目的新建或改造台站，并且在基准站-大新中学台的改造中得到全面落实。这对增强地震台站的公益性行业特征，提升台站监测能力和管理水平，推进防震减灾事业现代化、智能化具有重要意义。同时有助于地震台站的正常运行和高效产出。由于预警项目台站建设包括基准站、基本站和一般站，选址位置不同，台址大小及配置观测设备亦有差别，所以在建设过程中还需结合每个台站的实际情况和要求，按照《图册》进行标准化设计，将预警项目中的台站建设成标准化台站。

6结论

通过对预警项目基准站-大新中学台进行标准化设计改造，台站的外部形象更具有地震行业特征，同时也大大提高了地震台站的识别度，对公众进一步了解地震监测行业起到了很好的宣传作用；台站内部通过防震加固、综合布线、标识标牌的改造，运行环境进一步改善，既有利于仪器的正常运转、提高数据监测质量，又有利于台站的后期运行维护。地震台站标准化设计对预警项目具有重要的意义，新建或改建台站时需充分考虑实际因素，提前布局规划，严格按《图册》要求进行设计，不断创新，建设标准化、规范化、科学化、现代化的地震监测台站。

参考文献：

［1］肖武军，张尧，王立森，等.地震台站标准化设计在冬奥会保障项目中的应用——以河北阳原台为例［J］.中国地震，35（3）：565-572.

作者:潘国勇 王军 邵永谦 王鹏 王仁涛 单位:1.上海市地震局 2.上海佘山地球物理国家野外科学观测研究站