地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與匯聚系統(tǒng)

歐陽龍斌，黃文輝，康 英，呂作勇，劉 軍，蘇柱金，沈玉松

(1.廣東省地震局，廣州 510070；2.中國地震局地震監(jiān)測與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510070；3.廣東省地震預(yù)警與重大工程安全診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510070；4.深圳防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)研究院，深圳 518003)

0 引言

國內(nèi)外許多研究人員、機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)在地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和匯聚問題上開展了一系列重要的基礎(chǔ)性和開拓性研究工作[4-14]。美國ASL（Albuquerque Seismological Laboratory）開發(fā)的LISS（Live Internet Seismic Server）是最早的基于UDP/IP協(xié)議的實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)協(xié)議。SeedLink是基于TCP/IP 協(xié)議的實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)協(xié)議，美國地震學(xué)聯(lián)合研究會（IRIS）地震數(shù)據(jù)管理中心（DMC）和歐洲GEOFON 等臺網(wǎng)的所有開放實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都是通過它來傳輸共享。德國SeisComp 軟件的seedlink 服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了SeedLink 協(xié)議，其通過大約33 種適配器來傳輸匯聚地震監(jiān)測數(shù)據(jù)。Earthworm 系統(tǒng)含有多個(gè)模塊用于匯集主流數(shù)據(jù)采集器和其他數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。Antelope 系統(tǒng)使用對象環(huán)形緩沖ORB（Object Ring Buffer）來進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。JOPENS系統(tǒng)（5.2版本）的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)SSS5.2（Seismic Streaming Service）主要基于中國地震局自主開發(fā)的NetSeis/IP 協(xié)議與TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸，其在“十五”項(xiàng)目建設(shè)完成后開始應(yīng)用于我國的地震觀測系統(tǒng)。

國內(nèi)外存在大量的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸匯集實(shí)踐[15-19]。 日本氣象廳JMA通過EPOS（Earthquake Phenomena Observation System）系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸全國1800個(gè)地震計(jì)和4400個(gè)烈度計(jì)的實(shí)時(shí)地震觀測數(shù)據(jù)到JMA 數(shù)據(jù)中心進(jìn)行地震預(yù)警和烈度速報(bào)。美國地質(zhì)調(diào)查局USGS 的ShakeAlert 系統(tǒng)通過SeedLink 協(xié)議實(shí)時(shí)匯集1675個(gè)（加州地區(qū)的1115個(gè)和西北太平洋地區(qū)560個(gè)）地震臺站以及升級475個(gè)GNSS 臺站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于地震預(yù)警。我國臺灣地區(qū)通過TCP/IP 協(xié)議使用palert2ew 模塊匯集748個(gè)低成本高密度P-Alert 烈度儀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到Earthworm 系統(tǒng)用于地震預(yù)警。正在實(shí)施的NEEW 需要匯集約1960個(gè)基準(zhǔn)站、3309個(gè)基本站、10241個(gè)一般站、500 多個(gè)國際共享臺和260個(gè)GNSS基準(zhǔn)站的實(shí)時(shí)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)。

基于國內(nèi)外現(xiàn)有的研究和實(shí)踐情況以及地震物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)震[4-19]，從臺站數(shù)目、儀器類型、觀測數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)傳輸方式等方面來看，地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯集越來越具有“海量多源異構(gòu)”特征。為了實(shí)現(xiàn)測震、強(qiáng)震動、烈度和GNSS 等測震觀測網(wǎng)的“多網(wǎng)融合、一網(wǎng)多用”，為了解決對海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)持續(xù)有效接入和分布式高并發(fā)低延時(shí)全覆蓋處理的迫切的需求和現(xiàn)有地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯集系統(tǒng)不穩(wěn)定低并發(fā)高延時(shí)之間的矛盾，急需對已有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)SSS5.2進(jìn)行升級重構(gòu)完善。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 基于HTTP協(xié)議

新系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)（SSS）的傳輸協(xié)議從基于底層TCP/IP協(xié)議的SOCKET連接改為應(yīng)用層的更適合于眾多連接點(diǎn)數(shù)據(jù)匯集傳輸?shù)腍TTP 協(xié)議。TCP/IP 協(xié)議的SOCKET 連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，例如路由器、網(wǎng)關(guān)、防火墻等，大部分防火墻默認(rèn)會關(guān)閉長時(shí)間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致SOCKET連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)，該連接處于活躍狀態(tài)。而HTTP 連接使用的是“請求—響應(yīng)”的方式，不僅在請求時(shí)需要先建立連接，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端，客戶端定時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，不僅可以保持在線，同時(shí)也是在“詢問”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù)，如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端。因此與TCP/IP 協(xié)議相比HTTP協(xié)議更加穩(wěn)定可靠。

SSS 遷移到WildFly 的容器里運(yùn)行，變成基于HTTP 協(xié)議的WEB 服務(wù)，以一個(gè)HTTP SESSION 為一個(gè)對話周期，統(tǒng)一在8080 端口為其他服務(wù)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)的通信命令具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便利的特點(diǎn)。表1 列出了SSS 的交互通信命令及其功能說明。

表1 SSS通信命令Table 1 Interactive command of SSS

1.2 豐富的適配器

為了傳輸和匯聚海量多源異構(gòu)的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)，新系統(tǒng)應(yīng)考慮不同數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)商觀測數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)傳輸方式以及不同地震監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)中心使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)文件格式等方面的差異，應(yīng)具有豐富全面的適配器SBOX。通過儀器適配器把不同類型數(shù)據(jù)采集器的實(shí)時(shí)地震觀測波形數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息等打包成格式統(tǒng)一（修訂的miniseed 格式）、數(shù)據(jù)延時(shí)滿足地震監(jiān)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)要求的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流；通過其他適配器從國際地震觀測機(jī)構(gòu)、地震數(shù)據(jù)格式文件以及其它SSS 系統(tǒng)傳輸匯集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。

新系統(tǒng)有約34 種儀器適配器，支持國內(nèi)外主流地震儀器產(chǎn)商的數(shù)據(jù)采集器，同時(shí)為了規(guī)范數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)商的產(chǎn)品以及各種數(shù)據(jù)通信協(xié)議，制定了地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地震烈度速報(bào)與預(yù)警臺站數(shù)據(jù)通信協(xié)議》，新系統(tǒng)開發(fā)的適配器CSTP（Common Seismic Transport Protocol）實(shí)現(xiàn)了該協(xié)議，所有支持本協(xié)議數(shù)據(jù)采集器都可以快速接入到SSS 系統(tǒng)，并可以根據(jù)臺站類型和通信條件選擇設(shè)定連續(xù)波形數(shù)據(jù)傳輸、觸發(fā)波形數(shù)據(jù)傳輸和觸發(fā)信息數(shù)據(jù)傳輸三種數(shù)據(jù)傳輸模式，有效降低地震臺站數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜程度和數(shù)據(jù)傳輸量。對于支持CSTP 協(xié)議的數(shù)據(jù)采集器，新系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)匯集儀器狀態(tài)信息、臺站和儀器參數(shù)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)流、監(jiān)控業(yè)務(wù)流和監(jiān)督控制流等多路數(shù)據(jù)的匯聚。

2)課堂教學(xué)：翻轉(zhuǎn)課堂將知識的傳授過程主要放到課下由學(xué)生自主完成，這并不意味著教師在課堂上就“無事可做”，恰恰相反，課堂教學(xué)的完成度對翻轉(zhuǎn)課堂的整體實(shí)施效果起著非常重要的作用。如何在課堂上有效地組織學(xué)生進(jìn)行深入地討論和交流；如何將學(xué)生學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題在課堂上進(jìn)一步地內(nèi)化，使學(xué)生真正掌握相關(guān)知識；如何實(shí)現(xiàn)講臺上講授者到教學(xué)活動的引導(dǎo)者的身份轉(zhuǎn)變,這些都是在教學(xué)中要考慮的問題，教師必須根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的完成情況精心組織課堂教學(xué)活動，以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果的最優(yōu)化。

數(shù)采的數(shù)據(jù)端口是廠商或者用戶設(shè)定的（比如CSTP 適配器的端口為1973），所以不同類型的數(shù)采或者地震監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)的端口各不相同，因此適配器的功能并不能放在WildFly 容器的8080 端口里運(yùn)行，統(tǒng)一放在SBOX進(jìn)程里運(yùn)行。

1.3 地震波形數(shù)據(jù)通道

為了標(biāo)識地震臺站觀測儀器產(chǎn)出的地震波形數(shù)據(jù)和儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)，制定了地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地震波形數(shù)據(jù)通道標(biāo)識》，使用通道標(biāo)識碼NN/SSSSS/LL/CCC（地震臺網(wǎng)標(biāo)識碼/地震臺站代碼/位置代碼/通道代碼）來區(qū)分海量多源異構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。另外為了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流傳輸數(shù)據(jù)方便，引入觀測數(shù)據(jù)通道代碼掩碼，每一包地震波形觀測數(shù)據(jù)都有一個(gè)相應(yīng)的觀測數(shù)據(jù)通道代碼掩碼，這樣可以使用觀測數(shù)據(jù)通道代碼掩碼控制標(biāo)識實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)傳輸和匯聚的數(shù)據(jù)類型。觀測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通道代碼掩碼采用16 進(jìn)制32 位整數(shù)表示，NEEW 的地震臺站觀測儀器產(chǎn)出的地震波形觀測數(shù)據(jù)通道掩碼如表2所示。

表2 NEEW 部分觀測數(shù)據(jù)通道掩碼Table 2 Channel mask of some observation data of national seismic intensity rapid reporting and earthquake early warning project

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

新系統(tǒng)采用分布式服務(wù)器部署，通過適配器匯集地震監(jiān)測臺站或地震監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)波形或觸發(fā)信息數(shù)據(jù)，然后通過流服務(wù)客戶端為其他服務(wù)系統(tǒng)（地震預(yù)警、地震烈度速報(bào)以及地震波形歸檔等）提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)（圖1），最終實(shí)現(xiàn)海量多源異構(gòu)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸匯聚和交換共享。

支持CSTP 協(xié)議的地震監(jiān)測臺站可以通過臺站注冊管理服務(wù)器SRMS 實(shí)現(xiàn)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)分布式匯集（圖1）。SRMS 管理著多個(gè)流服務(wù)器，其被動接受地震臺站數(shù)據(jù)采集器的連接（默認(rèn)監(jiān)聽端口為1973 端口）并接收其臺站注冊信息包數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所有流服務(wù)器的負(fù)載情況動態(tài)智能分配與該臺站連接的流服務(wù)器信息，并把該信息通過注冊信息應(yīng)答包發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器根據(jù)注冊信息應(yīng)答包中的信息連接指定的流服務(wù)器，然后根據(jù)注冊信息初始化數(shù)據(jù)傳輸。

圖1 新系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.1 The overall architecture of the new system

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能監(jiān)控

新系統(tǒng)將匯集的地震監(jiān)測臺站或數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流，進(jìn)行統(tǒng)一管理和智能監(jiān)控。每個(gè)臺站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以miniSeed隊(duì)列方式緩存在流服務(wù)器，然后根據(jù)用戶設(shè)置的臺站列表等信息，從相應(yīng)的臺站miniSeed隊(duì)列獲取實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)并生成相應(yīng)用戶的miniSeed隊(duì)列，然后為流服務(wù)客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)（圖2）。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的認(rèn)證機(jī)制，具有記錄清晰的日志，具有斷點(diǎn)重傳、數(shù)據(jù)按需共享等功能，并能對流服務(wù)的狀態(tài)、臺站延時(shí)和流量等信息進(jìn)行監(jiān)控。流服務(wù)主要管理和監(jiān)控信息如下：

圖2 新系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與匯聚流程示意圖Fig.2 Real-time data transmission and aggregation flow diagram of the new system

（1）流服務(wù)器用戶登錄狀態(tài)信息，包括用戶名、登錄IP、端口號、登錄時(shí)間、通信命令、退出時(shí)間等。

（2）流服務(wù)器用戶數(shù)據(jù)流量的狀態(tài)信息，包括用戶名、登錄IP、端口號、登錄時(shí)間、通信命令、1 min 內(nèi)數(shù)據(jù)流量、5 min 內(nèi)數(shù)據(jù)流量、15 min 內(nèi)數(shù)據(jù)流量等。

（3）臺站實(shí)時(shí)通信狀態(tài)信息，包括數(shù)據(jù)包序號、地震波形數(shù)據(jù)通道標(biāo)識碼、該數(shù)據(jù)包起始時(shí)間、采樣個(gè)數(shù)、采樣率、活動標(biāo)志、標(biāo)定標(biāo)志、時(shí)鐘標(biāo)志和入網(wǎng)標(biāo)志等。

（4）臺站實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流延時(shí)和實(shí)時(shí)運(yùn)行率（延時(shí)在0～5 s之間的數(shù)據(jù)）信息，包括地震臺網(wǎng)標(biāo)識碼/地震臺站代碼、20 s 內(nèi)是否有數(shù)據(jù)、1 min 內(nèi)數(shù)據(jù)延時(shí)、5 min 內(nèi)數(shù)據(jù)延時(shí)、15 min 內(nèi)數(shù)據(jù)延時(shí)、前一天運(yùn)行率、實(shí)時(shí)運(yùn)行率等。

3.2 快流與慢流

新系統(tǒng)具有對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流抽樣和濾波的功能，能提供一個(gè)臺站多種采樣率的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流。為滿足不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)或用戶的需求，可對實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，并進(jìn)行波形濾波處理，輸出高質(zhì)量低采樣率的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)。另外系統(tǒng)也具有對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流重打包的功能，能為高時(shí)效性業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供低延時(shí)的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流。

慢流指的是以512字節(jié)打包的方式傳輸匯集數(shù)據(jù)流，一個(gè)miniSeed 數(shù)據(jù)包中包含5～8 s 地震波形數(shù)據(jù)。LISS、SeedLink 和SSS5.2 都是采用慢流，很多地震監(jiān)測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（比如：SeisComp、JOPENS5.2 的地震參數(shù)速報(bào)系統(tǒng)）需要的都是慢流數(shù)據(jù)?？炝髦傅氖且?56字節(jié)打包的方式傳輸匯集地震波形數(shù)據(jù)流，主要采用把0.5 s 或1 s 的數(shù)據(jù)打包在一個(gè)256 字節(jié)的miniSeed 數(shù)據(jù)包中，這樣就可以滿足實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流延時(shí)小于1 或2 s。為了適應(yīng)地震預(yù)警數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)男枨?，為了可以接收預(yù)警臺站產(chǎn)出的快速打包數(shù)據(jù)包，有效縮短數(shù)據(jù)延時(shí)，SSS 在地震預(yù)警數(shù)據(jù)傳輸和匯聚都是采用快流。波形歸檔服務(wù)AWS 通過流服務(wù)客戶端傳輸匯聚快流或慢流數(shù)據(jù)，然后重新打包成4096 字節(jié)的miniSeed 格式數(shù)據(jù)包，最終轉(zhuǎn)存到物理文件系統(tǒng)中并按照地震波形數(shù)據(jù)通道建立或更新線性波形索引（圖3）。

圖3 新系統(tǒng)快流與慢流示意圖Fig.3 Fast and slow stream diagram of the newly upgraded system

3.3 冗余熱備

新系統(tǒng)用多服務(wù)器并行和CARP（共用地址冗余協(xié)議）保證其穩(wěn)定性和可用性，用以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)的冗余熱備（圖4）。CARP 能夠使多臺服務(wù)器共享同一IP 地址，用于改善服務(wù)的可用性。比如，有兩臺服務(wù)器各自有獨(dú)立的IP 地址，并提供完全一樣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)。這兩臺服務(wù)器都有一個(gè)CARP接口，配置了另外一臺服務(wù)器的IP地址。當(dāng)有服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，另外一臺機(jī)器會自動得到故障機(jī)的IP 地址。這樣以來，用戶就完全感覺不到發(fā)生了故障。故障轉(zhuǎn)移的服務(wù)器提供的流服務(wù)，與其為之提供熱備份的服務(wù)器一致，這樣就不會影響流服務(wù)客戶端的運(yùn)行。

圖4 新系統(tǒng)冗余熱備示意圖Fig.4 Schematic diagram of redundant hot backup of the newly upgraded system

4 系統(tǒng)參考實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，按需橫向擴(kuò)展，將適配器SBOX 和實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流服務(wù)SSS 進(jìn)行功能分離，SBOX 支持不同協(xié)議、不同功能和不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的接入，SSS 按職責(zé)、用途劃分為不同組的數(shù)據(jù)流服務(wù)（圖5）。

新系統(tǒng)基于SBOX 匯聚國內(nèi)外地震監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)或歷史地震數(shù)據(jù)（圖5）。通過適配器Server2Server 或legacy2Server 獲取其他流服務(wù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過SeedLink2Server、liss2Server或環(huán)形緩沖服務(wù)獲取國外地震監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過MiniSeed2Server、AWS2Server 或Event2Server匯聚歷史地震數(shù)據(jù)，并為地震預(yù)警、烈度速報(bào)等服務(wù)系統(tǒng)提供離線測試數(shù)據(jù)。比如地震速報(bào)災(zāi)備中心匯集了全國30 多個(gè)省級測震臺網(wǎng)1355個(gè)臺站以及29個(gè)國際地震監(jiān)測數(shù)據(jù)共享臺網(wǎng)（II、IU 等）的516個(gè)臺站的實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)，用于國家地震速報(bào)的功能備份。

新系統(tǒng)基于SBOX 匯聚共享實(shí)時(shí)傳輸臺站或觸發(fā)式傳輸臺站的波形或觸發(fā)信息數(shù)據(jù)流（圖5）。比如，在NEEW 中，基準(zhǔn)站、基本站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流通過預(yù)警承載網(wǎng)接入省級中心。一般站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流通過鐵塔網(wǎng)絡(luò)接入各省級中心預(yù)警承載網(wǎng)。一般站觸發(fā)流數(shù)據(jù)通過鐵塔網(wǎng)絡(luò)接入國家中心預(yù)警承載網(wǎng)。各省基準(zhǔn)站、基本站和一般站數(shù)據(jù)流通過預(yù)警承載網(wǎng)向國家中心和國家備份中心轉(zhuǎn)發(fā)。各省級中心與鄰省中心數(shù)據(jù)交換傳輸由各省中心之間通過預(yù)警承載網(wǎng)互相交換（省界外100 km 內(nèi)臺站）。國家中心采用主備服務(wù)器匯集各省基準(zhǔn)站、基本站和一般站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，通過預(yù)警承載網(wǎng)向各省中心和國家備份中心轉(zhuǎn)發(fā)一般站觸發(fā)流。以此來實(shí)現(xiàn)NEEW 的基準(zhǔn)站、基本站及一般站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流和觸發(fā)流的傳輸匯聚需求。

新系統(tǒng)基于SBOX 和專用SSS 傳輸匯聚地震監(jiān)測臺站的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流（圖5）。比如，在NEEW中，GNSS 基準(zhǔn)站解算位移數(shù)據(jù)首先匯集到國家中心，GNSS 儀器適配器將解算的位移數(shù)據(jù)適配成規(guī)范的miniseed 格式數(shù)據(jù)包，然后通過適配器comSer2Server 匯集到國家中心的GNSS 流服務(wù)器，再通過國家中心的GNSS 流服務(wù)器為各省中心分發(fā)各省所需要的GNSS 基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)流或提供給其它流服務(wù)客戶端使用，以此來實(shí)現(xiàn)NEEW 的GNSS 基準(zhǔn)站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流匯聚和共享需求。在中國東盟地震海嘯監(jiān)測預(yù)警項(xiàng)目中，通過匯集周邊國際共享臺、共享報(bào)批國內(nèi)地震監(jiān)測臺站、其他項(xiàng)目援建臺站、新建或改造臺站，建立了老撾、緬甸、泰國、印尼和廣州地震海嘯監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)中心，為中國東盟地震海嘯監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)地震波形數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

本文介紹了地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和匯聚系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)、總體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)，并給出了系統(tǒng)參考實(shí)現(xiàn)。通過本次升級重構(gòu)，新系統(tǒng)的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)流服務(wù)SSS 從NetSeisIP 協(xié)議升級為HTTP協(xié)議，并遷移到了WildFly容器里運(yùn)行；增加了大量的適配器SBOX，使適配器數(shù)目品類更加豐富，并把所有適配器統(tǒng)一放在SBOX 進(jìn)程中運(yùn)行；設(shè)計(jì)了地震波形數(shù)據(jù)通道標(biāo)識來區(qū)分不同地震臺站觀測儀器產(chǎn)出的地震波形數(shù)據(jù)和儀器狀態(tài)數(shù)據(jù)；采用統(tǒng)一的CSTP 協(xié)議來接收NEEW 基準(zhǔn)站、基本站及一般站的實(shí)時(shí)地震波形和觸發(fā)信息數(shù)據(jù)流。新系統(tǒng)支持快流/慢流混合傳輸和預(yù)警數(shù)據(jù)低延時(shí)傳輸，具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流智能監(jiān)控和冗余熱備功能。新系統(tǒng)的研發(fā)從技術(shù)層面解決了大規(guī)模、多層級、不同類型地震監(jiān)測臺站和數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的傳輸匯聚共享問題，為我國地震監(jiān)測行業(yè)提供了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海量多源異構(gòu)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和匯聚系統(tǒng)，是我國地震監(jiān)測事業(yè)實(shí)現(xiàn)工程化和現(xiàn)代化的重要一環(huán)。

致謝：感謝國家地震烈度速報(bào)與預(yù)警工程項(xiàng)目支持。感謝審稿專家提出的寶貴意見。