无线传输技术在西藏地震台站的应用.pdf
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1、Mar.2023PLATEAU EARTHOUAKERESEARCH2023年3月Vol.35 No.第3 5卷第1期高原地震无线传输技术在西藏地震台站的应用次仁多吉,索朗多吉,次卓嘎,次吉卓玛,王余伟2*(1.西藏自治区地震局,西藏拉萨850000;2.四川省地震局,四川成都610000)摘要:为更好地为西藏地震监测服务,结合虚拟专网技术的发展与VPDN技术的优势,研究将VP-DN技术应用于西藏自治区地震网络的方法与可行性。使用了4G无线通讯组网的地震台站,台站端通过无线接入,部署方便、快捷,能够应用在地震监测台站勘选、地震流动观测台网、临时地震监测台网、大震应急流动观测等项目中。且无线网络
2、扩容方便,认证、网管自身一体化,实时掌握所有设备的在线情况,超低的功耗能够降低电源配置的成本和运行维护成本,是目前地震台站实际应用中最具有灵活性和稳定性的数据传输方案。关键词:地震监测;数据传输;VPDN中图分类号:P315.99文献标识码:A文章编号:10 0 5-58 6 X(2023)01-0060-050引言西藏自治区(以下简称西藏)地处中国西南边疆,是青藏高原的主体部分,有着特殊而复杂的地质地震背景。2 0 2 1年,为深人贯彻落实应急管理部党委和中国地震局党组关于突出重点、进一步完善试点工作,西藏地震局成为第二批国家地震烈度速报与预警工程重点地区攻坚单位,该项目内新建成了7 个基准
3、站。并在中国地震局台网中心的大力支持下,完成了“青藏高原监测能力提升”项目30 个地震监测台站的建设,加上原有的2 4个地震监测台站。至此在2 0 2 1年内,完成了覆盖西藏全境的6 1个地震监测台站建设,西藏境内监测能力得到了大幅度的提升。但全区境内约12 0 万平方公里的国土面积上平均2 万平方公里一个地震监测台站,台站数量及分布仍然稀少,且监测手段单一,是全国唯一地震监测预报能力薄弱地区。1现状及分析西藏是中国地震多发地区,也是因地震灾害受到过巨大损失的地震区。受当地经济发展和社会因素制约,已经建立的地震观测台网距离大力提升地震灾害风险管理能力的要求仍有较大差距,主要体现在系统标准化程度
4、不高,新技术应用不足等方面,现阶段在技术上增强地震信息的实时监测与快速传输,正成为地震监测与预报技术的重要突破口。地震学是一门以观测为基础的学科1,数字地震观测技术的出现不仅仅是观测技术领域的飞跃,而且大大促进了地球科学研究的进步。地震监测台网设计和建设反映了当时国内地震监测的技术水平,随着地震科研水平的提高和地震学研究的深化,老的监测台站技术系统几乎已经不能适应当今微电子技术、通信技术、网络技术和计算机技术的飞速进步与发展。观测数据便于计算机处理、存储、检索和交换是对现代地震观测数据记录方式的一个重要要求。目前西藏地震台组网方式单一,且随着网络的广泛普及,尤其是无线网络通信的高速发展,“让全
5、部设备连接网络”已经成为全世界企业的共识,利用基于网络传输数据的设备,既可以避免投人大量的人力、物力对地震台网的管理,还可实现对台网数据的远端存储和台站的远程控制等优势,可大大简化系统复杂程度,大容量数据存储可提高地震监测数据的可用率和连续率。应用4G收稿日期:2 0 2 2-0 9-19作者简介:次仁多吉(19 8 8 一),男(藏族),西藏拉萨人,工程师,现从事地震监测及分析工作。E-mail:q z q md z 12 6.c o m。*通讯作者简介:王余伟(19 8 2 一),男(满族),陕西汉中人,高级工程师,现主要从事地震观测和计量工作。E-mail:f i n a l f a n
6、 t a s t i c 16 3.c o m。期61次仁多吉,等:无线传输技术在西藏地震台站的应用第传输后的地震监测台网将采用面向连接、按需服务的服务策略,支持多用户的访问,给西藏地震台网提供多种灵活的组网方式。西藏地震台现仍多采用的电信/移动光纤组网方式,采用有线传输方式的地震台站只能为固定台站,不利于测震台站的灵活组网;且从埋杆架线到数据传输,台站数据传输信道建设和运行成本较高;报修时也因通讯公司内部派单流程,故障处理时间较长,导致台站中断时间较长,台站运行率一直不高,从而要想实现优化设备配置以便于运行维护,实现灵活移动组网以增加震后流动观测数据,建立起利用电信或移动网络VPDN信道传输
7、地震监测的无线网络数据传输技术系统进行技术创新是势在必行的。无线网络技术具备覆盖范围广、性价比高、安全可控等优势2 。4G无线传输地震监测数据的方案已经成功应用在多个内地省局的地震监测与预报领域,成为通信保障的重要一环。包括:地震系统中的微震数据传输、强震数据传输、台管中心通讯、减灾救助通讯、水库监测数据传输、CPS数据传输。经实际检验,应用新技术后的4G无线数据传输地震台网组网具有速度快、组网灵活、信号稳定、建立通信时间短、设备轻巧坚固易于安装、工作稳定可靠、数据存储方便等特点,已取得地震监测与预报行业的认同。2VPDN安全网络实际应用方式随着4G网络的广泛应用,各行业越来越普遍的采用无线传
8、输网络的解决方案。特别是地震、石油石化等较为偏远的通讯选址点到中心的业务数据传输,更是首选4G无线通信方式。地震监测台网的数据传输技术系统是最能体现其先进性的部分,采用移动通讯方式的测震台网具有功能完善、技术先进、质量优秀、运行可靠、维护方便等特点,总体达到国内先进水平。地震监测台网将根据现有的基础设施条件,对台站传输方式进行升级。对目前西藏局的地震台可以改变其传输方式,不必完全依赖专线的传输方式,充分利用移动通信方式,更加便捷灵活地进行组网,极大的精简运行维护成本。无线业务传输网络是在目前电信、移动4G网络运营商的基础上建立的地震数据传输专用网络,既能将地震数据传输延伸到有无线网络存在的地方
9、,又能保证地震无线数据网络的自行监控和管理能力。采用CDMA/CPRS的4G无线数据传输技术和基于计算机、网络为核心的数据处理系统技术,配以分析辅助软件、支持图视化数据交互分析,实现地震台站资料分析数字化和自动化;以广域网汇集到地震监测台网中心,实现网络化数据共享与信息互通,为西藏自治区地震监测提供全面的服务。4G无线传输方式随着科技的发展已经相当成熟。以系统稳定可靠为准则,首先要确定传输方式,通过进行大量调研,自治区境内已建成地震台站都有电信/移动无线信号覆盖,采用的CDMAVGPRS无线传输方式,取代现有的有线传输方式,这将是投资最省、性能最优的组网传输方案。4G无线路由器主动发出接人无线
10、网络的请求,无线网络根据实名物联网卡信息或拨号使用的用户名判断其接人信息的有效性,拒绝或者转发该请求到接人路由器(LNS)。拨号成功后,接路由器提取该请求所携带的信息,将包括国际移动设备识别码IMIS号码(internationalmobilesubscriberidentificationnumber),用户名和加密的用户密码等信息送人无线专网认证服务器鉴权。无线专网认证服务器为合法用户授权,并分配地震行业专网内部的网络地址,从而建立起从地震台站到接人路由器的物联网VPDN连接。在无线专网认证服务器的管理下,地震行业无线网络由内部网络专员进行管理,从而为野外地震监测台站通过无线数据传输网络进
11、人管理网络提供了通道。无线终端还可以选择与中心端VPN建立IP-Sec安全隧道,从而加强数据的安全性。2.1业务描述VPDN又称为虚拟专用拨号网,是基于拨号用户的虚拟专用拨号网(VPN)业务,是VPN业务的一种。VPDN业务网的接人方式多种多样,可以使用ADSL,GPRS,CDMA,MPLS等多种方式实现接人3,其组网涉及的主要网元有PDSN,接人AAA、VPD NLS和VPDNAAA等4。VPDN技术利用运营商移动高速分组数据网,采用专用网络和通信协议,结合相应认证授权机制,建立虚拟数据专用传输通道,是近年来随着Internet的发展而迅速发展起来的一种技术5。它是利用IP网络的承载功能结合
12、相应的认证和授权机制建立起地震原高第3 5卷62来的安全的虚拟专用网(VPN),是近年来随着In-ternet的发展而迅速发展起来的一种技术。2.2业务特点VPDN用户通过拨号的方式结合严格的认证系统和授权机制访问本企业/封闭站点的虚拟专用网络,以实现企业与各分支机构间、分支机构与分支机构间、企业与合作伙伴间的多种网络通信。无线VPDN技术借助运营商专用无线接人平台,与互联网设备隔离,避免外部设备人侵,终端用户拨号的用户名、密码、APN域名需经过运营商与企业中心端两层AAA系统认证,认证通过后终端用户获取企业内网IP地址6 。无线VPDN的最终用户,只需与平时上网一样,通过无线网络就能方便、经
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