山东省数字地震前兆台网是"九五"期间由中国地震局立项、与山东省政府共同投资兴建的我国第一个数字化地震前兆台网。该项目是科技部"数字化地震前兆观测技术系统及前兆观测仪器的研制"（96-913）项目的试验台网，也是中国地震局"地震前兆台站（网）技术改造"（95-01-02）项目的示范台网，于1997年开始设计建设，1999年竣工并于年底通过中国地震局组织的验收。

2000年12月通过由山东省科技厅组织的成果鉴定。该项成果获2001年度山东省科技进步一等奖。

一、建设内容

该项工程是按照我国“九五”期间地震前兆台网建设的总体技术设计思路设计实施的，共建成一个台网中心、11个前兆台站，其中8个有人值守、3个无人值守台站，有包括地壳形变、地震电磁、地下流体三个学科的21种42套前兆观测仪器进入网络运行。

（一）技术结构

台网的布局与管理采用了两级星形网的拓扑结构；台网的运行以Windows NT 为平台；信息的传递采用PSTN专线准实时传送；数据的管理运用MS SQL Server 6.5建立的前兆数据库；数据的服务是通过前兆台网中心与我局计算机网络的连接以及前兆数据库与地震分析预报软件系统的无缝连接，实现在局域网内分析预报软件直接使用SQL Server 前兆数据库的资料；数据共享方面，采用了数据库复制技术和文件传输方式，实现与中国地震局及全国各前兆学科中心间数据交换。

（二）观测仪器

前兆观测仪器的选取充分应用了国家科技攻关项目（96-913）中前兆观测仪器数字化研究的高科技成果，均为经中国地震局验收、同意入网运行的国内最新型仪器（仪器型号表省略）。

（三）环境改造

对观测环境条件的改造及设备的安装调试均严格按照我国《地震及前兆数字观测技术规范》进行。地震前兆观测的方式多种多样，各类观测仪器对观测环境条件都有各自不同的要求，改造的技术要求非常严格，工程量也相当大。

二、关键技术

该台网的设计与建设，广泛采用了先进的地震前兆观测仪器、高精度数据采集、无差错通讯技术、计算机网络以及数据库等技术；为确保系统安全正常运行，还引用了可靠供电、安全避雷以及GPS时间服务等技术。

（一）标准化的数字地震前兆观测仪器

所选用的21种最新型的数字化前兆观测仪器，其基本性能指标大都优于同类模拟观测仪器，采样率比过去有明显提高。

（二）标准前兆台站结构设计和现场总线技术

依据各前兆观测台站测项分布的具体情况，本着充分利用现有观测环境条件、最大限度地提高综合化观测程度，分别选取了单纯主台型、主台扩展型、无人值守型等各种不同的结构模式。

对于有多种观测仪器运行的综合台站，为了能用一台主控计算机方便地管理多台前兆仪器，在仪器设备的连接上引用了工业现场总线技术。

（三）高精度数据采集技术

该采集器可根据各种前兆仪器的不同需求，分别支持1次/秒、10次/秒、1次/分、1次/30分、1次/60分等不同的采样率，其观测精度对于电压量可达到0.01%±一个字；对于频率量其闸门精度为5×10-6秒，每一台数据采集器可同时采集12路不同的物理量。

（四）无差错通讯技术

前兆台站与台网中心间数据的传送，是由台网中心的数据采集客户机，采取点名拨号方式自动收集各台站数据。由于地震前兆观测的性质决定了不需要实时传送，选用了有线MODEM自动唤醒电路，并实现了台站主控计算机、Modem、现场总线三个RS-232C端口的自动切换。为了确保信息不中断，还实现了台站通过计算机网络，采用文件传输（FTP）方式、电子邮件方式进行数据传送，以保证在台网中心自动收数失败时也能将数据及时传送到台网中心。

（五）数据库技术

对于观测数据运用MS SQL Server数据库进行管理，为分析预报人员及时方便地使用提供了可靠的物理通道。运用数据库复制技术，实现了在广域网（WANS）上自动复制，解决了台网中心间的数据交换。

（六）GPS时间服务和安全供电、避雷技术

该项技术措施是为了确保系统安全正常运行设计的。统一的时间服务提高了观测资料在整体分析研究中的使用信度。高性能稳压、交直流自动切换、多级避雷（GB50057-94标准）提高了系统运行的稳定性、安全性和连续性。

三、技术进步

地震前兆实现数字化观测是地震观测技术上的一次革命。山东省数字化地震前兆台网的建成，标志着我国前兆观测进入了数字化、智能化、网络化全面更新改造的新阶段，这一变革必将推进我国地震预报和科研工作迈向新的阶段。

（一）信息量大幅度增加

观测信息量比模拟观测增加约三个量级。高采样率带来的地球物理、地球化学场的高频变化信息，为地震短临预报和开拓新的地震科研思路奠定了基础。

（二）信息的传递速度明显加快

从信息的采集、传送、处理、存贮到分析应用的自动化运行体系，彻底改变了原来人工的信息采集、报送方式，使得分析预报人员能更加及时全面的获取监测信息，对地震短临前兆的跟踪监测更加及时有效。

（三）减少了大量人工劳动

无论是监测人员还是分析预报人员，都极大地减轻了信息采集、传送过程中大量人力劳动，同时也避免了在人工采集和传递过程中产生的人为误差。

（四）开拓了更广阔的监测空间

地震前兆观测实现无人值守以后，将使前兆观测台站的布设减少很多的制约因素，为将来前兆台站在更大范围科学合理的布设奠定了技术基础。

在国际同行业中，虽然在一些发达国家也有同类的观测系统，但他们大都是单学科的，且其目的一般是服务于学科研究的。象我们这样多学科、大规模、直接服务于地震预报的数字地震前兆观测系统在世界上还是很少见的。

四、结语

该项工程的建成，揭开了我国地震前兆台网数字化改造的序幕，也为全国各省市提供了工程技术设计、工程实施、台网运行、管理与维护、资料的应用与交换等各方面的成功经验。目前各省市的数字化地震前兆台网均相继建成并逐步投入运行。相信在不久的将来，随着数字化地震前兆观测资料在地震预报、科研和防震减灾工作中广泛的应用，这一创新成果的巨大社会效益将逐渐显现出来。