地震信息通信系統(tǒng)的探索與發(fā)展

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地震信息系統(tǒng)的初始

中國(guó)地震信息通信系統(tǒng)的發(fā)展是和國(guó)家防震減災(zāi)事業(yè)發(fā)展緊密連接在一起的。1966年3月在我國(guó)河北邢臺(tái)地區(qū)發(fā)生了災(zāi)害性地震，我國(guó)地震工作者開(kāi)展了前所未有的抗震救災(zāi)行動(dòng)。邢臺(tái)地震不僅開(kāi)辟了地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的先河，同時(shí)促進(jìn)了中國(guó)地震信息通信系統(tǒng)的建設(shè)。

上個(gè)世紀(jì)60年代初， 由于國(guó)防任務(wù)的需要，產(chǎn)生了地震信號(hào)的地面遙測(cè)和信號(hào)的遠(yuǎn)程傳遞技術(shù)。這些技術(shù)在邢臺(tái)地震以后，緊密地和地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)始形成中國(guó)地震信息通信系統(tǒng)。地震信息通信系統(tǒng)以傳遞地震觀測(cè)信號(hào)為起始，到“八五”“九五”大規(guī)模建設(shè)，發(fā)展到“十五”成為全國(guó)規(guī)模的地震行業(yè)信息基礎(chǔ)平臺(tái)。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)以驚人的速度迅猛發(fā)展。地震信息通信系統(tǒng)在我國(guó)信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的基礎(chǔ)上，同樣也得到了快速發(fā)展。目前地震信息網(wǎng)絡(luò)基本通達(dá)地震行業(yè)各個(gè)角落，給地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、震害防御和應(yīng)急救援的工作方式、科研方式帶來(lái)了重大變革，已成為防震減災(zāi)三大體系各項(xiàng)工作必不可少的基礎(chǔ)條件平臺(tái)，同時(shí)促進(jìn)了人們傳統(tǒng)觀念的改變，使我國(guó)地震事業(yè)進(jìn)入了前所未有的蓬勃發(fā)展階段。

地震信息通信系統(tǒng)是和現(xiàn)代地震觀測(cè)同步發(fā)展的。人類(lèi)使用儀器觀測(cè)地震，可以追溯到張衡地動(dòng)儀，而現(xiàn)代地震觀測(cè)開(kāi)始于一百多年前的西方。當(dāng)時(shí)為快速測(cè)定地震發(fā)生的位置和大小，在地震臺(tái)安裝了摩爾斯電報(bào)機(jī)，以將地震觀測(cè)的信息快速傳遞到政府和新聞中心。我國(guó)的地球科學(xué)家李善邦先生，在上個(gè)世紀(jì)30年代在北京的西山鷲峰自主建立了我國(guó)的地震臺(tái)，由于當(dāng)時(shí)通信的落后，地震觀測(cè)資料和信息的傳遞要靠李先生和他的助手秦馨菱先生自己從鷲峰定期帶下山。

解放初期，我國(guó)根據(jù)大規(guī)模建設(shè)的需要，建立了北京、長(zhǎng)春、南京等八個(gè)現(xiàn)代地震臺(tái)，但是地震信息的和地震資料的傳遞還是靠郵寄，一個(gè)較大地震的準(zhǔn)確定位，往往要在地震發(fā)生后2至3天和一個(gè)星期以后才能測(cè)定出來(lái)。我國(guó)真正開(kāi)始地震信號(hào)傳輸?shù)娜蝿?wù)始于國(guó)防任務(wù)。在周總理的親自關(guān)懷下，地震科技人員果斷進(jìn)行了地震信號(hào)長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶?shí)踐。在一個(gè)星期內(nèi)，成功的采用超低頻傳遞技術(shù)將垂直向地震信號(hào)長(zhǎng)距離傳遞到設(shè)在北京的地球物理研究所的中心，同時(shí)成功的在一條線(xiàn)上傳輸了專(zhuān)用語(yǔ)音電話(huà)。標(biāo)志著我國(guó)現(xiàn)代地震信息通信技術(shù)開(kāi)始形成。

邢臺(tái)地震發(fā)生以后，周總理非常關(guān)心地震的發(fā)展趨勢(shì)，親自部署在北京周?chē)?個(gè)地震臺(tái)。為了保證地震的數(shù)據(jù)和信息傳遞，周總理親自下令要求郵電部在一周之內(nèi)為8個(gè)地震臺(tái)架設(shè)專(zhuān)用電話(huà)線(xiàn)，這就是地震行業(yè)俗稱(chēng)的“八條線(xiàn)”。北京臺(tái)網(wǎng)地震專(zhuān)線(xiàn)的建立，標(biāo)志著我地震信息通信系統(tǒng)步上了現(xiàn)代化發(fā)展的軌道。

1966年邢臺(tái)地震以后，我國(guó)進(jìn)入地震活躍期。國(guó)家成立了中央地震領(lǐng)導(dǎo)小組和辦公室，在中央地辦的領(lǐng)導(dǎo)下，為了保證大地震速報(bào)和地震數(shù)據(jù)和信息的傳遞，中央地辦要求各個(gè)地震臺(tái)使用電報(bào)，向中央地辦和地球物理所報(bào)送地震數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行全國(guó)大地震的速報(bào)和編目，地震信息傳遞時(shí)間縮短到6個(gè)小時(shí)之內(nèi)。1975年海城地震后，為了加快地震信息的傳遞，國(guó)家地震局和郵電部協(xié)商建立了地震專(zhuān)用電報(bào)。設(shè)立全國(guó)統(tǒng)一的地震專(zhuān)用電報(bào)碼和77777的地震專(zhuān)用電報(bào)掛號(hào)，在國(guó)家地震局和地球所北京臺(tái)網(wǎng)設(shè)立電傳機(jī)，專(zhuān)門(mén)接收全國(guó)地震臺(tái)的地震速報(bào)數(shù)據(jù)和信息。專(zhuān)線(xiàn)電報(bào)使地震信息縮短到1到2個(gè)小時(shí)，地震速報(bào)的時(shí)間大大加快了。

此外，為了保證對(duì)地震災(zāi)害的了解和核實(shí)大地震速報(bào)的準(zhǔn)確性，中央地辦和北京臺(tái)網(wǎng)還安裝了2類(lèi)專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)，以便快速接通到地震發(fā)生的當(dāng)?shù)卣Ｍ瑫r(shí)，為了保證中央地辦領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)急通信，為李四光配備了短波電臺(tái)，專(zhuān)門(mén)從通信兵部調(diào)報(bào)務(wù)員到中央地辦，保證地震應(yīng)急通信，這是地震信息通信系統(tǒng)最早使用短波電臺(tái)。1975海城地震后，年郵電部門(mén)派人在國(guó)家地震局三里河河邊木板房架設(shè)了無(wú)線(xiàn)電短線(xiàn)電臺(tái)，使用150瓦短波調(diào)幅電臺(tái)，采用手鍵報(bào)通信方式每天定時(shí)聯(lián)絡(luò)，擴(kuò)大了短波通信在地震行業(yè)應(yīng)用。

因此可以說(shuō)，我國(guó)地震信息通信系統(tǒng)，是隨著地震數(shù)據(jù)信息傳遞和大地震應(yīng)急通信的需求產(chǎn)生和發(fā)展的。

地震信息通信系統(tǒng)的探索與發(fā)展

1976年我國(guó)發(fā)生了唐山重大災(zāi)害性地震，造成24萬(wàn)人死亡。國(guó)家和人民對(duì)于減輕地震災(zāi)害的要求和愿望，特別是對(duì)于大地震應(yīng)急響應(yīng)的需求，使地震信息通信系統(tǒng)在上世紀(jì)70年代末到90 年代初進(jìn)入了發(fā)展階段。主要表現(xiàn)在全國(guó)和地方地震短波通信網(wǎng)的建立與應(yīng)用，地震衛(wèi)星通信網(wǎng)的建立，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立和INTERNET的接入。這一時(shí)期為地震信息通信系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)地震觀測(cè)向遙測(cè)化和數(shù)字化方向的發(fā)展進(jìn)程。

1、全國(guó)短波通信網(wǎng)的建設(shè)

我國(guó)地震短波通信網(wǎng)的建設(shè)始于從“七五”。1979年底國(guó)家地震局建設(shè)開(kāi)通了京、津、唐、張地震無(wú)線(xiàn)電短波通信網(wǎng)，使用的也是150瓦短波調(diào)幅電臺(tái)，采用手鍵報(bào)通信方式。隨后建設(shè)開(kāi)通了京津唐張及華北地區(qū)的無(wú)線(xiàn)電短通信網(wǎng)，使用200瓦短波單邊帶電臺(tái)，工作方式改為移頻報(bào)（電傳）、手鍵報(bào)和話(huà)音。

同時(shí)確保地震現(xiàn)場(chǎng)或地震臺(tái)站、市(縣)地震局與省局中心和國(guó)家中心的通信，短波通信建立初期的基本任務(wù)是應(yīng)急流動(dòng)通信，實(shí)現(xiàn)地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情和地震觀測(cè)數(shù)據(jù)快報(bào)。例如1979年四川省在康定姑咱中心站建設(shè)了短波通信網(wǎng)，以快速報(bào)送大震應(yīng)急和前兆數(shù)據(jù)信息，設(shè)備為FDH1-74型短波400W電臺(tái)，并在1981年道孚6.9級(jí)地震的預(yù)報(bào)和應(yīng)急中發(fā)揮了重要作用。

進(jìn)入80 年代，各地短波通信由FDH174型短波電臺(tái)改為烽火廠生產(chǎn)的ICM700TY短波100w電臺(tái)，區(qū)域采用XDD2B15W 電臺(tái)等設(shè)備。1987年以后，開(kāi)始籌建全國(guó)地震短波電臺(tái)主干通信網(wǎng)和各省區(qū)域短波通信網(wǎng)。地震短波通信由主要是地震現(xiàn)場(chǎng)通信，轉(zhuǎn)向根據(jù)全國(guó)和區(qū)域地震預(yù)報(bào)的需求，承擔(dān)全國(guó)和區(qū)域日常地震前兆數(shù)據(jù)的傳遞業(yè)務(wù)，并在1990年到1998年間，實(shí)現(xiàn)由短波話(huà)報(bào)到短波數(shù)傳的轉(zhuǎn)變，主要配備CCU-1通訊控制器、PK一232調(diào)制器及AT一120自動(dòng)天線(xiàn)調(diào)諧器、計(jì)算機(jī)和相應(yīng)短波數(shù)傳軟件。地震前兆數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)短波網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的傳遞，充分顯示了短波通信網(wǎng)及時(shí)、靈活、快速傳遞地震前兆信息的特點(diǎn)。這一低速率計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，成為當(dāng)時(shí)全國(guó)行業(yè)短波數(shù)據(jù)通信的典范。

這一時(shí)期，建立了設(shè)在分析預(yù)報(bào)中心的通信總站和29個(gè)省級(jí)地震局通訊主站，全系統(tǒng)有1700多部電臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)，地震短波通信網(wǎng)成為我國(guó)除電信之外的全國(guó)最大的民用行業(yè)短波通信網(wǎng)。

2、地震衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設(shè)

我國(guó)地震衛(wèi)星通信網(wǎng)建設(shè)始于 “七五”837建設(shè)項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)在全國(guó)選擇8個(gè)地震臺(tái)，采用郵電部衛(wèi)星通信公司的衛(wèi)星信道，建成了我國(guó)第一個(gè)數(shù)字地震衛(wèi)星通信網(wǎng)，將地震信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞到分析預(yù)報(bào)中心，實(shí)現(xiàn)全國(guó)大震速報(bào)。同時(shí)還在信道上首次建立數(shù)字語(yǔ)音電話(huà)和傳真電報(bào)復(fù)用系統(tǒng)。此外在中美合作的CDSN項(xiàng)目中，首次采用國(guó)際通信衛(wèi)星信道，將中美合作的地震信號(hào)傳遞到圣地亞哥。這也是我國(guó)建立的第一個(gè)國(guó)際衛(wèi)星信道。

“九五”期間，根據(jù)國(guó)家數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)建設(shè)要求，我局建立了自己的專(zhuān)用VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形結(jié)構(gòu)，其通信范圍覆蓋全國(guó)。地震衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)主要由衛(wèi)星通信中心、遠(yuǎn)端衛(wèi)星小站和應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。其中衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)備采用以色列吉來(lái)特公司制造的Skystar Advantage（SSA） 設(shè)備。地震衛(wèi)星通信網(wǎng)主站設(shè)在北京，設(shè)計(jì)能力為800-1000個(gè)遠(yuǎn)端VSAT小站。地震衛(wèi)星通信網(wǎng)主要承擔(dān)國(guó)家和首都圈地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)字地震數(shù)據(jù)的傳輸、全國(guó)各省計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)備用信道的提供和地殼運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)臺(tái)站（GPS臺(tái)站）數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?。目前已?50多個(gè)VSAT衛(wèi)星小站遍布全國(guó)各地，其地理位置北至黑龍江黑河，南至西沙群島；東至烏蘇里江，西至新疆塔什庫(kù)爾干。

3、地震計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

20世紀(jì)80年代末90年代初，中國(guó)地震局在中美數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)合作項(xiàng)目中采用衛(wèi)星通信進(jìn)行國(guó)際地震數(shù)據(jù)傳遞，同時(shí)通過(guò)美國(guó)USGS接入美國(guó)INTERNET，進(jìn)行電子郵件通信，成為我國(guó)最早使用電子郵件單位之一。

在“八五”期間中國(guó)地震局設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)，進(jìn)行地震信息網(wǎng)絡(luò)的研究，1994年在當(dāng)時(shí)的地震數(shù)據(jù)信息中心建立了小型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)CSDInet，進(jìn)行地震信息網(wǎng)絡(luò)原型實(shí)驗(yàn)。1994年7月CSDInet通過(guò)科教網(wǎng)正式和Internet互聯(lián)，地震系統(tǒng)成為我國(guó)最早和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)接軌的行業(yè)之一。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，進(jìn)行了大量互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和地震在Internet上的應(yīng)用實(shí)踐，建立了地震行業(yè)的E-mail系統(tǒng)，提供了全國(guó)的電子郵件接入服務(wù)，建立了FTP和Telnet服務(wù)，建立了全國(guó)地震電話(huà)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1995年中國(guó)地震局第一個(gè)WEB網(wǎng)站建立并在荷蘭的世界數(shù)據(jù)中心大會(huì)上展示，受到國(guó)際地震界熱烈歡迎和關(guān)注。同年，中國(guó)地震局開(kāi)辦了全國(guó)Internet培訓(xùn)班，培養(yǎng)了第一批計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人員。

CSDInet的建成，顯示了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地震行業(yè)的強(qiáng)大生命力，得到了各方面的認(rèn)可，并很快在CSDInet上建立了地震分析預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)（Apnet）,這是中國(guó)地震行業(yè)的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。從此中國(guó)地震行業(yè)步入了計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)階段。