Технические и технологические средства обеспечения устойчивости функционирования сейсмической подсистемы СПЦ, методика и организация обучения и тренировок персонала ИОЦ ГС РАН В.Н.Чебров, Д.В.Дрознин, В.А.Сергеев, Е.А.Пантюхин, Ю.Н.Левин, Д.В.Чебров, Д.А.Ототюк, Е.П.Семенова, С.Б.Наумов (ГС РАН, Петропавловск-Камчатский, Южно- Сахалинск, Владивосток)

К службе предупреждения о цунами, как к системе имеющей определяющее значение для обеспечения безопасности населения и снижения риска цунами, и ее сейсмической подсистеме предъявляются высокие требования по обеспечению устойчивости функционирования при возникновении различных деструктивных факторов природного, техногенного или антропогенного происхождения.

Деструктивные факторы: Природные факторы - землетрясения, цунами, критические метеорологические условия и пр. Техногенные – аварии в системе энергоснабжения, пожары, несанкционированное разрушение инфраструктуры сейсмических станций, отказы или плановые отключения провайдерами (организациями), предоставляющими услуги связи, каналов передачи данных и пр. Антропогенные – квалификация и количественная достаточность персонала сейсмических станций и региональных ИОЦ ГС РАН; персонала выполняющего обслуживание, профилактические и ремонтные работы на сейсмических станциях, в системе сбора данных, включая серверную часть, и его готовность к непрерывной круглосуточной работе в оперативном режиме; готовность персонала станций и ИОЦ к быстрой и достоверной оценке параметров землетрясений, к преодолению деструктивного действия на систему факторов природного и техногенного происхождения.

Надёжность любой сложной системы определяется совокупностью различных факторов на этапах ее проектирования, создания и эксплуатации. При проектировании на надёжность влияют количество и качество элементов в системе, режим работы элементов. Применение стандартных и унифицированных элементов резко повышает надёжность системы. В процессе создания системы на надёжность влияют качество составляющих элементов и материалов (обеспечивается входным контролем), соблюдение технологии установки и монтажа изделий (элементов системы). В процессе эксплуатации основным фактором является квалификация обслуживающего персонала. Кроме этого на надёжность влияют внешние условия и фактор времени (продолжительность эксплуатации аппаратуры с момента изготовления и установки).

Устойчивость функционирования сейсмической подсистемы СПЦ - свойство сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации. Главный смысл требования к устойчивости функционирования сейсмической подсистемы СПЦ состоит не только в том, чтобы она длительное время работала без отказа в нормальных условиях эксплуатации и чтобы ее можно было быстро отремонтировать, но также и в том, чтобы она в ненормальных условиях эксплуатации сохраняла работоспособность, хотя бы и ограниченную.

Основные функции сейсмической подсистемы СПЦ: – обнаружение и регистрация землетрясений в круглосуточном непрерывном режиме в зоне ответственности СПЦ на Дальнем Востоке: под дном акватории северо-западной части Тихого океана, включая Японское, Охотское, Берингово моря и на прилегающей суше; – обработка сейсмических сигналов в автоматическом и автоматизированном режиме с целью быстрой оценки параметров сильных землетрясений (М>6.0) в зоне ответственности для случаев одиночной станции, локальной группы станций, и сети станций; – принятие решения о возможности цунами по одной станции, по локальной группе станций, по сети станций; – своевременная передача результатов обработки сейсмологических данных службам МЧС и Росгидромет на локальном, региональном и федеральном уровне.

Основные объекты сейсмической подсистемы СПЦ: Специализированные сейсмические станции; Региональные ИОЦ; Информационно-коммуникационная система с арендуемыми и собственными каналами передачи данных (система сбора и обработки данных). Устойчивость функционирования сейсмической подсистемы СПЦ обеспечивается на уровне объектов и на системном уровне следующими средствами и мероприятиями: Применением технических средств рассчитанных производителем оборудования (сохраняющих работоспособность с заданными характеристиками) на воздействия различных деструктивных факторов и методов их установки (монтажа). Технологическими решениями при организации сбора и обработки данных. Метрологическое обеспечение. Организация и контроль. Контроль состояния объектов и системы в целом (каналы связи, GPS, параметры сейсмометрических каналов, качество и полнота данных и пр.). Организационно-технические мероприятия – положения, инструкции и т.п.; орг. структура; Подбор, обучение, тренировки обслуживающего персонала.

Сейсмическая подсистема СПЦ нового поколения Технических средства В состав СП СПЦ входят следующие компоненты: базовые и вспомогательные сейсмические станции; сеть пунктов регистрации сильных движений (ПР СД); информационно-обрабатывающие центры со спутниковой коммуникационной системой. Все специализированные сейсмические станции и пункты регистрации сильных движений СПЦ оснащены однотипными широкополосными датчиками сейсмических сигналов (производитель компания Güralp (Англия): сейсмометрами CMG-3ESP и CMG-6TD; акселерометрами CMG- 5 и CMG-5 TD);

Сеть сейсмических станций на ДВ РФ с расчетными контурами надежной регистрации землетрясений. Резервирование в сети сейсмологических наблюдений на ДВ РФ На уровне каждой станции и сети ИБП (три уровня), система передачи данных – два оператора.

Инфомационно-комуникационная система СП СПЦ Технологические решения при организации сбора и обработки данных. Автоматическое переключение каналов сбора данных, параллельная и независимая передача данных на все ИОЦ. Резервирование функций на уровне РИОЦ. Алгоритмы и ПО сбора и обработки данных

Сейсмометр/тип канала (x-смещение, v-скорость, a-ускорение) уровень передачи x – отсчёт/м, v - отсчёт/м/с a - отсчёт/м/с 2 Амплитудный диапазон регистрации x - м, v - м/с, a - м/с 2 Частотный диапазон регистрации (Гц) CMG-3TB+GSR24 / BH(E,N,Z)v2*10 8 1*10 -8 ÷2* ÷ 40 CMG-6TD / BH(E,N,Z)v4*10 9 1*10 -9 ÷2* ÷ 40 CMG-5T+GSR-24 / HN(E,N,Z)a5*10 5 3*10 -6 ÷100 ÷ 40 CMG-5TD / HN(E,N,Z)a6*10 5 3*10 -6 ÷100 ÷ 40 STS-1 / BH(E,N,Z)v (IRIS)1*10 9 1*10 -8 ÷8* ÷ 10 Частотный и динамический диапазоны сейсмических сигналов регистрируемых специализированными станциями СП СПЦ Метрологическое обеспечение. Организация и контроль.

Организационное обеспечение Положения, Инструкции, Регламенты, Положение об оперативном режиме работы, организация работ в КФ ГС РАН. Метрологическое обеспечение Организация ремонтных и восстановительных работ на станциях Положения, Инструкции, Регламенты, Положение об оперативном режиме работы, организация работ в КФ ГС РАН. Метрологическое обеспечение Виды и порядок контроля

Контроль состояния объектов и системы в целом (каналы связи, GPS, параметры сейсмометрических каналов, качество и полнота данных и пр.).

Сейсмичность Камчатки. Запрос к базе данных землетрясений Камчатского филиала Геофизической службы РАН. Оперативный каталог Окончательный каталог Служба срочных донесений (ССД)Служба срочных донесений (ССД) за последние двое суток Сейсмическая подсистема службы предупреждения о цунами на Дальнем Востоке России Фактографическая база данных "Активность вулканов Камчатки""Активность вулканов Камчатки" Информационно-вычислительная система "Землетрясения Камчатки""Землетрясения Камчатки" Мониторинг сейсмической активности Дальнего Востока России. Проект ФЦП "ИНТЕГРАЦИЯ" Ч0103 от Проект ФЦП "ИНТЕГРАЦИЯ" Ч0103 от Создание центра коллективного пользования по изучению и мониторингу уникального природного объекта - Долины гейзеров. (Направление 4.15 "Обеспечение приборами и оборудованием центров коллективного пользования")

Origin TimeLatitudeLongitudeDepthClass MagnitudeOperator name Channels T0- K*-M* Submi delta : Ms20=6.0blitz_pet :06: : Ks=13.5MPSP=5.9kamchatka :04: : Ks=13.5MS=6.7kamchatka :09: : Ks=13.4kamchatka :06: : Ks=13.4MS=6.6kamchatka :09: : Ks=13.7Mc=6.5lldv :02: : MPLP=6.8sakhalin :16: : Kp=11.3MS=6.8vladivostok :09: : Ks=14.2Mc=6.6lldv :14: : Mw= 6.0USGS : Ms= 6.2OBNINSK51

При проведении теста выполнялось пингование группы VSAT станций с интервалом 5мин. На графиках отображается время задержки "icmp" пакетов в диапазоне секунд ( К). На графиках хорошо видно, что там, где время пинга больше 5 секунд, станция уже фактически не работает, скорее всего, в эти моменты она просто уходит со связи по причинам недостатка энергетики. Также видно как влияют на работу станций небольшие циклоны с осадками, в начале и конце графиков (периода наблюдения) июля и июля. Только по представленной картинке (12 дней) станции с антеннами 1.2 метра уходили со связи (не работали!): ВЦС «Никольское» > 2 суток ПР СД «Жупаново» (ГМС «Семлячик») > 2 суток ОЦС «Северо-Курильск» > 1 сутки ПР СД «Паужетка» > 1 сутки Региональная с/ст «Апача» > 1 сутки Качество спутниковых каналов передачи данных VSAT В июле 2012 г. был проведен очередной тест по оценке качества работы сети VSAT станций с антеннами 1.2метра.

Квалификационные требования. Методика и организация обучения и тренировок персонала ИОЦ ГС РАН Требования к персоналу (образование и пр., собл труд дисципл. ) Методика и организация обучения Тренировки Допуск к самостоятельной работе Разборы полетов

Информационное обеспечение для обучения и тренировок персонала. Просмотр волновых форм в реальном времени Результаты контроля GPS БД волновые формы сильных землетрясений по станциям СП СПЦ Протокол работы Модельные сейсмограммы

Спасибо за внимание!