Исследование состояния зданий, сооружений, промышленных конструкций в целом и их частей в настоящее время, в том числе, предполагает обработку информации, полученной с помощью сейсмических датчиков, расположенных как в непосредствraенной близости от изучаемых объектов, так и на существенных (до 20 км) удалениях. Методика изучения амплитудных спектров развивается в СЕФ ФИЦ ЕГС РАН в течение последнего десятилетия. За этот период времени были получены и проанализированы сейсмические данные мониторинга Саяно-Шушенской и Новосибирской ГЭС.

Современные технологии развития цифровых сетей связи и сейсмических регистраторов (в качестве примера рассматривается «Байкал-8») дают возможность реализовать передачу сейсмических данных с места их записи на сервер СЕФ ФИЦ ЕГС РАН в режиме реального времени. Специалистами филиала разработаны программное обеспечение и аппаратная конфигурация мобильного комплекса (далее – Комплекс), позволяющего получать на удаленном сервере записи сейсмических сигналов от входящей в его состав сейсмостанции в формате miniSeed посредством коммуникационной среды Интернет и сетевой инфраструктуры организации. Реализованное решение является малогабаритным, для его функционирования требуется подключение к электросети и обеспечение доступа в Интернет (проводное, или через стандартный модем оператора связи).

Принципиальная схема Комплекса приведена на рисунке *.1.

Рисунок *.1 – Архитектура разработанного Комплекса

Аппаратная часть Комплекса, устанавливаемая непосредственно в точке регистрации состоит из следующих компонент:

• сейсмического датчика (используется GD-4.5, или GD-10);
• регистратора Байкал-8;
• микрокомпьютера Raspberry Pi;
• роутера для организации локальной сети и доступа в интернет.

Использование универсального роутера позволяет получить доступ к сети передачи данных через любое возможное подключение – DSL, Ethernet или модем доступного оператора связи без нарушения внутренней организации локальной сети (регистратор и микрокомпьютер), что обеспечивает мобильность Комплекса. Следует дополнительно отметить, что с одним роутером могут одновременно работать несколько регистраторов и микрокомпьютеров, при необходимости.

Микрокомпьютер Raspberry Pi (рисунок *.2) работает под управлением ОС Seismobian, разработанной на базе стандартного дистрибутива Linux (RaspiOS). В операционную систему включены средства, позволяющие:

• организовать туннель (VPN) между микрокомпьютером и центром сбора данных;
• проводить сбор данных с регистратора;
• обеспечивать временное (циклическое) хранение собранных данных во внутренней памяти;
• по запросу основного сервера VPN передавать накопленные данные в центр сбора данных.

Рисунок *.2 – Микрокомпьютер Raspberry Pi

Использование стандартного решения позволяет, в случае необходимости, осуществить быструю замену вышедшего из строя оборудования.

В нормальном режиме (при условии непрерывной связи с основным сервером) сейсмические данные передаются с задержкой в 1-2 с, что позволяет считать Комплекс работающим в режиме реального времени. При возникновении проблем с каналом передачи данных, информация буферизируется и после восстановления соединения вновь передается в основное хранилище данных.

Основной сервер VPN, так же выполняющий роль центра сбора данных, установлен в серверном помещении СЕФ ФИЦ ЕГС РАН (совместно с АСФ ФИЦ ЕГС РАН) и построен на базе системного блока под управлением ОС Linux. Сервер обеспечивает непрерывный опрос микрокомпьютеров, доступных в туннелях VPN по протоколу seedlink, и формирует файловую структуру данных, полученных с сейсмостанций, в формате miniseed.

Доступ к серверу и запрос данных возможны как с помощью ПО Seisgram2K (для получения волновых форм в режиме реального времени), так и стандартными средствами протокола SMB для изучения архивных данных (Рисунок *.3).

Рисунок *.3 – Доступ к архиву данных (ОС Windows 10, OpenVPN)

Следует отметить, что доступ к данным разрешен только авторизованным пользователям в рамках протокола OpenVPN, что позволяет обеспечить необходимый уровень безопасности при удаленной работе специалистов организации.

На сервере организован специальный web-сервис, который позволяет отслеживать поступление данных (задержки буферизации и актуальность информации) в режиме реального времени (Рисунок *.4).

Рисунок *.4 – Монитор слежения доступности подключенных станций

В течение отчетного 2021 года СЕФ ФИЦ ЕГС РАН осуществил закупку восьми новых комплектов оборудования для мобильных Комплексов, интегрировал на сервер сбора информации станции из Камчатского филиала, приступил к сотрудничеству с ИВМиМГ СО РАН для регистрации данных со скважины этой организации (таблица *.1).

Таблица *.1 – Описание сейсмических станций на сервере сбора информации.

№ п/п	Название	Место установки, принадлежность и назначение
1	BSTK	НСО, полигон «Быстровка», АСФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг НГЭС
2	ETLN	г. Новосибирск, СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
3	IMVG	г. Норильск, Дворец культуры ПАО «Норникель», СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
4	KLCH	НСО, сейсмостанция «Ключи», СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг сооружения
5	KZBS	г. Междуреченск, ВГП шахты «Распадская-Коксовая», СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг оборудования
6	MKSB	г. Новосибирск, скважина ИВМиМГ СО РАН, ИВМиМГ СО РАН, наблюдение
7	RSPD	г. Междуреченск, ВГП шахты «Распадская-Коксовая», СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг оборудования
8	SFGS	г. Междуреченск, ВГП шахты «Распадская-Коксовая», СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг оборудования
9	SVSH	г. Новосибирск, СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
10	UNVR	г. Новосибирск, СЕФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
11	AD355	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
12	ADM	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
13	AX355	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
14	AY355	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
15	AZ355	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания
16	IVS	г. Петропавловск-Камчатский, КФ ФИЦ ЕГС РАН, мониторинг здания

Особенностью Комплекса является возможность удаленно проводить настройки микрокомпьютера (рисунок *.5).

Рисунок *.5 – Окно удаленного доступа к микрокомпьютеру

Администрирование настроек регистратора аналогично осуществляется с помощью удаленного доступа (Рисунок *.6).

Рисунок *.6 – Настройка параметров регистратора Байкал-8 в удаленном режиме

Завершена регистрация РИД: программы SpectrumSeism, которая предназначена для анализа спектров cейсмических данных. Возможно создание 2D-спектрограмм, а также спектров на указанной трассе. Для пользователя доступен набор инструментов для изучения спектральных особенностей данных, включая расширенные режимы визуализации и экспорта для дальнейшей работы со сторонним программным обеспечением. Поддерживаются следующие форматы данных: miniSeed, vibr2, Роса и Байкал.

Благодаря использованию современных алгоритмов реализована возможность быстрого анализа зависимости амплитуды частоты от времени с любой заданной точностью. Программа характеризуется удобным интерфейсом пользователя, позволяющим обрабатывать большие объемы данных в режиме реального времени

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ (РИД) приведено на Рисунке *.7.

Рисунок *.7 – Свидетельство о регистрации «SpectrumSeism»