基于LabVIEW 和PXI技術(shù)的核電站數(shù)字地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　我國(guó)在"九五"、"十五"、"十一五"三個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，耗資數(shù)十億元，建立了全國(guó)數(shù)字化地震臺(tái)網(wǎng)和地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，以及實(shí)施了中國(guó)地震數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)工程，就是為了進(jìn)一步對(duì)地球的各種內(nèi)在機(jī)理有一個(gè)深入的研究和理解。地震總是給人類以最沉重的打擊，我國(guó)是遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，20世紀(jì)全世界發(fā)生的7級(jí)以上地震中，中國(guó)占35%.

　　本文介紹以LabVIEW、PXI技術(shù)和地震動(dòng)測(cè)量傳感器 ,研制成功的基于虛擬儀器的核電站數(shù)字地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。應(yīng)用美國(guó)NI公司LabVIEW系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)（包信號(hào)處理軟件）、先進(jìn)的PXI技術(shù)和地震動(dòng)測(cè)量傳感器，在較短時(shí)間內(nèi)，研制成功了基于虛擬儀器的核電站數(shù)字地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有力地支持了中國(guó)核電站的發(fā)展。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)地震信號(hào)處理功能強(qiáng)大，信息表達(dá)豐富、多樣、人機(jī)界面友好。它的主要功能是，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地震加速度隨時(shí)間變化過程，并判別真?zhèn)蔚卣穑?dāng)?shù)卣鹦盘?hào)超過報(bào)警閾值時(shí)，顯示、記錄地震加速度峰值并向主控室發(fā)出報(bào)警信號(hào)；采集記錄地震加速度反應(yīng)時(shí)程數(shù)據(jù)，計(jì)算基礎(chǔ)地面設(shè)備加速度響應(yīng)譜和設(shè)計(jì)響應(yīng)譜，并與理論設(shè)計(jì)響應(yīng)譜進(jìn)行比較，以驗(yàn)證抗震I 類構(gòu)筑物和設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)是否合理，或判別是否需要對(duì)某些物項(xiàng)實(shí)施地震后檢查。

　　虛擬儀器（virtual instrument）是基于計(jì)算機(jī)的儀器。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。

　　基礎(chǔ)地面設(shè)備地震動(dòng)測(cè)量原理

　　設(shè)一基礎(chǔ)地面設(shè)備的單自由度模型如圖1所示：

　　對(duì)上述方程（7）、（8）和（9），應(yīng)用兩階牛頓向前插值公式進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，最后獲得地面設(shè)備的加速度響應(yīng)譜曲線。

　　按照ASME規(guī)范的規(guī)定，根據(jù)計(jì)算所得的加速度響應(yīng)譜曲線，按頻率± 15% 拓寬加速度響應(yīng)譜峰值點(diǎn)，然后平行連接生成相應(yīng)的設(shè)計(jì)響應(yīng)譜曲線。

　　核電站數(shù)字地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　目前，已經(jīng)完成了地震網(wǎng)絡(luò)計(jì)算支撐平臺(tái)的基本構(gòu)架，初步實(shí)現(xiàn)計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算應(yīng)用資源注冊(cè)管理、任務(wù)分發(fā)與調(diào)度管理、集群計(jì)算資源管理、用戶認(rèn)證與訪問管理等功能，基本完成了"加卸載響應(yīng)比時(shí)空掃描地震預(yù)測(cè)"、"各向異性殼幔結(jié)構(gòu)反演"、"地殼應(yīng)力場(chǎng)分析"和"構(gòu)造變形場(chǎng)模擬"的計(jì)算模型并行重構(gòu)和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，并開始網(wǎng)絡(luò)計(jì)算應(yīng)用試驗(yàn)。