用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構及其構建方法

用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構及其構建方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構及其構建方法，該系統架構包括若干個線纜數據驅動器，還包括系統監控模塊、記錄存儲模塊和日月檢數據處理模塊，各線纜數據驅動器均通過兩個以太網接口分別連接至系統監控模塊和記錄存儲模塊以分別實現線纜數據的監測及記錄存儲；各線纜數據驅動器還通過高速串行接口連接日月檢數據處理模塊，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。本發明系統架構具備極強的數據傳輸能力，配置靈活且擴展能力強，結構簡單，能夠提高可靠性和工作效率。
【專利說明】用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構及其構建方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地球物理勘探【技術領域】，特別是一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構及其構建方法。

【背景技術】
[0002]用于石油、地質等各種地球物理勘探方法中，地震勘探是最常用的一種有效方法。在此類方法中，通常采用人工方式來激發地震波，物探儀器通過布置的傳感器陣列(如陸上用動圈式檢波器，海上用壓電陶瓷水聽器)收集地震波信號，并采集和記錄下來。陸地勘探作業時，通過分散的采集站進行數據采集，然后利用交叉站將數據通過交叉線傳送至儀器車中的主機上進行記錄；海洋物探作業時，物探船拖拽數條內布置有壓電陶瓷水聽器的線纜陣列在海上進行勻速前進，線纜的數量決定了地震勘探作業的規模和精度。為了完成地震采集數據的收集，水下電路對地震信號進行采集，并通過信號傳輸線上傳到船載系統中進行記錄。
[0003]為了解決海量地震勘探數據記錄的問題，傳統的數據記錄架構一般都會采用一個機箱，并在其中放置一些接口裝置以及機箱控制器等部件，以完成數據的接收、處理和記錄的過程。最常用的方式是機箱通過其背板總線，參與數據傳輸過程。具體地，傳統的數據記錄架構利用一臺具有高速背板總線(如PCI總線、CompactPCI總線、VME總線等)的機箱，機箱中安置數塊線纜(如陸地交叉線纜、海洋水下電纜)數據驅動器和一塊機箱控制器。其中，線纜數據驅動器用于完成線纜所帶通道上傳數據的收集。通過背板總線，這些線纜數據驅動器先將數據傳送至機箱控制器，再通過機箱控制器上集成的網絡接口( 一般為千兆網)轉發給磁帶機或其它存儲設備，如COSL的“海亮”高精度地震電纜采集系統、HydroScience的NTRS3C記錄系統等即是采用該架構。
[0004]為在復雜地表和構造條件下，尋找更多埋藏深度大、復雜度高的油氣藏，當今的物探技術朝著“兩寬一高”的方向發展，即寬方位、寬頻帶、高分辨。將來勘探行業要求的高覆蓋、高密度、大偏移、寬方位、小道距等要求，需要發展高密度空間采樣、高精度時間采樣、多波多分量采集等技術。為了提高物探儀器的空間分辨能力，儀器通道數越來越大，而道間距越來越小，如COSL的“海亮”系統，道間距達到3.125米，這可以極大地提高物探儀器的空間分辨率，很容易就讓物探儀器的通道數增加到十萬道以上，因而對地震勘探儀器的實時帶道能力提出了極高的要求。與此同時，為了提高系統的時間分辨率，物探儀器前端對于模擬信號的數字化時間間隔越來越短，如傳統為1ms，現在可達0.25ms，而工程地質勘探甚至達到0.0625ms，這又對物探儀器的實時高速數據傳輸能力提出了極高的要求。
[0005]隨著物探技術的發展，傳統的數據記錄架構逐漸暴露出其不足之處，主要體現在:I)擴展能力存在不足。通道數和系統采樣率的急遽提升，造成傳統基于機箱背板總線方式的記錄架構進行數據記錄的壓力越來越大。這種架構的特點是在數據記錄的過程中存在著數據二級“匯聚”的過程，線纜數據驅動器的數據先“匯聚”至機箱控制器，然后各個機箱控制器收集的數據再“匯聚”至記錄存儲設備。顯然，機箱控制器是該架構數據流的數據“中轉站”。為了提高儀器的實時帶道能力，需要擴展數據驅動器或數據讀出計算機的數量。當擴展線纜數據驅動器數量時，由于背板總線一般屬于時分復用的共享總線，多塊(如CompactPCI總線一般為四塊)總線設備會共享總線中斷控制信號線。當線纜數據驅動器數量過多時，有些線纜數據驅動器之間就會出現中斷請求沖突，需要額外的機制進行處理。過多的線纜數據驅動器也會因單機箱背板總線傳輸性能瓶頸的制約而難以保證數據的及時傳輸，同時機箱控制器上網絡接口(一般為千兆網)也難以應付過高的數據傳輸壓力。而擴展控制器網口數量雖能夠提高數據傳輸帶寬，但為避免多網口以及線纜數據驅動器之間的相互影響，則需要網口分別掛載在不同的總線上，這顯然對機箱控制器的選擇提出了極高的要求。此外，新發展的高性能點到點背板總線數據傳輸技術(如ATCA等)，并利用高性能控制器(集成萬兆網絡接口)，從而提高記錄系統的傳輸帶寬，但這種方法的技術和制造成本極高。2)可靠性存在缺陷。物探儀器在進行作業時對系統可靠性要求極高，需要其能夠在數周甚至數月的時間內不間斷地運行。作為數據流“中轉站”作用的機箱控制器，既是系統數據傳輸的瓶頸，也容易造成單點失效。第一方面，如前所述，共享總線技術會造成多塊線纜數據驅動器的總線沖突，解決方法通常僅限于固定驅動器的插槽位置、擴展機箱或研制新的同步機制等。總線沖突會造成整個機箱內的數據傳輸故障，從而使得數據傳輸丟失;第二方面，為了達到高效的數據傳輸能力，線纜數據驅動器一般利用DMA (直接內存訪問)技術，將大量的數據快速傳輸至機箱控制器。然而DMA技術的前提條件是其每次傳輸數據量都會被嚴格地控制，線纜數據驅動器上可能僅僅是Ibit的錯位都會造成整條線纜數據的失效，同時也可能會導致整個機箱系統的崩潰；第三方面，為了在傳統的基于機箱背板總線方式的記錄架構上實現高可靠數據傳輸能力，需要利用多插件冗余結合熱交換技術，從而減少系統停機時間。然而這種技術實現難度和成本都很大，一般用于電信設備，在物探裝備中較少涉及。綜上，由于在靈活性、可靠性等方面的缺陷，現有物探數據記錄架構實現成本高、可擴展性差、結構復雜、可靠性差，無法適應物探技術發展的方向，需要尋求新的解決方案。


【發明內容】

[0006]本發明針對現有的物探數據記錄架構存在實現成本高、可擴展性差、結構復雜、可靠性差等問題，提供一種新型的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，具備極強的數據傳輸能力，配置靈活且擴展能力強，結構簡單，能夠提高可靠性和工作效率。本發明還涉及一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，包括若干個線纜數據驅動器，還包括系統監控模塊、記錄存儲模塊和日月檢數據處理模塊，所述線纜數據驅動器上設置有兩個以太網接口和一個高速串行接口，所述各線纜數據驅動器均通過兩個以太網接口分別連接至系統監控模塊和記錄存儲模塊以分別實現線纜數據的監測及記錄存儲；各線纜數據驅動器通過高速串行接口連接日月檢數據處理模塊，所述系統監控模塊和記錄存儲模塊分別與日月檢數據處理模塊相連，所述日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。
[0009]所述日月檢數據處理模塊包括相互連接的日月檢數據合并處理模塊和日月檢數據分析模塊，所述各線纜數據驅動器通過高速串行接口連接日月檢數據合并處理模塊從而對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果輸出至日月檢數據分析模塊，所述系統監控模塊和記錄存儲模塊分別與日月檢數據分析模塊相連，所述日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析，并將分析結果送至系統監控模塊顯示。
[0010]所述各線纜數據驅動器通過自身的一個以太網接口經第一網絡交換機與系統監控模塊相連，各線纜數據驅動器通過自身的另一個以太網接口經第二網絡交換機與記錄存儲模塊相連，所述日月檢數據合并處理模塊通過自身的以太網接口經第二網絡交換機與日月檢數據分析模塊相連，所述記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機接收震源控制系統的頭段數據。
[0011]還包括用于接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號的觸發同步及數據仲裁模塊，所述各線纜數據驅動器上設置有時斷信號輸入接口和數據記錄請求接口，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。
[0012]所述線纜數據驅動器包括第一 FPGA電路，所述第一 FPGA電路包括相互連接的數據流分離控制電路和串行處理模塊，所述數據流分離控制電路將線纜數據驅動器的數據分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，所述數據流分離控制電路連接兩個以太網接口從而分別將監控數據流和記錄數據流輸至系統監測模塊和記錄存儲模塊，與記錄存儲模塊相連的以太網接口為千兆以太網接口，分析數據流傳輸至串行處理模塊進行日月檢數據的采集處理，采集處理的日月檢數據通過高速串行接口輸出至日月檢數據合并處理模塊；所述FPGA電路還包括時斷檢測及命令生成模塊，所述時斷檢測及命令生成模塊與時斷信號輸入接口相連。
[0013]所述記錄存儲模塊包括依次連接的第一網絡數據接收模塊、網絡數據格式轉換電路、數據存儲控制電路和存儲設備，所述第一網絡數據接收模塊接收線纜數據驅動器的記錄數據以及震源控制系統的頭段數據，通過網絡數據格式轉換電路按照記錄存儲要求進行格式轉換，通過數據存儲控制電路控制格式轉換后的數據至存儲設備進行數據存儲；所述記錄存儲模塊還包括網絡數據發送模塊，所述網絡數據發送模塊與網絡數據格式轉換電路相連用于將記錄數據通過第二網絡交換機發送至日月檢數據分析模塊。
[0014]所述日月檢數據合并處理模塊包括第二 FPGA電路，所述第二 FPGA電路包括依次連接的解串處理模塊、數據發送路由控制模塊和數據發送緩沖器，所述數據發送緩沖器連接日月檢數據合并處理模塊的以太網接口，所述解串處理模塊接收多個線纜數據驅動器輸出的日月檢數據分別進行解串處理并作為完整單炮地震采集數據合并發送至數據發送路由控制模塊，所述完整單炮地震采集數據在數據發送路由控制模塊的控制下有序的依次通過數據發送緩沖器和以太網接口傳送至日月檢數據分析模塊。
[0015]所述的觸發同步及數據仲裁模塊包括第三FPGA電路，所述第三FPGA電路包括時斷信號生成模塊以及與其同時相連的信號有效檢測模塊、時斷信號扇出模塊和數據發送仲裁器，通過信號有效檢測模塊接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號，經時斷信號生成模塊處理獲取到有效時斷信號再經時斷信號扇出模塊輸出至線纜數據驅動器，同時通過數據發送仲裁器接收來自線纜數據驅動器發送的數據記錄請求信號并進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據有序發送以及記錄存儲至記錄存儲模塊。
[0016]所述日月檢數據分析模塊包括依次連接的第二網絡數據接收模塊、指標分析處理模塊和指標發送模塊，通過第二網絡數據接收模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果，由指標分析處理模塊進行指標綜合分析處理再通過指標發送模塊發送至系統監控模塊；
[0017]所述系統監控模塊包括依次連接的第三網絡數據接收模塊、顯示模塊和控制終端，通過第三網絡數據接收模塊接收線纜數據驅動器的監測數據，通過顯示模塊顯示監測結果，指標發送模塊與顯示模塊相連進而將分析結果也通過顯示模塊顯示，所述系統監控模塊和日月檢數據分析模塊均設置有同步監控配置模塊，所述控制終端與各同步監控配置模塊相連。
[0018]一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，采用若干個同時設置兩個以太網接口和一個高速串行接口的線纜數據驅動器，各線纜數據驅動器將線纜上行的數據流進行分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，通過一個以太網接口將監控數據流發送至系統監控模塊，通過另一個以太網接口將記錄數據流發送至記錄存儲模塊，通過高速串行接口將分析數據流發送至日月檢數據處理模塊，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。
[0019]監控數據流通過一個以太網接口經第一網絡交換機與系統監控模塊相連，記錄數據流通過自身的另一個以太網接口經第二網絡交換機與記錄存儲模塊相連，記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機接收震源控制系統的頭段數據；所述分析數據流先通過日月檢數據合并處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理，再通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果經第二網絡交換機輸出至日月檢數據分析模塊，由日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析，并將分析結果送至系統監控模塊顯
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[0020]采用觸發同步及數據仲裁模塊接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號，并在各線纜數據驅動器上設置時斷信號輸入接口和數據記錄請求接口，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。
[0021]分析數據流在日月檢數據合并處理模塊內先進行解串處理，多個線纜數據驅動器輸出的日月檢數據分別進行解串處理并作為完整單炮地震采集數據合并后通過數據發送路由控制從而將數據有序地發送至日月檢數據分析模塊，日月檢數據分析模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果后進行指標綜合分析處理再發送至系統監控模塊；系統監控模塊接收監控數據流后通過顯示模塊顯示監測結果，顯示模塊還顯示日月檢數據分析模塊的指標綜合分析處理結果；在系統監控模塊和日月檢數據分析模塊之間通過模塊監控及配置進程實時通信和同步，并通過在系統監控模塊設置控制終端進行人機交互。
[0022]本發明的技術效果如下:
[0023]本發明提供的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，在各線纜數據驅動器上設置兩個以太網接口和一個高速串行接口，各線纜數據驅動器均通過兩個以太網接口分別連接至系統監控模塊和記錄存儲模塊以分別實現線纜數據的監測及記錄存儲，各線纜數據驅動器通過高速串行接口連接日月檢數據處理模塊，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。本發明的通用數據記錄系統架構根據地球物理勘探運行時的線纜數據特性，線纜上的地震采集數據(即線纜數據)通過線纜數據驅動器輸出三路并行且獨立的數據通道，連接至系統監控模塊形成的監控通道實現線纜數據的監測，連接至記錄存儲模塊形成的存儲通道用于地震采集數據記錄的記錄，連接至日月檢數據處理模塊形成的分析通道用于日月檢數據綜合分析處理，這三路數據通道之間不形成相互約束和干擾，由于利用以太網數據傳輸技術，任何一條線纜數據的異常都不會造成數據記錄系統架構整體性的崩潰，并會在極短的時間內完成重新連接，提高了系統架構可靠性能和工作效率。該系統架構放棄傳統技術采用的“中轉站”式的機箱控制器，脫離了現有技術系統架構的機箱控制器背板總線的束縛，克服了采用機箱控制器導致的數據傳輸瓶頸問題，采用完全扁平化、并行化的數據傳輸架構，結合以太網數據傳輸技術，通過三路并行且相互獨立的數據通道分離地震采集的數據流，并保證各數據流的獨立性和并行性，各條傳輸路徑完全平等，系統架構在保證各條數據通道傳輸性能的同時，不會對任何一條通道路徑有特殊要求，從而使得系統架構不受線纜數目的限制，具備極強的數據傳輸能力，以及極高的通用性，并能夠支持線纜數量的靈活配置及擴展能力，而且系統架構簡單，大大降低了實現難度和成本，滿足物探技術發展的方向。
[0024]本發明提供的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，采用若干個同時設置兩個以太網接口和一個高速串行接口的線纜數據驅動器，各線纜數據驅動器將線纜上行的數據流進行分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，以保障三條數據流互不干擾地進行傳輸，數據流以網絡方式實現，根據數據流量的大小不同，數據流的匯聚點可以進行靈活的配置，從而保證構建的系統架構穩定、可靠、高效地運行。該構建方法基于分布式全并行化數據處理技術構建的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，能夠支持線纜數量的靈活配置，將線纜數據處理負荷進行均衡分配、數據流分離，消除線纜數據處理和傳輸的瓶頸，構建的系統架構規模不受線纜數據驅動器及傳統技術采用的機箱控制器的數量或空間的限制，系統架構擴展靈活方便，設置各線纜數據驅動器均具備通過高性能以太網進行數據輸出的能力，消除數據流的中間“中轉式”匯聚行為，直接從線纜數據驅動器進行三路數據流的分離設計，利用多進程并行化技術手段，實現數據監測、記錄存儲和日月檢數據分析的功能，以實現對系統運行過程中的質量控制以及故障修復，從而使得所構建的系統架構具有高可靠、全并行化以及高效運行的優點，各線纜數據驅動器的更新、升級配置也變得更加簡便，構建的系統架構的技術成本、經濟成本和維護成本都可以做到很低，有利于安裝使用和推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發明用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的結構示意圖。
[0026]圖2為本發明用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的優選結構示意圖。
[0027]圖3為圖2所示系統架構的外部連接示意圖。
[0028]圖4為本發明系統架構中的線纜數據驅動器的優選結構示意圖。
[0029]圖5為本發明系統架構中的記錄存儲模塊的優選結構示意圖。
[0030]圖6為本發明系統架構中的日月檢數據合并處理模塊的優選結構示意圖。
[0031]圖7為本發明系統架構中的系統監控模塊和日月檢數據分析模塊的優選結構示意圖。
[0032]圖8為本發明系統架構中的觸發同步及數據仲裁模塊的優選結構示意圖。
[0033]圖中各標號列示如下:
[0034]I—以太網接口 ；2 —以太網接口 ；3—高速串行接口 ；4一時斷信號輸入接口 ；5 —
數據記錄請求接口 ；6 —第一網絡交換機；7 —第二網絡交換機。

【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發明進行說明。
[0036]無論地球物理勘探儀器的應用多么復雜，環境多么的不同，其數據記錄系統的核心功能都是一樣的，即完成地震采集數據的記錄和存儲。雖然前端分布式傳感器網絡形式各異、傳感器種類和數量各不相同，但傳感器網絡與記錄系統之間最終必須要通過數條線纜進行數據通信，物探儀器規模的不同會造成這些線纜的數量上的不同。除此，差異性就體現在線纜上數據傳輸方式的不同，如光纖或電、基帶或調制、LVDS或以太網等。因此，依據物探儀器中的記錄和傳輸系統職責的不同這一基本原則，本發明將與傳感器網絡關聯度極高的傳輸系統與后端的數據記錄系統相剝離，提出一種高性能、高可靠地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其結構示意圖如圖1所示，包括若干個線纜數據驅動器，還包括系統監控模塊、記錄存儲模塊和日月檢數據處理模塊，其中，線纜數據驅動器上設置有兩個以太網接口和一個高速串行接口，各線纜數據驅動器通過以太網接口 I連接系統監控模塊實現線纜數據的監測，各線纜數據驅動器通過以太網接口 2連接記錄存儲模塊實現線纜數據的記錄存儲，各線纜數據驅動器通過高速串行接口 3連接日月檢數據處理模塊，系統監控模塊和記錄存儲模塊分別與日月檢數據處理模塊相連，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。
[0037]圖2為本發明用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的優選結構示意圖，圖3為其外部連接示意圖。該實施例的通用數據記錄系統架構包括若干個線纜數據驅動器，還包括系統監控模塊、記錄存儲模塊、日月檢數據處理模塊、第一網絡交換機、第二網絡交換機、觸發同步及數據仲裁模塊以及用于供電的標準式機架直流電源。其中，各線纜數據驅動器通過自身的以太網接口 I經第一網絡交換機6與系統監控模塊相連，各線纜數據驅動器通過自身的另一個以太網接口 2經第二網絡交換機7與記錄存儲模塊相連，記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機7接收震源控制系統的頭段數據；日月檢數據處理模塊包括相互連接的日月檢數據合并處理模塊和日月檢數據分析模塊，日月檢數據合并處理模塊通過自身的以太網接口經第二網絡交換機7與日月檢數據分析模塊相連，系統監控模塊與日月檢數據分析模塊相連，記錄存儲模塊經第二網絡交換機7與日月檢數據分析模塊相連，各線纜數據驅動器通過高速串行接口 3(如LVDS、LVPECL等)連接日月檢數據合并處理模塊從而對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果輸出至日月檢數據分析模塊，日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。此外，各線纜數據驅動器上還設置有時斷信號輸入接口 4和數據記錄請求接口 5，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口 4 (簡稱TB接口，采用LVDS或RS485等電平標準)與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，從而保證系統級的同步工作；各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口 5與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁，由觸發同步及數據仲裁模塊決定哪塊(或哪些)線纜數據驅動器將記錄數據送出至記錄存儲模塊，從而實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。
[0038]線纜數據驅動器是整個物探裝備的核心部件，是數據記錄系統與傳輸系統交互的界面，也是本發明通用數據記錄系統架構并行化數據傳輸方案區別于傳統方案的基礎，其主要作用是完成線纜(光纖或電纜)上傳地震采集數據的接收、時序道序處理、數據分流處理以及控制、配置命令的下發等。根據線纜采集陣列的設計方案，線纜數據驅動器與線纜之間的數據交換接口可以利用光纖或高速電傳輸方式實現，具體方式和協議可以靈活選擇；而其與系統監控模塊及記錄存儲設備(數據存儲節點)之間的交互則利用以太網實現。為保證地震采集數據存儲的實時性，在完成協議處理、時序道序轉換等操作后，該線纜數據驅動器將所接收到的線纜數據進行分流處理，即將線纜上行的數據流分離為并行的三路:第一路直接送至記錄存儲模塊；第二路送至監控模塊；第三路由日月檢數據合并處理模塊送至日月檢數據分析模塊。由于系統監控對數據有一定的刷新要求，并不需要對采樣數據進行逐點監控，因此監控數據流是線纜數據驅動器對原始數據流進行抽取后生成的簡化數據流。這種設計方案形成的記錄系統架構既能滿足系統實時監控的目的，也能減少監控壓力。
[0039]在實際應用中，可采用線纜數據驅動器箱體，線纜數據驅動器箱體的主要作用是為線纜數據驅動器提供電源和機械支撐，不需要類似總線的數據接口，其數量根據作業規模需求進行配置。該箱體中會放置一定數量的線纜數據驅動器，如圖2所示的每個線纜數據驅動器箱體內部安裝兩個線纜數據驅動器，共有箱體I至箱體N，并且，對線纜數據驅動器在箱體中的位置并沒有任何約束。該箱體可以做成標準尺寸，以方便安裝到如19英寸的標準機柜中。優選將各線纜數據驅動器箱體、日月檢數據合并處理模塊和觸發同步及數據仲裁模塊均安裝在標準機柜中。第一網絡交換機6和第二網絡交換機7的作用是將所有組件通過以太網進行互聯，從而形成一個整體化的可網絡數據傳輸的通用數據記錄系統架構。
[0040]圖4為本發明系統架構中的線纜數據驅動器的優選結構示意圖，其與采集線纜之間存在兩條并行雙向的數據通道，工作模式為全雙工。線纜數據驅動器主要包括第一 FPGA電路，該第一 FPGA電路以硬件邏輯的形式實現整個線纜數據驅動器的數據處理和控制算法，以保證其實時性和可靠性。第一 FPGA電路包括依次連接的地震數據接收接口模塊、協議解析數據生成模塊、時序道序轉換模塊、數據流分離控制電路和串行處理模塊，還包括依次連接的時斷檢測及命令生成模塊、系統協議封裝模塊和系統命令發送接口模塊，其中，地震數據接收接口模塊、協議解析數據生成模塊、時序道序轉換模塊、系統協議封裝模塊和系統命令發送接口模塊均為傳統的線纜數據驅動器的常規組件。數據流分離控制電路將線纜數據驅動器的數據分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，數據流分離控制電路連接兩個以太網接口從而分別將監控數據流和記錄數據流輸至系統監測模塊和記錄存儲模塊，與記錄存儲模塊相連的以太網接口優選為高性能的千兆以太網接口，千兆以太網接口可具有非常高的數據傳輸速度，其數據傳輸率為lOOOMpbs，分析數據流傳輸至串行處理模塊進行日月檢數據的采集處理，采集處理獲得的日月檢數據通過高速串行接口輸出至日月檢數據合并處理模塊；時斷檢測及命令生成模塊與時斷信號輸入接口相連。
[0041]線纜數據驅動器的工作原理如下:為了提高記錄系統的通用性，保證其與復雜多樣的傳感器陣列傳輸系統之間的連接，線纜上傳數據信號首先需要經過線纜信號適配模塊進行處理，然后送至地震數據接收接口模塊進行統一化處理，之后再送至協議解析數據生成模塊以恢復出有效的數據，并通過時序道序轉換模塊將其從時序轉換為道序數據，該數據包含了地震采集數據以及采集系統的工作狀態數據。這些數據被送至數據流分離控制電路進行處理，從而分離出并發傳輸的三路數據，即分析數據、記錄數據和監控數據。當然，也可以說是三條數據流，即分析數據流、記錄數據流和監控數據流。其中，記錄數據流和監測數據流通過線纜數據驅動器上的兩個以太網接口直接送至記錄節點(記錄存儲模塊)以及監測節點(系統監控模塊)上供進一步處理；而分析數據流則被送至日月檢數據合并處理模塊進行合并匯聚處理，以供系統指標分析之用。在數據下行方向上，線纜數據驅動器通過千兆以太網接口接收來自系統監控模塊發送的控制或配置命令數據，通過系統協議封裝模塊進行協議封裝，并經過系統命令發送接口模塊進行與數據上傳通道類似的通用化處理、線纜信號適配模塊處理后發送至分布式前端傳感器陣列中。另外，該線纜數據驅動器還能夠接收來自通過斷檢測及命令生成模塊接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的TB (時斷)信號以控制系統的同步運行。其中，線纜數據驅動器的以太網接口可采用模塊化方式，用嵌入式Linux來完成網絡TCP/IP協議棧的處理；線纜信號適配模塊也采用模塊化設計，以達到適配不同傳輸技術的目的。
[0042]記錄存儲模塊的作用是通過千兆以太網接收線纜數據驅動器發送過來的地震采集數據，并連同相關頭段數據一起以特定的格式進行保存。物探儀器開始作業時，每條線纜幾乎同時將采集到的地震數據上傳至線纜數據驅動器，為了實現數據的實時記錄，可以有兩種方式:一是將所有線纜數據匯聚到一臺記錄存儲節點上；另一個是線纜數據驅動器通過網絡接口各自存儲到一臺記錄存儲節點上以實現并行、分布式存儲。利用網絡存儲的優勢，通過簡單地配置存儲節點即可實現靈活多樣的存儲方式，既可保留數據的匯總存儲模式，也可消除匯總而進行獨立存儲。存儲設備可以采用網絡硬盤或者磁盤陣列，也可以利用網絡節點驅動的磁帶機組。記錄存儲模塊的優選結構示意圖如圖5所示，包括依次連接的第一網絡數據接收模塊、網絡數據格式轉換電路、數據存儲控制電路和存儲設備，還包括與網絡數據格式轉換電路相連的網絡數據發送模塊。其中，第一網絡數據接收模塊可設置若干個，分別用于接收線纜數據驅動器的記錄數據流以及震源控制系統的頭段數據流，通過網絡數據格式轉換電路按照記錄存儲要求進行格式轉換，通過數據存儲控制電路控制格式轉換后的數據至存儲設備進行數據存儲；網絡數據發送模塊用于將記錄數據作為分析數據流通過第二網絡交換機發送至日月檢數據分析模塊。記錄存儲模塊還可包括同步監控配置模塊，該同步監控配置模塊由系統監控模塊控制實現實時通信和同步。
[0043]記錄存儲節點(記錄存儲設備)獨立于標準機柜，實現方式則依賴于通用數據記錄系統的配置模式，即既可以運行在一臺工作站上，甚至可以與系統監控模塊及日月檢數據分析模塊共同運行在一臺工作站上，也可以分拆成多個工作站并發運行，從而能夠達到極高的數據處理性能。網絡全并行化程序架構的設計，使得整個監控、分析及記錄存儲構成一個異構形式，從而對軟件執行主機沒有具體的要求，大大簡化了系統實現難度和成本。通過配置，可以實現多條線纜向一臺記錄存儲設備進行數據記錄的功能，也可以每臺線纜數據各自存儲到一臺記錄存儲設備中，靈活性和可靠性均大為提高，以達到性能、負載和成本的均衡分配。
[0044]日月檢數據合并處理模塊的作用是收集各個線纜數據驅動器發送過來的單炮完整地震采集數據，匯總后經由第二網絡交換機送至日月檢數據分析模塊進行指標的在線分析以及進一步送至系統監控模塊進行單炮道集波形顯示等。圖6為本發明系統架構中的日月檢數據合并處理模塊的優選結構示意圖，包括第二 FPGA電路，該第二FPGA電路包括依次連接的解串處理模塊、數據發送路由控制模塊和數據發送緩沖器，數據發送緩沖器連接日月檢數據合并處理模塊的以太網接口(即圖中所示的網絡收發模塊)，可設置多個解串處理模塊，分別接收各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據并分別進行解串處理后作為完整單炮地震采集數據合并發送至數據發送路由控制模塊，合并的完整單炮地震采集數據在數據發送路由控制模塊的控制下有序的依次通過數據發送緩沖器和以太網接口傳送至日月檢數據分析模塊。如圖6所示，日月檢數據合并處理模塊能夠接收來自四個線纜數據驅動器發送過來的完整單炮地震采集數據，這些數據在數據發送路由控制模塊的控制下，有序地通過網絡發送模塊送至日月檢分析節點(日月檢數據分析模塊)上。為了適配網絡數據發送狀況，在數據送至網絡收發模塊之前，增加一個數據發送緩沖器。為了簡化數據輸入接口，線纜數據驅動器送過來的數據為串行化處理后的比特流，可以利用LVDS、LVPECL等技術實現。當系統配置線纜數量大于四時，還可以利用日月檢數據合并處理模塊的數據級聯功能，從而擴展該模塊的數據接收和處理能力。
[0045]日月檢數據分析模塊的作用包括日月檢各項指標分析和報表生成等，系統監控模塊的作用包括系統運行控制、參數配置以及狀態監測顯示等，系統監控模塊和日月檢數據分析模塊主要用于作業的操控及儀器質量控制。系統監控模塊和日月檢數據分析模塊同樣獨立于標準機柜，兩模塊整體運行于通用數據記錄系統架構中工作站的操作終端上(如圖3所示)，與標準機柜系統通過高性能以太網網連接。如圖7所示優選結構，日月檢數據分析模塊包括依次連接的第二網絡數據接收模塊、指標分析處理模塊和指標發送模塊，通過第二網絡數據接收模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果，由指標分析處理模塊進行指標綜合分析處理再通過指標發送模塊發送至系統監控模塊的顯示模塊進行圖形或數字顯示分析結果；系統監控模塊包括依次連接的第三網絡數據接收模塊、顯示模塊和控制終端，通過第三網絡數據接收模塊接收線纜數據驅動器的監測數據，通過顯示模塊顯示監測結果，系統監控模塊和日月檢數據分析模塊均設置有同步監控配置模塊，控制終端與各同步監控配置模塊相連從而實現縣實時通fg和同步。
[0046]本發明的通用數據記錄系統正式運行前，需要通過系統監控模塊上的控制終端(人機交互接口，一般是圖形界面)完成整個系統的配置，包括線纜數、通道數、采樣率、采樣時間等具體參數。對于陸地系統，還包括排列助手。系統正式運行時，系統監控模塊接收線纜數據驅動器發送的監控數據實現整個系統運行狀態的實時監測，并完成相應的聯動操作。日月檢數據分析模塊進行技術指標的檢查分析、數據格式轉換、濾波處理、噪音編輯、相關疊加等，并將最終結果生成相應的報表。為了完成指標的分析功能，該模塊需要接收完整的單炮采集數據。當需要對記錄數據進行離線分析或顯示時，可以通過第二網絡數據接收模塊從記錄存儲設備中讀取回放的數據。為了達到高性能和高可靠的設計目的，兩模塊形成的整體被設計成完全并行化運行架構，各個模塊以獨立進程實現，相互之間通過網絡進行通信和同步。從而能夠保證各自的獨立性，并能夠根據系統架構規模的不同而運行在不同的網絡節點上，即既可以運行在一臺工作站上，也可以運行在兩臺甚至多臺工作站上，各個分布式進程之間通過模塊監控及配置進程實時通信和同步。比如，當系統規模增大時，為保證性能均衡分配，可將系統監控模塊和日月檢數據分析模塊設置到不同的網絡節點上，二者之間通過自定義網絡協議進行互聯互通。作業人員則通過位于系統監控模塊上的控制終端與整個裝備數據記錄系統進行交互，該終端為圖形界面方式。
[0047]觸發同步及數據仲裁模塊的作用是接收震源控制系統(一般，海洋是組合氣槍，陸地是遙爆系統或可控震源)發送的啟動和時斷(TB，time break)信號，并同步扇出至各個線纜數據驅動器，作為整個通用數據記錄系統同步運行的控制信號。觸發同步及數據仲裁模塊的優選結構示意圖如圖8所示，主要包括第三FPGA電路，該第三FPGA電路包括時斷信號生成模塊以及與其同時相連的信號有效檢測模塊、時斷信號扇出模塊和數據發送仲裁器。觸發同步及數據仲裁模塊的運行主要包括兩個方面:一方面通過信號有效檢測模塊接收并檢測震源控制系統發送過來的啟動(Start)和時斷(TB)信號，經時斷信號生成模塊處理獲取到有效時斷信號(有效TB)再經時斷信號扇出模塊將所檢測到的有效TB進行扇出(共支持16路扇出能力)至線纜數據驅動器；另一方面則通過數據發送仲裁器接收來自線纜數據驅動器發送的數據記錄請求信號，再進行數據仲裁即根據這些信號決定哪個線纜數據驅動器發送數據至記錄存儲節點，從而保證所有線纜數據的有序發送和存儲。具體工作時，可以根據配置選擇線纜數據驅動器數據并行發送還是以令牌環方式控制下的同步發送。
[0048]本發明還涉及一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，該方法也可以理解為是實現上述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，是采用若干個同時設置兩個以太網接口和一個高速串行接口的線纜數據驅動器，各線纜數據驅動器將線纜上行的數據流進行分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，通過一個以太網接口將監控數據流發送至系統監控模塊，通過另一個以太網接口將記錄數據流發送至記錄存儲模塊，通過高速串行接口將分析數據流發送至日月檢數據處理模塊，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。其中，該構建方法所采用的線纜數據驅動器的優選結構如圖4所示。
[0049]優選地，可參考圖2所示將監控數據流通過一個以太網接口經第一網絡交換機與系統監控模塊相連，記錄數據流通過自身的另一個以太網接口經第二網絡交換機與記錄存儲模塊相連，記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機接收震源控制系統的頭段數據；分析數據流先通過日月檢數據合并處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理，再通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果經第二網絡交換機輸出至日月檢數據分析模塊，由日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析，并將分析結果送至系統監控模塊顯示。其中，該構建方法所采用的記錄存儲模塊和系統監控模塊的優選結構如圖5和圖7所示。
[0050]采用觸發同步及數據仲裁模塊接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號，并在各線纜數據驅動器上設置時斷信號輸入接口和數據記錄請求接口，參考圖2和圖3所示，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。其中，該構建方法所采用的觸發同步及數據仲裁模塊的優選結構如圖8所示。
[0051]該構建方法所采用的日月檢數據合并處理模塊和日月檢數據分析模塊的優選結構如圖6和圖7所示。分析數據流在日月檢數據合并處理模塊內先進行解串處理，多個線纜數據驅動器輸出的日月檢數據分別進行解串處理并作為完整單炮地震采集數據合并后通過數據發送路由控制從而將數據有序地發送至日月檢數據分析模塊，日月檢數據分析模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果后進行指標綜合分析處理再發送至系統監控模塊的顯示模塊顯示分析結果；系統監控模塊接收監控數據流后通過顯示模塊顯示監測結果，顯示模塊還顯示日月檢數據分析模塊的指標綜合分析處理結果；在系統監控模塊和日月檢數據分析模塊之間通過模塊監控及配置進程實時通信和同步，并通過在系統監控模塊設置控制終端進行人機交互。
[0052]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明創造，但不以任何方式限制本發明創造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發明創造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明創造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發明創造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明創造專利的保護范圍當中。
【權利要求】
1.一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，包括若干個線纜數據驅動器，還包括系統監控模塊、記錄存儲模塊和日月檢數據處理模塊，所述線纜數據驅動器上設置有兩個以太網接口和一個高速串行接口，所述各線纜數據驅動器均通過兩個以太網接口分別連接至系統監控模塊和記錄存儲模塊以分別實現線纜數據的監測及記錄存儲；各線纜數據驅動器通過高速串行接口連接日月檢數據處理模塊，所述系統監控模塊和記錄存儲模塊分別與日月檢數據處理模塊相連，所述日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。
2.根據權利要求1所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述日月檢數據處理模塊包括相互連接的日月檢數據合并處理模塊和日月檢數據分析模塊，所述各線纜數據驅動器通過高速串行接口連接日月檢數據合并處理模塊從而對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果輸出至日月檢數據分析模塊，所述系統監控模塊和記錄存儲模塊分別與日月檢數據分析模塊相連，所述日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析，并將分析結果送至系統監控模塊顯示。
3.根據權利要求2所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述各線纜數據驅動器通過自身的一個以太網接口經第一網絡交換機與系統監控模塊相連，各線纜數據驅動器通過自身的另一個以太網接口經第二網絡交換機與記錄存儲模塊相連，所述日月檢數據合并處理模塊通過自身的以太網接口經第二網絡交換機與日月檢數據分析模塊相連，所述記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機接收震源控制系統的頭段數據。
4.根據權利要求1至3之一所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，還包括用于接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號的觸發同步及數據仲裁模塊，所述各線纜數據驅動器上設置有時斷信號輸入接口和數據記錄請求接口，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。
5.根據權利要求4所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述線纜數據驅動器包括第一 FPGA電路，所述第一 FPGA電路包括相互連接的數據流分離控制電路和串行處理模塊，所述數據流分離控制電路將線纜數據驅動器的數據分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，所述數據流分離控制電路連接兩個以太網接口從而分別將監控數據流和記錄數據流輸至系統監測模塊和記錄存儲模塊，與記錄存儲模塊相連的以太網接口為千兆以太網接口，分析數據流傳輸至串行處理模塊進行日月檢數據的采集處理，采集處理的日月檢數據通過高速串行接口輸出至日月檢數據合并處理模塊；所述FPGA電路還包括時斷檢測及命令生成模塊，所述時斷檢測及命令生成模塊與時斷信號輸入接口相連。
6.根據權利要求3所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述記錄存儲模塊包括依次連接的第一網絡數據接收模塊、網絡數據格式轉換電路、數據存儲控制電路和存儲設備，所述第一網絡數據接收模塊接收線纜數據驅動器的記錄數據以及震源控制系統的頭段數據，通過網絡數據格式轉換電路按照記錄存儲要求進行格式轉換，通過數據存儲控制電路控制格式轉換后的數據至存儲設備進行數據存儲；所述記錄存儲模塊還包括網絡數據發送模塊，所述網絡數據發送模塊與網絡數據格式轉換電路相連用于將記錄數據通過第二網絡交換機發送至日月檢數據分析模塊。
7.根據權利要求2或3所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述日月檢數據合并處理模塊包括第二FPGA電路，所述第二FPGA電路包括依次連接的解串處理模塊、數據發送路由控制模塊和數據發送緩沖器，所述數據發送緩沖器連接日月檢數據合并處理模塊的以太網接口，所述解串處理模塊接收多個線纜數據驅動器輸出的日月檢數據分別進行解串處理并作為完整單炮地震采集數據合并發送至數據發送路由控制模塊，所述完整單炮地震采集數據在數據發送路由控制模塊的控制下有序的依次通過數據發送緩沖器和以太網接口傳送至日月檢數據分析模塊。
8.根據權利要求4所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述的觸發同步及數據仲裁模塊包括第三FPGA電路，所述第三FPGA電路包括時斷信號生成模塊以及與其同時相連的信號有效檢測模塊、時斷信號扇出模塊和數據發送仲裁器，通過信號有效檢測模塊接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號，經時斷信號生成模塊處理獲取到有效時斷信號再經時斷信號扇出模塊輸出至線纜數據驅動器，同時通過數據發送仲裁器接收來自線纜數據驅動器發送的數據記錄請求信號并進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據有序發送以及記錄存儲至記錄存儲模塊。
9.根據權利要求7所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構，其特征在于，所述日月檢數據分析模塊包括依次連接的第二網絡數據接收模塊、指標分析處理模塊和指標發送模塊，通過第二網絡數據接收模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果，由指標分析處理模塊進行指標綜合分析處理再通過指標發送模塊發送至系統監控模塊； 所述系統監控模塊包括依次連接的第三網絡數據接收模塊、顯示模塊和控制終端，通過第三網絡數據接收模塊接收線纜數據驅動器的監測數據，通過顯示模塊顯示監測結果，指標發送模塊與顯示模塊相連進而將分析結果也通過顯示模塊顯示，所述系統監控模塊和日月檢數據分析模塊均設置有同步監控配置模塊，所述控制終端與各同步監控配置模塊相連。
10.一種用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，采用若干個同時設置兩個以太網接口和一個高速串行接口的線纜數據驅動器，各線纜數據驅動器將線纜上行的數據流進行分離處理得到監控數據流、記錄數據流和分析數據流，通過一個以太網接口將監控數據流發送至系統監控模塊，通過另一個以太網接口將記錄數據流發送至記錄存儲模塊，通過高速串行接口將分析數據流發送至日月檢數據處理模塊，日月檢數據處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理并綜合該合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析。
11.根據權利要求10所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，其特征在于，監控數據流通過一個以太網接口經第一網絡交換機與系統監控模塊相連，記錄數據流通過自身的另一個以太網接口經第二網絡交換機與記錄存儲模塊相連，記錄存儲模塊還通過第二網絡交換機接收震源控制系統的頭段數據；所述分析數據流先通過日月檢數據合并處理模塊對各線纜數據驅動器輸出的日月檢數據進行合并處理，再通過日月檢數據合并處理模塊上設置的以太網接口將合并處理結果經第二網絡交換機輸出至日月檢數據分析模塊，由日月檢數據分析模塊綜合日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果進行日月檢數據分析，并將分析結果送至系統監控模塊顯示。
12.根據權利要求10所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，其特征在于，采用觸發同步及數據仲裁模塊接收并檢測震源控制系統發送的啟動和時斷信號，并在各線纜數據驅動器上設置時斷信號輸入接口和數據記錄請求接口，各線纜數據驅動器通過時斷信號輸入接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而接收來自觸發同步及數據仲裁模塊扇出的時斷信號，各線纜數據驅動器通過數據記錄請求接口與觸發同步及數據仲裁模塊相連從而由觸發同步及數據仲裁模塊進行數據仲裁實現線纜數據驅動器的線纜數據向記錄存儲模塊有序發送以及記錄存儲。
13.根據權利要求11所述的用于地球物理勘探的通用數據記錄系統架構的構建方法，其特征在于，分析數據流在日月檢數據合并處理模塊內先進行解串處理，多個線纜數據驅動器輸出的日月檢數據分別進行解串處理并作為完整單炮地震采集數據合并后通過數據發送路由控制從而將數據有序地發送至日月檢數據分析模塊，日月檢數據分析模塊接收日月檢數據合并處理模塊的合并處理結果以及記錄存儲模塊的線纜數據記錄存儲結果后進行指標綜合分析處理再發送至系統監控模塊；系統監控模塊接收監控數據流后通過顯示模塊顯示監測結果，顯示模塊還顯示日月檢數據分析模塊的指標綜合分析處理結果；在系統監控模塊和日月檢數據分析模塊之間通過模塊監控及配置進程實時通信和同步，并通過在系統監控模塊設置控制終端進行人機交互。
【文檔編號】G01V1/24GK104237935SQ201410509816
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】陳曦, 張可立, 唐斌 申請人:北京優科海青技術發展有限公司