CN105527651A - 具有被识别元件的地震检测线和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有识别元件的地震检测线和方法。地震检测线包括：一个或多个被识别元件(112)，其布置为串；以及遥测链路(315)，其沿着串连接被识别元件，以将来自元件的至少一个的地震数据传输至数据记录器，将识别数据传输至拓扑控制器(210)。元件中的每个包括相应的第一识别单元(256)，其连接至遥测链路，以将相应的第一标识符提供至拓扑控制器。地震检测系统还包括处理器，处理器查询被识别元件的相应标识符，利用接收到的标识符来确定地震检测线的布置，呈现确定出的布置的指示。一种操作地震检测线的方法包括：沿着遥测链路来传输查询请求，检测是否接收到元件中的一个的相应标识符，重复直到终止，确定和指示布置。

Description

具有被识别元件的地震检测线和方法

技术领域

本文所公开的主题的实施方案通常涉及地震获取系统、设备和方法，并且更具体地涉及这种系统的管理的测试。

背景技术

对于地质层成像而人工产生的地震波已经利用了很多年。反射地震学是一种确定地面中地下层的部分的属性所使用的地球物理勘探方法，其信息特别有助于石油和天然气工业。地震波(即，声波或其它的压力波)发送至地面，直接至地下区。关于产生的地震波反射并返回至一个或多个接收器花费的时间来收集地震数据。反射通常表示地下的层之间的分界面。因此，能够分析地震数据，以产生地球物理结构的概貌(图像)，即，所研究的地下的层的概貌(图像)。可以对陆地区的地下和勘探海底的地下，都利用这种类型的地震获取或勘探。例如，海洋技术通过首先在海洋中或上产生能量波来发送能量波至地面。

执行海洋地震获取或调查的一种方式是通过在感兴趣的地理区域(GAI)之上的船舶拖曳地震接收器的阵列(其可以设置在细长的拖揽上)，并且利用一个或多个源(其通过仅拖曳源的所述船舶或专用船舶来拖曳)来产生源信号，以及在穿过GAI时接收相应的反射。这个过程通常称作为“摄影”正考察的GAI或单元。

由于海洋地震考察的精密化增加，所以可能要在单个船舶之后拖曳更多的源和接收器。拖揽目前能够上至18km长，在海平面以下10m，以大约5节拖曳。除了源或者接收器之外，拖揽可以包括具有用于垂直或水平地定位拖揽的控制表面的“吊舱”。拖揽还可以包括其它的部件，例如处理地震数据的海中模块、复原模块、哺乳动物检测模块、测距模块等等。

指定拖揽的长度，它们在未使用时，通常缠绕地贮藏在船舶后部的绞车上。例如，贮藏绞车能够保持上至18km的拖揽(其具有达60mm的直径)。此外，拖揽的部件通常是彼此可拆卸的。这使得将拖揽再次配置成包括：多个定位元件(例如，吊舱)、接收器、噪声消除部分或者拍摄特定的GAI所需的其它元件。在这个方面，注意的是，拖揽可以包括几十个(而不是几百个)部件，它们可以采用很多不同的方式来布置以形成拖揽。因此，一旦拖揽位于线轴上，则很难识别拖揽的每个部件并且确定针对下一个地震勘探，拖揽是否具有正确的配置。甚至，在地震勘探结束并且船舶被部署用于需要不同的拖揽配置的地震勘探之后，对船舶的操作员，逻辑上难以确定拖揽的每个部件，从而用于再次配置拖揽。

因此，期望能够定位拖揽上的特定元件，以在针对GAI或者维护而配置拖揽时去除或者替换。还期望的是，地震测量系统的操作员能够检查它们的设备库存，例如拖揽部件的库存。还期望的是，能够验证拖揽被正确地配置。

之前用于管理拖揽元件的方案包括：人工手动地将元件和它们沿着拖揽的次序记录在分析电子表格上。然后，这些电子表格利用设计表格来交叉检查。然而，这样费时、费力以及易于出错。另一种方案涉及将射频识别(RFID)标记设置在拖揽上的一个或多个元件上。通过将拖揽通过RFID读取器的读取范围(例如，船舶的后甲板)，可以在拖揽展开期间自动地识别标记了RFID的部件。尽管这可以帮助验证拖揽的配置，但是在拖揽展开期间扫描RFID标记不能帮助将包括正确元件的拖揽以正确的次序组装的过程。换言之，如果在拖揽仍在线轴上时执行RFID扫描，则不能检测拖揽的拓扑。此外，在拖揽缠绕在绞车上时，来自更靠近绞车轴的部件的RFID信号由于远离绞车轴的部件而可能会变形或者减弱，并且关于元件的信息会丢失。当前的方案针对绞车上的设备使用手动记录跟踪，这种记录跟踪是浪费时间且易于出错的。因此，即使在拖揽处于船舶后部的线轴上，也继续需要准确地确定在地震线上存在的元件及其次序的方法。还需要在拖揽上定位故障部件的方法。

发明内容

根据一个实施方案，具有地震检测线，所述地震检测线包括：一个或多个被识别元件，其沿着地震检测线布置为串；以及遥测链路，其沿着串连接被识别元件，并且配置为将来自被识别元件的至少一个的地震数据传输至数据记录器，以及将识别数据传输至拓扑控制器，其中，被识别元件中的每个包括相应的第一识别单元，其操作性地连接至遥测链路以将相应的第一标识符提供至拓扑控制器。

根据一个特定的方面，被识别元件中的至少一个至少属于配置为提供地震数据的有源部分、吊舱、复原装置、测距部分、哺乳动物检测部分的组。

根据另一个特定的方面，被识别元件中的至少一个至少属于甲板电缆、汇流环、引线、头拉伸部分、尾端拉伸部分、无源部分、尾端拉伸部分、尾转环、尾浮标跳线、尾浮标的组。

根据另一个特定的方面，遥测链路配置为利用公共链路来传输地震数据和识别数据。

根据另一个特定的方面，被识别元件中的每个的第一识别单元和第二识别单元进一步地配置为通过遥测链路将公共标识符提供至拓扑控制器。

根据另一个特定的方面，对于被识别元件中的每个，相应的第一标识符和相应的第二标识符是不同的。

根据另一个特定的方面，被识别元件中的每个具有唯一相应的第一标识符和唯一相应的第二标识符。

根据另一个特定的方面，地震检测线为拖揽，并且被识别元件中的至少一个配置为安装至绞车。

根据另一个特定的方面，地震检测线包括地面电缆。

根据另一个特定的方面，一个或多个被识别元件包括一个或多个吊舱，其附接至地震检测线，并且配置为辅助定位地震检测线。

根据另一个特定的方面，地震检测线配置为水体床上展开。

根据另一个实施方案，具有地震检测系统，所述地震检测系统包括地震检测线和处理器，所述地震检测线具有一个或多个被识别元件和遥测链路，所述被识别元件沿着地震检测线布置为串，所述遥测链路沿着串连接被识别元件并且配置为将来自被识别元件中的至少一个的地震数据传输至数据记录器，以及将识别数据传输至拓扑控制器，其中，被识别元件中的每个包括相应的第一识别单元，其操作性地连接至遥测链路以将相应的第一标识符提供至拓扑控制器；所述处理器操作性地连接至遥测链路，并且配置为连续地查询被识别元件的相应标识符，利用接收到的标识符来确定地震检测线的布置，以及呈现确定出的布置的指示。

根据另一个实施方案，具有一种操作地震检测线的方法，所述方法包括：沿着地震检测线的遥测链路来传输查询请求，其中，遥测链路将地震检测线中的多个被识别元件连接为串，并且被识别元件中的每个包括识别单元，所述识别单元配置为传输相应的标识符；检测是否接收到元件中的一个的相应标识符；重复传输和检测步骤，直到选择的终止标准满足；利用处理器来自动地确定地震检测线的被识别元件的布置；利用处理器来自动地呈现确定出的布置的指示。

附图说明

为了更全面地理解本发明，参照结合附图进行的以下描述，其中：

图1为示例性的海洋地震获取或勘探系统的顶部示意图；

图2A和图2B示出了示例性地震勘探船和示例性拖揽的示意图；

图3为在示例性地震系统中的数据通信的示意图；

图4为示例性地震操作的侧视图；

图5A和图5B为示例性地震操作的侧视图；

图6为地震检测线上的示例性识别单元或有源元件的电路图；

图7为图示了用于操作地震检测线(例如图2A中所示的拖揽)的示例性方法的流程图；以及

图8为示出了控制机构或其它的数据处理系统中的部件以及相关的部件的高层图。

具体实施方式

示例性实施方案的以下描述涉及附图。在不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件。以下详细描述不限制本发明。出于简化起见，关于拖曳的海洋地震测量装置的术语和结构在以下实施方案中进行了讨论。然而，所讨论的实施方案不限制于那种配置，可以用在其它类型的地震测量中，例如陆地、海床、钻孔测量。

在整个说明书对于“一个实施方案”或“实施方案”(或“方面”)的参考意味着结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施方案中。因而，在整个说明书的不同位置处出现的短语“在一个实施方案中”或者“在实施方案中”并非一定涉及相同的实施方案。另外，在一个或多个实施方案中，特定的特征、结构或特性可以采用任意适合的方式来组合。

在这个说明书中，明确地描述了一些实施方案通常实施为软件程序。本领域的技术人员将容易理解的是，这种软件的等同形式也能够构建为硬件、固件、微代码或者它们之间的组合或者它们与软件的组合。考虑到如本文中所述的系统和方法，在本文中未特别示出、提出或者描述对于实施任意实施方案有用的软件是常规的，并且在本领域技术人员的理解范围之内。

图1示出了一种示例性地震获取系统100，其包括船舶102，所述船舶102将多个拖揽106拖曳，所述拖揽106可以在船舶102之后延伸多公里。拖揽106中的每个可以包括一个或多个吊舱130，所述吊舱130将它们附接的拖揽106相对于其它的拖揽106保持在已知的且可控的位置处。如上所述，吊舱130能够根据吊舱130从船舶102接收的通信或命令，而如所期望的移动拖揽106。一个或多个源(或源阵列)104a、104b(其单独或共同地由附图标记104来标记)也可以通过用于产生地震波的船舶102(或另外的船舶，未示出)来拖曳。由源104产生的地震波向下传播，并且从海底反射或者穿过海底。穿透波最终通过一个或多个反射结构(未示出)来反射而回到表面，所述反射结构设置在海底的表面下。反射的地震波向上传播，并且通过设置在拖揽106上的接收器140来检测。接收器140将检测的反射的地震数据提供至船舶102上的数据记录器211(图2A)。源104能够位于接收器140的前面或后面，或者源104既位于接收器140的后面也位于其前面，所述接收器140附接至拖揽106。拖揽106中的每个可以包括一个或多个接收器140；出于简化起见，每个拖揽106仅示出一个接收器140。接收器140可以是水听器、地震检波器、加速度计、光学元件等中的任意一种或组合。接收器140为拖揽106上的被识别元件112的示例。被识别元件112为拖揽的元件，如下文将讨论的，被识别元件112能够通过在船舶的甲板上的控制器来准确地识别。以下讨论了被识别元件112的其它示例，例如，参照图2。每个拖揽106可以包括一个或多个被识别元件112。每个拖揽106也可以包括以下参照图3所讨论的一个或多个未被识别元件312。

地震线的每个元件可以具有通过其的地震遥测链路(电学、光学或者射频)。地震遥测链路可以通过无源元件，例如引线、拉伸部分或互连部分，并且不会电干扰。地震遥测链路也可以通过或者连接至有源元件(例如电子模块或者获取电路)，所述有源元件参与提供返回至地震中央系统(例如，图2A中的数据记录器211)的地震数据。

根据各种实施方案，电子识别单元(IDU)集成至每个无源元件中，所述电子识别单元(IDU)采用与地震遥测链路兼容的方式来通信，从而使得IDU能够通过地震获取系统来识别(即使其不直接有助于地震数据的复原)，并且使得能够集成在拓扑视图中，所述拓扑视图通常针对有源元件显示。

图2A和图2B示出了包括IDU256的示例性地震勘探船102和示例性拖揽106的示意图。如下所述，拖揽106代表包括汇流环、引线、无源部分、拉伸部分以及其它部分的地震配置。参见图2A，地震勘探船102携带拓扑控制器210和用于记录地震数据的数据记录器211(“记录器”)。如随后要讨论的，拓扑控制器210连接至识别单元256，所述识别单元256与拖揽106相关联。拓扑控制器210和数据记录器211通信连接至甲板电缆212，所述甲板电缆212通过汇流环214或其它的连接部连接至拖揽106。在一种应用中，拓扑控制器210和数据记录器211可以位于相同的控制器或计算设备中。在这个示例中，拖揽106示为主要从绞车216展开。注意的是，被数据记录器211(其用于从沿着拖揽分布的各种接收器接收地震数据)使用的遥测链路与拓扑控制器210(其用于确定拖揽106的拓扑)共享。

在之前的方案中，仅有源部分224具有对于地震数据报告有用的电子设备。根据一个实施方案，拖揽的每个部分包括能够报告那个特定部分的ID的电子设备。例如，用于拖揽的地震电子设备还可以位于用于报告与拖揽的拓扑相关的信息的每个部分中。因而，在一种应用中，在有源部分中的现有电子设备被编程为也报告相应部分的ID相关信息，并且相同的电子设备添加至用于拓扑相关目标的无源部分。在本文的不同方面中，识别单元(IDU)256为用于提供无源元件的拓扑报告的电子设备，例如，引线部分、延伸部或者弹性部分，它们用于将部分与振动噪声机械隔离。无源部分本身在拓扑图上通常是不可见的，因为无源部分未集成能够通过拓扑控制器210识别的电子设备。IDU256是可识别的并且有利的是，能够自动地提供包括无源元件和有源元件二者的完整拓扑视图。

在这个示例性实施方案中，拖揽106连接至绞车的部分被称作为引线218。在一个或多个引线部分218之后可以是海中模块220。海中模块220包括例如对地震数据进行处理或转换的电子设备。头拉伸部分222在海中模块220之后，并且可选地另一个海中模块220在其之后。一个或多个有源部分，例如附图中的四个有源部分在海中模块220之后。对于在所示的示例性配置中的总共的四个海中模块220，例如在每两个有源部分之后设置一个海中模块。在最后的海中模块220之后按次序为：尾端拉伸部分226、一个或多个无源部分228、尾端拉伸部分226、尾转环230、尾浮标跳线232以及尾浮标234。这些元件在本文中共同地或单独地被称作为被识别元件112。

所述元件中的一些包括至少一个识别单元(IDU)256。在这个示例中，元件212、218、222、226、228以及232中的每个在每个端部处具有相应的IDU。元件214、230具有单个IDU。如以下参照图3所讨论的，IDU能够与拓扑控制器210通信。IDU能够用于标记或标示每个元件(有源或无源)或者拖揽106的部分。以这种方式，能够提供连接至拖揽或其它的地震线的元件(例如，无源和有源)的实时拓扑图。这使得船舶和调查人员在任意时刻容易地确定出什么元件连接至特定的拖揽。

在各个方面中，与有源元件传输地震数据时一样，IDU256对遥测链路315使用相同的接口。在各个方面中，对于传输ID和地震数据使用相同的网络层或下层协议。对于ID和地震数据的传输使用相同的接口或相同的协议在本文中被称作为“公共链路”操作。公共链路可以在传输层叠的不同逻辑层处操作，例如物理层、数据链路层、传输层或应用层。在公共链路的一个非限制性示例中，IDU256和有源元件使用相同的物理连接件和物理层协议来以与遥测链路315连接。在至少一个方面中，IDU256包括地震传感器电子设备，但是不包括通道(例如，不包括MEMS传感器、或者地震检波器或者水听器)。IDU256可以包括在每个无源元件的终端中，或者附接至或者固定至每个无源元件的终端。在各个方面中，有源部分224和海中模块220已经包括可以采用软件配置的电子设备或处理器，以将ID数据提供至拓扑控制器210，从而那些部分224和模块224不使用IDU256(如所示)。在其它的方面中，一个或多个IDU256集成在那些部件的每个中。在一种应用中，IDU256为存在于有源部分和/或海中模块中的电子设备或处理器。

因此，根据各个方面，地震检测线包括一个或多个被识别元件112，所述被识别元件112沿着地震检测线布置成串。地震检测线的示例包括：拖揽106；地面电缆，其配置为在地面上伸展，例如，在地平面上或者在沟槽中；以及电缆，其配置为在水体床(也被称作为海洋底部电缆或者海床电缆)上伸展。地震检测线包括：遥测链路，例如遥测链路315(图3)，其沿着串且连接被识别元件112，并且配置为将来自被识别元件112中的至少一个的地震数据传输至数据记录器211，将识别数据传输至拓扑控制器210。在地震检测线为拖揽106的配置中，被识别元件112中的至少一个可以配置为安装至绞车216。此外，在这种配置中，一个或多个被识别元件112可以包括一个或多个吊舱130，所述吊舱130附接至地震检测线(拖揽106)，并且配置为辅助定位地震检测线(拖揽106)。

被识别元件112的示例包括：海中模块220、有源部分224、吊舱130、复原装置、无源部分、测距部分、哺乳动物检测部分、甲板电缆212、汇流环214、引线218、头拉伸部分222、尾端拉伸部分226、无源部分228、尾端拉伸部分226、尾转环230、尾浮标跳线232、尾浮标234、以及基本上存在于拖揽中的任何元件，所述有源部分224配置为将地震数据提供至数据记录器211。被识别元件112中的每个，例如，有源部分224，包括各自的第一IDU256，其操作性地连接至遥测链路315，以提供各自的第一标识符至拓扑控制器210。

在各个方面中，地震检测线上的元件中的每个为被识别元件112，具体地，在这些方面中，所述一个或多个被识别元件112包括在地震检测线(例如，拖揽106)上的全部有源地震元件(例如，有源部分224)和全部无源元件(例如，无源部分228)。在其它的方面中，如以下参照图3所讨论的，地震检测线包括：至少一个未识别元件312。在一些配置中，地震检测线包括：至少一个非识别(即，未识别)的有源地震元件，例如，元件312(图3)，其沿着串布置并且操作性地连接以将地震数据提供至数据记录器211。在这些配置中，地震数据可以被提供至数据记录器211，并且识别信息可以被提供至拓扑控制器210，但是地震数据和识别信息二者都可以运送在相同的遥测链路315上。

图2B示出了有源部分224的示例性配置。在这个示例中，有源部分224包括三个地震传感器225。利用有源部分224中的多个传感器225，使得例如求接收到的数据的平均以降低噪声。可以在有源部分224中使用任意数量的传感器225。不同的有源部分224可以具有相同数量的传感器225或者不同数量的传感器225。

仍参见图2A和图2B，其示出了地震检测系统。该系统包括地震检测线，例如，拖揽106。拖揽106包括沿着拖揽106布置为串的一个或多个被识别元件(例如，元件218、220、222、224、226、228、230、232或者256，它们在本文中共同地或单独地由附图标记112表示)。拖揽106还包括遥测链路315(图3)，所述遥测链路315连接沿着串的被识别元件112，并且配置为(a)将来自被识别元件112中的至少一个的地震数据传输至数据记录器211，以及(b)将识别数据传输至拓扑控制器210。被识别元件112中的每个包括相应的第一识别单元256，其操作性地连接至遥测链路315，以将相应的第一识别符提供至拓扑控制器210。如已注意到的，识别单元256可以为与地震数据处理相关的并且位于拖揽部分中的现有的电子设备或者控制器。拓扑控制器210和数据记录器211可以呈现为一个设备或者大于1个的多个设备，并且算法可以利用一个处理器886(图8)或者多个处理器886来执行。

处理器886可以呈现为例如拓扑控制器210，其操作性地连接至遥测链路315，并且配置为针对它们相应的识别符来顺序地查询元件112，利用接收到的识别符来确定拖揽106(或者其它的地震检测线以及类似的)的布置，并且呈现出确定的布置的指示(例如，监视器上的图像)。在一种应用中，处理器886能够产生与图2A中所示的类似的图像，其指示拖揽的每个部件相对于船舶的准确位置。处理器886可以进一步地配置为呈现出与未接收到相应的标识符(ID)的元件112相关的错误指示。例如，在处理器886未建立与对应于元件112的IDU256的通信时，呈现出错误指示。所述一个或多个被识别元件112可以包括至少一个有源部分224，其配置为通过遥测链路315来传输地震数据，并且处理器886可以配置为记录通过遥测链路315、来自有源部分224的地震数据。

图3为在示例性的地震系统中的数据通信的示意图。如下所讨论的，在地震勘探船上的拓扑控制器210与设备数据库310通信。拖揽106上的设备通过遥测链路315与拓扑控制器210通信。如本文所使用的，“上游”通信向着拓扑控制器210，而“下游”通信远离拓扑控制器210。通过遥测链路315地震数据正常地发送至上游，至数据记录器211(图2A)。

在这个示例中，遥测链路315为在拓扑控制器210或者数据记录器211与地震检测线的元件(例如，IDU256或者有源元件224)之间的串行总线或者其它的数据通信链路。遥测链路315可以包括，例如，一个或多个导体的绞线对或者其它导体对，屏蔽或非屏蔽(例如，两对导体)。一个绞线对可以用于上游通信，并且单独的绞线对用于下游通信，或者单个绞线对可以用于双向通信，例如通过时分或者频分复用，或者例如在以太网中所使用的碰撞检测方法。绞线对可以运送电力和数据，例如，采用单独的频段(例如，DC电力和AC信号)。RS-422、RS-485、以太网或者其它的协议可以用于通过遥测链路315的通信。各种总线协议可以用于通过遥测链路315的通信，例如，半双工或者全双工协议，或者同步或异步协议。

在这个示例中，从记录器开始，遥测链路315上的设备为：海中模块320、识别单元(IDU)356、IDU357、海中模块321、IDU358、传感器325、传感器326、海中模块322以及IDU359。如模型中所示，在至少一个方面中，尾浮标234连接至遥测链路315。这些设备中的每个在本文中被称作为“被识别元件”(元件112，图1)，其能够将标识符(ID)传输至拓扑控制器210。注意的是，除了元件312的每个元件具有至少一个IDU(未示出)。在一个应用中，被识别元件中的一个或多个具有两个IDU(在每个端部处有一个)，不仅用于确定被识别元件在拖揽中的位置，还用于确定被识别元件相对于船舶的方向。另外，示例性拖揽106包括未识别元件312，其物理布置在IDU358与传感器325之间的拖揽上，但是不连接至遥测链路315。拖揽106可以包括被识别元件和未识别元件的任意组合。例如，额外的被识别元件可以连接至IDU356和357之间的遥测链路315。被识别元件可以为有源元件(例如，传感器325、326)，或者可以为无源元件(例如，无源部分228，图2A)。未识别元件可以同样地为有源的或无源的。在这个示例中，IDU356、357、358、359对应于无源元件，并且传感器325、传感器326以及海中模块320、321、322为有源元件。

拓扑控制器210能够采用各种方式来查询被识别元件112的ID。例如，每个ID可以包括，例如用于MICROSOFTWINDOWS系统的128位全局唯一标识符(GUID)、例如用于OSFDCE系统的128位全通用唯一标识符(UUID)、例如48位以太网MAC地址的媒体访问控制(MAC)地址、或者ONE-WIRE64位唯一标识符。拓扑控制器210可以将拖揽的位置与接收到的ID之间的映射存储在设备数据库310中。位置可以通过每个IDU256来确定，每个IDU256使由拓扑控制器210传输的数据帧的数据段增加。以这种方式，由于数据帧经过连续的IDU256，所以确定出相应被识别元件112的位置。在所示的示例中，映射为位置1→元件320、2→356、3→357、4→321、5→358、6→325、7→326、8→322、9→359。在图3中，将拖揽上的这些位置示为圆圈数字。

图4为示例性地震操作的侧视图。船舶102在行进中，将源104和拖揽106拖曳在海岸线404之下。出于简化起见，附图示出了单个拖揽，但是实际上，船舶拖曳多于一个拖揽。拖揽106包括被识别元件410(例如，无源部分)和传感器225A、225B、225C、225D。如所示，期望确定出源104与传感器225A(并且类似地也针对其它的传感器)之间的水平距离425，以准确地处理由传感器225A检测出的地震数据。距离425可以通过沿着拖揽的元件的水平线来对长度求和，例如，元件411的长度426以及元件410和412的相应长度。这些长度可以存储在用于各种类型的装置的设备数据库310(图3)中。查找设备数据库310中关于拖揽106上的元件的ID有利地使得确定出距离425，而例如不必在船舶102的甲板上展开几百米的拖揽106并且进行手动测量。数据库查找也有利地使得在元件添加至船舶102与传感器225A之间的拖揽106上或者从该拖揽106中移除时，自动地再次计算距离426，并且类似地用于沿着拖揽的其它的传感器或者距离。

图5A为示例性地震操作的侧视图。在利用串行或菊花链的遥测链路315(通过虚线来图示化地表示)的方面中，遥测链路315中任意地方的间断或故障能够破坏与间断下游的任何元件的连接性。当这种间断发生时，调查人员需要确定出间断的位置，以进行修理。在所示的示例中，传感器225A的上游任何位置的间断将导致丢失与传感器225A的通信。调查人员将测试元件410、411和412，以定位故障，并且可能要测试传感器225A，以确定出通信丢失是否由传感器故障而不是遥测链路故障引起。这个调查具有各种之前方案的特点，并且可以如下所述利用每个元件的ID来容易地执行。

图5B为利用IDU的示例性地震操作的侧视图。IDU256A位于元件410的上游端部上，而IDU256B位于元件410的下游端部上。同样地，IDU256C、256D分别位于元件411的上游和下游；IDU256E和256F分别位于元件412的上游和下游；以及IDU256G和256H分别位于元件513的上游和下游。如果间断发生在传感器225A的上游，则通过遥测链路315，IDU2556A至256F中的一些可能仍是可到达的。如果IDU2556A至256F的都不可到达，则故障在元件410的上游。如果IDU256A是可到达，而IDU256B是不可到达的，则故障在元件410处。如果IDU256A和256B是可到达的，而IDU256C是不可到达的，则故障发生在元件410与元件411之间的连接处。类似地，在拖揽106中，故障在最远的下游可到达IDU256(即，利用最远的下游IDU256，拓扑控制器210能够进行正常通信)和下游的下一个IDU256之间。这有利地使得即使在拖揽正操作或者船舶102正在行进中时，也能准确地确定出故障的位置，反过来使得可以发送工作船来修复故障。可以在任意数量的被识别元件上使用任意数量的IDU256A。使用越多的IDU256，越能够针对性地定位故障。

因此，在各个方面中，地震检测线(例如，拖揽106)包括第一识别单元(例如，IDU256A、256C、256E、256G)，其布置在被识别元件112(例如，分别为元件410、411、412、513)中相应一个的相应第一端部处。被识别元件112中的每个进一步地包括相应的第二IDU256B、256D、256F、256H，它们布置在被识别元件112(分别为元件410、411、412、513)的相应一个的相应第二端部处。每个相应的第二IDU256B、256D、256F、256H操作性地连接至遥测链路(315)，以将相应的第二标识符提供至拓扑控制器(210)。

在这些方面的一些中，针对被识别元件112中的每个，相应的第一标识符和相应的第二标识符是相同的。这个标识符在本文中被称作为被识别元件112中相应一个的“公共标识符”。被识别元件112中的每个(分别为元件410、411、412、513)的第一IDU256A、256C、256E、256G和第二IDU256B、256D、256F、256H分别配置为通过遥测链路315将相应的被识别元件112的公共标识符提供至拓扑控制器210。例如，IDU256A和256B可以分别提供对应于元件410的同一个公共标识符。这可以有利地降低存储在设备数据库310中的拓扑信息的大小并且减少用于确定地震检测线的拓扑所需的时间，同时保留定位被识别元件112之间的故障的能力。

在这些方面的其它一些中，针对被识别元件112中的每个，相应的第一标识符和相应的第二标识符是不同的。例如，IDU256A可以提供与IDU256B不同的标识符。在一些配置中，例如使用序列号或者UUID作为标识符而不是使用产品代码作为标识符的配置，被识别元件112中的每个具有唯一的相应第一标识符和唯一的相应第二标识符。这可以有利地使得能够定位在被识别元件112之间和被识别元件112中的故障。

图6示出了示例性的被识别元件112，例如，IDU256或者诸如传感器225的有源元件(图2B)。被识别元件112也可以被称作为“节点”，并且可以具有唯一的标识符，例如，如以上参照图3所讨论的。上游为附图的上部。

链路615运送来自下游节点的遥测或识别数据。链路615也可以运送其它的上游约束信号。链路616运送来自被识别元件112(“节点”)的识别数据至拓扑控制器210(如模型中所示)。被识别元件112可以包括PHY、MAC或者其它收发设备以通过链路615和616通信。

电力链路(未示出)可以将来自拓扑控制器的电力向下游运送至被识别元件112，并且将来自被识别元件112的电力向下游运送至其它的被识别元件，例如，IDU或者拖揽106上的其它设备。通过电力模块605，电力被供应至被识别元件112中的电子设备，所述电力模块例如调节器，其根据在电力链路上运送的较高电压电源中提供较低电压，以操作电子设备。

所示的被识别元件112包括中央处理单元(CPU)686或者其它的处理器，例如如以下参照图8所讨论的。处理器686可以连接至存储器(未示出)以及信号测量或调节器件(例如，模数转换器ADC620)。例如，ADC620可以将水听器读取的数字数据提供给处理器686。处理器686可以包括计算机可读介质，或者连接至计算机可读介质，所述计算机可读介质例如有形的、非易失性计算机可读存储介质，从而例如保持计算机程序指令，以执行本文中所述的用于报告标识的方法，或者用于处理或传输地震数据的方法。例如，处理器686可以通过遥测链路315(图3)，例如通过链路616来接收ping。处理器686可以响应于ping而通过包括链路616的遥测链路315来传输识别信息，所述识别信息例如MAC地址或者UUID。

在示例性传感器225中，被识别元件112连接至一个或多个外围设备(未示出)，例如磁罗盘或数字通道电子单元。如所期望的，在元件或部分中可以使用任意数量的电子单元。示例性的电子单元可以包括滤波器组，其用于过滤进入的地震的数据，例如来自MEMS加速度计或者水听器或者其它类型的传感器的数据。过滤的数据可以存储在存储器中，或者通过包括链路616的遥测链路315(图3)，由处理器686向上游传输至数据记录器211(图2)。

图7为图示了用于操作地震检测线(例如，图1中所示的拖揽106)的示例性方法的流程图。除了在另外特定指定时，或者当在随后的步骤中使用来自之前步骤的数据时，可以采用任何的次序来执行步骤。在各种示例中，处理开始于步骤710。为了清楚解释，本文参考了图1至图6和图8中所示的各个部件，其能够执行或参与示例性方法的步骤。然而，应当注意的是，可以使用其它的部件；即，所示的示例性方法不限制于通过被识别部件来执行。例如，在拓扑控制器210(图2)中，以下所述的步骤可以利用处理器来自动地执行，所述处理器例如处理器886(图8，如以下所讨论的)。

在步骤710，沿着地震检测线的遥测链路315(图3)来传输查询请求(例如，识别查询请求)。遥测链路315将地震检测线的多个被识别元件连接成串，并且每个被识别元件包括识别单元256(图2)，所述识别单元256配置为传输相应的标识符。术语“串”表示如下的情况：被识别元件沿着遥测链路315顺序连接，并且串中的两个连续的被识别元件可以在遥测链路315上相邻，或者可以在被识别元件之间的遥测链路315上具有任意数量的非识别元件。

在步骤720，接收被识别元件中的一个的相应标识符，或者对没有接收到标识符进行确定。判决步骤730可以在步骤720之后。步骤720可以包括步骤725或者判决步骤770。

在使用被识别的有源元件的方面中，例如，如以下参照步骤760和765所示的，检测步骤可以包括接收被识别元件中的有源元件的相应标识符(与无源元件的标识符相对或者除了无源元件的标识符之外)，或者确定未接收到标识符。

在步骤725，将接收到的相应标识符存储在例如数据库中。这可以是设备数据库310(图3)或者如以下参照数据存储系统840(图8)所讨论的另外的设备或系统。其它的元件数据也可以存储为与接收到的标识符相关。

在判决步骤730中，确定是否满足选择的终止标准，例如，是否接收到尾浮标234的ID。如果满足，则下一步骤为步骤740。如果不满足，下一步骤为步骤710。采用这种方式，重复传输步骤710和检测步骤720，直到满足选择的终止标准为止。在一个示例中，终止标准可以是传输查询请求(步骤710)之后经过了选择时间，在选择时间期间未接收到标识符。在另一个示例中，终止标准可以是接收了在设备数据库310(图3)中所列的全部标识符组作为拖揽106的部分。

在步骤740，使用例如处理器886(图8)的处理器，自动地确定地震检测线的被识别元件的布置。例如，存储在设备数据库310(图3)中的接收到的标识符可以采用拖揽上的位置次序来布置。

在步骤750，使用处理器来自动地呈现确定出的布置的指示。例如，视觉呈现(例如，布置的列表或者图表)可以呈现在用户接口系统830(图8)。在各个方面中，步骤750之后为步骤760。

在步骤760，沿着遥测链路315来传输数据请求。数据请求从有源部分224的传感器225(都在图2B中)中请求地震数据。步骤760之后为步骤765。

在步骤765，从多个元件的有源元件中接收地震数据。在各个方面中，提供地震数据的元件为被识别元件；在其它的方面中，提供地震数据的元件不是被识别元件。

以这种方式，即使拖揽在绞车上展开或缠绕，也可以自动地确定拖揽或者其它的地震检测线的拓扑(被识别元件的布置)。各个方面进一步地提供了接收地震数据，如上所述。各个方面提供了报告故障，所述故障例如拖揽中的间断或者拖揽部件的故障。在这些方面中，步骤720包括判决步骤770。

在判决步骤770，确定(例如，由处理器886，图8)响应于在步骤710中传输的查询请求是否接收到被识别元件的标识符。如果是，则下一步骤为判决步骤730，如上所述。如果不是，则下一步骤为步骤775或者步骤779。步骤775、780、785和790为根据各个方面来呈现故障指示步骤的部分。

在步骤775中，利用处理器886来自动地确定地震检测线的故障位置。步骤775之后可以为步骤790，并且步骤775可以包括步骤780或者步骤785。故障指示可以对应于响应于未接收到标识符的查询请求(步骤710)，即地震检测线中不与拓扑控制器210(图2)通信的部分。另外或者可替选地，故障指示可以对应于接收到的最近的相应标识符，即，对应于地震检测线中不与拓扑控制器210通信的部分。由于单个元件可能特别长(例如，针对有源部分224为50m，图2)，所以可以根据特定的地震调查的需要来确定出故障位置。

在步骤780，对于存储的标识符中的每个的相应元件数据从数据库中进行检索。例如，元件数据可以包括在步骤725存储的标识符。然后，利用检索的元件数据来确定出故障位置。在一个示例中，元件数据包括拖缆(如以上参照图3所讨论的)上的位置，针对这个位置在步骤720接收标识符。可以确定出故障在存储于数据库中、关于拖缆的最高编号的位置之后，即在接收其标识符的拖缆的最高编号的位置之后。

在另一个示例中，相应的元件数据包括相应的元件长度数据。例如，基于其相应的标识符，元件长度数据可以指示每个被识别元件几米长。确定故障位置步骤可以包括：对存储的标识符中的每个(即，接收到的标识符中的每个)的相应元件长度数据求和，并且将该和提供作为确定出的故障位置。这能够提供例如展开的拖缆的实际位置，从而工作船能够发送到该位置以消除故障。

步骤785涉及各个方面，其中，被识别元件中的至少一个无源元件包括具有相应标识符的两个端部。在图5B中示出一个示例。例如，被识别元件410在每个端部上具有IDU256A、256B(都示于图5B)。在步骤785，自动地确定出接收了至少一个无源元件的相应端部的两个标识符中的多少个标识符。然后，利用比元件级更精细的分辨率来呈现相应的故障指示(在步骤790)。

在步骤790，在各个方面中，处理器886自动地呈现出故障指示。如上所述，故障指示可以对应于响应于未接收到标识符或者接收到最近的相应标识符的查询请求(步骤710)。在一个示例中，呈现故障指示步骤790包括通过网络850(图8)来传输故障指示。

步骤790可以包括例如，利用处理器886，来自动地将确定出的故障位置的视觉指示呈现在显示屏上，例如显示器835(图8)。确定出的故障位置可以显示为元件号码、沿着拖缆以米为单位的距离、或者其它的形式。例如，拓扑控制器210可以通信地连接至集成的导航系统(INS)，以接收拖曳的拖缆的坐标和方向。以这种方式，沿着拖缆以米为单位的故障位置可以转换为故障位置的纬度和经度。这使得调度工作船至那个位置。故障位置还可以呈现为示意性呈现，例如，类似于图2A的附加在显示器之上的故障图标。

在各个方面中，呈现故障指示步骤790包括：利用处理器，自动地将在步骤725中存储的元件数据的视觉指示呈现显示屏上，例如835。例如，可以呈现关于检测出的最后元件或者未检测出的第一元件的信息。在一个示例中，该信息呈现为文本，例如，“从位置5未接收到标识符；在位置4看到：类型＝海中模块，S/N＝42”，其中，从存储的元件数据中检索出类型和S/N。

在利用步骤785(具有两个标识符的无源元件，例如，如图5B中所示)的方面中，步骤790可以包括呈现对应于确定出的故障位置的故障指示，并且确定如下：(a)如果未接收到两个标识符，则故障指示表示故障为至少一个无源元件的上游；(b)如果接收到两个标识符中的一个，则故障指示表示故障在至少一个无源元件；以及(c)如果接收到两个标识符，则故障指示表示故障在至少一个无源元件的下游。参见图5B，在一个示例中，元件412为无源被识别元件。如果(a)未接收到IDU256E的标识符，也未接收到IDU256F的标识符，则故障指示可能表示故障在元件412的上游，例如在元件410或者411中。如果(b)接收到IDU256E的标识符，而未接收到IDU256F的标识符，则故障指示可能表示故障位于元件412中。如果(c)接收到IDU256E和256F二者的标识符，则故障指示可能表示故障在元件412的下游。

图8为示出数据处理系统中的部件的高层图，所述数据处理系统包括连接至外围系统820的处理器886、用户接口系统830以及数据存储系统840。处理器886能够通信地连接至网络850(在模型中示出)。设备130(图1)、210、211、256、220、224、230、234(图2A)、225(图2B)、310、312、320、321、322、356、357、358、359(图3)、102、411、225A、225B、225C、225D(图4)或者256A、256B、256C、256D、256E、256F、256G或者256H(图5B)可以分别包括系统886、820、830、840中的一个或多个，并且可以分别连接至一个或多个网络850。处理器886可以包括一个或多个微处理器、微控制器、现场可编程门阵列、专用集成电路、可编程逻辑器件(PLD)、或数字信号处理器。在一个方面中，系统886、820、830、840实施为位于船舶102或者工作船中的计算机，并且通过网络850或者其它的通信链路，处理器886连接至在另一个船舶102或者工作船(共同地由附图标记802来表示)上的类似的数据处理系统。

在一个示例中，数据存储系统840包括存储器841，例如随机存取存储器(RAM)、以及磁盘843，例如有形计算机可读取存储器件，例如硬件驱动器、软盘、光盘、DVD、只读存储器(ROM)或可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)。计算机程序指令从磁盘843读取至存储器841。然后处理器886执行加载至存储器841中的一个或多个计算机编程指令的序列，从而执行本文中所述的处理步骤。以这种方式，886执行计算机实施的处理。例如，本文中所述的方法的步骤或者本文中的流程图的方框(例如，图7)或者框图可以通过计算机程序指令来实施。存储器841也可以存储数据，例如拖缆部件的位置的数据或者以上参照设备数据库310(图3)所述的其它数据。

外围系统820可以包括配置为在处理器886与其它系统之间通信数据的一个或多个设备。例如，外围系统820可以接收来自接收器140(图1)的数据，或者可以接收来自IDU256或者图2A至2B所示的其它部件的识别数据。当从外部系统820接收数据时，处理器886可以将这种数据存储在数据存储系统840中。例如，拓扑控制器210(图2A)可以包括处理器886和连接至拖缆106的遥测链路315的外围系统820，如所示。数据记录器211(图2A)也可以包括相应的处理器886和连接至遥测链路315的相应的外围系统820。

用户接口系统830可以包括：鼠标、键盘、显示器835、触摸屏、或者用于在处理器886与用户838(示于在模型中)之间传输数据的其它设备。在各个实施方案中，处理器886进一步地配置为通过显示器835(例如，CRT、LCD或者OLED显示器)而将拖缆106的部件的视觉表示及其它们的拓扑(例如，相对位置)呈现给用户838。

在各个实施方案中，处理器886通过通信接口815连接至网络850(二者示于模型中)。例如，通信接口815可以包括通过无线链路的射频通信。通信接口815发送和接收电学、电磁或者光学信号，这些信号承载表示至网络850和来自网络850的各种类型的信息的数字或模拟数据流。处理器886可以通过网络850和通信接口815发送消息并且接收数据或程序代码。

本文中的各种实施方案包括计算机程序产品，其具有存储在有形的、非易失性的计算机可读介质(例如，磁盘843)上的计算机程序指令。这样的介质可以如通常用于这类制品的方式来制造，例如通过出版CD-ROM或者将磁盘图像写入硬盘驱动器。在由处理器886来执行存储的指令时，那些指令使得处理器886执行功能、动作或者这里各种实施方案的操作步骤，例如参照图2A和图7所讨论的。

根据前述内容，各个方面提供了拖缆的元件的识别，无论那些元件为有源的还是无源的。各个方面的一个技术效果为传输信号至拖缆106上的IDU256(二者示于图2A)，并且接收识别信息。进一步的技术效果为将拖缆106的拓扑的视觉表示(例如，拖缆106上的元件的次序和类型)呈现在电子显示器上。

各个方面有利地确定并且跟踪拓扑，使得调查人员减轻了如下工作：记录什么物理地在他的地震线上，并且在线展开或者恢复时保持跟踪。这降低了错误结果的可能性、故障时间或者可能由人为错误导致的其它负面后果。各个方面有利地使得调查操作者可以在任何时间可靠地确定出什么物理地连接至地震线。

各个方面有利地使得可以观察拓扑，而与拖缆或者其它的地震线的物理设置无关。即使地震线存储在绞车上或者堆积在地面上，用户也可以将拓扑控制器210(图2A)或者其它的拓扑确定子系统连接至地震线，并且直接观察拓扑。这使得确定出期望的装置存在于拖缆，减少了执行手动处理操作来确定拖缆内容的需求。拖缆的手动处理降低还可以提供工人的安全性。

在各个方面中，拓扑确定子系统与设备数据库通信，以提高地震勘探船上的装备后勤保障。例如，在时间上分析拖缆数据可以使得更准确地预测什么时候将需要修复或者什么时候应当执行预防性维护。

如上所述，在之前的方案中，在若干无源部分串行连接，并且发生遥测故障的情况下，除了对部分逐个地断开连接并且进行测试之外，可能难以定位故障。各个方面有利地便于排除故障。当使用IDU时，如果遥测发生故障，并且需要维护的部分可以容易地识别为，例如包括最上游IDU或者紧接着最上游IDU的部分，从而进行响应。

各个方面有利地包括拓扑确定子系统，其与导航或地形系统进行接口，以针对每个元件给出内嵌偏移。这在以上参照图4和图7进行了讨论。

应当理解的是，本说明书不旨在限制本发明。相反地，示例性实施方案旨在覆盖包括在本发明的精神和范围内的替选方式、修改方式或等同方式。另外，在示例性实施方案的具体描述中，陈述了许多具体的细节，以提供了全面地理解所要求保护的发明。然而，本领域的技术人员将理解的是，各个实施方案可以实施为不具有这些具体细节。

尽管在实施方案中采用特定的组合描述了本示例性实施方案的特征和元件，三十每个特征或元件可以单独地使用，而不包括实施方案的其它特征和元件，或者采用与本文公开的其它特征和元件各种组合的方式或者不与本文公开的其它特征和元件组合。

本书面描述使用所公开的主题的示例，以使本领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。该主题的专利范围可以包括本领域的技术人员想到的其它示例。这些其它的示例旨在处于权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种地震检测线，其包括：

一个或多个被识别元件(112)，其沿着地震检测线布置为串；以及

遥测链路(315)，其沿着串连接被识别元件(112)，并且配置为将来自被识别元件的至少一个的地震数据传输至数据记录器，以及将识别数据传输至拓扑控制器(210)，

其中，被识别元件(112)中的每个包括相应的第一识别单元(256)，所述第一识别单元(256)操作性地连接至遥测链路(315)以将相应的第一标识符提供至拓扑控制器。

2.根据权利要求1所述的地震检测线，其中，所述一个或多个被识别元件包括在地震检测线上的全部有源地震元件和全部无源元件。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的地震检测线，进一步地包括：至少一个非识别有源地震元件，其沿着串布置并且操作性地连接以将地震数据提供至数据记录器。

4.根据权利要求1或2中任意一项所述的地震检测线，其中，所述一个或多个被识别元件包括至少一个有源地震元件，有源地震元件配置为将地震数据提供至数据记录器。

5.根据权利要求1或2中任意一项所述的地震检测线，其中，相应的第一识别单元中的每个布置在被识别元件中相应一个的相应的第一端部处，并且被识别元件中的每个进一步地包括相应的第二识别单元，相应的第二识别单元布置在被识别元件中相应一个的相应的第二端部处，每个相应的第二识别单元操作性地连接至遥测链路，并将相应的第二识别符提供至拓扑控制器。

6.一种地震检测系统，其包括：

地震检测线，其包括：

一个或多个被识别元件(112)，其沿着地震检测线布置为串，

遥测链路(315)，其沿着串连接被识别元件并且配置为将来自被识别元件的至少一个的地震数据传输至数据记录器，以及将识别数据传输至拓扑控制器，

其中，被识别元件(112)中的每个包括相应的第一识别单元，第一识别单元操作性地连接至遥测链路(315)，以将相应的第一标识符提供至拓扑控制器(210)；以及

处理器(686)，其操作性地连接至遥测链路(315)，并且配置为连续地查询被识别元件(112)的相应标识符，利用接收到的标识符来确定地震检测线的布置，以及呈现确定出的布置的指示。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，处理器进一步地配置为呈现与未接收到相应标识符的元件相对应的故障指示。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述一个或多个被识别元件包括至少一个有源地震元件和处理器(686)，所述至少一个有源地震元件配置为通过遥测链路(315)来传输地震数据，所述处理器(686)配置为记录通过遥测链路(315)来自有源地震元件的地震数据。

9.一种操作地震检测线的方法，所述方法包括：

沿着地震检测线的遥测链路(315)来传输查询请求(710)，其中，遥测链路将地震检测线中的多个被识别元件(112)连接为串，并且被识别元件(112)中的每个包括识别单元(256)，所述识别单元(256)配置为传输相应的标识符；

检测是否接收到元件中的一个的相应标识符(770)；

重复传输和检测步骤，直到选择的终止标准满足(730)；

利用处理器来自动地确定地震检测线的被识别元件的布置(740)；

利用处理器来自动地呈现确定出的布置的指示(750)。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步地包括：

如果未接收到标识符，则利用处理器自动地呈现对应于响应于未接收到标识符、或者接收的最近的相应标识符的查询请求的故障指示。