Контроль, мониторинг и визуализация данных эксперимента COSY-TOF в режиме реального времени

• Автор: Бородина, Екатерина Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Оглавление
Список используемых сокращений
Введение
1 Эксперимент COSY-TOF
1.1 Физическая постановка задачи
1.2 Событие - базовый объект исследования в ядерной физике
1.3 Виды детекторов для регистрации частиц
1.3.1 Трековые и координатные детекторы и их параметры
1.3.2 Сцинтилляторы
1.3.3 Микростриповые детекторы
1.3.4 Дрейфовые камеры
1.3.5 Калориметры
1.4 Ускоритель COSY
1.5 Детекторная установка COSY-TOF
1.6 Конструкция установки
1.6.1 Система коллиматоров
1.6.2 Мишень
1.6.3 Стартовый детектор
1.6.4 Barrel детектор
1.6.5 Вихревые детекторы детекторы Quirl и Ring
1.6.6 Калориметр
1.7 Модернизация эксперимента COSY-TOF
1.7.1 Кремниевый телескоп SQT
1.7.2 Соломенный детектор STT
2 Обработка данных
2.1 Автоматизация эксперимента
2.2 Сбор данных
2.2.1 Система сбора данных

2.2.2 Триггеры — механизм отбора событий
2.2.3 Потоки данных
2.3 Комплекс ПО «TOF-ONLINE» для конвейерной обработки экспериментальных данных
2.3.1 Концепция разработанного ПО
2.3.2 Используемые форматы данных
2.3.3 Конвертация данных
2.3.4 Платформа для обработки экспериментальных данных ROOT
2.3.5 Визуализация статистических данных
2.3.6 Средства для обеспечения конвейерной обработки данных в режиме
реального времени
2.3.7 Файлы с параметрами эксперимента и обработки
2.3.8 Обнаружение ошибок функционирования установки посредством визуализации статистических данных
2.3.9 Графический интерфейс
2.4 Установка пороговых значений
3 Визуализация отдельных событий
3.1 Объекты для построения геометрической модели
3.1.1 Тело - базовый объект геометрической модели
3.1.2 Создание фигур геометрических объектов
3.1.3 Позиционирование элементов - матрицы трансформации:
3.1.4 Описание связей между элементами: узлы
3.1.5 Виртуальные контейнеры
3.1.6 Клонирование виртуальных элементов
3.1.7 Создание геометрической модели для детектора с элементами комплексной формы
3.2 Геометрическая модель
3.2.1 Иерархия геометрической модели
3.2.2 Этапы создания геометрической модели
3.2.3 Критерии создания геометрической визуализации
3.3 Визуализация отдельных событий в виде состояний экспериментальной установки в конкретные моменты времени

3.4 Геометрическая модель для индексной визуализации
3.4.1 Переход от координатной к индексной визуализации
3.4.2 Особенности геометрической иерархии для индексной визуализации
3.4.3 Навигация - продвижение по идентификаторам и индексам
3.4.4 Программный интерфейс для отображения созданной визуализации
3.4.5 Дисплей событий и графический интерфейс
3.5 Варианты отображения визуализации отдельных событий
3.6 Тестирование геометрической визуализации
3.6.1 Тестирование геометрической модели в целом
3.6.2 Тестирование взаимного расположения детекторов
3.7 Этапы создания геометрического пакета для визуализации отдельных событий
4 Реконструкция треков исследуемых элементарных частиц
4.1 Реконструкция треков для различных детекторов
4.2 Реконструкция треков для вихревых детекторов
4.3 Реконструкция треков для STT
4.3.1 Параметризация и группировка трубок по трекам с помощью метода
тройных слоёв
4.3.2 Алгоритм реконструкции треков для STT
4.4 Отбор исследуемых данных и определений позиций детекторов на основе реконструкции треков
4.4.1 Отбор исследуемых реакций
4.4.2 Определение реальных позиций детекторов
4.5 Тестирование ПО на основе реконструкции треков
4.5.1 Тестирование визуализации отдельных событий посредством визуализации реконструированных треков
4.5.2 Моделирование треков частиц
5 Анализ упругих столкновений
5.1 Отбор упругих столкновений
5.2 Тестирование реконструкции треков на упругих рассеяниях
5.3 Юстировка позиции кремниевого телескопа
5.4 Определение реального положения STT детектора
5.5 Калибровка детектора Barrel

Эксперимент СОЭУ-ТОР
Риг.. 2.2. Схема потока данных на эксперименте, основанного на магистралъно-модулыюм принципе организации измерительной аппаратуры.
2.3.1. Концепция разработанного ПО
Разработанный н ходе работы пакет прикладных программ на языке С++, состоит из программ для конвертации данных, программы для визуализации цифровых данных, графического интерфейса и геометрического представления. Общая схема сбора и контроля данных приведена на Рис. 2.3.
Составные части комплекса ПО
Программы для конвертации данных перекодируют поток бинарных данных разных форматов о различных оцифровывающих модулей,поступающий от системы сбора данных, в формат, ориентированный на конструкцию детектора. Полученные значения либо передаются по именованным каналам для последующих выбранных этапов обработки, либо сохраняются в текстовых файлах в виде наборов значений физических величин для дальнейшего подробного анализа.
Следующая часть ПО - модуль, который отвечает за визуализацию данных (построение различных спектров и гистограмм, являющихся основным типом отражения статистической информации в экспериментах в области физики элементарных частиц) и обнов-