2.4.2.2 Процесс обработки данных
Система SNDP построена по принципу функционального разделения процессов. Это значит, что каждый процесс выполняет возложенные на него функции с последующей передачей результатов своей работы другому процессу. Так, процесс Дискового Кольцевого Буфера (DLM) отвечает за управление приемом непрерывной информации. Процессы Детектора отвечают за предварительный поиск и обнаружение сигналов на принятых фрагментах. Процессы Измерителя осуществляют поиск точного вступления фаз и измерение их основных параметров (кажущейся скорости, периода, амплитуды и т.д.) и определения их типа. Процесс Ассоциатора устанавливает привязку фаз к выбранному событию. Процесс Локации по заданному списку ассоциированных фаз находит координаты источника.
Функциональная декомпозиция позволяет конечному пользователю в зависимости от возможностей и мощностей оборудования, на которое устанавливается программное обеспечение, позволяющее выбрать именно тот набор процессов, который необходим ему для поставленных задач. Это позволяет при минимуме затрат получить необходимые результаты.
Рисунок 3 - Основные компоненты системы реального времени.
Специальный компонент «Виртуальный сервер» позволяет объединить несколько локальных машин в один виртуальный сервер для распределения выполнения задач системы реального времени между различными узлами.
2.4.2.3 Конфигурирование SNDP
Следует отметить, что в отличие от системы Earthworm, SNDP использует одну и ту же настройку как для режима реального времени, так и для интерактивной обработки.
Все наиболее важные настройки системы вынесены в специальную директорию cfg/. Каждый функционально-независимый объект системы обладает своей собственной поддиректорией с настройками. Это позволяет быстро найти необходимый файл и переконфигурировать компонент.
Система SNDP широко использует понятие «сайта» - множества станций, объединенных некоторыми логическими критериями. Это позволяет пользователю группировать станции в соответствии с необходимой ему структурой.
Также следует отметить использование так называемого «виртуального сервера». Это специальный компонент, позволяющий объединить несколько (возможно, один) физических серверов, на которых происходит обработка сейсмической информации. С одной стороны, виртуальный сервер позволяет разнести функционирование процессов на различные серверы, а с другой – не заботиться об их истинном местоположении.
Основные поддиректории:
dl/ – конфигурация сети станций;
dp/ – настройки детектора;
est/ – настройки Измерителя;
ra/ – настройки Ассоциатора;
system/V_Server.cfg – конфигурация виртуального сервера;
system/LOG.cfg – настройки журнальных файлов (лог-файлов).
Для изучения сигналов и подбора параметров Детектора SNDP предоставляет специальный механизм повторного детектирования. Используя этот режим, оператор в реальном времени наблюдает за сигналами, поступающими в кольцевые буферы станций. По желанию оператор может переключиться в режим повторного детектирования, выбрав интересующий его фрагмент принятой информации. И после этого в интерактивном режиме проследить все этапы обработки, которым выбранным фрагмент подвергался в реальном времени. Изучив полученные результаты, оператор может скорректировать необходимые параметры и повторить эту операцию вновь.
После завершения работы оператор имеет возможность обновить параметры Детектора реального времени (без остановки или перезапуска системы). После чего процесс Детектор будет использовать новые параметры для обнаружения сигналов в реальном времени. В любой момент оператор может вновь переключиться в режим реального времени для наблюдения за приемом информации.
Подобная интеграция реального и интерактивного режимов позволяет эффективно заниматься настройкой SNDP при внедрении в новую сеть.
Детектор SNDP работает по принципу разбиения широкой полосы на относительно узкие полосы, в каждой из которых применяется стандартный метод построения STA/LTA трасс. При этом в каждой частотной полосе происходит фильтрация поступившего фрагмента сейсмической информации, применение STA/LTA-метода, использование пороговых значений шума и времени превышения этих значений. После чего используется процедура группирования и конкуренции сигналов, позволяющая выбрать заданным образом сгруппировать обнаруженные моменты вступления и выбрать в каждой полученной группе оптимальный из них (с точки зрения момента вступления и SNR). Используемый механизм детектирования сигналов является очень гибким, что позволяет применять его в самых различных областях.
Акцентирование настроек SNDP на работу с локальными событиями (разница времен вступления волн менее 3,5 секунд) отразилась также на настройках Измерителя. Скрипт Измерителя устроен таким образом, что позволяет накапливать фрагменты, получаемые процессом Измерителя от процесса Детектора в режиме реального времени, в специальных архивах.
Рисунок 4 - Структура конфигурационной директории SNDP.
cfg – имя корневого конфигурационного каталога,
dl – каталог настроек кольцевого буфера,
dp – детектора,
est – измерителя фаз,
ra – ассоциатора,
system – системных настроек.
Файлы:
Net_Config – сетевые настройки,
site_name – имя полигона,
Site_Config – файл настроек полигона,
DP.cfg – детектора,
EST.cfg – измерителя,
regass.par – ассоциатора,
V_Server.cfg – виртуального сервера,
LOG.cfg – настроек журнала регистрации.
Затем оператор в интерактивном режиме может просмотреть любой из интересующих его фрагментов с целью повторения процедуры измерения с отображением всех этапов, которым подвергается выбранный фрагмент во время работы Измерителя. Это позволяет настроить скрипт Измерителя наиболее оптимальным образом с учетом всех особенностей сигналов сети. Благодаря тому, что Измеритель представляет собой скрипт JCL (текстовый файл, написанный по определенным правилам), это открывает дополнительные возможности по изучению и изменению логики его работы оператором (с возможностью добавления новых процедур сейсмического анализа, настройки внутренних параметров и пр.).
Все измеренные параметры фаз попадают на вход Ассоциатору. По заданному годографу (travel time) и географической сетке Ассоциатор пытается получить событие по заданному набору фаз. SNDP предоставляет специальную сейсмическую процедуру построения годографа, которая вызывается оператором при работе в интерактивном режиме. В качестве входного параметра процедуре задается скоростной разрез среды.
Для построения географической сетки используется специальный графический модуль – Staplane, позволяющий в интерактивном режиме проделать необходимые действия для генерации файла узлов. Кроме того, после завершения процедуры построения сетки оператор имеет возможность добавить дополнительные узлы для каких-то конкретных объектов в выбранном регионе. Это позволит получать более точные координаты для событий, приходящих с выбранных объектов.
Основная задача Ассоциатора – определить такой набор фаз из всех фаз, поступивших на ассоциацию, который соответствует какому-либо событию в построенной географической сетке. Одновременно с этим процесс Ассоциатора определяет предварительные координаты гипоцентра.
Полученные результаты (набор фаз, предварительные координаты) передаются на вход процессу Локации, которая выполняет все подготовительные действия для вызова программы определения координат гипоцентра hypo2000. Оператор может сконфигурировать процесс Локации таким образом, чтобы использовать полученные координаты как предварительные координаты гипоцентра (trial hypocenter), либо же отказаться от них, попробовав найти другое решение. Часто координаты процесса Ассоциатора оказываются точнее соответствующих координат, полученных программой hypo2000. Но так как программа ассоциации является одним из уникальных алгоритмов, а программа hypo2000 является признанным стандартом де-факто для определения параметров гипоцентра, оператору выдаются координаты, полученные только программой hypo2000. Координаты, полученные программой ассоциации, сохраняются в соответствующих бюллетенях и могут быть просмотрены оператором при необходимости.
Необходимо отметить тот факт, что программа ассоциации позволяет получать координаты события даже при малом количестве переданных на ассоциацию фаз (например, в случае малого количества станций). При этом программа локации hypo2000 может не сойтись. В этом случае пользователю выдаются координаты программы Ассоциатора.
Программа Локации также может быть вызвана в интерактивном режиме. При этом оператор имеет возможность провести ручной выбор фаз интересующего его фрагмента данных (picking), измерить требуемые параметры и вызвать программу Локации для получения более точных результатов.
Последним этапом обработки сейсмических данных является уведомление пользователя о найденном решении посредством сервиса SMTP (UNIX утилита sendmail). Также система в автоматическом режиме передает запрос на данные к Дисковому кольцевому буферу для запроса необходимых данных волновых форм. Полученные данные сжимаются и передаются на удаленный узел, заданный в файле конфигурации, посредством FTP или SFTP протокола, где могут быть просмотрены оператором в интерактивном режиме средствами SNDP.
В зависимости от настроек производится построение географической карты с отображением координат найденного решения.
Позже в разделе 4 мы вернемся к возможности интеграции новых программ в систему SNDP, это потребует некоторого обзора интерактивных возможностей системы, в частности JCL, который здесь уже упоминался, а также так называемых SA-процедур (Seismic Analysis Procedures) – одного из модулей интерактивного режима работы SNDP.
|
