Athens Neutron Monitor Data Processing Center ANMONDAP CENTER

1. Athens Neutron Monitor Data Processing Center ANMONDAP CENTER Ανάπτυξη Υποδομής για συλλογή αποθήκευση και επεξεργασία δεδομένωναπό το παγκόσμιο δίκτυο Μετρητών Νετρονίων σε πραγματικό χρόνο Σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για GLE γεγονότα

2. Αναλυτικότερα: • Σύστημα συλλογής δεδομένων από τους σταθμούς νετρονίων του πλανήτη • Εφεδρικό σύστημα συλλογής δεδομένων από το IZMIRAN • Τοπική βάση δεδομένων • Περιγραφή μεθόδου παραγωγήςπροειδοποιητικού σήματος για GLE • Περιγραφή μεθόδων κοινοποίησης του σήματος συναγερμού GLE • Πρώτος συναγερμόςGLE σε πραγματικό χρόνο 13_12_06 • Ανάλυση παλαιότερων γεγονότων • Τρέχουσα αναβάθμιση συστήματος

3. Σύστημα συλλογής δεδομένων από τους σταθμούς μέτρησης νετρονίων του πλανήτη

5. Σταθμοί που δίνουν Δεδομένα σε πραγματικό χρόνο στο διαδίκτυο

6. Βάση Δεδομένων με τα χαρακτηριστικά των σταθμών δικτύου (Station databaseprogram) Timer Λειτουργία λογισμικού Πρόγραμμα γενικής διαχείρισης σταθμών δικτύου Πίνακας γενικού χρονισμού (General Configuration Table) Χρονιστής (Scheduler) Σύστημα συλλογής δεδομένων σταθμών νετρονίων

7. Scheduler LOCAL DATABASE LOCAL DATABASE LOCAL DATABASE REMOTE STATION REMOTE STATION REMOTE STATION Timer Λειτουργία λογισμικού Station #2 Downloader Station #N Downloader Station #1 Downloader Σύστημα συλλογής δεδομένων σταθμών νετρονίων

8. Βάση με τα χαρακτηριστικά των σταθμών δικτύου Station Database Program (SDP) Όνομα σταθμού Δικτυακή θέση Όνομα σχετικού downloader Όνομα αρχείου τοπικής καταγραφής Περιοδικότητα συλλογής δεδομένων Ο χειριστής της βάσης μπορεί να καθορίζει εάν ένας σταθμός είναι ενεργός για συλλογή δεδομένων ή όχι Το πρόγραμμα SDP δημιουργεί τον πίνακα “Global Configuration Table” GCT Σύστημα συλλογής δεδομένων σταθμών νετρονίων

9. Χρονιστής (Scheduler) Ο πίνακας GCT διαθέτει μία στήλη για κάθε σταθμό που συμμετέχει στην διαδικασία συλλογής δεδομένων. Οι γραμμές αντιπροσωπεύουν λεπτά ενός εικοσιτετραώρου. Βασισμένο στην περίοδο συλλογής δεδομένων που έχει δηλωθεί για κάθε σταθμό το πρόγραμμα SDP τοποθετεί έναν άσσο «1» στα λεπτά για τα οποία πρέπει να πραγματοποιηθεί προγραμματισμένη συλλογή δεδομένων. Ο πίνακας GCT τροφοδοτεί με δεδομένα το πρόγραμμα χρονιστή συλλογής δεδομένων (Scheduler). O χρονιστής διαβάζει τον πίνακα GCT κάθε λεπτό και βασισμένος στα δεδομένα του, καθώς και στα δεδομένα της βάσης δεδομένων σταθμών, καλεί το αντίστοιχο πρόγραμμα συλλογής δεδομένων για κάθε σταθμό και αποθηκεύει τα δεδομένα στο αντίστοιχο αρχείο τοπικής καταγραφής. Σύστημα συλλογής δεδομένων σταθμών νετρονίων

10. Προγράμματα συλλογής δεδομένων (Downloaders) Χρησιμοποιούμε πολλαπλά ανεξάρτητα προγράμματα συλλογής δεδομένων σε παράλληλη λειτουργία. Ένα ξεχωριστό πρόγραμμα συλλογής δεδομένων για κάθε σταθμό. Προβλήματα σε έναν σταθμό δεν επηρεάζουν τους υπόλοιπους. Διαφορετικά είδη προγραμμάτων συλλογής δεδομένων ανάλογα με τις διαφορετικές υποδομές των απομακρυσμένων σταθμών. Τεχνολογίες Ftp Http ASP Σύστημα συλλογής δεδομένων σταθμών νετρονίων

11. Εφεδρικό σύστημα συλλογής δεδομένων από το IZMIRAN

12. IZMIRAN DATABASE ANMODAP DATABASE Station #N Station #5 Station #4 Station #3 Station #2 Station #1 FTP Downloader #N FTP Downloader #5 FTP Downloader #4 FTP Downloader #3 FTP Downloader #2 FTP Downloader #1 Εφεδρικό Σύστημα συλλογής δεδομένων

13. Τοπική Βάση Δεδομένων

14. Αποθήκευση Δεδομένων Ανάκληση Δεδομένων Γραφική απεικόνιση Αναφορές Εκτυπώσεις Τοπική Βάση δεδομένων

15. Αποθήκευση και Ανάκληση Δεδομένων Τοπική Βάση δεδομένων

16. Γραφική απεικόνιση Τοπική Βάση δεδομένων

17. Αναφορές κειμένου και Εκτυπώσειςδεδομένων Τοπική Βάση δεδομένων

18. Σύστημα προειδοποίησης γιαGround Level Event (GLE)

19. Τι είναι τα GLE ? • Απότομη αύξηση της καταμετρούμενης ροής κοσμικής ακτινοβολίαςστην επιφάνεια της Γης κατά τουλάχιστον 10% επάνω από το υπόβαθρο ακτινοβολίας η οποία σχετίζεται με ηλιακά πρωτόνια ενεργειών μεγαλυτέρων από 500 Mev. • Τα GLEs είναι σχετικά σπάνια και εμφανίζονται με μια συχνότητα περίπου ένα ανά έτος. (65 στην περίοδο 1942 έως 2004) • Διαρκούν συνήθως από 6 έως 12 ώρες αλλά εμφανίζουν μέγιστο στις πρώτες 1 έως τρεις ώρες • Η αύξηση δεν είναι ισοκατανεμημένη στην επιφάνεια της Γης.

20. Γιατί είναι σημαντική η πρόγνωσή τους ? Υγεία Τηλεπικοινωνίες Αεροπλοΐα Δορυφορικά συστήματα & αποστολές Ηλεκτρικά δίκτυα

21. Βασική αρχή της πρόγνωσης Σωμάτια πολύ υψηλών ενεργειών (μερικών GeV/nucleon) έρχονται από τον ήλιο μερικά λεπτά γρηγορότερα από τον κύριο όγκο των μικρότερης ενέργειας σωματιδίων τα οποία και προκαλούν τις χειρότερες καταστροφές

22. GLE Alert System • N ανεξάρτητοι downloaders ένας για κάθε σταθμό που συμμετέχει στο σύστημα παραγωγής προειδοποιητικού σήματος [STATION]_downlader.exe

23. Για κάθε σταθμό λειτουργεί ένα πρόγραμμα με όνομα [station]_GLE_alert.exeΤο πρόγραμμα αυτό κάθε λεπτό υπολογίζει τη μέση τιμή των τελευταίων 60 μετρήσεων λεπτού καθώς και την τιμή ενός μεταβαλλόμενου στο χρόνο κατωφλιού το οποίο είναι ίσο με N*Sigma Ο πολλαπλασιαστής Ν ορίζεται για κάθε σταθμό ως η τιμή για την οποία για τον σταθμό αυτό το σύστημα προειδοποίησης δίνει τον μέγιστο αριθμό επιτυχών συναγερμώνκαι τον ελάχιστο αριθμό εσφαλμένων συναγερμών για τα γεγονότα GLE των τελευταίων 10 ετών. Σύστημα προειδοποίησης γιαGLE

24. Moving Threshold 1 2 3 4 5 Μέθοδος παραγωγήςπροειδοποιητικού σήματοςγιαGLE Πότε ενεργοποιείται συναγερμός Σταθμού Νετρονίων ? • Εάν η τελευταία πλέον πρόσφατη μέτρηση ξεπερνάει το μεταβαλλόμενο κατώφλι τότε το πρόγραμμα καταγράφει ένα σημείο σημαντικής ένδειξης (pre-alert point) • Όταν καταγραφούν 5 σημεία ένδειξης σε διαδοχή τότε παράγεται σήμα συναγερμού σταθμού (station alert) Σύστημα προειδοποίησης γιαGLE

25. Μέθοδος παραγωγήςπροειδοποιητικού σήματοςγιαGLE Πότε ενεργοποιείται γενικός συναγερμός γεγονότος GLE ? • Ένα πρόγραμμα επιτήρησης με την ονομασία Check_For_alert ελέγχει κάθε λεπτό την κατάσταση κάθε σταθμού του δικτύου. • Εάν το πρόγραμμα αυτό ανιχνεύσει τουλάχιστον τρεις σταθμούς σε κατάσταση συναγερμού τότε παράγει σήμα γενικού συναγερμού επικείμενου GLE γεγονότος

26. Δικτυακή παρουσίαση της εξέλιξης συναγερμού Η οπτική απεικόνιση της εξέλιξης τουσυναγερμού για GLE δημιουργείται από ένα πρόγραμμα με το όνομα Make_Page το πρόγραμμα αυτό κάθε λεπτό παράγει μία ιστοσελίδα με απεικόνιση της κατάστασης κάθε σταθμού που μετέχει στο δίκτυο των σταθμών Κάθε έγχρωμη μπάρα αναπαριστά ένα σημείο σημαντικής ένδειξης

27. Κοινοποίηση συναγερμού e-mail Δίκτυο κινητής τηλεφωνίας GSM Δίκτυο σταθερής τηλεφωνίας

28. Παράδειγμα συναγερμού GLE 15/04/01(Αποτελέσματα από ανάλυση μη πραγματικού χρόνου) Ο συναγερμός GLE προηγείται από τον πλέον έγκαιρο συναγερμό των δορυφόρων GOES κατά 14 λεπτά

29. Πρώτος συναγερμός γεγονότος GLE σε πραγματικό χρόνο από το σταθμό της Αθήνας 13/12/2006

30. 13/12/2006 Πρώτος συναγερμός γεγονότος GLE σε πραγματικό χρόνο από το σταθμό της Αθήνας 1min update every min Alert Time 03:05 Onset Time 02:51 4 station in GLE alert system that day Three stations in alert

31. Time

32. Σύγκριση με το σύστημα προειδοποίησης των δορυφόρων GOES • Ο συναγερμός της Αθήνας προηγείται 7 λεπτάτου νωρίτερου συναγερμού που μπορούν να δώσουν οι δορυφόροι

33. Δικτυακή αναπαράστασητης εξέλιξης συναγερμού Ανάλυση μη πραγματικού χρόνου για τρεις σταθμούς Alert Time 03:04 Onset Time 02:49

34. Δικτυακή αναπαράσταση της εξέλιξης συναγερμού

35. “Τρέξαμε” το σύστημα παραγωγής συναγερμών για τα ιστορικά GLE γεγονότα των 10 τελευταίων ετών

36. Ανάλυση ιστορικών δεδομένων

37. Προτάσεις αναβάθμισης

38. Το σύστημα παραγωγήςσυναγερμού GLE αναβαθμίζεται συνεχώς με προσθήκη νέων σταθμών που διαθέτουν δεδομένα λεπτού κάθε λεπτό σε πραγματικό χρόνο • Είναι πολύ σημαντικό να έχουμε δεδομένα λεπτού από τους σταθμούς, τα οποία να ανανεώνονται στο δίκτυο κάθε λεπτό. • Πολλοί σταθμοί ενώ διαθέτουν δεδομένα ανάλυσης λεπτού τα κοινοποιούν κάθε μία ώρα ή κάθε πέντε λεπτά. • Προκειμένου να αναπτύξουμε τις εφαρμογές μας πολλές φορές χρησιμοποιούμε τα δεδομένα τους κάθε λεπτό με παράθυρο χρόνου στο παρελθόν αλλά δεν είναι δυνατόν να τους χρησιμοποιήσουμε σε πραγματικό χρόνο.

39. Σχετικά με το θέμα του Συγχρονισμού • Το σύστημα παραγωγής συναγερμών για επικείμενο GLE χρησιμοποιεί τον χρόνο του τοπικού server για να αναλύσει τις εντάσεις των σταθμών κάθε λεπτό. • Αυτό καθιστά το σύστημα ανεξάρτητο από τις διαφορές χρόνου που παρατηρούνται στις καταχωρήσεις των μετρήσεων των σταθμών για την ίδια χρονική στιγμή. Αλλά • Για την ανάλυση γεγονότων του παρελθόντος υποθέτουμε ότι τα δεδομένα από διαφορετικούς σταθμούς είναι καλά συγχρονισμένα.

40. Συμπερασματικά …… Η πρόγνωση GLE γεγονότων από το σύστημα πρόγνωσης του σταθμού της Αθήνας λειτουργεί με επιτυχία. Η συνεργασία των σταθμών μέτρησης νετρονίων υπό τη μορφή ενός παγκόσμιου δικτύου έχει επιφέρει πολύ καλά επιστημονικά αποτελέσματα μέχρι σήμερα και για το λόγο αυτό θα συνεχιστεί στα πλαίσια πανευρωπαϊκών προγραμμάτων. Ευχαριστώ