全天Ｘ線監視装置 MAXI 地上データ処理システムの開発 I ー 地上データ処理システムの開発状況

ー佐藤 俊宏、小笠原 直進、中村 一尋、根來 均 ( 日本大学 ) 、

冨田 洋、倉又 尚之、上野 史郎 (JAXA/TKSC) 、小浜 光洋 ( 理化学研究所 )

中本 啓之、堀田 和宏、平尾 弘 (SEC)

概要　　　現在、 2008 年から稼動予定の全天 X 線監視装置

MAXI の地上データ処理装置の開発を進めており、その現状を報告する。 MAXI のデータはすべて JAXA/TKSCにある OCS(JEM 運用管制システム ) を経由して提供され、それらを（株） SEC 、 JAXA 、日大らが設計開発したデータ処理システムで処理する。同システムでは、リアルタイムにハードウェアの状況や X 線天体の変動を監視する QL(Quick Look) システムに必要なデータを配信したり、リレーショナルデータベースに格納するなどの機能を持つ。今年度、これらに GUI 機能を実装させ、データの取得状況や回線の接続状況などを用意に監視できるようにした。また、その新たに実装した部分も含め、現在、システムの動作試験を行っている。

DP / OCS の進捗状況• DP .. MAXI に搭載されているデータ処理装置

– 姿勢などのサポートセンサー類の出力仕様を含む、最終データフォーマット (PFM) が今春決定。

• 地上ソフトも、最終フォーマットに対応した処理システムで試験を行なう。

• OCS .. JAXA 筑波センター内の JEM 運用管制システム（ MAXI 運用室へのデータ配布元であり、直接のコマンド送信先）– 2006/1-2 月最終総合試験が終了

• 現在、最終仕様を調査中。• 来年度、 MAXI の運用コマンド等の整備を行う。

– NASA 経由の中速系システムの整備が進む。• I/F の確定後、来年度、通信試験を計画中。

• 地上データ処理システムに求められる能力– 稼動から 2 年間で、 ~TB にもなるデータ量を取り扱う

– 爆発天体、新星、変動天体等が発見→速報

– 非常に大きなデータを扱う RDBMS 　– 即座にデータ処理して、変動を速報するシステム– テレメトリデータを取得し、 DB 、速報システムにデータを送るシステム　→　（株） SEC と共同開発

地上データ処理システム

そこで…

…の開発は特に重要！

Alert

SEC DB System RDBMS

Nova Seach

生データ分解、加工データ　　（＋生データ）加工データを用いてさらに解析されたデータ

W36b 中村

W34b 佐藤 W35b 小笠原

SEC DB システム

プログラム 機能 内容データ取得機能 取得

保存配信

OCS からデータを取得し、生データを保存する。また、要求があれば生データを QL 端末に配信する。

データ解析機能 加工保存配信

取得したデータを各データ項目毎に分解し、加工（工学値変換）する。

データ登録機能 加工保存

データ処理されたデータをデータベースのテーブルに保存する。生データの欠損等を監視する。

データ検索機能 配信 要求のあった過去のデータを検索し、 QL 端末に配信する。

GUI 機能 データ通信状況をグラフィカルにし、操作を容易にする。

2006 年、 GUI 機能実装。

TODO• リリースされた SEC DB システムの調査

– バグ出し• 実運用を考慮した試験

– 長期定常運用試験– 通信経路等による時刻逆転データの処理– 欠損データに対する処理

– ソフトウェア（ Flexibility ）、ハードウェア (Scalability) 依存性• システムの柔軟性向上• OS 、 RDBMS の依存性• 各種ソフトウェアのバージョン依存性• 分散環境（高負荷の処理は別マシンで処理）

• DB システムの取り扱い簡易化– 誰もが使えるようなドキュメントの整備– システムに依存しない容易な導入（インストール）システムの開

発

システムのソフトウェアバージョン依存性

• OS– RedHat Linux9 ( 開発ベース） – Fedora Core3,4 （現試験環境）

• Fedora Core4 では、 CORBA 起動せず（原因不明）• JAVA

– Java1.4, 1.5• GUI の見た目のみ変化

• RDBMS– postgresql-7.3, 8.1

• 起動状態のチェック方法を外部パラメータ化（環境設定で容易に他のバージョンに対応可能）

– % pg_ctl status postmaster is running (pid:XXXX) … (Ver. 7.3) → “pid” をキーワードとして読み込む。postmaster is running (PID:XXXX)…(Ver. 8.1) → “PID” をキーワードとして読み込む。

　

→チェックするためのコマンド “ pg_ctl status” と “ pid” もしくは “ PID” を環境設定ファイルに記述

• CVS 管理– 改良されたものは CVS (Current Version System) を用いて管理

ソースに直接キーワードを書き込んではバージョンの違いに対応できない !!

現在の試験状況• ダミー DP データ、ダミー OCS を用いてデータを流し、実際の運用に近い形で試験を行う。

• データ取得– 2005/12 TKSC/JAXA で OCS 接続試験で動作確認

• 解析 ( データの分解 ) 部で幾つかの問題を解決

• 長期運転での不安定– 欠損データ処理でメモリ枯渇　

→　メモリに蓄えられる量を制限し、安定化様々な理由からのデータ遅延、データ配信の複雑さがその要因の一つ。

MAXI に割り当てられた1553B 上の帯域制限により、観測された X 線イベントデータが DP 上に蓄えられることがある。その場合、 n秒遅延後、配信。

DP

DPTC 値 t の、加工に必要な対象ファイルがそろうまで加工せずに待つ。結果、未加工データがメモリに溜まっていく。

SEC DB システムn秒遅れたDPTC 値 t を持つ加工に必要とされるファイル

DB システムの GUI 画面

③

④⑤

⑥

① ②

① サービス状況画面• サービス名のついたボタンを押すことによって起動、停止。

• 正常状態　→　青• 異常発生状態　→　赤• 停止状態　→グレー• 赤ボタンをクリックするとエラー発生状況画面が表示

② エラー発生状況画面• 各サービスで発生したエラー情報の一覧を表示

• OCS 通信状況画面• OCS と DB システムの接続状況や、各 I/F 種別データの取得状況を表示

① 実験データと H&S(Health & Status) データの取得状況• データプロセス画面

• DB システムに送信される各データの処理状況や、欠損データ状況を表示① DPTC/ メジャーカウンタ /10 秒カウンタ / マイナーカウンタ情報を表示② マイナーカウンタ値が 1 増えるごとに、対応するランプを点灯（青）③ データ欠損が確定すると、処理状況パネルから欠損データ状況パネルへ情報が

移行① QL 通信状況画面

• DB システムに接続している端末情報、各端末から要求されるデータの I/F 種別や配信されるデータの I/F 種別を表示① テレメトリデータ（生データ）、カテゴリデータ（分解されたデータ）、 DB

検索データの配信情報を表示② DB 検索データはユーザ端末から DB に送信された検索条件を表す SQL 文を表

示• システム状況画面

• DB システムのシステムログを表示

今後の課題引き続き…

–バグ出し• 長期運転での不安定• データ加工、保存処理

– ソフトウェアバージョン依存性を調査。

– DB へのデータ登録負荷試験、ハードウェア依存性の調査。