北京谱仪III在线数据质量监测系统升级与研究

Data quality monitoring is an important part of today's particle physics experiments. Data quality monitoring system becomes more and more powerful with the experiment requirement and software development. The online data quality monitoring system at BESIII has relative lower capacity. We will study and develop the new online data quality monitoring system that can process the data in the real time with high event rate. The features of the new system also include stability, expansibility, and user friendly. Under the support of the project, we can develope a much better online data quality monitoring system for the BESIII experiment, and we can also accumulate experience for the development of other experiments.

数据质量监测是当今粒子物理实验中的一个重要组成部分，随着实验要求的提高及技术的发展，数据质量监测系统也在不断发展，处理能力不断加强。北京谱仪III上的在线数据质量监测系统处理能力较低，因此我们以北京谱仪III为平台，探讨研究具有高事例率处理能力的在线数据质量监测系统，并且在稳定性、扩展性、易用性方面进行研究，使其不但能够更好的服务于北京谱仪III实验，而且能为其它的粒子物理实验提供经验和参考。

当今的大型粒子物理实验具有花费大、事例率高、探测器复杂等特点。高质量的数据是精确物理结果的保障。在线数据质量监测系统能够实时监测探测器状态和数据情况，及时发现问题，因此是现在大型粒子物理实验中不可缺少的一部分。北京谱仪III(BESIII)的在线数据质量监测系统（DQM）是从在线数据流中复制数据，调用离线软件的重建和分析算法实时重建和分析数据，从而给出一系列针对探测器和数据质量的监测结果，包括单事例显示、各种监测直方图和每个run的关键信息等。本项目是对原有BESIII的DQM进行的升级改造，大大提高了数据采样频率，提高了数据处理的速度，DQM的处理能力从原有的40 Hz左右增加到400 - 500 Hz，并大大增强了稳定性，拓展了监控内容。基于目前的方案，采用多个数据服务器、多个直方图服务器并采用二层或三层结构，通过扩充节点数量，DQM系统还可以根据需要方便的扩展。在监控内容方面，我们测试了新的单事例显示程序，增加了监控直方图的内容，精选了需要值班员例行检查的直方图，扩充了每个run的性能监测内容。在质心系能量监测中，我们以数据中的Bhabha事例为主，di-muon事例为辅，根据真实数据计算质心系能量，取得了良好的效果，能量误差在3 MeV以内（0.1%量级），不同run的相对误差一般在1 MeV以内。另外平均对撞点的监测、主漂移室丝增益的监测等内容已经成熟，都已经部署到实际应用中。DQM系统启动后在取数过程中自动运行，有一定的故障恢复能力，另外通过我们开发的一系列针对DQM系统本身的监控程序，可以快速发现DQM运行中出现的问题，并定位问题出现的节点和进程。