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大流行的物理学:‘我们已经惊讶于,从我们家中做高级别的实验是多么容易’

01 Apr 2021

Ben Penaflor 是一般原子的计算机系统经理,它在美国能源部运营了加利福尼亚州圣地亚哥的DIII-D国家融合设施。这篇文章是关于Covid-19流行如何影响世界各地物理学家个人和专业生活的一系列的一部分。如果您想分享自己的角度,请通过[email protected]与我们联系。

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在网站上屏幕上的VS Ben Penaflor在缩放会议期间使用DIII-D设施的照片作为他的背景,因为它可以帮助他在家里工作时与设施相连。 (礼貌:Ben Penaflor)

我是一个团队的一部分,为计算机,控制和数据采集系统提供支持的支持 DIII-D TOKAMAK。在大流行之前,我将在每天早上7左右到达融合研究设施,以检查我们系统的准备情况,然后在出席房间专业会议之前。其他与会者包括监督和参与实验的物理学家,以及运营支持小组的代表,在电力,真空,加热,水,低温,诊断和计算机系统中 - 总共多达60人。

之后,我将在DIII-D控制室度过大部分时间。这是一个繁忙的环境,每个座位都采取,所有的眼睛都集中在大型显示器监视器上,显示出现场托卡马克状态和实验结果。监督实验的物理会议领导将坐在前面,与其他物理学家密切合作,并与监督托卡马克运营和安全的首席运营官。在附近的电台,其他科学家群体将监控诊断和分析结果。这些人与会议领导者密切联系,通常具有直接个人对话,以提供即时援助和反馈。

除了主控室的工作人员外,我们还有团队在整个设施中传播,以支持托卡马克的运作的各个方面。这些组通过直接开销系统,固定电话和对讲机进行联系。对DIII-D进行实验需要从很多人的投入,因此在实验日期间在设施中可能有多达120人。

从动手到大多数偏远

大流行改变了这一切。自限制开始以来,大多数融合研究人员都在现场工作,只有少数允许在DIII-D设施中允许。然而,我们幸运的是,DIII-D工作人员在与世界各地的其他托卡马克共同合作,甚至在至少一个案例中都有丰富的经验,从圣地亚哥远程控制托卡马克。这知识给了我们一个良好的基础来建立。

第一步是提供现场工作人员,可以访问完整的计算机系统和应用需要以安全的方式运行实验所需的应用程序。由于这些工具中的相当多,控制着关键的硬件,这对授权人员仅限访问了至关重要。

A sign reading

下一步是创建一个虚拟控制室,允许现场工作人员看到和听到他们习惯于在设施的相同信息。我们通过添加和改进现有的基于Web的显示器集,显示Live Tokamak状态信息,实时信号图以及托卡马克等离子体截面动画。我们还建立了DIII-D控制室的两台直播摄像机以及现场寻呼系统的广播。

设置远程操作的最终和最关键的步骤是提供一种通信基础设施,可以在大型和各种各样的个人群体中提供协调,包括现场和异地。最初,我们尝试在一个缩放会议室中拥有每个人,但这很快就会遇到问题。实验业务期间的通信往往是非常临时和动态的,随着会议中的人数增长,管理这些类型的对话变得非常困难。靠近100人签署,个人难以闯入一般讨论或为较小的团体进行讨论,以便在他们自己之间进行对话 - 从对话中跳跃谈话的摩擦力太高。

游戏应用程序的新用途

相反,我们安顿下来 不和谐,主要用于视频游戏社区的应用程序。我们的discord服务器为DIII-D集团成员提供了一个平台,以根据需要进行沟通,以及倾听并参与主要实验。 Discord的架构使许多用户可以在一个地方“见面”,同时还允许它们分解为较小的组并在单独的专用频道之间移动。它证明非常有效地将所有不同的DIII-D集团一起汇集在一起​​。

另一个不干涉与开场的用户相关联的问题。感谢Discord,可以通过声音或文本轻松地达到在办公室中不再接听电话的人员,同时签名进入应用程序。虽然初始适应和部署是一项挑战 - 我们有大量需要访问不和谐的用户,并且所有人都需要注册和培训,以便将其融入其日常进行业务的方法 - 它有对我们的运营非常有利于。

远程向托卡马克

A photograph of the DIII-D tokamak taken before the pandemic. It shows four people in hard hats (but not masks) working closely together on the tokamak.

由于我们的遥控解决方案,我们的大多数科学和支持人员都可以生效,而无需踩到家园的情况下运行Tokamak。科学家可以实时分析托卡马克等离子体和地位的各个方面,同时使用诸如不和谐和缩放等工具协调和协作。

当然,仍有一些活动需要现场员工在实验室中触摸硬件。这些包括在每天开始的校准设备,执行常规维护,并进行必要的维修和升级。为了限制从事这些任务的人数,我们提供了具有配备摄像头和麦克风的平板电脑的现场工人,以将它们与遥控专家联系,他们可以提供对硬件所需的维修或调整的指导。

什么缺少 - 不是什么

虽然在我们寻求融合的同事们的面对面的戏剧赛马已经错过了,但我们发现了调整的方法。我们也有点感到惊讶,它是从我们家中做高级物理实验的容易和自然。在某些情况下,向远程操作的过渡甚至使我们的工作更加高效。一个示例是改进了不同组之间的通信。它现在更加简单地找到并联系合适的人来解决这一问题,这归功于我们的新不和置的中央通信系统。

仍有待观察是否有些人会不会减少倾向于登录诸如更多员工的沟通工具,因为更多员工在现场上市。但是,整体通信效率的提高应该给人们一个动力继续使用它。

更一般地说,随着更多工作人员返回现场工作,易于了解在大流行期间支持远程操作的工具。基于Web的现场状态显示,实时绘图和控制室视频对从家庭工作的用户有用,有效,因为这些用户在自己的办公室工作的那些。这些工具为我们提供了更大的灵活性和效率,支持运营和监控实验。

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