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JP6065628B2 - Time series data abnormality monitoring device, abnormality monitoring method, and abnormality monitoring program - Google Patents
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Time series data abnormality monitoring device, abnormality monitoring method, and abnormality monitoring program Download PDF

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Description

本発明は、時系列データを扱う監視制御システムにおける、監視対象の異常およびその予兆を検知するためのカオス解析技術に関する。   The present invention relates to a chaos analysis technique for detecting an abnormality of a monitoring target and its precursor in a monitoring control system that handles time-series data.

従来、時系列データを扱う監視制御システムにおいて、監視対象の異常およびその予兆を検知するために、例えば特許文献1〜3および非特許文献1に記載のカオス理論に基づく軌道平行測度法(Trajectory Parallel Measure Method:TPM法)を用いた装置、方法が提案されている。   Conventionally, in a monitoring control system that handles time-series data, in order to detect an abnormality of a monitoring target and its precursor, for example, a trajectory parallel measure method (Trajectory Parallel) based on chaos theory described in Patent Literatures 1 to 3 and Non-Patent Literature 1, for example. An apparatus and method using Measure Method (TPM method) have been proposed.

図15は特許文献1、非特許文献1で開示されている解析アルゴリズムを示している。図15において、230は監視対象とするシステムから時系列データを得る手段であり、例えば対象とするシステムから計測機器によって検出した時系列データを取り込んでデータ格納部に格納した時系列データを取得する。   FIG. 15 shows an analysis algorithm disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1. In FIG. 15, reference numeral 230 denotes a means for obtaining time series data from a system to be monitored, for example, taking time series data detected by a measuring instrument from the target system and obtaining time series data stored in a data storage unit. .

前記得られた時系列データは、時系列データの埋め込み処理部231においてn次元状態空間への埋め込み処理が行なわれる。この埋め込み処理はある次元と遅れにて行なわれるが、次元と遅れは対象とするシステムによって事前に設定しておく。   The obtained time series data is embedded in the n-dimensional state space in the time series data embedding processing unit 231. This embedding process is performed with a certain dimension and delay, but the dimension and the delay are set in advance by the target system.

232は、前記埋め込み処理がなされたデータ系列の系全体からデータベクトルをランダムに(乱数により)複数個選択するデータベクトル選択部であり、233は、前記選択された複数のデータベクトル各々の近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出部である。   Reference numeral 232 denotes a data vector selection unit that randomly selects (by random number) a plurality of data vectors from the entire system of the data series subjected to the embedding process, and 233 denotes a neighborhood space of each of the selected plurality of data vectors. It is a neighborhood vector detection part which detects the neighborhood vector in the inside.

前記選択される複数のデータベクトルのうちの1個のデータベクトルXiと近傍空間での近傍ベクトルXj,Xkの関係は例えば図16のように示される。図16は、前記埋め込みに基づく再構成状態空間におけるアトラクタの局所的特徴を表しており、図中のTiはデータベクトルXiの単位接ベクトル(接線方向)、Tj,Tkは近傍ベクトルXj,Xkの単位接ベクトル(接線方向)を示している。   The relationship between one data vector Xi out of the plurality of selected data vectors and the neighborhood vectors Xj and Xk in the neighborhood space is as shown in FIG. 16, for example. FIG. 16 shows local features of the attractor in the reconstructed state space based on the embedding, where Ti is a unit tangent vector (tangential direction) of the data vector Xi, and Tj and Tk are the neighborhood vectors Xj and Xk. A unit tangent vector (tangential direction) is shown.

234は、前記得られたデータベクトルXiと近傍ベクトルXjの軌道に対する接線方向TiとTjを演算する接線方向演算部である。   Reference numeral 234 denotes a tangential direction calculation unit that calculates tangential directions Ti and Tj with respect to the trajectories of the obtained data vector Xi and the neighborhood vector Xj.

235は、前記演算された接線方向TiとTjの平行度を評価値として算出する(平行度は、接線方向の向きが揃っているほど0となる)平行度評価部である。   Reference numeral 235 denotes a parallelism evaluation unit that calculates the parallelism between the calculated tangential directions Ti and Tj as an evaluation value (the parallelism becomes 0 as the tangential directions are aligned).

前記平行度評価部235における接線方向TiとTjの平行度が、設定された標本数(N個分)に達しているかは判断部236によって判断され、達していなければデータベクトル選択部232から処理を再度繰り返し実行し、設定された標本数に達している場合は前記平行度の平均を平行度判定部237で求め、それが平均以上であれば決定論に基づく時系列データであると判定し、平均以下であれば確率過程に基づく時系列データ、すなわちランダムノイズであると判定する。   It is determined by the determination unit 236 whether the parallelism between the tangential directions Ti and Tj in the parallelism evaluation unit 235 has reached the set number of samples (N samples). If not, the data vector selection unit 232 performs processing. Is repeated, and when the set number of samples is reached, the average of the parallelism is obtained by the parallelism determination unit 237, and if it is equal to or greater than the average, it is determined that the time series data is based on determinism. If it is below the average, it is determined as time series data based on a stochastic process, that is, random noise.

上記のように、特許文献1、非特許文献1に記載の軌道平行測度法を用いた解析アルゴリズムでは、平行度(平行測度)を求めるためのデータベクトルの選択は、図16に示す近傍空間を乱数によって複数個選び出し、各々の近傍内でデータベクトルXiを選定することを特徴としている。   As described above, in the analysis algorithm using the trajectory parallel measure described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the selection of the data vector for obtaining the parallelism (parallel measure) is performed in the neighborhood space shown in FIG. A feature is that a plurality of data are selected by random numbers, and a data vector Xi is selected within each neighborhood.

また、特許文献2、3においても、軌道平行測度法のデータベクトルの選定については前記図15、図16で述べた技術を活用している。   Also in Patent Documents 2 and 3, the technique described with reference to FIGS. 15 and 16 is used for selection of the data vector of the orbital parallel measure method.

特許第3785703号公報Japanese Patent No. 3785703 特許第4713272号公報Japanese Patent No. 4713272 特開2007−48097号公報JP 2007-48097 A

藤本 泰成、五百旗頭 正、谷村 隆義、「観測された時系列データの決定論的性質を測る軌道平行測度法」、日本ファジイ学会誌 Vol.9,No.4,pp580−588(1997)Yasunari Fujimoto, Tadashi Hatake Hata, Takayoshi Tanimura, “Orbital Parallel Measure Method for Measuring Deterministic Properties of Observed Time Series Data”, Journal of Fuzzy Society of Japan, Vol. 9, no. 4, pp580-588 (1997) 小杉 信、「局所的接線算出アルゴリズムを用いた円弧による曲線の創成」、電子情報通信学会論文誌D、電子情報通信学会、1977年12月20日、Vol.J60−D、No.12、pp.1023−1030Shin Kosugi, “Creation of Curve by Arc Using Local Tangent Calculation Algorithm”, IEICE Transactions D, IEICE Dec. 20, 1977, Vol. J60-D, no. 12, pp. 1023-1030

従来の特許文献1〜3、非特許文献1に記載の技術は異常検知に必要となる特徴量の計算を、対象とするデータ系列の系全体から、任意の点を複数抽出して計算する方式であった。このため演算コストが大きくなる点や、オフラインでの演算が主となる点において、例えば時系列データを扱うオンライン系の監視制御システムへの応用が困難であった。   Conventional techniques described in Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Document 1 calculate a feature amount required for abnormality detection by extracting a plurality of arbitrary points from the entire system of the target data series. Met. For this reason, it has been difficult to apply to, for example, an on-line supervisory control system that handles time-series data in that the calculation cost is high and the off-line calculation is mainly used.

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、異常検知処理における演算コストを極めて低く抑えてリアルタイムでの演算を実現し、オンライン方式での異常検知へ応用することを可能とした時系列データの異常監視装置、方法、プログラムを提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned problem, and its purpose is to realize calculation in real time with extremely low calculation cost in abnormality detection processing, and to enable application to abnormality detection in an online system. An object of the present invention is to provide an apparatus, method, and program for monitoring abnormalities in series data.

上記課題を解決するための請求項1から3に記載の時系列データの異常監視装置は、監視対象から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込むデータ収集手段と、前記データ収集手段により取り込まれた時系列データを蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう時系列データの埋め込み処理手段と、所定の時間毎に前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データから現在時刻に最も近いデータベクトルに基づいて定められるデータベクトルを選択するデータベクトル選択手段と、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出手段と、前記選択されたデータベクトルおよび近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する接線方向演算手段と、前記演算されたデータベクトルの軌道に対する接線方向と近傍ベクトルの軌道に対する接線方向との平行度を評価する平行度評価手段と、前記平行度評価手段の評価結果から、各時刻毎の、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルにおける平行度を測定し、前記平行度測定データから前記時系列データの異常を判定する平行度判定手段と、前記平行度判定手段によってある時刻における前記データベクトルについての平行度が測定される毎に、前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データの現在時刻点を更新する現在時刻点更新手段とを備えたことを特徴としている。   The time-series data abnormality monitoring apparatus according to claim 1 for solving the above-mentioned problem, a data collection means for detecting time-series data from a monitoring target and for taking in the detected time-series data, and the data collection Data storage means for storing time series data captured by the means, data acquisition means for acquiring time series data stored in the data storage means, and an n-dimensional state from the time series data acquired by the data acquisition means Time series data embedding processing means for embedding in space, and data for selecting a data vector determined based on a data vector closest to the current time from the time series data embedded by the embedding processing means every predetermined time A vector selection means, and a space near the data vector selected by the data vector selection means Neighboring vector detecting means for detecting a neighboring vector, tangential direction computing means for computing a tangential direction with respect to the trajectory of the selected data vector and neighboring vector, tangential direction with respect to the trajectory of the computed data vector, and a neighborhood vector Parallelism evaluation means for evaluating the parallelism with the tangential direction with respect to the trajectory, and from the evaluation result of the parallelism evaluation means, for each time, measure the parallelism in the data vector selected by the data vector selection means, A parallelism determining unit that determines abnormality of the time series data from the parallelism measurement data, and the embedding processing unit embeds each time the parallelism of the data vector at a certain time is measured by the parallelism determining unit. Current time point updating means for updating the current time point of the received time series data It is characterized by a door.

また請求項5から7に記載の時系列データの異常監視方法は、データ収集手段が、監視対象から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込むデータ収集ステップと、データ蓄積手段が、前記データ収集手段により取り込まれた時系列データを蓄積するデータ蓄積ステップと、データ取得手段が、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データを取得するデータ取得ステップと、時系列データの埋め込み処理手段が、前記データ取得手段により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう時系列データの埋め込み処理ステップと、データベクトル選択手段が、所定の時間毎に前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データから現在時刻に最も近いデータベクトルに基づいて定められるデータベクトルを選択するデータベクトル選択ステップと、近傍ベクトル検出手段が、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出ステップと、接線方向演算手段が、前記選択されたデータベクトルおよび近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する接線方向演算ステップと、平行度評価手段が、前記演算されたデータベクトルの軌道に対する接線方向と近傍ベクトルの軌道に対する接線方向との平行度を評価する平行度評価ステップと、平行度測定手段が、前記平行度評価手段の評価結果から、各時刻毎の、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルにおける平行度を測定し、前記平行度測定データから前記時系列データの異常を判定する平行度判定ステップと、現在時刻点更新手段が、前記平行度判定手段によってある時刻における前記データベクトルについての平行度が測定される毎に、前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データの現在時刻点を更新する現在時刻点更新ステップとを備えたことを特徴としている。   Further, in the time series data abnormality monitoring method according to any one of claims 5 to 7, the data collecting means detects the time series data from the monitoring target and takes in the detected time series data, and the data storage means A data accumulating step for accumulating the time series data captured by the data collecting means, a data obtaining step for the data obtaining means to obtain the time series data accumulated in the data accumulating means, and a time series data embedding process Means for embedding time-series data from the time-series data acquired by the data acquisition means into the n-dimensional state space, and a data vector selection means for embedding by the embedding processing means at predetermined time intervals. Data vector determined from the time-series data based on the data vector closest to the current time A data vector selecting step for selecting a data, a neighborhood vector detecting means for detecting a neighborhood vector in a neighborhood space of the data vector selected by the data vector selecting means, and a tangential direction computing means, A tangential direction calculating step for calculating a tangential direction with respect to the trajectory of the selected data vector and the neighborhood vector, and a parallelism evaluation unit, wherein the tangential direction with respect to the trajectory of the calculated data vector and a tangential direction with respect to the trajectory of the neighborhood vector are The parallelism evaluation step for evaluating the parallelism of the parallelism, and the parallelism measuring means measures the parallelism in the data vector selected by the data vector selection means at each time from the evaluation result of the parallelism evaluation means. Parallelism for determining abnormality of the time series data from the parallelism measurement data And the current time point updating means determines the current time point of the time series data embedded by the embedding processing means each time the parallelism for the data vector at a certain time is measured by the parallelism determining means. And a current time point updating step for updating.

上記構成において、データベクトル選択手段は、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルに基づいて定められるデータベクトルのみを選択し、平行度判定手段は前記選択された一つのデータベクトルの平行度を測定し異常判定を行なうので、異常検知処理における演算コストが極めて低く抑えられ、リアルタイムでの演算を実現することができる。さらに、現在時刻点更新手段によって時系列データの現在時刻点が更新される。   In the above configuration, the data vector selection means selects only the data vector determined based on the most advanced data vector representing the current time point of the data series at each time, and the parallelism determination means selects the one selected data Since the parallelism of the vectors is measured and the abnormality is determined, the calculation cost in the abnormality detection process can be kept extremely low, and real-time calculation can be realized. Further, the current time point of the time series data is updated by the current time point updating means.

これらのことによって、現在の手法ではオフラインでの異常検知が主たる解析対象であった事に対し、本発明によればオンライン方式での異常検知へ応用することが可能となる。   By these things, it can be applied to the abnormality detection of an online system according to this invention to the fact that the abnormality detection of the offline was the main analysis object by the present method.

また請求項4に記載の時系列データの異常監視装置は、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データから、設定期間以上経過したデータを削除する蓄積データ更新手段を備えたことを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, the abnormality monitoring device for time-series data includes an accumulated data update unit that deletes data that has passed a set period from the time-series data accumulated in the data accumulation unit. .

また請求項8に記載の時系列データの異常監視方法は、蓄積データ更新手段が、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データから、設定期間以上経過したデータを削除する蓄積データ更新ステップを備えたことを特徴としている。   The abnormality monitoring method for time-series data according to claim 8 further comprises an accumulated data update step in which the accumulated data update means deletes data that has passed a set period from the time-series data accumulated in the data accumulation means. It is characterized by that.

上記構成によれば、蓄積データ更新手段によって異常検知への寄与度が低いデータは分析対象から除外される。このためデータ分析のために蓄積されるデータを適正量に維持することができる。   According to the above configuration, data having a low contribution to abnormality detection is excluded from the analysis target by the accumulated data updating unit. For this reason, the data accumulated for data analysis can be maintained at an appropriate amount.

また請求項9に記載のプログラムは、コンピュータを請求項1から4のいずれか1項に記載の異常監視装置の各手段として機能させるプログラムであることを特徴としている。   A program according to a ninth aspect is a program that causes a computer to function as each unit of the abnormality monitoring device according to any one of the first to fourth aspects.

上記構成によれば、オンライン方式での異常検知へ応用することが可能な時系列データの異常監視プログラムを提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to provide a time-series data abnormality monitoring program that can be applied to abnormality detection in an online system.

(1)請求項1〜9に記載の発明によれば、異常検知処理における演算コストが極めて低く抑えられ、リアルタイムでの演算を実現することができ、現在の手法ではオフラインでの異常検知が主たる解析対象であった事に対し、オンライン方式での異常検知へ応用することが可能となる。
(2)請求項3、7に記載の発明によれば、異常検知処理の遅延を抑制することができる。
(3)請求項4、8に記載の発明によれば、異常検知への寄与度が低いデータを分析対象から除外することが可能となり、データ分析のために蓄積されるデータを適正量に維持することができる。
(1) According to the first to ninth aspects of the present invention, the calculation cost in the abnormality detection process can be kept extremely low, real-time calculation can be realized, and the current method mainly detects the abnormality offline. It becomes possible to apply to the anomaly detection by the online method for what was the object of analysis.
(2) According to the third and seventh aspects of the invention, the delay of the abnormality detection process can be suppressed.
(3) According to the inventions described in claims 4 and 8, it is possible to exclude data having a low contribution to abnormality detection from the analysis target, and maintain an appropriate amount of data accumulated for data analysis. can do.

本発明の一実施形態例を示す全体構成図。1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態例におけるデータ判定処理部の詳細な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the detailed structure of the data determination process part in one example of embodiment of this invention. 本発明の実施形態例で入力されるローレンツアトラクタの説明図。Explanatory drawing of the Lorenz attractor input in the embodiment of this invention. 本発明の実施形態例の異常判定で利用する、特定区間に10%ホワイトノイズが重畳されたローレンツアトラクタの説明図。Explanatory drawing of the Lorenz attractor with which 10% white noise was superimposed on the specific area utilized by the abnormality determination of the embodiment of this invention. (a)時系列データをn次元状態空間に埋め込む処理を説明する説明図、(b)n次元状態空間に埋め込まれたアトラクタを例示する図。(A) Explanatory drawing explaining the process which embeds time series data in n-dimensional state space, (b) The figure which illustrates the attractor embedded in n-dimensional state space. 本発明の手法によるデータベクトル選択の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the data vector selection by the method of this invention. 本発明の手法による時刻毎のデータベクトル選択の様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the data vector selection for every time by the method of this invention. 本発明の手法によるホワイトノイズ検知を説明するための、時系列データとそこから算出された軌道平行測度のグラフ。The time series data for demonstrating the white noise detection by the method of this invention, and the graph of an orbit parallel measure calculated from there. 本発明の一実施形態例におけるデータ判定処理部の詳細な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the detailed structure of the data determination process part in one example of embodiment of this invention. 実施形態2の異常監視装置における接線方向の算出方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the calculation method of the tangent direction in the abnormality monitoring apparatus of Embodiment 2. FIG. 本発明の一実施形態例の異常監視装置に入力される時系列データ例を示す図。The figure which shows the example of the time series data input into the abnormality monitoring apparatus of one embodiment of this invention. 本発明の実施形態2の時系列データの識別方法で算出された軌道平行測度のグラフ。The graph of the orbit parallel measure calculated by the time series data identification method of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態1の時系列データの識別方法で算出された軌道平行測度のグラフ。The graph of the orbit parallel measure calculated by the time series data identification method of Embodiment 1 of the present invention. 実施形態1および実施形態2の時系列データの識別方法における接線方向の算出方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the calculation method of the tangent direction in the identification method of the time series data of Embodiment 1 and Embodiment 2. FIG. 特許文献1に記載の判定処理部のブロック図。The block diagram of the determination process part of patent document 1. FIG. 特許文献1に記載のアトラクタの局所的特徴の説明図。Explanatory drawing of the local characteristic of the attractor of patent document 1. FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではなく、正常時は設計通りの動作により決定論的挙動が支配的であるが、異常が発生すると確率過程に基づくランダムノイズが重畳されるようなシステムの異常監視に適用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the deterministic behavior is dominant by the operation as designed in the normal state. However, it can be applied to system abnormality monitoring in which random noise based on a stochastic process is superimposed when an abnormality occurs.

(実施形態1)
図1は本発明の時系列データの異常監視装置の一実施形態例の全体構成を示し、図2は本実施形態例のデータ判定処理部の詳細を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the overall configuration of an embodiment of the time series data abnormality monitoring apparatus of the present invention, and FIG. 2 shows the details of the data determination processing section of this embodiment.

図1において、10は監視・制御対象であり、例えば回転機械系の軸振動異常検出装置で構成される。なお、監視・制御対象10から送信されるデータとして、圧力センサや温度センサの計測値等を入力してもよい。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a monitoring / control target, which is composed of, for example, a rotary machine system shaft vibration abnormality detection device. Note that, as data transmitted from the monitoring / control target 10, a measurement value of a pressure sensor or a temperature sensor may be input.

20は異常監視装置であり、監視・制御対象10から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込むデータ収集手段としてのデータ収集部21と、前記データ収集部21により取り込まれた時系列データを蓄積するデータ蓄積手段としてのデータ蓄積部22と、前記データ蓄積部22の蓄積データに対して図2で述べる各種の処理を施し、時々刻々と変化する時系列データに対する軌道平行測度を、アトラクタとして埋め込まれたデータ系列の先端の一つ手前の点に対して算出し、該算出されたデータから前記時系列データの異常を判定するデータ判定処理部23とを備えている。   Reference numeral 20 denotes an abnormality monitoring device, which detects time-series data from the monitoring / control target 10 and a data collection unit 21 serving as a data collection unit that captures the detected time-series data, and when the data collection unit 21 captures the time-series data. The data accumulating unit 22 as data accumulating means for accumulating the series data, and various processes described in FIG. 2 are performed on the accumulated data of the data accumulating unit 22, and the parallel trajectory measure for the time series data changing every moment And a data determination processing unit 23 that calculates a point immediately before the tip of the data series embedded as an attractor and determines abnormality of the time series data from the calculated data.

30は、異常監視装置20によって判定された結果を出力する分析結果出力部であり、例えばディスプレイやプリンタ等で構成される。   Reference numeral 30 denotes an analysis result output unit that outputs a result determined by the abnormality monitoring device 20, and is configured by a display, a printer, or the like, for example.

データ判定処理部23の詳細を示す図2において、230´は、前記データ蓄積部22に蓄積された時系列データを、対象とする時系列データとして取得するデータ取得手段としてのデータ取得部である。   In FIG. 2 showing the details of the data determination processing unit 23, reference numeral 230 ′ denotes a data acquisition unit as a data acquisition unit that acquires time-series data stored in the data storage unit 22 as target time-series data. .

データ取得部230´における対象とする時系列データの例を図3、図4に示す。図3はローレンツアトラクタを成すデータ集合であり、図4は時系列データ中の特定区間に対して10%ホワイトノイズが重畳されたローレンツアトラクタを成すデータ集合である。   Examples of time-series data to be processed in the data acquisition unit 230 ′ are shown in FIGS. FIG. 3 shows a data set forming a Lorenz attractor, and FIG. 4 shows a data set forming a Lorenz attractor in which 10% white noise is superimposed on a specific section in time-series data.

231は、前記データ取得部230´により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう、時系列データの埋め込み処理手段としての時系列データの埋め込み処理部である。この時系列データの埋め込み処理部231の埋め込み処理は図15の時系列データの埋め込み部231と同一である。   Reference numeral 231 denotes a time-series data embedding processing unit as time-series data embedding processing means for embedding the n-dimensional state space from the time-series data acquired by the data acquisition unit 230 ′. The embedding process of the time-series data embedding processing unit 231 is the same as that of the time-series data embedding unit 231 shown in FIG.

具体的に説明すると、時系列データの埋め込み処理部231では、図5(a)に示すように、観測された時系列データy(t)から、ベクトルXt=(y(t),y(t−τ),・・・,y(t−(n−1)τ))をつくる(τは遅れ時間)。このベクトルは、n次元再構成状態空間Rnの1点を示すこととなる。したがって、tを変化させると、このn次元再構成状態空間に図5(b)に示すような軌道を描くことができる。なお、次元nと遅れ時間τは、対象とするシステムに応じて予め設定される値である。 More specifically, in the time series data embedding processing unit 231, as shown in FIG. 5A, from the observed time series data y (t), a vector X t = (y (t), y ( t-τ),..., y (t− (n−1) τ)) (τ is a delay time). This vector represents one point in the n-dimensional reconstruction state space R n . Therefore, when t is changed, a trajectory as shown in FIG. 5B can be drawn in this n-dimensional reconstruction state space. The dimension n and the delay time τ are values set in advance according to the target system.

232´は、前記埋め込まれた時系列データの、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端から一つ手前のデータベクトルのみを選択するデータベクトル選択手段としてのデータベクトル選択部である。   Reference numeral 232 ′ denotes a data vector selection unit serving as a data vector selection unit that selects only the data vector immediately before the leading edge representing the current time point of the data series at each time of the embedded time series data.

例えばアトラクタの局所的特徴を示す図6に示すように、データベクトルの先端部分からデータベクトルXiを求める。このときデータベクトルXiは、乱数により複数選択するのではなく、データ系列の最先端(黒丸で示す現在時刻点)から一つ手前のみを選択するものとする。この部分が前記図15のデータベクトル選択部232と異なる部分である。   For example, as shown in FIG. 6 showing the local features of the attractor, the data vector Xi is obtained from the tip portion of the data vector. At this time, a plurality of data vectors Xi are not selected by random numbers, but only one before the most recent data point (current time point indicated by a black circle) is selected. This part is different from the data vector selection unit 232 of FIG.

尚図6は、前記埋め込みに基づく再構成状態空間におけるアトラクタの局所的特徴を表しており、図中のTiはデータベクトルXiの単位接ベクトル(接線方向)、Tj,Tkは近傍ベクトルXj,Xkの単位接ベクトル(接線方向)を示している。   FIG. 6 shows local features of the attractor in the reconstructed state space based on the embedding, where Ti is a unit tangent vector (tangential direction) of the data vector Xi, and Tj and Tk are neighborhood vectors Xj and Xk. The unit tangent vector (tangent direction) is shown.

また、データベクトル選択部232´は、前述した各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端から一つ手前のデータベクトルを選択するに限らず、最先端から二つ手前、三つ手前、…(n個手前(nは2以上の正数))のデータベクトルのみを選択するようにしても良い。   In addition, the data vector selection unit 232 ′ is not limited to selecting the data vector one immediately before from the leading edge representing the current time point of the data series at each time described above, but two before, three before, ... (Only n (n is a positive number greater than or equal to 2)) data vectors may be selected.

233は、前記選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出手段としての近傍ベクトル検出部である。近傍ベクトル検出部233は図6に示すように、選択された一つのデータベクトルXiに対して図15の近傍ベクトル検出部233と同様に近傍空間内での近傍ベクトルを検出する。   Reference numeral 233 denotes a neighborhood vector detection unit as neighborhood vector detection means for detecting a neighborhood vector in the neighborhood space of the selected data vector. As shown in FIG. 6, the neighborhood vector detection unit 233 detects a neighborhood vector in the neighborhood space in the same manner as the neighborhood vector detection unit 233 of FIG. 15 for one selected data vector Xi.

234は、前記選択されたデータベクトルおよび近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する接線方向演算手段としての接線方向演算部である。この接線方向演算部234は、前記図15の接線方向演算部234と同様に、前記得られたデータベクトルXiと近傍ベクトルXjの軌道に対する接線方向TiとTjを演算する。例えば、選択されたデータベクトルを対象点C、対象点Cの1つ前の点を点B、対象点Cの1つ後の点を点Aとしたとき、対象点Cにおける接線方向Tを3点B,C,Aを通る円の対象点Cにおける接線として計算する。   Reference numeral 234 denotes a tangential direction calculation unit as tangential direction calculation means for calculating the tangent direction with respect to the trajectory of the selected data vector and neighboring vector. The tangential direction calculation unit 234 calculates tangential directions Ti and Tj with respect to the trajectory of the obtained data vector Xi and the neighborhood vector Xj, similarly to the tangential direction calculation unit 234 of FIG. For example, when the selected data vector is the target point C, the point immediately before the target point C is the point B, and the point immediately after the target point C is the point A, the tangent direction T at the target point C is 3 It is calculated as a tangent at the target point C of a circle passing through points B, C, A.

この接線方向Tは、以下の(1)〜(6)の条件に基づいて算出することができる。
(1)C+Tが3点B,C,Aを含む高々の2次元の部分空間に含まれる。
(2)接線方向Tが円の中心Pから対象点CへのベクトルPCと直交する。
(3)接線方向Tが単位ベクトルである。
(4)円の中心Pが3点B,C,Aを含む高々の2次元の部分空間内に含まれる。
(5)円の中心Pから点Bと点Cの中点へのベクトルが、点Bから点Cへのベクトルと直交する。
(6)円の中心Pから点Cと点Aの中点へのベクトルが、点Cから点Aへのベクトルと直交する。
This tangential direction T can be calculated based on the following conditions (1) to (6).
(1) C + T is included in at most a two-dimensional subspace including three points B, C, and A.
(2) The tangential direction T is orthogonal to the vector PC from the center P of the circle to the target point C.
(3) The tangential direction T is a unit vector.
(4) The center P of the circle is included in a high two-dimensional subspace including the three points B, C, A.
(5) The vector from the center P of the circle to the midpoint of points B and C is orthogonal to the vector from point B to point C.
(6) The vector from the center P of the circle to the midpoint of the point C and the point A is orthogonal to the vector from the point C to the point A.

点と位置ベクトルを同一視して、上記の条件に基づいて方程式を立て、この方程式を解くことで、式(1)で示す点B,C,Aと接線方向Tの関係式を求めることができる。なお、接線方向Tは、互いに逆方向の2つの結果が得られるので、式(1)では、点の並び順に合わせて点Bから点Cを通って点Aへ向かう向きのものを選択している。   By equating the point and the position vector, an equation is established based on the above conditions, and by solving this equation, the relational expression between the points B, C, A and the tangential direction T shown in Equation (1) can be obtained. it can. Note that two results in opposite directions are obtained for the tangential direction T. Therefore, in the equation (1), the direction from the point B to the point A through the point C is selected in accordance with the arrangement order of the points. Yes.

Figure 0006065628
Figure 0006065628

235は、前記図15の平行度評価部235と同様に、前記演算された接線方向TiとTjの平行度を評価値として算出する(平行度は、接線方向の向きが揃っているほど0となる)平行度評価手段としての平行度評価部である。   15 calculates the parallelism of the calculated tangential directions Ti and Tj as an evaluation value, similar to the parallelism evaluation unit 235 of FIG. 15 (the parallelism is 0 as the tangential directions are aligned). It is a parallelism evaluation part as a parallelism evaluation means.

237´は、平行度評価部235の評価結果から、各時刻毎の前記選択されたデータベクトルXiにおいて算出される平行度(接線方向TiとTjの平行度;軌道平行測度)に基づいて時系列データの異常を判定する平行度判定手段としての平行度判定部である。   237 ′ is a time series based on the parallelism (parallelism of tangential directions Ti and Tj; orbital parallelism) calculated in the selected data vector Xi at each time from the evaluation result of the parallelism evaluation unit 235. It is a parallelism determination part as a parallelism determination means which determines abnormality of data.

この平行度判定部237´が行なう平行度の測定は、前記選択された唯一のデータベクトルXiにおける平行度を求めるものであるため、従来の図15の判断部236のように、設定された標本数分に達するまで平行度を求める処理が不要となる。   Since the parallelism measurement performed by the parallelism determination unit 237 'is to determine the parallelism in the selected single data vector Xi, the set sample as in the conventional determination unit 236 in FIG. A process for obtaining parallelism is not required until several minutes are reached.

このため、平行度の判定式は下記式(2)に示すように、式(3)(非特許文献1の式(2))よりも簡略化される。   For this reason, as shown in the following formula (2), the parallelism determination formula is more simplified than formula (3) (formula (2) of Non-Patent Document 1).

Figure 0006065628
Figure 0006065628

尚γiは局所空間における平行度である。   Note that γi is the parallelism in the local space.

図7はデータベクトルXiの選択の様子を表したものである。本発明手法では、時々刻々と変化する時系列データに対する軌道平行測度を、アトラクタとして埋め込まれたデータ系列の先端の一つ手前の点に対して算出している。図7において、例えば時刻t−2のとき、選択されるデータベクトルXiはXi t-2となり、時刻t−1のときXi t-1、時刻tのときXi tというように現在時刻の変化とともに逐次データベクトルXiを選択し、その都度、軌道平行測度を求めていく。これら各時刻における軌道平行測度は、例えばデータ蓄積部22に蓄積しておく。 FIG. 7 shows how the data vector Xi is selected. In the method of the present invention, the parallel trajectory measure for time series data that changes from moment to moment is calculated for the point just before the tip of the data series embedded as an attractor. 7, for example, at time t-2, the data vector Xi is X i t-2, and the at time t-1 X i t-1 , the current time and so X i t at time t is selected The data vector Xi is selected sequentially with the change of, and the trajectory parallel measure is obtained each time. The orbit parallel measure at each time is stored in, for example, the data storage unit 22.

図8は、図4の時系列データと、そこから算出した軌道平行測度とを、グラフ化したものである。このグラフより、10%のホワイトノイズが重畳された区間(異常区間)に突入した直後に軌道平行測度が大きく増加していることが分かる。平行度判定部237´が行なう異常判定は、この軌道平行測度の変化を統計的な手法を用いて行なっている。   FIG. 8 is a graph of the time series data of FIG. 4 and the orbit parallel measure calculated therefrom. From this graph, it can be seen that the trajectory parallel measure greatly increases immediately after entering the section (abnormal section) in which 10% white noise is superimposed. The abnormality determination performed by the parallelism determination unit 237 ′ is performed by using a statistical method to change the orbital parallel measure.

すなわち、例えば、予め時系列データの平行測度を測定し、ノイズが重畳されていない区間を正常とし正常区間内の軌道平行測度の平均値をとって、その平均値を閾値として設定しておき、各時刻毎の前記選択されたデータベクトルにおける平行度測定データの平均値が前記設定された平均値を越えれば異常、そうでなければ正常とするものである。   That is, for example, by measuring the parallel measure of time-series data in advance, taking the average value of the trajectory parallel measure in the normal section and normal the section where noise is not superimposed, set the average value as a threshold, If the average value of the parallelism measurement data in the selected data vector at each time exceeds the set average value, it is abnormal, otherwise it is normal.

本実施形態例によれば、図8で述べたように、10%ホワイトノイズが重畳された区間の時系列データの平行度平均値は、ノイズが重畳されていない区間の時系列データの平行度測定データの平均値よりも大となることから、ノイズ検知(異常検知)に堅牢な手法である。   According to the present embodiment, as described in FIG. 8, the average parallelism value of the time-series data in the section in which 10% white noise is superimposed is the parallelism of the time-series data in the section in which noise is not superimposed. Since it is larger than the average value of the measurement data, it is a robust technique for noise detection (abnormality detection).

238は、前記平行度判定部237´において、ある時刻において選択されたデータベクトルXiについての軌道平行測度が測定される毎に、データベクトルXiを選択するための基準となる現在時刻点(図6、図7の黒丸で示す最先端)の更新を行なう、現在時刻点更新手段としての現在時刻点更新部である。現在時刻更新部238は、現在時刻点の更新を行なう際、必要に応じてデータ蓄積部22から最新データを追加取得してn次元状態空間に埋め込む。   238 is a current time point that serves as a reference for selecting the data vector Xi every time the parallelism determination unit 237 ′ measures the orbital parallel measure for the data vector Xi selected at a certain time (FIG. 6). This is a current time point updating unit as current time point updating means for updating the cutting edge shown by the black circle in FIG. When updating the current time point, the current time update unit 238 additionally acquires the latest data from the data storage unit 22 and embeds it in the n-dimensional state space as necessary.

239は、データ蓄積部22の蓄積データを適正量に維持するため、異常検知への寄与度が低いデータをデータ蓄積部22から削除する(このとき削除されたデータに対応するn次元状態空間のベクトルも同時に削除することで分析対象から除外する)蓄積データ更新手段としての蓄積データ更新部である。   239 deletes data having a low contribution to abnormality detection from the data storage unit 22 in order to maintain the stored data in the data storage unit 22 at an appropriate amount (the n-dimensional state space corresponding to the deleted data at this time). This is a stored data update unit as stored data update means (which also removes vectors from the analysis target by deleting the vectors at the same time).

この蓄積データ更新部239は、例えば時系列データの中で古いデータは異常検知への寄与度が低いため、設定期間以上経過したデータおよびこのデータに対応するn次元状態空間のベクトルをデータ蓄積部22から削除する。   The accumulated data update unit 239, for example, has the data accumulation unit that stores data that has passed a set period or more and a vector in the n-dimensional state space corresponding to the data because old data in time series data has a low contribution to abnormality detection. 22 is deleted.

本発明の時系列データの異常監視方法の実施形態例は、例えば図1、図2の各部を備えた装置において、前記各部の説明で述べた各処理を実行するものである。すなわち、
<ステップS1> データ収集部21が、監視・制御対象10から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込む。
<ステップS2> データ蓄積部22が、前記データ収集部21により取り込まれた時系列データを蓄積する。
<ステップS3> データ取得部230´が、前記データ蓄積部22に蓄積された時系列データを取得する。
<ステップS4> 時系列データの埋め込み処理部231が、前記データ取得部230´により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう。
<ステップS5> データベクトル選択部232´が、前記時系列データの埋め込み処理部231により埋め込まれた時系列データの、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端から例えば一つ手前のデータベクトルを選択する。
<ステップS6> 近傍ベクトル検出部233が、前記データベクトル選択部232´により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する。
<ステップS7> 接線方向演算部234が、前記データベクトル選択部232´により選択されたデータベクトルと、近傍ベクトル検出部233により検出された近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する。
<ステップS8> 平行度評価部235が、前記接線方向演算部234により演算されたデータベクトルの軌道に対する接線方向と、近傍ベクトルの軌道に対する接線方向との平行度を評価(算出)する。
<ステップS9−1> 平行度判定部237´が、前記平行度評価部235の評価結果から、各時刻毎の、前記データベクトル選択部232´により選択されたデータベクトルにおける平行度を測定(取得)する。
<ステップS9−2> データ蓄積部22が前記平行度測定データを蓄積する。
<ステップS9−3> 平行度判定部237´が、前記データ蓄積部22に蓄積された平行度測定データから前記時系列データの異常を判定する。
<ステップS10> 現在時刻点更新部238が、前記平行度判定部237´によってある時刻における前記データベクトルについての平行度が測定される毎に、前記時系列データの埋め込み処理部231により埋め込まれた時系列データの現在時刻点を更新する。このとき現在時刻点の時系列データがまだ埋め込まれていなければデータ蓄積部22から追加取得してn次元状態空間に埋め込む。
<ステップS11> 蓄積データ更新部239が、前記データ蓄積部22に蓄積された時系列データおよびn次元状態空間から、設定期間以上経過したデータを削除する。
In the embodiment of the time series data abnormality monitoring method of the present invention, each process described in the description of each part is executed in, for example, an apparatus provided with each part of FIGS. That is,
<Step S1> The data collection unit 21 detects time-series data from the monitoring / control target 10, and captures the detected time-series data.
<Step S <b>2> The data storage unit 22 stores time-series data captured by the data collection unit 21.
<Step S3> The data acquisition unit 230 ′ acquires time-series data stored in the data storage unit 22.
<Step S4> The time series data embedding processing unit 231 performs embedding processing in the n-dimensional state space from the time series data acquired by the data acquisition unit 230 ′.
<Step S5> The data vector selection unit 232 ′ uses, for example, the data immediately before the most recent time representing the current time point of the data series at each time of the time series data embedded by the time series data embedding processing unit 231. Select a vector.
<Step S6> The neighborhood vector detection unit 233 detects a neighborhood vector in the neighborhood space of the data vector selected by the data vector selection unit 232 ′.
<Step S7> The tangential direction calculation unit 234 calculates the tangential direction with respect to the trajectory of the data vector selected by the data vector selection unit 232 ′ and the neighborhood vector detected by the neighborhood vector detection unit 233.
<Step S8> The parallelism evaluation unit 235 evaluates (calculates) the parallelism between the tangential direction with respect to the trajectory of the data vector calculated by the tangential direction calculation unit 234 and the tangential direction with respect to the trajectory of the neighboring vector.
<Step S9-1> The parallelism determination unit 237 ′ measures (acquires) the parallelism in the data vector selected by the data vector selection unit 232 ′ for each time from the evaluation result of the parallelism evaluation unit 235. )
<Step S9-2> The data storage unit 22 stores the parallelism measurement data.
<Step S9-3> The parallelism determination unit 237 ′ determines the abnormality of the time series data from the parallelism measurement data stored in the data storage unit 22.
<Step S10> The current time point update unit 238 is embedded by the time-series data embedding processing unit 231 every time the parallelism determination unit 237 ′ measures the parallelism of the data vector at a certain time. Update the current time point of time series data. At this time, if the time-series data at the current time point is not yet embedded, it is additionally acquired from the data storage unit 22 and embedded in the n-dimensional state space.
<Step S11> The accumulated data update unit 239 deletes data that has passed a set period from the time-series data and the n-dimensional state space accumulated in the data accumulation unit 22.

(実施形態2)
本発明の実施形態2に係る時系列データの異常監視装置は、実施形態1の異常監視装置20のデータベクトル選択部232´の処理と、接線方向演算部234の処理が異なること以外は、実施形態1の異常監視装置20と同じである。よって、本発明の実施形態2に係る時系列データの異常監視装置の構成は、図1に示す異常監視装置20と同じであるので、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The time series data abnormality monitoring device according to the second embodiment of the present invention is implemented except that the processing of the data vector selection unit 232 ′ of the abnormality monitoring device 20 of the first embodiment is different from the processing of the tangential direction calculation unit 234. This is the same as the abnormality monitoring apparatus 20 of the first embodiment. Therefore, the configuration of the time series data abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the abnormality monitoring apparatus 20 shown in FIG.

実施形態1に係る異常監視装置20における接線方向の導出方法では、選択した点の前後の点に基づいて接線方向を導出しているので、選択した点より新しいデータが必要となる。その結果、時々刻々と変化する時系列データの異常検知を行なう場合において、現在時刻に最も近い点を選択することができず、時系列データの異常検知時間に遅延が生じるおそれがある。そこで、実施形態2に係る異常監視装置では、接線方向の算出を、基準点と、基準点より前の点に基づいて算出することで、現在時刻に最も近い時系列データを基準点として選択することができ、時系列データの異常検知時間の遅延を抑制する。   In the method for deriving the tangent direction in the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment, the tangent direction is derived based on the points before and after the selected point, so newer data is required than the selected point. As a result, when detecting abnormality of time-series data that changes every moment, the point closest to the current time cannot be selected, and there is a possibility that a delay occurs in the abnormality detection time of time-series data. Therefore, in the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment, the time series data closest to the current time is selected as the reference point by calculating the tangential direction based on the reference point and a point before the reference point. It is possible to suppress the delay of time-series data abnormality detection time.

図9は、実施形態2に係る時系列データの異常監視装置のデータ判定処理部の詳細を示している。   FIG. 9 illustrates details of the data determination processing unit of the time-series data abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment.

実施形態2に係る異常監視装置のデータ判定処理部は、データベクトル選択部232´の処理と、接線方向演算部234の処理が異なること以外は、図2に示したデータ判定処理部23と同様であるので、実施形態1に係るデータ判定処理部23と同じ構成については同じ符号を付し詳細な説明を省略する。   The data determination processing unit of the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment is the same as the data determination processing unit 23 illustrated in FIG. 2 except that the processing of the data vector selection unit 232 ′ and the processing of the tangential direction calculation unit 234 are different. Therefore, the same components as those of the data determination processing unit 23 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

232´´は、時系列データの埋め込み処理部231で埋め込まれた時系列データの、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルを選択するデータベクトル選択手段としてのデータベクトル選択部である。なお、データベクトル選択部232´´は、前述した各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルを選択するに限らず、最先端から1つ手前、2つ手前、…(n個手前(nは1以上の正数))のデータベクトルを選択するようにしても良い。   232 ″ is a data vector selection unit that selects a state-of-the-art data vector representing the current time point of the data series at each time of the time series data embedded by the time series data embedding processing unit 231. Part. The data vector selection unit 232 ″ is not limited to selecting the most advanced data vector that represents the current time point of the data series at each time described above, but one (1) before, 2 (before),. The data vector immediately before (n is a positive number of 1 or more) may be selected.

234´は、図10に示すように、データベクトル選択部232´´で選択されたデータベクトルXiおよび近傍ベクトル検出部233で検出された近傍ベクトルXj,Xkの、軌道に対する接線方向Ti,Tj,Tkを演算する接線方向演算手段としての接線方向演算部である。   As shown in FIG. 10, the reference numeral 234 ′ denotes the tangent directions Ti, Tj, and the tangential directions of the data vector Xi selected by the data vector selection unit 232 ″ and the neighborhood vectors Xj and Xk detected by the neighborhood vector detection unit 233 with respect to the trajectory. It is a tangential direction calculation part as a tangential direction calculation means which calculates Tk.

接線方向演算部234´は、例えば、選択されたデータベクトルを対象点X、対象点Xの1つ前の点を点Y、対象点Xの2つ前の点を点Zとしたとき、対象点Xにおける接線方向Tを3点X,Y,Zを通る円の対象点Xにおける接線として計算する。   For example, when the selected data vector is the target point X, the point immediately before the target point X is the point Y, and the point two points before the target point X is the point Z, The tangential direction T at the point X is calculated as the tangent at the target point X of the circle passing through the three points X, Y, and Z.

この接線方向Tは、以下の(1)〜(6)の条件に基づいて算出することができる。
(1)X+Tが3点X,Y,Zを含む高々の2次元の部分空間に含まれる。
(2)接線方向Tが円の中心Pから対象点XへのベクトルPXと直交する。
(3)接線方向Tが単位ベクトルである。
(4)円の中心Pが3点X,Y,Zを含む高々の2次元の部分空間内に含まれる。
(5)円の中心Pから点Xと点Yの中点へのベクトルが、点Yから点Xへのベクトルと直交する。
(6)円の中心Pから点Xと点Zの中点へのベクトルが、点Zから点Xへのベクトルと直交する。
This tangential direction T can be calculated based on the following conditions (1) to (6).
(1) X + T is included in at most a two-dimensional subspace including three points X, Y, and Z.
(2) The tangential direction T is orthogonal to the vector PX from the center P of the circle to the target point X.
(3) The tangential direction T is a unit vector.
(4) The center P of the circle is included in a noble two-dimensional subspace including three points X, Y, and Z.
(5) The vector from the center P of the circle to the midpoint of the point X and the point Y is orthogonal to the vector from the point Y to the point X.
(6) The vector from the center P of the circle to the midpoint of the points X and Z is orthogonal to the vector from the point Z to the point X.

点と位置ベクトルを同一視して、上記の条件に基づいて方程式を立て、この方程式を解くことで、式(4)で示す点X,Y,Zと接線方向Tの関係式を求めることができる。なお、接線方向Tは、互いに逆方向の2つの結果が得られるので、式(4)では、点の並び順に合わせて点Zおよび点Yから点Xへ向かう向きのものを選択している。   By equating the point and the position vector, an equation is established based on the above conditions, and by solving this equation, a relational expression between the points X, Y, Z and the tangential direction T shown in Equation (4) can be obtained. it can. Note that two results in opposite directions can be obtained for the tangential direction T. Therefore, in the equation (4), points in the direction from the point Z and the point Y to the point X are selected in accordance with the arrangement order of the points.

Figure 0006065628
Figure 0006065628

[実施例]
具体的な時系列データの一例として、図11に示す時系列データを実施形態2に係る異常監視装置に入力し、入力された時系列データの軌道平行測度を逐次測定した。
[Example]
As an example of specific time-series data, the time-series data shown in FIG. 11 is input to the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment, and the orbit parallel measure of the input time-series data is sequentially measured.

図11に示すように、入力される時系列データは、時刻t以前はローレンツ・カオス・データ(決定論的カオス時系列データ)が入力され、時刻t以降はローレンツ・カオス・データにホワイトノイズを10%重畳したデータ(確率過程に基づく時系列データを10%含む決定論的カオス時系列データ)が入力される時系列データである。   As shown in FIG. 11, the input time-series data is Lorentz chaos data (deterministic chaos time-series data) input before time t, and white noise is added to the Lorentz chaos data after time t. This is time series data to which 10% superimposed data (deterministic chaos time series data including 10% time series data based on a stochastic process) is input.

実施形態2に係る異常監視装置による時系列データの処理手順を以下に示す。なお、実施形態1に係る異常監視装置20の時系列データの処理手順と同じ処理については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
<ステップS1>〜<ステップS4> 実施形態1に係る異常監視装置20の時系列データの処理手順と同じである。
<ステップS5´> データベクトル選択部232´´が、例えば、前記時系列データの埋め込み処理部231により埋め込まれた時系列データから各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルを選択する。
<ステップS6> 近傍ベクトル検出部233が、前記データベクトル選択部232´´により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する。
<ステップS7´> 接線方向演算部234´が、前記データベクトル選択部232´´により選択されたデータベクトルと、近傍ベクトル検出部233により検出された近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する。
<ステップS8>〜<ステップS11> 実施形態1に係る異常監視装置20の時系列データの処理手順と同じである。
A processing procedure of time series data by the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment is shown below. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the process same as the process sequence of the time series data of the abnormality monitoring apparatus 20 which concerns on Embodiment 1, and detailed description is abbreviate | omitted.
<Step S1> to <Step S4> This is the same as the time-series data processing procedure of the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment.
<Step S5 ′> The data vector selection unit 232 ″ selects, for example, a state-of-the-art data vector representing the current time point of the data series at each time from the time-series data embedded by the time-series data embedding processing unit 231. select.
<Step S6> The neighborhood vector detection unit 233 detects a neighborhood vector in the neighborhood space of the data vector selected by the data vector selection unit 232 ″.
<Step S <b> 7 ′> The tangential direction calculation unit 234 ′ calculates the tangential direction with respect to the trajectory of the data vector selected by the data vector selection unit 232 ″ and the neighborhood vector detected by the neighborhood vector detection unit 233.
<Step S8> to <Step S11> This is the same as the time-series data processing procedure of the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment.

図12に、入力された時系列データの軌道平行測度の測定結果を示す。図12に示すように、ランダムノイズを含まない決定論的カオス時系列データが入力されているときには、軌道平行測度の値は、0.1以下である。一方、10%のホワイトノイズが重畳されたローレンツ・カオス・データが入力される時間t以降では、軌道平行測度の値が大きく増加している。   FIG. 12 shows the measurement result of the orbit parallel measure of the input time series data. As shown in FIG. 12, when deterministic chaotic time series data not including random noise is input, the value of the orbital parallel measure is 0.1 or less. On the other hand, after the time t when Lorentz chaos data on which 10% of white noise is superimposed is input, the value of the orbital parallel measure greatly increases.

実施形態1に係る異常監視装置20に実施例と同じ時系列データ(図11に示す時系列データ)を入力し、軌道平行測度を測定した。測定結果を図13に示す。図13に示すように、ランダムノイズを含まない決定論的カオス時系列データが入力されているときには、軌道平行測度の値は、0.1以下である。一方、10%のホワイトノイズが重畳されたローレンツ・カオス・データが入力される時間t以降では、軌道平行測度の値が大きく増加している。   The same time series data as the example (time series data shown in FIG. 11) was input to the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment, and the orbit parallel measure was measured. The measurement results are shown in FIG. As shown in FIG. 13, when deterministic chaotic time series data not including random noise is input, the value of the orbital parallel measure is 0.1 or less. On the other hand, after the time t when Lorentz chaos data on which 10% of white noise is superimposed is input, the value of the orbital parallel measure greatly increases.

図12に示す実施形態2に係る異常監視装置の計測結果と図13に示す実施形態1に係る異常監視装置20の結果とを比較すると、実施形態2に係る異常監視装置では、t時間経過(10%ホワイトノイズが重畳されたローレンツ・カオス・データが入力された)直後に軌道平行測度が大きく増加している。これに対して、実施形態1に係る異常監視装置20では、実施形態2に係る異常監視装置と比較してt時間経過直後の軌道平行測度の増加が緩やかである。つまり、実施形態2に係る異常監視装置に係る異常監視方法は、実施形態1に係る異常監視装置20の異常監視方法よりも、時系列データで発生した異常(ランダムノイズの発生)をより早く検知することができる。   When the measurement result of the abnormality monitoring device according to the second embodiment shown in FIG. 12 is compared with the result of the abnormality monitoring device 20 according to the first embodiment shown in FIG. Immediately after the Lorentz chaos data with 10% white noise superimposed on it, the orbital parallel measure greatly increases. On the other hand, in the abnormality monitoring device 20 according to the first embodiment, the increase in the trajectory parallel measure immediately after the elapse of t time is moderate as compared with the abnormality monitoring device according to the second embodiment. That is, the abnormality monitoring method according to the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment detects an abnormality (occurrence of random noise) that occurs in the time series data earlier than the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment. can do.

また、実施形態2に係る異常監視装置の異常監視方法も、実施形態1に係る異常監視装置20の異常監視方法も、3点を通る点に基づいて軌道平行測度を算出しているが、実施形態2に係る異常監視装置の異常監視方法のほうが、軌道平行測度の値がより大きく変化している。つまり、正常データ(ローレンツ・カオス・データ)が入力された場合では、実施形態2に係る異常監視装置の判定結果と実施形態1に係る異常監視装置20の判定結果とではほぼ同じ結果が出力されているのに対し、異常データ(ホワイトノイズが重畳されたローレンツ・カオス・データ)が入力された場合では、実施形態2に係る異常監視装置の判定結果は実施形態1に係る異常監視装置20の判定結果の3倍弱大きな値となっている。これは、実施形態2に係る異常監視装置の異常監視方法が実施形態1に係る異常監視装置20の異常監視方法より異常検知の感度が高いことを示している。   Further, both the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment and the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment calculate the trajectory parallel measure based on points passing through three points. In the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus according to aspect 2, the value of the orbit parallel measure changes more greatly. That is, when normal data (Lorentz chaos data) is input, almost the same result is output between the determination result of the abnormality monitoring device according to the second embodiment and the determination result of the abnormality monitoring device 20 according to the first embodiment. On the other hand, when abnormality data (Lorentz chaos data on which white noise is superimposed) is input, the determination result of the abnormality monitoring device according to the second embodiment is that of the abnormality monitoring device 20 according to the first embodiment. The value is a little less than three times the determination result. This indicates that the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment has higher abnormality detection sensitivity than the abnormality monitoring method of the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment.

図14に示すように、時系列データの接線方向を算出する場合において、基準となる点Xiと、点Xiの前後の点Xi+1,Xi-1を通る円の点Xiにおける接線を求める近似方法(実施形態1における接線算出方法)が一般的な算出方法である。また、接線を求める点を中心とした5点を使って、基準となる点における接線を算出するアルゴリズムも提案されている(非特許文献2)。しかし、3点Xi-1,X,Xi+1を通る円の接線方向としては正確性が劣るかもしれないが、3点Xi-1,X,Xi+1を通る円が決まれば、Xi-1,Xi+1においてもその円の接線を求めることはできる。 As shown in FIG. 14, when calculating the tangential direction of the time series data, the point X i serving as a reference and the point X i of the circle passing through the points X i + 1 and X i-1 before and after the point X i An approximation method for obtaining a tangent at (a tangent calculation method in the first embodiment) is a general calculation method. In addition, an algorithm for calculating a tangent at a reference point using five points centered on a point for obtaining a tangent has been proposed (Non-Patent Document 2). However, although the accuracy of the tangent direction of the circle passing through the three points X i-1 , X, X i + 1 may be inferior, the circle passing through the three points X i-1 , X, X i + 1 is determined. For example, the tangent of the circle can be obtained at X i-1 and X i + 1 .

実施形態2に係る異常監視装置に係る時系列データの識別方法は、図14に示すように、軌道平行測度を計算する際に算出される接線方向を、基準点と、基準点より前の点に基づいて算出する。つまり、3点を通る円の端点(基準点)における接線方向を利用する。これは、接線方向として厳密に正しいものを求めなくても、比較するデータベクトルと近傍ベクトルで同じ計算方法を用いることで、算出された接線方向が時系列データの変化の比較指標として用いることができるというものである。なお図14で示されるように端点から接線を求めることで変化に対する感度はより高くなると考えられる。   As shown in FIG. 14, the time-series data identification method according to the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment includes a reference point and a point before the reference point with respect to the tangential direction calculated when calculating the trajectory parallel measure. Calculate based on That is, the tangent direction at the end point (reference point) of a circle passing through three points is used. This means that the calculated tangential direction can be used as a comparison index for changes in time-series data by using the same calculation method for the data vector to be compared and the neighborhood vector without obtaining a strictly correct tangent direction. It can be done. Note that, as shown in FIG. 14, it is considered that the sensitivity to the change becomes higher by obtaining the tangent from the end point.

以上のように、本発明の実施形態2に係る異常監視装置および異常監視方法によれば、接線方向を算出する基準点と、この基準点より前の点を通る円に基づいて、基準点における接線方向を算出する。よって、軌道平行測度の計算の基準点として最先端(現在時刻に最も近い点)の値を用いることができる。つまり、時々刻々と変わる時系列データから異常検知する場合に、異常検知に利用するデータとして、最先端の点を用いることができる。その結果、時系列データを逐次取得して時系列データに含まれるノイズを検出する逐次軌道平行測度法の計算において、より早く時系列データの異常を検出することができる。また、時系列データの異常を感度よく検出することができる。   As described above, according to the abnormality monitoring device and the abnormality monitoring method according to the second embodiment of the present invention, based on the reference point for calculating the tangential direction and the circle passing through the point before this reference point, the reference point Calculate the tangential direction. Therefore, the most advanced value (the point closest to the current time) can be used as a reference point for calculating the trajectory parallel measure. That is, when an abnormality is detected from time-series data that changes every moment, the most advanced point can be used as data used for the abnormality detection. As a result, the abnormality of the time series data can be detected earlier in the calculation of the sequential orbit parallel measure method that sequentially acquires the time series data and detects the noise included in the time series data. In addition, it is possible to detect abnormality of time series data with high sensitivity.

以上のように、本発明の異常監視装置および異常監視方法によれば、少ないパラメータ(埋め込み次元、遅れ時間)の設定により、時系列データから極めて早期に異常を検出することができるようになる。   As described above, according to the abnormality monitoring apparatus and abnormality monitoring method of the present invention, it is possible to detect an abnormality from time series data very early by setting a small number of parameters (embedding dimension, delay time).

また、上記のように構成された実施形態1に係る異常監視装置20および実施形態2に係る異常監視装置は、例えばコンピュータにより構成され、通常のコンピュータのハードウェアリソース、例えばROM,RAM,CPU、入力装置、出力装置、通信インターフェース、ハードディスク、記録媒体およびその駆動装置等を備えている。   Further, the abnormality monitoring device 20 according to the first embodiment and the abnormality monitoring device according to the second embodiment configured as described above are configured by, for example, a computer, and hardware resources of a normal computer, for example, ROM, RAM, CPU, An input device, an output device, a communication interface, a hard disk, a recording medium, and a driving device thereof are provided.

このハードウェアリソースとソフトウェアリソース(OS、アプリケーションなど)との協働の結果、実施形態1に係る異常監視装置20および実施形態2に係る異常監視装置は、図1、図2、図9に示すように、データ収集部21、データ蓄積部22、データ取得部230´、時系列データの埋め込み処理部231、データベクトル選択部232´,232´´、近傍ベクトル検出部233、接線方向演算部234,234′、平行度評価部235、平行度判定部237´、現在時刻点更新部238および蓄積データ更新部239を実装する。   As a result of the cooperation between the hardware resource and the software resource (OS, application, etc.), the abnormality monitoring apparatus 20 according to the first embodiment and the abnormality monitoring apparatus according to the second embodiment are shown in FIGS. As described above, the data collection unit 21, the data storage unit 22, the data acquisition unit 230 ′, the time series data embedding processing unit 231, the data vector selection units 232 ′ and 232 ″, the neighborhood vector detection unit 233, and the tangential direction calculation unit 234. , 234 ′, parallelism evaluation unit 235, parallelism determination unit 237 ′, current time point update unit 238, and accumulated data update unit 239.

前記データ蓄積部22は、ハードディスクあるいはRAMなどの保存手段・記憶手段に構築されているものとする。   It is assumed that the data storage unit 22 is constructed in storage means / storage means such as a hard disk or RAM.

なお、各実施形態の時系列データの異常監視装置における各手段の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、本実施形態の時系列データの異常監視方法における手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばFD(Floppy(登録商標) Disk)や、MO(Magneto−Optical disk)、ROM(Read Only Memory)、メモリカード、CD(Compact Disk)−ROM、DVD(Digital Versatile Disk)−ROM、CD−R、CD−RW、HDD、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。   It should be noted that a part or all of the functions of each means in the time series data abnormality monitoring device of each embodiment can be configured by a computer program, and the present invention can be realized by executing the program using the computer. It goes without saying that the procedure in the time series data abnormality monitoring method of the present embodiment can be configured by a computer program and the program can be executed by the computer. Readable recording media such as FD (Floppy (registered trademark) Disk), MO (Magneto-Optical disk), ROM (Read Only Memory), memory card, CD (Compact Disk) -ROM, DVD (Digit) al Versatile Disk) -ROM, CD-R, CD-RW, HDD, removable disk, etc., and can be stored or distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or electronic mail.

10…監視・制御対象
20…異常監視装置
21…データ収集部
22…データ蓄積部
23…データ判定処理部
30…分析結果出力部
230´…データ取得手段
231…時系列データの埋め込み処理部
232´,232´´…データベクトル選択部
233´…近傍ベクトル検出部
234,234´…接線方向演算部
235…平行度評価部
237´…平行度判定部
238…現在時刻点更新部
239…蓄積データ更新部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Monitoring / control target 20 ... Abnormality monitoring apparatus 21 ... Data collection part 22 ... Data storage part 23 ... Data determination processing part 30 ... Analysis result output part 230 '... Data acquisition means 231 ... Time series data embedding processing part 232' , 232 ″, data vector selection unit 233 ′, neighborhood vector detection unit 234, 234 ′, tangential direction calculation unit 235, parallelism evaluation unit 237 ′, parallelism determination unit 238, current time point update unit 239, accumulated data update Part

Claims (9)

監視対象から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込むデータ収集手段と、
前記データ収集手段により取り込まれた時系列データを蓄積するデータ蓄積手段と、
前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう時系列データの埋め込み処理手段と、
所定の時間毎に前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データから現在時刻に最も近いデータベクトルに基づいて定められるデータベクトルを選択するデータベクトル選択手段と、
前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出手段と、
前記選択されたデータベクトルおよび近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する接線方向演算手段と、
前記演算されたデータベクトルの軌道に対する接線方向と近傍ベクトルの軌道に対する接線方向との平行度を評価する平行度評価手段と、
前記平行度評価手段の評価結果から、各時刻毎の、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルにおける平行度を測定し、前記平行度測定データから前記時系列データの異常を判定する平行度判定手段と、
前記平行度判定手段によってある時刻における前記データベクトルについての平行度が測定される毎に、前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データの現在時刻点を更新する現在時刻点更新手段とを備えたことを特徴とする時系列データの異常監視装置。
Data collecting means for detecting time-series data from the monitoring target and capturing the detected time-series data;
Data accumulation means for accumulating time series data captured by the data collection means;
Data acquisition means for acquiring time-series data stored in the data storage means;
Time-series data embedding processing means for embedding the n-dimensional state space from the time-series data acquired by the data acquisition means;
Data vector selection means for selecting a data vector determined based on the data vector closest to the current time from the time-series data embedded by the embedding processing means every predetermined time;
Neighborhood vector detection means for detecting a neighborhood vector in the neighborhood space of the data vector selected by the data vector selection means;
A tangential direction calculating means for calculating a tangential direction with respect to the trajectory of the selected data vector and the neighborhood vector;
Parallelism evaluation means for evaluating parallelism between a tangential direction with respect to a trajectory of the calculated data vector and a tangential direction with respect to a trajectory of a neighboring vector;
The parallelism for measuring the parallelism in the data vector selected by the data vector selection means for each time from the evaluation result of the parallelism evaluation means, and determining the abnormality of the time series data from the parallelism measurement data A determination means;
A current time point updating unit that updates the current time point of the time-series data embedded by the embedding processing unit each time the parallelism of the data vector at a certain time is measured by the parallelism determining unit. An abnormality monitoring device for time-series data characterized by the above.
前記データベクトル選択手段は、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端から一つ手前のデータベクトルを選択することを特徴とする請求項1に記載の時系列データの異常監視装置。 2. The time-series data abnormality monitoring apparatus according to claim 1, wherein the data vector selection unit selects a data vector immediately preceding from the most advanced point representing the current time point of the data series at each time. 前記データベクトル選択手段は、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルを選択し、
前記接線方向演算手段は、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの軌道に対する接線方向を、当該選択されたデータベクトルおよびこのデータベクトルより前のデータベクトルに基づいて導出される円の該選択されたデータベクトルにおける接線として算出し、前記近傍ベクトル検出手段により検出された近傍ベクトルの軌道に対する接線方向を、当該近傍ベクトルおよびこの近傍ベクトルより前のデータベクトルに基づいて導出される円の該近傍ベクトルにおける接線として算出することを特徴とする請求項1に記載の時系列データの異常監視装置。
The data vector selection means selects the most advanced data vector representing the current time point of the data series at each time,
The tangential direction calculation means selects the circle derived based on the selected data vector and a data vector before the data vector, with respect to the tangential direction with respect to the trajectory of the data vector selected by the data vector selection means. Calculated as a tangent line in the generated data vector, and the tangential direction with respect to the trajectory of the neighborhood vector detected by the neighborhood vector detecting means is the neighborhood of the circle derived based on the neighborhood vector and the data vector before the neighborhood vector. The time-series data abnormality monitoring apparatus according to claim 1, wherein the abnormality monitoring apparatus calculates the tangent in the vector.
前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データから、設定期間以上経過したデータを削除する蓄積データ更新手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の時系列データの異常監視装置。 4. The time according to claim 1, further comprising accumulated data updating means for deleting data that has passed a set period from the time series data accumulated in the data accumulation means. 5. Series data abnormality monitoring device. データ収集手段が、監視対象から時系列データを検出し、該検出した時系列データを取り込むデータ収集ステップと、
データ蓄積手段が、前記データ収集手段により取り込まれた時系列データを蓄積するデータ蓄積ステップと、
データ取得手段が、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データを取得するデータ取得ステップと、
時系列データの埋め込み処理手段が、前記データ取得手段により取得された時系列データからn次元状態空間に埋め込み処理を行なう時系列データの埋め込み処理ステップと、
データベクトル選択手段が、所定の時間毎に前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データから現在時刻に最も近いデータベクトルに基づいて定められるデータベクトルを選択するデータベクトル選択ステップと、
近傍ベクトル検出手段が、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの近傍空間内での近傍ベクトルを検出する近傍ベクトル検出ステップと、
接線方向演算手段が、前記選択されたデータベクトルおよび近傍ベクトルの、軌道に対する接線方向を演算する接線方向演算ステップと、
平行度評価手段が、前記演算されたデータベクトルの軌道に対する接線方向と近傍ベクトルの軌道に対する接線方向との平行度を評価する平行度評価ステップと、
平行度測定手段が、前記平行度評価手段の評価結果から、各時刻毎の、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルにおける平行度を測定し、前記平行度測定データから前記時系列データの異常を判定する平行度判定ステップと、
現在時刻点更新手段が、前記平行度判定手段によってある時刻における前記データベクトルについての平行度が測定される毎に、前記埋め込み処理手段により埋め込まれた時系列データの現在時刻点を更新する現在時刻点更新ステップとを備えたことを特徴とする時系列データの異常監視方法。
A data collection means for detecting time-series data from the monitoring target and capturing the detected time-series data; and
A data accumulating step in which the data accumulating unit accumulates the time series data captured by the data collecting unit;
A data acquisition step in which the data acquisition means acquires time-series data stored in the data storage means;
Time-series data embedding processing means for embedding time-series data from the time-series data acquired by the data acquisition means into an n-dimensional state space; and
A data vector selection step for selecting a data vector determined based on a data vector closest to the current time from the time-series data embedded by the embedding processing unit every predetermined time;
A neighborhood vector detecting step for detecting a neighborhood vector in a neighborhood space of the data vector selected by the data vector selecting unit;
A tangential direction calculating means for calculating a tangential direction with respect to the trajectory of the selected data vector and the neighborhood vector; and
A parallelism evaluation means for evaluating a parallelism between a tangential direction with respect to a trajectory of the calculated data vector and a tangential direction with respect to a trajectory of a neighboring vector;
The parallelism measuring means measures the parallelism in the data vector selected by the data vector selecting means for each time from the evaluation result of the parallelism evaluating means, and from the parallelism measurement data, the time series data A parallelism determination step for determining abnormality,
The current time when the current time point updating unit updates the current time point of the time series data embedded by the embedding processing unit every time the parallelism of the data vector at a certain time is measured by the parallelism determining unit. An abnormality monitoring method for time-series data, comprising: a point updating step.
前記データベクトル選択ステップにおいて、前記データベクトル選択手段は、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端から一つ手前のデータベクトルを選択することを特徴とする請求項5に記載の時系列データの異常監視方法。 6. The time series according to claim 5, wherein, in the data vector selection step, the data vector selection means selects a data vector immediately preceding from the forefront representing the current time point of the data series at each time. Data abnormality monitoring method. 前記データベクトル選択ステップにおいて、前記データベクトル選択手段は、各時刻におけるデータ系列の現在時刻点を表す最先端のデータベクトルを選択し、
前記接線方向演算ステップにおいて、前記接線方向演算手段は、前記データベクトル選択手段により選択されたデータベクトルの軌道に対する接線方向を、当該選択されたデータベクトルおよびこのデータベクトルより前のデータベクトルに基づいて導出される円の該選択されたデータベクトルにおける接線として算出し、前記近傍ベクトル検出手段により検出された近傍ベクトルの軌道に対する接線方向を、当該近傍ベクトルおよびこの近傍ベクトルより前のデータベクトルに基づいて導出される円の該近傍ベクトルにおける接線として算出することを特徴とする請求項5に記載の時系列データの異常監視方法。
In the data vector selection step, the data vector selection means selects the most advanced data vector representing the current time point of the data series at each time,
In the tangential direction calculation step, the tangential direction calculation means determines a tangential direction with respect to the trajectory of the data vector selected by the data vector selection means based on the selected data vector and a data vector preceding this data vector. Calculated as a tangent to the selected data vector of the derived circle, and the tangent direction to the trajectory of the neighborhood vector detected by the neighborhood vector detection means is based on the neighborhood vector and the data vector before this neighborhood vector. 6. The time series data abnormality monitoring method according to claim 5, wherein the abnormality is calculated as a tangent to the derived vector of the circle.
蓄積データ更新手段が、前記データ蓄積手段に蓄積された時系列データから、設定期間以上経過したデータを削除する蓄積データ更新ステップを備えたことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の時系列データの異常監視方法。 8. The accumulated data updating means, comprising: an accumulated data updating step for deleting data that has passed a set period from time-series data accumulated in the data accumulating means. Anomaly monitoring method for time-series data described in 1. コンピュータを請求項1から4のいずれか1項に記載の異常監視装置の各手段として機能させるためのプログラム。 The program for functioning a computer as each means of the abnormality monitoring apparatus of any one of Claim 1 to 4.
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