JP7741451B2 - Learning management device, learning management method, and program - Google Patents
Learning management device, learning management method, and programInfo
- Publication number
- JP7741451B2 JP7741451B2 JP2024527928A JP2024527928A JP7741451B2 JP 7741451 B2 JP7741451 B2 JP 7741451B2 JP 2024527928 A JP2024527928 A JP 2024527928A JP 2024527928 A JP2024527928 A JP 2024527928A JP 7741451 B2 JP7741451 B2 JP 7741451B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- task
- learning
- unit
- past
- learning management
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N20/00—Machine learning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
本開示は、学習管理装置、学習管理方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to a learning management device, a learning management method, and a program.
従来、複数の転送装置を介して複数のエンド端末間の通信が行われる通信ネットワークNWを有する通信システムNSであって、当該通信ネットワークの性能を表すパラメータ(本明細書において、ネットワークパラメータと呼ぶ。)のデータを収集するネットワークデータベースNDBと、機械学習の技術を用いて将来のネットワークパラメータを予測する予測機能部LMとを有する通信システムが存在する。図8は、当該通信システムNSの概略を示す。通信システムNSでは、転送装置T1からT4を介して、エンド端末ET1とエンド端末ET2との通信が行われる。図9のグラフは、縦軸が収集されたネットワークパラメータとしてのトラフィック流量を、横軸が時間を表す。通信システムNSでは、図9の矢印で示す時点において、過去のトラフィック流量を学習データとして用いて任意の機械学習を行って学習モデルが作成され、該学習モデルを用いて、将来のトラフィック流量を予測機能部LMが予測できる。このように、将来のネットワークパラメータを予測する手法が考案されている。Conventionally, there exists a communication system NS having a communication network NW in which communication between multiple end terminals takes place via multiple forwarding devices. The communication system includes a network database NDB that collects data on parameters (referred to herein as network parameters) that represent the performance of the communication network, and a prediction function LM that predicts future network parameters using machine learning techniques. Figure 8 shows an overview of the communication system NS. In the communication system NS, communication takes place between end terminals ET1 and ET2 via forwarding devices T1 to T4. In the graph of Figure 9, the vertical axis represents traffic flow as a collected network parameter, and the horizontal axis represents time. In the communication system NS, at the time indicated by the arrow in Figure 9, a learning model is created by performing arbitrary machine learning using past traffic flow as learning data, and the prediction function LM can then predict future traffic flow using the learning model. In this way, a method for predicting future network parameters has been devised.
例えば非特許文献1では、過去のネットワークパラメータを用いて、将来のネットワークパラメータを予測する技術が開示されている。学習モデルの生成に用いる学習データは、過去のネットワークパラメータの他、関連する設定データも含まれることもある。例えば非特許文献2においては、ネットワークパラメータの他、ユーザ特徴データを用いて機械学習を行い、生成した学習モデルに基づいて将来のネットワークパラメータを予測することが開示されている。For example, Non-Patent Document 1 discloses a technique for predicting future network parameters using past network parameters. The learning data used to generate a learning model may include past network parameters as well as related setting data. For example, Non-Patent Document 2 discloses performing machine learning using user feature data in addition to network parameters, and predicting future network parameters based on the generated learning model.
ネットワークパラメータの変化に追従するため、機械学習は定期的に繰り返される。図10を参照して繰り返して行われる機械学習の例について説明する。図10は、縦軸がトラフィック流量、横軸が時間を表すグラフを示す。まず時刻A以前のトラフィック流量の変動である「学習分A」を学習データとして用いて機械学習が行われ、学習モデルAが生成される。当該学習モデルAを用いて、時刻Aから時刻Bまでのトラフィック流量が予測される。学習モデルAは、時刻A以前のトラフィック流量の変動を学習しており、将来同様の変動があったとしても予測が可能である。時刻Bより前とB以降とでは、トラフィック流量の変動のトレンドが変化しているため、時刻Bより前のトラフィック流量の変動である「学習分B」を用いて再度機械学習が行われ、学習モデルBが生成される。ここで、学習分Bのトラフィック流量は、学習分Aと一部重複している。生成された学習モデルBは、時刻B以前のトラフィック流量の変動を学習しており、将来同様の変動があったとしても予測が可能であるとされる。 Machine learning is periodically repeated to track changes in network parameters. An example of repeated machine learning will be described with reference to Figure 10. Figure 10 shows a graph with the vertical axis representing traffic flow rate and the horizontal axis representing time. First, machine learning is performed using "learning portion A," which represents fluctuations in traffic flow rate before time A, as learning data, to generate learning model A. This learning model A is used to predict traffic flow rate from time A to time B. Learning model A has learned traffic flow rate fluctuations before time A and is capable of predicting similar fluctuations in the future. Because the trend in traffic flow rate fluctuations changes before and after time B, machine learning is performed again using "learning portion B," which represents traffic flow rate fluctuations before time B, to generate learning model B. Here, the traffic flow rate of learning portion B partially overlaps with learning portion A. The generated learning model B has learned traffic flow rate fluctuations before time B and is capable of predicting similar fluctuations in the future.
繰り返して行う機械学習として、例えば非特許文献3には、学習データとしてのタスクを随時追加で学習する継続学習が開示されている。非特許文献3では、過去のタスクを忘却せずに新しいタスクを学習することが開示されている。さらに非特許文献4では、過去の学習済みモデルと新しいタスクとを用いて新たに機械学習を行うことが開示されている。図11を参照して継続学習の例について説明する。図11は、縦軸がトラフィック流量、横軸が時間を表す。継続学習ではまず、時刻A以前のトラフィック流量である学習分A、すなわちタスクAを学習データとして用いて学習モデルAが生成される。時刻Aから時刻Bまでのトラフィック流量であるタスクBと、学習モデルAとを用いて学習モデルBが生成される。以降同様にしてタスクが追加的に学習データとして用いられ、継続的に機械学習が行われていく。As an example of iterative machine learning, Non-Patent Document 3 discloses continuous learning, in which tasks are additionally learned as training data as needed. Non-Patent Document 3 also discloses learning new tasks without forgetting past tasks. Furthermore, Non-Patent Document 4 discloses performing new machine learning using past trained models and new tasks. An example of continuous learning will be explained with reference to Figure 11. In Figure 11, the vertical axis represents traffic flow and the horizontal axis represents time. In continuous learning, learning model A is first generated using learning portion A, which is the traffic flow before time A, i.e., task A, as training data. Learning model B is then generated using learning model A, which is the traffic flow from time A to time B. Task B, which is the traffic flow from time A to time B, and learning model A. Thereafter, tasks are additionally used as training data, and machine learning is continuously performed in a similar manner.
将来のネットワークパラメータを予測する学習モデルの生成に継続学習を導入する場合、過去のネットワークパラメータをタスクに分割する基準が重要となる。一方、非特許文献4では、タスクが増えると予測精度が下がる可能性が示唆されている。このように、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術が望まれていた。When continuous learning is introduced to generate a learning model that predicts future network parameters, the criteria for dividing past network parameters into tasks become important. However, Non-Patent Document 4 suggests that increasing the number of tasks may result in a decrease in prediction accuracy. Thus, there is a need for technology to improve continuous learning methods by using tasks divided into an appropriate number of times.
かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術を提供することにある。 The purpose of this disclosure, made in light of these circumstances, is to provide technology that improves continuous learning methods by using tasks divided into appropriate numbers of times.
上記課題を解決するため、本開示に係る学習管理装置は、所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得するログ取得部と、前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断部と、前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成部と、前記タスクを記憶する記憶部と、前記新たなタスクが前記記憶部に記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除部と、を備える。 To solve the above problem, the learning management device disclosed herein comprises a log acquisition unit that displays a log of network parameters generated at predetermined time intervals and acquires time-series log information used for continuous learning; a judgment unit that determines whether a trend change in the network parameters has occurred based on the log information; a task generation unit that, if a trend change has occurred, separates the subsequent log information from past tasks as a new task; a memory unit that stores the tasks; and a deletion unit that deletes the past task if the new task is similar to the past task stored in the memory unit.
また、上記課題を解決するため、本開示に係る学習管理方法は、記憶部を備える学習管理装置が実行する学習管理方法であって、所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得するログ取得ステップと、前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断ステップと、前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成ステップと、前記タスクを前記記憶部に記憶する記憶ステップと、前記新たなタスクが前記記憶部に記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除ステップと、を含む。 In addition, to solve the above-mentioned problems, the learning management method disclosed herein is a learning management method executed by a learning management device equipped with a memory unit, and includes a log acquisition step of acquiring time-series log information that shows a log of network parameters generated at predetermined time intervals and is used for continuous learning; a judgment step of determining whether a trend change has occurred in the network parameters based on the log information; a task generation step of separating the subsequent log information from past tasks as a new task if the trend change has occurred; a storage step of storing the task in the memory unit; and a deletion step of deleting the past task if the new task is similar to the past task stored in the memory unit.
上記課題を解決するため、本開示に係るプログラムは、コンピュータを、本開示に係る学習管理装置として機能させる。 To solve the above problem, the program disclosed herein causes a computer to function as a learning management device disclosed herein.
本開示に係る学習管理装置、学習管理方法、及びプログラムによれば、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術を提供することができる。 The learning management device, learning management method, and program disclosed herein can provide technology that improves continuous learning methods by using tasks divided into appropriate numbers of times.
以下、本開示の実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。各図面中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。以下に説明する実施形態は本開示の構成の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings as appropriate. In each drawing, identical or corresponding parts are designated by the same reference numerals. In describing the present embodiments, descriptions of identical or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate. The embodiments described below are examples of the configuration of the present disclosure, and the present invention is not limited to the following embodiments.
<システム1の概略構成>
図1は、本実施形態に係るシステム1の構成を示す図である。図1に示すように、システム1は、ネットワークパラメータ収集装置Nと、学習管理装置10とを備える。各装置は、例えばインターネット及び移動体通信網等を含むネットワーク30と有線又は無線により通信可能に接続される。各装置間で情報を送受信するための通信方法は、特に限定されない。各装置は一体化されていてもよい。つまり、例えば、学習管理装置10が、ネットワークパラメータ収集装置Nの機能を備えていても良い。各装置は、ネットワーク30を介して、互いに通信する。
<General configuration of system 1>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the system 1 includes a network parameter collection device N and a learning management device 10. Each device is communicably connected to a network 30, which may include, for example, the Internet and a mobile communication network, via wired or wireless communication. The communication method for transmitting and receiving information between each device is not particularly limited. Each device may be integrated. That is, for example, the learning management device 10 may have the functions of the network parameter collection device N. Each device communicates with each other via the network 30.
ネットワークパラメータ収集装置Nと学習管理装置10とは、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属するサーバ等のコンピュータである。 The network parameter collection device N and the learning management device 10 are computers such as servers belonging to a cloud computing system or other computing system.
ネットワーク30は、インターネット、少なくとも1つWAN(Wide Area Network)、少なくとも1つのMAN(Metropolitan Area Network)、又はこれらの任意の組合せを含む。ネットワーク30は、少なくとも1つの無線ネットワーク、少なくとも1つの光ネットワーク、又はこれらの任意の組合せを含んでもよい。無線ネットワークは、例えば、アドホックネットワーク、セルラーネットワーク、無線LAN(local area network)、衛星通信ネットワーク、又は地上マイクロ波ネットワークである。 Network 30 includes the Internet, at least one Wide Area Network (WAN), at least one Metropolitan Area Network (MAN), or any combination thereof. Network 30 may also include at least one wireless network, at least one optical network, or any combination thereof. The wireless network may be, for example, an ad hoc network, a cellular network, a wireless local area network (LAN), a satellite communication network, or a terrestrial microwave network.
ネットワークパラメータ収集装置Nは、メモリ、コントローラ、及び通信インターフェースを備えるコンピュータによって構成される。メモリは、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、ROM(Read-Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等によって構成されてもよい。コントローラは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の専用のハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサによって構成されてもよいし、双方を含んで構成されてもよい。通信インターフェースには、例えば、イーサネット(登録商標)、FDDI(Fiber Distributed Data Interface)、Wi-Fi(登録商標)等の規格が用いられてもよい。 The network parameter collection device N is composed of a computer equipped with memory, a controller, and a communication interface. The memory may be composed of a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), etc. The controller may be composed of dedicated hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field-programmable gate array (FPGA), a processor, or a combination of both. The communication interface may use standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), or Wi-Fi (registered trademark).
ネットワークパラメータ収集装置Nは、ネットワーク30内の、ネットワークの性能を表すパラメータであるネットワークパラメータを収集する。ネットワークパラメータとは,インターフェースごと又はフローごと等、任意の単位で、任意の時間間隔で収集されるパラメータのことである。ネットワークパラメータは、例えば平均送信トラフィック流量、転送装置におけるリソース利用率、遅延時間を含む。本実施形態において、ネットワークパラメータは平均送信トラフィック流量を指す。ネットワークパラメータ収集装置Nは、収集したネットワークパラメータのログを示すログ情報を、学習管理装置10へ送信する。 The network parameter collection device N collects network parameters, which are parameters that represent the performance of the network within the network 30. Network parameters are parameters that are collected in any unit, such as per interface or per flow, at any time interval. Network parameters include, for example, average transmission traffic flow rate, resource utilization rate in the transfer device, and delay time. In this embodiment, the network parameters refer to the average transmission traffic flow rate. The network parameter collection device N transmits log information indicating a log of the collected network parameters to the learning management device 10.
学習管理装置10は、以下で説明するようにログ情報に基づいて学習データとしてのタスクを生成し、当該タスクを用いて継続学習を行う。学習管理装置10は、将来のネットワークパラメータの予測値を出力する学習モデルを生成し、当該学習モデルを用いて将来のネットワークパラメータを予測できる。 The learning management device 10 generates tasks as learning data based on log information as described below, and performs continuous learning using the tasks. The learning management device 10 generates a learning model that outputs predicted values of future network parameters, and can predict future network parameters using the learning model.
<学習管理装置10の構成>
図2を参照して、学習管理装置10について説明する。学習管理装置10は制御部11、記憶部12、通信部13、入力部14、及び出力部15を備える。
<Configuration of learning management device 10>
The learning management device 10 will be described with reference to Fig. 2. The learning management device 10 includes a control unit 11, a storage unit 12, a communication unit 13, an input unit 14, and an output unit 15.
記憶部12は、1つ以上のメモリを含み、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリなどを含んでもよい。記憶部12に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部12は、学習管理装置10の動作に用いられる任意の情報を記憶する。記憶部12は、必ずしも学習管理装置10が内部に備える必要はなく、学習管理装置10の外部に備える構成としてもよい。記憶部12は、以下で説明するように生成されたタスクを記憶する。 The memory unit 12 includes one or more memories, and may include, for example, semiconductor memory, magnetic memory, optical memory, etc. Each memory included in the memory unit 12 may function, for example, as a main memory device, an auxiliary memory device, or a cache memory. The memory unit 12 stores any information used in the operation of the learning management device 10. The memory unit 12 does not necessarily have to be provided inside the learning management device 10, but may also be configured to be provided external to the learning management device 10. The memory unit 12 stores tasks generated as described below.
通信部13は、ネットワーク30に接続する1つ以上の通信用インターフェースを含む。当該通信用インターフェースは、例えば移動通信規格、有線LAN規格、又は無線LAN規格に対応するが、これらに限られず、任意の通信規格に対応してもよい。通信部13は、学習管理装置10の動作に用いられる情報を受信し、また学習管理装置10の動作によって得られる情報を送信する。 The communication unit 13 includes one or more communication interfaces that connect to the network 30. The communication interfaces correspond to, for example, mobile communication standards, wired LAN standards, or wireless LAN standards, but are not limited to these and may correspond to any communication standard. The communication unit 13 receives information used in the operation of the learning management device 10 and transmits information obtained by the operation of the learning management device 10.
入力部14には、少なくとも1つの入力用インターフェースが含まれる。入力用インターフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、又はマイクである。入力部14は、学習管理装置10の動作に用いられる情報を入力する操作を受け付ける。入力部14は、学習管理装置10に備えられる代わりに、外部の入力機器として学習管理装置10に接続されてもよい。接続方式としては、例えば、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)等の任意の方式を用いることができる。 The input unit 14 includes at least one input interface. The input interface may be, for example, a physical key, a capacitive key, a pointing device, a touch screen integrated with a display, or a microphone. The input unit 14 accepts operations to input information used in the operation of the learning management device 10. The input unit 14 may be connected to the learning management device 10 as an external input device, instead of being provided in the learning management device 10. Any connection method may be used, for example, USB (Universal Serial Bus), HDMI (High-Definition Multimedia Interface) (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark).
出力部15には、少なくとも1つの出力用インターフェースが含まれる。出力用インターフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカである。ディスプレイは、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイである。出力部15は、学習管理装置10の動作によって得られる情報を出力する。出力部15は、学習管理装置10に備えられる代わりに、外部の出力機器として学習管理装置10に接続されてもよい。接続方式としては、例えば、USB、HDMI(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)等の任意の方式を用いることができる。 The output unit 15 includes at least one output interface. The output interface is, for example, a display or a speaker. The display is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro Luminescence) display. The output unit 15 outputs information obtained by the operation of the learning management device 10. The output unit 15 may be connected to the learning management device 10 as an external output device instead of being provided in the learning management device 10. Any connection method can be used, for example, USB, HDMI (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark).
制御部11は、制御演算回路(コントローラ)により実現される。該制御演算回路は、ASIC、FPGA等の専用のハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサによって構成されてもよいし、双方を含んで構成されてもよい。制御部11は、学習管理装置10の各部を制御しながら、学習管理装置10の動作に関わる処理を実行する。制御部11は、外部装置との情報の送受信を、通信部13及びネットワーク30を介して行うことができる。 The control unit 11 is realized by a control and arithmetic circuit (controller). The control and arithmetic circuit may be configured with dedicated hardware such as an ASIC or FPGA, or may be configured with a processor, or may be configured to include both. The control unit 11 controls each part of the learning management device 10 and executes processes related to the operation of the learning management device 10. The control unit 11 can send and receive information to and from external devices via the communication unit 13 and the network 30.
制御部11は、ログ取得部111と、判断部112と、タスク生成部113と、削除部114と、学習予測部115とを備える。 The control unit 11 includes a log acquisition unit 111, a judgment unit 112, a task generation unit 113, a deletion unit 114, and a learning prediction unit 115.
なお、以下の説明では、学習管理装置10が各部を備えるものとしたが、学習管理装置10とは別個の装置が各部を備える構成としてもよい。例えば学習管理装置10とは別個の第1の装置が学習予測部115の継続学習の機能を備え、さらに別個の第2の装置が学習予測部115の予測機能を備えるように構成されてもよい。 In the following description, the learning management device 10 is assumed to have each unit, but each unit may also be configured to be provided on a device separate from the learning management device 10. For example, a first device separate from the learning management device 10 may be configured to have the continuous learning function of the learning prediction unit 115, and a second device separate from the learning management device 10 may be configured to have the prediction function of the learning prediction unit 115.
ログ取得部111は、所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得する。ログ情報の例を図3に示す。図3において横軸は時間を、縦軸はトラフィック流量を示す。所定の時間間隔は任意に設定されてよく、例えば数ミリ秒、数分等の間隔であってよい。本実施形態ではネットワークパラメータのログは、所定のネットワーク上のトラフィック流量のログであるが、これに限られず、所定の時間間隔ごとの転送装置におけるリソース利用率、遅延時間等であってもよい。ログ情報の形式はグラフに限られず、表形式等任意の形式であってよい。ログ取得部111は取得したログ情報を判断部112に出力する。 The log acquisition unit 111 acquires time-series log information that shows a log of network parameters generated at a predetermined time interval and is used for continuous learning. An example of log information is shown in Figure 3. In Figure 3, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents traffic flow. The predetermined time interval may be set arbitrarily, for example, several milliseconds or several minutes. In this embodiment, the network parameter log is a log of traffic flow on a predetermined network, but is not limited to this and may also be resource utilization rate, delay time, etc. in a transfer device at predetermined time intervals. The format of the log information is not limited to a graph and may be any format, such as a table. The log acquisition unit 111 outputs the acquired log information to the determination unit 112.
判断部112は、ログ情報に基づいて、ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する。本実施形態では、トレンドの変化とは所定時間におけるトラフィック流量の増加率又は低減率の変動をいう。トレンドの変化があるかの判断には任意の手法が採用されてよい。例えば判断部112は、時系列分析で一般的に用いられる移動平均、季節階差等を用いた手法に基づいてトレンドの変化があることを判断してよい。 The judgment unit 112 judges whether a trend change has occurred in the network parameters based on the log information. In this embodiment, a trend change refers to a fluctuation in the rate of increase or decrease of traffic flow over a specified period of time. Any method may be used to determine whether a trend change has occurred. For example, the judgment unit 112 may determine that a trend change has occurred based on a method using a moving average, seasonal difference, or the like, which is commonly used in time series analysis.
移動平均を用いた手法においては、所定の期間上の時系列のデータの平均値を、その時点での平均値としてプロットし、時系列のデータを滑らかにした移動平均線が生成される。季節階差とは例えば前年同期との差のことをいい、周期pの季節階差を用いると、季節変動を除去した時系列のデータの変動を可視化できる手法である。移動平均及び季節階差については公知の技術であるため詳細な説明を省略する。 In methods using moving averages, the average value of time series data over a specified period is plotted as the average value at that point in time, generating a moving average line that smooths the time series data. Seasonal differencing refers to the difference from the same period of the previous year, for example, and using seasonal differencing with a period p is a method that can visualize fluctuations in time series data with seasonal fluctuations removed. Moving averages and seasonal differencing are well-known technologies, so a detailed explanation will be omitted.
本実施形態では、判断部112が、取得したログ情報に対し移動平均の手法を用いて移動平均線を付す。移動平均線が付されたログ情報を図4に示す。判断部112は、図4のログ情報に基づいて、判断部112がトラフィック流量のログのトレンドの変化があるか否かを判断する。判断部112は、図4で示す移動平均線に基づき、時刻Aより前のログと、時刻A以降のログとの間でトラフィック流量がトレンドの変化があると判断する。同様にして判断部112は、時刻Bより前のログと、時刻B以降のログとの間でトレンドの変化があると判断し、時刻Cより前のログと、時刻C以降のログとの間でもトレンドの変化があるとさらに判断する。 In this embodiment, the judgment unit 112 applies a moving average line to the acquired log information using a moving average method. Figure 4 shows the log information with the moving average line applied. Based on the log information in Figure 4, the judgment unit 112 determines whether there is a change in the trend of the traffic flow log. Based on the moving average line shown in Figure 4, the judgment unit 112 determines that there is a change in the trend of the traffic flow between the log before time A and the log after time A. Similarly, the judgment unit 112 determines that there is a change in the trend between the log before time B and the log after time B, and further determines that there is a change in the trend between the log before time C and the log after time C.
判断部112がトレンドの変化を判断するタイミングは自由に設定されてよい。例えば数時間ごとに判断部112がトレンドの変化を判断するよう設定されてもよいし、数日ごとに判断部112がトレンドの変化を判断するよう設定されてもよい。The timing at which the judgment unit 112 judges a change in trend may be set freely. For example, the judgment unit 112 may be set to judge a change in trend every few hours, or every few days.
判断部112がトレンドの変化を判断する条件は、例えばネットワーク30を利用する複数のユーザのそれぞれが契約する、所定期間中に利用可能なネットワーク通信量に応じて設定されてもよい。例えば判断部112は、契約されているネットワーク通信量の上限値を超えた場合にトレンドの変化があると判断してもよい。このように判断部112は、ユーザの需要に対する契約中のネットワーク通信量の過不足をトレンドの変化として判断できる。 The conditions under which the judgment unit 112 determines a trend change may be set, for example, according to the amount of network communication traffic available during a specified period contracted by each of multiple users of the network 30. For example, the judgment unit 112 may determine that a trend change has occurred when the contracted network communication traffic exceeds the upper limit. In this way, the judgment unit 112 can determine that a trend change is the excess or deficiency of the contracted network communication traffic relative to user demand.
タスク生成部113は、トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割する。例えば判断部112が、図4のログ情報に基づき、時刻Aにおいてトラフィック流量のログのトレンドの変化が生じたと判断したとする。この場合、タスク生成部113は、図5に示すように、時刻A以降のログ情報を新たなタスクとして、ログの取得を開始した時刻以降から時刻Aまでの過去のログと分割する。当該過去のログをタスクAと呼ぶとする。同様に、判断部112が時刻B及びCにおいてトラフィック流量のログのトレンドの変化があると判断したとする。この場合タスク生成部113は、時刻Aから時刻Bまでのログを分割し、さらに時刻B以降から時刻Cまでのログを分割する。時刻Aから時刻BまでのログをタスクBと呼び、時刻Bから時刻CまでのログをタスクCと呼ぶとする。このようにしてタスク生成部113はタスクA、タスクB、及びタスクCを生成する。タスク生成部113は、時刻C以降のログについても同様に、トレンドの変化があると判断された場合、後続するログ情報を過去のタスクと分割してタスクを生成していく。 When a trend change occurs, the task generation unit 113 separates the subsequent log information as a new task from past tasks. For example, assume that the judgment unit 112 determines, based on the log information in Figure 4, that a change in the trend of the traffic flow log occurred at time A. In this case, as shown in Figure 5, the task generation unit 113 separates the log information from time A onwards as a new task from the past log from the time log acquisition began to time A. This past log is called task A. Similarly, assume that the judgment unit 112 determines that there is a change in the trend of the traffic flow log at times B and C. In this case, the task generation unit 113 separates the log from time A to time B, and further separates the log from time B onwards to time C. The log from time A to time B is called task B, and the log from time B to time C is called task C. In this way, the task generation unit 113 generates task A, task B, and task C. Similarly, when the task generation unit 113 determines that there is a trend change in the logs from time C onward, it divides the subsequent log information from past tasks and generates tasks.
タスク生成部113は、過去のタスクを記憶部12に格納する。タスク生成部113はまた、生成した新たなタスクを削除部114に出力する。過去のタスクはログ取得部111がログを取得した期間分存在してよい。例えば時刻Bの時点では、タスク生成部113は、過去のタスクとしてタスクAを記憶部12に格納し、生成したタスクとしてタスクBを削除部114に出力する。そして時刻Cの時点において、タスク生成部113は、過去のタスクとしてタスクAに追加してタスクBを記憶部12に格納し、生成したタスクとしてタスクCを削除部114に出力する。 The task generation unit 113 stores past tasks in the memory unit 12. The task generation unit 113 also outputs the new tasks it generates to the deletion unit 114. Past tasks may exist for the period for which the log acquisition unit 111 acquired logs. For example, at time B, the task generation unit 113 stores task A in the memory unit 12 as a past task, and outputs task B to the deletion unit 114 as a generated task. Then, at time C, the task generation unit 113 adds task B to task A as a past task, stores task B in the memory unit 12, and outputs task C to the deletion unit 114 as a generated task.
削除部114はまず、出力されたタスクと過去のタスクとが類似するか否かを判断する。具体的には削除部114は、記憶部12から過去のタスクを読み出し、タスク生成部113から出力された新たなタスクと比較する。例えば時刻Cの時点において、タスク生成部113から新たなタスクとしてタスクCが削除部114に出力されたとする。この時点で、記憶部12はタスクAとタスクBとを記憶部12に格納している。削除部114は、記憶部12からタスクAとタスクBとを読み出し、タスク生成部113から出力されたタスクCと比較する。 The deletion unit 114 first determines whether the output task is similar to a past task. Specifically, the deletion unit 114 reads the past task from the memory unit 12 and compares it with the new task output from the task generation unit 113. For example, assume that at time C, task C is output to the deletion unit 114 from the task generation unit 113 as a new task. At this time, the memory unit 12 stores task A and task B. The deletion unit 114 reads task A and task B from the memory unit 12 and compares them with task C output from the task generation unit 113.
類似するか否かの判断には任意の手法が採用されてよい。例えば削除部114は、動的時間伸縮法(DTW; Dynamic Time Warping)を用いて、タスク同士が類似するか否かを判断できる。Any method may be used to determine whether tasks are similar. For example, the deletion unit 114 can use dynamic time warping (DTW) to determine whether tasks are similar.
動的時間伸縮法は、2つの波形パターンの類似度を算出するものである。動的時間伸縮法では、2つの経時的な波形パターン上にそれぞれ任意の点を複数とり、当該点同士の距離(コスト)の値を総当たりで計算し、コストパスを構成する要素の合計値をDTW距離として算出する。当該DTW距離の値が小さい程2つのパターンの類似度が大きく、DTW距離の値が大きい程類似度が小さい。動的時間伸縮法は既知の技術であるため、詳細な説明を省略する。 Dynamic time warping calculates the similarity between two waveform patterns. In dynamic time warping, multiple arbitrary points are taken on each of two time-varying waveform patterns, the distance (cost) between these points is calculated in a brute-force manner, and the total value of the elements that make up the cost path is calculated as the DTW distance. The smaller the DTW distance, the greater the similarity between the two patterns; the larger the DTW distance, the less similarity there is. Dynamic time warping is a known technology, so a detailed explanation will be omitted.
削除部114は、当該DTW距離の値に応じて予め段階的な値として設定された類似度を用いて、タスク同士の類似度を算出してよい。例えば削除部114は、2つのタスクについて動的時間伸縮法を用いた場合の、DTW距離の値が第1の所定値未満の場合は類似度「大」と算出し、DTW距離の値が第1の所定値以上であって第2の所定値未満の場合は類似度を「中」と算出し、第2の所定値以上の場合は類似度を「小」と算出してよい。削除部114は、類似度が「大」又は「中」の場合は、出力されたタスクが過去のタスクと類似すると判断してよい。The deletion unit 114 may calculate the similarity between tasks using similarity levels that are preset as graded values according to the value of the DTW distance. For example, when dynamic time warping is used for two tasks, the deletion unit 114 may calculate the similarity as "high" if the DTW distance value is less than a first predetermined value, calculate the similarity as "medium" if the DTW distance value is equal to or greater than the first predetermined value and less than a second predetermined value, and calculate the similarity as "low" if the DTW distance value is equal to or greater than the second predetermined value. The deletion unit 114 may determine that the output task is similar to a past task if the similarity is "high" or "medium."
本実施形態では、削除部114が、図6で示す過去のタスクであるタスクAと、出力されたタスクCとを比較し、類似度が「大」であると算出したとする。この場合削除部114はタスクAとタスクCとが類似すると判断する。削除部114はさらに、過去のタスクであるタスクBとタスクCとを比較し、類似度が「小」であると算出したとする。この場合削除部114はタスクBとタスクCとが類似しないと判断する。 In this embodiment, it is assumed that the deletion unit 114 compares task A, which is a past task shown in Figure 6, with the output task C and calculates that the similarity is "high." In this case, the deletion unit 114 determines that task A and task C are similar. It is assumed that the deletion unit 114 further compares task B, which is a past task, with task C and calculates that the similarity is "low." In this case, the deletion unit 114 determines that task B and task C are not similar.
上述に限られず、削除部114は、任意の相関関数により2つのタスクが類似するか否かを判断できてもよい。 Not limited to the above, the deletion unit 114 may also be able to determine whether two tasks are similar using an arbitrary correlation function.
削除部114は、新たなタスクが記憶部12に記憶された過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する。本実施形態では、削除部114は過去のタスクAと出力されたタスクCとが類似すると判断している。よって削除部114は、当該タスクAを記憶部12から削除する。また削除部114は、タスクCを記憶部12に格納する。 If the new task is similar to a past task stored in the memory unit 12, the deletion unit 114 deletes the past task. In this embodiment, the deletion unit 114 determines that past task A and output task C are similar. Therefore, the deletion unit 114 deletes task A from the memory unit 12. The deletion unit 114 also stores task C in the memory unit 12.
上述のように、削除部114は、新たなタスクが記憶部12に記憶された過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する。削除部114は、動的時間伸縮法を用いて新たなタスクと過去のタスクとの類似度を算出する。As described above, the deletion unit 114 deletes a past task if the new task is similar to a past task stored in the memory unit 12. The deletion unit 114 calculates the similarity between the new task and the past task using dynamic time warping.
学習予測部115は、記憶部12に記憶されたタスクを用いて継続学習を行い、将来のネットワークパラメータを予測する。継続学習とは、学習済みモデルと、当該学習済みモデルを生成したときに用いた学習データ以降のデータを新たな学習データとして用いて、再学習を行い、新たなモデルを生成することである。継続学習は、学習データの変化に追従して、学習済みの学習モデルを見直すように、再度学習モデルを生成し直すことができる。継続学習には、ニューラルネットワーク、深層学習等の任意の機械学習手法が用いられてよい。 The learning prediction unit 115 performs continuous learning using tasks stored in the memory unit 12 to predict future network parameters. Continuous learning involves re-learning using a trained model and data subsequent to the training data used to generate the trained model as new training data to generate a new model. Continuous learning can regenerate a trained model in response to changes in the training data, just as if reviewing a trained model. Any machine learning method, such as a neural network or deep learning, may be used for continuous learning.
本実施形態では学習予測部115は、記憶部12から削除されずに残されているタスクBとタスクCとを読み出し、学習データとして用いて将来のネットワークパラメータを出力する新たな学習モデルを生成する。当該新たな学習モデルは、トレンドが変化し、明確に類似しないログを有するタスクを別個のタスクとして認識して学習データとして用いているため、これらのタスクと同様の傾向があったときにより精度よく予測することを可能にする。また、類似するタスクは学習データとして用いずに、必要最低限のタスクのみを用いて生成される学習モデルであるため、類似する複数のタスクを重複して学習データとして用いた場合と比較して、予測の精度の低下を抑制できる。 In this embodiment, the learning prediction unit 115 reads out task B and task C, which have not been deleted from the memory unit 12, and uses them as learning data to generate a new learning model that outputs future network parameters. The new learning model recognizes tasks with changing trends and clearly dissimilar logs as separate tasks and uses them as learning data, enabling more accurate predictions when similar trends exist for these tasks. Furthermore, since the learning model is generated using only the minimum number of tasks necessary, without using similar tasks as learning data, it is possible to suppress a decline in prediction accuracy compared to when multiple similar tasks are used in duplicate as learning data.
学習予測部115は新たに生成した学習モデルを適用して、将来のネットワークパラメータを予測する。当該新たな学習モデルによる予測は、タスクA及びタスクBの区間において見られたネットワークパラメータのトレンドをより精度よく予測できるものである。The learning prediction unit 115 applies the newly generated learning model to predict future network parameters. Predictions using this new learning model can more accurately predict the trends in network parameters observed in the task A and task B sections.
<プログラム>
上述した学習管理装置10として機能させるために、プログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、PC(Personal Computer)、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。
<Program>
A computer capable of executing program instructions can be used to function as the learning management device 10. Here, the computer may be a general-purpose computer, a dedicated computer, a workstation, a personal computer (PC), an electronic notepad, etc. The program instructions may be program code, code segments, etc. for performing the necessary tasks.
コンピュータは、プロセッサと、記憶部と、入力部と、出力部と、通信インターフェースとを備える。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、SoC(System on a Chip)等であり、同種又は異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。プロセッサは、記憶部からプログラムを読み出して実行することで、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。なお、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。入力部は、ユーザの入力操作を受け付けてユーザの操作に基づく情報を取得する入力インターフェースであり、ポインティングデバイス、キーボード、マウスなどである。出力部は、情報を出力する出力インターフェースであり、ディスプレイ、スピーカなどである。通信インターフェースは、外部の装置と通信するためのインターフェースである。 A computer comprises a processor, a memory unit, an input unit, an output unit, and a communication interface. The processor may be a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), DSP (Digital Signal Processor), SoC (System on a Chip), etc., and may be composed of multiple processors of the same or different types. The processor controls the above components and performs various arithmetic processing by reading and executing programs from the memory unit. Note that at least some of these processing contents may be implemented in hardware. The input unit is an input interface that accepts user input operations and acquires information based on the user operations, such as a pointing device, keyboard, or mouse. The output unit is an output interface that outputs information, such as a display or speaker. The communication interface is an interface for communicating with external devices.
プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性(non-transitory)の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROM、DVD-ROM、USBメモリなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。 The program may be recorded on a computer-readable recording medium. Using such a recording medium, the program can be installed on a computer. Here, the recording medium on which the program is recorded may be a non-transitory recording medium. Non-transitory recording media are not particularly limited, but may be, for example, a CD-ROM, DVD-ROM, or USB memory. The program may also be downloaded from an external device via a network.
<システム1の動作>
次に、図7A及び図7Bを参照して、本実施形態に係る学習管理装置10の動作について説明する。学習管理装置10の動作は、本実施形態に係る学習管理方法に相当する。
<Operation of System 1>
Next, the operation of the learning management device 10 according to this embodiment will be described with reference to Figures 7A and 7B. The operation of the learning management device 10 corresponds to the learning management method according to this embodiment.
ステップS1において、学習管理装置10のログ取得部111は、所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得する。本実施形態ではログ取得部111は。ネットワークパラメータ収集装置Nからログ情報を通信部13を介して受信することで取得する。ログ取得部111は取得したログ情報を判断部112に出力する。 In step S1, the log acquisition unit 111 of the learning management device 10 acquires time-series log information that indicates a log of network parameters generated at a predetermined time interval and is used for continuous learning. In this embodiment, the log acquisition unit 111 acquires the log information by receiving it from the network parameter collection device N via the communication unit 13. The log acquisition unit 111 outputs the acquired log information to the judgment unit 112.
ステップS2において、判断部112は、ログ情報に基づいて、ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する。トレンドの変化があるかの判断には任意の手法が採用されてよい。判断部112がネットワークパラメータのログのトレンドの変化がないと判断した場合、学習管理装置10の処理はステップS1に戻る。判断部112がネットワークパラメータのログのトレンドの変化があると判断した場合、学習管理装置10の処理はステップS3に進む。 In step S2, the judgment unit 112 judges whether a change in the trend of the network parameters has occurred based on the log information. Any method may be used to determine whether a trend change has occurred. If the judgment unit 112 determines that there has been no change in the trend of the network parameter log, the processing of the learning management device 10 returns to step S1. If the judgment unit 112 determines that there has been a change in the trend of the network parameter log, the processing of the learning management device 10 proceeds to step S3.
ステップS3において、タスク生成部113は、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割する。本例では、タスク生成部113は、図4のログ情報に基づき、時刻Aにおいてトラフィック流量のログのトレンドの変化が生じたと判断したとする。この場合、タスク生成部113は、図5に示すように、時刻A以降のログ情報を新たなタスクとして、ログの取得を開始した時刻以降から時刻Aまでの過去のログと分割する。当該過去のログをタスクAと呼ぶとする。同様に、判断部112が時刻B及びCにおいてトラフィック流量のログのトレンドの変化があると判断したとする。この場合タスク生成部113は、時刻Aから時刻Bまでのログを分割し、さらに時刻B以降から時刻Cまでのログを分割する。時刻Aから時刻BまでのログをタスクBと呼び、時刻Bから時刻CまでのログをタスクCと呼ぶとする。このようにしてタスク生成部113は、トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割する。 In step S3, the task generation unit 113 separates the subsequent log information from past tasks as a new task. In this example, it is assumed that the task generation unit 113 determines, based on the log information in FIG. 4, that a change in the trend of the traffic flow log occurred at time A. In this case, as shown in FIG. 5, the task generation unit 113 separates the log information from time A onwards as a new task from past logs from the time log acquisition started to time A. This past log is referred to as task A. Similarly, it is assumed that the judgment unit 112 determines that a change in the trend of the traffic flow log occurred at times B and C. In this case, the task generation unit 113 separates the log from time A to time B, and further separates the log from time B onwards to time C. It is assumed that the log from time A to time B is called task B, and the log from time B to time C is called task C. In this way, when a trend change occurs, the task generation unit 113 separates the subsequent log information from past tasks as a new task.
ステップS4において、タスク生成部113は、過去のタスクを記憶部12に格納し、生成した新たなタスクを削除部114に出力する。本例では、時刻Cの時点において、タスク生成部113は、過去のタスクとしてタスクAに追加してタスクBを記憶部12に格納し、生成したタスクとしてタスクCを削除部114に出力する。 In step S4, the task generation unit 113 stores the past tasks in the memory unit 12 and outputs the newly generated task to the deletion unit 114. In this example, at time C, the task generation unit 113 adds task B to task A as a past task, stores task B in the memory unit 12, and outputs task C to the deletion unit 114 as a generated task.
ステップS5において、削除部114は出力されたタスクと過去のタスクとが類似するか否かを判断する。類似するか否かの判断には任意の手法が採用されてよい。例えば削除部114は、動的時間伸縮法を用いて、タスク同士が類似するか否かを判断できる。タスク同士が類似すると判断した場合、学習管理装置10の処理はステップS6へ進む。類似しないと判断した場合、学習管理装置10の処理はステップS7へ進む。本例では削除部114は、図6で示すように、出力されたタスクCと過去のタスクAとが類似するか否かを判断し、出力されたタスクCと過去のタスクBとが類似するか否かをそれぞれ判断する。 In step S5, the deletion unit 114 determines whether the output task and the past task are similar. Any method may be used to determine whether they are similar. For example, the deletion unit 114 can use dynamic time warping to determine whether the tasks are similar. If it is determined that the tasks are similar, the processing of the learning management device 10 proceeds to step S6. If it is determined that the tasks are not similar, the processing of the learning management device 10 proceeds to step S7. In this example, as shown in FIG. 6, the deletion unit 114 determines whether the output task C and the past task A are similar, and whether the output task C and the past task B are similar.
ステップS6において、削除部114は、新たなタスクが記憶部12に記憶された過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する。本例では、タスクCとタスクAとが類似すると判断している。よって削除部114は、当該タスクAを記憶部12から削除する。また削除部114は、タスクCを記憶部12に格納する。In step S6, if the new task is similar to a past task stored in the memory unit 12, the deletion unit 114 deletes the past task. In this example, it is determined that task C and task A are similar. Therefore, the deletion unit 114 deletes task A from the memory unit 12. The deletion unit 114 also stores task C in the memory unit 12.
ステップS5とステップS6とに示すように、削除部114は、新たなタスクが記憶部12に記憶された過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する。削除部114は、動的時間伸縮法を用いて新たなタスクと過去のタスクとの類似度を算出する。As shown in steps S5 and S6, if the new task is similar to a past task stored in the memory unit 12, the deletion unit 114 deletes the past task. The deletion unit 114 calculates the similarity between the new task and the past task using dynamic time warping.
ステップS7において、学習予測部115は、将来のネットワークパラメータを出力する新たな学習モデルを生成する。本実施形態では学習予測部115は、記憶部12から削除されずに残されているタスクBとタスクCとを読み出し、これらを学習データとして用いて将来のネットワークパラメータを出力する新たな学習モデルを生成する。In step S7, the learning prediction unit 115 generates a new learning model that outputs future network parameters. In this embodiment, the learning prediction unit 115 reads out task B and task C that have not been deleted from the memory unit 12, and uses these as learning data to generate a new learning model that outputs future network parameters.
ステップS8において、学習予測部115は、ステップS8で新たに生成した学習モデルを適用して、将来のネットワークパラメータを予測する。その後、システム1の動作は終了する。In step S8, the learning prediction unit 115 applies the newly generated learning model in step S8 to predict future network parameters. Then, the operation of the system 1 ends.
上述したように、本実施形態の学習管理装置10は、所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得するログ取得部111と、ログ情報に基づいて、ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断部112と、トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成部113と、タスクを記憶する記憶部12と、新たなタスクが記憶部12に記憶された過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除部114とを備える。 As described above, the learning management device 10 of this embodiment includes a log acquisition unit 111 that shows a log of network parameters generated at predetermined time intervals and acquires time-series log information used for continuous learning, a judgment unit 112 that determines whether a change in the trend of the network parameters has occurred based on the log information, a task generation unit 113 that, if a change in trend has occurred, separates the subsequent log information from past tasks as a new task, a memory unit 12 that stores the tasks, and a deletion unit 114 that deletes the past task if the new task is similar to a past task stored in the memory unit 12.
本実施形態によれば、新たに生成されたタスクが過去のタスクと類似しないと判断された場合のみ、当該新たに生成されたタスクが過去のタスクとして記憶部12に格納され、類似すると判断された場合は過去のタスクが削除される。よって互いに類似しないタスクのみが記憶部12に残り、当該タスクを学習データとして用いて継続学習が行われる。 According to this embodiment, only if a newly generated task is determined to be dissimilar to a past task, the newly generated task is stored in the memory unit 12 as a past task, and if it is determined to be similar, the past task is deleted. Therefore, only tasks that are dissimilar to each other remain in the memory unit 12, and continuous learning is performed using these tasks as learning data.
本実施形態のように、ネットワークパラメータのトレンドの変化を分割の基準として用いずに、単一の時間間隔でタスクを分割した場合の例を図12に示す。図12では、A’からC’の時刻でタスクA’からC’を分割して生成している。本実施形態に係る図5と比較すると、タスクB’には、異なるトレンドのネットワークパラメータのログが混在していることがわかる。学習済みモデルA’と、当該タスクB’とを新しいタスクとして学習データとして用いて継続学習を行って学習モデルB’を新たに生成しようとすると、タスクB’には複数のトレンドのデータが含まれるため、モデルB’では各トレンドに対する学習がうまくできない可能性がある。 Figure 12 shows an example of dividing tasks at a single time interval, without using trend changes in network parameters as a division criterion, as in this embodiment. In Figure 12, tasks A' to C' are generated by dividing them between times A' and C'. Comparing this with Figure 5 according to this embodiment, it can be seen that task B' contains a mixture of network parameter logs with different trends. If an attempt is made to generate a new learned model B' by performing continuous learning using trained model A' and task B' as training data for a new task, task B' will contain data for multiple trends, and model B' may not be able to properly learn each trend.
一方で、本実施形態のようにトレンドの変化によってタスクを分割する場合、タスクBには同じトレンドのネットワークパラメータのログのみ存在するようになる。よって学習済みモデルである学習モデルAとタスクBとを用いて生成した学習モデルBは、タスクBに含まれるトレンドを精度よく学習することができる。これにより、今後タスクBに含まれるトレンドと同様のトレンドのデータが現れたとき、精度の高い予測を達成することができる。 On the other hand, when tasks are divided based on trend changes as in this embodiment, task B will only contain logs of network parameters with the same trend. Therefore, learning model B, which is generated using learning model A, a trained model, and task B, can accurately learn the trends contained in task B. This makes it possible to achieve highly accurate predictions when data with a trend similar to that contained in task B appears in the future.
このように、本実施形態ではトレンドの変化という有効な基準によってタスクを最適な回数で分割するため、タスクの数が多いことによる学習モデルの予測の精度の低下を防ぎ、機械学習の負荷も抑えることができる。よって、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術を提供することができる。 In this way, in this embodiment, tasks are divided into the optimal number of times based on the effective criterion of trend changes, which prevents a decrease in the accuracy of predictions of the learning model due to a large number of tasks and reduces the load on machine learning. Therefore, it is possible to provide a technology that improves continuous learning methods by using tasks that are divided into an appropriate number of times.
上述したように、本実施形態の学習管理装置10は、記憶部12に記憶されたタスクを用いて継続学習を行い、将来のネットワークパラメータを予測する学習予測部115をさらに備える。 As described above, the learning management device 10 of this embodiment further includes a learning prediction unit 115 that performs continuous learning using tasks stored in the memory unit 12 and predicts future network parameters.
本実施形態によれば、学習予測部115は、削除部114によって削除されずに残された、過去のタスクと類似しないタスクのみを用いて効率的に継続学習を行うことができる。学習予測部115は、トレンドの変化が生じる度に追加的に継続学習を行い、新たに学習モデルを生成し、当該新たに生成した学習モデルを用いてネットワークパラメータの将来の予測をより精度よく行うことができる。よって、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術を提供することができる。 According to this embodiment, the learning prediction unit 115 can efficiently perform continuous learning using only tasks that are not similar to past tasks and that have not been deleted by the deletion unit 114. The learning prediction unit 115 performs additional continuous learning each time a trend change occurs, generates a new learning model, and uses the newly generated learning model to more accurately predict future network parameters. Therefore, a technology can be provided that can improve continuous learning methods by using tasks divided into an appropriate number of times.
上述したように、本実施形態の学習管理装置10において、削除部114は、動的時間伸縮法を用いて新たなタスクと過去のタスクとの類似度を算出する。 As described above, in the learning management device 10 of this embodiment, the deletion unit 114 calculates the similarity between a new task and a past task using dynamic time warping.
本実施形態によれば、削除部114は、ログの長さが異なり時間軸上にずれがある場合でも、2つのタスク間の類似度を精度よく決定できる。よって、適切な回数で分割したタスクを用いて継続学習の手法を改善する技術を提供することができる。 According to this embodiment, the deletion unit 114 can accurately determine the similarity between two tasks even when the logs are of different lengths and there is a time offset. Therefore, it is possible to provide a technology that improves continuous learning methods by using tasks divided into an appropriate number of times.
上述したように、本実施形態の学習管理装置10において、ネットワークパラメータはトラフィック流量である。 As described above, in the learning management device 10 of this embodiment, the network parameter is traffic flow rate.
本実施形態によれば、ネットワークパラメータのうち、ユーザの通信サービスの契約内容に大きく関わるトラフィック流量について、より精度のよい学習モデルの生成が可能となる。 According to this embodiment, it is possible to generate a more accurate learning model for traffic flow, which is one of the network parameters that is closely related to the content of a user's communication service contract.
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
[付記項1]
メモリと、前記メモリに接続された制御部と、を備え、
前記制御部は、
所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得し、
前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断し、
前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割し、
前記新たなタスクが前記メモリに記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除し、
前記メモリは、前記タスクを記憶する、
学習管理装置。
[付記項2]
前記制御部は、前記メモリに記憶された前記タスクを用いて継続学習を行い、将来のネットワークパラメータを予測する、付記項1に記載の学習管理装置。
[付記項3]
前記制御部は、動的時間伸縮法を用いて前記新たなタスクと前記過去のタスクとの類似度を算出する、付記項1又は2に記載の学習管理装置。
[付記項4]
前記ネットワークパラメータはトラフィック流量である、付記項1から3のいずれか一項に記載の学習管理装置。
[付記項5]
メモリを備える学習管理装置が実行する学習管理方法であって、
所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得するログ取得ステップと、
前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断ステップと、
前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成ステップと、
前記タスクを前記メモリに記憶する記憶ステップと、
前記新たなタスクが前記メモリに記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除ステップと、
を含む、学習管理方法。
[付記項6]
前記メモリに記憶された前記タスクを用いて継続学習を行い、将来のネットワークパラメータを予測する学習予測ステップをさらに含む、付記項5に記載の学習管理方法。
[付記項7]
前記削除ステップは、動的時間伸縮法を用いて前記新たなタスクと前記過去のタスクとの類似度を算出するステップを含む、付記項5又は6に記載の学習管理方法。
[付記項8]
コンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記コンピュータを、付記項1から4のいずれか一項に記載の学習管理装置として機能させるプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
The following additional notes are provided regarding the above-described embodiments.
[Additional note 1]
A memory and a control unit connected to the memory,
The control unit
Showing a log of network parameters generated at a predetermined time interval, and obtaining time-series log information for use in continuous learning;
determining whether a trend change of the network parameter has occurred based on the log information;
When a change in the trend occurs, subsequent log information is separated from past tasks as a new task;
If the new task is similar to the previous task stored in the memory, deleting the previous task;
The memory stores the task.
Learning management device.
[Additional note 2]
2. The learning management device according to claim 1, wherein the control unit performs continuous learning using the tasks stored in the memory and predicts future network parameters.
[Additional note 3]
3. The learning management device according to claim 1, wherein the control unit calculates the similarity between the new task and the past task using a dynamic time warping method.
[Additional note 4]
4. The learning management device according to any one of claims 1 to 3, wherein the network parameter is a traffic flow rate.
[Additional note 5]
A learning management method executed by a learning management device having a memory,
a log acquisition step of acquiring time-series log information that indicates a log of network parameters generated at a predetermined time interval and is used for continuous learning;
a determining step of determining whether a trend change of the network parameter has occurred based on the log information;
a task generation step of dividing subsequent log information into a new task and past tasks when a change in the trend occurs;
a storing step of storing the task in the memory;
a deleting step of deleting the previous task stored in the memory if the new task is similar to the previous task;
Learning management methods, including:
[Additional note 6]
6. The learning management method according to claim 5, further comprising a learning prediction step of performing continuous learning using the tasks stored in the memory and predicting future network parameters.
[Additional note 7]
7. The learning management method according to claim 5, wherein the deleting step includes a step of calculating a similarity between the new task and the past task using a dynamic time warping method.
[Additional Note 8]
A non-transitory storage medium storing a program executable by a computer,
A non-transitory storage medium storing a program that causes the computer to function as the learning management device described in any one of appendixes 1 to 4.
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 The above-described embodiments have been described as representative examples, but it will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and substitutions are possible within the spirit and scope of the present disclosure. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and various modifications and alterations are possible without departing from the scope of the claims. For example, it is possible to combine multiple building blocks shown in the configuration diagrams of the embodiments into one, or to divide one building block.
1 システム
10 学習管理装置
11 制御部
12 記憶部
13 通信部
14 入力部
15 出力部
30 ネットワーク
111 ログ取得部
112 判断部
113 タスク生成部
114 削除部
115 学習予測部
1 System 10 Learning management device 11 Control unit 12 Storage unit 13 Communication unit 14 Input unit 15 Output unit 30 Network 111 Log acquisition unit 112 Determination unit 113 Task generation unit 114 Deletion unit 115 Learning prediction unit
Claims (8)
前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断部と、
前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成部と、
前記タスクを記憶する記憶部と、
前記新たなタスクが前記記憶部に記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除部と、
を備える学習管理装置。 a log acquisition unit that acquires time-series log information indicating a log of network parameters generated at a predetermined time interval and that is used for continuous learning;
a determination unit that determines whether a trend change of the network parameter has occurred based on the log information;
a task generation unit that, when a change in the trend occurs, separates subsequent log information from past tasks as a new task;
a storage unit that stores the task;
a deletion unit that deletes the past task stored in the storage unit if the new task is similar to the past task;
A learning management device comprising:
所定の時間間隔で発生したネットワークパラメータのログを示し、継続学習に用いられる時系列のログ情報を取得するログ取得ステップと、
前記ログ情報に基づいて、前記ネットワークパラメータのトレンドの変化が生じたか否かを判断する判断ステップと、
前記トレンドの変化が生じた場合には、後続するログ情報を新たな1つのタスクとして過去のタスクと分割するタスク生成ステップと、
前記タスクを前記記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記新たなタスクが前記記憶部に記憶された前記過去のタスクと類似している場合には、該過去のタスクを削除する削除ステップと、
を含む、学習管理方法。 A learning management method executed by a learning management device having a storage unit,
a log acquisition step of acquiring time-series log information that indicates a log of network parameters generated at a predetermined time interval and is used for continuous learning;
a determining step of determining whether a trend change of the network parameter has occurred based on the log information;
a task generation step of dividing subsequent log information into a new task and past tasks when a change in the trend occurs;
a storage step of storing the task in the storage unit;
a deletion step of deleting the past task stored in the storage unit if the new task is similar to the past task;
Learning management methods, including:
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/023689 WO2023242926A1 (en) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | Learning management device, learning management method, and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2023242926A1 JPWO2023242926A1 (en) | 2023-12-21 |
| JP7741451B2 true JP7741451B2 (en) | 2025-09-18 |
Family
ID=89192617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024527928A Active JP7741451B2 (en) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | Learning management device, learning management method, and program |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7741451B2 (en) |
| WO (1) | WO2023242926A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010108283A (en) | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Nec Corp | Prediction system, prediction method and prediction program |
| WO2022079280A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Craft.Ai | Devices and processes for data sample selection for power consumption management |
-
2022
- 2022-06-13 JP JP2024527928A patent/JP7741451B2/en active Active
- 2022-06-13 WO PCT/JP2022/023689 patent/WO2023242926A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010108283A (en) | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Nec Corp | Prediction system, prediction method and prediction program |
| WO2022079280A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Craft.Ai | Devices and processes for data sample selection for power consumption management |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2023242926A1 (en) | 2023-12-21 |
| WO2023242926A1 (en) | 2023-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11694094B2 (en) | Inferring digital twins from captured data | |
| US11762918B2 (en) | Search method and apparatus | |
| JP6952058B2 (en) | Memory usage judgment technology | |
| RU2672394C1 (en) | Methods and systems for evaluation of training objects through a machine training algorithm | |
| US20190294975A1 (en) | Predicting using digital twins | |
| CN106233286B (en) | System and method for prioritizing file uploads | |
| US12045734B2 (en) | Optimizing gradient boosting feature selection | |
| US11405759B2 (en) | Systems and methods for crowdsourcing real-time mobile crowd sensing applications | |
| WO2017045472A1 (en) | Resource prediction method and system, and capacity management apparatus | |
| US8965830B2 (en) | Systems and methods for self-adaptive episode mining under the threshold using delay estimation and temporal division | |
| CN113254472B (en) | Parameter configuration method, device, equipment and readable storage medium | |
| KR102910859B1 (en) | Generating performance predictions with uncertainty intervals | |
| JP7171471B2 (en) | LEARNING MODEL GENERATION SUPPORT DEVICE AND LEARNING MODEL GENERATION SUPPORT METHOD | |
| JP2000194745A (en) | Trend evaluating device and method | |
| CN113886036A (en) | Method and system for optimizing cluster configuration of distributed system | |
| CN113407763A (en) | Hot music mining method, electronic device and computer-readable storage medium | |
| JP7741451B2 (en) | Learning management device, learning management method, and program | |
| CN115576732B (en) | Root cause location method and system | |
| US11188454B2 (en) | Reduced memory neural network training | |
| CN116362323A (en) | Construction method, device and related equipment of local model based on federated learning | |
| CN115629858A (en) | Self-adaptive method for number of function examples in server-free background and application | |
| JP5532052B2 (en) | Evaluation model analysis system, evaluation model analysis method and program | |
| CN120045354A (en) | Method, device, equipment, medium and product for predicting micro-service response delay | |
| JP7717317B2 (en) | Traffic prediction device, traffic prediction method, and program | |
| JP7769270B2 (en) | Data management device, data management method, and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20241111 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250805 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250818 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7741451 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |