本發(fā)明涉及用于檢測(cè)車(chē)間(plant)/樓宇/工廠等的控制系統(tǒng)的傳感器值或股價(jià)、營(yíng)業(yè)額等的數(shù)據(jù)變動(dòng)中的異常的技術(shù)。

背景技術(shù)：

在火力/水力/核能等的發(fā)電車(chē)間、化學(xué)車(chē)間、鋼鐵車(chē)間、上下水道車(chē)間等中，導(dǎo)入有用于控制車(chē)間流程的控制系統(tǒng)。另外，在樓宇或工廠等設(shè)備中也導(dǎo)入有空調(diào)/電氣/照明/給排水等的控制系統(tǒng)。在這些控制系統(tǒng)中，蓄積有由安裝于裝置的傳感器隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而得到的各種時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

同樣，在與經(jīng)濟(jì)/經(jīng)營(yíng)相關(guān)的信息系統(tǒng)中，也蓄積有隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)記錄股價(jià)或營(yíng)業(yè)額等值的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

通過(guò)分析這些時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的變化，檢測(cè)車(chē)間/設(shè)備/經(jīng)營(yíng)狀態(tài)等的異常等。尤其通過(guò)求出時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的上下振動(dòng)的振動(dòng)數(shù)來(lái)檢測(cè)異常等。

關(guān)于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的上下振動(dòng)，已知能夠采用使用傅里葉變換等的方法對(duì)電等的信號(hào)求出振動(dòng)數(shù)。

在專利文獻(xiàn)1中記載有根據(jù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)相對(duì)于平均值的上下方向的偏離來(lái)檢測(cè)上下振動(dòng)的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2007-264720號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在使用傅里葉變換的方法中，有時(shí)很難求出溫度/壓力等緩慢變化的時(shí)間序列數(shù)據(jù)或如股價(jià)那樣很難用物理法則規(guī)定的頻率的重合來(lái)表現(xiàn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)等的振動(dòng)數(shù)。

在專利文獻(xiàn)1所述的方法中，在相對(duì)于平均值的上下偏離幅度不均勻的情況下(例如，由于有非常低的值而使平均值向下偏離的情況下)或平均值不收斂的情況下(例如，值上下振動(dòng)并且平均值持續(xù)下降的情況下)，無(wú)法檢測(cè)上下振動(dòng)。

本發(fā)明的目的在于，能夠更可靠地檢測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的上下振動(dòng)等值的變化，并且能夠可靠地檢測(cè)異常等。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置的特征在于，該時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置具有：區(qū)間提取部，其將隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而依次得到的值的列即時(shí)間序列數(shù)據(jù)作為輸入，提取終點(diǎn)的值比起點(diǎn)的值高或者低的部分列數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展區(qū)間，其中，該部分列數(shù)據(jù)是從所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)中切出的；以及出現(xiàn)模式確定部，其從所述區(qū)間提取部提取出的擴(kuò)展區(qū)間中，確定終點(diǎn)的值比起點(diǎn)的值高的擴(kuò)展上升區(qū)間和終點(diǎn)的值比起點(diǎn)的值低的擴(kuò)展下降區(qū)間按照基準(zhǔn)模式的順序出現(xiàn)的擴(kuò)展區(qū)間的組。

發(fā)明效果

本發(fā)明的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置從時(shí)間序列數(shù)據(jù)中提取擴(kuò)展區(qū)間，并從提取出的擴(kuò)展區(qū)間中確定擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間的出現(xiàn)模式。由此，能夠可靠地檢測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的變化，能夠可靠地檢測(cè)異常等。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施方式1的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是時(shí)間序列數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。

圖3是區(qū)間的說(shuō)明圖。

圖4是極大的說(shuō)明圖。

圖5是區(qū)間列表的說(shuō)明圖。

圖6是振動(dòng)軌跡和振動(dòng)數(shù)的說(shuō)明圖。

圖7是終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的說(shuō)明圖。

圖8是振幅與振動(dòng)軌跡和振動(dòng)數(shù)的關(guān)系的說(shuō)明圖。

圖9是相對(duì)于平均值的上下偏離幅度不均勻時(shí)的上下振動(dòng)檢測(cè)的說(shuō)明圖。

圖10是平均值不收斂時(shí)的上下振動(dòng)檢測(cè)的說(shuō)明圖。

圖11是示出實(shí)施方式1的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的處理的流程圖。

圖12是示出圖11所示的處理中的右極大化處理、新區(qū)間登記處理的具體內(nèi)容的圖。

圖13是示出圖11所示的處理中的振幅檢查處理、左極大化處理的具體內(nèi)容的圖。

圖14是示出實(shí)施方式1所示的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的硬件結(jié)構(gòu)的例子的圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1

圖1是實(shí)施方式1的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的結(jié)構(gòu)圖。

時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10將隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而依次觀測(cè)得到的值的列即時(shí)間序列數(shù)據(jù)作為輸入來(lái)檢測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的上下振動(dòng)，輸出表示檢測(cè)出的上下振動(dòng)的振動(dòng)列數(shù)據(jù)。

時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10具有期間數(shù)據(jù)生成部11、區(qū)間提取部12、區(qū)間存儲(chǔ)部13以及出現(xiàn)模式確定部14。

當(dāng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值新到達(dá)時(shí)，期間數(shù)據(jù)生成部11切出到達(dá)時(shí)點(diǎn)的過(guò)去的規(guī)定期間(以下稱作時(shí)間窗)的部分列數(shù)據(jù)。

區(qū)間提取部12將由期間數(shù)據(jù)生成部11從時(shí)間序列數(shù)據(jù)中切出的部分列數(shù)據(jù)作為輸入，提取從部分列數(shù)據(jù)中切出的、終點(diǎn)的值比起點(diǎn)的值高或者低的部分列數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展區(qū)間。

區(qū)間存儲(chǔ)部13是作為區(qū)間列表存儲(chǔ)由區(qū)間提取部12提取出的擴(kuò)展區(qū)間的存儲(chǔ)裝置。

出現(xiàn)模式確定部14從存儲(chǔ)于區(qū)間存儲(chǔ)部13的擴(kuò)展區(qū)間中確定值隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而上升的擴(kuò)展上升區(qū)間、值隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而下降的擴(kuò)展下降區(qū)間隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而交替出現(xiàn)的出現(xiàn)模式，生成振動(dòng)列數(shù)據(jù)。出現(xiàn)模式確定部14輸出振動(dòng)列數(shù)據(jù)。

圖2是時(shí)間序列數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。

時(shí)間序列數(shù)據(jù)是實(shí)數(shù)值的順序列表f[a：b]＝{f(a)，f(a+1)，...，f(b－1)，f(b)}。f是數(shù)據(jù)項(xiàng)目的名稱，f(i)是數(shù)據(jù)項(xiàng)目f的時(shí)點(diǎn)i的值。a、b是滿足a≦b的整數(shù)。將b－a+1稱作時(shí)間序列數(shù)據(jù)f[a：b]的長(zhǎng)度。

時(shí)間序列數(shù)據(jù)f[a：b]的部分列數(shù)據(jù)是時(shí)間序列數(shù)據(jù)中的連續(xù)的實(shí)數(shù)值的順序列表f[L：M]＝{f(L)，f(L+1)，...，f(M)}。L和M是滿足a≦L≦M≦b的整數(shù)。將M－L+1稱作部分列數(shù)據(jù)f[L：M]的長(zhǎng)度。

在圖2中，(a)將縱軸作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值，將橫軸作為時(shí)點(diǎn)來(lái)表示時(shí)間序列數(shù)據(jù)。(a)作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)而表示執(zhí)行值的順序列表f[1：n]。(b)表示在L＝10、M＝18時(shí)得到的圖2的(a)所示的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的部分列數(shù)據(jù)f[10：18]。

圖3是區(qū)間的說(shuō)明圖。

區(qū)間有上升區(qū)間和下降區(qū)間。

上升區(qū)間是相對(duì)于滿足L＜i＜M的全部i滿足f(L)≦f(i)≦f(i+1)≦f(M)的部分列數(shù)據(jù)f[L：M]。同樣，下降區(qū)間是相對(duì)于滿足L＜i＜M的全部i滿足f(L)≧f(i)≧f(i+1)≧f(M)的部分列數(shù)據(jù)f[L：M]。

擴(kuò)展區(qū)間是擴(kuò)展區(qū)間的定義而得到的。擴(kuò)展區(qū)間有擴(kuò)展上升區(qū)間的定義而得到的擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間的定義而得到的擴(kuò)展下降區(qū)間。

擴(kuò)展上升區(qū)間是相對(duì)于滿足L≦i≦M的全部i滿足f(L)≦f(i)≦f(M)的部分列數(shù)據(jù)f[L：M]。與上升區(qū)間不同，不必需要滿足f(i)≦f(i+1)。同樣，擴(kuò)展下降區(qū)間是相對(duì)于滿足L≦i≦M的全部i滿足f(L)≧f(i)≧f(M)的部分列數(shù)據(jù)f[L：M]。與下降區(qū)間不同，不必需要滿足f(i)≧f(i+1)。

在圖3中，虛線21、22、23是上升區(qū)間。虛線24由于有不滿足f(i)≦f(i+1)的時(shí)點(diǎn)而不是上升區(qū)間，而是擴(kuò)展上升區(qū)間。虛線25由于有不滿足f(L)≦f(i)的時(shí)點(diǎn)而不是擴(kuò)展上升區(qū)間。

將區(qū)間中的數(shù)據(jù)項(xiàng)目f的值的最大值與最小值的差(Max_L≦i≦Mf(i)－min_L≦i≦Mf(i))稱作區(qū)間的振幅。例如，圖3的虛線21所示的上升區(qū)間的振幅是X，虛線24所示的擴(kuò)展上升區(qū)間的振幅是Y。

圖4是極大的說(shuō)明圖。

對(duì)擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間定義有左極大和右極大。

左極大的擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]是f(L－1)≦f(L)不成立的擴(kuò)展上升區(qū)間。即，左極大的擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]滿足f(L－1)＞f(L)。右極大的擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]是f(M)≦f(M+1)不成立的擴(kuò)展上升區(qū)間。即，右極大的擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]滿足f(M)＞f(M+1)。

同樣，左極大的擴(kuò)展下降區(qū)間f[L：M]是滿足f(L－1)＜f(L)的擴(kuò)展下降區(qū)間。另外，右極大的擴(kuò)展下降區(qū)間f[L：M]是滿足f(M)＜f(M+1)的擴(kuò)展下降區(qū)間。

在圖4中，虛線31、32是擴(kuò)展上升區(qū)間。虛線31所示的擴(kuò)展上升區(qū)間是左極大且是右極大。另一方面，虛線32所示的擴(kuò)展上升區(qū)間是右極大，但是，由于不滿足f(L－1)＞f(L)，因此不是左極大。

圖5是區(qū)間列表的說(shuō)明圖。

在圖5中，(a)是示出部分列數(shù)據(jù)的圖。(b)是示出作為從(a)所示的部分列數(shù)據(jù)中提取的左極大且右極大的擴(kuò)展上升區(qū)間的時(shí)間區(qū)間的列表。(c)是示出作為從(a)所示的部分列數(shù)據(jù)中提取的左極大且右極大的擴(kuò)展下降區(qū)間的時(shí)間區(qū)間的列表。

如(b)、(c)所示，區(qū)間提取部12提取左極大且右極大的擴(kuò)展上升區(qū)間和左極大且右極大的擴(kuò)展下降區(qū)間，作為區(qū)間列表而存儲(chǔ)于區(qū)間存儲(chǔ)部13中。

圖6是振動(dòng)軌跡和振動(dòng)數(shù)的說(shuō)明圖。

當(dāng)給定振幅A(上升閾值和下降閾值)時(shí)，將振幅A以上的擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間交替出現(xiàn)的擴(kuò)展區(qū)間的順序列表f[L₁：M₁]，f[L₂：M₂]，...，f[L_n：M_n]稱作振動(dòng)軌跡。設(shè)振動(dòng)軌跡的順序列表的長(zhǎng)度n為振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)。其中，滿足L₁＜M₁≦L₂＜M₂，...，≦L_n＜M_n。

在振動(dòng)軌跡中，不使用單調(diào)的區(qū)間而使用擴(kuò)展區(qū)間是為了忽略幅度比給定的振幅小的變動(dòng)。

當(dāng)給定時(shí)間序列數(shù)據(jù)f[L：M]、時(shí)間窗W、振幅A時(shí)，關(guān)于滿足L≦i≦M－W+1的各個(gè)i，將在部分列數(shù)據(jù)f[i：i+W－1]中振動(dòng)數(shù)最多的振幅A以上的振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)的集合稱作振動(dòng)列數(shù)據(jù)g[L：M－W+1]。即，振動(dòng)列數(shù)據(jù)表示每個(gè)時(shí)間窗的振動(dòng)數(shù)。

在圖6中，(a)、(b)表示相同的部分列數(shù)據(jù)，都用虛線表示振幅A以上的振動(dòng)軌跡。當(dāng)如(a)所示選擇擴(kuò)展區(qū)間構(gòu)成振動(dòng)軌跡時(shí)，振動(dòng)數(shù)為7，當(dāng)如(b)所示選擇擴(kuò)展區(qū)間構(gòu)成振動(dòng)軌跡時(shí)，振動(dòng)數(shù)為5。這樣，振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)根據(jù)擴(kuò)展區(qū)間的選擇而不同。因此，在振動(dòng)列數(shù)據(jù)中，為了振動(dòng)數(shù)不根據(jù)擴(kuò)展區(qū)間的選擇而改變，使用振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)最多時(shí)的振動(dòng)軌跡。

圖7是終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的說(shuō)明圖。

在圖7中，(a)、(b)、(c)表示相同的部分列數(shù)據(jù)，都用虛線表示振幅A以上的振動(dòng)軌跡。(a)、(b)、(c)分別選擇不同的擴(kuò)展區(qū)間構(gòu)成振動(dòng)軌跡。由在(a)、(b)、(c)中選擇出的擴(kuò)展區(qū)間構(gòu)成的振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)都是7，是最多的。即，振動(dòng)數(shù)最多的擴(kuò)展區(qū)間的選擇項(xiàng)有時(shí)存在多個(gè)。

在(c)中，振幅A以上的擴(kuò)展區(qū)間被選擇到左側(cè)(按照區(qū)間的起點(diǎn)從早到晚的順序)構(gòu)成振動(dòng)軌跡。這樣，將按照擴(kuò)展區(qū)間的終點(diǎn)從早到晚的順序選擇擴(kuò)展區(qū)間構(gòu)成的振動(dòng)軌跡稱作終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡，終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)最多。

更準(zhǔn)確地說(shuō)，設(shè)f[L₁：M₁]，f[L₂：L₂]，...，f[L_i：M_i]，...，f[L_n：M_n]為振幅A以上的擴(kuò)展上升區(qū)間與擴(kuò)展下降區(qū)間交替出現(xiàn)的振動(dòng)軌跡P。在以M_i－1≦L_i且振幅A以上且在f[L_i：M_i]中M_i成為最早的時(shí)點(diǎn)的方式選擇了各個(gè)f[L_i：M_i]的情況下，振動(dòng)軌跡P是終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡。

說(shuō)明終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)最多的情況。

振動(dòng)軌跡的先頭是擴(kuò)展上升區(qū)間和下降擴(kuò)展區(qū)間中的任意一個(gè)。在此，對(duì)振動(dòng)數(shù)最多的振動(dòng)軌跡的先頭的擴(kuò)展區(qū)間是擴(kuò)展上升區(qū)間的情況進(jìn)行說(shuō)明。此外，同樣的說(shuō)明對(duì)于先頭的擴(kuò)展區(qū)間是下降擴(kuò)展區(qū)間的情況也成立。

首先，設(shè)從擴(kuò)展上升區(qū)間開(kāi)始的終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡為f[L₁：M₁]，f[L₂：M₂]，...，f[L_n：M_n]。假設(shè)時(shí)點(diǎn)L₁’從比L₁靠后(右)的擴(kuò)展上升區(qū)間f[L₁’：M₁’]開(kāi)始且存在振動(dòng)數(shù)最多的振幅A的振動(dòng)軌跡P’(f[L₁’：M₁’]，f[L₂’：M₂’]，...，f[L_n’：M_n’])。于是，用擴(kuò)展上升區(qū)間f[L₁：M₁]置換擴(kuò)展上升區(qū)間f[L₁’：M₁’]后的振動(dòng)軌跡也成為振幅A的振動(dòng)軌跡，其振動(dòng)數(shù)與振動(dòng)軌跡P’相同。因而，可知從f[L₁：M₁]開(kāi)始的振動(dòng)軌跡有使振動(dòng)數(shù)最多的振動(dòng)軌跡。

同樣，假設(shè)時(shí)點(diǎn)L₂”從比L₂靠后的擴(kuò)展區(qū)間f[L₁：M₁]、[L₂”：M₂”]開(kāi)始且存在振動(dòng)數(shù)最多的振幅A的振動(dòng)軌跡P”(f[L：M]，[L₂”：M₂”]，[L₃”：M₃”]，...，f[L_n”：M_n”])。于是，將擴(kuò)展上升區(qū)間[L₂”：M₂”]置換成擴(kuò)展上升區(qū)間[L₂：M₂]后的振動(dòng)軌跡也成為振幅A的振動(dòng)軌跡，其振動(dòng)數(shù)與振動(dòng)軌跡P”相同。因而，可知在從f[L₁：M₁]、f[L₂：M₂]開(kāi)始的振動(dòng)軌跡中存在使振動(dòng)數(shù)最多的振動(dòng)軌跡。

n是有限的，且L_i比L_i－1大，因此，如果遞歸地執(zhí)行該手續(xù)，則在n步以內(nèi)停止。因而，可知終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡是使振幅A的波數(shù)最多的振動(dòng)軌跡。

圖8是振幅與振動(dòng)軌跡和振動(dòng)數(shù)的關(guān)系的說(shuō)明圖。

在圖8中，(a)、(b)表示相同的部分列數(shù)據(jù)，(a)用虛線表示振幅A1以上的振動(dòng)軌跡，(b)用虛線表示振幅A2以上的振動(dòng)軌跡。在(a)中振動(dòng)數(shù)是7，相比之下，在(b)中振動(dòng)數(shù)是3。這樣，振動(dòng)軌跡因振幅而不同，振動(dòng)數(shù)也因振幅而不同。

圖9是相對(duì)于平均值的上下偏離幅度不均勻時(shí)的上下振動(dòng)檢測(cè)的說(shuō)明圖。

在圖9中，作為相對(duì)于平均的上下偏離幅度不均勻時(shí)的例子，示出由于有非常低的值而使平均值向下偏離的情況。在將時(shí)間序列數(shù)據(jù)的相對(duì)于平均值的上下偏離作為振幅來(lái)檢測(cè)上下振動(dòng)的情況下，如(a)所示進(jìn)行檢測(cè)，振動(dòng)數(shù)為3。另一方面，在檢測(cè)上述的終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的情況下，如(b)所示進(jìn)行檢測(cè)，振動(dòng)數(shù)為9。

圖10是平均值不收斂時(shí)的上下振動(dòng)檢測(cè)的說(shuō)明圖。

在圖10中，作為平均值不收斂時(shí)的例子，示出值上下振動(dòng)并且平均值下降的情況。在將時(shí)間序列數(shù)據(jù)的相對(duì)于平均值的上下偏離作為振幅來(lái)檢測(cè)上下振動(dòng)的情況下，如(a)所示進(jìn)行檢測(cè)，振動(dòng)數(shù)為1。另一方面，在檢測(cè)上述的終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的情況下，如(b)所示進(jìn)行檢測(cè)，振動(dòng)數(shù)為7。

圖11是示出實(shí)施方式1的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的處理的流程圖。圖12是示出圖11所示的處理中的右極大化處理、新區(qū)間登記處理的具體內(nèi)容的圖。圖13是示出圖11所示的處理中的左極大化處理的具體內(nèi)容的圖。

在此，作為輸入，給定時(shí)間序列數(shù)據(jù)f(1：i－1)、時(shí)間窗W、振幅A。

(S1：部分列數(shù)據(jù)生成處理)

當(dāng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值新到達(dá)時(shí)，期間數(shù)據(jù)生成部11切出到達(dá)時(shí)點(diǎn)的過(guò)去的時(shí)間窗W的部分列數(shù)據(jù)。

如果設(shè)新到達(dá)的時(shí)點(diǎn)為i，則切出從時(shí)點(diǎn)i－W+1到時(shí)點(diǎn)i的部分列數(shù)據(jù)f(i－W+1：i)。例如，在時(shí)間窗W是20分鐘的情況下，如果到達(dá)10點(diǎn)20分的值，則切出從10點(diǎn)1分到10點(diǎn)20分的部分列數(shù)據(jù)f(10點(diǎn)1分：10點(diǎn)20分)。

(S2：右極大化處理)

區(qū)間提取部12將值f(i)和存儲(chǔ)于區(qū)間存儲(chǔ)部13的區(qū)間列表LL作為輸入來(lái)更新區(qū)間列表LL，以使區(qū)間列表LL中的各個(gè)擴(kuò)展區(qū)間滿足右極大性。

圖12的01行到15行表示右極大化處理的內(nèi)容。其中，01行到12行表示關(guān)于擴(kuò)展上升區(qū)間的處理內(nèi)容，13行到15行表示關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理。此外，關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的具體處理，由于除了值的比較部分以外與擴(kuò)展上升區(qū)間的處理相同，因此省略。

區(qū)間提取部12從區(qū)間列表LL中依次取出擴(kuò)展上升區(qū)間L_j＝f(L：M)，對(duì)于取出的各擴(kuò)展上升區(qū)間L_j執(zhí)行以下的02行到11行的處理(01行)。

首先，區(qū)間提取部12判定值f(i)是否比擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的最小值小(02行)。在02行中為真的情況下，將來(lái)不管怎樣的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值到達(dá)，由于擴(kuò)展上升區(qū)間L_j不會(huì)向右擴(kuò)展，因此，區(qū)間提取部12都對(duì)擴(kuò)展上升區(qū)間L_j附加不能擴(kuò)展標(biāo)記(03行)。然后，從02行開(kāi)始的if語(yǔ)句結(jié)束(04行)。

接著，區(qū)間提取部12不對(duì)擴(kuò)展上升區(qū)間L_j附加不能擴(kuò)展標(biāo)記，并且判定值f(i)是否比擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的最大值大(05行)。在05行中為真的情況下，區(qū)間提取部12判定作為擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的終點(diǎn)的M是否是新到達(dá)的時(shí)點(diǎn)i的前一個(gè)時(shí)點(diǎn)(06行)。在06行中為真的情況下，由于擴(kuò)展上升區(qū)間L_j不是右極大，因此，區(qū)間提取部12從區(qū)間列表LL中刪除擴(kuò)展上升區(qū)間L_j，取而代之，將終點(diǎn)延長(zhǎng)到時(shí)點(diǎn)i的f(L：i)登記到區(qū)間列表LL中(07行)。另一方面，在06行中為假的情況下(08行)，由于擴(kuò)展上升區(qū)間L_j是右極大，因此，區(qū)間提取部12將擴(kuò)展上升區(qū)間L_j留在區(qū)間列表LL中，并與擴(kuò)展上升區(qū)間L_j分開(kāi)將f(L：i)登記到區(qū)間列表LL中(09行)。然后，從05行和06行開(kāi)始的if語(yǔ)句結(jié)束(10行～11行)。

在對(duì)于登記于區(qū)間列表LL的全部擴(kuò)展上升區(qū)間L_j，從02行到11行的處理結(jié)束時(shí)，從01行開(kāi)始的for語(yǔ)句結(jié)束(12行)。

接著，區(qū)間提取部12執(zhí)行關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理(13行～15行)。如上所述，由于關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理與擴(kuò)展上升區(qū)間的處理大致相同，因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理只要將擴(kuò)展上升區(qū)間的處理中的02行的“f(i)＜min_L≦i≦Mf(i)”設(shè)為“f(i)＞max_L≦i≦Mf(i)”，將05行的“f(i)＞max_L≦i≦Mf(i)”設(shè)為“f(i)＜min_L≦i≦Mf(i)”即可。

(S3：新區(qū)間登記處理)

區(qū)間提取部12將值f(i)和存儲(chǔ)于區(qū)間存儲(chǔ)部13的區(qū)間列表LL作為輸入，將新的擴(kuò)展區(qū)間登記到區(qū)間列表LL中。

圖12的從16行到20行表示新區(qū)間登記處理的內(nèi)容。

區(qū)間提取部12判定區(qū)間列表LL的全部擴(kuò)展區(qū)間的終點(diǎn)M是否是時(shí)點(diǎn)i－2以下(16行)。在16行中為真的情況下，區(qū)間提取部12判定是否滿足f(i)＞f(i－1)或者f(i)＜f(i－1)(17行)。在17行中為真的情況下，區(qū)間提取部12在滿足f(i)＞f(i－1)的情況下，作為擴(kuò)展上升區(qū)間將f(i－1：i)登記到區(qū)間列表LL中，在滿足f(i)＜f(i－1)的情況下，作為下降擴(kuò)展區(qū)間將f(i－1：i)登記到區(qū)間列表LL中(18行)。然后，從16行和17行開(kāi)始的if語(yǔ)句結(jié)束(19行～20行)。

(S4：左極大化處理)

區(qū)間提取部12將值f(i)、時(shí)間窗W、振幅A、區(qū)間列表LL作為輸入來(lái)更新區(qū)間列表LL，以使區(qū)間列表LL中的各個(gè)區(qū)間的振幅為振幅A以上且滿足左極大性。

圖13示出左極大化處理的內(nèi)容。其中，01行到17行表示關(guān)于擴(kuò)展上升區(qū)間的處理內(nèi)容，18行到20行表示關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理。

區(qū)間提取部12從區(qū)間列表LL中依次取出擴(kuò)展上升區(qū)間L_j＝f(L：M)，對(duì)于取出的各擴(kuò)展上升區(qū)間L_j執(zhí)行以下的02行到16行的處理(01行)。

區(qū)間提取部12判定擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的起點(diǎn)L是否是i－W(02行)。在02行中為真的情況下，區(qū)間提取部12由于擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的起點(diǎn)從處理對(duì)象的范圍偏離，因此，刪除擴(kuò)展上升區(qū)間L_j(03行)。

接著，區(qū)間提取部12判定使擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的起點(diǎn)L偏離到下一個(gè)時(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展上升區(qū)間f(L+1：M)的振幅是否比給定的振幅A小(04行)。

在04行中為真的情況下，區(qū)間提取部12判定是否對(duì)擴(kuò)展上升區(qū)間L_j附加了不能擴(kuò)展標(biāo)記(05行)。在05行中為真的情況下，由于擴(kuò)展上升區(qū)間L_j的起點(diǎn)L偏離到下一個(gè)時(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展上升區(qū)間f(L+1：M)之后有可能成為振幅A以上，因此，區(qū)間提取部12將擴(kuò)展上升區(qū)間f(L+1：M)登記到區(qū)間列表LL中(06行)。然后，從05行開(kāi)始的if語(yǔ)句結(jié)束(07行)。

另一方面，在04行中為假的情況下(08行)，區(qū)間提取部12判定是否滿足f(L+1)＜f(L+2)(09行)。在09行中為真的情況下，由于只要以L+1的時(shí)點(diǎn)為起點(diǎn)就滿足左極大性，因此，區(qū)間提取部12將擴(kuò)展上升區(qū)間f(L+1：M)登記到區(qū)間列表LL中(10行)。另一方面，在09行中為假的情況下(11行)，區(qū)間提取部12通過(guò)檢索滿足L+1＜k且f(k－1)＞f(k)的最前的(左的)k，從而檢索滿足左極大性的起點(diǎn)k(12行)。區(qū)間提取部12與擴(kuò)展上升區(qū)間L_j分開(kāi)將f(k：M)登記到區(qū)間列表LL中(13行)。然后，從02行、04行、09行開(kāi)始的if語(yǔ)句結(jié)束(14行～16行)，在對(duì)于登記于區(qū)間列表LL的全部擴(kuò)展上升區(qū)間L_j，從02行到16行的處理結(jié)束時(shí)，從01行開(kāi)始的for語(yǔ)句結(jié)束(17行)。

接著，區(qū)間提取部12執(zhí)行關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理(18行～20行)。如上所述，由于關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理與擴(kuò)展上升區(qū)間的處理大致相同，因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。關(guān)于擴(kuò)展下降區(qū)間的處理，只要使擴(kuò)展上升區(qū)間的處理中的09行的“f(L+1)＜f(L+2)”為“f(L+1)＞f(L+2)”，使12行的“f(k－1)＞f(k)”為“f(k－1)＜f(k)”即可。

(S5：振動(dòng)軌跡確定處理)

出現(xiàn)模式確定部14從登記于區(qū)間列表LL的區(qū)間中，按照終點(diǎn)最早的順序交替地選擇振幅A以上的擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間。由此，得到終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡。出現(xiàn)模式確定部14輸出已得到的終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡的振動(dòng)數(shù)g(i)。

然后，當(dāng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值新到達(dá)時(shí)，處理再次返回S1，反復(fù)進(jìn)行處理。

例如，在S1中，假定10點(diǎn)20分的值到達(dá)，切出從10點(diǎn)1分到10點(diǎn)20分的部分列數(shù)據(jù)f(10點(diǎn)1分：10點(diǎn)20分)，執(zhí)行S2到S4的處理。接著，當(dāng)10點(diǎn)21分的值到達(dá)時(shí)，處理再次返回S1，切出從10點(diǎn)2分到10點(diǎn)21分的部分列數(shù)據(jù)f(10點(diǎn)2分：10點(diǎn)21分)，執(zhí)行S2到S4的處理。

關(guān)于i＝W，...，N的各個(gè)i，反復(fù)進(jìn)行S1到S5的處理，生成作為振動(dòng)數(shù)g(i)的集合的振動(dòng)列數(shù)據(jù)g[1：N－W+1]。

如上所述，實(shí)施方式1的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10從時(shí)間序列數(shù)據(jù)中提取擴(kuò)展區(qū)間，并從提取出的擴(kuò)展區(qū)間中確定擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而交替出現(xiàn)的出現(xiàn)模式。由此，能夠可靠地檢測(cè)很難通過(guò)傅里葉變換等求出振動(dòng)數(shù)那樣的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的上下振動(dòng)。因此，能夠可靠地檢測(cè)異常等。

如果是單調(diào)的正弦函數(shù)，則由時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10得到的振動(dòng)數(shù)除以4后的值與通過(guò)傅里葉變換而得到的振動(dòng)數(shù)(頻率)對(duì)應(yīng)。但是，在傅里葉變換中是按照時(shí)間窗得到使振幅與振動(dòng)數(shù)對(duì)應(yīng)的函數(shù)，相反地，在時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10中是得到使振動(dòng)數(shù)與振幅對(duì)應(yīng)的函數(shù)。

另外，即使在專利文獻(xiàn)1所述的方法中很難的相對(duì)于平均值的上下偏離幅度不均勻的情況下或者平均值不收斂的情況下，也能夠檢測(cè)上下振動(dòng)。

另外，在圖11到圖13所示的處理中，每當(dāng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值新到達(dá)時(shí)，并不是重新從從開(kāi)始起提取擴(kuò)展區(qū)間，而是編輯已提取出的擴(kuò)展區(qū)間來(lái)更新區(qū)間列表。因此，擴(kuò)展區(qū)間的提取涉及的處理是有效的。

另外，僅通過(guò)確定終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)最左振動(dòng)軌跡，就能夠確定振動(dòng)數(shù)最大的振動(dòng)軌跡。因此，振動(dòng)軌跡的確定涉及的處理是有效的。

此外，在上述說(shuō)明中，根據(jù)最大值和最小值定義了擴(kuò)展上升區(qū)間。但是，也可以將擴(kuò)展上升區(qū)間定義成“該時(shí)點(diǎn)的值到該時(shí)點(diǎn)為止的最大值之差比某個(gè)規(guī)定值k(第1基準(zhǔn)值)小”，還可以定義成“該時(shí)點(diǎn)的值到該時(shí)點(diǎn)為止的最小值之差比某個(gè)規(guī)定值k(第1基準(zhǔn)值)大”。

例如，在將擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]定義成“該時(shí)點(diǎn)的值到該時(shí)點(diǎn)為止的最大值之差比某個(gè)規(guī)定值k小”的情況下，擴(kuò)展上升區(qū)間f[L：M]被定義成對(duì)滿足L≦i≦M的全部i滿足(max_L≦j≦if(j)－k)≦f(i)。

在此，設(shè)規(guī)定值k為0的情況相當(dāng)于區(qū)間，設(shè)k為無(wú)限大的情況相當(dāng)于上述的擴(kuò)展上升區(qū)間。即，規(guī)定值k指定在上升區(qū)間中下降的區(qū)間的大小。即，規(guī)定值k指定相對(duì)于單調(diào)遞增函數(shù)的偏離程度。如果進(jìn)一步增強(qiáng)單調(diào)遞增性來(lái)定義擴(kuò)展上升區(qū)間，則能夠使求出振動(dòng)數(shù)的處理高速化。

對(duì)擴(kuò)展下降區(qū)間也能夠同樣地定義。

例如，在將擴(kuò)展下降區(qū)間f[L：M]定義成“該時(shí)點(diǎn)的值到該時(shí)點(diǎn)為止的最小值之差比某個(gè)規(guī)定值k(第2基準(zhǔn)值)小”的情況下，擴(kuò)展下降區(qū)間f[L：M]被定義成對(duì)滿足L≦i≦M的全部i滿足(min_L≦j≦if(j)+k)≧f(i)。

另外，在上述說(shuō)明中，出現(xiàn)模式確定部14確定擴(kuò)展上升區(qū)間和擴(kuò)展下降區(qū)間隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而交替出現(xiàn)的出現(xiàn)模式。但是，出現(xiàn)模式確定部14也能夠確定擴(kuò)展區(qū)間的其它出現(xiàn)模式，例如連續(xù)3次出現(xiàn)擴(kuò)展上升區(qū)間等。

例如，出現(xiàn)模式確定部14通過(guò)使用作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的已知技術(shù)的自動(dòng)控制理論，利用正則表達(dá)等定義擴(kuò)展區(qū)間的出現(xiàn)模式作為基準(zhǔn)模式。而且，也可以檢測(cè)與已定義的基準(zhǔn)模式一致的擴(kuò)展區(qū)間的出現(xiàn)模式。

圖14是示出實(shí)施方式1所示的時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的硬件結(jié)構(gòu)的例子的圖。

時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10是計(jì)算機(jī)。能夠用程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的各要素。

作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的硬件結(jié)構(gòu)，在總線上連接有運(yùn)算裝置901、外部存儲(chǔ)裝置902、主存儲(chǔ)裝置903、通信裝置904以及輸入輸出裝置905。

運(yùn)算裝置901是執(zhí)行程序的CPU(Central Processing Unit：中央處理器)等。外部存儲(chǔ)裝置902是例如ROM(Read Only Memory：只讀存儲(chǔ)器)或閃存、硬盤(pán)裝置等。主存儲(chǔ)裝置903是例如RAM(Random Access Memory：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。通信裝置904是例如通信板等。輸入輸出裝置905是例如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示裝置等。

程序通常存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)裝置902，在加載于主存儲(chǔ)裝置903的狀態(tài)下，依次由運(yùn)算裝置901讀入并執(zhí)行。

程序是實(shí)現(xiàn)作為期間數(shù)據(jù)生成部11、區(qū)間提取部12、出現(xiàn)模式確定部14說(shuō)明的功能的程序。

而且，在外部存儲(chǔ)裝置902中還存儲(chǔ)有操作系統(tǒng)(OS)，OS的至少一部分被加載于主存儲(chǔ)裝置903，運(yùn)算裝置901執(zhí)行OS并且執(zhí)行上述程序。

另外，在實(shí)施方式1的說(shuō)明中，區(qū)間列表、時(shí)間序列數(shù)據(jù)、部分列數(shù)據(jù)、振動(dòng)列數(shù)據(jù)等作為文件存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)裝置903。

此外，圖14的結(jié)構(gòu)僅示出時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的硬件結(jié)構(gòu)的一例，時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置10的硬件結(jié)構(gòu)不限于圖14所述的結(jié)構(gòu)，也可以是其它的結(jié)構(gòu)。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10：時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理裝置；11：期間數(shù)據(jù)生成部；12：區(qū)間提取部；13：區(qū)間存儲(chǔ)部；14：出現(xiàn)模式確定部。