CN112601934A - 信号显示控制装置以及信号显示控制程序 - Google Patents

信号显示控制装置以及信号显示控制程序 Download PDF

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CN112601934A CN201880096843.2A CN201880096843A CN112601934A CN 112601934 A CN112601934 A CN 112601934A CN 201880096843 A CN201880096843 A CN 201880096843A CN 112601934 A CN112601934 A CN 112601934A
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Abstract

受理部(111)受理表示各时刻下的观测值的观测信号。概率计算部(112)计算正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率。图表显示控制部(113)对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的观测信号的信号图表、和以时间序列表示计算的概率的概率图表。

Description

信号显示控制装置以及信号显示控制程序
技术领域
本发明涉及以易于判断信号是异常还是正常的方式进行信号显示的技术。
背景技术
提出有同时显示温度、压力或者电流等信号值、信号值的平均的行迹、以及信号值的偏离度的技术。
专利文献1公开了表示转矩电流的平均的行迹的指标(T2统计量)和表示偏离度的指标(Q统计量)的显示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-033459号公报
发明内容
在以往技术中成为显示的对象的信号是模拟信号。
在以往技术中未公开用于以易于判断2值信号是异常还是正常的方式进行信号显示的技术。
2值信号是表示0和1中的某一个值的信号。因此，难以显示2值信号的平均的行迹和2值信号的偏离度。另外，即使显示2值信号的平均的行迹和2值信号的偏离度，仍难以判断2值信号是异常还是正常。
本发明的目的在于，即使成为显示的对象的信号是2值信号，仍易于判断信号是异常还是正常。
本发明信号显示控制装置具备：
信号受理部，受理表示各时刻下的观测值的观测信号；
概率计算部，计算正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率；以及
图表显示控制部，对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的观测信号的信号图表(signal graph)、和以时间序列表示计算的概率的概率图表。
根据本发明，与信号图表一起显示概率图表。因此，即使成为显示的对象的信号(观测信号)是2值信号，也通过参照概率图表，易于判断信号是异常还是正常。
附图说明
图1是实施方式1中的信号显示系统200的结构图。
图2是实施方式1中的信号显示控制装置100的结构图。
图3是实施方式1中的信号显示控制方法(概要)的流程图。
图4是实施方式1中的信号显示控制方法(具体例)的流程图。
图5是示出实施方式1中的全部期间图表214的图。
图6是示出实施方式1中的非稳定期间图表215的图。
图7是示出实施方式1中的全部期间图表214W的图。
图8是示出实施方式1中的非稳定期间图表215W的图。
图9是示出实施方式1中的全部期间图表214S的图。
图10是示出实施方式1中的非稳定期间图表215S的图。
图11是示出实施方式1中的全部期间图表214C的图。
图12是示出实施方式1中的非稳定期间图表215C的图。
图13是实施方式2中的信号显示控制方法(具体例)的流程图。
图14是示出实施方式2中的全部期间图表214的图。
图15是示出实施方式2中的非稳定期间图表215的图。
图16是示出实施方式2中的全部期间图表214的其他例子的图。
图17是示出实施方式2中的非稳定期间图表215的其他例子的图。
图18是实施方式3中的信号显示控制方法(概要)的流程图。
图19是实施方式3中的信号显示控制方法(具体例)的流程图。
图20是示出实施方式3中的全部期间图表214的图。
图21是示出实施方式3中的非稳定期间图表215的图。
图22是示出实施方式4中的全部期间图表214的图。
图23是示出实施方式4中的非稳定期间图表215的图。
图24是各实施方式中的信号显示控制装置100的硬件结构图。
(附图标记说明)
100：信号显示控制装置；101：处理器；102：存储器；103：辅助存储装置；104：输入输出接口；109：处理电路；111：受理部；112：概率计算部；113：图表显示控制部；120：存储部；200：信号显示系统；201：监视对象；202：显示器；211：观测信号；212：信号图表；213：概率图表；214：全部期间图表；215：非稳定期间图表；216：结合图表。
具体实施方式
在实施方式以及附图中，对相同的要素或者对应的要素附加相同的符号。适宜地省略或者简化了附加有与说明过的要素相同的符号的要素的说明。图中的箭头主要表示数据的流动或者处理的流程。
实施方式1.
根据图1至图12，说明显示与信号图表对应的概率图表的方式。
***结构的说明***
根据图1，说明信号显示系统200的结构。
信号显示系统200具备信号显示控制装置100、监视对象201、以及显示器202。
监视对象201是关于温度、压力或者电流等观测值被监视的对象。观测信号211从监视对象201输出，输入到信号显示控制装置100。
观测信号211是表示在监视对象201中测量的观测值的信号。
例如，监视对象201是设置有各种传感器的设备，观测信号211是从各种传感器输出的信号。
信号显示控制装置100受理观测信号211，使信号图表212和概率图表213显示于显示器202。
信号图表212是以时间序列表示观测信号211的图表。
概率图表213是以时间序列表示正常的观测信号表示基准值的概率的图表。
根据图2，说明信号显示控制装置100的结构。
信号显示控制装置100是具备处理器101、存储器102、辅助存储装置103、以及输入输出接口104这样的硬件的计算机。这些硬件经由信号线相互连接。
处理器101是进行运算处理的IC(Integrated Circuit，集成电路)，控制其他硬件。例如，处理器101是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、DSP(DigitalSignal Processor，数字信号处理器)、或者GPU(Graphics Processing Unit，图形处理单元)。
存储器102是易失性的存储装置。存储器102还被称为主存储装置或者主存储器。例如，存储器102是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。存储于存储器102的数据根据需要被保存到辅助存储装置103。
辅助存储装置103是非易失性的存储装置。例如，辅助存储装置103是ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、或者闪存存储器。存储于辅助存储装置103的数据根据需要被加载到存储器102。
输入输出接口104是连接输入装置以及输出装置的端口。例如，输入输出接口104是USB端子，输入装置是键盘、鼠标以及接收器，输出装置是显示器202以及发送器。USB是Universal Serial Bus的简称。
信号显示控制装置100具备受理部111、概率计算部112、以及图表显示控制部113这样的要素。这些要素用软件实现。
在辅助存储装置103中，存储有用于使计算机作为受理部111、概率计算部112、以及图表显示控制部113发挥功能的信号显示控制程序。信号显示控制程序被加载到存储器102并由处理器101执行。
进而，在辅助存储装置103中，存储有OS(Operating System，操作系统)。OS的至少一部分被加载到存储器102并由处理器101执行。
即，处理器101一边执行OS，一边执行信号显示控制程序。
执行信号显示控制程序而得到的数据存储于存储器102、辅助存储装置103、处理器101内的寄存器、或者、处理器101内的高速缓存存储器这样的存储装置。
辅助存储装置103作为存储部120发挥功能。但是，也可以是其他存储装置代替辅助存储装置103或者与辅助存储装置103一起作为存储部120发挥功能。
信号显示控制装置100也可以具备代替处理器101的多个处理器。多个处理器分担处理器101的作用。
信号显示控制程序能够以计算机可读取的方式记录(储存)到光盘或者闪存存储器等非易失性的记录介质。
***动作的说明***
信号显示控制装置100的动作相当于信号显示控制方法。另外，信号显示控制方法的过程相当于信号显示控制程序的过程。
根据图3，说明信号显示控制方法的概要。
在步骤S101中，受理部111受理观测信号211。
观测信号211表示各时刻下的观测值。
在步骤S102中，概率计算部112计算正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率。
在步骤S103中，图表显示控制部113对准共同的时间轴而显示信号图表212和概率图表213。
信号图表212以时间序列表示受理的观测信号。
概率图表213以时间序列表示计算出的概率。
根据图4，说明信号显示控制方法的具体例。
在步骤S111中，受理部111受理观测信号211。
具体而言，观测信号211是2值信号。2值信号在各时刻表示0或者1。
在步骤S121中，概率计算部112计算各时刻下的期待值。
期待值是正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率。
具体而言，基准值是0和1中的某一个。
例如，概率计算部112如以下所述计算各时刻下的期待值。
概率计算部112通过对正常的观测信号的模式进行机器学习，预先生成期待值模型。期待值模型是用于计算期待值的模型。概率计算部112将生成的期待值模型存储到存储部120。机器学习的具体例是马尔可夫模型、Time Delay Neural Network或者RecurrentNeural Network等。
而且，概率计算部112通过计算期待值模型，计算各时刻下的期待值。
在步骤S131中，图表显示控制部113根据各时刻下的期待值，检测观测信号211的非稳定期间。
非稳定期间是观测信号211表示非稳定值的期间、即观测信号211处于非稳定状态的期间。非稳定意味着异常。
另一方面，将观测信号211表示稳定值的期间、即观测信号211处于稳定状态的期间称为稳定期间。稳定意味着与非稳定相反、即正常、通常或者依照规定。
例如，图表显示控制部113如以下所述检测观测信号211的非稳定期间。
首先，图表显示控制部113根据各时刻下的观测值和各时刻下的期待值，计算各时刻下的稳定概率。稳定概率是在观测信号211的观测值为0的时刻下正常的观测信号的值为0的概率。另外，稳定概率是在观测信号211的观测值为1的时刻下正常的观测信号的值为1的概率。在观测值为1的概率是期待值的情况下，观测值为1的时刻下的稳定概率等于期待值。另外，观测值为0的时刻下的稳定概率等于“1-期待值”。在观测值为0的概率是期待值的情况下，观测值为1的时刻下的稳定概率等于“1-期待值”。另外，观测值为0的时刻下的稳定概率等于期待值。
接下来，图表显示控制部113根据各时刻下的稳定概率，计算各时刻下的负的对数似然度(logarithmic likelihood)。负的对数似然度能够用“-log P”表示。“P”是稳定概率。将计算出的负的对数似然度称为异常度。
接下来，图表显示控制部113将各时刻下的异常度与阈值进行比较。异常度超过阈值的时刻是观测信号211的非稳定时刻。
然后，图表显示控制部113根据各时刻下的比较结果，检测观测信号211的非稳定期间。异常度超过阈值的期间是观测信号211的非稳定期间。
在步骤S132中，图表显示控制部113生成非稳定期间图表。
非稳定期间图表是包括非稳定期间的信号图表212和非稳定期间的概率图表213的图表。
具体而言，图表显示控制部113如以下所述生成非稳定期间图表。
首先，图表显示控制部113根据非稳定期间的观测信号，生成非稳定期间的信号图表212。
进而，图表显示控制部113根据非稳定期间的各时刻下的期待值，生成非稳定期间的概率图表213。
然后，图表显示控制部113生成并列地配置有非稳定期间的信号图表212和非稳定期间的概率图表213的图表。生成的图表是非稳定期间图表。
在步骤S133中，图表显示控制部113显示非稳定期间图表。
具体而言，图表显示控制部113通过将非稳定期间图表的数据输入到显示器202，使非稳定期间图表显示于显示器202。
图5示出全部期间图表214。
全部期间图表214是关于包括稳定期间和非稳定期间的全部期间，包括信号图表212和概率图表213的图表。
在全部期间图表214中，横轴是对信号图表212和概率图表213来说共同的时间轴。信号图表212和概率图表213并列地配置。具体而言，信号图表212和概率图表213被上下排列。
信号图表212以时间序列表示观测信号。观测信号是在各时刻表示0或者1的2值信号。
概率图表213表示各时刻下的“通”(ON)的概率。“通”的概率是正常的观测信号表示1的概率。即，基准值是1。
根据图6，说明非稳定期间图表215。
非稳定期间图表215是全部期间图表214中的非稳定期间的图表。
在非稳定期间图表215中，信号图表212表示非稳定期间中的观测信号的值是0(“断”(OFF))。另一方面，概率图表213表示在非稳定期间中正常的观测信号的值为1(“通”)的概率高。
***实施方式1的效果***
在实施方式1中，观测信号211是2值信号。
与在各时刻表示3个以上的值中的某一个的多值信号不同，2值信号作为信号值仅能够表示0和1中的某一个。因此，与多值信号不同，关于2值信号无法通过值的范围表示正常的范围。例如，在多值信号的情况下，能够根据信号值(或者预测值)计算偏离度。预测值是预测的信号值。而且，在多值信号的情况下，通过表示偏离度，能够使利用者识别出信号值是异常还是正常。或者，通过表示多值信号，也能够识别信号值是异常还是正常。在表示了多值信号的情况下，利用者识别出比周围明显高的信号值是异常的。但是，2值信号的值是0或者1，所以关于2值信号，难以阶段性地使利用者识别出稳定的值的变化方式。
另一方面，在实施方式1中，示出各时刻下的概率值。概率值是指，0至1之间的中间值。由此，关于2值信号，能够阶段性表示出值的变化的预测。于是，利用者易于关于2值信号判断是异常还是正常。
***其他结构***
图表显示控制部113也可以代替非稳定期间图表215而生成全部期间图表214，显示全部期间图表214。在该情况下，不需要非稳定期间的检测。
在图5的全部期间图表214以及图6的非稳定期间图表215中，基准值是1，概率图表213表示各时刻下的“通”的概率。
但是，基准值也可以是0。在该情况下，概率图表213表示各时刻下的“断”的概率。“断”的概率是正常的观测信号表示0的概率。
信号显示控制装置100也可以处理多个观测信号211而不是1个观测信号211。在该情况下，信号显示控制装置100受理多个观测信号211，针对每个观测信号211计算各时刻下的期待值，针对每个观测信号211显示信号图表212和概率图表213。
图7示出全部期间图表214W。
全部期间图表214W包括全部期间图表214A和全部期间图表214B。
全部期间图表214A是信号A的全部期间图表214。全部期间图表214A包括信号A的信号图表212和信号A的概率图表213。
全部期间图表214B是信号B的全部期间图表214。全部期间图表214B包括信号B的信号图表212和信号B的概率图表213。
图8示出非稳定期间图表215W。
非稳定期间图表215W包括非稳定期间图表215A和非稳定期间图表215B。
非稳定期间图表215A是信号A的非稳定期间图表215。非稳定期间图表215A包括非稳定期间中的信号A的信号图表212和非稳定期间中的信号A的概率图表213。
非稳定期间图表215B是信号B的非稳定期间图表215。非稳定期间图表215B包括非稳定期间中的信号B的信号图表212和非稳定期间中的信号B的概率图表213。
图表显示控制部113也可以将信号图表212和概率图表213重叠显示于共同的显示范围。
图9示出全部期间图表214S。
全部期间图表214S包括全部期间图表214A和全部期间图表214B。
全部期间图表214A是信号A的全部期间图表214。全部期间图表214B是信号B的全部期间图表214。
在全部期间图表214A和全部期间图表214B中，分别在共同的显示范围内显示信号图表212和概率图表213这两方。其结果，信号图表212和概率图表213相互重叠。
图10示出非稳定期间图表215S。
非稳定期间图表215S包括非稳定期间图表215A和非稳定期间图表215B。
非稳定期间图表215A是信号A的非稳定期间图表215。非稳定期间图表215B是信号B的非稳定期间图表215。
在非稳定期间图表215A和非稳定期间图表215B中，分别在共同的显示范围内显示信号图表212和概率图表213这两方。其结果，在非稳定期间图表215B中，信号图表212和概率图表213相互重叠。
图表显示控制部113也可以显示结合图表216来代替分别显示信号图表212和概率图表213。
结合图表216是将信号图表212和概率图表213结合的图表。结合图表216具有用折线或者曲线表示各时刻下的观测值的线图表。在线图表中，用与各时刻下的概率对应的外观来表示与各时刻对应的部分。
图11示出全部期间图表214C。
全部期间图表214C包括结合图表216A和结合图表216B。
结合图表216A是信号A的结合图表216。结合图表216B是信号B的结合图表216。
图12示出非稳定期间图表215C。
非稳定期间图表215C包括结合图表216A和结合图表216B。
结合图表216A是非稳定期间中的信号A的结合图表216。结合图表216B是非稳定期间中的信号B的结合图表216。
在图11以及图12各自的结合图表216中，用折线表示各时刻下的观测值(0或者1)。而且，用与各时刻下的“通”的概率对应的颜色、浓淡或者花样等来表示与各时刻对应的部分。
实施方式2.
关于根据2值信号的各时刻下的值来改变基准值的方式，根据图13至图17，主要说明与实施方式1的不同点。
***结构的说明***
信号显示系统200的结构与实施方式1中的结构相同(参照图1)。
信号显示控制装置100的结构与实施方式1中的结构相同(参照图2)。
***动作的说明***
在信号显示控制方法中，概率计算部112根据受理的观测信号211表示的各时刻下的观测值，按时刻选择基准值。
根据图13，说明信号显示控制方法的具体例。
在步骤S211中，受理部111受理观测信号211。
步骤S211与实施方式1中的步骤S111相同。
在步骤S221中，概率计算部112根据受理的观测信号211表示的各时刻下的观测值，选择各时刻下的基准值。
具体而言，概率计算部112选择0作为观测值为0的时刻用的基准值。另外，概率计算部112选择1作为观测值为1的时刻用的基准值。
在步骤S222中，概率计算部112根据各时刻下的基准值，计算各时刻下的期待值。
计算期待值的方法与实施方式1的步骤S121中的方法相同。
在步骤S231中，图表显示控制部113根据各时刻下的期待值，检测观测信号211的非稳定期间。
步骤S231与实施方式1中的步骤S131相同。
在步骤S232中，图表显示控制部113生成非稳定期间图表。
步骤S232与实施方式1中的步骤S132相同。
在步骤S233中，图表显示控制部113显示非稳定期间图表。
步骤S233与实施方式1中的步骤S133相同。
图14示出全部期间图表214。
全部期间图表214包括信号图表212和概率图表213。
信号图表212以时间序列表示观测信号。
概率图表213表示各时刻下的稳定概率。
稳定概率在观测信号的值为0的时刻是“断”的概率，在观测信号的值为1的时刻是“通”的概率。
“通”的概率是正常的观测信号表示1的概率。即，基准值是1。
“断”的概率是正常的观测信号表示0的概率。即，基准值是0。
图15示出非稳定期间图表215。
在非稳定期间图表215中，信号图表212表示非稳定期间中的观测信号的值为0(“断”)。另一方面，概率图表213表示在非稳定期间中正常的观测信号的值为0(“断”)的可能性低。
***实施方式2的效果***
通过根据2值信号的值而改变基准值，能够显示表示各时刻下的稳定概率的概率图表。由此，利用者更易于关于2值信号判断是异常还是正常。
***其他结构***
概率计算部112也可以选择1作为观测值为0的时刻用的基准值，选择0作为观测值为1的时刻用的基准值。
图16示出全部期间图表214。
在图16的全部期间图表214中，概率图表213表示各时刻下的非稳定概率。
图17示出非稳定期间图表215。
在图17的非稳定期间图表215中，概率图表213表示非稳定期间中的非稳定概率。
非稳定概率在观测信号的值为0的时刻是“通”的概率，在观测信号的值为1的时刻是“断”的概率。
图表显示控制部113也可以代替非稳定期间图表215而生成全部期间图表214并显示全部期间图表214。
信号显示控制装置100也可以处理多个观测信号211而不是1个观测信号211(参照图7或者图8)。
图表显示控制部113也可以将信号图表212和概率图表213重叠显示于共同的显示范围(参照图9或者图10)。
图表显示控制部113也可以显示结合图表216来代替分别显示信号图表212和概率图表213(参照图11或者图12)。
实施方式3.
关于显示表示对多个2值信号的整体概率的概率图表的方式，根据图18至图21，主要说明与实施方式1以及实施方式2的不同点。
***结构的说明***
信号显示系统200的结构与实施方式1中的结构相同(参照图1)。
信号显示控制装置100的结构与实施方式1中的结构相同(参照图2)。
***动作的说明***
根据图18，说明信号显示控制方法的概要。
在步骤S301中，受理部111受理多个观测信号211。
各个观测信号211表示各时刻下的观测值。
在步骤S302中，概率计算部112针对受理的每个观测信号211，计算与受理的观测信号211对应的正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率。
然后，概率计算部112根据关于各个正常的观测信号计算的概率，关于多个正常的观测信号计算整体概率。
在步骤S303中，图表显示控制部113对准共同的时间轴而显示多个信号图表212和概率图表213。
多个信号图表212以时间序列表示受理的多个观测信号。
概率图表213以时间序列表示计算的整体概率。
根据图19，说明信号显示控制方法的具体例。
在步骤S311中，受理部111受理多个观测信号211。
在步骤S321中，概率计算部112针对每个观测信号211，根据观测信号211表示的各时刻下的观测值，选择各时刻下的基准值。
选择基准值的方法与实施方式2的步骤S221中的方法相同。
在步骤S322中，概率计算部112针对每个观测信号211，根据各时刻下的基准值，计算各时刻下的期待值。
计算期待值的方法与实施方式1的步骤S121中的方法相同。
在步骤S323中，概率计算部112根据针对各个观测信号211的各时刻下的期待值，计算各时刻下的整体期待值。
具体而言，概率计算部112针对每个时刻，计算针对各个观测信号211的期待值的积。计算出的积是整体期待值。
例如，在受理到第1观测信号和第2观测信号的情况下，针对第1观测信号的第1时刻下的期待值和针对第2观测信号的第1时刻下的期待值的积是第1时刻下的整体期待值。
在步骤S331中，图表显示控制部113根据多个观测信号211的各时刻下的多个期待值，检测多个观测信号211的非稳定期间。
例如，图表显示控制部113如以下所述检测多个观测信号211的非稳定期间。
首先，图表显示控制部113针对每个观测信号211，作为各时刻下的异常度，计算各时刻下的负的对数似然度(-log P)。计算负的对数似然度的方法与实施方式1的步骤S131中的方法相同。
接下来，图表显示控制部113针对每个时刻，合计各个观测信号211的异常度。将异常度的合计称为整体异常度。
接下来，图表显示控制部113将各时刻下的整体异常度与阈值进行比较。整体异常度超过阈值的时刻是多个观测信号211的非稳定时刻。
然后，图表显示控制部113根据各时刻下的比较结果，检测多个观测信号211的非稳定期间。整体异常度超过阈值的期间是多个观测信号211的非稳定期间。
在步骤S332中，图表显示控制部113生成非稳定图表。
非稳定图表是包括非稳定期间的信号图表212和非稳定期间的概率图表213的图表。
具体而言，图表显示控制部113如以下所述生成非稳定期间图表。
首先，图表显示控制部113根据非稳定期间的多个观测信号，生成非稳定期间的多个信号图表212。
进而，图表显示控制部113根据非稳定期间的各时刻下的整体期待值，生成非稳定期间的概率图表213。
然后，图表显示控制部113生成并列地配置非稳定期间的多个信号图表212和非稳定期间的概率图表213的图表。生成的图表是非稳定期间图表。
在步骤S333中，图表显示控制部113显示非稳定期间图表。
具体而言，图表显示控制部113通过将非稳定期间图表的数据输入到显示器202，使非稳定期间图表显示于显示器202。
图20示出全部期间图表214。
全部期间图表214包括信号图表212A、信号图表212B、以及概率图表213。
信号图表212A是信号A的信号图表212。
信号图表212B是信号B的信号图表212。
概率图表213是信号A的稳定概率和信号B的稳定概率的整体的稳定概率。
图21示出非稳定期间图表215。
非稳定期间图表215包括非稳定期间的信号图表212A、非稳定期间的信号图表212B、以及非稳定期间的概率图表213。
***实施方式3的效果***
能够显示表示多个2值信号的整体的稳定概率的概率图表。由此，利用者易于判断多个2值信号作为整体是异常还是正常。
***其他结构***
整体期待值的种类可以是“通”的概率、“断”的概率、稳定概率或者非稳定概率中的任意种类。即，基准值可以是1和0中的任意一个。另外，基准值也可以是根据各时刻下的观测值选择的值。
图表显示控制部113也可以代替非稳定期间图表215而生成全部期间图表214并显示全部期间图表214。
图表显示控制部113也可以除了多个观测信号211的多个信号图表212和多个观测信号211的整体的概率图表213以外，还显示各个观测信号211的单独的概率图表213(参照图7或者图8)。
而且，图表显示控制部113也可以针对每个观测信号211，在共同的显示范围重叠显示信号图表212和单独的概率图表213(参照图9或者图10)。
另外，图表显示控制部113也可以针对每个观测信号211显示结合图表216来代替分别显示信号图表212和单独的概率图表213(参照图11或者图12)。
实施方式4.
关于观测信号是多值信号的方式，根据图22以及图23，主要说明与实施方式1至实施方式3的不同点。
***结构的说明***
信号显示系统200的结构与实施方式1中的结构相同(参照图1)。
信号显示控制装置100的结构与实施方式1中的结构相同(参照图2)。
***动作的说明***
在信号显示控制方法中，受理部111受理多值信号作为观测信号211。
多值信号在各时刻表示3个以上的值中的某一个。多值信号还称为模拟信号。
根据图13，说明信号显示控制方法的具体例。
在步骤S211中，受理部111受理观测信号211。观测信号211是多值信号。
步骤S211除了观测信号211是多值信号这一点以外，与实施方式1中的步骤S111相同。
在步骤S221中，概率计算部112根据受理的观测信号211表示的各时刻下的观测值，选择各时刻下的基准值。
具体而言，概率计算部112将与各时刻下的观测值相同的值选择为各时刻下的基准值。
即，概率计算部112如果第1时刻下的观测值是“X”则作为第1时刻下的基准值选择“X”，如果第2时刻下的观测值是“Y”则作为第2时刻下的基准值选择“Y”。
在步骤S222中，概率计算部112根据各时刻下的基准值，计算各时刻下的期待值。
例如，概率计算部112如以下所述计算非稳定概率来作为各时刻下的期待值。
假设观测信号211表示的各时刻下的观测值遵从正态分布。
首先，概率计算部112计算观测值的平均和观测值的标准偏差(σ)。
然后，概率计算部112根据观测值的平均和观测值的标准偏差，计算各时刻下的观测值的偏离度(％点)。计算的偏离度是非稳定概率。
例如，如果第1时刻下的观测值是从平均值偏离1σ的值，则第1时刻下的非稳定概率是68％。另外，如果第2时刻下的观测值是从平均值偏离2σ的值，则第2时刻下的非稳定概率是95％。
例如，概率计算部112如以下所述计算稳定概率来作为各时刻下的期待值。
首先，概率计算部112用上述方法，计算各时刻下的非稳定概率。
然后，概率计算部112关于各时刻计算“1-非稳定概率”。计算出的值是稳定概率。
例如，如果第1时刻下的非稳定概率是68％，则第1时刻下的稳定概率是32％。另外，如果第2时刻下的非稳定概率是95％，则第2时刻下的稳定概率是5％。
在步骤S231中，图表显示控制部113根据各时刻下的期待值，计算观测信号211的非稳定期间。
步骤S231与实施方式1中的步骤S131相同。
在步骤S232中，图表显示控制部113生成非稳定期间图表。
步骤S232与实施方式1中的步骤S132相同。
在步骤S233中，图表显示控制部113显示非稳定期间图表。
步骤S233与实施方式1中的步骤S133相同。
图22示出全部期间图表214。
全部期间图表214包括信号图表212和概率图表213。
信号图表212以时间序列表示多值信号。
概率图表213表示多值信号的各时刻下的稳定概率。
图23示出非稳定期间图表215。
非稳定期间图表215包括非稳定期间的信号图表212和非稳定期间的概率图表213。
***实施方式4的效果***
即使在观测信号是多值信号的情况下，也能够显示概率图表。由此，利用者易于关于多值信号判断是异常还是正常。
***其他结构***
图表显示控制部113也可以代替非稳定期间图表215而生成全部期间图表214并显示全部期间图表214。
信号显示控制装置100也可以处理多个观测信号211而不是1个观测信号211。
即，在图7以及图8中，信号图表212也可以是多值信号的图表。
图表显示控制部113也可以将信号图表212和概率图表213重叠显示于共同的显示范围。
即，在图9以及图10中，信号图表212也可以是多值信号的图表。
图表显示控制部113也可以显示结合图表216来代替分别显示信号图表212和概率图表213。
即，在图11以及图12中，信号A以及信号B也可以是多值信号。
图表显示控制部113也可以显示表示针对多个多值信号的整体概率的概率图表。
即，在图20以及图21中，信号A以及信号B也可以是多值信号。
信号显示控制方法的过程与图19的信号显示控制方法中的过程相同。
***实施方式的补充***
根据图24，说明信号显示控制装置100的硬件结构。
信号显示控制装置100具备处理电路109。
处理电路109是实现受理部111、概率计算部112、以及图表显示控制部113的硬件。
处理电路109既可以是专用的硬件，也可以是执行储存于存储器102的程序的处理器101。
在处理电路109是专用的硬件的情况下，处理电路109例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA或者它们的组合。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的简称，FPGA是FieldProgrammable Gate Array的简称。
信号显示控制装置100也可以具备代替处理电路109的多个处理电路。多个处理电路分担处理电路109的作用。
在信号显示控制装置100中，也可以用专用的硬件实现一部分的功能，用软件或者固件实现剩余的功能。
这样，处理电路109能够用硬件、软件、固件或者它们的组合实现。
实施方式是优选的方式的例示，并非意图限制本发明的技术范围。实施方式既可以部分实施，也可以与其他方式组合实施。使用流程图等说明的过程也可以适宜地变更。

Claims (14)

1.一种信号显示控制装置，具备：
信号受理部，受理表示各时刻下的观测值的观测信号；
概率计算部，计算正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率；以及
图表显示控制部，对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的观测信号的信号图表和以时间序列表示计算出的概率的概率图表。
2.根据权利要求1所述的信号显示控制装置，其中，
所述观测信号是在各时刻表示0或者1的2值信号，
所述基准值是0和1中的某一个。
3.根据权利要求2所述的信号显示控制装置，其中，
所述概率计算部根据受理的观测信号所表示的各时刻下的观测值，按时刻选择所述基准值。
4.根据权利要求3所述的信号显示控制装置，其中，
所述概率计算部选择0作为观测值为0的时刻用的基准值，选择1作为观测值为1的时刻用的基准值。
5.根据权利要求3所述的信号显示控制装置，其中，
所述概率计算部选择1作为观测值为0的时刻用的基准值，选择0作为观测值为1的时刻用的基准值。
6.根据权利要求1所述的信号显示控制装置，其中，
所述观测信号是在各时刻表示3个以上的值中的某一个的多值信号，
所述基准值是所述3个以上的值中的某一个。
7.根据权利要求6所述的信号显示控制装置，其中，
所述概率计算部根据受理的观测信号所表示的各时刻下的观测值，按时刻选择所述基准值。
8.根据权利要求7所述的信号显示控制装置，其中，
所述概率计算部将与各时刻下的观测值相同的值选择为各时刻下的所述基准值。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的信号显示控制装置，其中，
所述图表显示控制部并列地显示所述信号图表和所述概率图表。
10.根据权利要求1至8中的任意一项所述的信号显示控制装置，其中，
所述图表显示控制部在共同的显示范围重叠显示所述信号图表和所述概率图表。
11.根据权利要求1至8中的任意一项所述的信号显示控制装置，其中，
所述图表显示控制部显示将所述信号图表和所述概率图表结合的结合图表，
所述结合图表具有用折线或者曲线表示各时刻下的观测值的线图表，在所述线图表中用与各时刻下的概率对应的外观表示与各时刻对应的部分。
12.一种信号显示控制装置，具备：
信号受理部，受理表示各时刻下的观测值的多个观测信号；
概率计算部，针对受理的每个观测信号，计算与受理的观测信号对应的正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率，根据关于各个正常的观测信号计算出的概率，关于多个正常的观测信号计算整体概率；以及
图表显示控制部，对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的多个观测信号的多个信号图表和以时间序列表示计算出的整体概率的概率图表。
13.一种信号显示控制程序，用于使计算机执行：
信号受理处理，受理表示各时刻下的观测值的观测信号；
概率计算处理，计算正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率；以及
图表显示控制处理，对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的观测信号的信号图表和以时间序列表示计算的概率的概率图表。
14.一种信号显示控制程序，用于使计算机执行：
信号受理处理，受理表示各时刻下的观测值的多个观测信号；
概率计算处理，针对受理的每个观测信号，计算与受理的观测信号对应的正常的观测信号在各时刻下表示基准值的概率，根据关于各个正常的观测信号计算出的概率，关于多个正常的观测信号计算整体概率；以及
图表显示控制处理，对准共同的时间轴而显示以时间序列表示受理的多个观测信号的多个信号图表和以时间序列表示计算出的整体概率的概率图表。
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OKTAY NUSRATOV等: "Positional-binary recognition of cyclic signals by fuzzy analyses of their informative attributes", 《PROCEDIA COMPUTER SCIENCE》 *
柴田昌彦等: "デジタル制御入出力信号の非定常検出方法の検討", 《第80回全国大会讲演论文集》 *
王海涛等: "基于地震对应概率谱分析的前兆异常识别研究", 《地震研究》 *

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