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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ereignisverarbeitung und insbesondere ein adaptives Verfahren, das eine Ereignisfolge in einem System zur Verarbeitung komplexer Ereignisse verarbeitet, und ein System davon.
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Ein System zur Verarbeitung komplexer Ereignisse (Complex Event Processing, CEP) ist ein intelligentes System, das eine Vielzahl von Ereignissen handhabt und verarbeitet, um aus den Ereignissen sinnvolle Informationen zu eruieren. Die Ereignisse werden vom CEP-System empfangen und verarbeitet, um eine von den Ereignissen verursachte Konsequenz, Gelegenheit, Gefahr etc. zu identifizieren. Das CEP-System wird in einer weiten Vielzahl von Systemen und Anwendungen, beispielsweise Beobachtungs- und Überwachungssystemen, prädiktiven Systemen, Geschäftsprozess-Managementsystemen, Aktienhandel-Anwendungen, Termingeschäft- und Optionshandels-Anwendungen etc. umfassend eingesetzt.
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Zahlreiche Ereignisse und/oder Ereignisfolgen werden vom CEP-System gehandhabt und verarbeitet. Bei einer Ereignisfolge handelt es sich um eine Folge von Ereignissen, und die Ereignisfolge kann eine oder mehrere Anomalien enthalten. Anomale Ereignisfolgen sind diejenigen Folgen, die sich von vordefinierten Ereignisfolgen unterscheiden, oder diejenigen Folgen, die nicht mit einem vordefinierten Modell übereinstimmen. Die Bestimmung solcher Anomalien stellt eine herausfordernde Aufgabe dar. Die effiziente Bestimmung der Anomalien verbessert sowohl die Qualität als auch die Genauigkeit des CEP-Systems. Dies ist extrem vorteilhaft, insbesondere, wenn das CEP-System in Echtzeitumgebungen, beispielsweise in Beobachtungs- und Überwachungssystemen, verwendet wird. Daher müssen die Ereignisse auf einfache Weise verarbeitbar sein, um solche Anomalien zu bestimmen.
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US 20090210364 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung komplexer Regeln für Ereignisverarbeitungssysteme. Die Patentanmeldung lehrt einen Mechanismus, der eine Standard-Lernfunktion dazu befähigt, Regeln für CEP-Systeme zu erzeugen. Das Verfahren erzeugt Regeln basierend auf den zuvor definierten Ausgangsereignissen durch die Erzeugung von Eingangsereignis-Merkmalsvektoren für jedes geplante Ausgangsereignis. Die Patentanmeldung deckt auch ein Verfahren zur automatischen Erzeugung von Regeln für CEP-Systeme ab, die Ausgangsereignisse ableiten, bei denen es sich um Anomalien der offenbarten Eingangsereignisfolgen handelt. Der in
US 20090210364 offenbarte Ansatz von standardmäßigen Lernfunktionen ist jedoch nicht nur nicht vielseitig und unflexibel, sondern auch ineffizient zur Bestimmung der Anomalien in Ereignisfolgen, die vom CEP-System gehandhabt werden. Weiterhin ist es sowohl ressourcen- als auch zeitaufwändig.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Vorschlagen einer einfachen und effizienten Lösung zur Verarbeitung einer Ereignisfolge in einem CEP-System.
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Die obige Aufgabe wird durch ein adaptives Verfahren, bei dem eine Ereignisfolge in einem System zur Verarbeitung komplexer Ereignisse nach Anspruch 1 verarbeitet wird, und ein System davon nach Anspruch 11 gelöst.
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Die zugrundeliegende Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verarbeitung einer Ereignisfolge in einem CEP-System zu vereinfachen. Hier wird ein adaptives Verfahren zur Verarbeitung der Ereignisfolge vorgeschlagen. Die Ereignisfolge, die eine Mehrzahl von Ereignissen umfasst, wird empfangen. Die Mehrzahl von Ereignissen ist mit einer Entität verbunden. Jedes Ereignis umfasst ein Ereignisetikett. Die Mehrzahl von Ereignissen wird in Reaktion auf die Ereignisetikette sequenzialisiert, wodurch eine Ereignisfolge erhalten wird. Die Ereignisfolge wird mit jeder einer Mehrzahl von Referenz-Ereignisfolgen verglichen, um wenigstens eine weitgehend übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge zu bestimmen. Ereignisse der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge umfassen in erheblichem Maße die Mehrzahl von Ereignissen. Hier wird eine Anomalie bestimmt, wenn die Ereignisfolge mit der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge nicht identisch ist. Die Ereignisfolge wird dann zur Mehrzahl von Referenz-Ereignisfolgen auf der Grundlage der bestimmten Anomalie hinzugefügt. Dadurch ist es möglich, in der Ereignisfolge vorhandene Anomalien adaptiv zu bestimmen, wodurch Genauigkeit erreicht und dem CEP-System eine verbesserte Qualität verliehen wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die bestimmte Anomalie eine Anomalie eines fehlenden Ereignisses, wenn eine statistische Häufigkeit eines Ereignisses in der Ereignisfolge kleiner als eine statistische Häufigkeit des Ereignisses in der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die bestimmte Anomalie eine Anomalie eines Auftretens mehrerer Ereignisse, wenn eine statistische Häufigkeit eines Ereignisses in der Ereignisfolge größer als eine statistische Häufigkeit des Ereignisses in der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge ist.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die bestimmte Anomalie eine Anomalie eines externen Ereignisses, wenn ein Ereignis nur in der empfangenen Ereignisfolge vorhanden ist und in der weitgehend übereinstimmenden bestimmten Referenz-Ereignisfolge fehlt.
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Durch Bestimmung der verschiedenen Anomalietypen kann das CEP-System verschiedene von der Entität durchgeführte Aktivitäten kennzeichnen. Dies ist insbesondere für diejenigen CEP-Systeme vorteilhaft, die für Echtzeitanwendungen verwendet werden.
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Nach noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Mehrzahl der Referenz-Ereignisfolgen einen ersten Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen und einen zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen. Eine akzeptable Referenz-Ereignisfolge entspricht einer Folge von Aktivitäten, die für die Entität zulässig sind, und eine akzeptable Referenz-Ereignisfolge entspricht einer Folge von Aktivitäten, die für die Entität unzulässig sind. Hier wird beim Vergleich die Ereignisfolge dahingehend festgelegt, dass sie eine akzeptable Ereignisfolge ist, wenn der erste Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen die weitgehend übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge umfasst. Dagegen wird festgelegt, dass die Ereignisfolge eine inakzeptable Ereignisfolge ist, wenn der zweite Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen die weitgehend übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge umfasst. Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ereignisfolge zum ersten Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen hinzugefügt, wenn die Ereignisfolge mit der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge nicht identisch ist. In diesem Fall umfasst der erste Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen die weitgehend übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge. Andernfalls wird die Ereignisfolge zum zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen hinzugefügt, wenn die Ereignisfolge mit der weitgehend übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge nicht identisch ist. In diesem Fall umfasst der zweite Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen die weitgehend übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedes der Ereignisetikette verarbeitet, um die erste Mehrzahl von Ereignissen zu sequenzialisieren. Hierdurch wird die Ereignisfolge bestimmt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes der Ereignisetikette ein Zeitstempel. Ein Zeitstempel bezeichnet einen Zeitpunkt, an dem das Ereignis erzeugt wurde. Hierbei wird die Mehrzahl von Ereignissen auf der Grundlage der Zeitstempel chronologisch sequenzialisiert. Dadurch werden die zeitlichen Aspekte der Ereignisse erhalten, und diese sind für ein genaues Sequenzialisieren von Ereignissen in Multistream-Umgebungen vorteilhaft, in denen zahlreiche Typen von Ereignissen und Entitäten gehandhabt werden.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Ereignisfolge und jede der Mehrzahl von Referenz-Ereignisfolgen als Zeichenfolgen modelliert. Die Anomalie wird bestimmt, indem eine Zeichenfolgen-Übereinstimmungsfunktion angewandt wird, um die Ereignisfolge mit jeder der Mehrzahl von Referenz-Ereignisfolgen zu vergleichen. Dies ist eine schnellere Vergleichsmethode, und dadurch wird die Verarbeitungszeit reduziert.
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Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst jedes der Mehrzahl von Ereignissen ein gemeinsames Identifizierungskennzeichen. Das Identifizierungskennzeichen kennzeichnet die Entität. Dies ist vorteilhaft, um diejenigen Ereignisse zu identifizieren und zu separieren, die eine bestimmte Entität in einem CEP-System betreffen, die möglicherweise Ereignisse für verschiedene Entitäten handhaben muss.
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Hier wird ein CEP-System für das Verarbeiten einer Ereignisfolge offenbart. Das CEP-System umfasst einen Prozessor und eine Speichereinheit. Der Prozessor ist so konfiguriert, dass er das Verfahren nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen durchführt. Der Prozessor empfängt jedes der Mehrzahl von Ereignissen von einer jeweiligen Ereignisquelle. Die Speichereinheit ist mit dem Prozessor funktionell verbunden und umfasst die Mehrzahl der Referenz-Ereignisfolgen.
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Die oben erwähnten und andere Ausführungsformen der Erfindung, die ein adaptives Verfahren für die Verarbeitung einer Ereignisfolge in einem System zur Verarbeitung komplexer Ereignisse und ein System davon betreffen, werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die veranschaulichten Ausführungsformen dienen zur Veranschaulichung, jedoch nicht zur Einschränkung der Erfindung. Die Begleitzeichnungen enthalten die folgenden Figuren, wobei sich in der gesamten Beschreibung und in den Zeichnungen gleiche Nummern auf gleiche Teile beziehen.
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Die Figuren veranschaulichen auf eine schematische Weise weitere Beispiele für die Ausführungsformen der Erfindung, wobei:
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1 eine Multistream-Umgebung veranschaulicht, die eine Mehrzahl von Ereignisquellen umfasst, wobei jede Ereignisquelle ein Ereignis im Zusammenhang mit einer Entität erzeugt, wobei jedes Ereignis ein eindeutiges Ereignisetikett umfasst,
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2 ein CEP-System veranschaulicht, das einen Prozessor und eine Datenbank umfasst, wobei das CEP-System über Schnittstellen mit der Mehrzahl von in 1 aufgeführten Ereignisquellen verbunden ist, um eine Mehrzahl von Ereignissen zu empfangen,
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3 Referenz-Ereignisfolgen veranschaulicht, die in der in 2 aufgeführten Datenbank enthalten sind,
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4 ein beispielhaftes Aktivitätsprofil veranschaulicht, das die Mehrzahl von Ereignissen umfasst, die von der Mehrzahl von Ereignisquellen für die in 1 aufgeführte Entität empfangen werden, und
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5 ein Ablaufdiagramm eines adaptiven Verfahrens für die Verarbeitung einer Ereignisfolge in dem in 2 aufgeführten CEP-System veranschaulicht.
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1 veranschaulicht eine beispielhafte Multistream-Umgebung 10, die eine Mehrzahl von Ereignisquellen (ES1 bis ES10) 11–20 umfasst.
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Jede der Ereignisquellen (ES1 bis ES10) 11–20 erzeugt ein jeweiliges Ereignis (Ei) für eine beispielhafte Entität 35. Dadurch führt sie zu einer Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 für die beispielhafte Entität 35.
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Zum Zweck der Vereinfachung der Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird die beispielhafte Multistream-Umgebung 10 hier als Flughafen dargestellt, und die beispielhafte Entität 35 wird hier als Passagier im Flughafen 10 dargestellt. Die zuvor erwähnte Mehrzahl von Ereignisquellen (ES1 bis ES10) 11–20 ist eine Mehrzahl von vordefinierten Orten im Flughafen 10. Jeder der Mehrzahl von Orten (ES1 bis ES10) 11–20 erzeugt ein Ereignis (Ei) für den Passagier 35, wenn eine vordefinierte Aktivität vom Passagier 35 am jeweiligen Ort durchgeführt wurde. Jedes der erzeugten Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 umfasst ein eindeutiges Ereignisetikett (Li) bei der Erzeugung des Ereignisses (Ei). Somit handelt es sich bei der Resultante um eine Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 für den Passagier 35.
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Weiterhin umfasst jedes der Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 eine Identifizierung 52, die allen Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 für den Passagier 35 gemeinsam ist. Die Identifizierung 52 dient zur Charakterisierung des Passagiers 35. Hier ist die Identifizierung 52 eine Passagierbezugsnummer (PNR, Passenger Reference Number), weil sie insbesondere den Passagier 35 und beispielsweise den Typ (international oder national) der Reise identifiziert, die der Passagier 35 antreten wird. Bei der Identifizierung 52 kann es sich jedoch auch um die Nummer des Passes des Passagiers 35, die Bezugsnummer des Tickets des Passagiers 35 oder um jede andere Nummer eines Dokuments des Passagiers 35 handeln, mit der sich der Passagier 35 eindeutig identifizieren lässt.
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Hier kann jedes der Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 Informationen im Zusammenhang mit dem Passagier 35, den Ereignistyp und dessen eindeutiges Ereignisetikett (Li) umfassen. Das unten erwähnte Beispiel dient zur Veranschaulichung des Wesens des Obigen in einem beispielhaften Zusammenhang des Flughafens 10 für den Passagier 35, wenn der Passagier 35 die Aktivität durchführt, die für jeden der jeweiligen Orte (ES1 bis ES10) 11–20 spezifisch ist. Hier
- – ist der erste Ort (ES1) 11 ein ,Eingangstor', das das erste Ereignis (E1) 21 erzeugt, das das Ereignisetikett (L1) 41 umfasst, das den ,Eintritt des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Betretens des Flughafens 10 durch das Eingangstor 11 durchführt,
- – ist der zweite Ort (ES2) 12 ein ,Gepäckkontrollschalter', der das zweite Ereignis (E2) 22 erzeugt, das das Ereignisetikett (L2) 42 umfasst, das die ,Kontrolle des Gepäcks des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität der Kontrolle seines Gepäcks am Gepäckkontrollschalter 12 durchführen lässt,
- – ist der dritte Ort (ES3) 13 ein ,Abfertigungsschalter', der das dritte Ereignis (E3) 23 erzeugt, das das Ereignisetikett (L3) 43 umfasst, das die ,Ausgabe einer Bordkarte an den Passagier 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität der Abfertigung am Abfertigungsschalter 13 durchführen lässt,
- – ist der vierte Ort (ES4) 14 ein ,Gepäckschalter', der das vierte Ereignis (E4) 24 erzeugt, das das Ereignisetikett (L4) 44 umfasst, das die ,Abfertigung des vom Passagier 35 aufzugebenen Gepäcks' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität der Abgabe seines aufzugebenden Gepäcks am Gepäckschalter 44 durchführen lässt,
- – ist der fünfte Ort (ES5) 15 ein ,Passkontrollschalter', der das fünfte Ereignis (E5) 25 erzeugt, das das Ereignisetikett (L5) 45 umfasst, das die ,Passkontrolle des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Vorstellens zur Passkontrolle am Passkontrollschalter 15 durchführt,
- – ist der sechste Ort (ES6) 16 ein ,Zollabfertigungsschalter', der das sechste Ereignis (E6) 26 erzeugt, das das Ereignisetikett (L6) 46 umfasst, das die ,Zollabfertigung des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Vorstellens zur Zollabfertigung am Zollabfertigungsschalter 16 durchführt,
- – ist der siebte Ort (ES7) 17 ein ,Sicherheitskontrollschalter', der das siebte Ereignis (E7) 27 erzeugt, das das Ereignisetikett (L7) 47 umfasst, das die ,Sicherheitskontrolle des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Vorstellens zur Sicherheitskontrolle am Sicherheitskontrollschalter 17 durchführt,
- – ist der achte Ort (ES8) 18 ein ,Gepäckidentifizierungsschalter', der das achte Ereignis (E8) 28 erzeugt, das das Ereignisetikett (L8) 48 umfasst, das die ,Gepäckidentifizierung durch den Passagier 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität der Identifizierung seines aufzugebenden Gepäcks am Gepäckidentifizierungsschalter 18 durchführt,
- – ist der neunte Ort (ES9) 19 ein ,Flugsteig', der das neunte Ereignis (E9) 29 erzeugt, das das Ereignisetikett (L9) 49 umfasst, das das ,An-Bord-gehen des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Gehens durch den Flugsteig 29 zum Einsteigen in ein Flugzeug 53 durchführt, und
- – ist der zehnte Ort (ES10) 20 ein ,Ausgangstor', das das zehnte Ereignis (E10) 30 erzeugt, das das Ereignisetikett (L10) 50 umfasst, das das ,Verlassen des Passagiers 35' darstellt, wenn der Passagier 35 die Aktivität des Verlassens des Flughafens 10 durch das Ausgangstor 20 durchführt.
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Jedes der Ereignisetikette (L1 bis L10) 41–50 enthält Daten, bei denen es sich um eine Nummer oder einen Code handeln kann, die bzw. der dem Ereignis (Ei) an demjenigen Ort (ESi) zugewiesen ist, an dem das Ereignis (Ei) erzeugt wird. Die Ereignisetikette (L1 bis L10) erleichtern die Identifizierung der Ereignisse (E1 bis E10) und die Anordnung der erzeugten Ereignisse (E1 bis E10) 21–30, die für den Passagier 35 spezifisch sind, in einer Reihenfolge. Beispielsweise können die Etikette die Zeitpunkte enthalten, an denen das entsprechende Ereignis stattfand. Hierdurch legt eine Reihenfolge der Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 für den Passagier 35 eine Ereignisfolge des Passagiers 35 fest. Die Ereignisfolge definiert eine Folge von Aktivitäten, die vom Passagier 35 am Flughafen 10 durchgeführt werden.
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Wenn beispielsweise im oben erwähnten Zusammenhang des Passagiers 35 im Flughafen 10 die vom Passagier 35 durchgeführten Aktivitäten ,Eintritt des Passagiers 35', gefolgt von ,Ausgabe einer Bordkarte an den Passagier 35', gefolgt von ,Sicherheitskontrolle des Passagiers 35' und abgeschlossen durch ,An-Bord-gehen des Passagiers 35' sind, wird dies durch eine erste Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 58 veranschaulicht. Wenn in einem anderen Beispiel die Aktivitäten ,Eintritt eines Passagiers', gefolgt von ,Ausgabe einer Bordkarte an den Passagier', gefolgt von ,Sicherheitskontrolle des Passagiers', gefolgt von ,Passagier verlässt den Flughafen', gefolgt von ,Eintritt eines Passagiers', und abgeschlossen durch ,An-Bordgehen des Passagiers' sind, wird dies durch eine zweite Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] 59 veranschaulicht.
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Die Ereignisfolgen 58, 59 können eine oder mehrere Anomalien enthalten. Hier bezieht sich der Begriff „Anomalie” auf jede Abweichung in einer Folge von Ereignissen in der Ereignisfolge für den Passagier 35 von einer vordefinierten Ereignisfolge. Beispielsweise kann eine solche Abweichung ein oder mehrere fehlende Ereignisse (E1 bis E10) 21–30, ein Wechsel der Reihenfolge des Auftretens der Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 oder ein erneutes Auftreten bestimmter Ereignisse (E1 bis E10) 21-30 etc. sein.
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2 veranschaulicht ein CEP-System 60, das mit jeder der Mehrzahl von Orten (ES1 bis ES10) 11-20 über Schnittstellen verbunden ist.
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Das CEP-System 60 umfasst einen zentralen Prozessor 65, und der Prozessor ist mit einer Speichereinheit 70 funktionell verbunden. Die Speichereinheit 70 ist eine Datenbank. Der Prozessor 65 empfängt jedes Ereignis der jeweiligen Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 für den Passagier 35. Jedes der Etikette (L1 bis L10) 41–50 eines jeden der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 wird verarbeitet, um die Ereignisfolge für die vom Passagier 35 durchgeführten Aktivitäten zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst jedes der Ereignisetikette (L1 bis L10) 41–50 einen jeweiligen Zeitstempel (TSi), wobei der Zeitstempel (TSi) einen Zeitpunkt bezeichnet, an dem das bestimmte Ereignis (Ei) erzeugt wurde, d. h. den Zeitpunkt, an dem die spezielle Aktivität am bestimmten Ort (ESi) durchgeführt wurde.
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Hierbei umfasst die Ereignisfolge, die durch die Verarbeitung der Ereignisetikette (L1 bis L10) 41–50 der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 festgelegt wird, das Verarbeiten der Zeitstempel (TS1 bis TS10) 71–80 der Ereignisetikette (L1 bis L10) 41–50 zum Sequenzialisieren der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30. Somit handelt es sich bei der Ereignisfolge um eine chronologische Anordnung der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30, die tatsächlich die chronologische Folge der vom Passagier 35 am Flughafen 10 durchgeführten Aktivitäten bezeichnet.
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Beispielsweise umfasst das Ereignis (E1) 21 das Ereignisetikett (L1) 41, das den Zeitstempel (TS1) 71 umfasst, und umfasst das Ereignis (E5) 25 das Ereignisetikett (L5) 45, das den Zeitstempel (TS5) 75 umfasst. Hier gilt als vereinbart, dass der Zeitstempel (T5) 75 auf den Zeitstempel (T1) 71 folgt.
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3 veranschaulicht die Datenbank 70 des CEP-Systems 60.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Datenbank 70 einen Referenzsatz 90, der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 umfasst. Eine Methode zur Erzeugung der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 kann darin bestehen, dass ein (nicht dargestellter) Satz von adaptiven Regeln, d. h. ein Lernregelsatz, verarbeitet wird. Der hier verwendete Satz von adaptiven Regeln umfasst eine oder mehrere Regeln, und die Regeln sind ereignisspezifisch, entitätsspezifisch und umgebungsspezifisch. Beispielsweise können einige der Regeln wie folgt sein:
- – für jedes Ereignis (Ei) eine Regel zur Definition eines oder mehrerer Ereignisse (E1 bis E10) 21–30, die dem Ereignis (Ei) vorangehen und/oder folgen können,
- – für jedes Ereignis (Ei) eine Regel zur Definition eines oder mehrerer Ereignisse (E1 bis E10) 21–30, die dem Ereignis (Ei) nicht vorangehen und/oder folgen sollten,
- – für jedes Ereignis (Ei) eine Regel, die gültige Zeitgrenzen für das Auftreten eines oder mehrerer Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 nach dem Ereignis (Ei) definiert,
- – eine Regel, die akzeptable Ereignisfolgen definiert,
- – eine Regel, die inakzeptable Ereignisfolgen definiert, etc.
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Auf der Grundlage des oben erwähnten Satzes von adaptiven Regeln werden die folgenden beispielhaften zehn Ereignisfolgen 91–100 erzeugt, um die vorliegende Erfindung zu erläutern:
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E2 E3 E4 E7 E9] 91
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 92
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E4 E5 E6 E7 E9] 93
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E2 E3 E4 E7 E10 E1 E7 E9] 94
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E10 E7 E9] 95
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E3 E9] 96
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E4 E5 E9] 97
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E10 E1 E9] 98
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E4 E6 E9] 99
- – Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E5 E4 E7 E6 E9] 100
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Die Referenz-Ereignisfolgen 91–100 sind als die möglichen Ereignisfolgen zu verstehen, die für den Passagier 35 im Flughafen 10 bestimmbar sind. Die Referenz-Ereignisfolgen 91–100 umfassen einen ersten Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–95 und einen zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–100.
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Eine Ereignisfolge in den Referenz-Ereignisfolgen 91–100 wird als akzeptabel bezeichnet, wenn die Ereignisfolge einer Folge von Aktivitäten entspricht, deren Durchführung durch den Passagier 35 im Flughafen 10 gemäß dem Satz von adaptiven Regeln zulässig ist. Beispielsweise ist eine Referenz-Ereignisfolge wie [E1 E2 E3 E4 E7 E9] 91 für den Passagier 35 im Flughafen 10 zulässig, weil sie den zulässigen Aktivitäten für einen Passagier im Flughafen 10 entspricht, wodurch die Referenz-Ereignisfolge [E1 E2 E3 E4 E7 E9] 91 akzeptabel wird.
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Eine Ereignisfolge in den Referenz-Ereignisfolgen 91–100 wird als inakzeptabel bezeichnet, wenn die Ereignisfolge einer Folge von Aktivitäten entspricht, deren Durchführung durch den Passagier 35 im Flughafen 10 nicht zulässig ist. Beispielsweise ist eine Referenz-Ereignisfolge wie [E1 E4 E5 E9] 97 im Flughafen 10 unzulässig, weil der Passagier 35 sich nicht zur Sicherheitskontrolle am Sicherheitskontrollschalter 17 vorstellt. Deswegen ist die Referenz-Ereignisfolge [E1 E4 E5 E9] 97 eine inakzeptable Ereignisfolge.
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Der in 4 dargestellte Referenzsatz 90 umfasst fünf beispielhafte akzeptable Ereignisfolgen 91–95 und fünf beispielhafte inakzeptable Ereignisfolgen 91–100.
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Die für den Passagier 35 bestimmte Ereignisfolge wird mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 in der Datenbank 70 verglichen, um eine Anomalie in der Ereignisfolge für den Passagier 35 zu bestimmen. Dies wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Bei der für den Passagier 35 bestimmten Ereignisfolge kann es sich um eine normale Ereignisfolge oder eine anomale Ereignisfolge handeln. Eine normale Ereignisfolge ist eine akzeptable Ereignisfolge, weil sie den im Satz von adaptiven Regeln definierten Regeln entspricht. Eine anomale Ereignisfolge unterscheidet sich jedoch von einer akzeptablen Ereignisfolge gemäß den existierenden Regeln, die im Satz von adaptiven Regeln enthalten sind. Die anomale Sequenz muss verarbeitet werden, um zu bestimmen, ob die anomale Ereignisfolge akzeptabel oder inakzeptabel ist.
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4 veranschaulicht ein beispielhaftes Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35, wobei der Passagier 35 die Folge von Aktivitäten durchgeführt hat, die der ersten Ereignisfolge 58 entsprechen. Das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 umfasst Folgendes:
- – die Mehrzahl der erzeugten Ereignisse (E1 bis E10) 21–30, die jeder der vom Passagier 35 durchgeführten Aktivitäten entsprechen,
- – die Mehrzahl der Zeitstempel (TS1 bis TS10) 71–80, die jeweils der Mehrzahl der erzeugten Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 zugeordnet sind, und
- – die Ereignisfolge, die der Mehrzahl von erzeugten Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 für den Passagier 35 entspricht.
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Das Aktivitätsprofil 110 ist der PNR 52 des Passagiers 35 zugeordnet. Hierdurch ist das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 im Vergleich zu Aktivitätsprofilen anderer Passagiere eindeutig. Wenn daher festgestellt wird, dass die Ereignisfolge des Passagiers 35 anomal ist, ist dies dahingehend auszulegen, dass das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 als anomal bestimmt ist.
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5 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines adaptiven Verfahrens für die Verarbeitung einer Ereignisfolge im CEP-System 60 zur Bestimmung der Anomalie in der Ereignisfolge des Passagiers 35. Der zentrale Prozessor 65 des CEP-Systems 60 wird so konfiguriert, dass er das adaptive Verfahren ausführt.
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In einem Schritt 200 des Verfahrens wird jedes der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30, das durch die jeweilige Mehrzahl von Orten (ES1 bis ES10) 11-20 für den Passagier 35 im Flughafen 10 erzeugt wird, empfangen. Dies kann einschließen, dass der zentrale Prozessor 65 mit jeder der Mehrzahl von Orten (ES1 bis ES10) 11-20 kommuniziert, um die jeweiligen Ereignisse (E1 bis E10) 21–30 zu empfangen. Jedes der Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 umfasst das eindeutige Ereignisetikett (Li), das einen Zeitstempel TSi umfasst, wenn das Ereignis (Ei) erzeugt wird. Das Ereignisetikett (Li) kann dem jeweiligen Ereignis (Ei) durch den jeweiligen Ort (ESi) zugeordnet werden. Alternativ kann der Prozessor 65 das Ereignisetikett (Li) zuweisen, wenn jeder der Mehrzahl von Orten (E1 bis E10) 11-20 und der Prozessor 65 so vernetzt sind, dass sie in Echtzeit arbeiten.
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In einem Schritt 210 wird jedes der Ereignisetikette (L1 bis L10) 41–50 einer jeden Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 verarbeitet, um die Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 des Passagiers 35 chronologisch zu sequenzialisieren. Dies wird erreicht, indem jeder der Mehrzahl von Zeitstempeln (TS1 bis TS10) 71–80 der entsprechenden Etikette (L1 bis L10) 41–50 verarbeitet wird und die Mehrzahl von Ereignissen (E1 bis E10) 21–30 auf der Grundlage der Zeitstempel (TS1 bis TS10) 71–80 chronologisch sequenzialisiert wird. Hierdurch wird eine Ereignisfolge für den Passagier 35 bestimmt, beispielsweise die erste und die zweite Ereignisfolge 58 und 59, die oben erwähnt sind.
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In einem Schritt 220 wird die Ereignisfolge für den Passagier 35 vom zentralen Prozessor 65 empfangen, um verarbeitet zu werden.
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In einem Schritt 230 wird der Referenzsatz 90, der die Referenz-Ereignisfolgen 91–100 für den Passagier 35 umfasst, aus der Datenbank 70 abgerufen. Der Referenzsatz 90 kann leicht erhältlich sein, oder er kann durch Verarbeiten des Satzes von adaptiven Regeln erzeugt werden.
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In einem Schritt 240 wird die Ereignisfolge des Passagiers 35, die in Schritt 210 erzeugt und in Schritt 220 empfangen wird, mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 des Referenzsatzes 90 verglichen. Hierbei wird wenigstens eine Referenz-Ereignisfolge des Referenzsatzes 90 bestimmt, die mit der Ereignisfolge für den Passagier 35 weitgehend übereinstimmt. Beispielsweise sind die Ereignisfolge und die Referenz-Ereignisfolgen 91–100 als Zeichenfolgen modelliert. Danach kann jede beliebige der wohlbekannten Zeichenfolgen-Übereinstimmungsfunktionen angewandt werden, um die empfangene Ereignisfolge für den Passagier 35 mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 im Referenzsatz 90 zu vergleichen. Hier ist der Begriff „weitgehend übereinstimmen” im Zusammenhang mit der bestimmten Referenz-Ereignisfolge dahingehend zu interpretieren, dass erstens die bestimmte Referenz-Ereignisfolge in Schritt 240 im Vergleich zur Ereignisfolge für den Passagier 35 im wesentlichen dieselben Ereignisse umfasst. Zweitens sind die jeweiligen Positionen der Ordinalen eines jeden der Ereignisse in der Ereignisfolge für den Passagier 35 und in der bestimmten Referenz-Ereignisfolge im Wesentlichen ähnlich, d. h., die Folge der Ereignisse ist im Wesentlichen erhalten. Hier bedeutet der Begriff „im Wesentlichen”, dass die beiden Folgen, d. h. die Ereignisfolge des Passagiers 35 und die bestimmte Referenz-Ereignisfolge, fast dieselben Ereignisse umfassen und die Reihenfolge der Ereignisse ebenfalls erhalten ist. Kurz gefasst ist die Ereignisfolge anomal, wenn sie mit der am genauesten übereinstimmenden Referenz-Ereignisfolge, die aus den Referenz-Ereignisfolgen bestimmt wurde, nicht identisch ist.
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In Schritt 240 wird die empfangene Ereignisfolge als „normal” oder „anomal” und als „akzeptabel” oder „inakzeptabel” markiert, indem die für den Passagier 35 empfangene Ereignisfolge und die weitgehend übereinstimmende bestimmte Referenz-Ereignisfolge unter Verwendung der Zeichenfolgen-Übereinstimmungsfunktion verarbeitet werden. Wenn die empfangene Ereignisfolge für den Passagier 35 und die weitgehend übereinstimmende bestimmte Referenz-Ereignisfolge identisch sind, enthält die empfangene Ereignisfolge für den Passagier 35 keine Anomalie und wird als normale Folge gekennzeichnet. Bei der empfangenen Ereignisfolge kann es sich in Abhängigkeit vom Typ der bestimmten Referenz-Ereignisfolge um eine akzeptable Ereignisfolge oder eine inakzeptable Ereignisfolge handeln.
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Wenn die empfangene Ereignisfolge für den Passagier 35 und die weitgehend übereinstimmende bestimmte Referenz-Ereignisfolge nicht identisch sind, sondern nur im Wesentlichen übereinstimmen, wird jedoch festgelegt, dass die empfangene Ereignisfolge eine oder mehrere Anomalien umfasst, und wird als anomale Sequenz gekennzeichnet. Bei der empfangenen Ereignisfolge kann es sich in Abhängigkeit vom Typ der darin enthaltenen Anomalie noch um eine akzeptable Ereignisfolge oder eine inakzeptable Ereignisfolge handeln.
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In einem Schritt 250 wird der Typ der Anomalie, der in der empfangenen Ereignisfolge für den Passagier 35 vorhanden ist, bestimmt. Hier werden die eine oder mehreren Anomalien in der empfangenen Ereignisfolge auf der Grundlage der einen oder mehreren Ausgaben der Zeichenfolgen-Übereinstimmungsfunktion bestimmt. Die folgenden Anomalietypen werden auf der Grundlage der einen oder mehreren Ausgaben bestimmt:
- – für jedes Ereignis (Ei) ist, wenn die statistische Häufigkeit des Ereignisses (Ei) in der empfangenen Ereignisfolge kleiner als die statistische Häufigkeit des Ereignisses (Ei) in der weitgehend übereinstimmenden bestimmten Referenz-Ereignisfolge ist, die bestimmte Anomalie in der empfangenen Ereignisfolge eine Anomalie eines fehlenden Ereignisses,
- – für jedes Ereignis (Ei) ist, erstens, wenn das Ereignis (Ei) sowohl in der empfangenen Ereignisfolge als auch in der weitgehend übereinstimmenden bestimmten Referenz-Ereignisfolge vorhanden ist, und zweitens, wenn die statistische Häufigkeit des Ereignisses (Ei) in der empfangenen Ereignisfolge höher als die statistische Häufigkeit des Ereignisses (Ei) in der weitgehend übereinstimmenden bestimmten Referenz-Ereignisfolge ist, die bestimmte Anomalie in der empfangenen Ereignisfolge eine Anomalie eines Auftretens mehrerer Ereignisse, und
- – für jedes Ereignis (Ei) ist, wenn das Ereignis (Ei) nur in der empfangenen Ereignisfolge vorhanden ist und in der weitgehend übereinstimmenden bestimmten Referenz-Ereignisfolge fehlt, die bestimmte Anomalie in der empfangenen Ereignisfolge eine Anomalie eines externen Ereignisses.
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Die statistische Häufigkeit eines jeden Ereignisses (Ei), das in der Ereignisfolge des Passagiers 35 vorhanden ist, wird bestimmt, indem gezählt wird, wie oft das Ereignis (Ei) in der Ereignisfolge vorhanden ist. Dies wird vom zentralen Prozessor 65 durchgeführt.
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Das Obige sei mithilfe der folgenden Beispiele erläutert:
Beispiel 1: Angenommen, eine empfangene Ereignisfolge ist die erste Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 58. Gemäß Schritt 240 wird die erste Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 58 mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 verglichen. Diejenige Referenz-Ereignisfolge, die mit der ersten Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 58 weitgehend übereinstimmt, ist die Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E7 E9] 92. In diesem Fall ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 mit einer akzeptablen Referenzfolge identisch. Daher ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 nicht anomal, was impliziert, dass die Aktivitäten, die vom Passagier 35 im Flughafen 10 durchgeführt wurden, den Aktivitäten entsprechen, die für einen Passagier im Flughafen 10 erlaubt sind. Hierdurch wird bestimmt, dass das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 nicht anomal ist.
Beispiel 2: Angenommen, eine empfangene Ereignisfolge ist die zweite Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] 59. Gemäß Schritt 240 wird die zweite Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] 59 mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 verglichen. Die Referenz-Ereignisfolge, die der zweiten Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] 59 weitgehend entspricht, ist die Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E3 E9] 96. In diesem Fall ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 mit einer inakzeptablen Referenzfolge im Wesentlichen identisch. Daher ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 sowohl inakzeptabel als auch anomal. Beim Anomalietyp, der in der zweiten Ereignisfolge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] 59 bestimmt wurde, handelt es sich um eine Anomalie eines Auftretens mehrerer Ereignisse, weil die statistische Häufigkeit des Ereignisses (E3) in der zweiten Ereignisfolge höher ist als die statistische Häufigkeit des Ereignisses (E3) in der bestimmten Referenz-Ereignisfolge. Hierdurch wird bestimmt, dass das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 sowohl anomal als auch inakzeptabel ist.
Beispiel 3: Angenommen, eine empfangene Ereignisfolge ist [E1 E3 E10 E4 E7 E9]. Die empfangene Ereignisfolge [E1 E3 E10 E4 E7 E9] wird mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 verglichen. Die Referenz-Ereignisfolge, die mit der empfangenen Ereignisfolge weitgehend übereinstimmt, ist die Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E10 E7 E9] 95. In diesem Fall ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 mit einer akzeptablen Referenzfolge im Wesentlichen identisch. Daher ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 akzeptabel, aber anomal. Der Anomalietyp, der in der empfangenen Ereignisfolge bestimmt wurde, ist eine Anomalie eines externen Ereignisses, weil das Ereignis (E4) in der empfangenen Folge vorhanden ist, in der Referenz-Ereignisfolge 95 aber fehlt. Das Ereignis (E4) ist im Rahmen des Flughafens 10 jedoch ein akzeptables Ereignis. Hierdurch wird bestimmt, dass das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 anomal, aber akzeptabel ist.
Beispiel 4: Angenommen, eine empfangene Ereignisfolge ist [E1 E10 E1 E9]. Gemäß Schritt 240 wird die empfangene Ereignisfolge [E1 E10 E1 E9] mit jeder der Referenz-Ereignisfolgen 91–100 verglichen. Die Referenz-Ereignisfolge, die mit der empfangenen Ereignisfolge weitgehend übereinstimmt, ist die Referenz-Ereignisfolge [E1 E3 E10 E1 E9] 98. In diesem Fall ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 mit einer inakzeptablen Referenzfolge im Wesentlichen identisch. Daher ist die empfangene Ereignisfolge des Passagiers 35 inakzeptabel sowie anomal. Der Typ der in der empfangenen Ereignisfolge bestimmten Anomalie ist eine Anomalie eines fehlenden Ereignisses, weil die statistische Häufigkeit des Ereignisses (E3) in der empfangenen Ereignisfolge kleiner ist als die statistische Häufigkeit des Ereignisses (E3) in der Referenz-Ereignisfolge 95. Weiterhin ist das Fehlen eines wichtigen Ereignisses (E3) im Rahmen eines Flughafens nicht akzeptabel. Hierdurch wird bestimmt, dass das Aktivitätsprofil 110 des Passagiers 35 sowohl anomal als auch inakzeptabel ist.
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In einem Schritt 250 wird auf der Grundlage des Anomalietyps, der in der empfangenen Ereignisfolge des Passagiers 35 bestimmt wurde, der Referenzsatz 90 so modifiziert, dass ein modifizierter Referenzsatz erhalten wird. Hier wird der Referenzsatz gemäß den folgenden Fällen modifiziert:
Fall 1: Wenn die empfangene Ereignisfolge einen der oben erwähnten Anomalietypen umfasst und wenn die bestimmte, am genauesten übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge für die empfangene Ereignisfolge eine akzeptable Referenzfolge ist, wird die empfangene Ereignisfolge zum ersten Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–95 hinzugefügt, wodurch ein modifizierter Referenzsatz erhalten wird. Unter Bezugnahme auf das oben erwähnte Beispiel 3 wird die empfangene Folge [E1 E3 E10 E4 E7 E9] zum ersten Satz der akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–95 hinzugefügt, weil, obwohl die empfangene Folge [E1 E3 E10 E4 E7 E9] eine Anomalie enthielt, diese als akzeptabel bestimmt wurde. Hierdurch wird der modifizierte Referenzsatz, der die Folge [E1 E3 E10 E4 E7 E9] enthält, für eine zukünftige Anomaliedetektion verwendet.
Fall 2: Wenn die empfangene Ereignisfolge einen der oben erwähnten Anomalietypen umfasst und wenn die bestimmte, am genauesten übereinstimmende Referenz-Ereignisfolge für die empfangene Ereignisfolge eine inakzeptable Referenzfolge ist, wird die empfangene Ereignisfolge zum zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–95 hinzugefügt, wodurch ein modifizierter Referenzsatz erhalten wird. Unter Bezugnahme auf das oben erwähnte Beispiel 2 wird die empfangene Folge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] zum zweiten Satz der inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–100 hinzugefügt, weil die empfangene Folge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] eine Anomalie enthielt und außerdem als inakzeptabel bestimmt wurde. Hierdurch wird der modifizierte Referenzsatz, der die Folge [E1 E3 E7 E10 E1 E9] enthält, für eine zukünftige Anomaliedetektion verwendet.
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Die Begründung für den oben erwähnten Fall 2 ist auch auf die empfangene Ereignisfolge [E1 E10 E1 E9] gemäß Beispiel 4 anwendbar, wobei die empfangene Ereignisfolge [E1 E10 E1 E9] zum zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–100 hinzugefügt wird, wodurch ein modifizierter Referenzsatz erhalten wird.
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Somit bestimmt das Verfahren durch das Hinzufügen der anomalen empfangenen Ereignisfolge entweder zum ersten Satz von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–95 oder zum zweiten Satz von inakzeptablen Referenz-Ereignisfolgen 91–100 auf der Grundlage der bestimmten Anomalie adaptiv die Anomalie einer jeden empfangenen Ereignisfolge für jeden Passagier im Flughafen 10. Hierdurch ist das CEP-System 60 ein konstant lernendes System.
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Bei der beispielhaften Entität kann es sich um eine lebende Entität oder eine nicht lebende Entität handeln, die zum Erzeugen eines Ereignisses in einer Multistream-Umgebung fähig ist. Die Multistream-Umgebung kann eine größere oder kleinere Zahl von Ereignisfolgen umfassen, ohne dass die Allgemeingültigkeit verloren geht.
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Der beispielhafte Referenzsatz kann eine größere Zahl von akzeptablen Referenz-Ereignisfolgen und inakzeptablen Ereignisfolgen umfassen, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden ist, darf diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinn interpretiert werden. Verschiedene Beispiele der offenbarten Ausführungsformen sowie alternative Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten bei der Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung klar. Daher ist vorgesehen, dass solche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Ausführungsformen der definierten vorliegenden Erfindung abzuweichen.
