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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik des Anzeigens eines Signals, so dass leicht bestimmt werden kann, ob das Signal anormal oder normal ist.
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Hintergrund zum Stand der Technik
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Es wurde eine Technik vorgeschlagen, die einen Signalwert wie Temperatur, Druck und Strom, ein durchschnittliches Verhalten des Signalwerts und einen Ausreißergrad des Signalwerts gleichzeitig anzeigt.
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Patentliteratur 1 offenbart eine Anzeige eines Indexes (statistische Größe T2), der das durchschnittliche Verhalten des Drehmomentstroms ausdrückt, und eines Indexes (statistische Größe Q), der einen Ausreißergrad ausdrückt.
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Dokument
JP H09 - 280 900 A offenbart ein Verfahren umfassend: Erfassen eines möglichen Bereichs eines tatsächlichen Prozesswerts mit hoher Wahrscheinlichkeit und Ermöglichen einer genauen Überwachung des Anlagenbetriebs durch Probenahme an Messpunkten sowie Berechnen der Genauigkeit von Messwerten, die sich je nach Prozesswerten und Umgebungsbedingungen ändern, und Anzeigen die Messwerte und die Genauigkeiten gleichzeitig.
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Dokument
US 2016 / 0 287 184 A1 offenbart Verfahren und Systeme, die den Glukosespiegel einer Person mit Diabetes analysieren.
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Liste zitierter Dokumente
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2013-033459 A -
Kurzfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Im Stand der Technik ist ein anzuzeigendes Signal ein analoges Signal.
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Der Stand der Technik offenbart keine Technik zum Anzeigen eines Signals, so dass leicht bestimmt werden kann, ob ein binäres Signal anormal oder normal ist.
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Ein binäres Signal ist ein Signal, das eines von 0 und 1 anzeigt.
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Daher ist es schwierig, ein durchschnittliches Verhalten des binären Signals und einen Ausreißergrad des binären Signals anzuzeigen. Zudem, auch wenn das durchschnittliche Verhalten des binären Signals und der Ausreißergrad des binären Signals angezeigt werden, ist es schwierig zu bestimmen, ob das binäre Signal anormal oder normal ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, es leicht zu machen, zu bestimmen, ob ein Signal anormal oder normal ist, selbst wenn das anzuzeigende Signal ein binäres Signal ist.
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Lösung des Problems
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Eine Signalanzeige-Steuerungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
- eine Signal-Akzeptierungseinheit, um eine Vielzahl von Beobachtungssignalen, jeweils repräsentierend einen Beobachtungswert zu jedem Zeitpunkt, zu akzeptieren;
- eine Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit, um je akzeptierten Beobachtungssignal eine Wahrscheinlichkeit, dass ein konstantes Beobachtungssignal, das dem akzeptierten Beobachtungssignal entspricht, einen Referenzwert zu jedem Zeitpunkt repräsentiert, zu berechnen, und um eine Gesamtwahrscheinlichkeit bezüglich einer Vielzahl von konstanten Beobachtungssignalen zu berechnen auf Grundlage der für ein einzelnes konstantes Beobachtungssignal berechneten Wahrscheinlichkeit; und
- eine Graphanzeige-Steuerungseinheit, um eine Vielzahl von Signalgraphen, ausdrückend die Vielzahl von akzeptierten Beobachtungssignalen in Zeitreihen, und einen Wahrscheinlichkeitsgraph, ausdrückend die berechnete Gesamtwahrscheinlichkeit in Zeitreihen, auf einer gemeinsamen Zeitachse anzuzeigen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wahrscheinlichkeitsgraph zusammen mit einem Signalgraph angezeigt. Daher kann, auch wenn es sich bei einem anzuzeigenden Signal (Beobachtungssignal) um ein binäres Signal handelt, durch Bezugnehmen auf den Wahrscheinlichkeitsgraph leicht bestimmt werden, ob das Signal anormal oder normal ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Signalanzeigesystems 200 in Ausführungsform 1.
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 in Ausführungsform 1.
- 3 ist ein Ablaufschema eines Signalanzeige-Steuerungsverfahrens (Überblick) in Ausführungsform 1.
- 4 ist ein Ablaufschema des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens (konkretes Beispiel) in Ausführungsform 1.
- 5 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 in Ausführungsform 1.
- 6 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 in Ausführungsform 1.
- 7 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214W in Ausführungsform 1.
- 8 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215W in Ausführungsform 1.
- 9 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214S in Ausführungsform 1.
- 10 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215S in Ausführungsform 1.
- 11 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214C in Ausführungsform 1.
- 12 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215C in Ausführungsform 1.
- 13 ist ein Ablaufschema des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens (konkretes Beispiel) in Ausführungsform 2.
- 14 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 in Ausführungsform 2.
- 15 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 in Ausführungsform 2.
- 16 ist ein Diagramm, darstellend ein weiteres Beispiel des gesamter-Zeitraum-Graph 214 in Ausführungsform 2.
- 17 ist ein Diagramm, darstellend ein weiteres Beispiel des inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 in Ausführungsform 2.
- 18 ist ein Ablaufschema, darstellend ein Signalanzeige-Steuerungsverfahren (Überblick) in Ausführungsform 3.
- 19 ist ein Ablaufschema des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens (konkretes Beispiel) in Ausführungsform 3.
- 20 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 in Ausführungsform 3.
- 21 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 in Ausführungsform 3.
- 22 ist ein Diagramm, darstellend einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 in Ausführungsform 4.
- 23 ist ein Diagramm, darstellend einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 in Ausführungsform 4.
- 24 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm der Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 in einzelnen Ausführungsformen.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In den Ausführungsformen und Zeichnungen ist das gleiche oder gleichwertige Element mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Eine Beschreibung eines Elements, das mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet ist wie das eines erläuterten Elements, wird gegebenenfalls weggelassen oder vereinfacht. Pfeile in den Zeichnungen stellen hauptsächlich Datenflüsse oder Prozessflüsse dar.
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Ausführungsform 1.
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Ein Modus, in dem ein Wahrscheinlichkeitsgraph, der einem Signalgraph entspricht, angezeigt ist, wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben.
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*** Beschreibung von Konfigurationen ***
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Eine Konfiguration eines Signalanzeigesystems 200 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Das Signalanzeige-Steuerungssystem 200 ist mit einer Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100, einem Überwachungsziel 201 und einer Anzeige 202 ausgestattet.
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Das Überwachungsziel 201 ist ein Ziel, das auf seinen Beobachtungswert überwacht wird, beispielsweise eine Temperatur, ein Druck und ein Strom. Von dem Überwachungsziel 201 wird ein Beobachtungssignal 211 ausgegeben und in die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 eingegeben.
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Das Beobachtungssignal 211 ist ein Signal, das den in dem Überwachungsziel 201 gemessenen Beobachtungswert repräsentiert.
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Das Überwachungsziel 201 ist zum Beispiel Ausrüstung, die mit verschiedenen Sensoren ausgestattet ist. Das Beobachtungssignal 211 ist ein Signal, das von den verschiedenen Sensoren ausgegeben wird.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 akzeptiert das Beobachtungssignal 211 und zeigt einen Signalgraph 212 und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 auf der Anzeige 202 an.
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Der Signalgraph 212 ist ein Graph, ausdrückend das Beobachtungssignal 211 in Zeitreihen.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 ist ein Graph, ausdrückend in Zeitreihen eine Wahrscheinlichkeit, dass ein normales Beobachtungssignal einen Referenzwert repräsentiert.
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Eine Konfiguration der Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist ein Computer, der mit Hardware-Einrichtungen ausgestattet ist, wie etwa einem Prozessor 101, einem Arbeitsspeicher 102, einer Hilfsspeichereinrichtung 103 und einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 104. Diese Hardware-Einrichtungen sind über Signalleitungen miteinander verbunden.
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Der Prozessor 101 ist eine integrierte Schaltung (IC), um Rechenverarbeitung durchzuführen und steuert andere Hardware-Einrichtungen. Bei dem Prozessor 101 handelt es sich zum Beispiel um eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP) oder eine Graphik-Verarbeitungseinheit (GPU).
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Der Arbeitsspeicher 102 ist eine flüchtige Speichereinrichtung. Der Arbeitsspeicher 102 wird auch als eine Hauptspeichereinrichtung oder als ein Hauptspeicher bezeichnet. Zum Beispiel ist der Arbeitsspeicher 102 ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Daten, die in dem Arbeitsspeicher 102 gespeichert sind, werden nach Bedarf in der Hilfsspeichereinrichtung 103 gesichert.
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Die Hilfsspeichereinrichtung 103 ist eine nicht-flüchtige Speichereinrichtung. Zum Beispiel ist die Hilfsspeichereinrichtung 103 ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder ein Flash-Speicher. Daten, die in der Hilfsspeichereinrichtung 103 gespeichert sind, werden nach Bedarf in den Arbeitsspeicher 102 geladen.
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Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 104 ist ein Port, mit dem eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung verbunden sind. Die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 104 ist zum Beispiel ein USB-Anschluss, die Eingabeeinrichtung besteht aus einer Tastatur, einer Maus und einem Empfänger und die Ausgabeeinrichtung besteht aus der Anzeige 202 und einem Übertrager. Es ist zu beachten, dass USB für Universal Serial Bus steht.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist mit Elementen wie etwa einer Akzeptierungseinheit 111, einer Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 und einer Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 ausgestattet. Diese Elemente sind durch Software implementiert.
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In der Hilfsspeichereinrichtung 103 ist ein Signalanzeige-Steuerungsprogramm gespeichert, das den Computer veranlasst, als die Akzeptierungseinheit 111, die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 und die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 zu funktionieren. Das Signalanzeige-Steuerungsprogramm wird von dem Arbeitsspeicher 102 geladen und von dem Prozessor 101 ausgeführt.
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Ferner ist ein Betriebssystem (OS - Operating System) in der Hilfsspeichereinrichtung 103 gespeichert. Zumindest ein Teil des OS wird von dem Arbeitsspeicher 102 geladen und von dem Prozessor 101 ausgeführt.
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Das heißt, der Prozessor 101 führt das Signalanzeige-Steuerungsprogramm aus, während dieser das Betriebssystem ausführt.
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Daten, die durch Ausführen des Signalanzeige-Steuerungsprogramms erhalten werden, werden in einer Speichereinrichtung, wie etwa dem Arbeitsspeicher 102, der Hilfsspeichereinrichtung 103, einem Register in dem Prozessor 101 und einem Cache-Speicher in dem Prozessor 101, gespeichert.
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Die Hilfsspeichereinrichtung 103 funktioniert als eine Speichereinheit 120. Alternativ kann eine andere Speichereinrichtung anstelle der Hilfsspeichereinrichtung 103 oder zusammen mit der Hilfsspeichereinrichtung 103 als die Speichereinheit 120 funktionieren.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 kann mit einer Vielzahl von Prozessoren ausgestattet sein, die den Prozessor 101 ersetzen. Die Vielzahl von Prozessoren teilen sich eine Aufgabe des Prozessors 101.
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Das Signalanzeige-Steuerungsprogramm kann computerlesbar in einem nicht-flüchtigen Aufzeichnungsmedium, wie etwa einer optischen Platte und einem Flash-Speicher, aufgezeichnet (gespeichert) sein.
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*** Beschreibung von Arbeitsschritten ***
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Arbeitsschritte der Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 entsprechen einem Signalanzeige-Steuerungsverfahren. Ein Ablauf des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens entspricht einem Ablauf des Signalanzeige-Steuerungsprogramms.
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Ein Überblick über das Signalanzeige-Steuerungsverfahren wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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In Schritt S101 akzeptiert die Akzeptierungseinheit 111 das Beobachtungssignal 211.
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Das Beobachtungssignal 211 repräsentiert einen Beobachtungswert zu jedem Zeitpunkt.
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In Schritt S102 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 eine Wahrscheinlichkeit, dass ein normales Beobachtungssignal den Referenzwert zu jedem Zeitpunkt repräsentiert.
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In Schritt S103 zeigt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 auf einer gemeinsamen Zeitachse an.
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Der Signalgraph 212 drückt das akzeptierte Beobachtungssignal in Zeitreihen aus.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt die berechnete Wahrscheinlichkeit in Zeitreihen aus.
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Ein konkretes Beispiel des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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In Schritt S111 akzeptiert die Akzeptierungseinheit 111 das Beobachtungssignal 211.
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Das Beobachtungssignal 211 ist insbesondere ein binäres Signal. Ein binäres Signal ist ein Signal, das eines von 0 und 1 zu jedem Zeitpunkt repräsentiert.
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In Schritt S121 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt.
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Der Erwartungswert ist eine Wahrscheinlichkeit, dass das normale Beobachtungssignal den Referenzwert zu jedem Zeitpunkt repräsentiert.
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Insbesondere ist der Referenzwert eines von 0 und 1.
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Zum Beispiel berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 den Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt wie folgt.
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Die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 generiert ein Erwartungswertmodell im Voraus durch maschinelles Lernen eines Musters des normalen Beobachtungssignals. Das Erwartungswertmodell ist ein Modell zum Berechnen des Erwartungswertes. Die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 speichert das generierte Erwartungswertmodell in der Speichereinheit 120. Konkrete Beispiele für maschinelles Lernen umfassen Markov-Modell, Neuronales Netzwerk mit Zeitverzögerung und Rekurrentes Neuronales Netzwerk.
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Dann berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 den Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt durch Berechnen des Erwartungswertmodells.
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In Schritt S131 erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen unsicheren Zeitraum des Beobachtungssignals 211 auf Grundlage des Erwartungswerts zu jedem Zeitpunkt.
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Der unsichere Zeitraum ist ein Zeitraum, während dem das Beobachtungssignal 211 einen inkonstanten Wert repräsentiert, das heißt, ein Zeitraum während dem das Beobachtungssignal 211 in einem inkonstanten Zustand ist. „Inkonstant“ bedeutet anormal.
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Dabei wird ein Zeitraum, während dem das Beobachtungssignal 211 einen konstanten Wert repräsentiert, das heißt, ein Zeitraum, während dem sich das Beobachtungssignal 211 in einem konstanten Zustand befindet, als ein konstanter Zeitraum bezeichnet. „Konstant“ bedeutet das Gegenteil von inkonstant, das heißt, normal, gewöhnlich oder wie vorgeschrieben.
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Zum Beispiel erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanten Zeitraum des Beobachtungssignals 211 wie folgt.
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Zunächst berechnet die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 eine konstante Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Beobachtungswerts zu dem jeweiligen Zeitpunkt und des Erwartungswerts zu dem jeweiligen Zeitpunkt. Die konstante Wahrscheinlichkeit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Wert des normalen Beobachtungssignals zu einem Zeitpunkt 0 ist, zu dem der Beobachtungswert des Beobachtungssignals 211 0 ist. Die konstante Wahrscheinlichkeit ist außerdem eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Wert des normalen Beobachtungssignals zu einem Zeitpunkt 1 ist, zu dem der Beobachtungswert des Beobachtungssignals 2111 ist. In einem Fall, in dem die Wahrscheinlichkeit, dass der Beobachtungswert 1 ist, der Erwartungswert ist, ist die konstante Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beobachtungswert 1 ist, gleich dem Erwartungswert. Auch die konstante Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beobachtungswert 0 ist, ist gleich „1 - Erwartungswert“. In einem Fall, in dem die Wahrscheinlichkeit, dass der Beobachtungswert 0 ist, der Erwartungswert ist, ist die konstante Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beobachtungswert 1 ist, gleich dem „1 - Erwartungswert“. Auch die konstante Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Beobachtungswert 0 ist, ist gleich dem Erwartungswert.
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Anschließend berechnet die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 eine negative logarithmische Likelihood zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage der konstanten Wahrscheinlichkeit zu diesem Zeitpunkt. Die negative logarithmische Likelihood kann als „-log P“ ausgedrückt sein, wobei „P“ die konstante Wahrscheinlichkeit ist. Die zu berechnende negative logarithmische Likelihood wird als ein Anormalitätsgrad bezeichnet.
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Anschließend vergleicht die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den Anormalitätsgrad zu jedem Zeitpunkt mit einem Schwellenwert. Ein Zeitpunkt, zu dem der Anormalitätsgrad den Schwellenwert überschreitet, ist der inkonstante Zeitpunkt des Beobachtungssignals 211.
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Dann erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanten Zeitraum des Beobachtungssignals 211 auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses zu jedem Zeitpunkt. Ein Zeitraum, während dem der Anormalitätsgrad den Schwellenwert überschreitet, ist der inkonstante Zeitraum des Beobachtungssignals 211.
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In Schritt SI32 generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph ist ein Graph, enthaltend den Signalgraph 212 des inkonstanten Zeitraums und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums.
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Insbesondere generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph wie folgt.
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Zunächst generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den Signalgraph 212 des inkonstanten Zeitraums auf Grundlage des Beobachtungssignals des inkonstanten Zeitraums.
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Zudem generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums auf Grundlage des Erwartungswerts des inkonstanten Zeitraums zu jedem Zeitpunkt.
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Dann generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen Graph, in dem der Signalgraph 212 des inkonstanten Zeitraums und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums einander gegenübergestellt sind. Der zu generierende Graph ist der inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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In Schritt SI33 zeigt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph an.
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Insbesondere gibt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 Daten des Graphen der inkonstanter-Zeitraum-Graph in die Anzeige 202 ein, um den inkonstanter-Zeitraum-Graph auf der Anzeige 202 anzuzeigen.
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5 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 214 ist ein Graph, enthaltend den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 für den gesamten Zeitraum, einschließlich des konstanten Zeitraums und des inkonstanten Zeitraums.
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In dem gesamter-Zeitraum-Graph 214 ist eine Abszissenachse eine Zeitachse, die dem Signalgraph 212 und dem Wahrscheinlichkeitsgraph 213 gemeinsam ist. Der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 werden einander gegenübergestellt. Insbesondere werden der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 vertikal platziert.
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Der Signalgraph 212 drückt das Beobachtungssignal in Zeitreihen aus. Das Beobachtungssignal ist ein binäres Signal, das eines von 0 und 1 zu jedem Zeitpunkt repräsentiert.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt eine EIN-Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aus.
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Die EIN-Wahrscheinlichkeit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass das normale Beobachtungssignal 1 repräsentiert. Kurzum, der Referenzwert ist 1.
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Ein inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 ist ein Graph des inkonstanten Zeitraums aus dem gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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In dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 zeigt der Signalgraph 212, dass der Wert des Beobachtungssignals in dem inkonstanten Zeitraum 0 (AUS) ist. Dabei zeigt der Wahrscheinlichkeitsgraph 213, dass der Wert des normalen Beobachtungssignals in dem inkonstanten Zeitraum wahrscheinlich 1 (EIN) ist.
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*** Wirkung der Ausführungsform 1 ***
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In Ausführungsform 1 ist das Beobachtungssignal 211 ein binäres Signal.
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Anders als bei einem mehrwertigen Signal, das zu jedem Zeitpunkt einen von drei oder mehr Werten repräsentiert, kann ein binäres Signal nur eines von 0 und 1 als den Signalwert repräsentieren. Daher kann, anders als bei einem mehrwertigen Signal, ein normaler Bereich eines binären Signals nicht durch einen Bereich des Wertes ausgedrückt werden. Bei einem mehrwertigen Signal ist es zum Beispiel möglich, einen Ausreißergrad basierend auf dem Signalwert (oder einem Vorhersagewert) zu berechnen. Ein Vorhersagewert ist ein Signalwert, der vorhergesagt wird. Bei einem mehrwertigen Signal ist es durch die Darstellung eines Ausreißergrades möglich, einen Benutzer erkennen zu lassen, ob der Signalwert anormal oder normal ist. Alternativ ist es durch die Darstellung eines mehrwertigen Signals auch möglich, den Benutzer erkennen zu lassen, ob der Signalwert anormal oder normal ist. Bei der Darstellung eines mehrwertigen Signals erkennt der Benutzer, dass ein Signalwert, der offensichtlich höher ist als benachbarte Werte, anormal ist. Da der Wert bei einem binären Signals jedoch 0 oder 1 ist, ist es schwierig, den Benutzer schrittweise erkennen zu lassen, wie sich ein konstanter Wert des binären Signals ändert.
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Gleichzeitig wird in Ausführungsform 1 ein Wahrscheinlichkeitswert zu jedem Zeitpunkt dargestellt. Ein Wahrscheinlichkeitswert ist ein Zwischenwert zwischen 0 und 1. Damit ist es möglich, eine schrittweise Vorhersage einer Änderung eines Wertes eines binären Signals darzustellen. Dann kann der Benutzer leicht bestimmen, ob das binäre Signal anormal oder normal ist.
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*** Andere Konfigurationen ***
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anstelle des inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 generieren und kann den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anzeigen. In diesem Fall ist die Erfassung des inkonstanten Zeitraums nicht notwendig.
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In dem gesamter-Zeitraum-Graph 214 von 5 und dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 von 6 ist der Referenzwert 1 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt eine EIN-Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aus.
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Der Referenzwert kann 0 sein. In diesen Fall drückt der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 eine AUS-Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aus. Die EIN-Wahrscheinlichkeit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass das normale Beobachtungssignal 0 repräsentiert.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 kann eine Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 anstelle eines einzelnen Beobachtungssignals 211 verarbeiten. In diesem Fall akzeptiert die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 eine Vielzahl von Beobachtungssignalen 211, berechnet einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt je Beobachtungssignal 211 und zeigt den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 je Beobachtungssignal 211 an.
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7 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214W.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214W enthält den gesamter-Zeitraum-Graph 214A und einen gesamter-Zeitraum-Graph 214B.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214A ist ein gesamter-Zeitraum-Graph 214 eines Signals A. Der gesamter-Zeitraum-Graph 214A enthält einen Signalgraph 212 des Signals A und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des Signals A.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B ist ein gesamter-Zeitraum-Graph 214 eines Signals B. Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B enthält einen Signalgraph 212 des Signals B und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des Signals B.
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8 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215W.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215W enthält einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A und einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A ist ein inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 des Signals A. Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A enthält einen Signalgraph 212 des Signals A in dem inkonstanten Zeitraum und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des Signals A in dem inkonstanten Zeitraum.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B ist ein inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 des Signals B. Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B enthält einen Signalgraph 212 des Signals B in dem inkonstanten Zeitraum und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des Signals B in dem inkonstanten Zeitraum.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213, die einander zu überlagern sind, innerhalb eines gemeinsamen Anzeigebereichs anzeigen.
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9 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214S.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214S enthält einen gesamter-Zeitraum-Graph 214A und einen gesamter-Zeitraum-Graph 214B.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214A ist ein gesamter-Zeitraum-Graph 214 eines Signals A. Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B ist ein gesamter-Zeitraum-Graph 214 eines Signals B.
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In jedem von dem gesamter-Zeitraum-Graph 214A und dem gesamter-Zeitraum-Graph 214B werden beide, der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 innerhalb eines gemeinsamen Anzeigebereichs angezeigt. Als ein Ergebnis werden der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 einander überlagert.
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10 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215S.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215S enthält einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A und einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A ist ein inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 des Signals A. Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B ist ein inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 des Signals B.
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In jedem von dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215A und dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B werden beide, der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 innerhalb eines gemeinsamen Anzeigebereichs angezeigt. Als ein Ergebnis werden in dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215B, der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 einander überlagert.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann einen gekoppelten Graph 216 anstelle des Anzeigens des Signalgraphen 212 und des Wahrscheinlichkeitsgraphen 213 separat anzeigen.
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Der gekoppelte Graph 216 ist ein Graph, in dem der Signalgraph 212 und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 miteinander gekoppelt sind. Der gekoppelte Graph 216 weist einen Liniengraph auf, ausdrückend Beobachtungswerte zu einzelnen Zeitpunkten durch eine Linie oder eine Kurve. In dem Liniengraph ist ein jedem Zeitpunkt entsprechender Abschnitt ausgedrückt unter Verwendung eines Erscheinungsbildes, das einer Wahrscheinlichkeit zu diesem jeweiligen Zeitpunkt entspricht.
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11 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214C.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214C enthält einen gekoppelten Graph 216A und einen gekoppelten Graph 216B.
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Der gekoppelte Graph 216A ist ein gekoppelter Graph 216 eines Signals A. Der gekoppelte Graph 216B ist ein gekoppelter Graph 216 eines Signals B.
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12 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215C.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215C enthält einen gekoppelten Graph 216A und einen gekoppelten Graph 216B.
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Der gekoppelte Graph 216A ist ein gekoppelter Graph 216 eines Signals A in dem inkonstanten Zeitraum. Der gekoppelte Graph 216B ist ein gekoppelter Graph 216 eines Signals B in dem inkonstanten Zeitraum.
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In dem gekoppelten Graph 216 von jeder der 11 und 12 sind Beobachtungswerte (0 oder 1) zu einzelnen Zeitpunkten durch eine Linie ausgedrückt. Ein Teil, der jedem Zeitpunkt entspricht, ist mit einer Farbe, einer Grauskala, einem Muster oder dergleichen ausgedrückt, das der EIN-Wahrscheinlichkeit zu diesem jeweiligen Zeitpunkt entspricht.
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Ausführungsform 2.
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Ein Modus, in dem der Referenzwert entsprechend einem Wert eines binären Signals zu jedem Zeitpunkt geändert wird, wird hauptsächlich hinsichtlich eines Unterschieds zu Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf die 13 bis 17 beschrieben.
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*** Beschreibung von Konfigurationen ***
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Eine Konfiguration eines Signalanzeigesystems 200 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 1).
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Eine Konfiguration einer Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 2).
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*** Beschreibung von Arbeitsschritten ***
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In einem Signalanzeige-Steuerungsverfahren wählt eine Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Referenzwert je Zeitpunkt aus auf der Grundlage eines Beobachtungswerts zu jedem Zeitpunkt, der durch ein akzeptiertes Beobachtungssignal 211 repräsentiert ist.
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Ein konkretes Beispiel des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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In Schritt S211 akzeptiert eine Akzeptierungseinheit 111 das Beobachtungssignal 211.
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Schritt S211 ist der gleiche wie Schritt S111 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S221 wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Referenzwert zu jedem Zeitpunkt aus auf Grundlage eines Beobachtungswertes, der durch das akzeptierte Beobachtungssignal 211 zu diesem jeweiligen Zeitpunkt repräsentiert ist.
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Insbesondere wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 0 als einen Referenzwert für einen Zeitpunkt aus, zu dem der Beobachtungswert 0 ist. Außerdem wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 1 als einen Referenzwert für einen Zeitpunkt aus, zu dem der Beobachtungswert 1 ist.
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In Schritt S222 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Referenzwerts zu diesem jeweiligen Zeitpunkt.
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Ein Verfahren des Berechnens des Erwartungswerts ist das gleiche wie das Verfahren in Schritt S121 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S231 erfasst eine Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanten Zeitraum des Beobachtungssignals 211 auf Grundlage des Erwartungswerts zu jedem Zeitpunkt.
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Schritt S231 entspricht Schritt S131 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S232 generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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Schritt S232 entspricht Schritt SI32 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S233 zeigt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph an.
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Schritt S233 entspricht Schritt SI33 in Ausführungsform 1.
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14 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B enthält einen Signalgraph 212 und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213.
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Der Signalgraph 212 drückt das Beobachtungssignal in Zeitreihen aus.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt eine konstante Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aus.
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Die konstante Wahrscheinlichkeit stellt eine AUS-Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt dar, zu dem der Wert des Beobachtungssignals 0 ist, und stellt eine EIN-Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt dar, zu dem der Wert des Beobachtungssignals 1 ist.
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Die EIN-Wahrscheinlichkeit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass ein normales Beobachtungssignal 1 repräsentiert. Das heißt, der Referenzwert ist 1.
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Die AUS-Wahrscheinlichkeit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass ein normales Beobachtungssignal 0 repräsentiert. Das heißt, der Referenzwert ist 0.
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15 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215.
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In dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 drückt ein Signalgraph 212 aus, dass der Wert des Beobachtungssignals in dem inkonstanten Zeitraum 0 (AUS) ist. Dabei drückt der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 aus, dass der Wert des normalen Beobachtungssignals in dem inkonstanten Zeitraum wahrscheinlich nicht 0 (EIN) ist.
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*** Wirkung der Ausführungsform 2 ***
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Es ist möglich, einen Wahrscheinlichkeitsgraph anzuzeigen, ausdrückend eine konstante Möglichkeit zu jedem Zeitpunkt durch Ändern eines Referenzwerts entsprechend dem Wert eines binären Signals. Dann kann der Benutzer leichter bestimmen, ob ein binäres Signal anormal oder normal ist.
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*** Andere Konfigurationen ***
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Die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 kann 1 als einen Referenzwert für einen Zeitpunkt auswählen, zu dem der Beobachtungswert 0 ist, und kann 0 als einen Referenzwert für einen Zeitpunkt auswählen, zu dem der Beobachtungswert 1 ist.
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16 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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In dem gesamter-Zeitraum-Graph 214 von 16, drückt ein Wahrscheinlichkeitsgraph 213 eine inkonstante Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt aus.
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17 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215.
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In dem inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 von 17, drückt der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 eine inkonstante Wahrscheinlichkeit in einem inkonstanten Zeitraum aus.
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Die inkonstante Wahrscheinlichkeit repräsentiert eine EIN-Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert des Beobachtungssignals 0 ist, und repräsentiert eine AUS-Wahrscheinlichkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Wert des Beobachtungssignals 1 ist.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anstelle des inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 generieren und kann den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anzeigen.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 kann eine Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 anstelle eines einzelnen Beobachtungssignals 211 verarbeiten (siehe 7 oder 8).
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 anzeigen, um innerhalb eines gemeinsamen Anzeigebereichs einander überlagert zu werden (siehe 9 oder 10).
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann einen gekoppelten Graph 216 anstelle des Anzeigens des Signalgraphen 212 und des Wahrscheinlichkeitsgraphen 213 separat anzeigen (siehe 11 oder 12).
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Ausführungsform 3.
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Eine Ausführungsform, bei der ein Wahrscheinlichkeitsgraph eine Gesamtwahrscheinlichkeit hinsichtlich einer Vielzahl von binären Signalen ausdrückt, wird hauptsächlich hinsichtlich der Unterschiede zu den Ausführungsformen 1 und 2 unter Bezugnahme auf die 18 bis 21 beschrieben.
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*** Beschreibung von Konfigurationen ***
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Eine Konfiguration eines Signalanzeigesystems 200 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 1).
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Eine Konfiguration einer Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 2).
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*** Beschreibung von Arbeitsschritten ***
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Ein Überblock über ein Signalanzeige-Steuerungsverfahren wird unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
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In Schritt S301 akzeptiert eine Akzeptierungseinheit 111 eine Vielzahl von Beobachtungssignalen 211.
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Jedes Beobachtungssignal 211 repräsentiert einen Beobachtungswert zu jedem Zeitpunkt.
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In Schritt S302 berechnet eine Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 je akzeptiertem Beobachtungssignal 211 eine Wahrscheinlichkeit, dass ein normales Beobachtungssignal, das dem akzeptierten Beobachtungssignal 211 entspricht, einen Referenzwert zu jedem Zeitpunkt repräsentiert.
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Dann berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 eine Gesamtwahrscheinlichkeit hinsichtlich der Vielzahl der normalen Beobachtungssignale auf Grundlage der für ein einzelnes normales Beobachtungssignal berechneten Wahrscheinlichkeit.
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In Schritt S303 zeigt eine Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 eine Vielzahl von Signalgraphen 212 und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 auf einer gemeinsamen Zeitachse an.
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Die Vielzahl der Signalgraphen 212 drückt die Vielzahl von akzeptierten Beobachtungssignalen in Zeitreihen aus.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt die berechnete Gesamtwahrscheinlichkeit in Zeitreihen aus.
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Ein konkretes Beispiel des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens wird unter Bezugnahme auf 19 beschrieben.
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In Schritt S311 akzeptiert die Akzeptierungseinheit 111 die Vielzahl von Beobachtungssignalen 211.
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In Schritt S321 wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 je Beobachtungssignal 211 einen Referenzwert zu jedem Zeitpunkt aus auf Grundlage eines Beobachtungswerts, der durch das Beobachtungssignal 211 zu diesem jeweiligen Zeitpunkt repräsentiert ist.
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Ein Verfahren des Auswählens des Referenzwerts ist das gleiche wie das Verfahren von Schritt S221 in Ausführungsform 2.
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In Schritt S322 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 je Beobachtungssignal 211 einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Referenzwerts zu diesem Zeitpunkt.
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Ein Verfahren des Berechnens des Erwartungswerts ist das gleiche wie das Verfahren in Schritt S121 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S323 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Gesamterwartungswert zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Erwartungswerts des einzelnen Beobachtungssignals 211 zu dem jeweiligen Zeitpunkt.
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Konkret berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 je Zeitpunkt ein Produkt aus den Erwartungswerten der einzelnen Beobachtungssignale 211. Das zu berechnende Produkt ist der Gesamterwartungswert.
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Wenn beispielsweise ein erstes Beobachtungssignal und ein zweites Beobachtungssignal akzeptiert werden, ist ein Produkt aus einem Erwartungswert des ersten Beobachtungssignals zu einem ersten Zeitpunkt und einem Erwartungswert des zweiten Beobachtungssignals zu dem ersten Zeitpunkt der Gesamterwartungswert zu dem ersten Zeitpunkt.
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In Schritt S331 erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanten Zeitraum der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 auf Grundlage der Vielzahl von Erwartungswerten der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 zu den einzelnen Zeitpunkten.
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Zum Beispiel erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanten Zeitraum der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 wie folgt.
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Zunächst berechnet die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 je Beobachtungssignal 211 eine negative logarithmische Likelihood (-log P) zu jedem Zeitpunkt, als einen Anormalitätsgrad zu dem jeweiligen Zeitpunkt. Ein Verfahren des Berechnens der negativen logarithmischen Likelihood ist das gleiche wie das Verfahren in Schritt S131 in Ausführungsform 1.
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Anschließend summiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 je Zeitpunkt die Anormalitätsgrade der einzelnen Beobachtungssignale 211. Eine Summe der Anormalitätsgrade wird als ein Gesamtanormalitätsgrad bezeichnet.
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Anschließend vergleicht die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen Gesamtanormalitätsgrad zu jedem Zeitpunkt mit einem Schwellenwert. Zeitpunkte, zu denen der Gesamtanormalitätsgrad den Schwellenwert überschreitet, entsprechen den inkonstanten Zeitpunkten der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211.
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Dann erfasst die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 die inkonstanten Zeiträume der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 auf Grundlage des Vergleichsergebnisses jedes Zeitpunkts. Ein Zeitraum, während dem der Gesamtanormalitätsgrad den Schwellenwert überschreitet, entspricht den inkonstanten Zeiträumen der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211.
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In Schritt S332 generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph ist ein Graph, enthaltend einen Signalgraph 212 des inkonstanten Zeitraums und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums.
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Insbesondere generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph wie folgt.
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Zunächst generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 eine Vielzahl von Signalgraphen 212 der inkonstanten Zeiträume basierend auf der Vielzahl von Beobachtungssignalen der inkonstanten Zeiträume.
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Darüber hinaus generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums auf Grundlage des Gesamterwartungswerts des inkonstanten Zeitraums zu jedem Zeitpunkt.
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Dann generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen Graph, in dem die Vielzahl von Signalgraphen 212 des inkonstanten Zeitraums und der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums einander gegenübergestellt sind. Der zu generierende Graph ist der inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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In Schritt S333 zeigt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph an.
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Insbesondere gibt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 Daten des inkonstanter-Zeitraum-Graph in die Anzeige 202 ein, um den inkonstanter-Zeitraum-Graph auf der Anzeige 202 anzuzeigen.
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20 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B enthält einen Signalgraph 212A, einen Signalgraph 212B und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213.
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Der Signalgraph 212A ist ein Signalgraph 212 eines Signals A.
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Der Signalgraph 212B ist ein Signalgraph 212 eines Signals B.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 ist eine gesamte konstante Wahrscheinlichkeit aus einer konstanten Wahrscheinlichkeit des Signals A und einer konstanten Wahrscheinlichkeit des Signals B.
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21 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215.
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Der inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 enthält einen Signalgraph 212A des inkonstanten Zeitraums, einen Signalgraph 212B des inkonstanten Zeitraums und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums.
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*** Wirkung der Ausführungsform 3 ***
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Es ist möglich, einen Wahrscheinlichkeitsgraph anzuzeigen, der die gesamte konstante Möglichkeit einer Vielzahl von binären Signalen ausdrückt. So kann der Benutzer leicht bestimmen, ob die Vielzahl der binären Signale insgesamt anormal oder normal sind.
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*** Andere Konfigurationen ***
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Ein Typ des Gesamterwartungswerts kann ein beliebiger von einer EIN-Wahrscheinlichkeit, einer AUS-Wahrscheinlichkeit, einer konstanten Wahrscheinlichkeit und einer inkonstanten Wahrscheinlichkeit sein. Das heißt, der Referenzwert kann einer von 1 und 0 sein. Der Referenzwert kann ein Wert sein, der auf Grundlage eines Beobachtungswertes zu jedem Zeitpunkt ausgewählt ist.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann anstelle des inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 generieren und den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anzeigen.
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Zusätzlich zu der Vielzahl von Signalgraphen 212 der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 und dem Gesamtwahrscheinlichkeitsgraph 213 der Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 kann die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einzelne Wahrscheinlichkeitsgraphen 213 der einzelnen Beobachtungssignale 211 anzeigen (siehe 7 oder 8).
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Dann kann die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 je Beobachtungssignal 211 den Signalgraph 212 und den einzelnen Wahrscheinlichkeitsgraph 213, die einander zu überlagern sind, in einem gemeinsamen Anzeigebereich (siehe 9 oder 10) anzeigen.
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Außerdem kann die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 je Beobachtungssignal 211 einen gekoppelten Graph 216 anstelle des Anzeigens des Signalgraphen 212 und des Wahrscheinlichkeitsgraphen 213 separat anzeigen (siehe 11 oder 12).
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Ausführungsform 4.
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Ein Modus, bei dem das Beobachtungssignal ein mehrwertiges Signal ist, wird hauptsächlich hinsichtlich der Unterschiede zu den Ausführungsformen 1 bis 3 unter Bezugnahme auf 22 und 23 beschrieben.
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*** Beschreibung von Konfigurationen ***
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Eine Konfiguration eines Signalanzeigesystems 200 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 1).
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Eine Konfiguration einer Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist die gleiche wie eine entsprechende Konfiguration in Ausführungsform 1 (siehe 2).
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*** Beschreibung von Arbeitsschritten ***
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In einem Signalanzeige-Steuerungsverfahren akzeptiert eine Akzeptierungseinheit 111 ein mehrwertiges Signal als ein Beobachtungssignal 211.
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Das mehrwertige Signal repräsentiert zu jedem Zeitpunkt einen von drei oder mehr Werten. Das mehrwertige Signal wird auch als ein analoges Signal bezeichnet.
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Ein konkretes Beispiel des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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In Schritt S211 akzeptiert die Akzeptierungseinheit 111 das Beobachtungssignal 211. Das Beobachtungssignal 211 ist ein mehrwertiges Signal.
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Schritt S211 ist der gleiche wie Schritt S111 in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass das Beobachtungssignal 211 ein mehrwertiges Signal ist.
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In Schritt S221 wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 zu jedem Zeitpunkt einen Referenzwert aus auf Grundlage eines Beobachtungswerts, der durch das akzeptierte Beobachtungssignal 211 zu diesem jeweiligen Zeitpunkt repräsentiert ist.
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Insbesondere wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 als den Referenzwert zu jedem Zeitpunkt einen Wert aus, der gleich dem Beobachtungswert zu dem jeweiligen Zeitpunkt ist.
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Das heißt, falls der Beobachtungswert zu einem ersten Zeitpunkt „X“ ist, wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 „X“ als den Referenzwert zu dem ersten Zeitpunkt aus. Falls der Beobachtungswert zu einem zweiten Zeitpunkt „Y“ ist, wählt die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 „Y“ als den Referenzwert zu dem zweiten Zeitpunkt aus.
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In Schritt S222 berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Referenzwerts zu diesem jeweiligen Zeitpunkt.
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Zum Beispiel berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 als den Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt eine inkonstante Wahrscheinlichkeit wie folgt.
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Es sei angenommen, dass ein Beobachtungswert, der durch das Beobachtungssignal 211 zu jedem Zeitpunkt repräsentiert ist, einer Normalverteilung entspricht.
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Zunächst berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Durchschnitt des Beobachtungswertes und eine Standardabweichung (σ) des Beobachtungswertes.
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Dann berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 einen Ausreißergrad (%-Punkt) des Beobachtungswerts zu jedem Zeitpunkt auf Grundlage des Durchschnitts des Beobachtungswerts und der Standardabweichung des Beobachtungswerts. Der zu berechnende Ausreißerwert ist eine konstante Wahrscheinlichkeit.
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Falls zum Beispiel der Beobachtungswert zu dem ersten Zeitpunkt ein um 1σ von dem Durchschnitt abweichender Wert ist, beträgt die inkonstante Wahrscheinlichkeit zu dem ersten Zeitpunkt 68 %. Falls der Beobachtungswert zu dem zweiten Zeitpunkt ein um 2σ von dem Durchschnitt abweichender Wert ist, beträgt die inkonstante Wahrscheinlichkeit zu dem zweiten Zeitpunkt 95 %.
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Zum Beispiel berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 als einen Erwartungswert zu jedem Zeitpunkt eine konstante Wahrscheinlichkeit wie folgt.
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Zunächst berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 die konstante Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt gemäß dem obigen Verfahren.
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Dann berechnet die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 die „1 - inkonstante Wahrscheinlichkeit“ jedes Zeitpunkts. Der zu berechnende Wert ist die inkonstante Wahrscheinlichkeit.
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Falls zum Beispiel die inkonstante Wahrscheinlichkeit zu dem ersten Zeitpunkt 68 % beträgt, beträgt die konstante Wahrscheinlichkeit zu dem ersten Zeitpunkt 32 %. Falls zum Beispiel die inkonstante Wahrscheinlichkeit zu dem zweiten Zeitpunkt 95 % beträgt, beträgt die konstante Wahrscheinlichkeit zu dem zweiten Zeitpunkt 5 %.
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In Schritt S231 berechnet eine Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanten Zeitraum des Beobachtungssignals 211 auf Grundlage des Erwartungswerts zu jedem Zeitpunkt.
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Schritt S231 entspricht Schritt S131 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S232 generiert die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 einen inkonstanter-Zeitraum-Graph.
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Schritt S232 entspricht Schritt SI32 in Ausführungsform 1.
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In Schritt S233 zeigt die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 den inkonstanter-Zeitraum-Graph an.
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Schritt S233 entspricht Schritt SI33 in Ausführungsform 1.
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22 zeigt einen gesamter-Zeitraum-Graph 214.
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Der gesamter-Zeitraum-Graph 214B enthält einen Signalgraph 212 und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213.
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Der Signalgraph 212 drückt ein mehrwertiges Signal in Zeitreihen aus.
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Der Wahrscheinlichkeitsgraph 213 drückt eine konstante Wahrscheinlichkeit zu jedem Zeitpunkt des mehrwertigen Signals aus.
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23 zeigt einen inkonstanter-Zeitraum-Graph 215.
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Der inkonstanter-Zeitraum Graph 215 enthält einen Signalgraph 212 des inkonstanten Zeitraums und einen Wahrscheinlichkeitsgraph 213 des inkonstanten Zeitraums.
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*** Wirkung der Ausführungsform 4 ***
-
Es ist möglich, einen Wahrscheinlichkeitsgraph anzuzeigen, auch wenn das Beobachtungssignal ein mehrwertiges Signal ist. Somit kann der Benutzer leicht bestimmen, ob ein mehrwertiges Signal anormal oder normal ist.
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*** Andere Konfigurationen ***
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann anstelle des inkonstanter-Zeitraum-Graph 215 einen gesamter-Zeitraum-Graph 214 generieren und den gesamter-Zeitraum-Graph 214 anzeigen.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 kann eine Vielzahl von Beobachtungssignalen 211 anstelle eines einzelnen Beobachtungssignals 211 verarbeiten.
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Das heißt, in 7 und 8 kann der Signalgraph 212 ein Graph eines mehrwertigen Signals sein.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann den Signalgraph 212 und den Wahrscheinlichkeitsgraph 213, die einander zu überlagern sind, innerhalb eines gemeinsamen Anzeigebereichs anzeigen.
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Das heißt, in 9 und 10 kann der Signalgraph 212 ein Graph eines mehrwertigen Signals sein.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann einen gekoppelten Graph 216 anstelle des Anzeigens des Signalgraphen 212 und des Wahrscheinlichkeitsgraphen 213 separat anzeigen.
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Das heißt, in 11 und 12 kann jedes von dem Signal A und dem Signal B ein mehrwertiges Signals sein.
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Die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 kann einen Wahrscheinlichkeitsgraph anzeigen, der eine Gesamtwahrscheinlichkeit bezüglich einer Vielzahl von mehrwertigen Signalen ausdrückt.
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Das heißt, in 20 und 21 kann jedes von dem Signal A und dem Signal B ein mehrwertiges Signals sein.
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Ein Ablauf des Signalanzeige-Steuerungsverfahrens ist der gleiche wie der Ablauf in dem Signalanzeige-Steuerungsverfahren von 19.
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*** Ergänzung zu den Ausführungsformen ***
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Eine Hardware-Konfiguration der Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf 24 beschrieben.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 ist mit einem Verarbeitungsschaltkreis 109 ausgestattet.
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Der Verarbeitungsschaltkreis 109 ist Hardware, die die Akzeptierungseinheit 111, die Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit 112 und die Graphanzeige-Steuerungseinheit 113 implementiert.
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Bei dem Verarbeitungsschaltkreis 109 kann es sich um dedizierte Hardware oder um einen Prozessor 101 handeln, der ein in dem Arbeitsspeicher 102 gespeichertes Programm implementiert.
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In einem Fall, in dem der Verarbeitungsschaltkreis 109 dedizierte Hardware ist, ist der Verarbeitungsschaltkreis 109 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, eine ASIC oder ein FPGA; oder eine Kombination aus einer einzelnen Schaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer ASIC und einem FPGA.
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Dabei steht ASIC für Application Specific Integrated Circuit und FPGA steht für Field Programmable Gate Array.
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Die Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 kann mit einer Vielzahl von Verarbeitungsschaltkreisen ausgestattet sein, die den Verarbeitungsschaltkreis 109 ersetzen. Die Vielzahl von Verarbeitungsschaltkreisen teilen sich eine Aufgabe des Verarbeitungsschaltkreises 109.
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In der Signalanzeige-Steuerungseinrichtung 100 können einige der Funktionen durch dedizierte Hardware implementiert sein, und die übrigen Funktionen können durch Software oder Firmware implementiert sein.
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Auf diese Weise kann der Verarbeitungsschaltkreis 109 durch Hardware, Software oder Firmware implementiert sein; oder durch eine Kombination aus Hardware, Software und Firmware implementiert sein.
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Jede Ausführungsform dient der beispielhaften Erläuterung eines bevorzugten Modus und soll den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Jede Ausführungsform kann auch nur teilweise realisiert sein, oder kann in Kombination mit einer anderen Ausführungsform realisiert sein. Die mittels der Ablaufdiagramme usw. beschriebenen Abläufe können je nach Bedarf geändert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Signalanzeige-Steuerungseinrichtung;
- 101
- Prozessor;
- 102
- Arbeitsspeicher;
- 103
- Hilfsspeichereinrichtung;
- 104
- Eingabe-/Ausgabeschnittstelle;
- 109
- Verarbeitungsschaltkreis;
- 111
- Akzeptierungseinheit;
- 112
- Wahrscheinlichkeitsberechnungseinheit;
- 113
- Graphanzeige-Steuerungseinheit;
- 120
- Speichereinheit;
- 200
- Signalanzeigesystem;
- 201
- Überwachungsziel;
- 202
- Anzeige;
- 211
- Beobachtungssignal;
- 212
- Signalgraph;
- 213
- Wahrscheinlichkeitsgraph;
- 214
- gesamter-Zeitraum-Graph;
- 215
- inkonstanter-Zeitraum-Graph;
- 216
- gekoppelter Graph.
