ITUB20159204A1 - Apparato di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema in evoluzione - Google Patents

Description

“Apparato di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema in evoluzione”

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema in evoluzione.

In particolare, la presente invenzione rientra nel settore dei sistemi informatici che elaborano informazioni provenienti da un sistema in evoluzione (ad esempio un veicolo, un macchinario, un impianto, una persona, ...) in funzione di determinati contesti per valutare possibili scenari futuri o presenti del sistema.

Infatti, spesso in molti settori vi sono sistemi informatici che elaborano informazione e le visualizzano. Ma spesso queste informazioni non vengono correlate tra loro al fine di dedurre ulteriori informazioni anche più interessanti delle prime.

Ad esempio, per quanto concerne il settore ferroviario, è attualmente noto utilizzare una pluralità di sensori e database che raccolgono e contengono informazioni sull’andamento del treno (velocità , posizione, incidenti lungo il percorso, ecc...). Tali informazioni vengono normalmente raccolti presso una “scatola” definita “scatola nera” o vengono convogliati verso specifiche strumentazioni che mostrano le informazioni rilevate: ad esempio tachimetro, termometro, strumenti per la pressione, attuatori, ...

Tuttavia, questa prima tecnologia nota presenta alcuni inconvenienti.

Innanzitutto, le informazioni raccolte o visualizzate non vengono correlate tra loro per ricavare informazioni che rendano il sistema “consapevole” dei contesti, situazioni, ... che sta attraversando o ha attraversato o attraverserà.

Inoltre, anche i software attualmente esistenti sono legati al formato del produttore dell’hardware ed hanno ciascuno la propria interfaccia utente, le proprie procedure di analisi ed il propri vincoli e limiti. Queste caratteristiche impediscono di disporre di una base dati consolidata da utilizzare per tutte le locomotive ed intralcia la redazione di procedure lineari. L’architettura desktop ne vincola l’utilizzo al dispositivo sul quale sono stati installati ed eventuali configurazioni devono essere replicate manualmente.

Inoltre, i controlli a campione che vengono attualmente eseguiti presentano un certo margine di errore per informazioni che sono state rilevate.

In questa situazione lo scopo della presente invenzione è di realizzare un apparato ed un metodo di elaborazione di dati che rimedi agli inconvenienti citati.

È in particolare scopo della presente invenzione realizzare un apparato ed un metodo di elaborazione di dati che consenta di correlare le informazioni rilevate tra loro e ricavare nuovi indicatori di evoluzione del sistema.

È ancora scopo della presente invenzione realizzare un apparato ed un metodo di elaborazione di dati che consenta di eseguire una analisi dei dati sistematica e più veloce rispetto alla tecnica nota.

È infine scopo della presente invenzione realizzare un apparato ed un metodo di elaborazione di dati che sia universale rispetto alle diverse interfacce attraverso cui pervengono le informazioni.

Gli scopi indicati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato ed un metodo di elaborazione di dati secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di un apparato ed un metodo di elaborazione di dati illustrate negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 mostra, in vista schematica, l’apparato di elaborazione di dati secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra, in vista schematica, alcuni grafici in cui è riportato un esempio dell’andamento di alcuni segnali nel tempo; e

- la figura 3 mostra, in vista schematica, l’apparato di elaborazione dati applicato ad una locomotiva.

Con riferimento alle figure citate è stato globalmente indicato con il numero di riferimento 1 un apparato 1 di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema 2 in evoluzione secondo la presente invenzione.

In particolare, l’apparato 1 comprende una prima interfaccia 3 di rilevamento collegabile ad almeno un rilevatore 4 di situazioni esterno e configurato per rilevare il cambiamento di uno o più parametri del sistema 2 in evoluzione. Tale rilevatore 4 di situazioni potrebbe essere definito da un sensore di velocità per rilevare la velocità istantanea del sistema rispetto ad un punto di riferimento oppure da un sensore GPS per determinare la posizione globale geografica del sistema. In alternativa, il rilevatore 4 di situazioni potrebbe comprendere una agenda di appuntamenti predefinita da cui prelevare le informazioni relative agli eventi giornalieri programmati.

Inoltre, la prima interfaccia 3 è configurata per generare, in funzione del o dei parametri del sistema cambiati, uno o più corrispondenti primi segnali 5 di rilevamento.

In altre parole, ciascun primo segnale 5 di rilevamento contiene le informazioni relative ai parametri (velocità, temperatura, posizione, ...) del sistema che sono cambiati.

A titolo di esempio, nel primo schema di figura 2 sono riportati dei parametri che cambiano nel tempo (la suddivisione temporale di figura è di tipo discreto). Il primo segnale 5 di rilevamento A varia tra i valori: 1, 6, 5, 5, ... mentre il secondo segnale di rilevamento B varia tra i valori: -20, 3, -70, -30, -10,....

Inoltre, il sistema comprende un’unità di controllo 6 operativamente collegata alla prima interfaccia 3 di rilevamento e configurata per ricevere i primi segnali 5 di rilevamento.

Va notato che tale unità di controllo 6 comprende una sotto-unità 7 di riferimento in cui sono salvati dei dati relativi ad una o più regole identificative di rispettivi contesti di riferimento.

Ciascuna regola è definita da una o più condizioni (matematiche o meno) prestabilite o elaborate dall’unità di controllo 6 stessa.

Ad esempio, una prima regola potrebbe essere: R1: A=5 e B<10 (primo segnale 5 di rilevamento A = 5 e secondo segnale di rilevamento B minore di 10). Una seconda regola potrebbe essere: R2: C e B < -20 e >-60 (terzo segnale di rilevamento e secondo segnale di rilevamento maggiori di -60 e minori di -20).

Se i contenuti di un rispettivo primo segnale 5 di rilevamento rispetta una regola significa che il sistema 2 in evoluzione è entrato in un rispettivo contesto. Ad esempio, la regola R1 definisce il contesto C1 e la regola R2 definisce il contesto C2.

In particolare, l’unità di controllo 6 è configurata per confrontare i dati relativi alle regole identificative con i contenuti del primo segnale 5 di rilevamento in modo da verificare se il sistema 2 in evoluzione è entrato nel rispettivo contesto di riferimento e generare un segnale 8 di contesto rappresentativo del fatto che il sistema 2 è entrato in detto contesto.

In altre parole, per ogni regola che venga rispettata viene generato almeno un segnale 8 di contesto. Preferibilmente, viene generato un segnale 8 di contesto per ciascuna regola rispettata.

A titolo di esempio, alcuni segnali 8 di contesto sono stati rappresentati in figura 2: un primo segnale 8 di contesto che diventa “vero” (T) quanto il segnale di rilevamento A diventa uguale a 5 (regola R1 rispettata) ed un secondo segnale 8 di contesto che diventa “vero” (T) quando il segnale di rilevamento B diventa pari a -30 (regola R2 rispettata).

Va notato che l’unità di controllo 6 è configurata generare una pluralità di segnali 8 di contesto anche paralleli tra loro in funzione dei primi segnali 5 di rilevamento considerati e in funzione delle regole utilizzate.

Inoltre, l’unità di controllo 6 prevede di generare un segnale di indicazione 9 della variazione di un contesto in funzione dei contenuti di uno o più segnali 8 di contesto per indicare il momento del passaggio del sistema da un contesto ad un altro. Preferibilmente, l’unità di controllo comprende una sotto-unità 10 di generazione del o dei segnali di indicazione 9.

In figura 2, sono stati rappresentati due segnali di indicazione 9: NC1 ed NC2 che identificano rispettivamente le variazioni dei segnali 8 di contesto C1 e C2. In altre parole, i segnali di indicazione indicano quando il sistema 2 in evoluzione è entrato o uscito da un contesto.

Infine, l’unità di controllo 6 è configurata per confrontare i contenuti del o dei primi segnali 5 di rilevamento, del segnale 8 di contesto e del segnale di indicazione 9 con funzioni di avviso e generare rispettivi segnali di avviso 12 in uscita. Tali funzioni di avviso sono contenute all’interno di una sotto-unità 11 dell’unità di controllo 6 stessa la quale genera appunto detto/i segnale/i di avviso 12.

Ad esempio, un primo segnale di avviso 12 potrebbe venire generato quando il segnale di indicazione 9 NC2 indica che il sistema 1 è entrato o uscito dal rispettivo contesto C2 ed il segnale di rilevamento B è pari a 7. Inoltre, l’apparato 1 comprende un'interfaccia di uscita 13 collegata a tale unità di controllo 6 e configurata per rendere disponibile all’esterno detti segnali di avviso 12. L’interfaccia di uscita 13 comprende mezzi visivi (es. schermo) e/o mezzi audio (es. suono) e/o un segnale destinato ad interfacciarsi in ingresso con un'altra apparecchiatura.

Le funzioni di avviso potrebbero essere rappresentate da valori di soglia precaricati o da operazioni più complesse.

Va notato che la sotto-unità 7 e/o la sotto-unità 10 e/o la sotto-unità 11 sono configurate per eseguire anche operazioni matematiche dei contenuti dei segnali che ricevono in ingresso.

Inoltre, l’unità di controllo 6 è ulteriormente configurata per:

- generare almeno un secondo segnale di rilevamento 14 in funzione del contenuto del segnale 8 di contesto generato;

- elaborare un nuovo segnale 8 di contesto un segnale di indicazione 9 ed un segnale di avviso 12 in funzione del contenuto di detto secondo segnale di rilevamento 14.

In altre parole, ciascun segnale 8 di contesto che viene generato può essere funzione del contenuto di almeno un primo segnale 5 di rilevamento e di un altro segnale 8 di contesto precedentemente generato (figura 1).

Va notato che il secondo segnale di rilevamento 14 viene generato in funzione dei contenuti di almeno un segnale 8 di contesto e/o di almeno un segnale di indicazione 9 e/o di almeno un segnale di avviso 12.

In aggiunta, la sotto-unità 7 contenente le regole comprende una regola identificativa che prevede di contare quante volte il sistema 2 in evoluzione è entrato o uscita da un contesto di riferimento.

In altre parole, l’unità di controllo 6 è configurata per contare il numero di variazioni o di entrata o di uscita da un contesto segnalate da almeno un segnale 8 di contesto.

Va notato che tale conteggio viene innescato dall’entrata o uscita del sistema 1 da un determinato contesto oppure a partire dalla variazione di uno qualsiasi dei segnali sopra descritti (primi segnali di rilevamento 5, segnali di contesto 8, segnali di indicazione 9).

In aggiunta, l’unità di controllo 6 è configurata per generare il o i segnali di avviso 12 in funzione anche del conteggio eseguito.

In alternativa o in aggiunta, l’unità di controllo 6 è configurata per confrontare i contenuti dei segnali sopra descritti (primi segnali di rilevamento 5, segnali di contesto 8, segnali di indicazione 9) oppure operazioni matematiche o logiche eseguite su di essi, con valori di soglia per verificarne il rispetto o meno.

Inoltre, l’apparato 1 comprende un database 15 collegato all’unità di controllo 6 e configurato per memorizzare i contenuti dei primi segnali 5 di rilevamento in istanti temporali periodici o predefiniti. In particolare, tale database 15 consente di “fotografare” una particolare situazione in modo da poter ripartire in caso di “crash” dell’apparato 1 oppure di far eseguire all’unità di controllo 6 operazioni basate su regole differenti, ma con gli stessi dati.

In altre parole, l’unità di controllo 6 è configurata per generare i primi segnali 5 di rilevamento in funzione dei contenuti memorizzati. In dettaglio, in tale situazione l’unità di controllo 6 è configurata per generare i primi segnali 5 di rilevamento in funzione dei contenuti memorizzati “buffer izzando” (memorizzando in una apposita memoria buffer o di tamponamento) i primi segnali 5 di rilevamento che arrivano dalla prima interfaccia 3 di rilevamento ed inviandoli alla sotto-unità 7 solo dopo aver completamente replicato i primi segnali 5 di rilevamento memorizzati.

Inoltre, la prima interfaccia 3 è configurata per eseguire una normalizzazione dei segnali che provengono dal rilevatore 4 di situazioni. In pratica, la prima interfaccia 3 è configurata per sdoppiare o ridurre (semanticamente e/o numericamente) i primi segnali 5 di rilevamento in funzione del numero di ingressi che presenta il sistema 2 o i diversi sistemi 2 a cui l’apparato 1 viene collegato.

Ad esempio, in figura 1 è possibile vedere che l’apparato di elaborazione 1 è collegato a valle di due sistemi 2 in evoluzione e prende gli ingressi dai rilevatori 4 di entrambi i sistemi. In tale situazione, la prima interfaccia 3 è configurata per generare i primi segnali 5 di rilevamento in funzione di quanto rilevato da entrambi i sistemi 2.

In dettaglio, la prima interfaccia 3 è configurata per eseguire tale normalizzazione emulando il funzionamento di un multiplexer o demultiplexer.

In aggiunta a quanto sopra definito, la prima interfaccia 3 è ulteriormente configurata per eseguire delle operazioni matematiche tra i parametri rilevati per definire ulteriori parametri trasmessi tramite uno o più corrispondenti primi segnali 5 di rilevamento. In altre parole, i primi segnali 5 di rilevamento possono essere funzione di operazioni matematiche eseguite sui parametri rilevati da parte della prima interfaccia 3.

Va notato che l’apparato 1 secondo la presente invenzione viene preferibilmente montato su un mezzo di trasporto 16 mobile e comprende almeno un rilevatore 4 di situazioni volto a rilevare il cambiamento di almeno un parametro del mezzo di trasporto 16 (ad esempio un sensore di posizione o di velocità o di temperatura o altro ancora). Tale rilevatore 4 è ovviamente collegato all’apparato 1 stesso.

In figura 3 è stato rappresentato, a puro titolo di esempio, l’apparato 1 di elaborazione dati montato su una locomotiva e collegato a dei sensori di velocità, posizione e temperatura.

In questo caso particolare, il rilevatore 4 di situazioni è definito da una scatola di raccolta dati predefinita di detto mezzo di trasporto 16. In altre parole, l’apparato 1 viene collegato ad una scatola di raccolta dati (spesso coincidente con la cosiddetta “scatola nera”) già presente sul mezzo di trasporto 16 e collegata ai relativi rilevatori.

Un’altra tipologia di sistema 2 in evoluzione a cui è applicabile l’apparato 1 di elaborazione dati può essere un sistema informativo in cui i segnali di rilevamento contengono i dati che alimentano un sistema di datawarehouse (magazzino dati definito anche DW o DWH) o un sistema di business intelligence, un sistema di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition). In alternativa, il sistema 2 in evoluzione potrebbe essere rappresentato da una persona fisica. In tal caso i primi segnali 5 di rilevamento contengono dati relativi alle condizioni biometriche, organizzazione del tempo, relazioni con oggetti, relazioni spaziali, ....

In un ulteriore alternativa, il sistema 2 in evoluzione potrebbe essere un’azienda ed i primi segnali 5 di rilevamento contengono dati relativi alle procedure interne, monitoraggi, input ed output aziendali, ...

Oppure, il sistema 2 in evoluzione potrebbe essere un pianeta o parte di esso, un'area geografica, una città, una terra emersa, un sottosuolo, una battigia, acque ed atmosfera. In tal caso, i primi segnali 5 di rilevamento contengono dati relativi alle caratteristiche e relazioni dei mondi animale, vegetale e minerale., e/o alle caratteristiche fisiche delle terre, acque ed atmosfera e/o alle relazioni con altri corpi celesti.

Forma inoltre oggetto della presente invenzione un metodo di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema 2 in evoluzione. Tale metodo discende direttamente da quanto sopra descritto in relazione all’apparato 1 che viene qui di seguito richiamato.

In particolare, il metodo comprende una prima fase di rilevamento del cambiamento di uno o più parametri del sistema 2 in evoluzione e di generare, in funzione del o dei parametri del sistema cambiati, uno o più corrispondenti primi segnali 5 di rilevamento.

In seguito, il metodo prevede di confrontare i dati relativi alle regole identificative predefinite e rappresentative di rispettivi contesti di riferimento con i contenuti di almeno un primo segnale 5 di rilevamento in modo da verificare se il sistema 2 in evoluzione è entrato nel rispettivo contesto di riferimento e di generare il segnale 8 di contesto rappresentativo del fatto che il sistema è entrato in detto contesto.

Inoltre, il metodo prevede di generare il segnale di indicazione 9 della variazione di un contesto in funzione dei contenuti di detto segnale 8 di contesto per indicare il momento del passaggio del sistema da un contesto ad un altro.

In aggiunta, il metodo comprende una fase di confronto dei contenuti del/dei primi segnali 5 di rilevamento, del segnale 8 di contesto e del segnale di indicazione 9 con le funzioni di avviso e generare rispettivi segnali di awiso 12 in uscita.

Infine, il metodo prevede di rendere disponibile all’esterno detti segnali di avviso 12 tramite mezzi visivi o audio o altro ancora qui non espressamente indicato.

La presente invenzione consegue gli scopi preposti.

In particolare, la presente invenzione consente di elaborare ulteriori informazioni statiche o dinamiche differenti rispetto ai parametri di partenza rilevati. In tal modo è possibile realizzare una sorta di “intelligenza artificiale” per gestire l'evoluzione del sistema nel tempo. L’apparato 1 di elaborazione definisce inoltre una base dati normalizzata con un'unica interfaccia utente per tutti i formati accessibile tramite qualsiasi dispositivo connesso ad internet, inclusi tablet e smartphone. In particolare, l’apparato 1 può identificare situazioni di pericolo ed inviare “alert” o allarmi. Infatti, l'intelligenza programmabile dell’unità di controllo 6 permette di istruire il sistema su come percepire i contesti e come reagire in conseguenza. Ad esempio, l’apparato 1 può rilevare in che zona geografica accade un evento e può applicare regole specifiche per quell'area, come il rispetto del limite di velocità oppure il suggerimento di ridurre la velocità per arrivare, con un mezzo di trasporto, in un punto di ingorgo nel momento in cui gran parte di un incolonnamento è stato smaltito.

Inoltre, l’apparato 1 può alimentare sistemi a valle fornendo solo gli eventi desiderati e riducendo il traffico di informazioni scambiate dal momento che vengono utilizzati solo gli eventi significativi che sono stati elaborati invece di usare tutti i campionamenti delle informazioni provenienti dai segnali di rilevamento.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema (2) in evoluzione, caratterizzato dal fatto di comprendere: - una prima interfaccia (3) di rilevamento collegabile ad almeno un rilevatore (4) di situazioni esterno e configurato per rilevare il cambiamento di uno o più parametri del sistema (2) in evoluzione; detta prima interfaccia (3) essendo configurata per generare, in funzione del o dei parametri del sistema cambiati, uno o più corrispondenti primi segnali (5) di rilevamento; - un’unità di controllo (6) operativamente collegata alla prima interfaccia (3) di rilevamento e configurata per ricevere i primi segnali (5) di rilevamento; detta unità di controllo (6), comprendendo una sottounità di riferimento in cui sono salvati dei dati relativi ad una o più regole identificative di rispettivi contesti di riferimento; detta unità di controllo (6) essendo configurata per: - confrontare i dati relativi a dette regole identificative con i contenuti di almeno un primo segnale (5) di rilevamento in modo da verificare se il sistema (2) in evoluzione è entrato nel rispettivo contesto di riferimento e generare un segnale (8) di contesto rappresentativo del fatto che il sistema è entrato in detto contesto; - generare un segnale di indicazione (9) della variazione di un contesto in funzione dei contenuti di detto segnale (8) di contesto per indicare il momento dell’entrata o uscita del sistema (1) da un contesto; - confrontare i contenuti del o dei primi segnali (5) di rilevamento, del segnale (8) di contesto e del segnale di indicazione (9) con funzioni di avviso e generare rispettivi segnali di avviso (12) in uscita - un’interfaccia di uscita (13) collegata a detta unità di controllo (6) e configurata per rendere disponibile all’esterno detti segnali di avviso 2. Apparato (1) di elaborazione di dati secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l’unità di controllo (6) è ulteriormente configurata per: - generare almeno un secondo segnale di rilevamento (14) in funzione del contenuto del segnale (8) di contesto generato; - elaborare un nuovo segnale (8) di contesto un segnale di indicazione (9) ed un segnale di avviso (12) in funzione del contenuto di detto secondo segnale di rilevamento (14). 3. Apparato (1) di elaborazione di dati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto detta sottounità comprende una regola identificativa che prevede di contare quante volte il sistema (2) in evoluzione è entrato o uscita da un contesto di riferimento. 4. Apparato (1) di elaborazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che di comprendere un database (15) collegato all’unità di controllo (6) e configurato per memorizzare i contenuti dei primi segnali (5) di rilevamento in istanti temporali periodici o predefiniti. 5. Apparato (1) di elaborazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la prima interfaccia (3) è configurata per eseguire una normalizzazione dei segnali che provengono dal rilevatore (4) di situazioni. 6. Apparato (1) di elaborazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la prima interfaccia (3) è configurata per eseguire delle operazioni matematiche tra i parametri rilevati per definire ulteriori parametri trasmessi tramite uno o più corrispondenti primi segnali (5) di rilevamento. 7. Sistema in evoluzione (1) comprendente: - almeno un rilevatore (4) di situazioni volto a rilevare il cambiamento di almeno un parametro del sistema in evoluzione (1); - un apparato (1) di elaborazione di dati secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6. 8. Sistema in evoluzione (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto sistema è un mezzo di trasporto ferroviario e dal fatto che il rilevatore (4) di situazioni è definito da una scatola di raccolta dati predefinita di detto mezzo di trasporto (16). 9. Sistema in evoluzione (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto sistema (1) è un sistema informativo o una persona fisica o un’azienda o un pianeta o un’area geografica. 10. Metodo di elaborazione di dati di partenza per dedurre dati aggiuntivi rispetto a quelli elaborati per un sistema (2) in evoluzione, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi operative: rilevare il cambiamento di uno o più parametri del sistema (2) in evoluzione e generare, in funzione del o dei parametri del sistema cambiati, uno o più corrispondenti primi segnali (5) di rilevamento; confrontare i dati relativi a regole identificative predefinite e rappresentative di rispettivi contesti di riferimento con i contenuti di almeno un primo segnale (5) di rilevamento in modo da verificare se il sistema (2) in evoluzione è entrato nel rispettivo contesto di riferimento e generare un segnale (8) di contesto rappresentativo del fatto che il sistema è entrato in detto contesto; generare un segnale di indicazione (9) della variazione di un contesto in funzione dei contenuti di detto segnale (8) di contesto per indicare l’entrata o l’uscita del sistema (1) nei confronti di un rispettivo contesto; confrontare i contenuti del o dei primi segnali (5) di rilevamento, del segnale (8) di contesto e del segnale di indicazione (9) con funzioni di avviso e generare rispettivi segnali di avviso (12) in uscita rendere disponibile all’esterno detti segnali di avviso (12).