JP2000121382A

JP2000121382A - 時系列データ修正装置

Info

Publication number: JP2000121382A
Application number: JP10290286A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Tani; 繁幸谷; Shinsuke Takahashi; 信補高橋; Teruji Sekozawa; 照治瀬古沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は時系列データの一部分を修正する時系
列データ修正装置を提供することにある。【解決手段】時系列データをグラフ表示し、修正を行う
修正領域を指定し修正領域を拡大表示し、修正領域拡大
表示枠上で修正ポイント６０１と補間領域１１０１と固
定点１１０２を指定し補間計算することにより、補間領
域内の時系列データを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は計測された時系列デ
ータの一部を修正または削除する時系列データ修正装置
に関して、特に修正領域とその領域内で補間領域と修正
点を設定し、それらを表示する装置と、補間領域と修正
点を変更する入力装置を有することから、時系列データ
の１部を容易に修正することが可能となり、また修正処
理において細かい修正と大雑把な修正の何れも柔軟に行
う時系列データ修正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの特性を推定しモデルを構築す
る同定処理では、同定用入力信号を投入する同定実験を
行い、その時のプラントの出力信号を計測し、そのプラ
ント入出力時系列データからプラントを表現する最適な
モデルを構築する。しかし、同定実験時には外乱により
出力信号に意図せぬ出力信号が記録されたり、計測機器
の不調により異常な出力信号が記録される場合がある。
これらの問題に対して従来は時系列データファイル上の
データを数値的に１点づつ修正していた。

【０００３】また、数値データを画面上に表示し、その
一部を修正する従来の方法としては、「特開平7-84609
号公報」に示されるように、自動車のリンケージ形状デ
ータを対象として、修正したい数値データを画面にグラ
フ表示し、その一部を拡大表示した後に、その拡大領域
区間での領域補間修正と数値修正を組み合わせた修正方
法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、「特開平7-84
609号公報」に示される方法は、固定された修正領域全
体での大雑把な補間修正処理と１点１点の細かな数値修
正処理との併用であり、この大雑把な修正処理と細かな
修正処理の中間に位置する修正処理のニーズに対して柔
軟に対応できないという問題があった。また拡大表示さ
れている修正領域全体で補間修正処理を行うため、修正
領域前後データと修正結果との関係をが不明確になり、
特に時系列データにおいては修正領域前後データとの関
係において不自然な修正結果となる場合があるという問
題があった。さらに修正領域での時系列データの形状を
任意の形状に修正したいという形状修正ニーズに対し
て、従来方法は３つの点からの画一的な修正であり柔軟
にかつ容易に任意の形状へは修正処理できないとう問題
があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（手段１）、時系列デー
タの一部を修正する時系列データ修正装置において、時
系列データをグラフ表示し、そのグラフ上で修正領域を
設定し、その領域内の時系列データをグラフ表示し、そ
の時系列データグラフ上でデータ値を修正したい時刻を
修正ポイントとして設定し、そのグラフ上で補間領域を
設定し、その修正ポイントのデータ値を変更し、修正ポ
イントと補間領域を用いて補間計算し、その補間結果を
グラフ表示する手段により、前後時系列データとの関係
を確認しながらデータ修正操作が行えることから前後関
係と適合したデータへとデータ修正処理を行うことが可
能となる。

【０００６】（手段２）、手段１において補間領域の幅
を変更し、その変更に合わせて随時データ補間計算し、
その補間結果を随時グラフ表示する手段により、従来の
固定された修正領域全体での大雑把な補間修正処理と１
点１点の細かな数値修正処理の組み合わせに対して、大
雑把な領域補間修正処理と細かな数値修正処理との中間
に位置する柔軟な修正処理を行うことが可能となる。

【０００７】（手段３）、手段１において補間領域内の
複数点を固定点として設定し、その補間領域内の時系列
データを修正ポイントと固定点に基づいて補間計算する
手段により、従来は数値データの修正操作を繰り返さな
くてはならなかった細かい形状修正操作に対しても、時
系列データの１部を任意の形状に容易にかつ柔軟に修正
することが可能となる。

【０００８】（手段４）、手段３においてポインティン
グデバイスの軌跡を読込みこみ、その軌跡を基に固定点
を設定する手段により、時系列データの１部を任意の形
状に容易に修正することが可能となる。

【０００９】（手段５）、手段４においてポインティン
グデバイスの軌跡から一定間隔の値を読込み固定点に設
定する手段により、時系列データの１部を任意の形状に
容易に修正することが可能となる。

【００１０】（手段６）、手段５において読込みポイン
ティングディバイスの軌跡を読込む間隔を変更する手段
により、マウスポインタで描いた軌跡を忠実に再現した
り、軌跡を大雑把に再現したり、柔軟性のある時系列デ
ータ形状修正を行うことが可能となる。

【００１１】（手段７）、手段１により複数の時系列デ
ータを修正し、該複数の時系列データ間の関係モデルを
構築し、修正前後のモデルの変化を表示する手段によ
り、同定用入出力信号のデータ前処理がモデル構築に悪
影響を与えていないか監視しながらデータ前処理を行う
ことが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１から図
１６に基づいて説明する。

【００１３】図１は本装置の全体構成図であり、図１に
示す通り時系列データ修正装置は計算機１０１と記憶媒
体１０２と表示装置１０３と入力装置１０４とからな
る。

【００１４】記憶媒体１０２には予めプラントから計測
された時系列データが保存されている。始めに計算機１
０１はこの時系列データを記憶媒体１０２より読込み、
表示装置１０３にグラフ表示する。ここでユーザがグラ
フを確認し、入力装置１０４を用いて表示グラフ上で修
正領域指定や修正ポイント指定や補間領域指定を行い時
系列データの修正を指示する。計算機１０１では指示さ
れた修正内容に従って時系列データの修正・補間計算を
行い、修正結果を表示装置１０３にグラフ表示する。

【００１５】ユーザは同時に表示される修正前時系列デ
ータグラフと修正後時系列データグラフの２つのグラフ
を比較確認し、再び修正が必要な場合には入力装置１０
４と表示グラフを通して時系列データの修正を指示す
る。この一連の処理はユーザが入力装置１０４から終了
を指示するまで繰り返される。処理終了後には修正され
た時系列データが記憶媒体１０２に保存される。本装置
を用いることにより、ユーザは表示装置１０３の画面上
に表示されるグラフを通して、容易に時系列データを修
正することが可能となり、このユーザによりグラフ修正
された時系列データは記憶媒体１０２を通して他の装置
（例えばモデル同定装置）にて使用されることとなる。

【００１６】まず実施例１として、グラフ上で修正領域
・修正ポイント・補間領域を設定・変更することにより
時系列データの一部分を修正する時系列データ修正装置
を考え、図２のフローチャートおよび図３〜図９を用い
て説明する。この実施例１によりユーザは表示グラフを
通して時系列データの１部を容易に修正することが可能
となり、また修正処理における細かい修正と大雑把な修
正の何れのニーズに対しても、従来装置より柔軟に処理
することが可能となる。

【００１７】（実施例１）図２は実施例１の処理を示し
たフローチャート図であるが、図２に示される処理は図
１の計算機１０１の中にプログラムとして組み込まれて
いる。また以降に記述する画面とは図１の表示装置１０
３上に表示される画面であり、マウスポインタやキーボ
ードとは図１の入力装置１０４に相当する。

【００１８】まず始めに実施例１の処理の概要を図２の
フローチャート図に基づいて説明する。ステップ２０１
からステップ２０２までの処理は、前処理であり対象と
なった時系列データをグラフ表示したり、ユーザが指定
した修正領域の時系列データを拡大してグラフ表示す
る。ステップ２０３からステップ２１０までの処理はル
ープ処理となっており、ユーザが終了を指定するまで繰
り返される。このループ処理の中でステップ２０３から
ステップ２０４の処理は、図５に示す様に、時系列デー
タグラフ上でユーザが修正を行いたいポイントをマウス
ポインタにより指定すると、指定されたポイントの座標
を読込み修正ポイントとしｈて設定する。

【００１９】またステップ２０５から２０６の処理は、
図６に示す様に、指定された修正ポイントのデータ値や
サンプル時刻をユーザが時系列データグラフ上でマウス
ポインタやテキストボックスにより変更すると、変更さ
れたデータ値を読込みグラフ表示する。ステップ２０７
からステップ２０８の処理は、図７に示す様に、ユーザ
が補完領域を時系列データグラフ上でマウスポインタに
より指定したり変更すると、指定・変更された補完領域
のサンプル時刻を読込み、補完領域をグラフ表示する。

【００２０】ステップ２０９の処理は、ステップ２０３
からステップ２０８の処理により設定された修正ポイン
ト・補完領域を用いて、図８に示す様に、時系列データ
の一部を補完計算し修正前時系列データグラフと重ねて
グラフ表示する。ステップ２１０の処理は、前述したユ
ーザの終了指定の確認を行い、終了が指定された場合に
はステップ２１１の処理によりその時点での修正時系列
データを保存し、終了が指定されない場合はループ処理
を繰り返す。

【００２１】続いて、各ステップの詳細な処理を説明す
る。

【００２２】ステップ２０１においては、まず記憶媒体
１０２に保存されている時系列データを計算機１０１に
読込み、（例えば予め計測され記録されていた蒸留塔の
塔底温度データ{ｙ(k)：k=1,2,3,…}、但しkはサンプル
時刻を表しここでは１サンプル時間を１分とする。）計
算機１０１に読込んだ時系列データ{ｙ(k)：k=1,2,3,
…}を図３に示す様に表示装置１０３に構築した時系列
データ表示枠３０１上にグラフ表示（サンプル時刻を横
軸）する。

【００２３】ステップ２０２においては、ユーザが入力
装置１０４（例えばここではマウスポインタ３０３）を
用いて、図３に示す様に時系列データ表示枠３０１上で
領域（図３内では点線にて表示）の開始点（左上）と終
了点（右下）を入力することにより修正領域３０２が設
定される。ここでの対象は時系列データであるから左右
端のサンプル時刻 kｓとｋe が読込まれ修正領域（kｓ
〜ｋe）となる。（ここで設定された修正領域とは時系
列データ内で修正を行いたい１部分を含んだ大雑把な範
囲であり、後述する修正ポイントや補間領域を設定する
ための領域である。）修正領域（kｓ〜ｋe）が設定され
た後には、ユーザの拡大指令により図４に示す様に表示
装置１０３上に時系列データ表示枠３０１の他に新たに
修正領域拡大表示枠４０１が構築され、修正領域拡大表
示枠４０１上に修正領域内の時系列データ{y(k)： k =
ｋｓ,…,ｋｅ}がグラフ表示される。（ここで、領域設
定時にマウスポインタ位置から領域の上端（Ｇt）・下
端（Ｇb）の値を読込んでおけば、ユーザが指定した上
下左右の範囲に入る時系列データ{y(k)：Gｂ＜y(k)＜Ｇ
ｔ：k = ｋｓ,…,ｋｅ}のみをグラフ表示することも可
能である。）これにより、時系列データ内の修正を行い
たい１部分だけを明確に視覚化することが可能となり、
細かな修正が可能となる。

【００２４】ステップ２０３においては、図５に示す様
に修正領域拡大表示枠４０１上でユーザがマウスポイン
タ３０３により修正ポイント５０１を指定する操作を行
った場合ステップ２０４に進み、操作が行われない場合
には次のステップ２０５へと移行する。ここで修正ポイ
ントを指定する操作とは、例えばユーザがマウスポイン
タ３０３により修正領域拡大表示枠４０１上の時系列デ
ータグラフ（あるいはその近傍）をクリックする操作で
ある。

【００２５】ステップ２０４においては、修正領域拡大
表示枠４０１上の時系列データグラフ（あるいはその近
傍）をクリックされた場合、そのクリックされたポイン
トの座標を読込み、そのポイントに最も近いサンプル時
刻{ｋｐ}を計算する。その後、サンプル時刻{ｋｐ}に対
応する時系列データ値{ｙ(ｋｐ)}とからなるポイント
（ｋｐ, ｙ(ｋｐ)）を修正ポイントとして設定する。こ
の設定が行われると同時に、修正領域拡大表示枠４０１
上の時系列データグラフに重ねて、図５に示す様に修正
ポイント５０１（ｋｐ, ｙ(ｋｐ)）を示すマーク（例え
ばここでは丸マーク）を表示する。これにより修正ポイ
ントの時系列データに対する位置が明確になり、ステッ
プ２０５において修正ポイントのデータ値{ y(ｋｐ)}を
変更・修正する処理の操作を明確に行うことが可能とな
る。

【００２６】ステップ２０５においては、図６に示す様
に修正領域拡大表示枠４０１上でユーザがマウスポイン
タ３０３などにより修正ポイント５０１のデータ値を変
更する操作行った場合はステップ２０６に進み、操作が
行われない場合には次のステップ２０７へと移行する。
ここで修正ポイントのデータ値を変更する操作とは、例
えばユーザがマウスポインタにより修正ポイント５０１
を示す丸マークをクリックしマウスポインタ位置を移動
させる操作である。この操作により、マウスポインタの
位置に従って丸マークは移動し、最終的なマウスポイン
タの位置が新たな修正ポイント６０１として指定され
る。

【００２７】さらに、修正ポイントのデータ値を変更す
る操作としては、図６に示す様に、修正ポイント変更操
作枠６０２上から修正ポイントのデータ値を数値的に変
更する操作も考えられる。修正ポイント変更操作枠６０
２上には修正ポイントデータ値変更ボックス６０３があ
り、現在の修正ポイントのデータ値が表示されている。
ユーザが修正ポイントデータ値変更ボックス６０３内に
キーボードから数値を入力することによりデータ値が変
更され、新たな修正ポイント６０１が指定される。

【００２８】この様に、修正領域拡大表示枠４０１上に
おいてマウスポインタの操作により修正ポイントのデー
タ値を変更する操作と、修正ポイント変更操作枠６０２
上から数値データを入力し修正ポイントのデータ値を変
更する操作の両方を可能とすると、前者により前後デー
タ値との関係を視覚的に捕らえながらの大雑把な変更
を、後者により正確かつ細かな変更を実現することが可
能となる。

【００２９】さらにここで図６に示す様に、修正ポイン
ト変更操作枠６０２上に修正ポイントサンプル時刻移動
ボタン６０４を構築することにより、修正ポイントのサ
ンプル時刻を変更することが可能となる。例えば、ユー
ザが修正ポイントのサンプル時刻を１つ戻したい場合、
修正ポイントサンプル時刻移動ボタン６０４をクリック
することにより、サンプル時刻を１つ戻した点（ｋｐ+
１, ｙ(ｋｐ+１)）が新たな修正ポイントとして指定さ
れる。（この時、修正ポイントを示す丸マークも同時に
（ｋｐ+１, ｙ(ｋｐ+１)）へと移動し表示される。）ま
た、サンプル時刻移動ボタンを複数用意し異なるサンプ
ル時刻の移動量を設定（例えば−１サンプル時刻移動ボ
タン６０４と−５サンプル時刻移動ボタン６０５を用
意）することにより、少量の位置移動と大量の位置移動
を同時に可能とし操作性が向上する。

【００３０】ステップ２０６においては、ステップ２０
５において指定された修正ポイントの座標を読込み、そ
のデータ値とからなるポイント（ｋｐ, ｙ'(ｋｐ)）を
新たな修正ポイントとして設定する。修正ポイントを設
定した後には後述するステップ２０９の処理へと移行す
る。

【００３１】ステップ２０７においては、図７に示す様
に修正領域拡大表示枠４０１上でユーザがマウスポイン
タにより補完領域７０１を補完領域７０２へと変更する
操作を行った場合ステップ２０８に進み、操作が行われ
ない場合には次のステップ２１０へと移行する。（但
し、補間領域の初期値は、修正ポイント（ｋｐ,y(ｋ
ｐ)）が設定された時点で、修正ポイント１サンプル前
後の時刻を含んだ領域（（ｋｐ―１）〜（ｋｐ＋１））
が設定される。）ここで補完領域を変更する操作とは、
例えばユーザがマウスポインタにより修正領域拡大表示
枠４０１上の補完領域を示すグラフ（点線）の左右何れ
かの端点をクリックし移動する操作である。

【００３２】まず、ユーザがマウスポインタにより修正
領域拡大表示枠４０１上で補間領域を示す点線四角７０
１の左右何れかの端辺をクリックすると、（ここでは、
右端辺をクリックしたとする。）この補間領域の右端辺
が変更対象に設定される。設定後には、マウスポインタ
の位置に従って補間領域を示す点線四角が右に広がり
（狭まり）、移動したマウスポインタのグラフ上の位置
が右端辺の値kr'（但し、マウスポインタのグラフ上の
位置に最も近いサンプル時刻を端辺の値とする）を新た
な補完領域７０２の右端辺として指定する。

【００３３】ステップ２０８では、ステップ２０７でユ
ーザが指定した新たな補完領域７０２の左右端辺のサン
プル時刻kl' と kr'を読み込み、そのサンプル時刻から
なる領域（kｌ'〜kｒ'）を新たな補完領域として設定す
る。補完領域を設定した後にはステップ２０９の処理へ
と移行する。

【００３４】ステップ２０９においては、ステップ２０
６において修正ポイント（{kｐ,y(kｐ)）のデータ値の
変更があった場合と、ステップ２０８において補間領域
（kｌ〜kｒ）の領域変更があった場合に、補間領域内の
データを補間計算し、修正領域拡大表示枠４０１上の時
系列データグラフに補完計算した補完データグラフを重
ねて表示する。例えば図８に示す様に、ユーザがマウス
ポインタを用いて修正ポイントのデータ値を６０１へ変
更すると、修正ポイント６０１の値に合わせて補完領域
７０１の値とから補完計算を行い補完データグラフ８０
１を時系列データグラフに重ねて表示する。また図９に
示すように、ユーザがマウスポインタを用いて補完領域
を７０１から７０２へと変更すると、補完領域７０２の
値に合わせて修正ポイント６０１の値とから補完計算を
行い補完データグラフ９０１を時系列データグラフに重
ねて表示する。これにより、ユーザは自分の操作した修
正内容の結果を視覚的に確認しながら操作することが可
能となり操作結果の善し悪しの判断が容易になる。また
時系列データ表示枠３０１内の時系列データグラフ上に
も補完データグラフを重ねて表示することができる。こ
れにより、時系列データ全体において修正操作がどれ程
の影響を与える修正操作であるのかを視覚的に確認しな
がら操作することが可能となる。

【００３５】ここでの補完計算としては、修正ポイント
（{kｐ,y'(kｐ)）と補間領域（kｌ〜kｒ）の値から、補
間領域の左右端辺（kｌ，kｒ）と交わる時系列データの
左点（ｋｌ，y(kｌ)）と右点（kｒ，y(kｒ)）と修正ポ
イント（kｐ，y'(kｐ)）と左右端辺１サンプル前後の点
の（ｋｌ-１，y(kｌ-１)）と（kｒ+1，y(kｒ+1)）との
５つの点に関して数１を用いてスプライン補間計算を行
い。（但しここで、{ｋi=kl-1，kl，kp，kr，kr+1：i=
1，2，3，4，5}とする。）

【００３６】

【数１】

【００３７】補間領域内（kｌ〜kｒ）の各サンプル時刻
に対応する値を修正時系列データ{ｘ(k)：kｒ，(kｒ+
1)，…，(kｌ-1)，kｌ}として読込む。

【００３８】ステップ２１０においては、図８や図９に
おいてユーザが時系列データグラフと補完データグラフ
８０１・９０１とを比較することにより修正操作の結果
を視覚的に確認し、修正処理の終了・継続の何れかを選
択する。継続が選択された場合はステップ２０３へと移
行し、ステップ２０３からステップ２１０までのループ
処理が繰り返される。また終了が選択された場合は、ス
テップ２１１に移行する。

【００３９】ステップ２１１においては、修正時系列デ
ータ{ｘ(k)：ｋ=kｒ，(kｒ +1)，…，(kｌ-1)，kｌ}が
時系列データ{y(k)：k=1，2，3…}の対応する各サンプ
ル時刻の新たなデータとして置き換えられ、新たな時系
列データ{y'(k)：k=1，2，3…}として記憶媒体１０２に
保存される。

【００４０】以上が図２のフローチャートで示した実施
例１の処理の詳細であるが、本装置ではこのステップ２
０３からステップ２１０のループ処理を繰り返し行うこ
とにより、時系列データの修正処理が可能となる。特に
補間領域を変更し、その変更に合わせて補間データグラ
フを時系列データグラフに随時重ねて表示する機能を有
することから、大雑把な領域補間修正と細かな数値修正
の何れの処理も同時に可能であり、かつその中間での柔
軟な修正処理を可能となる。

【００４１】この実施例１では修正点値変更機能と補間
領域変更操作機能を組み合わせることにより、従来のデ
ータ修正装置に対して、大雑把な領域補間修正処理と細
かな数値修正処理との中間での柔軟な修正処理を行うこ
とが可能とした。また、修正領域を拡大表示した修正領
域拡大表示枠内で補間領域を設定し補間計算を行えるこ
とから、前後時系列データとの関係を視覚的に確認しな
がらデータ修正操作が行え、前後関係と適合したデータ
へとデータ修正処理を行うことが可能となる。

【００４２】次に実施例２として、補間領域内の任意の
点を固定点に設定する固定点設定操作と修正ポイントの
データ値変更操作とを組み合ることにより時系列データ
の一部分を修正する時系列データ修正装置を考え、図１
０のフローチャートおよび図１１を用いて説明する。こ
の実施例２によりユーザは時系列データの１部を任意の
形状に容易に修正することが可能となり、修正処理にお
ける細かい形状修正のニーズに対しても、従来装置より
柔軟に処理することが可能となる。

【００４３】（実施例２）図１０は実施例２の処理を示
したフローチャート図であるが、図１０に示される処理
は図１の計算機１０１の中にプログラムとして組み込ま
れている。

【００４４】まず、図１０のフローチャート図に基づい
て実施例２の処理の流れを説明する。

【００４５】実施例２においても、時系列データを読込
みグラフ表示し、時系列データ表示枠上で修正領域を指
定し修正領域拡大枠にグラフ表示する処理は実施例１の
ステップ２０１からステップ２０２までの処理と同じで
ある。

【００４６】ステップ１００１においては、補間計算を
行う補間領域の設定を行う。まず、ユーザが修正領域拡
大表示枠上でマウスポインタをクリックすることにより
補間領域の開始点（左上）と終了点（右下）を指定する
と、図１１の様に補間領域１１０１を示す領域が点線四
角で表示される。ここではマウスポインタで指定された
位置から最も近いサンプル時刻(開始点：kｌ、終了点：
ｋｒ)から構築される領域（kｌ〜ｋｒ）が補間領域とし
て設定される。

【００４７】修正ポイントを修正領域拡大表示枠４０１
上で指定し、そのグラフ上の位置を読み込む処理は実施
例１のステップ２０３からステップ２０４までの処理と
同じである。

【００４８】修正ポイントのデータ値を修正領域拡大表
示枠４０１上で変更し、そのデータ値をグラフ上で読み
込む処理は実施例１のステップ２０５からステップ２０
６までの処理と同じである。

【００４９】ステップ１００２においては、図１１に示
す様に修正領域拡大表示枠４０１上でユーザがマウスポ
インタにより固定点１１０２を指定する操作を行った場
合ステップ１００３に進み、操作が行われない場合には
次のステップ１００５へと移行する。ここで指定する操
作とは、例えばユーザがマウスポインタにより補間領域
７０１内の任意のポイント（位置）をクリックすると、
この任意のポイントに最も近いサンプル時間ｋｆと任意
のポイントのデータ値Ｇｆからなるポイント（ｋｆ，Ｇ
ｆ）が固定点Ｆｘとして指定される。（補間領域内での
固定点数の制限はないが、１サンプル時刻には１固定点
しか取ることはできない。）このとき図１１に示す様に
固定点１１０２（ｋｆ，Ｇｆ）を示すマーク（例えばこ
こでは三角マーク）を、修正領域拡大表示枠４０１上の
時系列データグラフに重ねて表示する。（さらに、ユー
ザがマウスポインタにより補間領域上の三角マーク１０
０２をクリックすることにより、一度設定された固定点
の解除が可能であり、解除されると修正領域拡大表示枠
４０１上の三角マークの表示も消える。）ステップ１０
０３においては、ステップ１００２においてユーザによ
りクリックされたポイントの座標を読込み、そのポイン
ト（ｋｆ，Ｇｆ）を固定点として設定する。

【００５０】ステップ１００４においては、ステップ２
０５において修正ポイント（{kｐ，y'(kｐ)）のデータ
値変更があった場合と、ステップ１００２において固定
点｛Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，…｝の追加があった場合に、補間
領域内の修正データを補完計算し、図１１に示す様に時
系列データグラフに重ねて補完データグラフ１１０３を
表示する。これにより、ユーザは自分の操作した修正内
容の結果を視覚的に確認しながら操作することが可能と
なり、操作結果の善し悪しの判断が容易になる。

【００５１】また時系列データ表示枠３０１内の時系列
データグラフ上にも補完データグラフを重ねて表示する
ことができ、これにより時系列データ全体において修正
操作がどれ程の影響を与える操作であるのかを視覚的に
確認しながら操作することが可能となる。ここでの補完
計算とは、修正ポイントＭと固定点｛Ｆ１，Ｆ２，Ｆ
３，…｝と補間領域左右端点｛Ｒ，Ｌ｝とその１サンプ
ル時刻前後点｛Ｒ−1，Ｌ＋１｝が与えられたとする
と、補間計算時には修正ポイントも補間領域左右端点も
固定点と同様に扱えることから、全てを固定点と考えた
固定点集合｛Ｆ'１，Ｆ'２，Ｆ'３，…：ｋｆ'1<ｋｆ'
２＜ｋｆ'３…｝を考え、数１を用いて補間領域内の修
正時系列データ｛ｘ(k)：ｋｌ，(ｋｌ+1)，…，(ｋｒ−
1)，ｋｒ｝が求まる。（但しここで、{ｋi=ｋｆ'1，ｋ
ｆ'２，ｋｆ'３，…，ｋｆ'ｎ：i=1，2，3，…，n}とす
る。）ステップ１００５においては、実施例１のステッ
プ２１０と同様の処理により、ユーザがステップ２０３
からステップ１００５までのループ処理を終了するか継
続するか選択する。

【００５２】終了が選択された場合には、ステップ１０
０６の処理へと移行する。

【００５３】ステップ１００６においては、実施例１の
ステップ２０７と同様の処理であり、図７に示す様に、
ユーザがマウスポインタによる補間領域を変更する操作
を行った場合には、マウスポインタの位置に従って新た
な補間領域（kｌ'〜kｒ'）のを指定し、ステップ１００
１からステップ１００６までのループ処理が繰り返され
る。また補間領域を変更する操作が行われない場合に
は、ループ処理は中断されステップ２１１へと移行す
る。

【００５４】ステップ１００１からステップ１００６ま
でのループ処理が中断されると、実施例１のステップ２
１１の処理と同様に、ステップ１００４において補間計
算された修正領域内の修正時系列データ{ｘ(k)：ｋ=k
ｒ，(kｒ+1)，…，(kｌ-1)，kｌ}を時系列データ{y
(k)：k=1，2，3…}の対応する各サンプル時刻のデータ
と置き換え、新たな時系列データ{y'(k)：k=1，2，3…}
として記憶媒体１０２に保存する。

【００５５】このステップ１００１からステップ１００
６のループ処理を繰り返し行うことにより、時系列デー
タの修正処理が可能となる。また、ステップ１００４の
処理は各処理でマウスポインタ位置が移動変更されてい
る場合に随時処理されることから、マウスポインタの位
置の変化に合わせて補間計算および補完データグラフの
重ね表示が行われる。図１１に示す様に修正ポイント値
変更操作時にも修正ポイントのデータ値が変更される過
程に合わせて補間された修正データグラフ１１０３が随
時表示される。また新たに固定点を設定した場合もその
位置に合わせて補間計算および補完データグラフが随時
重ね表示される。これにより、ユーザは自分の操作がデ
ータ修正に及ぼす影響を随時視覚的に確認しながらの時
系列データ修正が可能となる。

【００５６】また本装置では特に補間領域内に固定点を
複数設定する機能を有することから、ユーザは時系列デ
ータの１部を任意の形状に容易に修正することが可能と
なり、従来は数値データの修正操作を繰り返さなくては
ならなかった細かい形状修正操作に対しても、従来装置
より容易にかつ柔軟に処理することが可能となる。

【００５７】次に実施例３として、補間領域内でのマウ
スポインタの軌跡を基に時系列データの一部分を修正す
る時系列データ修正装置を考え、図１２のフローチャー
トおよび図１３を用いて説明する。この実施例３により
ユーザは時系列データの１部を任意の形状に容易に修正
することが可能となり、修正処理における細かい形状修
正のニーズに対しても、従来装置より柔軟に処理するこ
とが可能となる。

【００５８】（実施例３）実施例３として、補間領域内
でのマウスポインタの軌跡を読み取り、その一部分の点
を実施例２で示した固定点に設定する方法により実現す
る。図１２は実施例３の処理を示すフローチャート図で
あるが、実施例２の固定点を指定し読込むステップ１０
０２とステップ１００３の処理の代りに、マウス軌跡を
指定しグラフ上からその軌跡を読込むステップ１２０１
とステップ１２０２の処理を行うことにより実現する。
ここでは図１３を用いてステップ１２０１とステップ１
２０２の処理について説明する。

【００５９】ステップ１２０１においては、ユーザが補
間領域上でマウスポインタを移動することにその軌跡か
ら修正の形状を指定する。

【００６０】ステップ１２０２においては、マウスポイ
ンタの軌跡から固定点の設定を行う。まず、ユーザが補
間領域上でマウスポインタを移動すると、各サンプル時
刻｛ｋｌ，(kｌ＋1)，…，(kｒ−1)，kｒ｝のマウスポ
インタ位置の軌跡{ｚ(k)：k＝ｋｌ，(kｌ＋1)，…，(k
ｒ−1)，kｒ}が読込まれる。この値の中から予め設定さ
れたサンプル間隔（例えばことでは１０サンプル間隔）
で抜き出した点（（ｋ，ｚ(k)）：kｌ，(kｌ＋1０)，(k
ｌ＋2０)，…，kｒ）を固定点に設定する。また固定点
に設定された点には実施例２と同様に固定点を示す三角
マーク１３０２を修正領域拡大枠４０１上に重ねて表示
する。

【００６１】その後は、このマウスポインタの軌跡から
設定された固定点とユーザが指定した修正ポイントを基
に実施例２と同様に数１を用いて補間領域内の修正時系
列データ｛ｘ(k)：ｋｌ，(ｋｌ+1)，…，(ｋｒ−1)，ｋ
ｒ｝を求め、図１３に示す様に、修正領域拡大表示枠４
０１上の時系列データグラフに重ねて補完データグラフ
１３０１を表示する。

【００６２】この様に、補間領域内でのマウスポインタ
の軌跡を基に時系列データの一部分を修正する機能を有
することにより、ユーザは時系列データの１部を任意の
形状に容易に修正することが可能となり、修正処理にお
ける細かい形状修正のニーズに対しても、従来装置より
柔軟に処理することが可能となる。

【００６３】またここでは、マウスポインタ位置の軌跡
｛ｚ(k)：k＝ｋｌ，(kｌ＋1)，…，(kｒ−1)，kｒ}から
１０サンプル間隔のデータを抜き出して固定点に設定し
たが、このサンプル間隔を変更する機能（例えば１サン
プルから２０サンプルの値をスライドボタンにより選択
する）を加えることにより、間隔を狭く（例えば１サン
プル間隔）するとマウスポインタで描いた軌跡を忠実に
再現し、逆に間隔を広く（例えば２０サンプル間隔）す
ると軌跡を大雑把に再現した時系列データ形状修正を行
うことが可能となる。これにより、形状精度要求に合わ
せて形状修正操作を行うことが可能となり、使い勝手が
向上する。

【００６４】さらにこのマウスポインタにより固定点を
設定する処理と、実施例２で記述した「固定点設定の解
除」や「新たな固定点設定」といった処理とを組み合わ
せることも考えられる。これにより、まずマウスポイン
タの軌跡により大雑把な固定点を設定し、その後に細か
な固定点の設定・解除の操作を行うことが可能となり、
より柔軟な時系列データの形状修正が行える。

【００６５】次に実施例４として、プロセスの入出力時
系列データの一部分を修正し、修正した入出力時系列デ
ータからプロセスの入出力応答特性を推定し、修正前と
修正後の入出力応答特性をグラフ表示し、入出力応答特
性を比較しながらプロセスの入出力時系列データの一部
分を修正する時系列データ修正装置を考え、図１４のフ
ローチャートおよび図１５〜図１６を用いて説明する。

【００６６】この実施例４によりユーザは、時系列デー
タ修正操作がプロセス入出力応答特性推定値へ与える影
響を確認しながら入出力時系列データの１部を修正する
ことが可能となり、従来のプロセスモデル構築装置では
試行錯誤により繰り返し行われていた入出力時系列デー
タ前処理とモデル構築処理を短時間に適切に行うことが
可能となる。

【００６７】（実施例４）図１４は実施例４の処理を示
したフローチャート図であるが、図１４に示される処理
は図１の計算機１０１の中にプログラムとして組み込ま
れている。

【００６８】まず、図１４のフローチャート図に基づい
て実施例４の処理の流れを説明する。

【００６９】実施例４において、入出力時系列データを
修正する処理は実施例１〜３の何れかを使用するとし、
ここでは特に、入出力時系列データの修正前・修正後の
データを用いて入出力応答特性値を推定し、両方の入出
力応答特性値を比較グラフ表示する処理について説明す
る。

【００７０】ステップ１４０１においては、記憶媒体１
０２に保存されている対象プロセスの入出力時系列デー
タを計算機１０１に読込み、（例えば予め計測され記録
されていた蒸留塔の塔底温度データ{出力(k)：k=1，2，
3，…}と蒸気流量データ{入力ｘ(k)：k=1，2，3，…}）
計算機１０１に読込んだ入出力時系列データ{｛ｙ(k)，
ｘ(k)｝：k=1，2，3，…}を図１５に示す様に表示装置
１０３に構築した入出力時系列データ表示枠１５０１上
にグラフ表示（サンプル時刻を横軸）する。

【００７１】ステップ１４０２においては、読込んだ入
出力時系列データ{｛ｙ(k)，ｘ(k)｝：k=1，2，3，…}
を用いて、対象プロセスの初期入出力応答特性値を計算
する。ここでは対象プロセスの入出力応答特性を示すモ
デル式を数２とし、

【００７２】

【数２】

【００７３】入出力時系列データ{｛ｙ(k)，ｘ(k)｝：k
=1，2，3，…}を用いてを数３に示す最小２乗法により

【００７４】

【数３】

【００７５】モデルパラメータ値｛A=[a1 a2 a3 …], B
=[b1 b2 b3 …]｝を推定する。

【００７６】ステップ１４０３においては、実施例１〜
３の何れかを使用するとにより入出力時系列データの一
部を修正する。何れの時系列データを修正するかは修正
を行いたい時系列データを表示する入出力時系列データ
表示枠１５０１をマウスポインタにより選択する。修正
操作終了後には、修正後の入出力時系列データ{｛ｙ'
(k)，ｘ'(k)｝：k=1，2，3，…}が構築される。

【００７７】ステップ１４０４においては、修正後の入
出力時系列データ{｛ｙ'(k)，ｘ'(k)｝：k=1，2，3，
…}を用いてステップ１４０２と同様に数３により修正
後のモデルパラメータ値｛A'=[a'1 a'2 a'3 …], B'=
[b'1 b'2 b'3 …]｝を推定する。

【００７８】ステップ１４０５においては、修正前後の
モデルパラメータ値｛A=[a1 a2 a3…], B=[b1 b2 b3
…]｝と｛A'=[a'1 a'2 a'3 …], B'=[b'1 b'2 b'3
…]｝とを用いて、入出力時系列データ修正前後の入出
力応答特性値の変化を比較グラフ表示する。ここでは、
入力としてステップ入力｛xu(k)：k=1，2，3，…｝（始
めの値は０で残りの値は全ては１）を投入した場合のス
テップ応答｛yu(k)：k=1，2，3，…｝を｛A=[a1 a2 a3
…], B=[b1 b2 b3 …]｝を用いて（修正後ならばステッ
プ応答｛yu'(k)：k=1,2,3,…｝を｛A'=[a'1 a'2 a'3
…], B'=[b'1 b'2 b'3…]｝を用いて）数４の繰り返し
計算により求め、

【００７９】

【数４】

【００８０】この２つのステップ応答｛yu(k)｝と｛yu'
(k)｝のグラフを図１６に示す様に重ねて表示する。

【００８１】ステップ１４０３〜ステップ１４０６まで
のループ処理をユーザが修正終了と判断するまで繰り返
し行い。ユーザが修正終了と判断した場合、その時の修
正入出力時系列データ{｛ｙ'(k)，ｘ'(k)｝：k=1，2，
3，…}と修正後のモデルパラメータ値｛A'=[a'1 a'2 a'
3 …], B'=[b'1 b'2 b'3 …]｝とを記憶媒体１０２に保
存する。

【００８２】このステップ１４０３からステップ１４０
６のループ処理を繰り返し行うことにより、入出力時系
列データの修正処理が可能となる。また、ステップ１４
０３とステップ１４０４とステップ１４０５の処理を随
時行うことにより、マウスポインタの位置の変化に合わ
せて、ステップ１４０５での入出力応答特性グラフ（ス
テップ応答グラフ）の変化が随時グラフ表示される。例
えば、図９に示す様な補間領域変更操作時にも補間領域
７０１から補間領域７０２に変更される過程に合わせて
補間された入出力時系列データから計算される新たなス
テップ応答グラフが随時表示される。これにより、ユー
ザは修正操作において、自分の操作が入出力応答特性に
与える影響を随時視覚的に確認しながら入出力時系列デ
ータの修正操作を行うことが可能となり、従来のプロセ
スモデル構築装置では試行錯誤により繰り返し行われて
いた入出力時系列データ処理とモデル構築処理を短時間
に適切に行うことが可能となる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ユーザは
表示グラフを通して時系列データの１部を容易に修正す
ることが可能となり、また修正処理における細かい修正
と大雑把な修正の何れのニーズに対しても、従来装置よ
り柔軟に処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の時系列データ修正装置のシステムを示
す図である。

【図２】修正領域・修正点・補完領域を設定する時系列
データ修正装置のフローチャートを示す図である。

【図３】時系列データを表示する画面を示す図である。

【図４】修正領域を拡大表示する画面を示す図である。

【図５】修正ポイントを設定する画面を示す図である。

【図６】修正ポイントのデータ値を変更する画面を示す
図である。

【図７】補完領域を変更する画面を示す図である。

【図８】修正ポイントデータ変更時の補完データグラフ
を表示する画面を示す図である。

【図９】補完領域変更時の補完データグラフを表示する
画面を示す図である。

【図１０】固定点を設定する時系列データ修正装置のフ
ローチャートを示す図である。

【図１１】固定点を設定する画面を示す図である。

【図１２】マウスポインタの軌跡から固定点を設定する
時系列データ修正装置のフローチャートを示す図であ
る。

【図１３】マウスポインタの軌跡から固定点を設定する
画面を示す図である。

【図１４】入出力応答特性値を比較表示する時系列デー
タ修正装置のフローチャートを示す図である。

【図１５】入出力時系列データを表示する画面を示す図
である。

【図１６】入出力応答特性グラフを表示する画面を示す
図である。

【符号の説明】

１０１…計算機、１０２…記憶媒体、１０
３…表示装置、１０４…入力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀬古沢照治神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内Ｆターム(参考） 2F075 AA01 EE14 EE18 FF03 FF10 5B050 BA19 CA07 EA12 EA13 FA02 FA09 FA14 5C082 AA24 BA16 CB01 CB06 DA87 MM09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時系列データの一部を修正する時系列デー
タ修正装置において、時系列データをグラフ表示する手
段と、該グラフ上で修正領域を設定する手段と、該領域
内の時系列データをグラフ表示する手段と、該時系列デ
ータグラフ上でデータ値を修正したい時刻を修正ポイン
トとして設定する手段と、該グラフ上で補間領域を設定
する手段と、該修正ポイントのデータ値を変更する手段
と、該修正ポイントと該補間領域を用いて補間計算する
手段と、該補間結果をグラフ表示する手段を有すること
を特徴とする時系列データ修正装置。
【請求項２】請求項１において補間領域の幅を変更する
手段と、変更に合わせて随時データ補間計算する手段
と、該補間結果を随時グラフ表示する手段を有すること
を特徴とする時系列データ修正装置。
【請求項３】請求項１において補間領域上の複数ポイン
トを固定点として設定する手段と、該補間領域内の時系
列データを修正ポイントと固定点に基づいて補間計算す
る手段を有することを特徴とする時系列データ修正装
置。
【請求項４】請求項３においてポインティングデバイス
の軌跡を読込みこむ手段と、該軌跡を基に固定点を設定
する手段を有することを特徴とする時系列データ修正装
置。
【請求項５】請求項４においてポインティングデバイス
の軌跡から一定間隔の値を読込み固定点に設定すること
を特徴とする時系列データ修正装置。
【請求項６】請求項５において読込みポインティングデ
ィバイスの軌跡を読込む間隔を変更する手段を有するこ
とを特徴とする時系列データ修正装置。
【請求項７】請求項１により複数の時系列データを修正
し、該複数の時系列データ間の関係モデルを構築する手
段と、修正前後の該モデルの変化を表示する手段を有す
ることを特徴とする時系列データ修正装置。