JP6065651B2 - 時系列データの解析装置及び解析方法 - Google Patents
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Description
図2を参照して、解析装置1による時系列データの解析手順について説明する。
・計測周期(周波数):計測間隔を指定する。実施例では、500kHzに設定した。
・正弦波周波数:重畳する正弦波の周波数を設定する。実施例では、被計測対象である電気機器の電源電圧の周波数である50Hzに設定した。
・正弦波重畳割合:解析装置1に入力された時系列データに重畳する正弦波の振幅の大きさを決定する。
・埋め込み次元:正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成するときに使う次元を設定する。埋め込み次元は、2以上の整数であれば、任意に設定可能である。ただし、次元数が小さすぎると現象の構造を反映できず、次元数が大きすぎると計算負荷が高くなる。実施例では、5次元に設定した。なお、出力部3にアトラクタを出力する場合には、5次元でアトラクタを構成して、出力部3で3次元に射影してアトラクタを出力した。
・遅れ時間:正弦波重畳時系列データからアトラクタを構成するときに使う遅れ時間を設定する。実施例では、1000と設定した。
・参照近傍数:軌道平行測度を計算するときに使う参照近傍数を指定する。実施例では、5に設定した。
・出力範囲:出力部3に表示されるアトラクタの周期を設定する。例えば、重畳正弦波の周期で2〜5周期分程度を表示する。実施例では、3周期分を表示した。
・出力軸:アトラクタの表示次元を決定する。実施例では、3次元に設定した。
<ステップS1> 指定された計測周期毎に時系列データの解析が開始される。
<ステップS2> 時系列データ収集部4が、被計測対象2から時系列データを取得する。そして、取得された時系列データを、時系列データ蓄積部5に蓄積する。
<ステップS3> 正弦波重畳部6が、時系列データ蓄積部5から新たに計測した時系列データを取得し、設定された周波数と重畳割合で正弦波を重畳して、新たに追加した正弦波重畳時系列データを含む正弦波重畳時系列データに更新する。ここで重畳とは、時系列の各値に、対応する位相での正弦波の値を加算することである。この位相は計測周波数と正弦波周波数、そして計測開始時点での正弦波位相から決まるが、ここでは計測開始時点での正弦波位相をゼロとする。
<ステップS4> アトラクタ構成部7が、新たに追加した正弦波重畳時系列データを取得し、設定された埋め込み次元と遅れ時間で埋め込み処理して、追加データを反映したアトラクタに更新する。
<ステップS5> 軌道平行測度計算部8が、追加データを反映したアトラクタから軌道平行測度を計算して更新する。逐次軌道平行測度法を使う場合は新たに追加したデータに対応する部分の軌道平行測度を計算する。
<ステップS6> アトラクタ構成部7は、設定された出力軸と出力範囲の指定に従ってアトラクタの射影を更新する。また、軌道平行測度計算部8は、出力範囲の指定に従い、算出された軌道平行測度の時系列データを出力する。出力部3へ出力される出力形式は、アトラクタは2次元あるいは3次元のプロット、軌道平行測度は時系列の折れ線グラフとすると、視覚的に解りやすいが、出力形式はこれに限られるわけではない。
<ステップS7> 出力範囲内にまだ時系列データが残っていれば(図中矢印NOの場合)、再度ステップS1からステップS6を繰り返して、時系列データの解析を行う。出力範囲内の時系列データをすべて解析済みであれば(図中矢印YESの場合)、出力部3に解析結果を出力する。出力される解析結果としては、アトラクタや、軌道平行測度、軌道平行測度が閾値を超えた場合における警報等が挙げられる。
2…被計測対象
3…出力部
4…時系列データ収集部
5…時系列データ蓄積部
6…正弦波重畳部(重畳手段)
7…アトラクタ構成部(埋め込み処理手段)
8…軌道平行測度計算部(検出手段)
9…設定・制御部
Claims (6)
- 周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳手段と、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込み処理手段と、
前記埋め込み処理された時系列データの軌道平行測度を測定し、当該軌道平行測度に基づいて、前記時系列データの特徴となる周期またはその周期を基準とした位相の特徴を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする時系列データの解析装置。 - 周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳手段と、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込み処理手段と、
前記埋め込み処理により得られるアトラクタを2次元または3次元状態空間に表示させる表示手段と、
を有することを特徴とする時系列データの解析装置。 - 前記正弦波の振幅は、前記時系列データの最大振幅の1倍から100倍である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の時系列データの解析装置。 - 時系列データを解析する解析装置による時系列データの解析方法であって、
周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳ステップと、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込みステップと、
前記埋め込み処理された時系列データの軌道平行測度を測定し、当該軌道平行測度に基づいて、前記時系列データの特徴となる周期またはその周期を基準とした位相の特徴を検出する検出ステップと、
を有することを特徴とする時系列データの解析方法。 - 時系列データを解析する解析装置による時系列データの解析方法であって、
周期的な特徴を有する時系列データに、当該時系列データの特徴となる周期と同じ周波数の正弦波を重畳する重畳ステップと、
前記正弦波が重畳された時系列データに対してn次元状態空間に埋め込み処理を行う埋め込みステップと、
前記埋め込み処理により得られるアトラクタを2次元または3次元状態空間に表示させる表示ステップと、
を有することを特徴とする時系列データの解析方法。 - コンピュータを請求項1から3のいずれか1項に記載の時系列データの解析装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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