WO2008003105A1 - Method and system for the automated determination of optimized forecasts - Google Patents

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WO2008003105A1
WO2008003105A1 PCT/AT2007/000317 AT2007000317W WO2008003105A1 WO 2008003105 A1 WO2008003105 A1 WO 2008003105A1 AT 2007000317 W AT2007000317 W AT 2007000317W WO 2008003105 A1 WO2008003105 A1 WO 2008003105A1
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forecast
prognosis
forecasts
individual
unit
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PCT/AT2007/000317
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Hubertus Hofkirchner
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Hubertus Hofkirchner
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/026Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system using a predictor

Definitions

  • the invention relates to a method for the automated determination of optimized forecasts on the basis of individual forecasts for the control or regulation of operative systems or processes.
  • the invention relates to a system for the automated derivation of optimized forecasts for the control or regulation of operative systems or processes.
  • Numerous control techniques in operational systems e.g. In industrial manufacturing processes, in power generation plants or in the control of hydrological plants, heating and irrigation systems to financial trading systems are based on automatic units for generating forecast data for certain system state or process parameters. The accuracy and reliability of such forecast data is often an essential prerequisite for a functioning control.
  • forecasting models for individual forecasts is carried out on the basis of known statistical methods and models, in particular using modern methods, such as the SOM method described in WO 2004/029738 A1 (SOM - Seif Organizing Maps - Self-Organizing Cards) or methods from the field of artificial intelligence (eg neural networks, genetic algorithms).
  • SOM Seif Organizing Maps - Self-Organizing Cards
  • artificial intelligence eg neural networks, genetic algorithms
  • the invention is based on the finding that contradictions can be eliminated when evaluating a plurality of individual forecasts over weightings and that an optimized overall prognosis can be derived from the individual forecasts, which also becomes more and more exact successively by corresponding correction of the weights assigned to the forecasting units.
  • a noise factor is determined which describes the validity of the optimized overall forecast.
  • the invention provides a method and a system as specified in the independent claims.
  • Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
  • the present technique is based on the application of an adaptive method, with a compression coding, wherein in a first step, a plurality of forecast units transmit their forecasts for a specific system or process state to a central aggregation unit.
  • a weighting and furthermore a noise factor are included in the prognosis signal dataset. This results in a uniform abstraction of the data of different forecast units, which is given by forecast horizon, forecast value, its statistical distribution, its forecast weight and noise factor. This abstraction is essential for the uniform transmission and return of Transmission of forecast signals of any kind suitable.
  • a heavy rain forecast unit predicts a rainfall intensity in a particular catchment area for a given time with e.g. 0.35 mm / h, log normal distributed with a standard deviation of e.g. 5.2%. This prognosis is made with a weight of e.g. 172% and a noise factor describing the estimated reliability of the prognosis of e.g. 2.4% to a central processing unit.
  • DE 195 37 850 A discloses a method for encoding weather-related prognosis data, which, however, allows a purely meteorological and not universally applicable prognosis signal coding and also provides no weighting and no noise factor for aggregation and linking of signals of several prognosis units.
  • the forecasts of two forecasting units eliminated due to contradictions are stored in a database temporarily, i. up to the end of the forecast horizon, in the form of one forecast conflict record each, which represents as a uniform abstraction the calculated forecast separation value, the calculated weighting ratio (ratio) and the overall weighting. This makes it possible, despite a plurality of synchronously or asynchronously arriving different individual forecasts at any time to determine only a single valid, iteratively improved overall forecast.
  • the present technique also allows the compression of forecasting information for storage and transmission purposes, completely independent of the respective forecasting method or mode of the associated forecasting units. This is a further difference to known prognosis determinations, which only pursue the goal of ascertaining the desired prognoses from an often large total data quantity in a specific, arbitrarily complex prognosis procedure.
  • weights are advantageous because the available weight of a better forecasting unit can be continuously increased, as a result of which its forecasts can be taken into greater account in the further aggregation, thus constantly improving the aggregated overall forecasts.
  • the present application of computational weights also provides a beneficial crosslinking effect on a plurality of forecasting units and forecasting values. Namely, if a forecast value represents an input for the forecasting model of a second forecasting unit, the latter can provide an assumed forecast value, as well as a weight and a lower noise factor, with the result that other, subordinate forecasting units can be improved by an improvement of that first forecast value. gain weight and an iterative optimization starts automatically. As a result, there is an ongoing reduction in the noise factor of all affected forecast values until finally the overall system reaches equilibrium.
  • the use of weights thus enables an overall system of networked forecasts which is improved compared to individual forecasts.
  • a reservoir serves both for energy generation and for flood protection and irrigation.
  • Several forecast units produce relevant prognosis information, eg for temperatures, precipitation amounts and soil moisture of the associated water catchment.
  • the purpose of a lock control unit is to maintain an optimal (maximum) water level for power generation and irrigation on the one hand, and for the flood defector, on the other hand, taking into account the predicted inflow line, which depends on the above meteorological forecasts, on the physical characteristics of the respective catchment area is dependent on the controls of upstream hydrological facilities, but the control in turn provides prognosis data concerning the inflow course of downstream hydrological facilities (reservoirs).
  • meteorological (and other) forecasting data also affect forecasts for energy and water consumption, with, for example, energy consumption rising at lower temperatures to some extent, and water consumption at higher temperatures increasing in seasonal dependency. It thus becomes clear how through the networking of the different outcomes will allow for improved overall governance in terms of the three control objectives (flood protection, energy production, irrigation).
  • the aggregation of the individual predictions takes into account the noise factor transmitted by the forecast units, which must be overcome.
  • the noise factor limits the occurrence of a prognosis contradiction; without him any new prognosis would immediately contradict a previous one; with a noise factor, a plurality of limited different predictions may remain active.
  • a first forecasting unit for a given future point in time will require a water level of the aforementioned 8.04m hydrological facility with a standard deviation of 1.4%.
  • This prognosis is coded and transmitted with a weight of 0.12 and a noise factor of 2.7%.
  • another second forecasting unit expects a water level of 8.11 meters with a standard deviation of 1.8% and reports this forecast with a weight of 0.24 but a noise factor of 7.6%.
  • forecasts for temperatures, precipitation, soil moisture, etc. can be coded.
  • a prediction discrepancy taking into account the noise factor is only present when the inverse probability increased by the noise factor (hereinafter referred to as "ratio") that the final value at the prediction time is smaller (or greater) than a certain data point, is greater than the inverse ratio (also referred to as anti-ratio) of another prediction at the same data point
  • ratio the inverse probability increased by the noise factor
  • the weight of the first forecast of 0.12 is completely eliminated with a ratio of 1.62036, the second forecast remains active and subsequently flows into the aggregated forecast with a weighting of 0.1656, as of originally 0.24 weight are below 0.0744 (0.12 times 0.62036) in the forecast conflict bound to the forecast horizon.
  • the evaluation unit assigns the total weighting of each forecast conflict data set to the forecast unit based on the actual value measured by one measurement unit or on the basis of a temporally downstream total forecast value of another aggregation unit for the same forecast value with respect to the calculated forecast separation value.
  • the second method is used when the actual value at the forecast time in question can not be measured.
  • the level can be measured, for example, it could be 8.11 m, which means that the individual forecast of the second forecast unit will have more weight in the future.
  • the forecast units or generally input units thus regularly use a (arbitrary own) method to determine forecasts and transmit them to the system, i. to the computer resources.
  • the system prefers returned aggregated forecasts (both at the same and other inputs) and their noise factor can serve the forecasting units in the sense of an adaptive method for the iterative improvement of their own forecasts.
  • the incoming forecast signals are stored by the system in a memory unit and then go through a prognosis signal processing, which first determines whether the new prognosis signal contradicts an already stored active prognosis and to which active prognosis the greatest contradiction exists.
  • Conflicting predictions are stored by an elimination order according to the extent of the contradiction in a storage unit for forecast conflicts with the weight eliminated, and the elimination is noted in the prognosis signal data sets weight-reducing. Predictions with zero weighting become inactive. From the active forecasts remaining in the forecast memory, an optimized overall forecast is calculated in the aggregation unit by means of statistical aggregation.
  • the optimized overall prognosis is then transmitted to a control unit, which in turn forwards the resulting control signals to a process unit.
  • the calculated overall forecast can also be actively queried in suitable periodicity by those forecast units which either forecast this value or need it as input, without having to transmit each individual aggregated value.
  • Records stored in the prediction conflict memory are evaluated at the forecast horizon by comparing the value actually measured by a measurement unit or a downstream overall forecast with them. The resulting released weights are assigned to the corresponding forecast unit.
  • Those forecasting units to which forecast conflict records are attributed may at any time request to substitute the weight of these conflict records against weighting of other active forecasts.
  • the released weight is immediately available to the relevant forecast unit for new forecast signals.
  • DE 197 53 034 A is based on an improvement of forecasts, in particular for traffic control processes, in that in a probabilistic selection a basic prognosis for a parameter is investigated and improved as a function of a measured value for a second parameter by the first parameter being time-dependent the second is coupled. Furthermore, old couplings are eliminated by the passage of time.
  • the present invention aggregates the independent forecasts of several different forecast units for one and the same basic parameter without the need to take into account any possible upstream and downstream forecasts in the network.
  • DE 601 11 238 T2 describes a process control for time-variant, non-linear processes, which triggers a corresponding switchover to another line model predictive control model in the case of a change detected by measurement between a set of several previously known states (with elimination of implausible measurements).
  • the generalized control according to the invention offers the advantage that a prior knowledge of possible models and a predefined model transition is not required; It is also possible to add further forecasting units with new strategies, for example during ongoing operation.
  • the invention offers the advantage of networking a plurality of independent, generalized predictions, independent of the underlying model that generates them. This also has the advantage that process control can firstly take place without a restrictive preselection with respect to a specific prognostic model, and secondly, with subsequent availability of better prognosis models, the process control fundamentally improves instead of providing only a presumed error correction type for a predetermined model.
  • FIG. 1 is a block diagram of a system for the computer-aided derivation of optimized overall forecasts according to the invention
  • FIG. 2 shows an adjusted density function for a predicted water level taken as an example
  • FIG. 3 is a flowchart showing the procedure in the method for deriving an overall forecast from individual forecasts, with a system according to FIG. 1;
  • Fig. 5 in a diagram Ratiosumme about water level two ratio sums, to illustrate the Trennwertbetician.
  • FIG. 1 shows a system for the automated determination of op- timed forecasts, this system 1 receives from individual forecasting units 2.1, 2.2 ... 2.n (generally 2) individual forecasts.
  • the system 1 has computer means 3 specified with a border, which have a memory unit 4 for the prognosis signals, ie individual forecasts, as well as an associated prognosis signal processing unit 5.
  • R m denotes the ratio and LN the lognormal distribution and the two cases of the characteristic direction are determined as: 1 measured value over characteristic value X 1 -1 measured value over characteristic value X 1
  • the complementary ratio or anti-ratio for further processing or for purposes of comparison with other forecasts is accordingly calculated as:
  • Each new forecast signal is checked in the predictive signal processing unit 5 to see if it contradicts an active forecast (ie, a forecast that has already been received, stored, but not yet eliminated), in which case the forecasts will be in order of greatest contradiction with the aid of an elimination unit 8 (see Fig. 1) connected to the processing unit 5.
  • an active forecast ie, a forecast that has already been received, stored, but not yet eliminated
  • This process may, for example, be done in detail as shown in FIG. 3: After a start step 8.1 in FIG. 3, it is first checked according to field 8.2 whether active forecasts are already stored in the memory unit 4 for the designated prognosis object of the prognosis signal. If not, no elimination is required and can be continued immediately with the aggregation in an aggregation unit 9 (see Fig. 1) also connected to the processing unit.
  • two ratio ratios are determined for each pairing by first checking each of the two ratios of the new forecast based on the respective opposing anti-ratio (put-call or call-put) of each active forecast to a maximum.
  • the probability distribution may vary depending on the type of the predicted value; however, for the sake of simplicity, a specific lognormal distribution typical of hydrological phenomena (e.g.
  • the determination may be made using the following condition, wherein for the first derivative of the following condition for the ratio quotient, a root must be searched for a maximum (by a suitable method, such as the Newton's method or the secant method, as mentioned above):
  • the second prediction unit 2 based on its own prognosis values, has a weight gain of 9.6%, which thus exceeds the 7.6% increase due to the noise factor.
  • characteristic value X 1 is a prognosis separation value at which the sum of the forecast weight eliminated by the prognosis conflict is the maximum.
  • This expression value is at that value, at which in each case the respectively associated one of the two ratio sums is minimal, whereby the main condition remains that the ratio quotient must be greater than 1 at the determined separation value.
  • This minimum ratio is calculated by looking for a minimum for the first derivation of the following formula for the ratio by one of the above-mentioned methods of the curve discussion:
  • the minimum point of the ratio sum is searched for the next point at which it is equal to 1; in the case of two such points X 1 , X j are chosen that having the lower ratio.
  • the ratio queue is now sorted in ascending order by ratio sums (see block 8.6 in Fig. 3), and after a query (field 8.7), if the ratio queue contains an entry and a query (field 8.8), if the weight In the negative case, the new forecast is eliminated by processing forecast conflict records, whereby the eliminated weight G n , is determined on the basis of the associated ratios. For this purpose, it is checked whether the new prognosis has the higher relative weight G n :
  • G n G n -G 1n X (R 1n -I)
  • G 111 G 1n -G n X (R n -V) 1
  • the remaining active forecasts in the aggregation unit 9 are aggregated in an appropriate manner, cf. also block 8.11 in FIG. 3.
  • Advantageous aggregation possibilities include the simple method, the center method and the combination method.
  • the forecast with the lowest noise factor r is used as the descriptive variable, and from it x 0 , ⁇ 0 , L 0 and r 0 are read.
  • the aggregate (total) forecast P 0 with X 0 , ⁇ 0 , G 0 and r 0 results from forecasts P 1 and P j as follows:
  • the aggregated forecast value is:
  • the weight G is the weight sum.
  • the aggregated noise factor R 0 is calculated as follows, where LN 0 is the lognormal distribution function for X 0 and ⁇ 0:
  • the relatively weighted mean x 0 is calculated as follows:
  • a control unit 12 for the purpose of controlling a process unit 13, and which is preferably also transmitted to the networked forecasting units 2.i and possibly other, downstream prognosis units 2 ', it can be used for a forecasting unit be advantageous to be able to release bound weight from forecasting conflicts for other forecasting purposes if necessary, cf. also block 8.12 in Fig. 3, wherein currently active prognosis signal data sets for weight substitution - in a substitution unit 15 - are used.
  • the prediction unit 2 transmits a substitution signal to the substitution unit 15 of the central prognosis system 1, which determines the weight to be released as follows:
  • Gj the weight bound in the prediction conflict i
  • R 1 its original ratio of the conflict record
  • R n the ratio of the active forecast from the ratio queue.
  • this weight is available in the relevant prognosis signal read from the memory 4
  • the free (otherwise only available) weight of the original prediction unit i is added and subtracted from the active prognosis signal n.
  • a new forecast conflict record is stored by figuratively assuming the original prediction unit i the complementary conflict side ⁇ ⁇ and the active forecasting unit occupying the original conflict side with the weight thus determined, now released.
  • the conflict weight G 1 in the original forecast conflict data set is reduced proportionally (with G n / G fre i). Subsequently, the next ratio queue entry for the remaining weight G 1 is processed.
  • the total weight bound in the forecast conflict is then assigned in the evaluation process by the evaluation or weighting unit 14 completely to that forecast unit, s.
  • Memory unit 11 in Fig. 1 which was attributed in the elimination of the page right conflict page with respect to the measured value. If the forecast value equals the measured value, the weight is equally divided between the two forecast units.
  • n forecast units it can be advantageous, after reaching a prognosis time or even at regular intervals, to additionally attribute a specific weight to each individual prognosis unit 2, independently of the prognosis result, in order to ensure the fate of all prognosis units, albeit with minimal weighting potential in the overall system.
  • a possible variant for this is a percentage increase of the n forecast units as follows:
  • GI is the top-up weight
  • a is a top-up factor (eg, 0.01)
  • the meteorological prediction unit eg for lightning activity
  • the meteorological prediction unit is no longer considered at all, just because, for example, a long time series without lightning activity arises and forecasts due to the high random factor are evaluated to the detriment of the forecasting unit. In the long run, this can cause the total number of forecasting units to be reduced to one with weight.
  • the present technique achieves compression of prediction data such as special coding, with more efficient data transmission and quantified reliable application in various fields of engineering for control systems to financial engineering systems , is possible. It is also conceivable to use the various units shown in Fig. 1, e.g. 5, 8, 9, 14, 15, as a separate units or components, as hardware or firmware, with fixed predetermined processes to realize, as well as a distribution to multiple computers is conceivable.

Abstract

The invention relates to a method and a system (1) for the automated derivation of optimized forecasts based on individual forecasts, for the control or regulation of operative systems and/or processes (13), wherein individual forecasts supplied by forecasting units (2.i), said units describing a value for a defined future system or process status and the statistical distribution thereof and having different weightings and noise factors, are analyzed for contradictory statements, wherein contradictory individual forecasts are eliminated and the remaining individual forecasts are accumulated into an optimized overall forecast while taking the noise factors into consideration.

Description

Verfahren und System zur automatisierten Ermittlung von optimierten Prognosen Method and system for automated determination of optimized forecasts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Ermittlung von optimierten Prognosen auf der Basis von Einzelprognosen für die Steuerung oder Regelung operativer Systeme bzw. Prozesse.The invention relates to a method for the automated determination of optimized forecasts on the basis of individual forecasts for the control or regulation of operative systems or processes.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein System zur automatisierten Herleitung von optimierten Prognosen für die Steuerung oder Regelung operativer Systeme bzw. Prozesse.Furthermore, the invention relates to a system for the automated derivation of optimized forecasts for the control or regulation of operative systems or processes.
Zahlreiche Steuertechniken in operativen Systemen, z.B. bei industriellen Fertigungsprozessen, bei Anlagen zur Energieerzeugung oder bei der Steuerung von hydrologischen Anlagen, Hei- zungs- und Bewässerungssystemen bis hin zu Finanzhandelssystemen basieren auf automatischen Einheiten zur Generierung von Prognosedaten für bestimmte Systemzustands- oder Prozessparameter. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit solcher Prognosedaten ist oft eine wesentliche Voraussetzung für eine funktionierende Steuerung.Numerous control techniques in operational systems, e.g. In industrial manufacturing processes, in power generation plants or in the control of hydrological plants, heating and irrigation systems to financial trading systems are based on automatic units for generating forecast data for certain system state or process parameters. The accuracy and reliability of such forecast data is often an essential prerequisite for a functioning control.
Aus der DE 197 32 295 Al ist es beispielsweise bekannt, Prognosedaten einer einzelnen Prognoseeinheit für eine prognostische Regelung einer Heizungsanlage einzusetzen, wobei im Einzelnen Wetterdaten einer zentralen Wetterstation zugeführt werden. Dabei ist jedoch lediglich die Übertragung von Prognosedaten von einer zentralen Prognoseeinheit vorgesehen, wobei im Fall von ungenauen Prognosen eine ungenügende Regelung der Heizungsanlage die Folge ist. Ein ähnliches System ist in der GB 2 309 567 A beschrieben, wobei hier zusätzlich die Rückübermittlung von Messdaten des Heizungssystems an eine zentrale Stelle vorgeschlagen wird.From DE 197 32 295 A1 it is known, for example, to use prognosis data of a single forecasting unit for a prognostic control of a heating system, wherein in particular weather data is fed to a central weather station. However, only the transmission of forecast data from a central forecasting unit is provided, whereby in the case of inaccurate forecasts an inadequate regulation of the heating system is the consequence. A similar system is described in GB 2 309 567 A, in which case additionally the return transmission of measurement data of the heating system to a central location is proposed.
Die Implementierung von Prognosemodellen für Einzelprognosen erfolgt an sich auf Basis bekannter statistischer Methoden und Modelle, insbesondere unter Einsatz moderner Verfahren, wie der in WO 2004/029738 Al beschriebenen SOM-Methode (SOM - Seif Organi- zing Maps - Selbstorganisierende Karten) oder von Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz (z.B. neuronale Netze, genetische Algorithmen) .The implementation of forecasting models for individual forecasts is carried out on the basis of known statistical methods and models, in particular using modern methods, such as the SOM method described in WO 2004/029738 A1 (SOM - Seif Organizing Maps - Self-Organizing Cards) or methods from the field of artificial intelligence (eg neural networks, genetic algorithms).
Viele dieser Methoden werden jedoch in automatischen Systemen bisher kaum eingesetzt, weil ihre Effizienz und Stabilität im Allgemeinen nicht sichergestellt werden kann. Ein Grund hierfür liegt im Fehlen statistisch gesicherter Aussagen über die Grenzen der Effizienz und Gültigkeit von Black-Box-Modellen, d.h. in Problemen im Zusammenhang mit der Erklärbarkeit und Zuverlässigkeit der Prognosen.However, many of these methods are rarely used in automated systems because their efficiency and stability in general can not be guaranteed. One reason for this is the lack of statistically validated statements about the limits of the efficiency and validity of black box models, i. in problems related to the predictability and reliability of forecasts.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. ein System zur Herleitung von optimierten Prognosen vorzuschlagen, das auf mehreren Einzelprognosen basiert, die zur Erzielung einer hohen Zuverlässigkeit zu einer Gesamtprognose ausgewertet werden. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, dass bei Auswertung mehrerer Einzelprognosen über Gewichtungen Widersprüche eliminiert werden können und eine optimierte Gesamtprognose aus den Einzelprognosen hergeleitet werden kann, die auch sukzessive, durch entsprechende Korrektur der den Prognoseeinheiten zugeordneten Gewichte, immer exakter wird. Gleichzeitig wird ein Rauschfaktor ermittelt, der die Gültigkeit der optimierten Gesamtprognose beschreibt.It is therefore an object of the invention to provide a method and a system for the derivation of optimized forecasts, which is based on several individual forecasts, which are evaluated to achieve a high reliability to a total forecast. The invention is based on the finding that contradictions can be eliminated when evaluating a plurality of individual forecasts over weightings and that an optimized overall prognosis can be derived from the individual forecasts, which also becomes more and more exact successively by corresponding correction of the weights assigned to the forecasting units. At the same time, a noise factor is determined which describes the validity of the optimized overall forecast.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren und ein System wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.To achieve this object, the invention provides a method and a system as specified in the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Technik beruht auf der Anwendung einer adaptiven Methode, mit einer Komprimierungs-Kodierung, wobei in einem ersten Schritt eine Mehrzahl von Prognoseeinheiten ihre Prognosen für einen bestimmten System- oder Prozesszustand an eine zentrale Aggregationseinheit übermittelt. Dabei wird im Prognosesignal-Datensatz zusätzlich zum jeweiligen Prognosewert und seiner statistischen Verteilung auch eine Gewichtung sowie weiters ein Rauschfaktor mitgegeben. Hierbei entsteht eine einheitliche Abstraktion der Daten unterschiedlicher Prognoseeinheiten, die durch Prognosehorizont, Prognosewert, dessen statistische Verteilung, sein Prognosegewicht und Rauschfaktor gegeben ist. Diese Abstraktion ist für die einheitliche Übertragung und Rück- Übertragung von Prognosesignalen jeder Art geeignet.The present technique is based on the application of an adaptive method, with a compression coding, wherein in a first step, a plurality of forecast units transmit their forecasts for a specific system or process state to a central aggregation unit. In addition to the respective forecast value and its statistical distribution, a weighting and furthermore a noise factor are included in the prognosis signal dataset. This results in a uniform abstraction of the data of different forecast units, which is given by forecast horizon, forecast value, its statistical distribution, its forecast weight and noise factor. This abstraction is essential for the uniform transmission and return of Transmission of forecast signals of any kind suitable.
Zur Verdeutlichung des Prognosesignal-Datensatzes kann folgendes Beispiel angeführt werden: Eine Starkregen-Prognoseeinheit prognostiziert eine Niederschlagsintensität in einem bestimmten Einzugsgebiet für einen bestimmten Zeitpunkt mit z.B. 0,35 mm/h, lognormal verteilt mit einer Standardabweichung von z.B. 5,2%. Diese Prognose wird mit einem Gewicht von z.B. 172% und einem die geschätzte Zuverlässigkeit der Prognose beschreibenden Rauschfaktor von z.B. 2,4% an eine zentrale Verarbeitungseinheit übermittelt .To illustrate the forecast signal record, the following example may be cited: A heavy rain forecast unit predicts a rainfall intensity in a particular catchment area for a given time with e.g. 0.35 mm / h, log normal distributed with a standard deviation of e.g. 5.2%. This prognosis is made with a weight of e.g. 172% and a noise factor describing the estimated reliability of the prognosis of e.g. 2.4% to a central processing unit.
An sich ist aus DE 195 37 850 A ein Verfahren zur Codierung von witterungsbezogenen Prognosedaten bekannt, welches aber eine rein meteorologische und keine universell anwendbare Prognosesignal-Codierung ermöglicht und auch keine Gewichtung und keinen Rauschfaktor zur Aggregierung und Verknüpfung von Signalen mehrerer Prognoseeinheiten vorsieht.In itself, DE 195 37 850 A discloses a method for encoding weather-related prognosis data, which, however, allows a purely meteorological and not universally applicable prognosis signal coding and also provides no weighting and no noise factor for aggregation and linking of signals of several prognosis units.
Die nachfolgend noch näher dargestellten mathematischen Operationen zur Eliminierung und Aggregierung derart codierter Prognosesignale, sowie zur Substitution und Evaluation von Prognosekonflikten stellen bevorzugte Möglichkeiten zur Erzielung der gewünschten, optimierten Prognoseermittlung dar, bei der die Gewichtung und der Rauschfaktor zur Aggregierung und Verknüpfung von Signalen mehrerer Prognoseeinheiten vorgesehen sind bzw. diese ermöglichen.The mathematical operations described below in more detail for the elimination and aggregation of such coded prognosis signals and for the substitution and evaluation of prognosis conflicts represent preferred possibilities for achieving the desired, optimized prognostic determination, in which the weighting and the noise factor are used to aggregate and link signals of several prognosis units are or allow this.
Die aufgrund von Widersprüchen eliminierten Prognosen jeweils zweier Prognoseeinheiten werden in einer Datenbank temporär, d.h. bis zum Ende des Prognosehorizonts, gespeichert, und zwar in Form je eines Prognosekonflikt-Datensatzes, der als einheitliche Abstraktion den errechneten Prognosetrennwert, das errechnete Gewichtungsverhältnis (Ratio) sowie die Gesamtgewichtung darstellt. Damit wird es möglich, trotz einer Mehrzahl von synchron oder asynchron einlangenden unterschiedlichen Einzelprognosen zu jedem Zeitpunkt nur eine einzige gültige, iterativ verbesserte Gesamtprognose zu ermitteln.The forecasts of two forecasting units eliminated due to contradictions are stored in a database temporarily, i. up to the end of the forecast horizon, in the form of one forecast conflict record each, which represents as a uniform abstraction the calculated forecast separation value, the calculated weighting ratio (ratio) and the overall weighting. This makes it possible, despite a plurality of synchronously or asynchronously arriving different individual forecasts at any time to determine only a single valid, iteratively improved overall forecast.
Dadurch ist nachfolgend eine kapazitätssparende Speicherung und jederzeitige Übertragung eines einzigen, den aggregierten und aktuellen Stand einer beliebig großen Anzahl von Einzelprognosen beschreibenden Datensatzes - in der Art einer Datenkompression - möglich. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine Prognose gleichzeitig als Input-Faktor für die Modellierung anderer, von diesem Wert abhängiger Prognosen (z.B. Temperatur und Niederschlag) oder für eine iterative Verbesserung der Prognose selbst dient.As a result, below is a capacity-saving storage and any time transmission of a single, the aggregated and current state of any number of individual forecasts descriptive record - in the manner of data compression - possible. This is particularly advantageous if a forecast also serves as an input factor for the modeling of other forecasts dependent on this value (eg temperature and precipitation) or for an iterative improvement of the forecast itself.
Die vorliegende Technik ermöglicht auch die Komprimierung der Prognoseinformation für Zwecke der Speicherung und Übertragung, völlig unabhängig vom jeweiligen Prognoseverfahren oder -modeil der verbundenen Prognoseeinheiten. Dies ist ein weiterer Unterschied zu bekannten Prognoseermittlungen, die lediglich das Ziel verfolgen, aus einer oft großen Gesamtdatenmenge in einem spezifischen, beliebig aufwändigen Prognoseverfahren die gewünschten Prognosen zu ermitteln.The present technique also allows the compression of forecasting information for storage and transmission purposes, completely independent of the respective forecasting method or mode of the associated forecasting units. This is a further difference to known prognosis determinations, which only pursue the goal of ascertaining the desired prognoses from an often large total data quantity in a specific, arbitrarily complex prognosis procedure.
Die Anwendung von Gewichten (Gewichtungen) ist vorteilhaft, da das verfügbare Gewicht einer besseren Prognoseeinheit laufend erhöht werden kann, wodurch deren Prognosen in der Folge bei der weiteren Aggregation stärker eingerechnet werden kann und sich so die aggregierten Gesamtprognosen laufend verbessern.The application of weights (weightings) is advantageous because the available weight of a better forecasting unit can be continuously increased, as a result of which its forecasts can be taken into greater account in the further aggregation, thus constantly improving the aggregated overall forecasts.
Es sei erwähnt, dass aus der US 6 036 349 A bereits die Anwendung von Gewichten, allerdings zur Validierung von Prognosemodellen, bekannt ist, wobei dort eine Beurteilung der Qualität der Prognoseeinheiten selbst angestrebt wird, ohne dass das Gewicht in die Gewinnung besserer Prognoseinformation einfließt oder das Gewicht eine automatische Regelung des Einflusses jeder Prognoseeinheit auf eine Gesamtprognose erlaubt.It should be noted that US Pat. No. 6,036,349 already discloses the use of weights, but for the validation of prognosis models, where an assessment of the quality of the prognosis units itself is aimed for, without the weight being taken into account in obtaining better prognosis information or the weight allows an automatic regulation of the influence of each prediction unit on an overall prognosis.
Die vorliegende Anwendung von rechnerischen Gewichten schafft weiters bei einer Mehrzahl von Prognoseeinheiten und Prognosewerten eine vorteilhafte Vernetzungswirkung. Wenn nämlich ein Prognosewert einen Input für das Prognosemodell einer zweiten Prognoseeinheit darstellt, kann letztere dafür einen angenommenen Prognosewert sowie ein Gewicht und einen geringeren Rauschfaktor bereitstellen, womit andere, nachgeordnete Prognoseeinheiten durch eine Verbesserung jenes ersten Prognosewertes po- tentiell an Gewicht gewinnen können und eine iterative Optimierung automatisch beginnt. In der Folge ergibt sich eine laufende Verringerung des Rauschfaktors aller betroffenen Prognosewerte, bis schließlich das Gesamtsystem ein Gleichgewicht erreicht. Die Verwendung von Gewichten ermöglicht also ein gegenüber Einzelprognosen verbessertes Gesamtsystem von vernetzten Prognosen.The present application of computational weights also provides a beneficial crosslinking effect on a plurality of forecasting units and forecasting values. Namely, if a forecast value represents an input for the forecasting model of a second forecasting unit, the latter can provide an assumed forecast value, as well as a weight and a lower noise factor, with the result that other, subordinate forecasting units can be improved by an improvement of that first forecast value. gain weight and an iterative optimization starts automatically. As a result, there is an ongoing reduction in the noise factor of all affected forecast values until finally the overall system reaches equilibrium. The use of weights thus enables an overall system of networked forecasts which is improved compared to individual forecasts.
Als Konsequenz des erfindungsgemäßen Systems ist es daher möglich, dass sich mehrere Prognoseeinheiten bezüglich mehrerer Prognosewerte vernetzen, indem sie auf der Knotenebene beliebige Verfahren (wie neuronale Netze oder Regressionen) für die Ermittlung von einzelnen Prognosewerten anwenden, welche die Prognosegüte optimieren, und auf Netzebene Optimierungsverfahren für die Übermittlung von Prognosen für die Aggregation anwenden, welche insgesamt die Gewichtzuordnung zur Prognoseeinheit maxi- mieren.As a consequence of the system according to the invention, it is therefore possible for several forecast units to network with respect to several forecast values, by using arbitrary methods (such as neural networks or regressions) for the determination of individual forecast values which optimize the forecast quality at the node level and optimization methods at the network level for the transmission of forecasts for the aggregation, which altogether maximize the weight allocation to the prognosis unit.
Zur Verdeutlichung der Vorteilhaftigkeit der vorliegenden Vernetzung von Einzelprognosen sei folgendes Beispiel angeführt: Ein Staubecken dient sowohl der Energieerzeugung als auch dem Hochwasserschutz und der Bewässerung. Mehrere Prognoseeinheiten produzieren dazu relevante Prognoseinformationen, z.B. für Temperaturen, für Niederschlagsmengen und für die Bodenfeuchtigkeit des zugehörigen wasserwirtschaftlichen Einzugsgebietes. Eine Schleusensteuerungseinheit hat die Aufgabe, einen für die Energieerzeugung und für die Bewässerung einerseits sowie für den Hochwasserschütz andererseits optimalen (maximalen) Pegelstand unter Berücksichtigung der prognostizierten Zuflussganglinie zu halten, die von den obigen meteorologischen Prognosen, von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Einzugsgebiets, aber auch von den Steuerungen vorgelagerter hydrologischer Einrichtungen abhängig ist, wobei die Steuerung aber ihrerseits Prognosedaten liefert, welche die Zuflussganglinie nachgelagerter hydrologischer Einrichtungen (Staubecken) betreffen. Gleichzeitig beeinflussen die meteorologischen (und andere) Prognosedaten auch die Prognosen für den Energie- und den Wasserverbrauch, wobei beispielsweise der Energieverbrauch mit niedrigeren Temperaturen um ein gewisses Maß steigen könnte, und der Wasserverbrauch bei höheren Temperaturen in saisonaler Abhängigkeit steigen könnte. Es wird somit deutlich, wie durch die Vernetzung der verschiedenen Prognosen eine verbesserte Gesamtsteuerung in Hinblick auf die drei Steuerungsziele (Überflutungsschutz, Energieproduktion, Bewässerung) möglich wird.To illustrate the advantages of the present network of individual forecasts, the following example is given: A reservoir serves both for energy generation and for flood protection and irrigation. Several forecast units produce relevant prognosis information, eg for temperatures, precipitation amounts and soil moisture of the associated water catchment. The purpose of a lock control unit is to maintain an optimal (maximum) water level for power generation and irrigation on the one hand, and for the flood defector, on the other hand, taking into account the predicted inflow line, which depends on the above meteorological forecasts, on the physical characteristics of the respective catchment area is dependent on the controls of upstream hydrological facilities, but the control in turn provides prognosis data concerning the inflow course of downstream hydrological facilities (reservoirs). At the same time, meteorological (and other) forecasting data also affect forecasts for energy and water consumption, with, for example, energy consumption rising at lower temperatures to some extent, and water consumption at higher temperatures increasing in seasonal dependency. It thus becomes clear how through the networking of the different outcomes will allow for improved overall governance in terms of the three control objectives (flood protection, energy production, irrigation).
Bei der vorliegenden Technik wird bei der Aggregation der Einzelprognosen der von den Prognoseeinheiten übermittelte Rauschfaktor berücksichtigt, der zu überwinden ist. Nachfolgend wird noch näher dargestellt, wie die Dichtefunktion eines lognormal verteilten Prognosewertes durch den Rauschfaktor verringert wird. Der Rauschfaktor begrenzt das Auftreten eines Prognosewiderspruchs; ohne ihn würde jede neue Prognose einer vorhergehenden unmittelbar widersprechen; mit einem Rauschfaktor kann eine Mehrzahl begrenzt unterschiedlicher Prognosen aktiv bleiben. Beispielsweise sieht eine erste Prognoseeinheit für einen bestimmten künftigen Zeitpunkt einen Pegelstand der oben genannten hydrologischen Einrichtung von 8,04 m mit einer Standardabweichung von 1,4% voraus. Diese Prognose wird mit einem Gewicht von 0,12 und mit einem Rauschfaktor von 2,7% codiert und übermittelt. Dagegen erwartet eine andere, zweite Prognoseeinheit einen Pegelstand von 8,11 m mit einer Standardabweichung von 1,8%, und sie meldet diese Prognose mit einem Gewicht von 0,24, aber einem Rauschfaktor von 7,6%. In gleicher Art können Prognosen für Temperaturen, Niederschlagsmengen, Bodenfeuchtigkeit, etc. codiert werden.In the present technique, the aggregation of the individual predictions takes into account the noise factor transmitted by the forecast units, which must be overcome. Below is shown in more detail how the density function of a lognormal distributed forecast value is reduced by the noise factor. The noise factor limits the occurrence of a prognosis contradiction; without him any new prognosis would immediately contradict a previous one; with a noise factor, a plurality of limited different predictions may remain active. For example, a first forecasting unit for a given future point in time will require a water level of the aforementioned 8.04m hydrological facility with a standard deviation of 1.4%. This prognosis is coded and transmitted with a weight of 0.12 and a noise factor of 2.7%. On the other hand, another second forecasting unit expects a water level of 8.11 meters with a standard deviation of 1.8% and reports this forecast with a weight of 0.24 but a noise factor of 7.6%. In the same way forecasts for temperatures, precipitation, soil moisture, etc. can be coded.
Ein Prognosewiderspruch unter Berücksichtigung des Rauschfaktors liegt nun erst vor, wenn die um den Rauschfaktor erhöhte inverse Wahrscheinlichkeit (nachfolgend als „Ratio" bezeichnet) , dass der Schlusswert zum Prognosezeitpunkt kleiner (oder größer) ist als ein bestimmter Datenpunkt, größer ist als die inverse Ratio (auch als Anti-Ratio bezeichnet) einer anderen Prognose am selben Datenpunkt. Dies kann berechnet werden, indem, wie nachfolgend noch genauer erläutert werden wird, mit Methoden der Kurvendiskussion ein Nullpunkt der zweiten Ableitung der (nachstehenden) Formel für den Ratioquotienten ermittelt wird, wobei für kleinere und größere Schlusswerte je ein Nullpunkt zu ermitteln ist. Gemäß der Erfindung werden derart widersprüchliche Prognosen in Abhängigkeit von ihren Gewichten ausgeschieden, und es wird wie erwähnt ein Prognosekonflikt-Datensatz generiert. Als Beispiel für einen Prognosekonflikt sei für die obige (n) Staube- cken-Annahme (n) Folgendes angeführt: Der Prognosetrennwert liegt bei einem Pegelstand von 8,0786 mit einem Ratioquotienten von 1,42095 (Berechnungen siehe unten). Das Gewicht der ersten Prognose von 0,12 wird mit einer Ratio von 1,62036 vollständig eliminiert, die zweite Prognose bleibt aktiv und fließt nachfolgend mit einer Gewichtung von 0,1656 in die aggregierte Prognose ein, denn von ursprünglich 0,24 Gewicht sind nachfolgend 0,0744 (0,12 mal 0,62036) im Prognosekonflikt bis zum Prognosehorizont gebunden.A prediction discrepancy taking into account the noise factor is only present when the inverse probability increased by the noise factor (hereinafter referred to as "ratio") that the final value at the prediction time is smaller (or greater) than a certain data point, is greater than the inverse ratio (also referred to as anti-ratio) of another prediction at the same data point This can be calculated by, as will be explained in more detail below, using methods of the curve discussion, determining a zero point of the second derivative of the formula for the ratio quotient (below), According to the invention, such contradictory predictions are eliminated depending on their weights and, as mentioned above, a forecast conflict record is generated as an example of a forecast conflict for the above. Staube- The assumption is that the forecast separation value is at a level of 8.0786 with a ratio of 1.42095 (see calculations below). The weight of the first forecast of 0.12 is completely eliminated with a ratio of 1.62036, the second forecast remains active and subsequently flows into the aggregated forecast with a weighting of 0.1656, as of originally 0.24 weight are below 0.0744 (0.12 times 0.62036) in the forecast conflict bound to the forecast horizon.
Zum Prognosehorizont wird durch die Evaluierungseinheit die Ge- samtgewichtung jedes Prognosekonflikt-Datensatzes jener Prognoseeinheit zugerechnet, die entweder anhand des von einer Messeinheit gemessenen tatsächlichen Wertes oder aber anhand eines zeitlich nachgelagerten Gesamtprognosewerts einer anderen Aggregationseinheit für denselben Prognosewert bezüglich des errechneten Prognosetrennwerts seitenrichtig war. Die zweite Methode kommt dann zur Anwendung, wenn der tatsächliche Wert zum fraglichen Prognosezeitpunkt nicht gemessen werden kann. Im obigen Beispiel ist der Pegelstand messbar, er könnte zum Beispiel bei 8,11 m liegen, wodurch die Einzelprognose der zweiten Prognoseeinheit künftig mehr Gewicht hat.For the forecast horizon, the evaluation unit assigns the total weighting of each forecast conflict data set to the forecast unit based on the actual value measured by one measurement unit or on the basis of a temporally downstream total forecast value of another aggregation unit for the same forecast value with respect to the calculated forecast separation value. The second method is used when the actual value at the forecast time in question can not be measured. In the above example, the level can be measured, for example, it could be 8.11 m, which means that the individual forecast of the second forecast unit will have more weight in the future.
Die Prognoseeinheiten oder allgemein Eingabeeinheiten ermitteln mit einem (beliebigen eigenen) Verfahren somit regelmäßig Prognosen und übermitteln diese an das System, d.h. an die Rechner- mittel. Vom System bevorzugt rückübermittelte aggregierte Prognosen (sowohl zu derselben als auch zu anderen Inputgrößen) und ihr Rauschfaktor können den Prognoseeinheiten im Sinne einer adaptiven Methode zur iterativen Verbesserung der eigenen Prognosen dienen.The forecast units or generally input units thus regularly use a (arbitrary own) method to determine forecasts and transmit them to the system, i. to the computer resources. The system prefers returned aggregated forecasts (both at the same and other inputs) and their noise factor can serve the forecasting units in the sense of an adaptive method for the iterative improvement of their own forecasts.
Die eingehenden Prognosesignale werden vom System in einer Speichereinheit gespeichert und durchlaufen dann eine Prognosesignalverarbeitung, die zunächst ermittelt, ob das neue Prognosesignal einer bereits gespeicherten aktiven Prognose widerspricht und zu welcher aktiven Prognose der größte Widerspruch vorliegt . Widersprüchliche Prognosen werden durch eine nach dem Widerspruchsausmaß geordnete Elimination in einer Speichereinheit für Prognosekonflikte mit dem eliminierten Gewicht gespeichert, und die Elimination wird in den Prognosesignal-Datensätzen gewichtsreduzierend vermerkt. Prognosen mit einer auf Null reduzierten Gewichtung werden inaktiv. Aus den im Prognosespeicher verbleibenden aktiven Prognosen wird in der Aggregationseinheit durch statistische Aggregation eine optimierte Gesamtprognose errechnet.The incoming forecast signals are stored by the system in a memory unit and then go through a prognosis signal processing, which first determines whether the new prognosis signal contradicts an already stored active prognosis and to which active prognosis the greatest contradiction exists. Conflicting predictions are stored by an elimination order according to the extent of the contradiction in a storage unit for forecast conflicts with the weight eliminated, and the elimination is noted in the prognosis signal data sets weight-reducing. Predictions with zero weighting become inactive. From the active forecasts remaining in the forecast memory, an optimized overall forecast is calculated in the aggregation unit by means of statistical aggregation.
Die optimierte Gesamtprognose wird sodann an eine Steuereinheit übermittelt, die ihrerseits daraus resultierende Steuersignale an eine Prozesseinheit weiter übermittelt. Zudem kann die ermittelte Gesamtprognose in geeigneter Periodizität von jenen Prognoseeinheiten auch aktiv abgefragt werden, die diesen Wert entweder prognostizieren oder als Input benötigen, ohne dass jeder einzelne aggregierte Wert übermittelt werden muss.The optimized overall prognosis is then transmitted to a control unit, which in turn forwards the resulting control signals to a process unit. In addition, the calculated overall forecast can also be actively queried in suitable periodicity by those forecast units which either forecast this value or need it as input, without having to transmit each individual aggregated value.
Im Prognosekonflikt-Speicher gespeicherte Datensätze werden zum Prognosehorizont evaluiert, indem der von einer Messeinheit tatsächlich gemessene Wert oder eine nachgelagerte Gesamtprognose mit ihnen verglichen werden. Die resultierenden freiwerdenden Gewichte werden der entsprechenden Prognoseeinheit zugerechnet.Records stored in the prediction conflict memory are evaluated at the forecast horizon by comparing the value actually measured by a measurement unit or a downstream overall forecast with them. The resulting released weights are assigned to the corresponding forecast unit.
Jene Prognoseeinheiten, denen Prognosekonflikt-Datensätze zugerechnet werden, können jederzeit anfordern, das Gewicht dieser Konflikt-Datensätze gegen Gewichtung anderer aktiver Prognosen zu substituieren. Das freigesetzte Gewicht steht der betreffenden Prognoseeinheit nachfolgend sofort für neue Prognosesignale zur Verfügung.Those forecasting units to which forecast conflict records are attributed may at any time request to substitute the weight of these conflict records against weighting of other active forecasts. The released weight is immediately available to the relevant forecast unit for new forecast signals.
Es sei noch erwähnt, dass im Stand der Technik verschiedentlich Verbesserungen von einzelnen, konkret gewählten Prognosemodellen vorgeschlagen wurden, wie etwa in der DE 101 27 790 Al, die ein adaptives Modell vorschlägt, das ein einzelnes, vorab bestimmtes Prognosemodell unter Nutzung von Messungen mittels eines ermittelten Korrekturfaktors adaptiert, um verschiedenen Fehlerarten der Modellierung entgegenzuwirken, ohne ein neues Modell bilden zu müssen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung im Vergleich dazu besteht darin, dass mehrere unterschiedliche Modelle parallel geführt werden können und so eine automatische Adaption der Steuerung auch bei weniger stabilen bzw. veränderlichen Prozessen ermöglicht wird. Die DE 197 53 034 A stellt auf eine Verbesserung von Prognosen, insbesondere für Verkehrssteuerungsprozesse, dadurch ab, dass in einer probabilistischen Selektion eine Basisprognose für einen Parameter in Abhängigkeit von einem Messwert für einen zweiten Parameter untersucht und verbessert wird, indem der erste Parameter zeitabhängig an den zweiten gekoppelt wird. Weiters werden alte Kopplungen durch Zeitablauf eliminiert. Die vorliegende Erfindung aggregiert hingegen die unabhängigen Prognosen mehrerer unterschiedlicher Prognoseeinheiten für ein und denselben Basisparameter ohne das Erfordernis, in der Vernetzung auf allfällige vor- und nachgelagerte Prognosen Rücksicht zu nehmen. (Welche Verfahren und Input-Daten die einzelnen Prognoseeinheiten heranziehen, steht diesen völlig offen.) Die Eliminierung von Prognosen erfolgt zudem, nicht einfach bloß Zeitablauf, sondern erst durch das Auftreten widersprüchlicher Prognosen, wodurch sich das erfindungsgemäße System stets in einem aktualisierten Vernetzungszustand befindet.It should be noted that in the prior art various improvements of individual, specifically selected prognosis models have been proposed, such as in DE 101 27 790 Al, which proposes an adaptive model that a single, predetermined prognosis model using measurements by means of a adapted correction factor adapted to counteract various types of errors modeling without having to form a new model. An advantage of the present invention in comparison is that several different models can be performed in parallel and so an automatic adaptation of the control is made possible even with less stable or variable processes. DE 197 53 034 A is based on an improvement of forecasts, in particular for traffic control processes, in that in a probabilistic selection a basic prognosis for a parameter is investigated and improved as a function of a measured value for a second parameter by the first parameter being time-dependent the second is coupled. Furthermore, old couplings are eliminated by the passage of time. By contrast, the present invention aggregates the independent forecasts of several different forecast units for one and the same basic parameter without the need to take into account any possible upstream and downstream forecasts in the network. (The procedures and input data used by the individual forecasting units are entirely open to them.) The elimination of forecasts also takes place, not simply by the passage of time, but only by the occurrence of contradictory forecasts, whereby the system according to the invention is always in an updated state of networking.
Die DE 601 11 238 T2 beschreibt eine Prozesssteuerung für zeitveränderliche, nicht lineare Prozesse, die bei einer durch Messung festgestellten Änderung zwischen einer Menge von mehreren vorab bekannten Zuständen (unter Eliminierung von unplausiblen Messungen) eine entsprechendes Umschalten auf ein anderes line- armodellprädiktives Steuerungsmodells auslöst. Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße, verallgemeinerte Steuerung den Vorteil, dass eine vorherige Kenntnis möglicher Modelle und ein vorab definierter Modellübergang nicht erforderlich ist; auch ist eine Zuschaltung weiterer Prognoseeinheiten mit neuen Strategien etwa im laufenden Betrieb möglich.DE 601 11 238 T2 describes a process control for time-variant, non-linear processes, which triggers a corresponding switchover to another line model predictive control model in the case of a change detected by measurement between a set of several previously known states (with elimination of implausible measurements). In contrast, the generalized control according to the invention offers the advantage that a prior knowledge of possible models and a predefined model transition is not required; It is also possible to add further forecasting units with new strategies, for example during ongoing operation.
Weiters werden in der Literatur adaptive Prognoseverfahren für Steuerzwecke beschrieben, in denen für nicht beobachtbare Messwerte kontinuierliche Prognosen produziert werden, siehe z.B. den Artikel mit dem Titel „Time Series : a complementary techni- que to control Charts for monitoring analytical Systems" von M. Pilar Callao und A. Rius . Auch darin werden allerdings nur Adaptionen innerhalb eines einzelnen Prognosemodells beschrieben, indem fehlerhafte Beobachtungen durch Ermittlung von Autokorrelationen vorher eliminiert werden. Dieser Stand der Technik stellt daher lediglich auf die Verbesserung der Leistung eines bestimmten Prognosemodells ab, sie bietet aber nicht die Möglichkeit, eine aggregierte Prognose aus den Ergebnissen einer Mehrzahl von Prognosemodellen unterschiedlicher Natur laufend zu adaptieren.Furthermore, the literature describes adaptive forecasting methods for tax purposes in which continuous forecasts are produced for unobservable measured values, see, for example, the article entitled "Time Series: a complementary technology to control charts for monitoring analytical systems" by M. Pilar Callao and A. Rius, however, also describe only adaptations within a single prognosis model by previously eliminating erroneous observations by determining autocorrelations Therefore, it relies only on improving the performance of a particular forecasting model, but it does not offer the opportunity to constantly adapt an aggregated forecast from the results of a plurality of forecasting models of different nature.
Die Erfindung bietet den Vorteil einer Vernetzung einer Mehrzahl von unabhängigen, verallgemeinerten Prognosen, unabhängig vom dahinter stehenden Modell, das diese generiert. Dies bietet weiters den Vorteil, dass eine Prozesssteuerung erstens ohne eine einschränkende Vorauswahl bezüglich eines bestimmten prognostischen Modells erfolgen kann und sich zweitens bei nachträglicher Verfügbarkeit besserer Prognosemodelle die Prozesssteuerung fundamental verbessert, anstatt nur eine vermutete Fehlerkorrekturart für ein vorbestimmtes Modell bereitzustellen.The invention offers the advantage of networking a plurality of independent, generalized predictions, independent of the underlying model that generates them. This also has the advantage that process control can firstly take place without a restrictive preselection with respect to a specific prognostic model, and secondly, with subsequent availability of better prognosis models, the process control fundamentally improves instead of providing only a presumed error correction type for a predetermined model.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen im Einzelnen:The invention will be explained below with reference to particularly preferred embodiments, to which it should not be limited, and with reference to the drawings. In detail in the drawing:
Fig. 1 ein Blockschaltbild-artiges Schema eines Systems zur rechnergestützten Herleitung von optimierten Gesamtprognosen gemäß der Erfindung;1 is a block diagram of a system for the computer-aided derivation of optimized overall forecasts according to the invention;
Fig. 2 eine adjustierte Dichtefunktion für einen als Beispiel genommenen prognostizierten Pegelstand;FIG. 2 shows an adjusted density function for a predicted water level taken as an example; FIG.
Fig. 3 in einem Ablaufdiagramm die Vorgangsweise beim Verfahren zur Herleitung einer Gesamtprognose aus Einzelprognosen, mit einem System gemäß Fig. 1;3 is a flowchart showing the procedure in the method for deriving an overall forecast from individual forecasts, with a system according to FIG. 1;
Fig. 4 in einem Diagramm die zwei Ratioquotienten für das Beispiel des prognostizierten Pegelstands, zur Veranschaulichung der Konfliktzonenbestimmung; und4 shows in a diagram the two ratio quotients for the example of the predicted water level, to illustrate the conflict zone determination; and
Fig. 5 in einem Diagramm Ratiosumme über Pegelstand zwei Ratiosummen, zur Veranschaulichung der Trennwertbestimmung.Fig. 5 in a diagram Ratiosumme about water level two ratio sums, to illustrate the Trennwertbestimmung.
In Fig. 1 ist ein System zur automatisierten Ermittlung von op- timierten Prognosen gezeigt, wobei dieses System 1 von einzelnen Prognoseeinheiten 2.1, 2.2... 2.n (allgemein 2) Einzelprognosen zugeführt erhält. Das System 1 weist im gezeigten Beispiel mit einer Umrandung angegebene Rechnermittel 3 auf, die eine Speichereinheit 4 für die Prognosesignale, d.h. Einzelprognosen, sowie eine damit verbundene Prognosesignal-Verarbeitungseinheit 5 aufweisen.FIG. 1 shows a system for the automated determination of op- timed forecasts, this system 1 receives from individual forecasting units 2.1, 2.2 ... 2.n (generally 2) individual forecasts. In the example shown, the system 1 has computer means 3 specified with a border, which have a memory unit 4 for the prognosis signals, ie individual forecasts, as well as an associated prognosis signal processing unit 5.
Mehr im Detail übermitteln die Prognoseeinheiten 2.n (n = 1, 2...) Prognosesignale in Form jeweils eines Prognose-Datensatzes, der die Bezeichnung des prognostizierten Wertes, den Prognosehorizont, den Prognosewert und seine statistische Verteilung, sowie die Gewichtung und den Rauschfaktor darstellt. Dabei entsteht eine einheitliche Abstraktion der Daten unterschiedlicher Prognoseeinheiten 2.n, die in der Speichereinheit 4 für die nachfolgende Signalverarbeitung in der Verarbeitungseinheit 5 gespeichert werden.More in detail, the forecasting units 2.n (n = 1, 2...) Transmit forecast signals in the form of a forecast dataset containing the designation of the predicted value, the forecast horizon, the forecast value and its statistical distribution, as well as the weighting and the Noise factor represents. This results in a uniform abstraction of the data of different forecasting units 2.n, which are stored in the memory unit 4 for the subsequent signal processing in the processing unit 5.
Abgestellt wird in den Prognoseeinheiten 2.n auf einen Prognosewert mit der Zielgröße X, die im statistischen Sinn eine Zufallsvariable ist, und deren mögliche Ausprägungen X1 beispielsweise lognormal verteilt sind (mit dem Mittelwert μ und der Standardabweichung σ) . Die adjustierte Dichtefunktion f (x±) ist gegeben durch:Is turned off in the prediction units 2.n on a forecast value with the target variable X, which is a random variable in a statistical sense, and their possible variants X 1 are, for example, a lognormal distribution (with mean μ and standard deviation σ). The adjusted density function f (x ± ) is given by:
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wobei r den Rauschfaktor bezeichnet, σ die Standardabweichung des Prognosewertes, X1 den Ausprägungswert, und μ den Mittelwert. Diese Funktion f (X1) kann auch vereinfacht angeschrieben werden als :where r denotes the noise factor, σ the standard deviation of the prognosis value, X 1 the expression value, and μ the mean value. This function f (X 1 ) can also be written in simplified form as:
1 + r1 + r
wobei LN' die lognormale Dichtefunktion (als erste Ableitung der lognormalen Verteilungsfunktion) bezeichnet, die um den Rauschfaktor r adjustiert wird. Sie ist in Fig. 2 mit der Kurve 6, ge- meinsam mit der Standard-Dichtefunktion, Kurve 7, dargestellt. Konkret wird dabei in Fig. 2 auf das einleitend erläuterte Beispiel der Pegelstands-Prognose der zweiten Prognoseeinheit 2.2 abgestellt, wobei die adjustierte Dichtefunktion 6 bei X = 8,04 m lognormal verteilt, mit einer Standardabweichung σ = 1,4%, und einem Rauschfaktor r = 2,7%, veranschaulicht ist,where LN 'denotes the log normal density function (as the first derivative of the log normal distribution function) which is adjusted by the noise factor r. It is shown in FIG. 2 with the curve 6, together with the standard density function, curve 7, shown. Specifically, FIG. 2 focuses on the example of the level forecast of the second forecast unit 2.2 explained in the introduction, with the adjusted density function 6 distributed lognormally at X = 8.04 m, with a standard deviation σ = 1.4%, and a noise factor r = 2.7%, illustrates
Daraus können in der Verarbeitungseinheit 5 pro Prognose wie folgt zwei Ratios Rm, Rm c als die um den Rauschfaktor r erhöhte inverse Wahrscheinlichkeit eines (Mess) Werts über und unter einem bestimmten Ausprägungswert X1 ermittelt werden:From this, two ratios R m , R m c can be determined in the processing unit 5 per prediction as the inverse probability of a (measurement) value above and below a certain expression value X 1 increased by the noise factor r:
l+φl + φ
-φxLNm(x()-φxLN m (x ( )
wobei Rm die Ratio und LN die Lognormalverteilung bezeichnen und die zwei Fälle der Ausprägungsrichtung sich bestimmen als: 1 Messwert über Ausprägungswert X1 -1 Messwert über Ausprägungswert X1 where R m denotes the ratio and LN the lognormal distribution and the two cases of the characteristic direction are determined as: 1 measured value over characteristic value X 1 -1 measured value over characteristic value X 1
Die komplementäre Ratio oder Anti-Ratio für die weitere Verarbeitung bzw. für Zwecke des Vergleichs mit anderen Prognosen errechnet sich demgemäß jeweils als:The complementary ratio or anti-ratio for further processing or for purposes of comparison with other forecasts is accordingly calculated as:
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Jedes neue Prognosesignal wird in der Prognosesignal-Verarbeitungseinheit 5 darauf geprüft, ob es zu einer aktiven Prognose (d.h. einer bereits eingelangten, gespeicherten, aber noch nicht eliminierten Prognose) in Widerspruch steht, und in diesem Fall werden die Prognosen in der Reihenfolge der größten Widersprüche mit Hilfe einer mit der Verarbeitungseinheit 5 verbundenen Eliminationseinheit 8 (s. Fig. 1) eliminiert.Each new forecast signal is checked in the predictive signal processing unit 5 to see if it contradicts an active forecast (ie, a forecast that has already been received, stored, but not yet eliminated), in which case the forecasts will be in order of greatest contradiction with the aid of an elimination unit 8 (see Fig. 1) connected to the processing unit 5.
Dieser Vorgang kann beispielsweise im Detail wie in Fig. 3 gezeigt erfolgen: Nach einem Startschritt 8.1 in Fig. 3 wird zunächst gemäß Feld 8.2 geprüft, ob für das bezeichnete Prognoseobjekt des Prognosesignals bereits aktive Prognosen in der Speichereinheit 4 gespeichert sind. Falls nicht, ist keine Eliminierung erforderlich und kann sofort mit der Aggregation in einer ebenfalls mit der Verarbeitungseinheit verbundenen Aggregationseinheit 9 (s. Fig. 1) fortgesetzt werden.This process may, for example, be done in detail as shown in FIG. 3: After a start step 8.1 in FIG. 3, it is first checked according to field 8.2 whether active forecasts are already stored in the memory unit 4 for the designated prognosis object of the prognosis signal. If not, no elimination is required and can be continued immediately with the aggregation in an aggregation unit 9 (see Fig. 1) also connected to the processing unit.
Falls doch schon aktive Prognosen existieren, werden zunächst gemäß Block 8.3 durch ein geeignetes Verfahren der Kurvendiskussion, wie zum Beispiel das Newtonverfahren oder das Sekantenverfahren, die Maxima der zwei Ratioquotienten hMxi) (d.h. je ein Ratioquotient - h+, h_ - pro Ausprägung von Φ [-1,+I]) zwischen dem neuen Prognosesignal und jeder einzelnen aktiven Prognose ermittelt .If already active forecasts exist, then, according to block 8.3, by a suitable method of curve discussion, such as the Newton's method or the secant method, the maxima of the two ratio quotients hMxi) (ie one quotient quotient - h + , h_ - per expression of Φ [-1, + I]) between the new forecast signal and each individual active forecast.
Pro Paarung werden also zwei Ratioquotienten ermittelt, indem zunächst jede der beiden Ratios der neuen Prognose bezogen auf die jeweils gegenläufige Anti-Ratio (Put-Call bzw. Call-Put) jeder aktiven Prognose auf ein Maximum geprüft wird. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung kann je nach der Art des prognostizierten Wertes unterschiedlich sein; nachfolgend wird aber zur Vereinfachung eine bestimmte, nämlich die bei hydrologischen Phänomenen (z.B. Wasserpegel) typische, Lognormalverteilung zugrunde gelegt.Thus, two ratio ratios are determined for each pairing by first checking each of the two ratios of the new forecast based on the respective opposing anti-ratio (put-call or call-put) of each active forecast to a maximum. The probability distribution may vary depending on the type of the predicted value; however, for the sake of simplicity, a specific lognormal distribution typical of hydrological phenomena (e.g.
Beispielsweise kann die Ermittlung unter Benützung der folgenden Bedingung erfolgen, wobei für die erste Ableitung der folgenden Bedingung für den Ratioquotienten eine Nullstelle für ein Maximum gesucht werden muss (mit einem geeigneten Verfahren, wie beispielsweise dem Newtonverfahren oder dem Sekantenverfahren, wie vorstehend erwähnt) :For example, the determination may be made using the following condition, wherein for the first derivative of the following condition for the ratio quotient, a root must be searched for a maximum (by a suitable method, such as the Newton's method or the secant method, as mentioned above):
n\Xi)— c/ sn \ X i) - c / s
wobei φ = [-1,+I], somit
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where φ = [-1, + I], thus
Figure imgf000016_0001
wobei h den Ratioquotienten am Wert Xj. bezeichnet, bei φ = -1 ausgedrückt als h_ und bei φ = +1 ausgedrückt als h+.where h is the ratio quotient at the value Xj . is expressed as h_ at φ = -1 and expressed as h + at φ = +1.
Ist ein solches Maximum, mit einem der beiden Ratioquotienten über Eins gegeben, vgl. auch das Abfrage-Feld 8.4 in Fig. 3, so liegt ein widersprüchliches Prognosesignal vor, und es muss mittels eines Prognosekonflikt-Datensatzes zunächst Prognosegewicht eliminiert werden, s. Block 8.5 in Fig. 3.If such a maximum, with one of the two ratio quotients over unity, cf. also the query field 8.4 in Fig. 3, so there is a contradictory forecast signal, and it must by means of a prognosis conflict data set first prognosis weight be eliminated, s. Block 8.5 in FIG. 3.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für die zwei Ratioquotienten h- und h+ bei einer vorherrschenden Pegelstands-Prognose von Xi = 8,04 m, O1 = 1,4%, ri = 2,7% und einer neuen Pegelstands-Prognose von X2 = 8,11 m, O2 = 1/8%, r2 = 7,6% veranschaulicht.4 shows an example of the two ratio quotients h and h + with a predominant level forecast of Xi = 8.04 m, O 1 = 1.4%, ri = 2.7% and a new level forecast of X 2 = 8.11m, O 2 = 1 / 8%, r 2 = 7.6%.
Im Beispiel wird deutlich, dass zwischen der neuen Prognose einer Prognoseeinheit, z.B. der Prognoseeinheit 2.2, von 8,11 m (σ = 1,8%) und der vorherrschenden Prognose einer Prognoseeinheit, z.B. der Prognoseeinheit 2.1, von 8,04 m (σ = 1,4%) im Wertebereich von 7,94 bis 8,39 m (Punkte A, B), wo die Kurve für den Ratioquotienten für die Ausprägung Φ = +1 über der Schwelle von Eins liegt, ein Prognosewiderspruch besteht, der den Rauschfaktor von jeweils 2,7 und 7,6% übersteigt, da nach der neuen Prognose z.B. ein Ausprägungswert X2 bis zu 8,04 eine Wahrscheinlichkeit von 31,5% (rauschadjustiert 36,34%), nach der vorherrschenden Prognose ein Ausprägungswert X1 über 8, 04 aber eine Standardwahrscheinlichkeit von 50,0% (rauschadjustiert 48,69%) hat, woraus sich ein Ratioquotient von 1,3396 ergibt (48,69/36,34). Somit könnte z.B 100% Gewicht der Prognose der Prognoseeinheit 2.2 gegen 60% Gewicht der Prognoseeinheit 2.1 aufgerechnet werden und daher für beide Prognoseinheiten 2.1, 2.2 a priori ein zumindest den Rauschfaktor übersteigendes höheres künftiges Prognosegewicht erwartet werden (worin der gesuchte Widerspruch liegt) :In the example it becomes clear that between the new prognosis of a prediction unit, eg the prediction unit 2.2, of 8.11 m (σ = 1.8%) and the prevailing prognosis of a prognosis unit, eg the prediction unit 2.1, of 8.04 m (σ = 1.4%) in the value range of 7.94 to 8.39 m (points A, B), where the curve for the ratio quotient for the expression Φ = +1 is above the threshold of one, there is a prognosis contradiction, which is the Noise factor of 2.7 and 7.6%, respectively, since, according to the new prognosis, an expression value X 2 up to 8.04 has a probability of 31.5% (noise-adjusted 36.34%), according to the prevailing prognosis an expression value X 1 over 8, 04 but has a default probability of 50.0% (noise adjusted 48.69%), resulting in a ratio of 1.3396 (48.69 / 36.34). Thus, for example, 100% of the weighting of the forecasting unit 2.2 against 60% weighting of the forecasting unit 2.1 could be offset, and therefore a higher future forecast weighting exceeding the noise factor would be expected for both forecasting units 2.1, 2.2 a priori (in which the sought-for contradiction lies):
1. Prognose: [60% + 2,7% = 61,6%] < [160% x 50,0% = 80,0%]1st forecast: [60% + 2.7% = 61.6%] <[160% x 50.0% = 80.0%]
2. Prognose: [100% + 7,6% = 107,6%] < [160% x (1 - 31,5%) = 160% x 68,5% = 109,6%]Forecast: [100% + 7.6% = 107.6%] <[160% x (1 - 31.5%) = 160% x 68.5% = 109.6%]
In diesem Beispiel ergibt sich für die zweite Prognoseeinheit 2 auf Basis der eigenen Prognosewerte ein Gewichtszuwachs von 9,6%, der somit den aufgrund des Rauschfaktors erforderlichen Zuwachs von 7,6% übersteigt.In this example, the second prediction unit 2, based on its own prognosis values, has a weight gain of 9.6%, which thus exceeds the 7.6% increase due to the noise factor.
In diesem Wertebereich kann nun prinzipiell ein beliebiger Ausprägungswert Xi als Prognosetrennwert angenommen werden, und für diesen Wert können die jeweiligen Ratios Rm, Rm c berechnet werden, die das Gewichtsbeitragsverhältnis im Prognosekonflikt-Datensatz bestimmen.In this range of values, an arbitrary characteristic value Xi can now in principle be assumed as the prognosis separation value, and for this value the respective ratios R m , R m c can be calculated, which determine the weight contribution ratio in the forecast conflict data set.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, jenen Ausprägungswert X1 als Prognosetrennwert zu bestimmen, bei dem die Summe des durch den Prognosekonflikt eliminierten Prognosegewichts maximal ist. Dieser Ausprägungswert liegt bei jenem Wert, an dem wiederum die jeweils zugehörige der zwei Ratiosummen minimal ist, wobei die Hauptbedingung bestehen bleibt, dass der Ratioquotient beim ermittelten Trennwert größer als 1 sein muss. Diese minimale Ratiosumme errechnet sich, indem für die erste Ableitung der folgenden Formel für die Ratiosumme mit einem der oben angeführten Verfahren der Kurvendiskussion ein Minimum gesucht wird:In this case, it has proven to be advantageous to determine that characteristic value X 1 as a prognosis separation value at which the sum of the forecast weight eliminated by the prognosis conflict is the maximum. This expression value is at that value, at which in each case the respectively associated one of the two ratio sums is minimal, whereby the main condition remains that the ratio quotient must be greater than 1 at the determined separation value. This minimum ratio is calculated by looking for a minimum for the first derivation of the following formula for the ratio by one of the above-mentioned methods of the curve discussion:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
wobei g die Ratiosumme am Wert X1 bezeichnet, bei φ = -1 ausgedrückt als g_ und bei φ - +1 ausgedrückt als g+.where g denotes the ratio sum at the value X 1 , expressed as g_ at φ = -1 and expressed as g + at φ - +1.
Ein Beispiel für die zwei Ratiosummen g+, g_ wie oben bei einem Pegelstand Xi = 8,04 m, O1 = 1,4%, ri = 2,7% (vorherrschende Prognose), bzw. einem Pegelstand X2 = 8,11 m, σ2 = 1,8%, r2 = 7,6% (neue Prognose) ist in Fig. 5 veranschaulicht.An example of the two ratio sums g + , g_ as above at a level Xi = 8.04 m, O 1 = 1.4%, ri = 2.7% (prevailing forecast), or a level X 2 = 8, 11 m, σ 2 = 1.8%, r 2 = 7.6% (new prognosis) is illustrated in FIG. 5.
Sollte an diesem Minimum der Ratiosumme der entsprechende Ratioquotient kleiner Eins sein, X1 also außerhalb der Prognosekonfliktzone liegen, so wird vom Minimum der Ratiosumme weg der nächste Punkt gesucht, an dem er gleich 1 ist; im Falle von zwei solchen Punkten X1, Xj wird jener gewählt, der die geringere Ratiosumme aufweist .If, at this minimum of the ratio sum, the corresponding ratio quotient is less than one, X 1 thus lies outside the forecast conflict zone, then the minimum point of the ratio sum is searched for the next point at which it is equal to 1; in the case of two such points X 1 , X j are chosen that having the lower ratio.
Nachfolgend wird in die Ratio-Queue ein Eintrag nach den dazugehörigen Ratioquotienten einsortiert und dazu der ermittelte optimale Ausprägungswert X1 als Trennwert vermerkt (s. Block 8.5 in Fig. 3) .Subsequently, an entry is sorted into the ratio queue according to the associated ratio quotients and for this purpose the determined optimal expression value X 1 is noted as a separation value (see block 8.5 in FIG.
Die Ratio-Queue wird nun nach Ratiosummen aufsteigend sortiert (vgl. Block 8.6 in Fig. 3), und nach einer Abfrage (Feld 8.7), ob die Ratio-Queue einen Eintrag enthält, sowie einer Abfrage (Feld 8.8), ob das Gewicht der neuen Prognose zu 100% eliminiert wird, im negativen Fall abgearbeitet, indem Prognosekonflikt-Datensätze generiert werden, wobei aufgrund der zugehörigen Ratios das eliminierte Gewicht Gn, bestimmt wird. Dazu wird geprüft, ob die neue Prognose das höhere relative Gewicht Gn aufweist:The ratio queue is now sorted in ascending order by ratio sums (see block 8.6 in Fig. 3), and after a query (field 8.7), if the ratio queue contains an entry and a query (field 8.8), if the weight In the negative case, the new forecast is eliminated by processing forecast conflict records, whereby the eliminated weight G n , is determined on the basis of the associated ratios. For this purpose, it is checked whether the new prognosis has the higher relative weight G n :
GnX(Rn -l)>Gm G n X (R n -I)> G m
In diesem Fall wird gemäß Block 8.9 in Fig. 3 das Gewicht der neuen Prognose umIn this case, according to block 8.9 in FIG. 3, the weight of the new forecast is changed
Gn=Gn-G1nX(R1n-I)G n = G n -G 1n X (R 1n -I)
reduziert, und ein Prognosekonflikt-Datensatz wird mit dem Trennwert und den beiden Gewichten Gn, Gn, und Ratios Rm, Rm c in einer Speichereinheit 10 (s. Fig. 1) abgespeichert, vgl. Block 8.10. Dann wird der nächste Eintrag in der Ratio-Queue abgearbeitet.is reduced, and a prognosis conflict data set is stored with the cut-off value and the two weights G n , G n , and ratios R m , R m c in a memory unit 10 (see Fig. 1), cf. Block 8.10. Then the next entry in the ratio queue is processed.
Im gegenteiligen Fall reduziert sich das Gewicht Gn, der aktiven Prognose (Block 8.9) analog umIn the opposite case, the weight G n of the active forecast (block 8.9) is reduced analogously
G111=G1n-GnX(Rn-V)1 G 111 = G 1n -G n X (R n -V) 1
und der entsprechende Prognosekonflikt-Datensatz wird gemäß Block 8.10 mit dem Trennwert und den beiden Gewichten Gm, Gn und Ratios Rmr Rm c in der Speichereinheit 10 (s. Fig. 1) abgespeichert. Ist die neue Prognose gänzlich eliminiert (Feld 8.8 in Fig. 3, Ausgang „Ja") oder die Ratio-Queue abgearbeitet (Feld 8.7, Ausgang „Nein") , so wird mit der Aggregation der neuen Prognoseinformation in der Aggregationseinheit 9 (s. Fig. 1) fortgesetzt.and the corresponding forecast conflict data record is stored in the memory unit 10 (see FIG. 1) in accordance with block 8.10 with the separation value and the two weights G m , G n and ratios R mr R m c . If the new forecast is completely eliminated (field 8.8 in Fig. 3, output "Yes") or the ratio queue is processed (field 8.7, output "No"), the aggregation of the new forecast information in the aggregation unit 9 (see FIG. Fig. 1) continued.
Nachdem auf die vorstehend beschriebene Weise widersprüchliche Prognosesignale eliminiert wurden, werden die verbleibendeη aktiven Prognosen in der Aggregationseinheit 9 (Fig. 1) auf geeignete Art aggregiert, vgl. auch Block 8.11 in Fig. 3. Vorteilhafte Aggregationsmöglichkeiten sind unter anderem das Simple-Ver- fahren, das Mitteverfahren und das Kombinationsverfahren.After contradictory prediction signals have been eliminated in the manner described above, the remaining active forecasts in the aggregation unit 9 (FIG. 1) are aggregated in an appropriate manner, cf. also block 8.11 in FIG. 3. Advantageous aggregation possibilities include the simple method, the center method and the combination method.
- Beim Simple-Verfahren wird die Prognose mit dem geringsten Rauschfaktor r als beschreibende Größe herangezogen, und von ihr werden x0, σ0, L0 und r0 abgelesen.- In the simple method, the forecast with the lowest noise factor r is used as the descriptive variable, and from it x 0 , σ 0 , L 0 and r 0 are read.
- Beim Mitteverfahren wird die Kombination jener Prognosen P1 bzw. Pj, jeweils mit Verteilung LN und Rauschfaktor r, herangezogen, bei denen die folgenden zwei Ausprägungswerte xu bzw. xd der mit dem Rauschfaktor adjustierten Mediane jeweils minimal bzw. maximal sind:In the middle method, the combination of those predictions P 1 and Pj, respectively with distribution LN and noise factor r, in which the following two expression values x u and x d of the noise factors adjusted medians are respectively minimal and maximal:
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
Die aggregierte (Gesamt-) Prognose P0 mit X0, σ0, G0 und r0 ergibt sich aus Prognosen P1 bzw. Pj wie folgt:The aggregate (total) forecast P 0 with X 0 , σ 0 , G 0 and r 0 results from forecasts P 1 and P j as follows:
Der aggregierte Prognosewert ist:
Figure imgf000019_0002
The aggregated forecast value is:
Figure imgf000019_0002
Für σ0 gilt der mit Werten G1 und Gj gewichtete Durchschnitt von Oi und Oj .Σ 0 for the weighted with values G 1 and G j average of Oi and O j holds.
Beim Gewicht G gilt die Gewichtssumme. Der aggregierte Rausch- faktor r0 errechnet sich wie folgt, wobei LN0 die lognormale Verteilungsfunktion für X0 und σ0 bezeichnet :The weight G is the weight sum. The aggregated noise factor R 0 is calculated as follows, where LN 0 is the lognormal distribution function for X 0 and σ 0:
ro=LN0(X11)-LN0(xd)r o = LN 0 (X 11 ) -L N 0 (x d )
- Beim Kombinationsverfahren werden alle aktiven Prognosen ge- wichtet kombiniert. In einer Kombinationsmöglichkeit wird die Gewichtssumme G aller n aktiven Prognosen errechnet.
Figure imgf000020_0001
- Combination method combines all active forecasts weighted. In a combination option, the weight sum G of all n active forecasts is calculated.
Figure imgf000020_0001
Alternativ sind auch Adjustierungen der Gewichte möglich, um Einzelprognosen mit höherem Rauschfaktor bei der Aggregierung weniger zu berücksichtigen, indem zum Beispiel G1 durch ∑χ2 geteilt wird.Alternatively, it is also possible to adjust the weights in order to take less account of individual forecasts with a higher noise factor in the aggregation, for example by dividing G 1 by Σχ 2 .
Nun errechnet sich in der ersten beispielhaften Kombinationsmög- lichkeit das relativ gewichtete Mittel x0 wie folgt:Now, in the first exemplary combination possibility, the relatively weighted mean x 0 is calculated as follows:
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0002
Die relativ gewichtete kombinierte Standardabweichung σ0 bestimmt sich sodann als :The relatively weighted combined standard deviation σ 0 is then determined as:
σo =— Y σ. xσ*σ o = - Y σ. xσ *
<J ;=1<J; = 1
Nachdem eine aggregierte Prognoseinformation vorliegt, die gemäß Fig. 1 einer Steuereinheit 12 zwecks Ansteuerung einer Prozesseinheit 13 zugeführt wird, und die bevorzugt auch den vernetzten Prognoseeinheiten 2.i sowie gegebenenfalls anderen, nachgeordne- ten Prognoseeinheiten 2' übermittelt wird, kann es für eine Prognoseeinheit vorteilhaft sein, bei Bedarf gebundenes Gewicht aus Prognosekonflikten für andere Prognosezwecke freisetzen zu können, vgl. auch Block 8.12 in Fig. 3, wobei momentan aktive Prognosesignal-Datensätze zur Gewichtssubstitution - in einer Substitutionseinheit 15 - eingesetzt werden. Zur Substitution übermittelt die Prognoseeinheit 2 ein Substitutionssignal an die Substitutionseinheit 15 des zentralen Prognosesystems 1, die das freizusetzende Gewicht wie folgt ermittelt:After an aggregated prognosis information is present, which is supplied according to FIG. 1 to a control unit 12 for the purpose of controlling a process unit 13, and which is preferably also transmitted to the networked forecasting units 2.i and possibly other, downstream prognosis units 2 ', it can be used for a forecasting unit be advantageous to be able to release bound weight from forecasting conflicts for other forecasting purposes if necessary, cf. also block 8.12 in Fig. 3, wherein currently active prognosis signal data sets for weight substitution - in a substitution unit 15 - are used. For substitution, the prediction unit 2 transmits a substitution signal to the substitution unit 15 of the central prognosis system 1, which determines the weight to be released as follows:
Zunächst wird nach der oben bereits angeführten Formel für die Ratioberechnung für jedes im Prognosesignal-Speicher 4 gespeicherte aktive Prognosesignal n seine Ratio (Rn) bezogen auf den spezifischen Prognosetrennwert (X1) des zu substituierenden Prognosekonflikt-Datensatzes i unter Berücksichtigung der Konfliktseite Φ ermittelt und pro aktiver Prognose in eine Ratio-Queue eingetragen. Danach wird jeder Eintrag der Ratio-Queue aufsteigend sortiert. Danach wird diese Ratio-Queue abgearbeitet, indem das durch die Prognosesubstitution freisetzbare Gewicht wie folgt errechnet wird:First, according to the above-mentioned formula for the ratio calculation, for each active prognosis signal n stored in the prognosis signal memory 4, its ratio (R n ) relative to the specific prognosis separation value (X 1 ) of the predicted conflict dataset i to be substituted is determined taking into account the conflict side Φ and entered into a ratio queue for each active forecast. Then each entry of the ratio queue is sorted in ascending order. Thereafter, this ratio queue is processed by calculating the weight releasable by the prognosis substitution as follows:
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000021_0001
wobei Gj. das im Prognosekonflikt i gebundene Gewicht, R1 dessen ursprüngliche Ratio des Konflikt-Datensatzes, und Rn die Ratio der aktiven Prognose aus der Ratio-Queue bezeichnet. Insoweit dieses Gewicht im betreffenden aus dem Speicher 4 ausgelesenen Prognosesignal verfügbar ist, wird im Gewichtespeicher 11 das freie (sonst nur das verfügbare) Gewicht der ursprünglichen Prognoseeinheit i zugerechnet und dem aktiven Prognosesignal n abgezogen.where Gj . the weight bound in the prediction conflict i, R 1 its original ratio of the conflict record, and R n the ratio of the active forecast from the ratio queue. Insofar as this weight is available in the relevant prognosis signal read from the memory 4, in the weight memory 11 the free (otherwise only available) weight of the original prediction unit i is added and subtracted from the active prognosis signal n.
Ein neuer Prognosekonflikt-Datensatz wird gespeichert, indem bildlich die ursprüngliche Prognoseeinheit i die komplementäre Konfliktseite ~Φ einnimmt und die aktive Prognoseeinheit die ursprüngliche Konfliktseite mit dem derart bestimmten, nun freigesetzten Gewicht einnimmt. Im Fall der nur teilweisen Verfügbarkeit des erforderlichen Gewichts (Gn < Gfrei) wird das Konfliktgewicht G1 im urspünglichen Prognosekonflikt-Datensatz proportional (mit Gn / Gfrei) reduziert. Anschließend wird der nächste Ratio- Queue-Eintrag für das verbleibende Gewicht G1 abgearbeitet.A new forecast conflict record is stored by figuratively assuming the original prediction unit i the complementary conflict side ~ Φ and the active forecasting unit occupying the original conflict side with the weight thus determined, now released. In the case of only partial availability of the required weight (G n <G free ), the conflict weight G 1 in the original forecast conflict data set is reduced proportionally (with G n / G fre i). Subsequently, the next ratio queue entry for the remaining weight G 1 is processed.
Was die Evaluierung betrifft, so werden zum Prognosezeitpunkt alle nicht bereits substituierten Prognosekonflikt-Datensätze evaluiert, vgl. die Evaluationseinheit 14 in Fig. 1, indem ein tatsächlicher Messwert mit Hilfe einer Messeinheit 16 ermittelt oder ein zeitlich nachgelagerter Prognosewert für die selbe Prognosegröße herangezogen wird, der für die Zeitdimension allenfalls korrigiert werden muss. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn aufgrund einer Entscheidung bzw. eines den Messwert beeinflussenden Steuerimpulses vor Erreichen des Prognosezeitpunkts der Messwert nicht mehr ermittelt werden kann oder ein Zerstörungstest vermieden werden soll, wobei in diesen letzten Fällen auch der letztgültige aggregierte Prognosewert (vor dem beeinflussenden Steuerimpuls) herangezogen werden kann.As far as the evaluation is concerned, all forecast conflict data sets that have not already been substituted are evaluated at the time of the forecast, cf. the evaluation unit 14 in Fig. 1, by a actual measured value is determined with the aid of a measuring unit 16 or a time-lagged forecast value for the same prognosis size is used, which at most has to be corrected for the time dimension. This is particularly advantageous if, due to a decision or a control pulse influencing the measured value, the measured value can no longer be determined before the prediction time is reached or a destruction test is to be avoided, in which case the last valid aggregated prognosis value (before the influencing control pulse ) can be used.
Das im Prognosekonflikt gebundene Gesamtgewicht wird im Evaluie- rungsprozess von der Evaluations- bzw. Gewichtungseinheit 14 sodann vollständig jener Prognoseeinheit zugerechnet, s. Speichereinheit 11 in Fig. 1, der bei der Eliminierung die seitenrichtige Konfliktseite bezüglich des Messwertes zugeschrieben wurde. Sollte der Prognosewert gleich dem Messwert sein, so wird das Gewicht zu gleichen Teilen beiden Prognoseeinheiten zugerechnet.The total weight bound in the forecast conflict is then assigned in the evaluation process by the evaluation or weighting unit 14 completely to that forecast unit, s. Memory unit 11 in Fig. 1, which was attributed in the elimination of the page right conflict page with respect to the measured value. If the forecast value equals the measured value, the weight is equally divided between the two forecast units.
Weiters kann es vorteilhaft sein, nach Erreichen eines Prognosezeitpunktes oder überhaupt in regelmäßigen Intervallen jeder einzelnen Prognoseeinheit 2 zusätzlich ein bestimmtes Gewicht unabhängig vom Prognoseergebnis zuzurechnen, um den Verbleib aller Prognoseeinheiten, wenn auch mit minimalem Gewichtungspotential im Gesamtsystem, zu sichern. Eine mögliche Variante hierfür ist eine prozentuelle Aufstockung der n Prognoseeinheiten wie folgt:Furthermore, it can be advantageous, after reaching a prognosis time or even at regular intervals, to additionally attribute a specific weight to each individual prognosis unit 2, independently of the prognosis result, in order to ensure the fate of all prognosis units, albeit with minimal weighting potential in the overall system. A possible variant for this is a percentage increase of the n forecast units as follows:
„ n"N
wobei G-I- das Aufstockungsgewicht, a einen Aufstockungsfaktor (z.B. 0,01) und G1 das momentane Gesamtgewicht jeder der Prognoseeinheiten bezeichnet. Wenn a = 0 ist, können Prognoseeinheiten aus dem Gesamtsystem gänzlich eliminiert werden. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, a gleich einem durchschnittlichen Rauschfaktor zu setzen, um den Lerneffekt zu kalibrieren.where GI is the top-up weight, a is a top-up factor (eg, 0.01), and G 1 is the current total weight of each of the forecast units. If a = 0, prediction units from the overall system can be completely eliminated. It has proven to be advantageous to set a equal to an average noise factor in order to calibrate the learning effect.
Im hydrologischen Beispiel kann so vermieden werden, dass zum Beispiel Prognosen einer auf ein seltenes Ereignis spezialisier- ten meteorologischen Prognoseeinheit (z.B. für Blitzaktivität) überhaupt nicht mehr berücksichtigt werden, nur weil z.B. eine lange Zeitreihe ohne Blitzaktivität entsteht und Prognosen aufgrund des hohen Zufallsfaktors zu Ungunsten der Prognoseeinheit evaluiert werden. Langfristig kann dies dazu führen, dass sich die Gesamtzahl der Prognoseeinheiten mit Gewicht auf Eins reduziert.In the hydrological example, it is thus possible to avoid, for example, forecasts of a specialist who specializes in a rare event. The meteorological prediction unit (eg for lightning activity) is no longer considered at all, just because, for example, a long time series without lightning activity arises and forecasts due to the high random factor are evaluated to the detriment of the forecasting unit. In the long run, this can cause the total number of forecasting units to be reduced to one with weight.
Aus Vorstehendem ergibt sich, dass mit der vorliegenden Technik eine Komprimierung von Prognose-Daten in der Art einer speziellen Codierung erhalten wird, wobei eine effizientere Datenübermittlung und eine quantifiziert verlässliche Anwendung in den verschiedensten Gebieten der Technik für Steuer- und Regelsysteme bis hin zu finanztechnischen Systemen, möglich ist. Dabei ist es auch denkbar, die verschiedenen in Fig. 1 gezeigten Einheiten, z.B. 5, 8, 9, 14, 15, als eigene Baueinheiten oder Komponenten, auch als Hardware oder Firmware, mit fest vorgegebenen Abläufen, zu realisieren, ebenso wie eine Verteilung auf mehrere Rechner denkbar ist. From the foregoing, it will be seen that the present technique achieves compression of prediction data such as special coding, with more efficient data transmission and quantified reliable application in various fields of engineering for control systems to financial engineering systems , is possible. It is also conceivable to use the various units shown in Fig. 1, e.g. 5, 8, 9, 14, 15, as a separate units or components, as hardware or firmware, with fixed predetermined processes to realize, as well as a distribution to multiple computers is conceivable.

Claims

Ansprüche : Claims :
1. Verfahren zur automatisierten Ermittlung von optimierten Prognosen auf der Basis von Einzelprognosen für die Steuerung oder Regelung operativer Systeme bzw. Prozesse, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelprognosen, die einen Wert für einen definierten zukünftigen System- oder Prozesszustand und dessen statistische Verteilung beschreiben und die unterschiedliche Gewichtungen sowie Rauschfaktoren aufweisen, auf Widersprüche untersucht werden, wobei widersprüchliche Einzelprognosen eliminiert und die verbleibenden Einzelprognosen unter Berücksichtigung der Rauschfaktoren zu einer optimierten Gesamt-Prognose mit einem zugehörigen aggregierten Rauschfaktor aggregiert werden.1. A method for the automated determination of optimized forecasts on the basis of individual forecasts for the control or regulation of operational systems or processes, characterized in that the individual predictions that describe a value for a defined future system or process state and its statistical distribution and the have different weights and noise factors are examined for contradictions, with contradictory individual forecasts eliminated and the remaining individual forecasts are aggregated taking into account the noise factors to an optimized overall prognosis with an associated aggregate noise factor.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Untersuchung auf einen Widerspruch bei jeweils zwei Einzelprognosen für jede Prognose zwei Ratios (Rm, Rm c) in Form der um den Rauschfaktor (r) erhöhten inversen Wahrscheinlichkeit eines Wertes über bzw. unter einem bestimmten Ausprägungswert (xi) ermittelt werden.2. Method according to claim 1, characterized in that in the investigation for a contradiction in two individual predictions for each prognosis, two ratios (R m , R m c ) in the form of the inverse probability of a value above or above the noise factor (r) are determined under a certain value (xi).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Ratios der späteren Einzelprognose bezogen auf die jeweils komplementäre Ratio der bzw. jeder früheren aktiven Einzelprognose auf ein Maximum geprüft wird, um einen etwaigen Widerspruch festzustellen.3. The method according to claim 2, characterized in that each of the two ratios of the later individual forecast is checked to a maximum in relation to the respective complementary ratio of the or each previous active individual forecast, in order to determine a possible contradiction.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungen von Einzelprognosen entsprechend dem Ergebnis der Untersuchung auf Widersprüche reduziert werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the weightings of individual forecasts are reduced according to the result of the investigation for contradictions.
5. Verfahren nach Anspruch 4 mit Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsbeitragsverhältnis auf Basis der jeweiligen Ratios bestimmt wird.5. The method of claim 4 with claim 2 or 3, characterized in that a weight contribution ratio is determined on the basis of the respective ratios.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass ein Prognosetrennwert dadurch bestimmt wird, dass hiefür jener Ausprägungswert (X1) ermittelt wird, bei dem die Summe der elminierten Gewichtungen zweier Einzelprognosen maximal ist. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized marked ¬ characterized in that a prognosis separation value is determined by the fact that for this purpose that expression value (X 1 ) is determined, in which the sum of the eliminated weightings of two individual forecasts is a maximum.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Prognosekonflikt, beschrieben durch Prognosetrennwert und Gewichtsbeitragsverhältnis, die Summe der reduzierten Gewichtungen festgehalten wird.7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that for a prognosis conflict, described by forecast separation value and weight contribution ratio, the sum of the reduced weightings is held.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Prognosekonflikt das festgehaltene Gewicht einer Prognose (i) unter Gewichtsreduktion einer anderen Prognose freigegeben wird.8. The method according to claim 7, characterized in that in a prognosis conflict the recorded weight of a prognosis (i) is released under weight reduction of another prognosis.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aggregation die Einzel-Prognose mit dem geringsten Rauschfaktor zugrunde gelegt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the aggregation is based on the single prognosis with the lowest noise factor.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aggregation jene zwei Einzelprognosen kombiniert werden, bei denen Ausprägungswerte der mit dem Rauschfaktor adjustierten Mediane minimal bzw. maximal sind.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in the aggregation those two individual predictions are combined in which expression values of the adjusted with the noise factor medians are minimal or maximum.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aggregation alle verbleibenden Einzelprognosen gewichtet kombiniert werden.11. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in aggregation all remaining individual forecasts are combined weighted.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein tatsächlicher Messwert oder eine nachgelagerte aggregierte Gesamtprognose für den prognostizierten System- oder Prozesszustand zur Evaluierung bzw. Gewichtsverteilung auf die einzelnen Prognoseeinheiten herangezogen wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that an actual measured value or a downstream aggregated overall forecast for the predicted system or process state for evaluation or weight distribution is used on the individual forecast units.
13. System (1) zur automatisierten Ermittlung von optimierten Prognosen für die Steuerung oder Regelung operativer Systeme bzw. Prozesse (13) , gekennzeichnet durch mit parallel arbeitenden Prognoseeinheiten (2.i), die zur Abgabe von Einzelprognosen, die einen Wert für einen definierten zukünftigen System- oder Prozesszustand und dessen statistische Verteilung beschreiben, und die unterschiedliche Gewichtungen sowie Rauschfaktoren aufweisen, eingerichtet sind, verbundene Rechnermittel (3) , die eine Eliminationseinheit (8) zur Elimination widersprüchlicher Einzelprognosen sowie eine Aggregationseinheit (9) zum Aggregie- ren der verbleibenden Einzelprognosen unter Berücksichtigung der Rauschfaktoren zu einer optimierten Gesamtprognose mit einem zugehörigen aggregierten Rauschfaktor aufweisen.13. System (1) for the automated determination of optimized forecasts for the control or regulation of operational systems or processes (13), characterized by operating in parallel forecasting units (2.i), the output of individual forecasts, a value for a defined describe future system or process state and its statistical distribution, and which have different weightings and noise factors, are set up, connected computer means (3) having an elimination unit (8) for eliminating contradictory individual forecasts and an aggregation unit (9) for aggregating Taking into account the noise factors, the remaining individual forecasts have an optimized overall prognosis with an associated aggregated noise factor.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eliminationseinheit (8) und der Aggregationseinheit (9) eine Prognosesignal-Verarbeitungseinheit (5) vorgeordnet ist.14. System according to claim 13, characterized in that the elimination unit (8) and the aggregation unit (9) is preceded by a prediction signal processing unit (5).
15. System nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine gesonderte Speichereinheit (4) für die die Einzelprognosen repräsentierenden Prognosesignal-Datensätze .15. System according to claim 13 or 14, characterized by a separate memory unit (4) for the prediction signal data sets representing the individual forecasts.
16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Eliminationseinheit (8) eine Speichereinheit (10) zur Speicherung von Prognosekonflikt-Datensätzen verbunden ist.16. System according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the elimination unit (8) is a memory unit (10) connected to store forecast conflict data records.
17. System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine Evaluationseinheit (14) zur Auswertung der Prognosekonflikt-Datensätze und gegebenenfalls Umverteilung der Gewichtungen der Prognoseeinheiten auf der Basis der aggregierten Gesamtprognose und/oder eines von einer Messeinheit (16) zugeführten Messwerts.17. System according to any one of claims 13 to 16, characterized by a evaluation unit (14) for evaluating the prognosis conflict data sets and, where appropriate, redistribution of the weightings of the forecasting units on the basis of the aggregate total forecast and / or one of a measuring unit (16) supplied measured value.
18. System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, gekennzeichnet durch eine Substitutionseinheit (15) zum Zuordnen von freigesetztem Gewicht aus einem Prognosekonflikt zu einer Prognoseeinheit. 18. System according to any one of claims 13 to 17, characterized by a substitution unit (15) for allocating weight released from a prognosis conflict to a forecasting unit.
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