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CN108694113A - 时间序列数据记录方法以及装置 - Google Patents

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CN108694113A
CN108694113A CN201810270711.9A CN201810270711A CN108694113A CN 108694113 A CN108694113 A CN 108694113A CN 201810270711 A CN201810270711 A CN 201810270711A CN 108694113 A CN108694113 A CN 108694113A
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CN201810270711.9A
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平山博文
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Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及时间序列数据记录方法以及装置。其不对有用的数据进行间隔剔除、将时间序列数据高效地记录到记录容量有限的存储器中。设置将实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据的数据缩略部(13)，记录控制部(14)基于时间序列数据存储部(12A)的空白容量判定能否将实际数据记录到时间序列数据存储部(12A)，在能够记录的情况下，将实际数据直接记录到时间序列数据存储部(12A)，在不能够记录的情况下，通过数据缩略部(13)对实际数据集进行缩略，将得到的特征量数据记录到时间序列数据存储部(12A)。

Description

时间序列数据记录方法以及装置
技术领域
本发明涉及一种用于将时间序列数据高效地记录到有限的记录容量的存储器的时间序列数据记录技术。
背景技术
近年来，关于在工厂、建筑物等设施中使用的指示调节计等产业用的现场设备，按照IoT(InternetofThings，物联网)等的见解，自动地收集表示控制对象的状态、控制内容的数据的数据收集功能的重要性提高。另外，通过分析这些数据，还发现了预知故障、改善成品率等各种有用性。
另一方面，如果进行单纯的数据收集，则数据量变得庞大，所以，还存在数据记录、处理变难的方面。因此，期待用现场设备捕捉数据的特征量，仅提取所需的数据。为了提取特征量，需要临时地记录实际数据，但对于现场设备要求低成本且小型化，所以，需要以有限的记录容量高效地记录。
通常，针对指示调节计等现场设备，设置有将表示控制对象的状态、控制内容的时间序列数据临时记录于存储器的时间序列数据记录功能。由此，管理者能够读出所记录的时间序列数据来解析，除了验证控制对象的状态、控制内容的演变之外，还能够验证对所发生的事态进行了什么样的控制。
在以使从控制对象检测到的检测温度变成设定温度的方式控制加热器的指示调节计(温度调节计)中，将检测温度(PV值)、设定温度(SP值)、根据检测温度与设定温度求出的操作量(MV值)、基于操作量的来自加热器控制用致动器的输出电流值(CT值)等各种时间序列数据记录到存储器。另外，在除了检测温度之外还使用检测压力等多个输入变量来进行更高级的控制的情况、具有多个系统的控制输出的情况下，应该记录的时间序列数据进一步增加。
例如，在每隔控制周期50ms地记录32种数据的情况下，记录数据数量在24小时内约为550万个。在这里，在按单精度浮点记录1个数据的情况下，数据长度为4字节，所以，整体上需要约22兆字节的记录容量。另外，现场设备也有时连续几个月地持续工作。因此，将所得到的实际数据全部记录到存储器是不现实的。
以往，作为将时间序列数据高效地记录到存储器的技术，提出了如下技术：在存储器的空白容量变少的情况下使数据的记录间隔相比此前进一步变长，或者，在超过所设定的基准值的情况下使记录间隔适应地变化，从而削减记录数据数量(例如，参照专利文献1等)。由此，与以恒定的记录间隔记录数据的情况相比，能够不使记录容量增大而延长能够进行记录的期间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-112363号公报
专利文献2：日本特开平05-040517号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在这样的现有技术中，在存储器的空白容量变少的情况、超过所设定的基准值的情况下，记录间隔变长，所以，与以恒定的记录间隔记录数据的情况相比，对记录的数据在时间方向上间隔剔除。因此，在延长了记录间隔的情况下，在记录时刻的期间内发生异常等各种事态的可能性变高，所以，根据情况而没能记录发生事态时的数据。因此，即使在后面解析所记录的时间序列数据，在有用的数据被间隔剔除的情况下，也存在无法掌握在发生事态时存在什么样的变化这样的问题点。
另外，在使记录间隔适应地变化的情况下，需要还将记录间隔与各数据一起记录。特别是，PV值的每单位时间的变化量在掌握控制对象的特性、控制结果方面变得极为重要。因此，在解析所记录的时间序列数据的情况下，需要逐一核对各数据的记录间隔，所以，存在作业变得极为繁琐、处理负担增大这样的问题点。
本发明用于解决这样的课题，其目的在于，提供一种不对有用的数据被间隔剔除就能够将时间序列数据高效地记录到有限的记录容量的存储器的时间序列数据记录。
解决技术问题的技术手段
为了达到这样的目的，本发明涉及一种时间序列数据记录方法，将按规定周期取得的时间序列的实际数据依次记录到时间序列数据存储部，所述时间序列数据记录方法的特征在于，具备：数据缩略步骤，其将由按时间序列连续的恒定量的所述实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据；以及记录控制步骤，其监视所述时间序列数据存储部的空白容量，在取得新的实际数据时，判定能否将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，如果能够记录，则将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，另一方面，如果不能记录，则从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取按时间序列连续的恒定量的实际数据来作为实际数据集，并通过所述数据缩略步骤进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，并且将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，在所述记录控制步骤中，在不能够将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部的情况下，从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取所述恒定量的实际数据作为实际数据集，并通过所述数据缩略步骤进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，然后将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，在所述记录控制步骤中，在不能够将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部、且已经记录于所述时间序列数据存储部的数据已全部缩略成特征量数据的情况下，在删除这些特征量数据的一部分之后，将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，在所述记录控制步骤中，在删除所述特征量数据的一部分时，从已经记录于所述时间序列数据存储部的最旧的特征量数据开始依次地删除。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，还具备依次存储所取得到的所述实际数据的缓冲区，在所述记录控制步骤中，在提取所述实际数据集时，从所述缓冲区提取按时间序列连续的所述恒定量的实际数据作为实际数据集。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，所述缓冲区由环形缓冲区构成，所述环形缓冲区具有能够存储所述恒定量以上的实际数据的容量。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，还具备：事态发生检测步骤，其验证与记录于所述时间序列数据存储部的所述实际数据的值相关的演变，在检测到发生预先指定的事态的情况下，将这些实际数据中的与所述事态相关的实际数据确定为事态数据；以及事态数据处理步骤，其与所述事态的发生检测相应地，将所述事态数据从所述时间序列数据存储部转移到事态数据存储部。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，还具备：事态发生检测步骤，其验证与记录于所述时间序列数据存储部的所述实际数据的值相关的演变，在检测到发生预先指定的事态的情况下，将这些实际数据中的与所述事态相关的实际数据确定为事态数据；以及事态数据处理步骤，其与所述事态的发生检测相应地，在所述时间序列数据存储部内将所述事态数据不作为所述实际数据集的缩略以及删除的对象进行保护。
另外，在本发明的上述时间序列数据记录方法的一个构成例中，在所述事态发生检测步骤中，在取得所述事态数据时，取得位于所述事态的发生时刻的前后的连续的一序列的实际数据作为所述事态数据。
另外，本发明的时间序列数据记录装置中，将按规定周期取得的时间序列的实际数据依次记录到时间序列数据存储部，所述时间序列数据记录装置的特征在于，具备：数据缩略部，其将由按时间序列连续的恒定量的所述实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据；以及记录控制部，其监视所述时间序列数据存储部的空白容量，在取得新的实际数据时，判定能否将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，如果能够记录，则将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，另一方面，如果不能记录，则从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取按时间序列连续的恒定量的实际数据来作为实际数据集，并通过所述数据缩略部进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，并且将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
发明效果
根据本发明，特征量数据的数据尺寸比实际数据集小，所以能够在少的记录区域中记录比实际数据集多的特征量数据，并且没有必要通过记录间隔的延长而对记录的数据间隔剔除。因此，能够将时间序列数据高效地记录到有限的记录容量的存储器中。
因此，能够不需要成为成本上升、大型化的原因的大规模容量的存储器，以有限量的数据详细地掌握控制对象的状态、控制内容，对查明所产生的障碍的原因、事态间的相互关系、预知故障、提高成品率大有帮助。
附图说明
图1是示出第一实施方式的时间序列数据记录装置的构成的框图。
图2是示出第一实施方式的数据记录处理的流程图。
图3是示出特征量数据记录处理的流程图。
图4是示出特征量数据记录处理的说明图。
图5是示出特征量数据的记录例的说明图。
图6是示出事态数据记录处理的流程图。
图7是示出事态数据记录处理的说明图。
图8是示出事态数据的记录例的说明图。
图9是示出第二实施方式的时间序列数据记录装置的构成的框图。
图10是示出第二实施方式的数据记录处理的流程图。
图11是示出使用了缓冲区的特征量数据记录处理的说明图。
图12是示出使用了缓冲区的事态数据记录处理的说明图。
具体实施方式
接下来，参照附图，说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
首先，参照图1，说明本发明的第一实施方式的时间序列数据记录装置10。图1是示出第一实施方式的时间序列数据记录装置的构成的框图。
此时，序列数据记录装置10在整体上由CPU、存储器等电路部构成，是将按规定周期取得的时间序列的实际数据依次记录到时间序列数据存储部的装置，搭载于在工厂、建筑物等设施中使用的指示调节计等产业用的现场设备或者连接到现场设备来使用。
一般来说，由现场设备记录到存储器的时间序列数据在管理者在后面针对控制对象的状态、控制内容的演变以及对所发生的事态进行了什么样的控制进行解析并验证时使用。因此，如果将这些时间序列数据以实际数据直接地记录、即以所取得的数据(原始数据)直接地记录，则管理者能够最详细地解析并验证。
通常，这些时间序列数据例如每隔取得周期50ms地取得，相较于控制对象的状态、控制内容的演变，是以极短的周期被记录的。然而，管理者之后解析并验证时，很少按这些周期来确认时间序列数据的变化，而是按比这些周期长的确认间距来掌握时间序列数据的变化。因此，实际上，如果能够按确认间距来掌握时间序列数据的特征、倾向的话，就能够掌握控制对象的状态、控制内容的演变。
本发明着眼于这样的时间序列数据的取得周期和确认间距的关系，设置将由按时间序列连续的恒定量的实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据的数据缩略部，基于存储器的使用状况判定能否将实际数据记录到存储器，在能够记录的情况下将实际数据集直接记录到存储器，在不能记录的情况下，将数据缩略步骤中缩略实际数据集而得到的特征量数据记录到存储器。
接下来，参照图1，详细说明本实施方式的时间序列数据记录装置10的构成。下面，以将时间序列数据记录装置10搭载于以使从控制对象检测到的检测温度变成设定温度的方式控制加热器的指示调节计(温度调节计)的情况为例来进行说明，但不限定于此，也可以应用于其他现场设备，能够得到相同的作用效果。
在时间序列数据记录装置10中，作为主要的功能部，设置有输入输出I/F部11、存储器12、数据缩略部13、记录控制部14、事态发生检测部15以及事态数据处理部16。
输入输出I/F部11具有取得从外部电路、外部装置(均未图示)输出的实际数据的功能。
实际数据是例如每隔取得周期50ms地取得的时间序列数据，既可以是一种时间序列数据，也可以是将多种时间序列数据汇总成一组而得到的数据。在指示调节计的情况下，作为时间序列数据，存在检测温度(PV值)、设定温度(SP值)、根据检测温度与设定温度求出的操作量(MV值)、基于操作量的来自加热器控制用致动器的输出电流值(CT值)等数据。
此外，由控制模块运算出的操作量、接通断开输出、PID运算途中的结果(相当于内部操作量，基于操作量上下限的限制处理前的值)、基于用户设定的警报(PV上限、下限、偏差)、异常(传感器断线、传感器测定范围上限异常、指示调节计主体故障)、数字输入等的各种现状、工作时间、非易失性存储器的写入次数、设定变更的历史等各种资产信息、当前时刻或者接入电源后的经过时间等时刻信息等数据也可以记录为时间序列数据。
存储器12由半导体存储器构成，具有存储实际数据、特征量数据、事态数据的功能。在存储器12中，静态或者动态地设置有作为存储实际数据以及特征量数据的区域的时间序列数据存储部12A以及作为存储事态数据的区域的事态数据存储部12B。
作为存储器12的具体例，既可以是被进行电池备份的DRAM、SRAM等易失性存储器，也可以使用闪存存储器、FRAM(FerroelectricRAM：铁电存储器)等非易失性存储器。另外，存储器12既可以是安装于时间序列数据记录装置10的内部的专用存储器，也可以是能够从外部插拔的SD卡、USB存储器等外部存储器。此时，也可以利用内部、外部存储器这两者，在没有内部存储器的空白区域的时间点下，通过自动或者手动方式将数据转送到外部存储器，在内部存储器中确保空白区域。
数据缩略部13具有将由按时间序列连续的恒定量的实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据的功能。作为特征量数据的具体例，存在控制环路的特性值、制时刻的PV的摆动幅度、每个SP的制时刻的操作量的平均值等数据。
特别是，关于控制环路的特性值，存在在SP阶跃变更后直至PV变化为止的无用时间、从PV变化起直至到达SP附近(例如，SP-3％FS)为止的上升沿时间、从PV到达SP附近(例如，SP-3％FS)起直至成为稳定状态(例如，在一时刻间内停留于SP-1％FS的状态)为止的所需时间、专利文献2所记载的响应趋势模型和诊断结果、AT实施结果中的PID值等。
记录控制部14具有如下功能：监视时间序列数据存储部12A的空白容量、并且在取得新的实际数据时判定能否将实际数据直接记录到时间序列数据存储部12A的功能；如果能够记录则将实际数据直接记录到时间序列数据存储部12A的功能；如果不能记录则从已经记录于时间序列数据存储部12A的多个实际数据中提取按时间序列连续的恒定量的实际数据来作为实际数据集、并通过数据缩略部13进行缩略的功能；以及在将所得到的特征量数据代替实际数据集的实际数据而记录到时间序列数据存储部12A之后将新的实际数据记录到时间序列数据存储部12A的功能。
事态发生检测部15具有如下功能：验证与记录于时间序列数据存储部12A的实际数据的值相关的演变、并且在检测到发生预先指定的事态的情况下将这些实际数据中的与检测到的事态相关的实际数据确定为事态数据的功能；以及在确定事态数据时将紧接着地位于事态的发生时刻的前后的连续的一序列的实际数据确定为事态数据的功能。
事态数据处理部16具有如下功能：与由事态发生检测部15进行的事态的发生检测相应地，将由事态发生检测部15确定出的事态数据从时间序列数据存储部12A转移到事态数据存储部12B。
关于这里所说的事态是指发生如下等事态：发生现场设备中的断线、低于范围(underrange)、内部存储器异常等计量仪器报警；发生时间序列数据的值大于在制时刻被判断为正常的偏差的数据偏离；发生预先被设定为警报的例如PV的上限值异常、下限值异常、变化量异常等事件；发生针对每个现场设备设定的各种异常状态。
关于这样的事态，在管理者在后面进行解析并验证时，需要详细的时间序列数据。因此，在发生这些事态的情况下，通过事态发生检测部15，从时间序列数据存储部12A取得事态数据，使实际数据直接地转移(移动)到事态数据存储部12B，即，使所取得的数据(原始数据)直接地转移(移动)到事态数据存储部12B。特别是，事态数据不仅包括事态发生时刻之后的事后期间内的时间序列数据，还包括在此以前的事先期间内的时间序列数据。由此，能够详细地解析并验证事态发生的预兆现象，能够对确定事态发生原因大有帮助。
此外，关于事态数据，也可以不从时间序列数据存储部12A转移到事态数据存储部12B，而是事态数据处理部16与由事态发生检测部15进行的事态的发生检测相应地，将由事态发生检测部15取得的事态数据，例如通过进行标记管理，在时间序列数据存储部12A内作为缩略以及删除的对象以外的数据进行保护。
另外，事态数据处理部16具有如下功能：与由事态发生检测部15进行的事态的发生检测相应地、基于事态数据存储部12B的空白容量而判定能否将由事态发生检测部15得到的事态数据记录到事态数据存储部12B、并且在能够记录的情况下将事态数据记录到事态数据存储部12B的功能；以及在无法将事态数据记录到事态数据存储部12B的情况下从记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中的旧的数据起按时间序列的依次进行删除、并将事态数据记录到所得到的空白区域的功能。
另外，以上，以尽可能地将实际数据记录于时间序列数据存储部12A的情况为例进行了说明，但关于控制对象处于稳定状态的正常期间，还存在通过特征量数据能够充分地解析、验证的控制对象。在这样的情况下，也可以将记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中的未检测到事态发生的正常期间内的实际数据缩略成特征量数据。由此，能够将由实际数据导致的记录区域的消耗抑制为最小限度。
此时，具体来说，针对记录控制部14设定如下功能即可：与由事态发生检测部15进行的事态的发生检测相应地、通过数据缩略部13将记录于时间序列数据存储部12A的实际数据缩略成特征量数据而记录到时间序列数据存储部12A、并且删除这些实际数据的功能；以及将由事态发生检测部15得到的事态数据记录到事态数据存储部12B的功能。此时，关于实际数据，通过将记录于时间序列数据存储部12A的全部实际数据缩略成特征量数据，能够极为高效地利用存储器12。另外，这些实际数据既可以缩略成1个特征量数据，也可以基于预先设定的期间、数据量而缩略成多个特征量数据。
另外，在将实际数据、特征量数据、事态数据等不同类别的数据记录到存储器12的情况下，实际上，需要对将哪个类别的数据记录到哪个地址进行管理。因此，既可以设置存储器管理表格，针对每个地址而管理所记录的数据的类别，也可以针对每个数据类别而设置记录区域。由此，仅管理各记录区域的开头地址和末尾地址或者区域尺寸即可，能够以比存储器管理表格少的存储器容量来实现。
此时，具体来说，在记录控制部14中具有如下功能：在存储器12中设置记录实际数据集的实际数据记录区域、记录特征量数据的特征量数据记录区域、进而记录事态数据的事态数据记录区域的功能；在开始对存储器12进行记录时将整个记录区域分配给实际数据记录区域的功能；在记录特征量数据时将从实际数据记录区域删去实际数据而得到的空白区域依次分配为特征量数据记录区域的功能；以及在记录事态数据时将从实际数据记录区域删去实际数据而得到的空白区域依次分配为事态数据记录区域的功能。
[本实施方式的动作]
接下来，参照图2，说明本实施方式的时间序列数据记录装置10的动作。图2是示出第一实施方式的数据记录处理的流程图。
时间序列数据记录装置10与来自外部的记录开始指示或者接入电源后的起动相应地，开始图2的数据记录处理。
首先，输入输出I/F部11在每个恒定期间从外部取得1个或者多个时间序列数据来作为实际数据(步骤100)。
事态发生检测部15验证所取得的实际数据(步骤101)，在检测到发生预先指定的事态的情况下(步骤101：“是”)，过渡到后述的事态数据记录处理(步骤105)。
另一方面，在未检测到发生预先指定的事态的情况下(步骤101：“否”)，记录控制部14基于时间序列数据存储部12A的空白容量，判定能否将实际数据记录到时间序列数据存储部12A(步骤102)。
在这里，当在时间序列数据存储部12A中存在实际数据的数据尺寸以上的空白区域而能够记录的情况下(步骤102：“是”)，记录控制部14不对实际数据进行缩略而直接记录到时间序列数据存储部12A的空白区域(步骤103)，返回到步骤100。
另一方面，当在时间序列数据存储部12A中不存在实际数据的数据尺寸以上的空白区域而无法记录的情况下(步骤102：“否”)，记录控制部14过渡到后述的特征量数据记录处理(步骤104)。
[特征量数据记录处理]
接下来，参照图3以及图4，说明本实施方式的时间序列数据记录装置10的特征量数据记录处理。图3是示出特征量数据记录处理的流程图。图4是示出特征量数据记录处理的说明图。
时间序列数据记录装置10在图2的步骤104中，执行图3的特征量数据记录处理。
首先，记录控制部14从已经记录于时间序列数据存储部12A的多个实际数据中，作为实际数据集，提取按时间序列连续的恒定量的实际数据、在图4中是集合期间Ts部分的实际数据(步骤110)，通过数据缩略部13对该实际数据集进行缩略处理，从而生成特征量数据，该特征量数据表示在实际数据集中包括的恒定量的实际数据的特征(步骤111)。
此时，关于作为实际数据集而提取的实际数据，考虑几种选择方法。作为其中一种，存在如下方法：从已经记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中，按取得的日期时间从早到晚的顺序，取得按时间序列连续的恒定量的实际数据。由此，能够删除管理者在后面进行解析并验证的可能性低的实际数据之后缩略成特征量数据，能够使缩略对解析、验证的影响停留于最小限度。另外，关于实际数据集，也可以以实际数据的值在规定范围内恒定作为条件，以恒定量取得按时间序列连续的恒定量的实际数据。在该情况下，也能够使缩略对解析、验证的影响停留于最小限度。
接下来，记录控制部14基于时间序列数据存储部12A的空白容量，判定能否将由数据缩略部13生成的特征量数据记录到时间序列数据存储部12A(步骤112)。
在这里，当在时间序列数据存储部12A中存在特征量数据的数据尺寸以上的空白区域而能够记录的情况下(步骤112：“是”)，记录控制部14将特征量数据记录到时间序列数据存储部12A的空白区域(步骤113)，结束一序列的特征量数据记录处理。
另一方面，当在时间序列数据存储部12A中不存在特征量数据的数据尺寸以上的空白区域而无法记录的情况下(步骤112：“否”)，记录控制部14从记录于时间序列数据存储部12A的实际数据删除例如特征量数据的数据尺寸部分，在时间序列数据存储部12A中确保空白区域(步骤114)，将特征量数据记录到所确保的时间序列数据存储部12A的空白区域(步骤115)，结束一序列的特征量数据记录处理。
此时，关于要删除的实际数据，考虑几种选择方法。作为其中一种，存在如下方法：从已经记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中，按取得的日期时间从早到晚的顺序选择实际数据。由此，能够删除管理者在后面进行解析并验证的可能性低的实际数据，能够使缩略对解析、验证的影响停留于最小限度。另外，也可以以实际数据的值在规定范围内恒定作为条件，选择要删除的实际数据。在该情况下，也能够使缩略对解析、验证的影响停留于最小限度。
在图4的例子中，从已经记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中，集合期间Ts部分的实际数据作为实际数据集而被提取。通过该提取，将相当于实际数据集的实际数据从时间序列数据存储部12A删除而确保空白区域。另外，特征量数据的数据尺寸比实际数据集小，所以，能够在少的记录区域中记录比实际数据集多的特征量数据，并且，为了确保记录区域而删除的实际数据的量少也可以。由此，作为结果，能够高效地利用存储器12来记录时间序列数据。
图5是示出特征量数据的记录例的说明图。在图5的例子中，示出作为记录实际数据以及特征量数据的区域而在时间序列数据存储部12A中动态地设置实际数据记录区域Ma以及特征量数据记录区域Mb的情况。
如图5的(a)所示，在开始对时间序列数据存储部12A进行记录时，将实际数据记录区域Ma设定于时间序列数据存储部12A的整个记录区域。在某个时间点下，记录于时间序列数据存储部12A的实际数据的记录量是Mn，余留的区域为空白区域。
其后，将所取得的实际数据依次记录到实际数据记录区域Ma，如图5的(b)所示在空白区域(空白容量)为零的情况下，在此之后，无法记录新的实际数据。因此，将记录于实际数据记录区域Ma的实际数据的一部分作为实际数据集而提取，并缩略成特征量数据。
由此，如图5的(c)所示，通过该提取，从实际数据记录区域Ma删除实际数据，在时间序列数据存储部12A中确保空白区域，如图5的(d)所示，将该空白区域的全部或者一部分分配给特征量数据记录区域Mb，在这里记录特征量数据。
一般来说，关于时间序列数据，从由管理者实施的解析、验证这样的观点看来，与过去的数据相比，新的数据的价值较高。这是由于，过去的数据与当前的状况的关联性低，新的数据与当前的状况的关联性高。因此，在确保记录容量时，通过从记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中的旧的数据起依次删除来确保记录容量，能够在存储器12中保留价值更高的数据，能够高效地记录对解析、验证有用的数据。
[事态数据记录处理]
接下来，参照图6以及图7，说明本实施方式的时间序列数据记录装置10的事态数据记录处理。图6是示出事态数据记录处理的流程图。图7是示出事态数据记录处理的说明图。
时间序列数据记录装置10在图2的步骤105中，执行图6的事态数据记录处理。
首先，事态发生检测部15在记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中，将检测到所指定的事态P的发生的开头的实际数据的时间位置确定为事态发生时刻Tp，将由相对于该Tp的预先对事态P设定的事先期间Ta和事后期间Tb构成的事态关联期间Tc部分的实际数据确定为事态数据(步骤120)。
接下来，记录控制部14基于事态数据存储部12B的空白容量，判定能否将由事态发生检测部15取得的事态数据记录到事态数据存储部12B(步骤121)。
在这里，当在事态数据存储部12B中存在事态数据的数据尺寸以上的空白区域而能够记录的情况下(步骤121：“是”)，记录控制部14使事态数据从时间序列数据存储部12A转移到事态数据存储部12B的空白区域(步骤122)，结束一序列的事态数据记录处理。
另一方面，当在事态数据存储部12B中不存在事态数据的数据尺寸以上的空白区域而无法记录的情况下(步骤121：“否”)，记录控制部14从记录于存储器12的实际数据中，删除例如事态数据的数据尺寸部分，在事态数据存储部12B中确保空白区域(步骤123)，将事态数据记录到所确保的事态数据存储部12B的空白区域(步骤124)，结束一序列的事态数据记录处理。
在图7的例子中，在从已经记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中检测到所指定的事态P的情况下，将该开头的实际数据的时间位置设为事态发生时刻Tp，将由相对于该Tp的预先对事态P设定的事先期间Ta和事后期间Tb构成的事态关联期间Tc部分的实际数据作为事态数据而从时间序列数据存储部12A提取，将该事态数据记录到事态数据存储部12B。
由此，将所指定的事态P的发生前后的时间序列数据以实际数据直接记录到事态数据存储部12B。因此，管理者能够针对事态P准确地进行解析、验证，存储器12在整体上能够高效地记录价值更高的数据。
图8是示出事态数据的记录例的说明图。在图8的例子中，示出作为记录实际数据、特征量数据以及事态数据的区域而在存储器12中动态地设置实际数据记录区域Ma、特征量数据记录区域Mb以及事态数据记录区域Mc的情况。这些记录区域中的实际数据记录区域Ma以及特征量数据记录区域Mb相当于时间序列数据存储部12A，事态数据记录区域Mc相当于事态数据存储部12B。
如图8的(a)所示，设为在某个时间点下，将实际数据记录区域Ma和特征量数据记录区域Mb设置于存储器12，没有空白区域。
其后，在检测到所指定的事态P的发生的情况下，如图8的(b)所示，删除记录于实际数据记录区域Ma的实际数据的一部分，如图8的(c)所示，将由此确保的记录区域分配给事态数据记录区域Mc，在这里记录事态数据。
一般来说，关于时间序列数据，从由管理者实施的解析、验证这样的观点看来，与过去的数据相比，新的数据的价值较高。这是由于，过去的数据与当前的状况的关联性低，新的数据与当前的状况的关联性高。因此，在确保记录容量时，通过从记录于时间序列数据存储部12A的实际数据中的旧的数据起依次删除来确保记录容量，能够在存储器12整体中保留价值更高的数据，能够高效地记录对解析、验证有用的数据。
[第一实施方式的效果]
这样，本实施方式中，设置将实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据的数据缩略部13，记录控制部14在取得到新的实际数据时，基于时间序列数据存储部12A的空白容量判定能否将实际数据记录到时间序列数据存储部12A，在能够记录的情况下直接将实际数据记录到存储器12，在不能记录的情况下，通过数据缩略部13对从时间序列数据存储部12A提取出的实际数据集进行缩略，将得到的特征量数据记录到时间序列数据存储部12A，并且将新的实际数据记录到时间序列数据存储部12A。
由此，特征量数据的数据尺寸比实际数据集小，所以能够在少的记录区域中记录比实际数据集多的特征量数据，并且没有必要通过记录间隔的延长而对记录的数据间隔剔除。因此，能够将时间序列数据高效地记录到有限的记录容量的存储器12中。
因此，能够不需要成为成本上升、大型化的原因的大规模容量的存储器，以有限量的数据详细地掌握控制对象的状态、控制内容，对查明所产生的障碍的原因、事态间的相互关系、预知故障、提高成品率大有帮助。
[第二实施方式]
接下来，参照图9对本发明的第二实施方式的时间序列数据记录装置10进行说明。图9是示出第二实施方式的时间序列数据记录装置的构成的框图。
在本实施方式的时间序列数据记录装置10中追加有缓冲区17。缓冲区17具有暂时存储由输入输出I/F部11取得到的实际数据的功能。关于缓冲区17，具有能够存储恒定量以上的实际数据、即实际数据集程度的量的实际数据的容量即可，作为缓冲区17形态，可以是一般的缓冲区、环形缓冲区，还可以利用存储器12来实现。
[本实施方式的动作]
接下来，参照图10对本实施方式的时间序列数据记录装置10的动作进行说明。图10是示出第二实施方式的数据记录处理的流程图。
时间序列数据记录装置10对应于来自外部的记录开始指示或电源投入后的启动来开始图10的数据记录处理。
首先，输入输出I/F部11在每个恒定期间从外部取得1个或者多个时间序列数据来作为实际数据，并存储到缓冲区17(步骤200)。
事态发生检测部15验证存储在缓冲区17的实际数据(步骤201)，在检测到发生预先指定的事态的情况下(步骤201：“是”)，过渡到上述的图6的事态数据记录处理(步骤206)。另外，在事态数据记录处理中，变成不是从时间序列数据存储部12A而是从缓冲区17取得事态数据。
另一方面，在未检测到发生预先指定的事态的情况下(步骤201：“否”)，记录控制部14确认缓冲区17的未记录的新的实际数据是否存储有恒定量即实际数据集程度的量(步骤202)，在没有到达恒定量的情况下(步骤202：“否”)，返回到步骤200。
另外，在达到恒定量的情况下(步骤202：“是”)，记录控制部14基于时间序列数据存储部12A的空白容量，判定能否将实际数据集记录到时间序列数据存储部12A(步骤203)。
在这里，当在时间序列数据存储部12A中存在实际数据集的数据尺寸以上的空白区域而能够记录的情况下(步骤203：“是”)，记录控制部14不对实际数据进行缩略而直接记录到时间序列数据存储部12A的空白区域(步骤204)，返回到步骤200。
另一方面，当在时间序列数据存储部12A中不存在实际数据集的数据尺寸以上的空白区域而无法记录的情况下(步骤203：“否”)，记录控制部14过渡到上述的图3的特征量数据记录处理(步骤205)。另外，在特征量数据记录处理中，变成不是从时间序列数据存储部12A而是从缓冲区17取得实际数据集。
图11是示出使用了缓冲区的特征量数据记录处理的说明图。在该例中，从记录在缓冲区17但未记录在时间序列数据存储部12A的、新存储的实际数据中，读出集合期间Ts的实际数据作为实际数据集，通过数据缩略部13缩略成特征量数据之后记录到时间序列数据存储部12A。该特征量数据的数据尺寸比实际数据集小，所以能够在少的记录区域中记录比实际数据集多的特征量数据，并且，为了确保记录区域而删除的实际数据的量少也可以。由此，作为结果，能够高效地利用存储器12来记录时间序列数据。
另外，实际数据集并不是从缓冲区17提取出来而仅仅是读出来，因此，相当于实际数据集的实际数据没有从缓冲区17删除，而是在已读出之后暂时保存，以用于事态发生的检测。关于已读出的实际数据，例如可以在缓冲区17的空白容量低于阈值的时间点按从旧到新的顺序删除。
图12是示出使用了缓冲区的事态数据记录处理的说明图。在该例中，在从存储缓冲区17的实际数据中检测到所指定的事态P时，将开头的实际数据的时间位置确定为事态发生时刻Tp，将由相对于该Tp的预先对事态P设定的事先期间Ta(已读出)和事后期间Tb(未读出部分)构成的事态关联期间Tc的实际数据确定为事态数据，从缓冲区17提取出来，该事态数据被记录在事态数据存储部12B。
由此，将所指定的事态P的发生前后的时间序列数据以实际数据直接记录到事态数据存储部12B。因此，管理者能够针对事态P准确地进行解析、验证，存储器12在整体上能够高效地记录价值更高的数据。
[实施方式的扩展]
以上，参照实施方式说明了本发明，但本发明不限定于上述实施方式。针对本发明的构成、详细内容，能够在本发明的范围内进行本领域技术人员能够理解的各种变更。另外，关于各实施方式，能够在不矛盾的范围内任意地组合来实施。
在上述图5以及图8中，说明了在将数据记录到存储器12时动态地确保各记录区域的情况，但当在设计上难以实现这样的动态的区域确保的情况下，还存在预先固定地确保各个记录区域的方法。在该情况下，在未发生事态或者事态发生次数比设想的少的情况下，一直不使用事态数据记录区域，所以，有时无法完全用完存储器12。另外，在事态发生次数比设想的多的情况下，尽管在整体上存储器12有剩余，也需要采取丢掉旧的事态数据或者不记录新的事态数据这样的应对措施。
另外，一般来说，定期地维修时间序列数据记录装置10，废除记录于存储器12的实际数据、特征量数据、事态数据或者转送给上级装置。因此，作为存储器12，应该准备具有足够记录在至此的动作期间内取得的这些数据的记录容量的存储器。然而，当在中途用完记录区域的情况下，例如在实际数据记录区域变得完全没有空白而无法确保特征量数据记录区域的情况下，根据设定内容，既可以从记录于存储器12的数据例如特征量数据的旧的数据起依次删去并盖写，也可以不记录新的数据而丢弃。
另外，在上述各实施方式中，以无法将实际数据集记录到存储器12的情况、由1个实际数据集生成1个特征量数据的情况为例来进行了说明，但关于实际数据集与特征量数据的关系，不限定于此，既可以关于1个实际数据集而生成多个特征量数据，也可以关于多个实际数据集而生成1个特征量数据。进一步地，设为实际数据集的实际数据的数量既可以是恒定的，也可以是可变的。
符号说明
10…时间序列数据记录装置；11…输入输出I/F部；12…存储器；12A…时间序列数据存储部；12B…事态数据存储部；13…数据缩略部；14…记录控制部；15…事态发生检测部；16…事态数据处理部；17…缓冲区；Ma…实际数据记录区域；Mb…特征量数据记录区域；Mc…事态数据记录区域；Mn…实际数据记录量；Ts…集合期间；P…事态；Tp…事态发生时刻；Ta…事先期间；Tb…事后期间；Tc…事态关联期间。

Claims (10)

1.一种时间序列数据记录方法，将按规定周期取得的时间序列的实际数据依次记录到时间序列数据存储部，
所述时间序列数据记录方法的特征在于，具备：
数据缩略步骤，其将由按时间序列连续的恒定量的所述实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据；以及
记录控制步骤，其监视所述时间序列数据存储部的空白容量，在取得新的实际数据时，判定能否将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，如果能够记录，则将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，另一方面，如果不能记录，则从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取按时间序列连续的恒定量的实际数据来作为实际数据集，并通过所述数据缩略步骤进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，并且将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
2.根据权利要求1所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
在所述记录控制步骤中，在不能够将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部的情况下，从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取所述恒定量的实际数据作为实际数据集，并通过所述数据缩略步骤进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，然后将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
3.根据权利要求1所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
在所述记录控制步骤中，在不能够将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部、且已经记录于所述时间序列数据存储部的数据已全部缩略成特征量数据的情况下，在删除这些特征量数据的一部分之后，将所述新的实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部。
4.根据权利要求3所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
在所述记录控制步骤中，在删除所述特征量数据的一部分时，从已经记录于所述时间序列数据存储部的最旧的特征量数据开始依次地删除。
5.根据权利要求1所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
还具备依次存储所取得到的所述实际数据的缓冲区，
在所述记录控制步骤中，在提取所述实际数据集时，从所述缓冲区提取按时间序列连续的所述恒定量的实际数据作为实际数据集。
6.根据权利要求5所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
所述缓冲区由环形缓冲区构成，所述环形缓冲区具有能够存储所述恒定量以上的实际数据的容量。
7.根据权利要求1至权利要求6的任意一项所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，还具备：
事态发生检测步骤，其验证与记录于所述时间序列数据存储部的所述实际数据的值相关的演变，在检测到发生预先指定的事态的情况下，将这些实际数据中的与所述事态相关的实际数据确定为事态数据；以及
事态数据处理步骤，其与所述事态的发生检测相应地，将所述事态数据从所述时间序列数据存储部转移到事态数据存储部。
8.根据权利要求1至权利要求6的任意一项所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，还具备：
事态发生检测步骤，其验证与记录于所述时间序列数据存储部的所述实际数据的值相关的演变，在检测到发生预先指定的事态的情况下，将这些实际数据中的与所述事态相关的实际数据确定为事态数据；以及
事态数据处理步骤，其与所述事态的发生检测相应地，在所述时间序列数据存储部内将所述事态数据不作为所述实际数据集的缩略以及删除的对象进行保护。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的时间序列数据记录方法，其特征在于，
在所述事态发生检测步骤中，在取得所述事态数据时，取得位于所述事态的发生时刻的前后的连续的一序列的实际数据作为所述事态数据。
10.一种时间序列数据记录装置，其将按规定周期取得的时间序列的实际数据依次记录到时间序列数据存储部，
所述时间序列数据记录装置的特征在于，具备：
数据缩略部，其将由按时间序列连续的恒定量的所述实际数据构成的实际数据集缩略成表示这些实际数据的特征的特征量数据；以及
记录控制部，其监视所述时间序列数据存储部的空白容量，在取得新的实际数据时，判定能否将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，如果能够记录，则将所述实际数据直接记录到所述时间序列数据存储部，另一方面，如果不能记录，则从已经记录于所述时间序列数据存储部的多个实际数据中，提取按时间序列连续的恒定量的实际数据来作为实际数据集，并通过所述数据缩略部进行缩略，将得到的特征量数据代替所述实际数据集的实际数据而记录到所述时间序列数据存储部，并且将所述新的实际数据记录到所述时间序列数据存储部。
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