DE10061218A1 - Datenkompressionssystem, Datendekompressionssystem, Überwachungssteuersystem und computerlesbares Speichermedium - Google Patents

Abstract

In einem Datenkompressionssystem zur Komprimierung von Originalzeitfolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform komprimiert eine Kompressionseinheit die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften von Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform. Die Wellenforminformation enthält ein Signal mit einer verschiedenen Änderung, insbesondere einer plötzlichen Signaländerung. Die Codierungseinheit codiert die komprimierten Zeitfolgedaten, um einen Kompressionscode zu generieren.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Datenkompressionssystem, das betreibbar ist, um zur Erzeugung komprimierter Daten (Kompressionscode) Zeitfolgedaten zu komprimieren, ein Datendekompressionssystem, das betreibbar ist, um zur Erzeugung von Originaldaten komprimierte Daten zu expandieren (dekomprimieren), sowie ein Überwachungssteuersystem mit einer Funktion zur Fernüberwachung und -steuerung einer Objekteinheit.

Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Speichermedium, das in der Lage ist, einen Programmcode zu speichern, der einen Computer veranlaßt, ein Datenkompressionsverfahren durchzuführen, und ein computerlesbares Speichermedium, das in der Lage ist, einen Programmcode zu speichern, der einen Computer dazu veranlaßt, ein Datendekompressionsverfahren (Expansion) durchzuführen.

Beschreibung des Standes der Technik

In Fällen, in denen eine Objekteinheit, wie etwa ein Gerät, ein System oder dergleichen Instandhaltungsdienste benötigt, wie etwa Anpassen, Überwachen oder Warten, entfernt von einer Zentrale (Servicezentrale) angeordnet ist, ist allgemein vorgeschlagen, ein Fernwartungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist über ein Kommunikationsnetz verschiedene Zeitfolgedaten zwischen der Objekteinheit und der Zentrale zu übertragen.

In einem herkömmlichen Fernwartungssystem werden Zeitfolgedaten, die von der Objekteinheit gewonnen werden, komprimiert, um an die entfernte Seite (die Zentrale, die von der Objekteinheit entfernt angeordnet ist) übertragen zu werden.

Als ein herkömmliches Datenkompressionssystem zur Komprimierung von Zeitfolgedaten einer Objekteinheit, um komprimierte Daten zu erzeugen, und die komprimierten Daten an die entfernte Zentrale zu übertragen, ist ein Datenkompressionssystem bekannt, das in der japanischen Patentveröffentlichung 8-65768 offenbart ist.

Gemäß dem dort offenbarten Datenkompressionssystem werden die Zeitfolgedaten mittels Durchführung einer polygonalen Näherung komprimiert, indem die Spitzenwertpositionen der Pseudo-Zweistufendifferentialwerte der Zeitfolgedaten verwendet werden, so daß die komprimierten Daten an die entfernte Zentrale übertragen werden, wobei die Ereigniswiedergewinnung aus Eigenschaften der Polygonnäherungsdaten der übertragen komprimierten Daten erfolgt.

Ferner ist auch das in der japanischen Patentveröffentlichung 11-122604 offenbarte Datenkompressionssystem bekannt.

Gemäß diesem offenbarten Datenkompressionssystem werden die gemessenen Zeitfolgedaten des mechanischen Systems, als die Objekteinheit, durch eine FFT (Fast Fourier Transformation) verarbeitet, so daß nur Daten, die die Spitzenfrequenz enthalten, und deren Amplitude und Phaseninformation an die entfernte Zentrale übertragen werden, wobei die übertragenen komprimierten Daten in der entfernten Zentrale in eine Form dekomprimiert werden, in der der Zustand der Schwingung der gemessenen Zeitfolgedaten einfach visuell verstanden werden kann.

Aus Sicht des Dekompressionsgrads der Originaldaten, wenn komprimierte Daten dekomprimiert werden, ist es jedoch in jedem der herkömmlichen Datenkompressionssysteme schwierig, eine ausreichende Genauigkeit der Dekompression sicherzustellen.

Gemäß dem herkömmlichen Datenkompressionssystem, das in der japanischen Patentveröffentlichung 8-65768 offenbart ist, besteht die Möglichkeit, daß die Genauigkeit der Bestimmung des Spitzenwerts durch die Pseudo- Zweistufendifferentialinformation, die für die Polygonnäherung notwendig ist, aufgrund des komplexen Verhaltens der Zeitfolgedaten oder des darin enthaltenen Rauschens beträchtlich gestört ist.

In dem Fall, in dem die Zeitfolgedaten oszillierende Antworteigenschaften aufweisen, besteht die hohe Wahrscheinlichkeit, daß die Kompressionsverarbeitung der Zeitfolgedaten diese Eigenschaft beschädigt oder zerstört, wie etwa "oszillieren" oder dergleichen und folglich ist es schwierig, die Objekteinheit genau zu überwachen und zu steuern, und der Objekteinheit einen Dienst bereitzustellen, der auf einer genauen (high-level) Beurteilung basiert, mit praktikabler Verkehrslast.

Gemäß dem in der japanischen Patentveröffentlichung 11-122604 offenbarten herkömmlichen Datenkompressionssystem ist es schwierig die Objekteinheit genau zu überwachen und zu steuern, da die Wellenforminformation über nicht stationäres Verhalten, also über die Zeitbasis, die auch die Eigenschaft der Zeitfolgedaten ist, in den FFT-komprimierten Daten verlorengeht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist auf die Beseitigung der oben genannten Probleme gerichtet.

Entsprechend ist es eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Datenkompressionssystem bereitzustellen, das in der Lage ist Zeitfolgedaten einer Objekteinheit zu komprimieren ohne ihrer Eigenschaft, wie etwa ihr "oszillieren" oder die Welleninformation über ihr nicht stationäres Verhalten, zu beschädigen.

Darüber hinaus ist es eine zweite Aufgabe der Erfindung, ein Datendekompressionssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, komprimierte Daten zu dekomprimieren, die durch Kompression der Zeitfolgedaten einer Objekteinheit ohne Beschädigung ihrer Eigenschaft erzeugt werden, wobei die dekomprimierten Daten die Eigenschaft der Zeitfolgedaten beibehalten.

Ferner ist es eine dritte Aufgabe der Erfindung, ein Überwachungssteuersystem für eine Objekteinheit bereitzustellen, das von dieser entfernt angeordnet ist, und das Datenkompressionssystem und das Datendekompressionssystem gemäß der Erfindung aufweist, und das in der Lage ist Zeitfolgedaten der Objekteinheit ohne Beschädigung (Verlust) ihrer Eigenschaft durch das Datenkompressionssystem zu komprimieren, und das in der Lage ist, die komprimierten Daten zu dekomprimieren, so daß die dekomprimierten Daten die Eigenschaft der Zeitfolgedaten beibehalten, wodurch es möglich ist, die Objekteinheit genau zu überwachen und zu steuern, und auf der Seite des Fernüberwachungssteuersystems Analyse- und Beurteilungsverfahren durchzuführen für eine "high-level" Beurteilung über den Betriebszustand der Objekteinheit, wodurch es möglich ist, verschiedene Ferndienste für die Objekteinheit bereitzustellen.

Ferner ist es eine vierte Aufgabe der Erfindung, ein computerlesbares Speichermedium bereitzustellen, das in der Lage ist, einen Programmcode zu speichern, der einen Computer veranlaßt, die Zeitfolgedaten einer Objekteinheit ohne Beschädigung ihrer Eigenschaft zu komprimieren, wie etwa ihre "Oszillation" oder die Wellenforminformation über ihr nicht stationäres Verhalten.

Eine fünfte Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines computerlesbaren Speichermediums, das in der Lage ist, einen Programmcode zu speichern, der einen Computer veranlaßt, komprimierte Daten, die durch Komprimierung von Zeitfolgedaten einer Objekteinheit ohne Beschädigung ihrer Eigenschaft erzeugt werden, zu dekomprimieren, wobei die dekomprimierten Daten die Eigenschaft der Zeitfolgedaten beibehalten.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem Aspekt der Erfindung die Bereitstellung eines Datenkompressionssystems zur Komprimierung von Originalzeitfolgedaten mit verschiedener Wellenform, mit einer Kompressionseinheit, die die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform komprimiert, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und einer Kodierungseinheit, die die komprimierten Zeitfolgedaten zur Erzeugung eines Kompressionscodes codiert.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses einen Aspekts enthält das Signal mit der verschiedenen Änderung eine stufenähnliche Signaländerung und einen lokalen Signaldurchschnittswert, und dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinheit die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung einer Wellenforminformation über ihr nicht stationäres Verhalten komprimiert.

Gemäß diesem einen Aspekt der Erfindung ist es möglich, die Originaldaten ohne Beschädigung der Eigenschaften der Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform zu komprimieren, die ein Signal mit einer verschiedenen Wellenform enthält, wie etwa eine plötzliche Änderung des Signals, mit mindestens einer stufenähnlichen Signaländerung und einem lokalen Signaldurchschnittswert.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses einen Aspekts führt die Kompressionseinheit eine Wavelettransformation der Originalzeitfolgedaten durch, unter Verwendung von Transformationskoeffizienten, um die Originalzeitfolgedaten in eine vorbestimmte Level-Anzahl von Komponentenwellenformen zu zerlegen, wobei jede der Komponentenwellenformen jedes Levels lokale Spitzenwertdaten aufweist; und extrahiert mindestens einen der lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen, wobei die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten einen absoluten Wert aufweisen, der nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, und die Kodierungseinheit die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen jedes der Level auf der Basis der Information kodiert, die zur Zerlegung von der Kompressionseinheit verwendet wird, zur Erzeugung des Kompressionscodes.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieses einen Aspekts der Erfindung ist es möglich, die Waveletinformation der plötzlichen Änderung des Signals in den Originaldaten jedem lokalen Spitzenwert jeder Komponentenwellenform in jedem Level jedes Transformationskoeffizientens zu intensivieren, indem das Kompressionsverfahren unter Verwendung der Wavelettransformation durchgeführt wird, wodurch ein Kompressionscode generiert wird, indem die lokalen Spitzenwertdaten jeder Komponentenwellenform verwendet werden, und die Information, die zur Zerlegung von der Kompressionseinheit verwendet wird.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem anderen Aspekt die Bereitstellung eines Überwachungssteuersystems für eine Überwachungssteuerung einer Objekteinheit gemäß ihrer Originalzeitfolgedaten mit verschiedener Wellenform, wobei das System folgendes enthält: eine Kompressionseinheit, die die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform komprimiert, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderungen enthält; eine Kodierungseinheit, die die komprimierten Zeitfolgedaten kodiert, um einen Kompressionscode zu generieren, wobei der Kompressionscode über ein Kommunikationsnetz übertragen wird; und eine Dekompressionseinheit, die über das Kommunikationsnetz mit der Kodierungseinheit kommuniziert und den übertragenen Kompressionscode empfängt, um den empfangenen Kompressionscode zu dekomprimieren, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert wird.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die Bereitstellung eines Datendekompressionssystems mit einer Empfangseinheit, die einen Kompressionscode empfängt, wobei der Kompressionscode erhalten wird durch Komprimierung von Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung ihrer Eigenschaften einer Wellenforminformation in einer verschiedenen Wellenform, und die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und einer Dekompressionseinheit, die den empfangenen Kompressionscode dekomprimiert, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert werden.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung die Bereitstellung eines computerlesbaren Speichermediums mit Mitteln zur Veranlassung eines Computers Originalzeitfolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform ohne Beschädigung der Eigenschaften der Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform zu komprimieren, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und Mitteln zur Veranlassung eines Computers die komprimierten Zeitfolgedaten zu kodieren, um einen Kompressionscode zu erzeugen.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung die Bereitstellung eines computerlesbaren Speichermediums mit Mitteln zur Veranlassung eines Computers einen Kompressionscode zu empfangen, wobei der Kompressionscode erhalten wird, durch komprimieren von Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften der Wellenforminformation in einer verschiedenen Wellenform, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und Mitteln zur Veranlassung eines Computers, den empfangenen Kompressionscode zu dekomprimieren, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert werden.

Zur Lösung derartiger Aufgaben erfolgt gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zur Komprimierung von Originalzeitfolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform, enthaltend folgende Schritte: Komprimieren der Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigen der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der Signalwellenform, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und Codieren der komprimierten Zeitfolgedaten, um einen Kompressionscode zu generieren.

Gemäß den oben genannten Aspekten der Erfindung ist es durch Verwendung einer Kompressionsübertragungstechnik möglich, über ein Kommunikationsnetz die gemessenen Zeitfolgedaten von einer Objekteinheit mit einer praktikablen Verkehrslast fern zu überwachen und zu steuern, die durch das Kommunikationsnetz kaum zu verwenden ist, so daß es möglich ist, mit einem gegenwärtige Kommunikationsnetz, wie etwa einem öffentlichen Kommunikationsnetz, ISDN oder dergleichen, zu realisieren, daß der Betriebszustand der Objekteinheit beurteilt werden kann, basierend auf der Hochsignalverarbeitung mit Verwendung der überwachten Zeitfolgedaten, um die Performance der Objekteinheit zu steuern und deren Zustand fern zu überwachen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Funktionsblockdiagramm einer Fernüberwachungssteuerzentrale nach Fig. 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3A eine Darstellung eines Beispiels von Originalzeitfolgedaten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3B eine Darstellung eines Beispiels der rekonstruierten Daten, die durch Dekomprimierung der komprimierten Daten der Originalzeitfolgedaten nach Fig. 3A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt werden;

Fig. 4 ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration eines Ferndienstes zeigt, für den mindestens eines der Überwachungssteuersysteme gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

Fig. 6 ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm, das schematisch die Prozesse einer Kompressionscode-Kodierungseinheitdes Überwachungssteuersystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, das schematisch die Prozesse einer Kompressionscode-Decodierungseinheit des Überwachungssteuersystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 9A bis 9F Beispiele von Zeitfrequenz-Analyseergebnissen einer diskreten Wavelettransformation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10A Originalzeitfolgedaten von j = 0;

Fig. 10B eine Zeitfolgekomponentenwellenform korrespondierend zu dem Koeffizientenwert des Levels 1 von j = -1;

Fig. 10C eine Zeitfolgekomponentenwellenform, die mit dem Koeffizientenwert des Levels 2 korrespondiert von j = -2;

Fig. 10D eine Zeitfolgekomponentenwellenform, die mit dem Koeffizientenwert des Levels 3 korrespondiert von j = -3;

Fig. 10E eine Wellenform der Komponente des geglätteten Signals von j = -3;

Fig. 11 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen den jeweiligen Zeitfolgekomponentenwellenformen nach den Fig. 10A bis 10E zeigt;

Fig. 12A eine Darstellung, die Originalzeitfolgedaten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 12B bis 12D jeweilige Spitzenwerte der jeweiligen Level;

Fig. 12E die gleiche geglättete Signalkomponente wie in Fig. 10E;

Fig. 13 eine Darstellung, die ein Beispiel eines Kompressionsformats eines Kompressionscodes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 14A eine Darstellung, die ein Beispiel von Originalzeitfolgedaten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 14B eine Darstellung, die ein Beispiel der dekomprimierten Daten zeigt, die durch Dekomprimierung der komprimierten Daten der Originalzeitfolgedaten nach Fig. 14A erzeugt sind, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 15 eine Darstellung, die ein anderes Beispiel eines Kompressionsformats eines Kompressionscodes gemäß einer Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;

Fig. 16 eine Darstellung eines Steuermodells und einer Beziehung zwischen ersten Daten und zweiten Daten durch das Steuermodell gemäß einem Überwachungssteuersystem eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 17A ein Blockdiagramm, das schematisch die Funktionen einer Kompressioncode-Kodierungseinheit des Überwachungssteuersystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 17B ein Blockdiagramm, das schematisch die Funktionen einer Kompressioncode-DeKodierungseinheit des Überwachungssteuersystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 18 eine Darstellung eines Kompressionsformats eines Kompressionscodes gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 19 eine beispielhafte Darstellung eines Überwachungssteuersystems zur Aufrechterhaltung einer Datensicherheit eines zu übertragenden Kompressionscodes, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 20 eine Darstellung eines Überwachungssteuersystem zur Aufrechterhaltung einer Datensicherheit eines zu übertragenden Kompressionscodes, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 21A eine Darstellung eines Überwachungssteuersystems gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 21 B eine Darstellung eines Anzeigebeispiels auf einem Überwachungsmonitor einer Fernüberwachungssteuerzentrale, wie in Fig. 21A gezeigt;

Fig. 22 ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 23 ein Ablaufdiagramm, das schematisch die Prozesse einer Kompressionscode-Kodierungseinheitdes Überwachungssteuersystems gemäß dem achten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 24A eine Darstellung von Zeitfolgedaten mit einer geringen ("low­ level") Auflösung, die mit der niedrigsten Frequenz korrespondiert, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 24B eine Darstellung von Zeitfolgedaten mit einer mittleren ("modest-level") Auflösung in Hochfrequenzrichtung von den Zeitfolgedaten, wie in Fig. 24A gezeigt, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel;

Fig. 24C eine Darstellung von Zeitfolgedaten mit einer maximalen ("maximum-level") Auflösung in der höchsten Frequenzrichtung von den Zeitfolgedaten, wie in Fig. 24B gezeigt, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel;

Fig. 25 ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 26 eine Darstellung, die eine Änderung eines Überwachungssignals zeigt, das auf der Seite einer Fernüberwachungssteuerzentrale in einem Fall beobachtet wird, bei dem ein Kompressionswirkungsgrad durch sequentielles Erniedrigen eines Schwellenwertes von einem großen Wert ausgehend gesteuert wird, gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 27 eine Darstellung eines Überwachungssteuersystems gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 27 beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder äquivalente Elemente mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und wiederholte Beschreibungen der Elemente werden weggelassen.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 enthält das Überwachungssteuersystem 1 eine Überwachungssteuereinheit 2, die für eine Seite bereitgestellt ist, auf der eine Objekteinheit OU vorhanden ist, wie etwa eine Einrichtung, ein Gerät oder dergleichen, um die Objekteinheit OU überwachend zu steuern.

Das Überwachungssteuersystem 1 enthält ebenfalls eine Fernüberwachungssteuerzentrale 3, die von der Überwachungssteuereinheit 2 entfernt bereitgestellt ist, und die durch ein Kommunikationsnetz 4, wie etwa ein drahtgebundenes/drahtloses Kommunikationsnetz, das zum Beispiel mindestens eine öffentliche Leitung, eine private Leitung, ISDN (Integral Service Digital Network), xDSL (x Digital Subscriber Line) etc. enthält, mit der Steuereinheit 2 in Verbindung steht, so daß eine Datenübertragung zwischen der Steuereinheit 2 und der Steuerzentrale 3 ermöglicht wird.

Die Steuereinheit 2 enthält mindestens ein Computersystem.

Die Steuereinheit (Computersystem) 2 enthält einen Computer 10 zur Durchführung von Operationen für eine überwachende Steuerung der Objekteinheit OU, einen Speicher 11 zur Speicherung eines Programms P, der vom Computer 10 lesbar ist, und eine Operationshistoriedatenbank 12.

Die Steuereinheit 2 enthält ferner eine Eingabeeinheit 13, die es einem Operator ermöglicht, durch Betreiben der Eingabeeinheit 13, ein Kommando in den Computer 10 einzugeben, und einen Überwachungsmonitor 14 zur Anzeige der Überwachungsinformation der Objekteinheit OU.

Der Computer 10 weist eine Mehrzahl von Funktionen auf (funktionale Module), die basierend auf dem gespeicherten Programm P1 vom Computer 10 ausgeführt werden.

Der Computer 10 enthält ein Datenaufzeichnungsmodul 15 zur Sammlung (Herausschneiden) von Meßdaten (Originalzeitfolgedaten mit einem Datenrahmen einer vorbestimmten Datenlänge) D1 von der Objekteinheit OU für jede Datengruppe mit vorbestimmten Zeitintervallen, um die herausgeschnittenen Meßdaten in der Operationshierarchiedatenbank 12 als digitale Daten mit einer endlichen Wortlänge zu speichern.

Das Datenaufzeichnungsmodul 15 des Computers = 10 zeigt für jede geeignete Datengruppe die Meßdaten eines gegebenen Zeitbereichs auf dem Überwachungsmonitor 14 an, so daß die angezeigten Meßwertdaten als Überwachungsinformation verwendet werden, die das Verhalten von Variablen des Hauptprozesses der Objekteinheit OU zeigen.

Darüber hinaus enthält der Computer 10 ein Betriebszustandsparametergenerierungsmodul 16 zur Wiedergewinnung eines Teils der gespeicherten Meßdaten D1 von der Betriebshistoriedatenbank 12 als Meßdaten, um verschiedene Arten von Betriebszustandsparametern PA zu generieren, enthaltend zum Beispiel einfache Statistiken, wie etwa Durchschnittswerte der Variablen des Hauptprozesses der Objekteinheit OU, ihre Streuung oder dergleichen für Information, die den Betriebszustand der Objekteinheit OU zeigt. Das Betriebszustandsparametergenerierungsmodul 16 stellt die generierten Betriebszustandsparameter PA als Vor-Ort Überwachungsinformation für den Überwachungsmonitor 14 bereit, auf dem diese dargestellt wird.

Der Computer 10 enthält ferner ein Gateway-Modul 17 zur Verbindung mit dem Kommunikationsnetz 4, so daß eine Datenübertragung zwischen Endgeräten möglich ist, die mit dem Kommunikationsnetz 4 verbunden sind.

Ferner enthält der Computer 10 ein erweitertes Steuerbefehlsetzmodul 20 zum Setzen eines geeigneten Steuerbefehls korrespondierend zu dem gegenwärtigen Zustand der Objekteinheit OU.

Der Computer 10 enthält ferner eine Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 zur Eingabe von Originalzeitfolgedaten in die Meßdaten, zur Durchführung einer Kompressionsverarbeitung, während die Menge der Eigenschaft der Signaländerung der Zeitfolgedaten verwendet wird, wodurch ein Kompressionscode CC1 ausgegeben wird, und eine Kompressionscode-Dekodiereinheit 22 zur Eingabe eines Zeitfolge-Kompressioncodes von Steuerinformation CC2, die von der Fernüberwachungssteuerzentrale 3 übertragen wird, um den übertragenen Zeitfolge- Kompressionscode der Steuerinformation CC2 zu dekodieren (Dekompression, Wiederherstellung) wodurch eine Zeitfolgesteuerinformation CI ausgegeben wird.

Das Gateway-Modul 17 ist betreibbar, um die Betriebszustandsparameter PA und den Kompressionscode CC1 über das Kommunikationsnetz 4 an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 als Übertragungsdaten D3 zu übertragen, und um den Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 zu empfangen, die über das Kommunikationsnetz 4 als Übertragungsdaten übertragen wird, um diese der Kompressionscode-Dekodiereinheit 22 bereitzustellen.

Andererseits enthält die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 mindestens ein Computersystem. Die Fernüberwachungssteuerzentrale (Computersystem) 3 enthält einen Computer 30 zur Durchführung von Operationen bezüglich der Überwachungssteuerung der Objekteinheit OU, einen Speicher 31 zur Speicherung eines Programms P2, das von dem Computer 30 lesbar ist, und eine Betriebshistoriedatenbank 32.

Die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 enthält eine Eingabeeinheit 33, die es einem Überwacher ermöglicht durch Betreiben der Eingabeeinheit 33 einen Befehl an dem Computer 30 zugeben, und einen Überwachungsmonitor 34 zur Anzeige der Überwachungsinformation der Objekteinheit OU.

Der Computer 30 weist eine Mehrzahl von Funktionen auf (Funktionsmodule), die vom Computer 30 auf der Basis des gespeicherten Programms P2 ausgeführt werden.

Der Computer 30 weist ein Gateway-Modul 35 auf, das eine ähnliche Funktion wie das Gateway-Modul 17 der Steuereinheit 2 hat, für den Empfang der Übertragungsdaten D3 über das Kommunikationsnetz 4, die mit den Betriebszustandsparametern PA und dem Kompressionscode CC1 korrespondieren, und eine Kompressionscode-Dekodiereinheit 36, die eine ähnliche Funktion aufweist für die Kompressionscode-Dekodiereinheit 22, zur Dekomprimierung des Kompressionscodes CC1, um die Zeitfolgedaten zu dekodieren, und eine Analyseeinheit 37 zur Analyse der Betriebszustandsparameter PA, um den Betriebszustand der Objekteinheit OU ferngesteuert zu überwachen, um gemäß dem Überwachungsresultat, falls erforderlich, Steuerparameter PB an das Gateway- Modul 35 zu übertragen.

Die Analyseeinheit 37 ist ebenfalls betreibbar, um die dekodierten Zeitfolgedaten zu analysieren und zu evaluieren, um den Steuerbefehl für die Objekteinheit OU basierend auf den Ergebnissen der Analyse und der Evaluierung zu entscheiden.

Der Computer 30 weist ebenfalls eine Kompressionscode-Kodiereinheit 38 auf, zur Eingabe des von der Analyseeinheit 37 ausgewählten Steuerbefehls, um eine Kompressionsverarbeitung durchzuführen, wodurch der Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 an das Gateway-Modul 35 ausgegeben wird.

Das Gateway-Modul 35 des Computers 30 ist geeignet, um Steuerparameter PB zu empfangen sowie den Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2, um diese zu kombinieren, wobei die kombinierten Daten PB und CC2 als die Übertragungsdaten D3 übertragen werden.

Als nächstes wird der gesamte Betrieb des Überwachungssteuersystems 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Gemäß dem Überwachungssteuersystem 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels ist auf der Steuereinheitsseite (Anlagenseite), die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 geeignet, die Originalzeitfolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform zu komprimieren, ohne die Eigenschaften der Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform zu beschädigen. Die Wellenforminformation enthält ein Signal mit verschiedener Änderung, zum Beispiel einer plötzlichen Änderung des Signals einschließlich einer stufenähnlichen Signaländerung, und/oder einer Vorspannungsänderung, und/oder eine lokale Signaldurchschnittswertänderung und/oder Harmonische-/Hochfrequenzkomponente, und/oder temporäres Auftreten der Harmonische-/Hochfrequenzkomponente und dergleichen ohne Verlust der Wellenforminformation über die Zeitbasis der Originalzeitfolgedaten, also ohne Beschädigung der Wellenforminformation über das nicht stationäre Verhalten.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 ist geeignet, die kompressionscodierten Zeitfolgedaten (Kompressionscode CC1) über das Gateway- Modul 17 und das Kommunikationsnetz 4 an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 zu übertragen.

Darüber hinaus, auf der Fernüberwachungssteuerzentralseite (Fernseite), ist die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36 geeignet, um den übertragenen Kompressionscode CC1 zu dekomprimieren (auch wiederherzustellen), um die Zeitfolgedaten einschließlich der Eigenschaften der Originalzeitfolgedaten zu dekodieren.

In dem Überwachungssteuersystem 1 werden die Originalzeitfolgedaten in den Meßdaten D2, die durch das Datenaufzeichnungsmodul 15 der Fernsteuereinheit 2 von der Objekteinheit OU eingelesen werden gesammelt, zur Fernüberwachung und Analyse, so daß die eingelesenen Zeitfolgedaten an die Betriebshistoriedatenbank 12 und als Meßdaten D4 der Kompressionsübertragung an die Kompressionscode- Kodierungseinheit 21 übertragen werden. In der Kompressionscode- Kodierungseinheit 21 werden die übertragenen Meßdaten des Kompressionscodes D4 komprimiert, während die Summe der Eigenschaften der Signaländerung verwendet wird, um den Kompressionscode CC1 zu erzeugen. Danach wird der erzeugte Kompressionscode CC1 durch die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 an das Gateway-Modul 17 ausgegeben.

Andererseits werden die Meßdaten D2 durch das Datenaufzeichnungsmodul 15 in das Betriebszustandsparametergenerierungsmodul 16 von der Betriebshistoriedatenbank 12 eingegeben, so daß durch das Betriebszustandsparametergenerierungsmodul 16 die Betriebszustandsparameter PA erzeugt werden, die an das Gateway-Modul 17 ausgegeben werden.

Durch das Gateway-Modul 17 werden der Kompressionscode CC1 und die Betriebszustandsparameter PA als Übertragungsdaten D3 über das Kommunikationsnetz 4 an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 übertragen.

Als nächstes werden in der Fernüberwachungssteuerzentrale 3 die Übertragungsdaten D3 von dem Gateway-Modul 35 empfangen, so daß der Kompressionscode CC1 in den Übertragungsdaten D3 durch die Kompressionscode-Dekomprimierungseinheit 36 dekomprimiert wird, zur Erzeugung rekonstruierter Zeitfolgedaten D10.

Fig. 3A zeigt Originalzeiffolgedaten D1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und Fig. 3B zeigt die rekonstruierten Daten D10, die durch die Dekompression der Kompressionsdaten CC1 der Originalzeitfolgedaten D1 in Fig. 3A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.

Wie in Fig. 3A gezeigt, werden die Originalzeitfolgedaten D1, die dynamische Information enthalten, kodiert, während ein Hochkompressionsverhältnis und die Eigenschaften der Signaländerung ausreichend aufrechterhalten bleiben, wie in Fig. 3B gezeigt.

Die rekonstruierten Zeitfolgedaten D10 werden durch die Analyseeinheit 37 analysiert und evaluiert, um einen Steuerbefehl bezüglich der Objekteinheit OU auf der Basis der Ergebnisse der Analyse und der Evaluierung zu entscheiden (auszuwählen), so daß der Steuerbefehl, falls notwendig, in die Kompressionscode- Kodierungseinheit 21 eingegeben wird. Für den Fall, bei dem der Steuerbefehl nicht eingegeben wird, kann die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 operativ sein.

Der eingegebene Steuerbefehl wird komprimiert, um als Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 an das Gateway-Modul 35 ausgegeben zu werden.

Andererseits werden die Betriebszustandsparameter PA in den Übertragungsdaten D3 von der Analyseeinheit 37 analysiert, um das analysierte Ergebnis basierend auf den Betriebszustandsparametern PA auf dem Überwachungsmonitor 34 anzuzeigen, um den Betriebszustand der Objekteinheit OU ferngesteuert zu überwachen, wodurch gemäß dem Überwachungsergebnis, falls notwendig, die Steuerparameter PB an das Gateway-Modul 35 übertragen werden.

Die Steuerparameter PB und der Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 werden miteinander kombiniert, so daß die kombinierten Daten PB und CC2 als Übertragungsdaten D3 über das Kommunikationsnetz 4 an die Steuereinheit 2 übertragen werden.

In der Steuereinheit 2 werden die Übertragungsdaten D3 von dem Gateway-Modul 17 empfangen, um in die Steuerparameter PB und den Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 getrennt zu werden. Der Zeitfolgekompressionscode der Steuerinformation CC2 wird dekomprimiert, um die Zeitfolgesteuerinformation CI herauszunehmen. Die separierten Steuerparameter PB und die Zeitfolgesteuerinformation C1 werden an das erweiterte Steuerbefehlsetzmodul 20 übertragen.

In dem erweiterten Steuerbefehlsetzmodul 20 wird, gemäß der übertragenen Zeitfolgesteuerinformation CI und den Steuerparametern PB, und, für einen Fall, bei dem das Steuerkommando über die Eingabeeinheit 13 von dem Operator eingegeben wird, gemäß dem eingegebenen Steuerbefehl, ein Steuersetzbefehl CS mit zum Beispiel Steuerbedingungen (wie etwa Steuergrenzwerte usw.) und ein Steuersollsetzwert und dergleichen in Bezug auf die Objekteinheit OU abschließend bestimmt, und an diese ausgegeben.

Wie oben erwähnt, ist es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, die Übertragungs- und die Empfangsfunktion der Zeitfolgedaten (Information) zusätzlich zu dem üblicherweise informationsintensiven Typ der Übertragungsdaten zu realisieren, aufgrund der Bereitstellung der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 und der Kompressionscode-DeKodierungseinheit 22.

Da die Originalzeitfolgedaten, enthaltend dynamische Information, kodiert werden, während ein hoher Kompressionsgrad aufrechterhalten und die Eigenschaften der Signaländerung beibehalten werden, sowie die Wellenforminformation über die Zeitbasis, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt, an einem Ort entfernt von der Produktionsseite, auf der die Objekteinheit OU bereitgestellt ist, ist es gemäß dem Überwachungssteuersystem 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, verschiedene Typen von Diensten bereitzustellen, wie etwa quasi realer Zeitvergleich zwischen der detaillierten Simulation und den Vor-Ort Daten, Steuerleistungsfähigkeitsevaluierung, Betriebsoptimierung, Schätzleistungsfähig­ keitsevaluierung, High-Level-Überwachungssteuerung, und dynamische Wartung in einer Überseeanlage, deren Bereitstellung über ein Kommunikationsnetz bis jetzt aufgrund der Datengenauigkeit schwierig war.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 4 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das Überwachungssteuersystem 1A, wie in Fig. 4 gezeigt, wird zur Fernüberwachung eines Fahrstuhls oder dergleichen verwendet, der im Prinzip eine unbemannte Überwachung erfordert.

Anders als in Fig. 1 ist die Betriebshistoriedatenbank in Fig. 4 auf der Seite der Fernüberwachungssteuerzentrale 3 als erweiterte Ferndatenbasis 12A angeordnet, und die Funktionen des Überwachungsmonitors 14 und der Eingabeeinheit 13 sind ebenfalls von der Steuereinheit 2A entfernt angeordnet.

Die Überwachungssteuereinheit 2A, wie in Fig. 4 gezeigt, ist zum Beispiel in einem Fahrstuhlmaschinensteuerraum oder dergleichen in verschiedenen Einschüben des Bordcomputers angebracht. In diesem Fall, da Daten an die Seite der Fernüberwachungssteuerzentrale 3 übertragen werden müssen, werden die Zeitfolgedaten zusätzlich zu den integrierten Werten vom informationsintensiven Typ an diese übertragen, die nützlich sind für die Fernüberwachung einer Anzahl von Arbeitszeiten oder einer Anzahl von schwachen Betriebszeiten mit Türöffnen und - schließen oder dergleichen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die erweiterte Ferndatenbank 12A auf der Seite der Fernüberwachungssteuerzentrale 3 bereitgestellt, und die erweiterte Ferndatenbank 12A ist geeignet, um den Kompressionscode CC1 und/oder die Betriebszustandsparameter PA, und/oder die Wiederherstellungszeitfolgedaten D10 und/oder das Steuerkommando cm zu speichern. Darüber hinaus ist die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21A geeignet, um die Meßdaten der Kompressionsübertragung D4 direkt von dem Datenaufzeichnungsmodul 15 zu empfangen.

Andere Elemente des Überwachungssteuersystems 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind im wesentlichen gleich denen des Überwachungssteuersystems 1, wie in Fig. 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, und folglich wird keine Beschreibung dieser gegeben.

In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Wirkungen des Überwachungssteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten.

Fig. 5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration eines Ferndienstes zeigt, auf den mindestens eines der Überwachungssteuersysteme gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel anwendbar ist.

In einem in Fig. 5 gezeigten Beispiel für einen Kunden A, weist eine Anlagen- Hoststeuereinheit mit den gleichen Funktionen der Überwachungssteuereinheit 2 eine lokale Steuereinheit 40 auf, zur lokalen Steuerung einer Anlage, die zu der Objekteinheit OU korrespondiert, und eine Anlagen-Hoststeuereinheit 2, die mit dem Kommunikationsnetz 4 verbunden ist. Für einen Kunden B weist eine Anlagen- Hoststeuereinheit mit den gleichen Funktionen der Überwachungssteuereinheit 2 eine lokale Steuereinheit 40 auf, zur lokalen Steuerung einer Anlage, die mit der Objekteinheit OU korrespondiert, die mit dem Kommunikationsnetz verbunden ist. Ferner ist mit dem Kommunikationsnetz 4 die Fernüberwachungssteuerzentrale 3A verbunden, die ein Überwachungssteuersystem 3 enthält, das mit dem Computersystem der Überwachungssteuerzentrale 3 korrespondiert, sowie einen Fernsimulator 3B, einen Fernoptimierer 3B und eine Ferndienstzentrale 3C, die jeweils über das Überwachungssteuersystem 3 mit dem Kommunikationssnetz 4 verbunden sind.

Der Fernsimulator 3B ist geeignet, um den Betriebszustand der Objekteinheit (Anlage) zu simulieren, indem die rekonstruierten Zeitfolgedaten verwendet werden. Der Fernoptimierer 3C ist geeignet, um den Betrieb der Anlage unter Verwendung der rekonstruierten Zeitfolgedaten zu optimieren, und die Ferndienstzentrale 3D ist geeignet, um Dienste für die Anlage bereitzustellen, indem die rekonstruierten Zeitfolgedaten verwendet werden.

Ferner ist die Ferndienstzentrale 3D der Fernüberwachungssteuerzentrale 3A über eine Übertragungsleitung, wie etwa eine Telefonleitung, ISDN oder dergleichen mit einer Anlagen-Hoststeuereinheit verbunden, die die gleichen Funktionen der Überwachungssteuereinheit 2 für einen Kunden C enthält. Die Anlage- Hoststeuereinheit weist eine lokale Steuereinheit 40 auf, zur lokalen Steuerung einer Anlage, die mit der Objekteinheit OU korrespondiert.

Andererseits ist die Ferndienstzentrale 3D mit einem Mobilterminal 41 verbunden, für das Anlagenwartungspersonal zur Aufrechterhaltung und Inspektion einer Überseeanlage 42, über eine Übertragungsleitung, wie etwa eine Telefonleitung oder ISDN.

Bei Anwendung des Überwachungssteuersystems gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Effekte des Überwachungssteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 6 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei dem Überwachungssteuersystem 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21B, die Kompressionscode- Dekodiereinheit 22B, die Kompressionscode 38B und die Kompressionsdekodiereinheit 36B verschieden von denen des Überwachungssteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Das dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung legt auf die Tatsache Wert, daß die Wellenforminformation, zum Beispiel bezüglich der Stufensignaländerung oder der plötzlichen Änderung des lokalen Signaldurchschnittswerts zusammengefaßt wird zu einem lokalen Spitzenwert in jedem Zerlegungslevel in einer Wavelettransformation, und erzielt die Kompression und Codierung der Zeiffolgedaten durch Extrahierung jeder Spitzenwertinformation, einschließlich jeder Spitzenpositionsinformation, jedes Spitzenwerts oder dergleichen.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21B führt eine Wavelettransformation durch, indem die Zeitfolgedaten verwendet werden (Schritt S1), extrahiert jede Spitzenwertinformation jedes Zerlegungslevels jedes Transformationskoeffizientens durch Verwendung eines gegebenen Schwellenwerts (Schritt S2), und erzeugt die Kompressionscodes auf der Basis jeder Spitzenwertinformation und Information, die in dem Prozeß der Waveleftransformation verwendet wird (Schritt S3).

Darüber hinaus führt die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36B der Fernüberwachungssteuerzentrale 3B eine inverse Waveleftransformation des Kompressionscodes durch, der unter Verwendung der Wavelettransformation komprimiert ist (Schritt S10) und erzeugt die rekonstruierten Zeitfolgedaten auf der Basis des Ergebnisses der inversen Wavelettransformation (Schritt S11).

Die Wavelettransformation in Schritt S1 der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21B wird im folgenden beschrieben.

Die Wellenformtransformation wird im Detail in verschiedenen Büchern und Dokumenten beschrieben. Zum Beispiel wird sie im Detail in "Mathematical Science Seminar Wavelet Beginner's Guide" von Susumu Sakakibara, Tokio Denki University Press, 1995 beschrieben, und folglich wird auf eine detaillierte Erklärung verzichtet, und nur die Wavelettransformation in Bezug auf die Erfindung beschrieben.

Die allgemeine Formel der Wavelettransformation ist durch folgende Formel (1) definiert.

wobei (W_Ψf) (b, a): Wert der Wellenformtransformation
f (x): Funktion
Ψ{(x-b)/a)} Funktion gebildet durch Ersetzen der Variablen x des Basiswavelets Ψ (x) der Funktion f (x) durch {(x-b)1a)}

Darüber hinaus kann die oben genannte Formel (1) in die nächste Formel (2) invertiert werden.

wobei es zur Definition des rechten Teils notwendig ist, die zulässige Bedingung der nächsten Formel (3) zu erfüllen.

wobei "oben Dach" die Fouriertransformierte von Ψ ist.

Andererseits, bei der diskreten Wavelettransformation, die bei der Erfindung verwendet wird, für eine effektive Zeitfrequenzanalyse des Signals, wird die oben beschriebene Formel (1) durch die nächste Formel (4) definiert. Ferner ist die inverse Transformation der Formel (2) durch die Formel (5) gezeigt.

wobei d^(j) _k: diskreter Wavelettransformationswert (Koeffizientwert)
f (x): Funktion
Ψ (2ⁱx-k): Basiswaveletfunktion der Funktion f (x)
j: ganzzahlig
k: ganzzahlig

Die Fig. 9A bis 9F zeigen Beispiele der Zeitfrequenzanalyseergebnisse der diskreten Wavelettransformation gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

In den Fig. 9A bis 9F wird die Signalkomponente jedes Levels im Falle, bei dem j in der oben genannten Formel (4) schrittweise um eins verkleinert wird (j = 0, -1, -2, -3, -4, -5) vertikal in der Richtung von der (A) bis (F) der Zeitfrequenzverteilungswellenform W3 gezeigt, und die Niederfrequenzrichtung ist von oben nach unten gebildet, wie in Fig. 9 gezeigt.

Fig. 9 zeigt jede der nächsten Zeitfolgesignalkomponentenwellenformen, die durch j und k der oben genannten Formel (4) erhalten werden.

Fig. 9A zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform im Falle von j = 0 und der Zeitinformation k.

Fig. 9B zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform für den Fall von j = -1 und der Zeitinformation k,

Fig. 9C zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform für den Fall von j = -2 und der Zeitinformation k,

Fig. 9D zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform für den Fall von j = -3 und der Zeitinformation k,

Fig. 9E zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform für den Fall von j = -4 und der Zeitinformation k, und

Fig. 9F zeigt eine Zeitfolgesignalkomponentenwellenform für den Fall von j = -5 und der Zeitinformation k.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel, bei dem die Originalzeitfolgedaten wavelettransformiert sind, auf jede Levelsignalkomponente von einer Hochfrequenz bis zu einer Niederfrequenz, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Im übrigen zeigt Fig. 10E eine Wellenform der Komponente des geglätteten Signals von j = -3, wie für tiefere Frequenzkomponenten, wobei nur f-3(x) gezeigt ist.

Die ganzzahligen Werte j und k korrespondieren zu der oben genannten Formel (4) und der Formel (5).

Darüber hinaus haben die Signalkomponentenwellenformen W4, wie in den Fig. 10A bis 10E gezeigt, die in Fig. 11 gezeigte Beziehung, die durch die nächste Formel (6) ausgedrückt wird.

f_j(x) = g_j-1(x) + f_j-1(x) (6)

Somit werden die Originaldaten (die Originaldatenrahmen; wie etwa die Originalzeitfolgedaten mit einem vorbestimmten Datenrahmen), die kontinuierlich aus abgetasteten Zeitfolgedaten zur Kompressionscodierung, wie in Fig. 10A gezeigt, herausgeschnitten werden, wavelettransformiert durch eine geeignete Basiswaveletfunktion, und zerlegt in die Datenkomponente des Koeffizientwertes des Levels 1 von j = -1, der mit der Zeit, wie in Fig. 10B gezeigt, korrespondiert, in die Datenkomponente des Koeffizientwertes des Levels 2 von j = -2, wie in Fig. 10C gezeigt, in die Datenkomponente des Koeffizientwertes des Levels 3 von j = -3, wie in Fig. 10D gezeigt, und in das geglättete Signal von j = -3, wie in Fig. 10E gezeigt.

Fig. 10E zeigt ein abschließend erhaltenes geglättetes Signal, ohne Hochfrequenzkomponente, für tieferfrequente Komponenten, nur f-3(x) ist gezeigt.

Es ist ein Ergebnis der internen Signalverarbeitung, daß die Anzahl der Daten in horizontaler Achs(Zeitbasis)-Richtung in Fig. 10 reduziert ist.

Als nächstes wird der Extrahierungsprozeß in Schritt S2 der Kompressionscode- Kodierungseinheit 21B beschrieben.

Jede Spitze wird aus jeder Signalkomponentenwellenform W4, wie in Fig. 10 gezeigt, ausgewählt, indem ein gegebener Schwellenwert (zum Beispiel 5 in diesem Fall) verwendet wird. Durch diese Verarbeitung in Schritt S2 wird die effektive Information (Koeffizient mit einem anderen Wert als 0) stark reduziert, wie die Zeitfolgesignalkomponentenwellenform W5, wie in Fig. 12 gezeigt.

Fig. 12A zeigt eine Darstellung der Originalzeitfolgedaten, Fig. 12B zeigt eine ausgewählte Spitze des Koeffizientenwerts des Levels 1, Fig. 12C zeigt eine ausgewählte Spitze des Koeffizientenwerts des Levels 2, Fig. 12D zeigt eine ausgewählte Spitze des Koeffizientenwerts des Levels 3, und Fig. 12E zeigt die gleiche geglättete Signalkomponente, wie in Fig. 10E gezeigt.

Als nächstes wird der Produktionsprozeß des Kompressionscodes in Schritt S3 der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 B beschrieben.

Fig. 13 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Datenformats des Kompressionscodes, der durch Schritt S3 der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erzeugt wird.

Dieses Kompressionscodeformat F1 des Kompressionscodes enthält Information über den Basiswaveletfunktionscode, der zur Transformation verwendet wird, die Anzahl der Zerlegungslevel (m), den geglätteten Signalwertvektor, und jede Spitzeninformation, die bei jedem Level ausgewählt wird, für den Fall, daß die normale Wavelettransformation für die Kompression verwendet wird.

Wie in Fig. 13 gezeigt, wird jede Spitzeninformation jedes Levels aus jedem lokalen Maximumkoeffizientenindex gebildet (ganzzahliger Wert Vektor; Anzahl der ausgewählten Spitzen in jedem Level kann den Kompressionscode zugefügt werden), und jedem Koeffizientenwert der Zerlegungsspektren des Levels-m bis zum Level-1.

Fig. 14A zeigt ein Beispiel von Originalzeitfolgedaten W6 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 14B zeigt eine Darstellung eines Beispiels der dekomprimierten Daten (Rekonstruktionsdaten) W7, die durch Dekomprimierung der Kompressionsdaten der Originalzeitfolgedaten nach Fig. 14A gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.

Folglich ist es möglich, ein Kompressionsverhältnis von 1/10 bis 1/20 durch die oben genannte Kompressionsverarbeitung zu realisieren, was von den Eigenschaften der Kompressionsobjektdaten abhängt, und es ist möglich, die Kompression ohne Beschädigung dynamischer Information und Wellenforminformation über die Zeitbasis, die in den Originalzeitfolgedaten enthalten ist, durchzuführen, und bis zu dem Grad, bei dem die Netzübertragung mit einer ausreichenden praktischen Verkehrslast möglich wird.

Als nächstes wird eine Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels legt Wert auf die Tatsache, daß die niedrigste Frequenzkomponente (Glättungsfunktion) nach Durchführung der Zerlegung eines gegebenen Levels mit dem Durchschnittswert der Originalzeiffolgedaten (Signal) konvergieren kann, durch intelligente Auswahl der Waveletfunktion, die zur Zerlegung bei der Nebenbandzerlegung des Signals verwendet wird, wobei die Kompressionsrate der Daten verbessert wird, indem die Wavelettransformation verwendet wird, bei der Kompression, die die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Wavelettransformation verwendet.

Fig. 15 zeigt eine Darstellung eines anderen Beispiels eines Kompressionscodeformats gemäß der Modifikation des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Dieses Kompressionscodeformat F2 ist eine Modifikation des in Fig. 13 gezeigten Kompressionscodeformats, und der geglättete Signalwert kann mit dem Durchschnittswert des Originalsignals konvergieren, durch geeignete Auswahl der Waveletfunktion, die zur Transformation verwendet wird, wenn die Anzahl der Zerlegungslevel gleich einer gegebenen Anzahl oder größer ist. In einem derartigen Fall, wie in Fig. 15 gezeigt, kann der geglättete Signalwertvektor, wie in Fig. 11 gezeigt, einfach ersetzt werden durch eine skallare Menge, die ein Signaldurchschnittswert ist.

Wie bei dem Kompressionscode, der wie oben beschrieben erzeugt wurde, wird der Kompressionscode auf der Dekompressionsseite zerlegt, wo eine inverse Wavelettransformation durchgeführt und die rekonstruierten Zeitfolgedaten generiert werden.

Viertes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 wird das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Fig. 16 zeigt ein Steuermodell und eine Beziehung zwischen ersten Daten und zweiten Daten durch das Steuermodell gemäß einem Überwachungssteuersystem des vierten Ausführungsbeispiels.

Für den Fall, bei dem in dem Steuermodell 50 auf der Kompressionsseite (der Seite der Steuereinheit), eine andere Variable in der Objekteinheit OU zur Erklärung des Verhaltens einer spezifischen Variable klar ist, so daß die Eingabe- und Ausgabebeziehung zwischen den ersten Daten auf der Eingangsseite, die mit einer der Variablen korrespondieren, und den zweiten Daten auf der Ausgabeseite, die mit einer anderen der Variablen korrespondiert, präzise ist, in dem vierten Ausführungsbeispiel, komprimiert die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21C bei der Kompression der ersten und zweiten Zeitfolgedaten, die diese Eingabe- und Ausgabebeziehung zueinander aufweisen, nur die ersten Daten (die ersten Zeitfolgedaten) auf der Basis des Kompressionsprozesses, der bei dem dritten Ausführungsbeispiel und seiner Modifikation beschrieben ist, um den Kompressionscode zu erzeugen.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21C kombiniert ebenfalls den erzeugten Kompressionscode mit dem Modellparameter des Steuermodells 50, der durch Zeit- Folge-Modellierung der Transfereigenschaften zwischen den ersten Zeitfolgedaten und den zweiten Zeitfolgedaten erhalten wird, um den kombinierten Code an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3 zu übertragen, um zur Dekomprimierung durch die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36C empfangen zu werden.

Fig. 17A zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Funktionen der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21C, und Fig. 17B zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Funktionen der Kompressionscode-Dekodiereinheit 36C.

Wie in Fig. 16 gezeigt, wird vorausgesetzt, daß die ersten Zeitfolgedaten (erste Daten) und die zweiten Zeitfolgedaten (zweite Daten), die entfernt verwendet werden sollen, die Eingabe- und Ausgabebeziehung geeigneter Dynamik zueinander aufweisen.

In dem vierten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 16 gezeigt, wird angenommen, daß in dem Steuermodell 50, die ersten Daten und die zweiten Daten durch die Übertragungsfunktion zwischen den Eingabedaten (erste Daten) und den Ausgabedaten (zweite Daten) spezifiziert sind, und sowohl die ersten Daten als auch die zweiten Daten komprimiert und übertragen werden, und weiter dekomprimiert werden.

Zuerst werden auf der Kompressionsseite, also in der Kompressionscode- Kodierungseinheit 21C, die ersten Daten D30 kodiert, durch das im vorangegangenen beschriebene Waveletkompressionscodiermodul 51, das mit einer der Kompressionscode-Kodierungseinheiten 21A und 21B korrespondiert, so daß der Kompressionscode CC1C an den erweiterten Kompressionscode-Generator 52 ausgegeben wird.

Andererseits werden die zweiten Daten D31 in die Zeitfolgemodelliereinheit 53 eingegeben, und in der Zeitfolgemodelliereinheit 53 werden Modellparameter MP bestimmt, durch Identifizierung des Zeitfolgemodells (die Übertragungsfunktion des Steuermodels 50) zwischen der Eingabe- und Ausgabe, also den ersten und zweiten Daten D30 und D31, so daß die Modellparameter MP an den erweiterten Kompressionscode-Generator 52 ausgegeben werden.

Auf der Basis des vorher erzeugten Kompressionscodes CC1C der ersten Daten D30 und der Modellparameter MP werden Übertragungsdaten TD, die durch Kombination der ersten Daten D30 und der Modellparameter MP erzeugt werden, generiert, um über das Kommunikationsnetz 4 als erweiterter Kompressionscode übertragen zu werden.

Der übertragene erweiterte Kompressionscode TD wird von dem Gateway-Modul 35 empfangen, um an die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36C übertragen zu werden.

Fig. 18 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Kompressionscodeformats des erweiterten Kompressionscodes TD, der von der Kompressionscode- Kodierungseinheit 21C erzeugt wird.

Dieses Kompressionscodeformat F3 enthält zusätzlich zu dem Basiswaveletfunktionscode, der Anzahl der Zerlegungslevel (m), dem geglätteten Signalwertvektor, jedem lokalen Maximum-Koeffizientindex (ganzzahliger Vektorwert) und jedem Koeffizientenwert der Zerlegungsspektren des Levels-m bis Level-k, Modellparameterwerte, Flagdaten, die jedem lokalen Maximum- Koeffizienzindex zugewiesen sind, um den erweiterten Kompressionscode-Separator 54 die Identifizierung jedes lokalen Maximum-Koeffzientenindexes und jedes Koeffizientenwerts zu erlauben, und andere Flagdaten, die den Modellparameterwerten zugewiesen sind, zu Ermöglichung der Identifizierung der Modellparameter.

Auf der Dekompressionsseite in der Kompressionscode-Dekodiereinheit 36C, wird der empfangene erweiterte Kompressionscode TD in den erweiterten Kompressionscodeseparator 54 eingegeben. In dem erweiterten Kompressionscodeseparator 54 werden der empfangene erweiterte Kompressionscode TD in den Kompressionscode CC1C und die Modellparameter MP getrennt. Der separierte Kompressionscode CC1C wird in den Waveletkompressionsdekoder 55 eingegeben, der mit einer der Kompressionscode- Dekodiereinheiten 36A und 36B korrespondiert, so daß die Zeitfolgedaten D30A, die mit den ersten Daten D30 korrespondieren, zur Ausgabe erzeugt werden, und darüber hinaus werden die Zeitfolgedaten D30A an die Zeitfolge- Modellbasisschätzeinheit (Schätzer) 56 übertragen.

Andererseits werden die separierten Modellparameter MP an die Zeitfolge- Modellbasisschätzeinheit 56 ausgegeben.

In die Zeitfolge-Modellbasisschätzeinheit 56 werden die Modellparameter MP eingegeben, so daß die Zeitfolgedaten D30A durch einen Filter verarbeitet werden, das durch die Modellparameter MP spezifiziert ist, so daß die Zeiffolgedaten D31A, die mit den zweiten Daten D31 korrespondieren, indirekt erzeugt werden.

Im übrigen werden die Funktionen 51 bis 53 als Funktionen des Computers 10 ausgeführt, und ebenso die Funktionen 54 bis 56.

Folglich ist in dem vierten Ausführungsbeispiel die Anzahl der Modellparameter des Steuermodells (Zeitfolgemodell) sehr viel kleiner als von den Zeitfolgedaten selbst, und somit für den Fall, bei dem die Korrelation im voraus präzise ist, als Zeitfolgemodell zwischen einer Mehrzahl von Daten, die jeweils von der Objekteinheit OU gesammelt werden, und für den Fall bei dem die Mehrzahl der Daten komprimiert, übertragen und dekomprimiert werden, ist es möglich, eine hohe Kompressionsrate zu realisieren, indem die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 C und die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36C verwendet werden, und es ist möglich, eine derartige Wirkung zu erhalten, daß das Steuermodel, das für den Entwurf des Steuersystems und dessen Evaluierung notwendig ist, identifiziert werden kann.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben.

Das fünfte Ausführungsbeispiel ermöglicht eine einfache Erweiterung (Dekomprimierung) und dekodiert den Kompressionscode selbst wenn der Kompressionscode illegal abgegriffen ist, durch Tabellencodierung der Information der eigentlich verwendeten Basiswaveletfunktion und durch Einbindung des Codes in den Kompressionscode als Transformationscode (Indexnummer), bei der Wavelettransformation bei der Kompressionscodierung der Zeitfolgedaten, wie für das dritte Ausführungsbeispiel oder das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben.

Wie in Fig. 19 gezeigt, wählt in der Überwachungssteuerungseinheit 2D auf der Kompressionsseite 60, die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 D der Überwachungssteuereinheit 2D zufällig einen der Transformationscodes aus der Waveletcodetransformationstabelle 61 aus, die in dem Speicher 11 gespeichert sind und der eine Mehrzahl von Codes enthält, die mit den Basiswaveletfunktionscodes korrespondieren (Schritt S20), um den von der Waveletcodetransformationstabelle 61 ausgewählten Transformationscode zu extrahieren (Schritt S21). Im übrigen ist die Waveletcodetransformationstabelle 61 in dem Speicher 31 der Überwachungssteuerzentrale 3D der Dekompressionsseite 62 gespeichert.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 D der Überwachungssteuereinheit 2D erzeugt einen Kompressionscode mit dem Kompressionscodeformat, durch den Transformationscode anstelle des Orginalbasiswaveletfunktionscodes, wie in Fig. 13 und Fig. 15 gezeigt. Die Überwachungssteuereinheit 2D überträgt den Kompressionscode durch Verwendung des erzeugten Kompressionscodeformats (Schritt S22).

In der Überwachungssteuerzentrale 3D auf der Dekompressionsseite 62 liest die Kompressionscode-Dekodiereinheit 360 den Transformationscode zuerst von den Kompressionscodeformaten des empfangenen Kompressionscodes, um den ausgelesenen Transformationscode RC in der Waveletcodetransformationstabelle 61 anzufordern (Schritt S25).

Von der Waveletcodetransformationstabelle 61 extrahiert die Kompressionscode- Dekodiereinheit 36D der Überwachungssteuerzentrale 3D den Originalbasiswaveletfunktionscode, wie in Fig. 13 oder Fig. 15 gezeigt (Schritt S26), um eine Dekomprimierung durch Verwendung des extrahierten Originalbasiswaveletfunktionscodes durchzuführen.

Gemäß dieser Struktur, selbst wenn der Kompressionscode abgegriffen wird, ist die Dekompression (Expansion) des Kompressionscodes schwierig, wodurch es möglich wird, die Sicherheit der Daten, die zwischen der Kompressionsseite 60 und der Dekompressionsseite 62 übertragen werden, zu gewährleisten.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Fig. 20 bis 22 wird das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Das sechste Ausführungsbeispiel managed die Information, korrespondierend zu der Waveletcodetransformationstabelle 61 im fünften Ausführungsbeispiel, durch einen Code-Server 70, und die Bereitstellung der Waveletfunktionsinformation, die in der Kompression und Dekompression zur Zeit der Übertragung und des Empfangs notwendig ist, durch Verarbeitung der Codeausgabe und Codeanfrage, und verbessert ferner die Datensicherheit.

Wie in Fig. 20 gezeigt, stellt in der Überwachungssteuereinheit 2E auf der Kompressionsseite 60, die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21E der Überwachungssteuerungseinheit 2E eine Anfrage zur Herausgabe des Transformationswaveletcodes an den Code-Server 70 (Schritt S30). Der Code- Server 70 gibt den Transformationscode von der Waveletcodetransformationstabelle 61 aus.

Wenn der Transformationscode von dem Code-Server 70 ausgegeben wird, nimmt die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21E den ausgegebenen Transformationscode (Schritt S31), um einen Kompressionscode zu generieren, der an den Überwachungssteuerserver 3D (Schritt S32) übertragen wird.

In der Überwachungssteuerungszentrale 3E auf der Dekompressionsseite 62 liest die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36E den Transformationscode aus, von dem empfangenen Kompressionscode, um unter Verwendung des Transformationscodes eine Anfrage an den Code-Server 70 zu richten, bezüglich des Basiswaveletfunktionscodes, der mit dem Transformationscode korrespondiert (Schritt S35). Wenn der Basiswaveletfunktionscode, der mit den Transformationscode korrespondiert, vom Code-Server 70 extrahiert wird, nimmt die Kompressionscode-Dekodiereinheit 36E die extrahierte Basiswaveletfunktion (Schritt S36), um die Dekompression unter Verwendung des genommenen Basiswaveletfunktionscodes durchzuführen.

Gemäß der Struktur des sechsten Ausführungsbeispiels ist es möglich, nicht nur die Sicherheit des Überwachungssteuersystems zu verbessern, das das zentrale Management der Waveletcodetransformationstabelle 61 realisiert, sondern ebenfalls eine leichte Durchführung des Updatens, Änderns und dergleichen der Waveletcodetransformationstabelle zu ermöglichen.

Siebentes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf Fig. 21 wird das siebente Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Das siebente Ausführungsbeispiel bildet ein praxisnahes Fernüberwachungssystem, dessen Überwachungsverzögerung gering ist, durch Kombination des Verteilens der Datengruppe mit einer Zeitbreite und der Kompressionscodierung und Übertragung.

In Fig. 21A werden Überwachungsdaten SD in die Überwachungssteuereinheit 2F von der Anlage (Objekteinheit) POU genommen, und andererseits überträgt die Überwachungssteuerzentrale 3E die Kompressionsbedingungen (die Reihenfolge der Levelpriorität, Schwellenwertsatz, etc.) CO an die Überwachungssteuereinheit 2F (Schritt S40).

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 F, schneidet gemäß den übertragenen Kompressionsbedingungen, periodisch die Objektdaten für die Überwachungssteuerung aus den Überwachungsdaten SD heraus, um einen Kompressionscode auf der Basis der Kompressionsbedingungen zu generieren (Schritt S41).

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21 F überträgt den erzeugten Kompressionscode an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3F (Schritt S42).

Die Fernüberwachungssteuerzentrale 3F führt die sequentielle Dekompression für den Kompressionscode durch, zeigt die dekomprimierten Daten auf dem Überwachungsmonitor 34 an und spezifiziert die oben genannten Kompressionsbedingungen (Schritt S43). Auf dem Überwachungsmonitor 34 der Fernüberwachungssteuerzentrale 3F werden die Überwachungsdaten der Anlage POU der Zeitfolgedaten, die mit den Kompressionsbedingungen korrespondieren, angezeigt, wie ein Anzeigebeispiel DE in Fig. 21B verdeutlicht.

In diesem Anzeigebeispiel DE werden die Daten sequentiell erweitert und von den Daten mit geringer Auflösung zu den Zeitfolgedaten mit hoher Auflösung angezeigt, wie von oben nach unten in Pfeilrichtung in der Fig. 21B gezeigt.

In der Überwachungssteuereinheit 2F auf der Anlagenseite, werden die Daten, was Aufgabe der Überwachungssteuerung ist, regelmäßig (periodisch) herausgeschnitten, und auf der Basis der von der Fernüberwachungssteuerzentrale 3F der Fernsteuerungsseite spezifizierten Kompressionsbedingungen (Prioritätsreihenfolge der Level, Schwellenwertsatz oder dergleichen) werden die herausgeschnittenen Überwachungsdaten sequentiell kompressionscodiert, um den Kompressionscode zu generieren, der an die Fernüberwachungssteuerzentrale 3F übertragen wird.

Darüber hinaus wird in der Fernüberwachungssteuerzentrale 3F der empfangene Kompressionscode ebenfalls sequentiell erweitert, um auf dem Monitor 34 angezeigt zu werden, und folglich ist es möglich, ein Monitoring System zu bilden, bei dem die Auflösung der Überwachungsdaten flexibel gesteuert werden kann.

Achtes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 24 wird ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Das achte Ausführungsbeispiel bildet ein Überwachungssteuerungssystem derart, daß die Überwachungsinformation sequentiell aktualisiert wird, auf der Basis der Rate der Signaländerung, mittels Durchführung der Kompressionscodierung und Übertragung vorzugsweise des lokalen Spitzenmaximumwerts eines Levels, der mit der Niederfrequenzkomponente korrespondiert, wenn die Sub-Bandzerlegung durch die Wavelettransformation durchgeführt wird.

Fig. 22 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuerungssystems gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In dem Überwachungssteuersystem 1G gemäß dem achten Ausführungsbeispiel sind die die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G und die Kompressionscode- Dekodiereinheit 22G verschieden von denen des Überwachungssteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G schneidet sequentiell Daten aus einer Reihe von Zeiffolgedaten heraus (Prozeßdatengruppen), die einer Vor-Ort Überwachung auf der fernliegenden Seite unterzogen werden für jede geeignete Zeitbreite (Schritt S50) und führt die Wavelettransformation für jeden der herausgeschnittenen Werte aus, um jede der herausgeschnittenen Daten in jeden gegebenen Level zu zerlegen (Schritt S51).

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G sammelt die lokalen Spitzenwerte der Komponentenwellenform in dem Level, der mit der niedrigsten Frequenz korrespondiert, um die gesammelten lokalen Spitzenmaximumwerte als Bündel von Kompressionscodes zu übertragen (Schritt S52).

Darüber hinaus gibt die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G sequentiell lokale Spitzenwerte der Komponentenwellenform in aufeinanderfolgenden Leveln in Hochfrequenzrichtung als jeweiligen Kompressionscode aus (Schritt S53).

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G setzt die lokalen Spitzenwerte der jeweiligen Komponentenwellenformen der jeweiligen Level der jeweiligen Transformationskoeffizienten in ihre jeweiligen Frequenzen zusammen, um Kompressionscodes auf der Basis der jeweiligen zusammengesetzten lokalen Spitzenwerte zu generieren. Die Kompressionscodes enthalten entsprechend die jeweiligen zusammengebauten lokalen Spitzenwerte. Darüber hinaus überträgt die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G sequentiell die Kompressionscodes, beginnend mit einem der Kompressionscodes, der mit der niedrigsten Frequenz korrespondiert, bis zu einem der Kompressionscodes, der mit der höchsten Frequenz korrespondiert.

Diese Verarbeitungsprozedur, die von der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21G durchgeführt wird, erfolgt für alle herausgeschnittenen Daten, und andererseits erfolgt bei der Fernüberwachungssteuerzentrale 3G, die diese Kompressionscodes empfängt, die sequentielle Rekonstruktion des Kompressionscodes jedes Levels und die Anzeige auf dem Überwachungsmonitor 34.

Fig. 24 zeigt eine Darstellung von Zeitfolgedaten W8 mit einer Niederlevelauflösung, die mit der geringsten Frequenz korrespondiert, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel, Fig. 24B zeigt eine Darstellung von Zeitfolgedaten mit einer mittleren Levelauflösung in Hochfrequenzrichtung von den Zeitfolgedaten, die in Fig. 24A gezeigt sind, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel, und Fig. 24C zeigt Zeitfolgedaten mit einer Maximumlevelauflösung in Richtung der größten Frequenz von den Zeiffolgedaten, wie in Fig. 24B gezeigt, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, die Umrißlinie der Antwort der Prozeßdatengruppe, die das Überwachungsobjekt ist, schnell zu erfassen, wodurch es möglich ist, den genauen Zustand der Antwort mit der Zeit upzudaten.

Neuntes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Fig. 25 und 26 wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Das neunte Ausführungsbeispiel bildet ein Überwachungssteuersystem derart, daß die Überwachungsinformation auf der Basis der Größe der Signaländerung upgedatet wird, durch Präparieren einer Mehrzahl von Schwellenwerten, wenn der lokale Spitzenmaximumwert, der kompressionscodiert werden soll, ausgewählt wird, und durch vorzugsweise sequentielles Auswählen und Codieren und Übertragen der Spitzen von einem, der die engen Schwellenwertbedingungen erfüllt (großer Schwellenwert) bis zu einem, der eine lockere Schwellenwertbedingung erfüllt (kleiner Schwellenwert).

Fig. 25 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Überwachungssteuerungssystems gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In dem Überwachungssteuersystem 1H gemäß dem achten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21H, die Kompressionscode-Dekodiereinheit 22H, die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21H und die Kompressionscode-Dekodiereinheit 22H von denen des Überwachungssteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Nach den Prozessen in den Schritten S50 und S51 sammelt die Kompressionscode- Kodierungseinheit 21H die lokalen Spitzenmaximumwerte jeder Levelkomponentenwellenform mit einem Absolutwert größer als der maximale Schwellenwert in einer Mehrzahl von einem Satz von Schwellenwertleveln, um diese als Bündel von Kompressionscodes zu übertragen.

Wenn der Schwellenwertlevel sequentiell verringert wird, werden die lokalen Spitzenmaximumwerte jedes Levels, die bei den vorherigen Schwellenwertleveln nicht codiert wurden, hinzugefügt, und codiert und übertragen.

Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21H baut die lokalen Spitzenwerte der jeweiligen Transformationskoeffizienten zusammen, durch Verwendung einer der Schwellenwerte, der sequentiell in den Schwellenwerten in absteigender Reihenfolge ausgewählt wird, so daß jeder der absoluten Werte jeder der zusammengesetzten Gruppen von lokalen Spitzenwerten größer ist als jeder der von den Schwellenwerten ausgewählte Wert, um Kompressionscodes auf der Basis der jeweiligen zusammengesetzten Gruppen von lokalen Spitzenwerten zu generieren. Die Kompressionscodes enthalten entsprechend die jeweiligen zusammengesetzten lokalen Spitzenwerte. Die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21H überträgt sequentiell die Kompressionscodes, beginnend mit einem der Kompressionscodes, der mit dem größten Schwellenwert korrespondiert bis zu einem der Kompressionscodes, der mit dem niedrigsten Schwellenwert korrespondiert.

Diese Verarbeitungsprozedur, die von der Kompressionscode-Kodierungseinheit 21H ausgeführt wird, wird für jede Datensammlung durchgeführt.

Andererseits, in der Fernüberwachungssteuerzentrale 3H, die diese Kompressionscodes empfängt, werden die Kompressionscodes jedes Levels sequentiell rekonstruiert, und auf dem Überwachungsmonitor 34 als Prozeßdatengruppe angezeigt.

Fig. 26 zeigt eine Darstellung einer Änderung des Überwachungssignals, das auf der Seite der Fernüberwachungssteuerzentrale beobachtet wird, in einem Fall, bei dem der Kompressionswirkungsgrad durch sequentielles Erniedrigen des Schwellenwerts von einem großen Wert ausgehend gesteuert wird, gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel.

Die Größe des Schwellenwerts wird verringert, in der Reihenfolge von "Schwellenwert, groß", wie in Fig. 26A gezeigt, "Schwellenwerte, mittel", wie in Fig. 26B gezeigt, und "Schwellenwerte, klein", wie in Fig. 26C gezeigt. Entsprechend wird der genaue Zustand sequentiell reproduziert.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, die Außenlinie der Antwort der Prozeßdatengruppe, die das Überwachungsobjekt darstellt, schnell zu erfassen, wodurch es möglich wird, den genauen Zustand der Antwort mit der Zeit upzudaten.

Für ein zehntes Ausführungsbeispiel ist es möglich, das achte Ausführungsbeispiel und das neunte Ausführungsbeispiel zu kombinieren.

Konkret, als Auswahlmittel der lokalen Spitzenmaximumwerte, die als Kompressionscodes codiert werden sollen, dienen Mittel, in denen zwei Mittel der Levelauswahl entsprechend gemischt werden, die mit der Frequenz korrespondieren, wie in dem achten Ausführungsbeispiel gezeigt, und der Vergleichsauswahl mit dem absoluten Wert des Spitzenmaximumwerts mit einer Mehrzahl von Schwellenwerten, wie im neunten Ausführungsbeispiel gezeigt. Gemäß diesen Mitteln ist es möglich, ein Fernüberwachungssystem zu konfigurieren, in dem eine geeignete Kombinationsprioritätsreihenfolge in der Größe und der Rate der Änderung angesehen wird, bei der Fernüberwachung des Objektsystems.

Elftes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf Fig. 27 erfolgt die Beschreibung des elften Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.

Das elfte Ausführungsbeispiel legt Wert auf die Tatsache, daß es am besten ist, die Daten des Falles zu verwenden, bei dem eine stufenähnliche Änderung erzeugt wird, wenn kontinuierlich die Gültigkeit des Modells verifiziert wird, daß die Basis des Steuersystemdesign bei der Fernüberwachungssteuerung ist, und es detektiert die Synchronisation der Evaluierung der Modellgültigkeit durch Überwachung der stufenähnlichen Änderung, und eine automatische Modellaktualisierung wird durchgeführt.

Zuerst werden Überwachungsdaten SD von der Anlage POU genommen, und wenn eine Signaländerung, wie etwa die stufenähnliche Änderung, detektiert wird (Schritt S60), komprimiert die Kompressionscode-Kodierungseinheit 21l der Überwachungssteuerungseinheit 2l die Zeitfolgedaten vor und nach der detektieren Synchronisation der Änderung des Signals, um den Kompressionscode zu produzieren, und den Kompressionscode, der mit den Zeitfolgedaten TSD korrespondiert, vor und nach der Änderung an die Fernmodellmanagementeinheit 80 zu übertragen, die die gleichen Funktionen wie das Fernüberwachungssteuersystem 3 aufweist.

Auf der Seite der Fernmodellmanagementeinheit 80 wird der übertragene Kompressionscode als die empfangenen Zeitfolgedaten TSD erweitert, indem die inverse Wavelettransformation verwendet wird, und auf der Basis der erhaltenen Zeitfolgedaten wird die Gültigkeit des Steuermodels überprüft, und, falls notwendig, die Rekonstruktion des Steuermodells durchgeführt (Schritt S61).

Das Prozeßergebnis dieser Fernmodellmanagementeinheit 80 wird an die Überwachungssteuerungseinheit 2l übertragen, als ein upgedateter Modellparameter UMP des Modellevaluierungsergebnisses (Schritt S62). Die Überwachungssteuereinheit 2l (auf der Basis des upgedateten Modellparameters UMP) setzt einen Steuerbefehl, der auf dem Steuermodel basiert, um die Rekonstruktion der Steuerung durchzuführen (Schritt S63).

Wenn folglich eine geeignete Signaländerung der Objektdaten detektiert wird, werden die Zeitfolgedaten vor und nach der Änderung kompressionscodiert in der Überwachungssteuerungseinheit auf der Anlagenseite, und an die entfernte Seite übertragen. Auf der entfernten Seite wird auf der Basis der Zeitfolgedaten die Gültigkeit des Steuermodels evaluiert, die durch Erweiterung des empfangenen Kompressionscodes erhalten werden und, falls notwendig, wird die Rekonstruktion des Steuermodells durchgeführt, und das Aktualisieren des Steuermodels erfolgt durch Zurückgeben der Modellparameter an die Anlage. Die oben beschriebene Funktion kann einfach und automatisch durchgeführt werden, da eine geeignete Signaländerung automatisch detektiert werden kann.

Während die Signaländerung nicht detektiert wird, kann im übrigen gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kompressionscode-Kodierungseinheit 2l die Zeitfolgedaten nicht komprimieren, so daß der Kompressionscode nicht an das Fernüberwachungssteuersystem 3 übertragen wird, oder der Kompressionscode kann die Zeitfolgedaten komprimieren, um nur das geglättete Signal zu übertragen.

Da die Zeitfolgedaten, als Fernüberwachungssteuerung, mit der der Supervisor wenig oder nichts zu tun hat, nicht an das Fernüberwachungssteuerungssystem 3 übertragen werden, oder nur ein Teil wird übertragen, ist es möglich, die Übertragungsmenge der Zeitfolgedaten an das Fernüberwachungssteuersystem 3 zu reduzieren, wodurch der Wirkungsgrad der Fernüberwachungssteuerung der Zeitfolgedaten verbessert werden kann.

Im übrigen sind typische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden, jedoch können sich die Inhalte dieser konkret beschriebenen Ausführungsbeispiele ändern, durch Teiländerung der Systemkonfiguration, und der Prozedur oder dergleichen. Die Erfindung umfaßt die grundlegenden Technologieinhalte, die notwendig sind, um den Ferndienst, der die Zeitfolgedaten verwendet, ausgebaut wird.

Obwohl beschrieben wurde, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsbeispiele und Modifikationen der Erfindung angesehen wird, ist es selbstverständlich, daß verschiedene Modifikationen, die nicht beschrieben wurden, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Ferner wird hiermit Bezug genommen auf den gesamten Inhalt der japanischen Patentveröffentlichung H11-350388, eingereicht am 9. Dezember 1999.

Claims (12)

1. Datenkompressionssystem zur Komprimierung von Originalzeitfolgedaten mit verschiedener Wellenform, mit
einer Kompressionseinheit, die die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform komprimiert, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und
einer Kodierungseinheit, die die komprimierten Zeitfolgedaten zur Erzeugung eines Kompressionscodes codiert.

2. Datenkompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit der verschiedenen Änderung eine stufenähnliche Signaländerung und einen lokalen Signaldurchschnittswert enthält, und die Kompressionseinheit die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung einer Wellenforminformation über ihr nicht stationäres Verhalten komprimiert.

3. Datenkompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinheit eine Wavelettransformation der Originalzeitfolgedaten durchführt, unter Verwendung von Transformationskoeffizienten, um die Originalzeitfolgedaten in eine vorbestimmte Level-Anzahl von Komponentenwellenformen zu zerlegen, wobei jede der Komponentenwellenformen jedes Levels lokale Spitzenwertdaten aufweist; und mindestens einen der lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen extrahiert, wobei die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten einen absoluten Wert aufweisen, der nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, und
die Kodierungseinheit die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen jedes der Level auf der Basis der Information kodiert, die zur Zerlegung von der Kompressionseinheit verwendet wird, zur Erzeugung des Kompressionscodes.

4. Datenkompressionssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die extrahierten Spitzenwertdaten einen Spitzenwert enthalten und eine Position in einem Datenrahmen jedes Levels, und die Information, die zur Zerlegung verwendet wird, eine Basiswaveletfunktion enthält, eine Gesamtzahl der Level und eine der Komponentenwellenformen mit einer Niederfrequenz eines Endlevels, wobei eine der Komponentenwellenformen mit der Niederfrequenz als Endlevel ein geglätteter Signalwert oder ein Durchschnittswert der Originalzeitfolgedaten D1 ist.

5. Datenkompressionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierungseinheit den Kompressionscode über ein Kommunikationsnetz überträgt, ferner enthaltend eine Dekompressionseinheit, die über das Kommunikationsnetz mit der Kodierungseinheit kommuniziert und den übertragenen Kompressionscode empfängt, um den empfangenen Kompressionscode zu dekomprimieren, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert werden.

6. Datenkompressionssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierungseinheit den Kompressionscode über ein Netz überträgt, ferner enthaltend eine Dekompressionseinheit, die über das Kommunikationsnetz mit der Kodierungseinheit kommuniziert, wobei die Dekompressionseinheit folgendes enthält:
eine Empfangseinheit, die den übertragenen Kompressionscode empfängt; und
eine inverse Wavelettransformationseinheit, die eine inverse Wavelettransformation für den Kompressionscode durchführt, um die Zeitfolgedaten mit den Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten zu rekonstruieren.

7. Datenkompressionssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Originalzeitfolgedaten erste Zeitfolgedaten und zweite Zeitfolgedaten enthalten, wobei die ersten und zweiten Zeitfolgedaten eine Korrelation von Eingang und Ausgang als ein Steuermodell miteinander aufweisen, und wobei die ersten Zeitfolgedaten mit dem Eingang korrespondieren, und die zweiten Zeitfolgedaten mit dem Ausgang korrespondieren,
die Kompressionseinheit die Wavelettransformation für die ersten Originalzeitfolgedaten durchführt, durch Verwendung der Transformationskoeffizienten, um die ersten Originalzeiffolgedaten in eine vorbestimmte Level-Anzahl von Komponentenwellenformen zu zerlegen, wobei jede der Komponentenwellenformen jedes Levels lokale Spitzenwertdaten aufweist; mindestens eine der lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen extrahiert, wobei die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten einen Absolutwert aufweisen, der nicht kleiner ist, als ein vorbestimmter Schwellenwert; und einen Modellparameter PM generiert, auf der Basis des Steuermodells, der die Korrelation von Eingang und Ausgang identifiziert, und
die Codierungseinheit die extrahierten lokalen Spitzenwertdaten jeder der Komponentenwellenformen jedes der Level der ersten Zeitfolgedaten auf der Basis der Information codiert, die zur Zerlegung von der Kompressionseinheit verwendet wird, um einen ersten Kompressionscode zu generieren; den Kompressionscode erzeugt, der mit den Originalzeitfolgedaten auf der Basis der generierten ersten Kompressionsdaten, die mit den ersten Zeitfolgedaten korrespondieren und dem erzeugten Modellparameter, der mit den zweiten Zeitfolgedaten korrespondiert, korrespondiert; und den generierten Kompressionscode über ein Kommunikationsnetz überträgt, ferner enthaltend eine Dekompressionseinheit, die über das Übertragungsnetz mit der Kodierungseinheit kommuniziert, wobei die Dekompressionseinheit folgendes enthält:
eine Empfangseinheit, die den übertragenen Kompressionscode empfängt, um den ersten Kompressionscode und den Modellparameter zu separieren;
eine inverse Wavelettransformationseinheit, die eine inverse Wavelettransformation für den ersten Kompressionscode durchführt, um die ersten Zeitfolgedaten, die mit dem Eingang korrespondieren zu rekonstruieren; und
eine Rekonstruktionseinheit, die auf der Basis des Steuermodels, der reproduzierten ersten Zeitfolgedaten und des Modellparameters die zweiten Zeitfolgedaten rekonstruiert.

8. Überwachungssteuersystem für eine Überwachungssteuerung einer Objekteinheit gemäß ihrer Originalzeitfolgedaten mit verschiedener Wellenform, wobei das System folgendes enthält:
eine Kompressionseinheit, die die Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform komprimiert, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderungen enthält;
eine Kodierungseinheit, die die komprimierten Zeitfolgedaten kodiert, um einen Kompressionscode zu generieren, wobei der Kompressionscode über ein Kommunikationsnetz übertragen wird; und
eine Dekompressionseinheit, die über das Kommunikationsnetz mit der Kodierungseinheit kommuniziert und den übertragenen Kompressionscode empfängt, um den empfangenen Kompressionscode zu dekomprimieren, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert wird.

9. Datendekompressionssystem mit
einer Empfangseinheit für den Empfang eines Kompressionscodes, wobei der Kompressionscode erhalten wird durch Komprimierung von Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung ihrer Eigenschaften einer Wellenforminformation in einer verschiedenen Wellenform, und die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und
einer Dekompressionseinheit, die den empfangenen Kompressionscode dekomprimiert, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert werden.

10. Computerlesbares Speichermedium mit
Mitteln zur Veranlassung eines Computers Originalzeitfolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform ohne Beschädigung der Eigenschaften der Wellenforminformation in der verschiedenen Wellenform zu komprimieren, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und
Mitteln zur Veranlassung eines Computers die komprimierten Zeitfolgedaten zu kodieren, um einen Kompressionscode zu erzeugen.

11. Computerlesbares Speichermedium mit
Mitteln zur Veranlassung eines Computers einen Kompressionscode zu empfangen, wobei der Kompressionscode erhalten wird, durch komprimieren von Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigung der Eigenschaften der Wellenforminformation in einer verschiedenen Wellenform, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und
Mitteln zur Veranlassung eines Computers, den empfangenen Kompressionscode zu dekomprimieren, wodurch die Eigenschaften der Wellenforminformation der Originalzeitfolgedaten rekonstruiert werden.

12. Verfahren zur Komprimierung von Originalzeiffolgedaten mit einer verschiedenen Wellenform, enthaltend folgende Schritte:
Komprimieren der Originalzeitfolgedaten ohne Beschädigen der Eigenschaften einer Wellenforminformation in der Signalwellenform, wobei die Wellenforminformation ein Signal mit einer verschiedenen Änderung enthält; und
Codieren der komprimierten Zeitfolgedaten, um einen Kompressionscode zu generieren.