JP5843636B2 - Time-series data inquiry device, time-series data inquiry method, and time-series data inquiry program - Google Patents
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Description
本発明は、ビルやプラントなどの設備監視・保全等を目的として、設備を構成する機器に付与されたセンサー信号等の時系列データを照会する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inquiring time-series data such as sensor signals given to devices constituting facilities for the purpose of monitoring and maintaining facilities such as buildings and plants.
ビルやプラントの設備監視・管理などの分野では、設備に付与されたセンサーが観測した信号値を所定時間毎に取得し、時系列データとしてデータベースに蓄積して、時系列データの値の変動を表示、解析することが行われている。
特許文献１には、時系列データを特性に応じて効率よくデータベースに格納し、時系列データを活用する方法について記載されている。
In the field of equipment monitoring and management of buildings and plants, signal values observed by sensors attached to equipment are acquired at predetermined intervals and accumulated in a database as time-series data, and fluctuations in the values of time-series data are detected. Display and analysis are performed.
時系列データの収集・蓄積・活用が進むにしたがって、時系列データの照会内容を示すシナリオを簡単に記述し、評価したいという課題が生じた。
特許文献２には、従来のデータベース管理システム（ＤＢＭＳ）で広く用いられているＳＱＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｑｕｅｒｙ Ｌａｎｇｕａｇｅ）を拡張したＣＱＬ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｑｕｅｒｙ Ｌａｎｇｕａｇｅ）について記載されている。ＣＱＬでは、一定期間の時系列データを抽出するスライディングウインドウを導入することにより、時系列データに対する照会式を、従来のＳＱＬのような宣言的な照会式と同様の形式で記述・評価できるようになる。
As the collection, storage, and utilization of time-series data progressed, there was a problem of simply describing and evaluating scenarios showing the contents of time-series data queries.
ビルやプラントの設備監視・管理などの分野において、時系列データのシナリオを記述する際には、設備の構成に応じて、シナリオが対象としているセンサー信号の組み合わせが異なる。そのため、数千から数万になるセンサー信号から照会に必要な信号の組み合わせを指定する手間が大きいという課題がある。
この課題を解決するための関連技術としては、非特許文献１に記載されたＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）データベース技術がある。ＸＭＬデータベース技術におけるＸＭＬ検索言語ＸＭＬ−ＱＬでは、設備の構成関係をＸＭＬで表現することにより、照会に必要なセンサー信号の組み合わせを求めることができる。
When describing scenarios of time-series data in fields such as facility monitoring and management of buildings and plants, combinations of sensor signals targeted by the scenario differ depending on the configuration of the facility. For this reason, there is a problem that it takes a lot of time to specify a combination of signals necessary for inquiry from sensor signals that are several thousand to several tens of thousands.
As a related technique for solving this problem, there is an XML (eXtended Markup Language) database technique described in Non-Patent
ＣＱＬやＸＭＬ−ＱＬでは、設備構成に依存して決まる信号の組み合わせに対して、異なる時刻に観測された信号値を用いた制約条件を有する照会を記述できない。
本発明は、設備構成に依存して決まる信号の組み合わせと、異なる時刻に観測された信号値を用いた制約条件を有する照会を可能とすることを目的とする。
In CQL or XML-QL, a query having a constraint condition using signal values observed at different times cannot be described for a combination of signals determined depending on the equipment configuration.
An object of the present invention is to enable a query having a constraint condition using a combination of signals determined depending on the equipment configuration and signal values observed at different times.
この発明に係る時系列データ照会装置は、
センサーが時間の経過に従って順次観測した信号値である時系列データに対して、照会を行う時系列データ照会装置であり、
前記センサーが観測した信号値が、観測した時刻毎に記憶された第１信号値記憶装置に対する照会内容を示す照会式であって、時刻ｔの第１信号値と、前記時刻ｔのｘ時間前の第２信号値とを用いた制約条件が規定された照会式を入力する照会式入力部と、
前記照会式入力部が入力した照会式に規定された制約条件中の第１信号値と第２信号値とを前記第１信号値記憶装置から読み出し、時刻ｔにおける前記第１信号値と時刻ｔのｘ時間前における前記第２信号値とを時刻ｔにおける信号値として第２信号記憶装置に記憶する時間正規化部と、
前記時間正規化部が前記第２信号記憶装置に記憶した信号値を用いて、前記照会式に規定された制約条件から時刻の情報を除いた照会式の結果を取得する結果取得部と
を備えることを特徴とする。
The time-series data inquiry device according to the present invention is:
It is a time-series data inquiry device that makes inquiries for time-series data that are signal values observed sequentially by the sensor over time,
The signal value observed by the sensor is a query expression indicating a query content to the first signal value storage device stored at each observed time, and the first signal value at time t and x hours before time t An inquiry expression input unit for inputting an inquiry expression in which a constraint condition is defined using the second signal value of
The first signal value and the second signal value in the constraint condition defined in the query expression input by the query expression input unit are read from the first signal value storage device, and the first signal value at time t and the time t A time normalization unit for storing the second signal value x hours before the second signal storage device as a signal value at time t;
A result obtaining unit that obtains a result of a query expression obtained by removing time information from a constraint condition defined in the query expression using a signal value stored in the second signal storage device by the time normalization unit; It is characterized by that.
この発明に係る時系列データ照会装置では、制約条件に規定されたセンサー信号の時間のずれを正規化した上で、照会式の結果を取得する。そのため、異なる時刻に観測された信号値を用いた制約条件を有する照会をすることができる。 In the time-series data inquiry device according to the present invention, the time difference of the sensor signal defined in the constraint condition is normalized, and the result of the inquiry expression is acquired. Therefore, it is possible to make a query having a constraint condition using signal values observed at different times.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る時系列データ照会装置１００の構成図である。
時系列データ照会装置１００は、複数のセンサーが時間の経過に従って順次観測した信号値である時系列データに対して、時間に依存した制約条件を含む照会を行う。
時系列データ照会装置１００は、照会式入力部１０１、機器構成情報記憶装置１０２、変数具体化部１０３、第１時系列データ記憶装置１０４、第２時系列データ記憶装置１０５、時間正規化部１０６、充足時間記憶装置１０７、結果取得部１０８を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram of a time-series
The time-series
The time series
照会式入力部１０１は、時系列データに対する照会式を入力装置により入力する。
照会式には、時間に依存した制約条件が含まれる。制約条件は、センサーＩＤを特定するセンサー変数等を用いて記述された１つ以上の部分制約式と、部分制約式を継続して所定時間満たすことを条件とする継続時間制約式とから構成されている。少なくとも１つ部分制約式は、参照する時刻の異なるセンサー変数を用いて記述されている。
The query
The query expression includes time dependent constraints. The constraint condition is composed of one or more partial constraint expressions described using sensor variables or the like that specify the sensor ID, and a continuous time constraint expression that satisfies the condition that the partial constraint expression is continuously satisfied for a predetermined time. ing. At least one partial constraint equation is described using sensor variables with different reference times.
機器構成情報記憶装置１０２は、センサーが設置された機器の構成を示す機器構成情報を記憶した記憶装置である。
The device configuration
変数具体化部１０３は、機器構成情報記憶装置１０２に記憶された機器構成情報に基づき、照会式入力部１０１が入力した照会式のセンサー変数に具体的なセンサーＩＤを割当て、具体化した照会式を処理装置により生成する。
１つのセンサー変数が複数のセンサーＩＤを特定する場合、変数具体化部１０３は、１つの照会式から複数の具体化した照会式を出力する。
Based on the device configuration information stored in the device configuration
When one sensor variable specifies a plurality of sensor IDs, the variable materializing
第１時系列データ記憶装置１０４は、複数のセンサーが時間の経過に従って順次観測した信号値である時系列データを記憶した記憶装置である。第１時系列データ記憶装置１０４に記憶された時系列データが、照会式による照会の対象となる時系列データである。
The first time-series
第２時系列データ記憶装置１０５は、照会式の評価に必要な信号値等を記憶するための記憶装置である。
The second time-series
時間正規化部１０６は、変数具体化部１０３が具体化した照会式における制約条件に含まれるセンサーＩＤの信号値を抽出し、抽出した信号値について、参照する時刻のずれを処理装置により正規化して、第２時系列データ記憶装置１０５に格納する。
The
充足時間記憶装置１０７は、各部分制約式を充足する時刻を示す時間情報等を記憶するための記憶装置である。
The satisfaction
結果取得部１０８は、第２時系列データ記憶装置１０５に記憶されたデータと、具体化された照会式とを用いて、照会式を評価した結果を取得する。
結果取得部１０８は、部分制約式評価部１０９、時間制約処理部１１０、部分制約関係処理部１１１を備える。
The
The
部分制約式評価部１０９は、第２時系列データ記憶装置１０５に記憶されたデータを用いて、各部分制約式について処理装置により評価し、各部分制約式を評価した結果を充足時間記憶装置１０７に格納する。
The partial constraint
時間制約処理部１１０は、部分制約式評価部１０９により充足時間記憶装置１０７に格納されたデータを用いて、継続時間制約式を処理装置により評価し、結果を充足時間記憶装置１０７に格納する。
The time
部分制約関係処理部１１１は、時間制約処理部１１０により充足時間記憶装置１０７に格納されたデータを用いて、各部分制約式及び継続時間制約式の時間関係の制約を処理装置により評価し、照会式の結果を取得する。
The partial constraint
図２は、機器構成情報記憶装置１０２が記憶する機器構成情報の概念図である。図２では、一例として、ビルの空調機器の接続関係を表現している。
図２における矢印は、機器の親子関係を表現している。例えば、「外調機１は、空調機１＿１の親である」ことを表現している。また、四角枠の中の点は、四角枠の機器に設置されたセンサーの種別を示している。例えば、可変定量風量装置ＶＡＶ１＿１＿１は、温度と湿度のセンサーが設置されていることを表現している。
なお、図２では、木構造としているが、電気設備のように機器の接続関係がグラフ構造となっていてもよい。
FIG. 2 is a conceptual diagram of device configuration information stored in the device configuration
The arrows in FIG. 2 represent the parent-child relationship of devices. For example, “the
In FIG. 2, the tree structure is used, but the connection relationship between the devices may be a graph structure like an electrical facility.
図３は、機器構成情報をＸＭＬ形式で表現した例を示す図である。図３では、図２に示す機器構成情報をＸＭＬ形式で表現している。
図３のＸＭＬのタグは、機器を表現しており、タグ名は機器の種別を表現している。タグのｉｄ属性は値として機器ＩＤが設定され、その他の属性はセンサーの種別を表現しており、値としてセンサーＩＤが設定される。また、ＸＭＬのタグの入れ子関係により、機器の親子関係を表現している。具体的には、図３の符号３０１、３０２、３０３、３０４は、図２の符号２０１、２０２、２０３、２０４に対応している。
なお、機器構成情報における機器の接続関係がグラフ構造である場合は、ＲＤＦ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）を用いて表現することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the device configuration information is expressed in the XML format. In FIG. 3, the device configuration information shown in FIG. 2 is expressed in XML format.
The XML tag in FIG. 3 represents a device, and the tag name represents the type of device. The id attribute of the tag is set with a device ID as a value, the other attributes express the type of the sensor, and the sensor ID is set as a value. Further, the parent-child relationship of the devices is expressed by the nested relationship of XML tags. Specifically,
In addition, when the connection relationship of the apparatus in apparatus structure information is a graph structure, it can represent using RDF (Resource Description Framework).
図４は、照会式の例を示す図である。
照会式４０１は、ビル設備のセンサーにより観測された時系列データに対する照会式の例である。
照会式４０１は、部分制約式４０６，４０７，４０８の全てを満たす状態が、継続時間制約式４０９が規定する時間（２分）以上継続する場合に、その開始時刻と、その開始時刻における外調機の状態、空調機の温度、可変定量風量装置ＶＡＶの１分前の温度を、空調機毎に求めよということを表している。
なお、部分制約式４０６，４０７，４０８は、「空調機の親の外調機の状態が運転中であり（部分制約式４０６）」、かつ、「空調機の温度よりも、空調機の子である可変定量風量装置（ＶＡＶ）の１分前の温度の平均が大きい（部分制約式４０７）」、かつ、「開始時刻が２０１０／０７／０１ ００：００：００から２０１０／０７／０１ ００：０２：００の間である（部分制約式４０８）」ことを表す。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a query expression.
A
When the state satisfying all of the
The
照会式４０１の解釈について、図３の機器構成情報の表現に即して説明する。
Ｆｏｒｅａｃｈ句４０２における『Ｆｏｒｅａｃｈ Ｘ：空調機』は、「設備の種別が空調機である機器毎に、照会式を評価すること」を表現している。ここで、Ｘは機器変数であり、Ｘには、空調機の機器ＩＤが割り当てられる。
The interpretation of the
“Foreach X: air conditioner” in the
ＳＥＬＥＣＴ句４０３における「ＳＥＬＥＣＴ ｔ，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３」は、照会式の評価結果として出力するデータ項目名を指定している。ＳＱＬやＣＱＬとの違いは、データ項目名に変数を指定している点である。なお、Ｙ１，Ｙ２、Ｙ３は部分制約式４０６，４０７において定義されている。
“SELECT t, Y1, Y2, Y3” in the
ＦＲＯＭ句４０４は、照会式の評価対象となるデータが記憶された記憶装置を指定している。ここでは、機器構成情報記憶装置１０２と第１時系列データ記憶装置１０４とが指定されている。
The FROM
ＷＨＥＲＥ句４０５は、制約条件を表現した制約式である。制約条件には、制約式として、部分制約式４０６，４０７，４０８と、継続時間制約式４０９とが含まれている。
部分制約式４０６は、「空調機の親の外調機の状態が運転中である」ことを意味する。部分制約式４０６を構成するパス式４１１は、「タグＸの親タグでタグ名が外調機（種別が外調機）の属性「状態」が示すセンサーＩＤの時刻ｔの信号値」を意味する。
部分制約式４０７は、「空調機の温度よりも、空調機の子である可変定量風量装置（ＶＡＶ）の１分前の温度の平均が大きい」ことを意味する。部分制約式４０７を構成するパス式４１２は、「タグＸの属性「温度」が示すセンサーＩＤの時刻ｔの信号値」を意味する。また、パス式４１３は、「タグＸの子タグでタグ名がＶＡＶである機器における属性「温度」が示すセンサーの１分前の信号値の平均」を意味する。
部分制約式４０８は、「時刻ｔが２０１０／０７／０１ ００：００：００から２０１０／０７／０１ ００：０２：００の間である」ことを意味する。
継続時間制約式４０９は、「部分制約式４０６，４０７，４０８をＡＮＤで結んだ制約式４１０がある時刻から２分間満たされる際の開始時刻の集合」を意味する。
なお、制約式における時刻ｔを基準時刻と呼ぶ。ｔに対する和や差は、基準時刻に対する時間のずれを表現している。例えば、パス式４１２におけるＶＡＶ．温度（ｔ−００：０１：００）は、基準時刻の１分間前に観測された温度を意味する。
The WHERE
The
The
The
The
The time t in the constraint equation is referred to as a reference time. The sum and difference with respect to t express a time lag relative to the reference time. For example, VAV. The temperature (t-00: 01: 00) means a temperature observed one minute before the reference time.
部分制約式や継続時間制約式をＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴで結合して得られる式も制約式である。制約式のＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴは、それぞれの部分制約式を満たす時刻の集合の積集合、和集合、補集合として定義される。制約式の意味を時刻の集合とすることにより、時間制約を含む制約式の論理演算を矛盾なく定義できるようになる。 Expressions obtained by combining partial constraint expressions and duration constraint expressions with AND, OR, and NOT are also constraint expressions. The constraint expressions AND, OR, and NOT are defined as a product set, union set, and complement set of sets of times satisfying the respective partial constraint expressions. By defining the meaning of the constraint expression as a set of times, the logical operation of the constraint expression including the time constraint can be defined without contradiction.
図５は、第１時系列データ記憶装置１０４が記憶する情報の説明図である。
第１時系列データ記憶装置１０４は、センサーＩＤ毎に、そのセンサーから信号値を取得した時刻と、取得した信号値との対が記憶されており、センサーＩＤと時刻とを指定すると信号値を取り出すことができるようになっている。
例えば、テーブル５０１には、センサーＩＤが「外調機＿１＿状態」のセンサーが信号値を取得した時刻と取得した信号値との対が記憶されている。同様に、テーブル５０２，５０３，５０４では、センサーＩＤがそれぞれ「空調機＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度」のセンサーが信号値を取得した時刻と取得した信号値との対が記憶されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of information stored in the first time-series
The first time-series
For example, the table 501 stores a pair of the acquired signal value and the time at which the sensor with the sensor ID “external conditioner_1_state” acquires the signal value. Similarly, in the tables 502, 503, and 504, a pair of the acquired signal value and the time when the sensor IDs of the “air conditioner_1_1_temperature”, “VAV_1_1_1_temperature”, and “VAV_1_1_2_temperature” are acquired is stored. Has been.
図６は、第２時系列データ記憶装置１０５が記憶する情報の説明図である。
第２時系列データ記憶装置１０５は、第１時系列データ記憶装置１０４に記憶された信号値のうち、照会式を評価するために必要な信号値が、時刻毎に横並びで比較できるように配置し直されて記憶される。従来の関係データベースの照会言語ＳＱＬの観点でいうと、時系列データベースのデータを時刻でＪＯＩＮした後に得られるテーブルに相当するが、時刻を特別扱いしている点が異なる。
図４の部分制約式４０７において、センサー変数ＶＡＶの時刻は、「外調機の状態」や「空調機の温度」と比較して１分前の時刻を比較するよう指定されている。そのため、センサーＩＤ「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度」の値は、時刻を１分前にずらした値を代入している。具体的には、情報６０１は、図５の第１時系列データ記憶装置１０４の情報５０５に対応しており、情報６０２は、図５の第１時系列データ記憶装置１０４の情報５０６に対応している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of information stored in the second time-series
The second time-series
In the
図７は、充足時間記憶装置１０７が記憶する情報の説明図である。
充足時間テーブルは、制約式毎に、その部分制約式を満たす時刻と時間の区間とが記憶される。
例えば、情報７０１は、図４の部分制約式４０６を満たす時刻と時間の区間とを示している。同様に、情報７０２，７０３，７０４は、それぞれ図４の部分制約式４０７、４１０、４０５を満たす時刻と時間の区間を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of information stored in the satisfaction
The satisfaction time table stores, for each constraint equation, a time and a time interval that satisfy the partial constraint equation.
For example, the
図８は、第２時系列データ記憶装置１０５への照会式の説明図である。
従来のＳＱＬと比較すると、時刻を特別扱いする点が異なる。つまり、部分制約式の評価では、ＳＥＬＥＣＴ句の対象としては、時刻だけに限定する点が特徴である。
具体化した照会式８０１は、図４の照会式４０１において、Ｆｏｒｅａｃｈ句４０２の機器変数Ｘを空調機１＿１とし、センサー変数Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３をそれぞれ具体的なセンサーＩＤとして具体化されている。具体化した照会式８０２は、同様に、図４の照会式４０２の機器変数Ｘを空調機１＿２とし、センサー変数Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３をそれぞれ具体的なセンサーＩＤとして具体化されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a query expression for the second time-series
Compared to the conventional SQL, the time is specially handled. That is, the evaluation of the partial constraint expression is characterized in that the object of the SELECT phrase is limited to only time.
The
図９は、照会結果の説明図である。
図９は、図４の照会式４０１を、図３の機器構成情報と、図５の第１時系列データ記憶装置１０４とに基づき評価した結果を示している。
図９のテーブル中のカラム「外調機＿１＿状態（ｔ）」、「空調機＿１＿１＿温度（ｔ）」は、それぞれ図４のセンサー変数Ｙ１、Ｙ２に割り当てられたセンサーＩＤ名である。また、「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度（ｔ−００：０１：００）」、「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度（ｔ−００：０１：００）」は、図４のセンサー変数Ｙ３に割り当てられたセンサーＩＤ名である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the inquiry result.
9 shows a result of evaluating the
The columns “external conditioner_1_state (t)” and “air conditioner_1_1_temperature (t)” in the table of FIG. 9 are sensor ID names assigned to the sensor variables Y1 and Y2 of FIG. 4, respectively. Further, “VAV_1_1_1_temperature (t−00: 01: 00)” and “VAV_1_1_2_temperature (t−00: 01: 00)” are sensor ID names assigned to the sensor variable Y3 in FIG.
図１０は、時系列データ照会装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。
図１０に基づき、図４の照会式４０１を評価して、図９の結果を得る処理について説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow of the time-series
Based on FIG. 10, the process of evaluating the
（Ｓ１）
照会式入力部１０１は、照会式４０１を入力する。
(S1)
The query
（Ｓ２）
変数具体化部１０３は、図３の機器構成管理情報３００を参照して、照会対象の機器情報を抽出する。
照会式４０１の機器変数Ｘは、Ｆｏｒｅａｃｈ句４０２に示すように種別が空調機なので、３つの空調機タグ３０２，３０５，３０６のｉｄ属性の値である「空調機＿１＿１」、「空調機＿１＿２」、「空調機＿２＿１」が抽出される。
(S2)
The
Since the device variable X of the
（Ｓ３）
変数具体化部１０３は、Ｓ２で抽出した対象機器のうち、処理が終わっていない対象機器があるか否かを判定する。処理が終わっていない対象機器がある場合（Ｓ３でＹＥＳ）、処理をＳ４へ進める。一方、理が終わっていない対象機器がない場合（Ｓ３でＮＯ）、処理を終了する。
ここでは、Ｓ２で抽出された「空調機＿１＿１」、「空調機＿１＿２」、「空調機＿２＿１」を順に処理し、すべての対象機器を処理したら終了する。
(S3)
The
Here, “air conditioner_1_1”, “air conditioner_1_2”, and “air conditioner_2_1” extracted in S2 are processed in order, and the process ends when all target devices are processed.
（Ｓ４）
変数具体化部１０３は、照会式４０１における制約条件を構成する部分制約式を取り出す。
照会式４０１からは、部分制約式４０６、４０７、４０８が取り出される。
(S4)
The
From the
（Ｓ５）
変数具体化部１０３は、各部分制約式中のパス式の相対関係を解釈し、図３の機器構成情報３００を参照して、照会対象のセンサーＩＤを抽出する。
例えば、空調機１＿１について処理を行っている場合には、機器変数Ｘに「空調機１＿１」が割当られている。この場合、パス式４１１では、センサー変数Ｙ１には、「外調機＿１＿状態」が割り当てられる。また、パス式４１２では、センサー変数Ｙ２には、「空調機＿１＿１＿温度」が割り当てられる。同様に、パス式４１３では、センサー変数Ｙ３には、「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度」が割り当てられる。
(S5)
The
For example, when processing is performed for the air conditioner 1_1, “air conditioner 1_1” is assigned to the device variable X. In this case, in the
（Ｓ６）
時間正規化部１０６は、第１時系列データ記憶装置１０４からＳ５で抽出されたセンサーＩＤの信号値を取り出して、時間のずれを正規化して第２時系列データ記憶装置１０５に格納する。
例えば、Ｓ５で抽出したセンサーＩＤ「外調機＿１＿状態」、「空調機＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度」に対して、時刻に対する部分制約式４０８を満たす時刻のデータを抽出して、第２時系列データ記憶装置１０５に格納する。この際、部分制約式４０７において、センサー変数ＶＡＶの時刻は、「外調機の状態」や「空調機の温度」と比較して１分前の時刻を比較するよう指定されているので、センサーＩＤ「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度」、「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度」の値は、時刻を１分前にずらした値が代入される。例えば、図５の情報５０５，５０６は、図６の情報６０１，６０２に対応している。
(S6)
The
For example, for the sensor IDs “external conditioner_1_state”, “air conditioner_1_1_temperature”, “VAV_1_1_1_temperature”, and “VAV_1_1_2_temperature” extracted in S5, data at a time satisfying the
（Ｓ７）
変数具体化部１０３は、各部分制約式中のセンサー変数に、Ｓ５で抽出したセンサーＩＤを代入して、第２時系列データ記憶装置１０５への照会式を生成する。
例えば、制約式４１０に対して、Ｓ５で抽出したセンサーＩＤを割当てることにより、照会式を生成する。空調機１＿１について処理を行っている場合には、照会式４０１からは、図８の照会式８０１が生成される。また、空調機１＿２について処理を行っている場合には、照会式４０１からは、図８の照会式８０２が生成される。
(S7)
The
For example, a query expression is generated by assigning the sensor ID extracted in S5 to the
（Ｓ８）
部分制約式評価部１０９は、第２時系列データ記憶装置１０５に記憶された情報に基づき、Ｓ７で生成された各部分制約式を評価して、各部分制約式を満たす時刻を充足時間記憶装置１０７に格納する。そして、部分制約式評価部１０９は、充足時間記憶装置１０７に記憶された情報に基づき、各部分制約条件と継続時間制約式とをＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴで結合した制約式を評価して、結合した制約式を満たす時刻を充足時間記憶装置１０７に格納する。
例えば、照会式８０１について、部分制約式４０６，４０７を満たす時間は、それぞれ図７の情報７０１，７０２に対応する。また、部分制約式４０６，４０７をＡＮＤで結合した制約式４１０を満たす時刻は、図７の情報７０３に対応する。
なお、部分制約式４０８は時刻に対する制約であり、第２時系列データ記憶装置１０５に格納する情報を抽出する際に考慮したので、ここでは省略される。
(S8)
The partial constraint
For example, for the
The
（Ｓ９）
時間制約処理部１１０は、照会式が継続時間制約式を含む場合は、充足時間記憶装置１０７に記憶された情報を参照し、継続時間を算出し、その結果を充足時間記憶装置１０７に格納する。
例えば、照会式８０１には、制約式４１０に対して継続時間制約式４０９が指定されているので、図７の制約式ＩＤが４１０の時刻が２つ（２分）連続している時間を併合した行７０４が生成される。これにより、照会式８０１の結果として、時刻２０１０−０７−０１ ００：０１：００から２分間の時間区間が得られる。
(S9)
When the query expression includes a duration constraint expression, the time
For example, in the
（Ｓ１０）
部分制約関係処理部１１１は、照会式４０１のＳＥＬＥＣＴ句４０３の変数にセンサーＩＤを割り当て、Ｓ９で得た時刻の値を出力する。
例えば、空調機１＿１について処理を行っている場合には、評価結果として、図９の情報が出力される。図９の情報では、変数Ｙ１，Ｙ２には、それぞれ、「外調機＿１＿状態（ｔ）」、「空調機＿１＿１＿温度（ｔ）」が割り当てられている。変数Ｙ３には、「ＶＡＶ＿１＿１＿１＿温度（ｔ−００：０１：００）」と「ＶＡＶ＿１＿１＿２＿温度（ｔ−００：０１：００）」が割り当てられている。
(S10)
The partial constraint
For example, when processing is performed for the air conditioner 1_1, the information of FIG. 9 is output as the evaluation result. In the information of FIG. 9, “external air conditioner_1_state (t)” and “air conditioner_1_1_temperature (t)” are assigned to the variables Y1 and Y2, respectively. “VAV_1_1_1_temperature (t−00: 01: 00)” and “VAV_1_1_2_temperature (t−00: 01: 00)” are assigned to the variable Y3.
以上のように、実施の形態１に係る時系列データ照会装置１００では、センサー変数と時間に関する制約とを記述できる照会式を新たに導入した。そして、照会式におけるセンサー変数の具体化や、参照時刻のずれの正規化等を行う。これにより、センサーが設置されている設備構成上の相対関係と、時間の相対的な関係とを同時に考慮しながら、時系列データ構造を処理できるようになる。その結果、ビルやプラント設備に付与された大量のセンサー信号データに対する分析シナリオを記述・評価しやすくなる。
As described above, in the time-series
図１１は、時系列データ照会装置１００のハードウェア構成図である。
図１１に示すように、時系列データ照会装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０（固定ディスク装置）の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置９２０は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。
FIG. 11 is a hardware configuration diagram of the time-series
As illustrated in FIG. 11, the time-series
磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
An operating system 921 (OS), a
プログラム群９２３には、上記の説明において「照会式入力部１０１」、「変数具体化部１０３」、「時間正規化部１０６」、「結果取得部１０８」、「部分制約式評価部１０９」、「時間制約処理部１１０」、「部分制約関係処理部１１１」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記の説明において「機器構成情報記憶装置１０２」、「第１時系列データ記憶装置１０４」、「第２時系列データ記憶装置１０５」、「充足時間記憶装置１０７」等に記憶される情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「データベース」の各項目として記憶される。「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
The
The
また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やＩＣチップに記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組合せ、さらには、ファームウェアとの組合せで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
In the above description, the arrows in the flowchart mainly indicate input / output of data and signals, and the data and signal values are recorded in a memory of the
In addition, what is described as “to part” in the above description may be “to circuit”, “to device”, “to device”, “to means”, and “to function”. It may be “step”, “˜procedure”, “˜processing”. In addition, what is described as “˜device” may be “˜circuit”, “˜device”, “˜means”, “˜function”, and “˜step”, “˜procedure”, “ ~ Process ". That is, what is described as “˜unit” may be realized by firmware stored in the
１００ 時系列データ照会装置、１０１ 照会式入力部、１０２ 機器構成情報記憶装置、１０３ 変数具体化部、１０４ 第１時系列データ記憶装置、１０５ 第２時系列データ記憶装置、１０６ 時間正規化部、１０７ 充足時間記憶装置、１０８ 結果取得部、１０９ 部分制約式評価部、１１０ 時間制約処理部、１１１ 部分制約関係処理部。 100 time-series data inquiry device, 101 inquiry expression input unit, 102 device configuration information storage device, 103 variable instantiation unit, 104 first time-series data storage device, 105 second time-series data storage device, 106 time normalization unit, 107 satisfaction time storage device, 108 result acquisition unit, 109 partial constraint expression evaluation unit, 110 time constraint processing unit, 111 partial constraint relation processing unit.
Claims (6)
前記各センサーが観測した信号値が、観測した時刻毎に記憶された第１時系列データ記憶装置に対する照会内容を示す照会式であって、時刻ｔの第１信号値と、前記時刻ｔのｘ時間前の第２信号値とを用いた制約条件が規定され、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第１信号値を観測する第１センサーとして特定する第１センサー変数と、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第２信号値を観測する第２センサーとして特定する第２センサー変数とを含む照会式を入力する照会式入力部と、
前記照会式入力部が入力した照会式に含まれる前記第１センサー変数により特定される全ての第１センサーと、前記第２センサー変数により特定される全ての第２センサーとをセンサーを一意に特定するセンサーＩＤに置き換えて照会式を具体化することにより、前記第１センサーと前記第２センサーとの全ての組合せに対応する照会式を生成する変数具体化部と、
前記変数具体化部が生成した照会式に規定された制約条件中の第１信号値と第２信号値とを前記第１時系列データ記憶装置から読み出し、時刻ｔにおける前記第１信号値と時刻ｔのｘ時間前における前記第２信号値とを時刻ｔにおける信号値として第２時系列データ記憶装置に記憶する時間正規化部と、
前記時間正規化部が前記第２時系列データ記憶装置に記憶した信号値を用いて、前記照会式に規定された制約条件から時刻の情報を除いた照会式の結果を取得する結果取得部とを備えることを特徴とする時系列データ照会装置。 It is a time-series data inquiry device that inquires for time-series data that is a signal value that each sensor of a plurality of sensors sequentially observed over time,
The signal value observed by each sensor is a query expression indicating the query content for the first time-series data storage device stored at each observed time, and the first signal value at time t and x at time t A constraint using a second signal value before time is defined, and a first sensor variable that identifies one or more of the plurality of sensors as a first sensor that observes the first signal value; A query expression input unit that inputs a query expression including a second sensor variable that identifies one or more of the plurality of sensors as a second sensor that observes the second signal value ;
The sensor uniquely identifies all the first sensors specified by the first sensor variable and all the second sensors specified by the second sensor variable included in the inquiry expression input by the inquiry expression input unit. A variable instantiation unit that generates a query expression corresponding to all combinations of the first sensor and the second sensor by substituting the query ID with a sensor ID to be embodied;
The first signal value and the second signal value in the constraint condition defined in the query expression generated by the variable instantiation unit are read from the first time-series data storage device, and the first signal value and the time at time t a time normalization unit for storing the second signal value x time before t in the second time-series data storage device as a signal value at time t;
A result obtaining unit that obtains a result of the query expression obtained by removing time information from the constraint condition defined in the query expression, using the signal value stored in the second time-series data storage device by the time normalization unit; A time-series data inquiry device comprising:
前記結果取得部は、前記制約条件に含まれる各部分制約式について、その部分制約式から時刻の情報を除いた条件を満たす時刻を、前記第２時系列データ記憶装置に記憶された信号値に基づき特定して、特定した時刻のうち全ての条件を満たす時刻を特定し、特定した全ての条件を満たす時刻に基づき、照会式の結果を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の時系列データ照会装置。 The constraint condition includes a plurality of conditions as a partial constraint expression,
The result acquisition unit sets, for each partial constraint expression included in the constraint condition, a time satisfying a condition obtained by removing time information from the partial constraint expression as a signal value stored in the second time-series data storage device. 2. The time according to claim 1, wherein a time satisfying all conditions among the specified times is specified, and a result of the query expression is acquired based on the times satisfying all the specified conditions. Series data inquiry device.
前記結果取得部は、前記抽出した全ての条件を満たす時刻から、前記継続時間制約式を満たす時刻を特定し、特定した時刻に基づき、照会式の結果を取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の時系列データ照会装置。 In addition to the partial constraint equation, the constraint condition includes a duration constraint equation on condition that the partial constraint equation is continuously satisfied for a predetermined time,
The said result acquisition part specifies the time which satisfy | fills the said duration constraint expression from the time which satisfy | fills all the said extracted conditions, and acquires the result of a query formula based on the specified time. The time-series data inquiry device described in 1.
前記時間正規化部は、前記制約条件に含まれた時間範囲内の時刻ｔについて、第１信号値と第２信号値とを前記第１時系列データ記憶装置から読み出す
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の時系列データ照会装置。 The constraint condition includes a time range taken by the time t,
The time normalization unit reads a first signal value and a second signal value from the first time-series data storage device for a time t within a time range included in the constraint condition. The time-series data inquiry device according to any one of 1 to 3.
入力装置が、前記各センサーが観測した信号値が、観測した時刻毎に記憶された第１時系列データ記憶装置に対する照会内容を示す照会式であって、時刻ｔの第１信号値と、前記時刻ｔのｘ時間前の第２信号値とを用いた制約条件が規定され、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第１信号値を観測する第１センサーとして特定する第１センサー変数と、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第２信号値を観測する第２センサーとして特定する第２センサー変数とを含む照会式を入力する照会式入力ステップと、
処理装置が、前記照会式入力ステップで入力された照会式に含まれる前記第１センサー変数により特定される全ての第１センサーと、前記第２センサー変数により特定される全ての第２センサーとをセンサーを一意に特定するセンサーＩＤに置き換えて照会式を具体化することにより、前記第１センサーと前記第２センサーとの全ての組合せに対応する照会式を生成する変数具体化ステップと、
処理装置が、前記変数具体化ステップで生成された照会式に規定された制約条件中の第１信号値と第２信号値とを前記第１時系列データ記憶装置から読み出し、時刻ｔにおける前記第１信号値と時刻ｔのｘ時間前における前記第２信号値とを時刻ｔにおける信号値として第２時系列データ記憶装置に記憶する時間正規化ステップと、
処理装置が、前記時間正規化ステップで前記第２時系列データ記憶装置に記憶された信号値を用いて、前記照会式に規定された制約条件から時刻の情報を除いた照会式の結果を取得する結果取得ステップと
を備えることを特徴とする時系列データ照会方法。 It is a time-series data query method for querying time-series data, which are signal values observed sequentially by each sensor of a plurality of sensors ,
The input device is a query expression indicating a query content to the first time-series data storage device in which the signal value observed by each sensor is stored at each observed time, and the first signal value at time t, A constraint condition using a second signal value x hours before time t is defined, and one or more sensors among the plurality of sensors are specified as a first sensor that observes the first signal value. A query expression input step of inputting a query expression including one sensor variable and a second sensor variable that identifies one or more of the plurality of sensors as a second sensor that observes the second signal value ; ,
The processing device includes all first sensors specified by the first sensor variable included in the query expression input in the query expression input step, and all second sensors specified by the second sensor variable. A variable instantiation step for generating query expressions corresponding to all combinations of the first sensor and the second sensor by substituting a sensor ID that uniquely identifies the sensor to instantiate the query expression;
The processing device reads the first signal value and the second signal value in the constraint condition defined in the query expression generated in the variable instantiation step from the first time-series data storage device, and the first signal value at time t A time normalization step of storing one signal value and the second signal value x hours before time t in the second time-series data storage device as a signal value at time t;
The processing device obtains a result of the query expression obtained by removing time information from the constraint condition defined in the query expression using the signal value stored in the second time series data storage device in the time normalization step. A time series data inquiry method comprising: a result acquisition step.
前記各センサーが観測した信号値が、観測した時刻毎に記憶された第１時系列データ記憶装置に対する照会内容を示す照会式であって、時刻ｔの第１信号値と、前記時刻ｔのｘ時間前の第２信号値とを用いた制約条件が規定され、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第１信号値を観測する第１センサーとして特定する第１センサー変数と、前記複数のセンサーのうちの１つ以上のセンサーを、前記第２信号値を観測する第２センサーとして特定する第２センサー変数とを含む照会式を入力する照会式入力処理と、
前記照会式入力処理で入力された照会式に含まれる前記第１センサー変数により特定される全ての第１センサーと、前記第２センサー変数により特定される全ての第２センサーとをセンサーを一意に特定するセンサーＩＤに置き換えて照会式を具体化することにより、前記第１センサーと前記第２センサーとの全ての組合せに対応する照会式を生成する変数具体化処理と、
前記変数具体化処理で生成された前記照会式入力処理で入力された照会式に規定された制約条件中の第１信号値と第２信号値とを前記第１時系列データ記憶装置から読み出し、時刻ｔにおける前記第１信号値と時刻ｔのｘ時間前における前記第２信号値とを時刻ｔにおける信号値として第２時系列データ記憶装置に記憶する時間正規化処理と、
前記時間正規化処理で前記第２時系列データ記憶装置に記憶された信号値を用いて、前記照会式に規定された制約条件から時刻の情報を除いた照会式の結果を取得する結果取得処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする時系列データ照会プログラム。 A time-series data inquiry program that inquires for time-series data that is a signal value observed sequentially by each sensor of a plurality of sensors over time.
The signal value observed by each sensor is a query expression indicating the query content for the first time-series data storage device stored at each observed time, and the first signal value at time t and x at time t A constraint using a second signal value before time is defined, and a first sensor variable that identifies one or more of the plurality of sensors as a first sensor that observes the first signal value; A query expression input process for inputting a query expression including a second sensor variable that identifies one or more of the plurality of sensors as a second sensor for observing the second signal value ;
All the first sensors specified by the first sensor variable included in the inquiry expression input in the inquiry expression input process and all the second sensors specified by the second sensor variable are uniquely set as sensors. A variable instantiation process for generating a query expression corresponding to all combinations of the first sensor and the second sensor by substituting the specified sensor ID and embodying the query expression;
Reading out the first signal value and the second signal value in the constraint condition defined in the query expression input in the query expression input process generated in the variable instantiation process from the first time-series data storage device; A time normalization process for storing the first signal value at time t and the second signal value x hours before time t in a second time-series data storage device as a signal value at time t;
Result acquisition process for acquiring the result of the query expression obtained by removing the time information from the constraint condition defined in the query expression using the signal value stored in the second time-series data storage device in the time normalization process A time series data inquiry program characterized by causing a computer to execute the above.
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