(57)【要約】  受付部（１１１）は、各時刻における観測値を示す観測信号を受け付ける。確率算出部（１１２）は、正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する。グラフ表示制御部（１１３）は、受け付けられた観測信号を時系列に表す信号グラフと、算出された確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示する。
2020049615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各時刻における観測値を示す観測信号を受け付ける信号受付部と、
正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する確率算出部と、
受け付けられた観測信号を時系列に表す信号グラフと、算出された確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示するグラフ表示制御部と
を備える信号表示制御装置。
【請求項２】
前記観測信号が各時刻に０または１を示す２値信号であり、
前記基準値が０と１とのいずれかである
請求項１に記載の信号表示制御装置。
【請求項３】
前記確率算出部は、受け付けられた観測信号が示す各時刻における観測値に基づいて時刻別に前記基準値を選択する
請求項２に記載の信号表示制御装置。
【請求項４】
前記確率算出部は、観測値が０であった時刻用の基準値として０を選択し、観測値が１であった時刻用の基準値として１を選択する
請求項３に記載の信号表示制御装置。
【請求項５】
前記確率算出部は、観測値が０であった時刻用の基準値として１を選択し、観測値が１であった時刻用の基準値として０を選択する
請求項３に記載の信号表示制御装置。
【請求項６】
前記観測信号が各時刻に３つ以上の値のうちのいずれかを示す多値信号であり、
前記基準値が前記３つ以上の値のうちのいずれかである
請求項１に記載の信号表示制御装置。
【請求項７】
前記確率算出部は、受け付けられた観測信号が示す各時刻における観測値に基づいて時刻別に前記基準値を選択する
請求項６に記載の信号表示制御装置。
【請求項８】
前記確率算出部は、各時刻における観測値と同じ値を各時刻における前記基準値として選択する
請求項７に記載の信号表示制御装置。
【請求項９】
前記グラフ表示制御部は、前記信号グラフと前記確率グラフとを並列に表示する
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の信号表示制御装置。
【請求項１０】
前記グラフ表示制御部は、前記信号グラフと前記確率グラフとを共通の表示範囲に重ねて表示する
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の信号表示制御装置。
【請求項１１】
前記グラフ表示制御部は、前記信号グラフと前記確率グラフとが結合された結合グラフを表示し、
前記結合グラフが各時刻における観測値を折れ線または曲線で表す線グラフを有し、前記線グラフにおいて各時刻に対応する部分が各時刻における確率に対応する外観で表される
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の信号表示制御装置。
【請求項１２】
各時刻における観測値を示す複数の観測信号を受け付ける信号受付部と、
受け付けられた観測信号毎に受け付けられた観測信号に対応する正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出し、それぞれの正常な観測信号について算出された確率に基づいて複数の正常な観測信号について全体確率を算出する確率算出部と、
受け付けられた複数の観測信号を時系列に表す複数の信号グラフと、算出された全体確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示するグラフ表示制御部と
を備える信号表示制御装置。
【請求項１３】
各時刻における観測値を示す観測信号を受け付ける信号受付処理と、
正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する確率算出処理と、
受け付けられた観測信号を時系列に表す信号グラフと、算出された確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示するグラフ表示制御処理と
をコンピュータに実行させるための信号表示制御プログラム。
【請求項１４】
各時刻における観測値を示す複数の観測信号を受け付ける信号受付処理と、
受け付けられた観測信号毎に受け付けられた観測信号に対応する正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出し、それぞれの正常な観測信号について算出された確率に基づいて複数の正常な観測信号について全体確率を算出する確率算出処理と、
受け付けられた複数の観測信号を時系列に表す複数の信号グラフと、算出された全体確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示するグラフ表示制御処理と
をコンピュータに実行させるための信号表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号が異常か正常かを判断し易いように信号表示を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温度、圧力または電流などの信号値と信号値の平均的な挙動と信号値の外れ度とを同時に表示する技術が提案されている。
特許文献１は、トルク電流の平均的挙動を示す指標（Ｔ２統計量）と外れ度を示す指標（Ｑ統計量）との表示について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術において表示の対象となる信号はアナログ信号である。
２値信号が異常か正常かを判断し易いように信号表示を行うための技術については従来技術には開示されていない。
２値信号は０と１とのいずれかの値を示す信号である。そのため、２値信号の平均的な挙動と２値信号の外れ度とを表示することは困難である。また、２値信号の平均的な挙動と２値信号の外れ度とが表示されたとしても、２値信号が異常か正常かを判断することは困難である。【０００５】
本発明は、表示の対象となる信号が２値信号であっても、信号が異常か正常かを判断することが容易になるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の信号表示制御装置は、
各時刻における観測値を示す観測信号を受け付ける信号受付部と、
正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する確率算出部と、
受け付けられた観測信号を時系列に表す信号グラフと、算出された確率を時系列に表す確率グラフと、を共通の時間軸に合わせて表示するグラフ表示制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、信号グラフと共に確率グラフが表示される。そのため、表示の対象となる信号（観測信号）が２値信号であっても、確率グラフを参照することにより、信号が異常か正常かを判断することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における信号表示システム２００の構成図。
【図２】実施の形態１における信号表示制御装置１００の構成図。
【図３】実施の形態１における信号表示制御方法（概要）のフローチャート。
【図４】実施の形態１における信号表示制御方法（具体例）のフローチャート。
【図５】実施の形態１における全期間グラフ２１４を示す図。
【図６】実施の形態１における非定常期間グラフ２１５を示す図。
【図７】実施の形態１における全期間グラフ２１４Ｗを示す図。
【図８】実施の形態１における非定常期間グラフ２１５Ｗを示す図。
【図９】実施の形態１における全期間グラフ２１４Ｓを示す図。
【図１０】実施の形態１における非定常期間グラフ２１５Ｓを示す図。
【図１１】実施の形態１における全期間グラフ２１４Ｃを示す図。
【図１２】実施の形態１における非定常期間グラフ２１５Ｃを示す図。
【図１３】実施の形態２における信号表示制御方法（具体例）のフローチャート。
【図１４】実施の形態２における全期間グラフ２１４を示す図。
【図１５】実施の形態２における非定常期間グラフ２１５を示す図。
【図１６】実施の形態２における全期間グラフ２１４の別例を示す図。
【図１７】実施の形態２における非定常期間グラフ２１５の別例を示す図。
【図１８】実施の形態３における信号表示制御方法（概要）のフローチャート。
【図１９】実施の形態３における信号表示制御方法（具体例）のフローチャート。
【図２０】実施の形態３における全期間グラフ２１４を示す図。
【図２１】実施の形態３における非定常期間グラフ２１５を示す図。
【図２２】実施の形態４における全期間グラフ２１４を示す図。
【図２３】実施の形態４における非定常期間グラフ２１５を示す図。
【図２４】各実施の形態における信号表示制御装置１００のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータの流れ又は処理の流れを主に示している。
【００１０】
実施の形態１．
信号グラフに対応する確率グラフを表示する形態について、図１から図１２に基づいて説明する。
【００１１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、信号表示システム２００の構成を説明する。
信号表示システム２００は、信号表示制御装置１００と監視対象２０１とディスプレイ２０２とを備える。
監視対象２０１は、温度、圧力または電流などの観測値について監視される対象である。観測信号２１１が、監視対象２０１から出力され、信号表示制御装置１００に入力される。
観測信号２１１は、監視対象２０１において計測された観測値を示す信号である。
例えば、監視対象２０１は各種センサが設けられた設備であり、観測信号２１１は各種センサから出力される信号である。
【００１２】
信号表示制御装置１００は、観測信号２１１を受け付け、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とをディスプレイ２０２に表示させる。
信号グラフ２１２は、観測信号２１１を時系列に表すグラフである。
確率グラフ２１３は、正常な観測信号が基準値を示す確率を時系列に表すグラフである。
【００１３】
図２に基づいて、信号表示制御装置１００の構成を説明する。
信号表示制御装置１００は、プロセッサ１０１とメモリ１０２と補助記憶装置１０３と入出力インタフェース１０４といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
【００１４】
プロセッサ１０１は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
メモリ１０２は揮発性の記憶装置である。メモリ１０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ１０２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。メモリ１０２に記憶されたデータは必要に応じて補助記憶装置１０３に保存される。
補助記憶装置１０３は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置１０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、またはフラッシュメモリである。補助記憶装置１０３に記憶されたデータは必要に応じてメモリ１０２にロードされる。
入出力インタフェース１０４は入力装置および出力装置が接続されるポートである。例えば、入出力インタフェース１０４はＵＳＢ端子であり、入力装置はキーボード、マウスおよびレシーバであり、出力装置はディスプレイ２０２およびトランスミッタである。ＵＳＢはＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓの略称である。
【００１５】
信号表示制御装置１００は、受付部１１１と確率算出部１１２とグラフ表示制御部１１３といった要素を備える。これらの要素はソフトウェアで実現される。
【００１６】
補助記憶装置１０３には、受付部１１１と確率算出部１１２とグラフ表示制御部１１３としてコンピュータを機能させるための信号表示制御プログラムが記憶されている。信号表示制御装プログラムは、メモリ１０２にロードされて、プロセッサ１０１によって実行される。
さらに、補助記憶装置１０３にはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ１０２にロードされて、プロセッサ１０１によって実行される。
つまり、プロセッサ１０１は、ＯＳを実行しながら、信号表示制御プログラムを実行する。
信号表示制御プログラムを実行して得られるデータは、メモリ１０２、補助記憶装置１０３、プロセッサ１０１内のレジスタ、または、プロセッサ１０１内のキャッシュメモリ、といった記憶装置に記憶される。
【００１７】
補助記憶装置１０３は記憶部１２０として機能する。但し、他の記憶装置が、補助記憶装置１０３の代わりに、又は、補助記憶装置１０３と共に、記憶部１２０として機能してもよい。
【００１８】
信号表示制御装置１００は、プロセッサ１０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、プロセッサ１０１の役割を分担する。
【００１９】
信号表示制御プログラムは、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録（格納）することができる。
【００２０】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
信号表示制御装置１００の動作は信号表示制御方法に相当する。また、信号表示制御方法の手順は信号表示制御プログラムの手順に相当する。
【００２１】
図３に基づいて、信号表示制御方法の概要を説明する。
ステップＳ１０１において、受付部１１１は、観測信号２１１を受け付ける。
観測信号２１１は、各時刻における観測値を示す。
【００２２】
ステップＳ１０２において、確率算出部１１２は、正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する。
【００２３】
ステップＳ１０３において、グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを共通の時間軸に合わせて表示する。
信号グラフ２１２は、受け付けられた観測信号を時系列に表す。
確率グラフ２１３は、算出された確率を時系列に表す。
【００２４】
図４に基づいて、信号表示制御方法の具体例を説明する。
ステップＳ１１１において、受付部１１１は、観測信号２１１を受け付ける。
具体的には、観測信号２１１は２値信号である。２値信号は、各時刻に０または１を示す。
【００２５】
ステップＳ１２１において、確率算出部１１２は、各時刻における期待値を算出する。
期待値は、正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率である。
具体的には、基準値は０と１とのいずれかである。
【００２６】
例えば、確率算出部１１２は、各時刻における期待値を以下のように算出する。
確率算出部１１２は、正常な観測信号のパターンを機械学習することによって、期待値モデルを予め生成する。期待値モデルは、期待値を算出するためのモデルである。確率算出部１１２は、生成した期待値モデルを記憶部１２０に記憶する。機械学習の具体例は、マルコフモデル、Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｎｅｕｒａｌ  ＮｅｔｗｏｒｋまたはＲｅｃｕｒｒｅｎｔ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋなどである。
そして、確率算出部１１２は、期待値モデルを計算することによって、各時刻における期待値を算出する。
【００２７】
ステップＳ１３１において、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における期待値に基づいて、観測信号２１１の非定常期間を検出する。
非定常期間は、観測信号２１１が非定常値を示す期間、すなわち、観測信号２１１が非定常状態である期間である。非定常は異常を意味する。
一方、観測信号２１１が定常値を示す期間、すなわち、観測信号２１１が定常状態である期間を定常期間という。定常は、非定常の反対、すなわち、正常、通常または規定通りを意味する。
【００２８】
例えば、グラフ表示制御部１１３は、観測信号２１１の非定常期間を以下のように検出する。
まず、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における観測値と各時刻における期待値とに基づいて、各時刻における定常確率を算出する。定常確率は、観測信号２１１の観測値が０である時刻において正常な観測信号の値が０である確率である。また、定常確率は、観測信号２１１の観測値が１である時刻において正常な観測信号の値が１である確率である。観測値が１である確率が期待値である場合、観測値が１である時刻における定常確率は期待値に等しい。また、観測値が０である時刻における定常確率は「１−期待値」に等しい。観測値が０である確率が期待値である場合、観測値が１である時刻における定常確率は「１−期待値」に等しい。また、観測値が０である時刻における定常確率は期待値に等しい。
次に、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における定常確率に基づいて、各時刻における負の対数尤度を算出する。負の対数尤度は「−ｌｏｇ  Ｐ」で表すことができる。「Ｐ」は定常確率である。算出される負の対数尤度を異常度という。
次に、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における異常度を閾値と比較する。異常度が閾値を超える時刻は、観測信号２１１の非定常時刻である。
そして、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における比較結果に基づいて、観測信号２１１の非定常期間を検出する。異常度が閾値を超える期間が観測信号２１１の非定常期間である。
【００２９】
ステップＳ１３２において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを生成する。
非定常期間グラフは、非定常期間の信号グラフ２１２と非定常期間の確率グラフ２１３とを含んだグラフである。
【００３０】
具体的には、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを以下のように生成する。
まず、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の観測信号に基づいて、非定常期間の信号グラフ２１２を生成する。
さらに、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の各時刻における期待値に基づいて、非定常期間の確率グラフ２１３を生成する。
そして、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の信号グラフ２１２と非定常期間の確率グラフ２１３とが並列に配置されたグラフを生成する。生成されるグラフが非定常期間グラフである。
【００３１】
ステップＳ１３３において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを表示する。
具体的には、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフのデータをディスプレイ２０２に入力することによって、非定常期間グラフをディスプレイ２０２に表示させる。
【００３２】
図５に、全期間グラフ２１４を示す。
全期間グラフ２１４は、定常期間と非定常期間とを含む全期間について信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを含んだグラフである。
全期間グラフ２１４において、横軸は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とに共通の時間軸である。信号グラフ２１２と確率グラフ２１３は並列に配置されている。具体的には、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３は上下に並べられている。
信号グラフ２１２は、観測信号を時系列に表している。観測信号は、各時刻に０または１を示す２値信号である。
確率グラフ２１３は、各時刻におけるＯＮの確率を表している。ＯＮの確率は、正常な観測信号が１を示す確率である。つまり、基準値は１である。
【００３３】
図６に基づいて、非定常期間グラフ２１５を説明する。
非定常期間グラフ２１５は、全期間グラフ２１４のうちの非定常期間のグラフである。
非定常期間グラフ２１５において、信号グラフ２１２は、非定常期間における観測信号の値が０（ＯＦＦ）であることを表している。一方、確率グラフ２１３は、非定常期間において正常な観測信号の値が１（ＯＮ）である確率が高いことを表している。
【００３４】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
実施の形態１において、観測信号２１１は２値信号である。
各時刻に３つ以上の値のうちのいずれかを示す多値信号と異なり、２値信号は信号値として０と１とのいずれかのみしか示すことはできない。そのため、多値信号と異なり、２値信号については値の範囲によって正常な範囲を示すことができない。例えば、多値信号の場合、信号値（または予測値）を基に外れ度を算出することが可能である。予測値は予測された信号値である。そして、多値信号の場合、外れ度を示すことで信号値が異常か正常かを利用者に認識させることが可能である。あるいは、多値信号を示すことによっても、信号値が異常か正常かを認識させることが可能である。多値信号が示された場合、利用者は、周囲に比べて明らかに高い信号値が異常であると認識する。しかし、２値信号の値は０あるいは１であるため、２値信号について定常な値の変化の仕方を段階的に利用者に認識させることは困難である。
一方、実施の形態１では、各時刻における確率値が示される。確率値とは、０から１の間の中間的な値である。これにより、２値信号について値の変化の予測を段階的に示すことが可能となる。そして、利用者が２値信号について異常か正常かを判断することが容易となる。
【００３５】
＊＊＊他の構成＊＊＊
グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフ２１５の代わりに全期間グラフ２１４を生成し、全期間グラフ２１４を表示してもよい。その場合、非定常期間の検出は不要である。
【００３６】
図５の全期間グラフ２１４および図６の非定常期間グラフ２１５において、基準値は１であり、確率グラフ２１３は各時刻におけるＯＮの確率を表している。
但し、基準値は０であってもよい。その場合、確率グラフ２１３は各時刻におけるＯＦＦの確率を表す。ＯＦＦの確率は、正常な観測信号が０を示す確率である。
【００３７】
信号表示制御装置１００は、１つの観測信号２１１ではなく、複数の観測信号２１１を処理してもよい。その場合、信号表示制御装置１００は、複数の観測信号２１１を受け付け、観測信号２１１ごとに各時刻における期待値を算出し、観測信号２１１ごとに信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを表示する。
図７に、全期間グラフ２１４Ｗを示す。
全期間グラフ２１４Ｗは、全期間グラフ２１４Ａと全期間グラフ２１４Ｂとを含んでいる。
全期間グラフ２１４Ａは、信号Ａの全期間グラフ２１４である。全期間グラフ２１４Ａは、信号Ａの信号グラフ２１２と信号Ａの確率グラフ２１３とを含んでいる。
全期間グラフ２１４Ｂは、信号Ｂの全期間グラフ２１４である。全期間グラフ２１４Ｂは、信号Ｂの信号グラフ２１２と信号Ｂの確率グラフ２１３とを含んでいる。
図８に、非定常期間グラフ２１５Ｗを示す。
非定常期間グラフ２１５Ｗは、非定常期間グラフ２１５Ａと非定常期間グラフ２１５Ｂとを含んでいる。
非定常期間グラフ２１５Ａは、信号Ａの非定常期間グラフ２１５である。非定常期間グラフ２１５Ａは、非定常期間における信号Ａの信号グラフ２１２と、非定常期間における信号Ａの確率グラフ２１３と、を含んでいる。
非定常期間グラフ２１５Ｂは、信号Ｂの非定常期間グラフ２１５である。非定常期間グラフ２１５Ｂは、非定常期間における信号Ｂの信号グラフ２１２と、非定常期間における信号Ｂの確率グラフ２１３とを含んでいる。
【００３８】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを共通の表示範囲に重ねて表示してもよい。
図９に、全期間グラフ２１４Ｓを示す。
全期間グラフ２１４Ｓは、全期間グラフ２１４Ａと全期間グラフ２１４Ｂとを含んでいる。
全期間グラフ２１４Ａは、信号Ａの全期間グラフ２１４である。全期間グラフ２１４Ｂは、信号Ｂの全期間グラフ２１４である。
全期間グラフ２１４Ａと全期間グラフ２１４Ｂとのそれぞれにおいて、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３との両方が共通の表示範囲内に表示されている。その結果、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とが互いに重なっている。
図１０に、非定常期間グラフ２１５Ｓを示す。
非定常期間グラフ２１５Ｓは、非定常期間グラフ２１５Ａと非定常期間グラフ２１５Ｂとを含んでいる。
非定常期間グラフ２１５Ａは、信号Ａの非定常期間グラフ２１５である。非定常期間グラフ２１５Ｂは、信号Ｂの非定常期間グラフ２１５である。
非定常期間グラフ２１５Ａと非定常期間グラフ２１５Ｂとのそれぞれにおいて、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３との両方が共通の表示範囲内に表示されている。その結果、非定常期間グラフ２１５Ｂにおいて、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とが互いに重なっている。
【００３９】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを別々に表示する代わりに、結合グラフ２１６を表示してもよい。
結合グラフ２１６は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とが結合されたグラフである。結合グラフ２１６は、各時刻における観測値を折れ線または曲線で表す線グラフを有する。線グラフにおいて、各時刻に対応する部分が各時刻における確率に対応する外観で表される。
図１１に、全期間グラフ２１４Ｃを示す。
全期間グラフ２１４Ｃは、結合グラフ２１６Ａと結合グラフ２１６Ｂとを含んでいる。
結合グラフ２１６Ａは、信号Ａの結合グラフ２１６である。結合グラフ２１６Ｂは、信号Ｂの結合グラフ２１６である。
図１２に、非定常期間グラフ２１５Ｃを示す。
非定常期間グラフ２１５Ｃは、結合グラフ２１６Ａと結合グラフ２１６Ｂとを含んでいる。
結合グラフ２１６Ａは、非定常期間における信号Ａの結合グラフ２１６である。結合グラフ２１６Ｂは、非定常期間における信号Ｂの結合グラフ２１６である。
図１１および図１２のそれぞれの結合グラフ２１６において、各時刻における観測値（０または１）が折れ線で表されている。そして、各時刻に対応する部分が各時刻におけるＯＮの確率に対応する色、濃淡または模様などで表されている。
【００４０】
実施の形態２．
２値信号の各時刻における値に応じて基準値を変える形態について、主に実施の形態１と異なる点を図１３から図１７に基づいて説明する。
【００４１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
信号表示システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
信号表示制御装置１００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図２参照）。
【００４２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
信号表示制御方法において、確率算出部１１２は、受け付けられた観測信号２１１が示す各時刻における観測値に基づいて時刻別に基準値を選択する。
【００４３】
図１３に基づいて、信号表示制御方法の具体例を説明する。
ステップＳ２１１において、受付部１１１は、観測信号２１１を受け付ける。
ステップＳ２１１は、実施の形態１におけるステップＳ１１１と同じである。
【００４４】
ステップＳ２２１において、確率算出部１１２は、受け付けられた観測信号２１１が示す各時刻における観測値に基づいて、各時刻における基準値を選択する。
具体的には、確率算出部１１２は、観測値が０であった時刻用の基準値として０を選択する。また、確率算出部１１２は、観測値が１であった時刻用の基準値として１を選択する。
【００４５】
ステップＳ２２２において、確率算出部１１２は、各時刻における基準値に基づいて、各時刻における期待値を算出する。
期待値を算出する方法は、実施の形態１のステップＳ１２１における方法と同じである。
【００４６】
ステップＳ２３１において、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における期待値に基づいて、観測信号２１１の非定常期間を検出する。
ステップＳ２３１は、実施の形態１におけるステップＳ１３１と同じである。
【００４７】
ステップＳ２３２において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを生成する。
ステップＳ２３２は、実施の形態１におけるステップＳ１３２と同じである。
【００４８】
ステップＳ２３３において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを表示する。
ステップＳ２３３は、実施の形態１におけるステップＳ１３３と同じである。
【００４９】
図１４に、全期間グラフ２１４を示す。
全期間グラフ２１４は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを含んでいる。
信号グラフ２１２は、観測信号を時系列に表している。
確率グラフ２１３は、各時刻における定常確率を表している。
定常確率は、観測信号の値が０である時刻においてＯＦＦの確率であり、観測信号の値が１である時刻においてＯＮの確率である。
ＯＮの確率は、正常な観測信号が１を示す確率である。つまり、基準値は１である。
ＯＦＦの確率は、正常な観測信号が０を示す確率である。つまり、基準値は０である。
【００５０】
図１５に、非定常期間グラフ２１５を示す。
非定常期間グラフ２１５において、信号グラフ２１２は、非定常期間における観測信号の値が０（ＯＦＦ）であることを表している。一方、確率グラフ２１３は、非定常期間において正常な観測信号の値が０（ＯＦＦ）である可能性が低いことを表している。
【００５１】
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
２値信号の値に応じて基準値を変えることによって、各時刻における定常確率を表す確率グラフを表示することが可能となる。これにより、利用者が２値信号について異常か正常かを判断することがより容易となる。
【００５２】
＊＊＊他の構成＊＊＊
確率算出部１１２は、観測値が０であった時刻用の基準値として１を選択し、観測値が１であった時刻用の基準値として０を選択してもよい。
図１６に、全期間グラフ２１４を示す。
図１６の全期間グラフ２１４において、確率グラフ２１３は、各時刻における非定常確率を表している。
図１７に、非定常期間グラフ２１５を示す。
図１７の非定常期間グラフ２１５において、確率グラフ２１３は、非定常期間における非定常確率を表している。
非定常確率は、観測信号の値が０である時刻においてＯＮの確率であり、観測信号の値が１である時刻においてＯＦＦの確率である。
【００５３】
グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフ２１５の代わりに全期間グラフ２１４を生成し、全期間グラフ２１４を表示してもよい。
【００５４】
信号表示制御装置１００は、１つの観測信号２１１ではなく、複数の観測信号２１１を処理してもよい（図７または図８を参照）。
【００５５】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを共通の表示範囲に重ねて表示してもよい（図９または図１０を参照）。
【００５６】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを別々に表示する代わりに、結合グラフ２１６を表示してもよい（図１１または図１２を参照）。
【００５７】
実施の形態３．
複数の２値信号に対する全体確率を表す確率グラフを表示する形態について、実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図１８から図２１に基づいて主に説明する。
【００５８】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
信号表示システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
信号表示制御装置１００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図２参照）。
【００５９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１８に基づいて、信号表示制御方法の概要を説明する。
ステップＳ３０１において、受付部１１１は、複数の観測信号２１１を受け付ける。
それぞれの観測信号２１１は、各時刻における観測値を示す。
【００６０】
ステップＳ３０２において、確率算出部１１２は、受け付けられた観測信号２１１毎に、受け付けられた観測信号２１１に対応する正常な観測信号が各時刻において基準値を示す確率を算出する。
そして、確率算出部１１２は、それぞれの正常な観測信号について算出された確率に基づいて、複数の正常な観測信号について全体確率を算出する。
【００６１】
ステップＳ３０３において、グラフ表示制御部１１３は、複数の信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを共通の時間軸に合わせて表示する。
複数の信号グラフ２１２は、受け付けられた複数の観測信号を時系列に表す。
確率グラフ２１３は、算出された全体確率を時系列に表す。
【００６２】
図１９に基づいて、信号表示制御方法の具体例を説明する。
ステップＳ３１１において、受付部１１１は、複数の観測信号２１１を受け付ける。
【００６３】
ステップＳ３２１において、確率算出部１１２は、観測信号２１１毎に、観測信号２１１が示す各時刻における観測値に基づいて、各時刻における基準値を選択する。
基準値を選択する方法は、実施の形態２のステップＳ２２１における方法と同じである。
【００６４】
ステップＳ３２２において、確率算出部１１２は、観測信号２１１毎に、各時刻における基準値に基づいて各時刻における期待値を算出する。
期待値を算出する方法は、実施の形態１のステップＳ１２１における方法と同じである。
【００６５】
ステップＳ３２３において、確率算出部１１２は、それぞれの観測信号２１１に対する各時刻における期待値に基づいて、各時刻における全体期待値を算出する。
具体的には、確率算出部１１２は、時刻毎に、それぞれの観測信号２１１に対する期待値の積を算出する。算出される積が全体期待値である。
例えば、第１観測信号と第２観測信号とが受け付けられた場合、第１観測信号に対する第１時刻における期待値と第２観測信号に対する第１時刻における期待値との積が、第１時刻における全体期待値である。
【００６６】
ステップＳ３３１において、グラフ表示制御部１１３は、複数の観測信号２１１の各時刻における複数の期待値に基づいて、複数の観測信号２１１の非定常期間を検出する。
【００６７】
例えば、グラフ表示制御部１１３は、複数の観測信号２１１の非定常期間を以下のように検出する。
まず、グラフ表示制御部１１３は、観測信号２１１毎に、各時刻における異常度として、各時刻における負の対数尤度（−ｌｏｇ  Ｐ）を算出する。負の対数尤度を算出する方法は、実施の形態１のステップＳ１３１における方法と同じである。
次に、グラフ表示制御部１１３は、時刻毎にそれぞれの観測信号２１１の異常度を合計する。異常度の合計を全体異常度という。
次に、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における全体異常度を閾値と比較する。全体異常度が閾値を超える時刻は、複数の観測信号２１１の非定常時刻である。
そして、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における比較結果に基づいて、複数の観測信号２１１の非定常期間を検出する。全体異常度が閾値を超える期間が複数の観測信号２１１の非定常期間である。
【００６８】
ステップＳ３３２において、グラフ表示制御部１１３は、非定常グラフを生成する。
非定常グラフは、非定常期間の信号グラフ２１２と非定常期間の確率グラフ２１３とを含んだグラフである。
【００６９】
具体的には、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを以下のように生成する。
まず、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の複数の観測信号に基づいて、非定常期間の複数の信号グラフ２１２を生成する。
さらに、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の各時刻における全体期待値に基づいて、非定常期間の確率グラフ２１３を生成する。
そして、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間の複数の信号グラフ２１２と非定常期間の確率グラフ２１３とが並列に配置されたグラフを生成する。生成されるグラフが非定常期間グラフである。
【００７０】
ステップＳ３３３において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを表示する。
具体的には、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフのデータをディスプレイ２０２に入力することによって、非定常期間グラフをディスプレイ２０２に表示させる。
【００７１】
図２０に、全期間グラフ２１４を示す。
全期間グラフ２１４は、信号グラフ２１２Ａと信号グラフ２１２Ｂと確率グラフ２１３とを含んでいる。
信号グラフ２１２Ａは、信号Ａの信号グラフ２１２である。
信号グラフ２１２Ｂは、信号Ｂの信号グラフ２１２である。
確率グラフ２１３は、信号Ａの定常確率と信号Ｂの定常確率との全体の定常確率である。
【００７２】
図２１に、非定常期間グラフ２１５を示す。
非定常期間グラフ２１５は、非定常期間の信号グラフ２１２Ａと非定常期間の信号グラフ２１２Ｂと非定常期間の確率グラフ２１３とを含んでいる。
【００７３】
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
複数の２値信号の全体の定常確率を表す確率グラフを表示することが可能となる。これにより、利用者が複数の２値信号が全体として異常か正常かを判断することが容易となる。
【００７４】
＊＊＊他の構成＊＊＊
全体期待値の種類は、ＯＮの確率、ＯＦＦの確率、定常確率または非定常確率のいずれであってもよい。つまり、基準値は、１と０とのいずれであってもよい。また、基準値は、各時刻における観測値に基づいて選択される値であってもよい。
【００７５】
グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフ２１５の代わりに全期間グラフ２１４を生成し、全期間グラフ２１４を表示してもよい。
【００７６】
グラフ表示制御部１１３は、複数の観測信号２１１の複数の信号グラフ２１２と複数の観測信号２１１の全体の確率グラフ２１３とに加えて、それぞれの観測信号２１１の個別の確率グラフ２１３を表示してもよい（図７または図８を参照）。
そして、グラフ表示制御部１１３は、観測信号２１１毎に、信号グラフ２１２と個別の確率グラフ２１３とを共通の表示範囲に重ねて表示してもよい（図９または図１０を参照）。
また、グラフ表示制御部１１３は、観測信号２１１毎に、信号グラフ２１２と個別の確率グラフ２１３とを別々に表示する代わりに、結合グラフ２１６を表示してもよい（図１１または図１２を参照）。
【００７７】
実施の形態４．
観測信号が多値信号である形態について、実施の形態１から実施の形態３と異なる点を図２２および図２３に基づいて主に説明する。
【００７８】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
信号表示システム２００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
信号表示制御装置１００の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図２参照）。
【００７９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
信号表示制御方法において、受付部１１１は、観測信号２１１として多値信号を受け付ける。
多値信号は、各時刻に３つ以上の値のうちのいずれかを示す。多値信号は、アナログ信号ともいう。
【００８０】
図１３に基づいて、信号表示制御方法の具体例を説明する。
ステップＳ２１１において、受付部１１１は、観測信号２１１を受け付ける。観測信号２１１は多値信号である。
ステップＳ２１１は、観測信号２１１が多値信号であることを除き、実施の形態１におけるステップＳ１１１と同じである。
【００８１】
ステップＳ２２１において、確率算出部１１２は、受け付けられた観測信号２１１が示す各時刻における観測値に基づいて、各時刻における基準値を選択する。
具体的には、確率算出部１１２は、各時刻における観測値と同じ値を各時刻における基準値に選択する。
つまり、確率算出部１１２は、第１時刻における観測値が「Ｘ」であれば第１時刻における基準値として「Ｘ」を選択し、第２時刻における観測値が「Ｙ」であれば第２時刻における基準値として「Ｙ」を選択する。
【００８２】
ステップＳ２２２において、確率算出部１１２は、各時刻における基準値に基づいて各時刻における期待値を算出する。
【００８３】
例えば、確率算出部１１２は、各時刻における期待値として非定常確率を以下のように算出する。
観測信号２１１が示す各時刻における観測値が正規分布に従うものと仮定する。
まず、確率算出部１１２は、観測値の平均と観測値の標準偏差（σ）とを算出する。
そして、確率算出部１１２は、観測値の平均と観測値の標準偏差とに基づいて、各時刻における観測値の外れ度（％点）を算出する。算出される外れ度が非定常確率である。
例えば、第１時刻における観測値が平均から１σ外れた値であれば第１時刻における非定常確率は６８％である。また、第２時刻における観測値が平均から２σ外れた値であれば第２時刻における非定常確率は９５％である。
【００８４】
例えば、確率算出部１１２は、各時刻における期待値として定常確率を以下のように算出する。
まず、確率算出部１１２は、上記の方法で各時刻における非定常確率を算出する。
そして、確率算出部１１２は、各時刻について「１−非定常確率」を計算する。算出される値が定常確率である。
例えば、第１時刻における非定常確率が６８％であれば第１時刻における定常確率は３２％である。また、第２時刻における非定常確率が９５％であれば第２時刻における定常確率は５％である。
【００８５】
ステップＳ２３１において、グラフ表示制御部１１３は、各時刻における期待値に基づいて、観測信号２１１の非定常期間を算出する。
ステップＳ２３１は、実施の形態１におけるステップＳ１３１と同じである。
【００８６】
ステップＳ２３２において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを生成する。
ステップＳ２３２は、実施の形態１におけるステップＳ１３２と同じである。
【００８７】
ステップＳ２３３において、グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフを表示する。
ステップＳ２３３は、実施の形態１におけるステップＳ１３３と同じである。
【００８８】
図２２に、全期間グラフ２１４を示す。
全期間グラフ２１４は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを含んでいる。
信号グラフ２１２は、多値信号を時系列に表している。
確率グラフ２１３は、多値信号の各時刻における定常確率を表している。
【００８９】
図２３に、非定常期間グラフ２１５を示す。
非定常期間グラフ２１５は、非定常期間の信号グラフ２１２と非定常期間の確率グラフ２１３とを含んでいる。
【００９０】
＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
観測信号が多値信号である場合であっても確率グラフを表示することが可能となる。これにより、利用者が多値信号について異常か正常かを判断することが容易となる。
【００９１】
＊＊＊他の構成＊＊＊
グラフ表示制御部１１３は、非定常期間グラフ２１５の代わりに全期間グラフ２１４を生成し、全期間グラフ２１４を表示してもよい。
【００９２】
信号表示制御装置１００は、１つの観測信号２１１ではなく、複数の観測信号２１１を処理してもよい。
つまり、図７および図８において、信号グラフ２１２が多値信号のグラフであってもよい。
【００９３】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを共通の表示範囲に重ねて表示してもよい。
つまり、図９および図１０において、信号グラフ２１２が多値信号のグラフであってもよい。
【００９４】
グラフ表示制御部１１３は、信号グラフ２１２と確率グラフ２１３とを別々に表示する代わりに、結合グラフ２１６を表示してもよい。
つまり、図１１および図１２において、信号Ａおよび信号Ｂが多値信号であってもよい。
【００９５】
グラフ表示制御部１１３は、複数の多値信号に対する全体確率を表す確率グラフを表示してもよい。
つまり、図２０および図２１において、信号Ａおよび信号Ｂが多値信号であってもよい。
信号表示制御方法の手順は、図１９の信号表示制御方法における手順と同じである。
【００９６】
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
図２４に基づいて、信号表示制御装置１００のハードウェア構成を説明する。
信号表示制御装置１００は処理回路１０９を備える。
処理回路１０９は、受付部１１１と確率算出部１１２とグラフ表示制御部１１３とを実現するハードウェアである。
処理回路１０９は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ１０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ１０１であってもよい。
【００９７】
処理回路１０９が専用のハードウェアである場合、処理回路１０９は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称である。
信号表示制御装置１００は、処理回路１０９を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路１０９の役割を分担する。
【００９８】
信号表示制御装置１００において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。
【００９９】
このように、処理回路１０９はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
【０１００】
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  信号表示制御装置、１０１  プロセッサ、１０２  メモリ、１０３  補助記憶装置、１０４  入出力インタフェース、１０９  処理回路、１１１  受付部、１１２  確率算出部、１１３  グラフ表示制御部、１２０  記憶部、２００  信号表示システム、２０１  監視対象、２０２  ディスプレイ、２１１  観測信号、２１２  信号グラフ、２１３  確率グラフ、２１４  全期間グラフ、２１５  非定常期間グラフ、２１６  結合グラフ。
【図１】
2020049615.tif 000003
【図２】
2020049615.tif 000004
【図３】
2020049615.tif 000005
【図４】
2020049615.tif 000006
【図５】
2020049615.tif 000007
【図６】
2020049615.tif 000008
【図７】
2020049615.tif 000009
【図８】
2020049615.tif 000010
【図９】
2020049615.tif 000011
【図１０】
2020049615.tif 000012
【図１１】
2020049615.tif 000013
【図１２】
2020049615.tif 000014
【図１３】
2020049615.tif 000015
【図１４】
2020049615.tif 000016
【図１５】
2020049615.tif 000017
【図１６】
2020049615.tif 000018
【図１７】
2020049615.tif 000019
【図１８】
2020049615.tif 000020
【図１９】
2020049615.tif 000021
【図２０】
2020049615.tif 000022
【図２１】
2020049615.tif 000023
【図２２】
2020049615.tif 000024
【図２３】
2020049615.tif 000025
【図２４】
2020049615.tif 000026
【国際調査報告】
2020049615.tif 000027
2020049615.tif 000028
2020049615.tif 000029
2020049615.tif 000030