(57)【要約】【課題】大量のデータを保存する場合であっても必要なデータの読み出し、転送、表示等の処理を効率良く高速に実行可能にする。【解決手段】時系列データを記録媒体へ保存する際に、入力されてくるサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データａ１　，ａ２　，…を直列的に保存すると共に、ΔＴ０　より長い周期ΔＴ１　〜ΔＴｍ　の複数のサンプリング周期を持つ階層的な時系列データに換算し、それぞれを関連付けた状態で保存する。【選択図】図１
2004030599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存する短周期データ保存手順と、
前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存する長周期データ保存手順とを有し、
前記長周期データ保存手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存することを特徴とする時系列データの保存方法。
【請求項２】
前記長周期データ保存手順は、前記サンプリング周期ΔＴ０　の時系列データのうちの前記サンプリング周期ΔＴｉ　の期間の代表値を該サンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データとして保存することを特徴とする請求項１に記載の時系列データの保存方法。
【請求項３】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存すると共に、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存し、このサンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データの保存動作を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存するデータ保存制御手段を備えたことを特徴とする時系列データベースシステム。
【請求項４】
前記記録媒体に保存された時系列データを読み出し要求に応じて複数のサンプリング周期の時系列データの中から適宜選択して読み出すデータ読み出し制御手段と、
前記読み出された時系列データをグラフ表示する表示手段と、を有することを特徴とする請求項３に記載の時系列データベースシステム。
【請求項５】
前記データ読み出し制御手段は、前記読み出し要求に応じて、初めは前記表示手段において粗く表示される長いサンプリング周期の粗データを選択して読み出し、その後前記表示手段において前記粗データよりも細かく表示される短いサンプリング周期の密データを選択して読み出すことを特徴とする請求項４に記載の時系列データベースシステム。
【請求項６】
前記データ読み出し制御手段は、前記読み出し要求に応じて、初めは前記表示手段において粗く表示される長いサンプリング周期の粗データを選択して読み出し、次に前記表示手段において前記粗データよりも細かく表示される短いサンプリング周期の第１の密データを選択して読み出し、その後徐々に前記第１の密データよりも短いサンプリング周期の第ｊ（ｊは２以上の整数）の密データを選択して読み出すことを特徴とする請求項４に記載の時系列データベースシステム。
【請求項７】
前記データ読み出し制御手段は、前記読み出し要求に応じて、前記表示手段における時系列データの表示形態に適合する所定のサンプリング周期のデータを選択して読み出すことを特徴とする請求項４に記載の時系列データベースシステム。
【請求項８】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　による短周期の時系列データと、
前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による少なくとも１つ以上の長周期の時系列データとを有し、
前記複数のサンプリング周期の時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で、保存したことを特徴とする時系列データを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項９】
所定の対象に関し異なる複数のサンプリング周期による時系列データを有し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で、保存したことを特徴とする時系列データを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存すると共に、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存し、このサンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データの保存動作を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存するデータ保存制御手段と、
前記記録媒体に保存された時系列データを読み出し要求に応じて複数のサンプリング周期の時系列データの中から適宜選択して読み出すデータ読み出し制御手段と、
前記読み出された時系列データを前記対象に関する時系列データの傾向を示すトレンドデータとしてグラフ表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データ表示システム。
【請求項１１】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出する基本データ抽出手順と、
前記時系列データの内、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出する階層データ抽出手順とを有し、
前記階層データ抽出手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列することを特徴とする時系列データの処理方法。
【請求項１２】
前記階層データ抽出手順をｎ／２ｍ　＝１となるまで繰り返し行い、前記抽出前の時系列データと略同量のデータによる階層型時系列データを形成することを特徴とする請求項１１に記載の時系列データの処理方法。
【請求項１３】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して階層型時系列データを形成するデータ配列手順と、
当該時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス手順と、
を有することを特徴とする時系列データの処理方法。
【請求項１４】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出する基本データ抽出手順と、
前記時系列データの内、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出する階層データ抽出手順とを有し、
前記階層データ抽出手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するためのデータ処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して階層型時系列データを形成するデータ配列手順と、
当該時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス手順と、
を有するデータ処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１６】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを記録した記録媒体であって、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、
前記階層的に配列した時系列データを記録媒体に保存するデータ保存制御手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データ処理システム。
【請求項１８】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、
前記階層的に配列された時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス制御手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データ処理システム。
【請求項１９】
任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、
前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、
前記階層的に配列された時系列データにアクセスする場合に、所定のサンプリング周期の時系列データを構成する基本データと対応する階層データとに一度にアクセスするデータアクセス制御手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データ処理システム。
【請求項２０】
前記階層的に配列された時系列データをグラフ表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の時系列データ処理システム。
【請求項２１】
前記階層的に配列された時系列データをネットワークを介して転送するデータ転送手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の時系列データ処理システム。
【請求項２２】
任意の対象に関する複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する複数の記録媒体と、
前記複数の記録媒体とそれぞれ接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データベースシステム。
【請求項２３】
任意の対象に関する複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する複数の記録媒体と、
前記複数の記録媒体とネットワークを介して接続され、該記録媒体に保存されている任意のグループの任意の時系列データを表示する表示手段と、
前記記録媒体及び前記表示手段と接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び前記表示手段との間での転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、
を備えたことを特徴とする時系列データ表示システム。
【請求項２４】
前記データ読み出し制御手段は、前記記録媒体と一対一に対応して設けられることを特徴とする請求項２３に記載の時系列データ表示システム。
【請求項２５】
前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段に対してネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手段を有し、
前記データ読み出し制御手段は、前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手段を有することを特徴とする請求項２３に記載の時系列データ表示システム。
【請求項２６】
前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段のアドレス情報と前記記録媒体に保存された各々の時系列データを識別するためのタグ情報及び該時系列データの時期を示す日時情報とに基づいて、表示に必要な時系列データを指定するものであり、
前記データ読み出し制御手段は、前記指定に基づいて該当する時系列データの該当する時期のデータを読み出して前記表示手段に転送するものであることを特徴とする請求項２５に記載の時系列データ表示システム。
【請求項２７】
任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体を有する時系列データ表示システムにおける時系列データの処理方法であって、
前記記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理を制御するデータ読み出し制御手段に対して表示手段よりネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手順と、
前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手順と、
を有することを特徴とする時系列データの処理方法。
【請求項２８】
前記データ指定手順において、前記データ読み出し制御手段のアドレス情報と前記記録媒体に保存された各々の時系列データを識別するためのタグ情報及び該時系列データの時期を示す日時情報とに基づいて、表示に必要な時系列データの指定を行い、
前記データ転送手順において、前記指定に基づいて該当する時系列データの該当する時期のデータを読み出して前記表示手段への転送を行うことを特徴とする請求項２７に記載の時系列データの処理方法。
【請求項２９】
任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体と、
前記複数の記録媒体とネットワークを介して接続され、該記録媒体に保存されている任意のグループの任意の時系列データを表示する表示手段と、
前記記録媒体と接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び前記表示手段との間での転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、を備え、
前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段に対してネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手段と、
前記指定による前記データ読み出し制御手段に対する読み出し要求を複数行って読み出された複数の時系列データをそれぞれ独立して表示する複数表示手段と、
を有することを特徴とする時系列データ表示システム。
【請求項３０】
前記複数表示手段は、前記複数の時系列データをそれぞれグラフ化し、独立した複数のグラフにより表示することを特徴とする請求項２９に記載の時系列データ表示システム。
【請求項３１】
任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体を有する時系列データ表示システムにおける時系列データの処理方法であって、
前記記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理を制御するデータ読み出し制御手段に対して表示手段よりネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手順と、
前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手順と、
前記指定による前記データ読み出し制御手段に対する読み出し要求を複数行って読み出された複数の時系列データをそれぞれ独立して表示する複数表示手順と、
を有することを特徴とする時系列データの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続運転を行う工業プラントのトレンドデータなどに代表される時系列データの処理、より詳しくは、記録媒体へのデータ保存、メモリ上へのデータ展開、ネットワークを介したデータ転送、データ読み出し及び表示などにおける時系列データの保存方法及び時系列データベースシステム、時系列データの処理方法及び時系列データ処理システム、時系列データ表示システム、並びにその時系列データ又は時系列データ処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工業プラントなどでは、プラントの動作状況等を示すデータを所定時間毎に取得し、この時系列の大量のデータをデータベースに蓄積して、時系列データのトレンド（傾向、動向）を表示、解析することが行われている。このような時系列データのトレンド（以下、トレンドデータと称する）をオンラインで表示する機能を持ったトレンド表示システムは種々提案されており、様々なところで利用されている。
【０００３】
従来のシステムでは、時系列データを保存する場合、図４０に示すように、サンプリング周期ΔＴ０　の時系列データａ１　，ａ２　，ａ３　，…，ａｎ　を時刻暦に従いそのまま直列的に保存したり、図４１に示すように、上記時系列データを所定の大きさのファイルに細分割して保存するようにしていた。このようなデータ保存方法では、長期間にわたる大量のデータを保存した場合、必要なデータを取り出してトレンドデータを表示させる処理が非常に煩雑になるという問題点がある。
【０００４】
例えば、データ項目及びデータ量が大量になれば、膨大なデータの中から表示させるべき目的の項目における目的の期間のデータを選択して取り出すことが難しくなってくる。また、年オーダーなどの長期間スケールでのトレンドデータを表示させようとすると、読み込むべきデータ量が膨大になるため、表示にかなり長い時間がかかったり、条件によっては不可能となるおそれがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図４０及び図４１に示したような従来の時系列データ保存方法では、各種トレンドデータの表示のために多様なデータ読み出し要求があった場合、どのような読み出し要求に対してもサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを順次読み出すしかないため、データの読み出し及び表示処理に多くの時間がかかるという問題点があった。例えば、非常に長期間にわたるデータをΔＴ０　より大きなサンプリング周期ΔＴＬ　で読み出す要求があった場合に、最も細かいサンプリング周期ΔＴ０　で要求された期間のデータを全て読み込み、その後サンプリング周期ΔＴＬ　にデータを間引く作業が必要となる。このため、無駄なデータ読み出しや間引き処理に手間がかかり、表示処理が非常に非効率であると共に、高速な処理の要求に対応できないなどの問題点があった。
【０００６】
時系列データを記録媒体に保存したり、表示処理のために時系列データを読み出してメモリ上に展開したり、時系列データをネットワークを介して転送したりする場合に、取り扱うデータ量をできるだけ小さくし、かつ、効率良く処理できるようにして、時系列データのアクセスに係る処理を高速化することが望まれている。
【０００７】
また、プラントの各種トレンドデータを表示して監視を行う監視システムの場合、例えばプラント数が多くなったりプラントが広い地域にわたって存在し、データの読み出し要求が複数のプラントにまたがった場合、それぞれのプラントからデータを取得しなければならず、システム構成が複雑になったり処理が煩雑であるという問題点があった。
【０００８】
上記のような複数のプラントのトレンドデータを一箇所で呼び出して監視できるようにするために、各プラントの複数グループのデータを一つのホスト装置に集中させて蓄積保存していくようなデータベースのシステム構成が用いられる場合がある。このようなシステムの場合、一台のホスト装置に負荷が集中するため、高性能で高価な装置が必要となる上、ホスト装置にトラブルが生じた場合には全てのプラントのデータが読み出せなくなるなどの問題点があった。また、データが読み出し可能な場合であっても、従来のシステムでは、異なるプラントにわたる複数グループのデータの中から必要なデータを瞬時に読み出し、ユーザにとって所望の日時のデータを所望のスケールで直ちにトレンド表示することは、処理が煩雑であり、場合によっては不可能であった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、大量のデータを保存する場合に、必要なデータの読み出し処理を効率良く高速に実行可能とした時系列データの保存方法及び時系列データベースシステム、時系列データ表示システム、並びに時系列データを記録した記録媒体を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、大量の時系列データを処理する際に、取り扱うデータ量を増大させることなく、データの保存、データの読み出し、データの転送などに関する処理を効率良く高速に実行可能とした時系列データの処理方法及び時系列データ処理システム、並びに時系列データ又は時系列データ処理プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、複数グループにわたる大量の時系列データの中から必要な時系列データを効率良く自由に読み出すことが可能な時系列データベースシステム及び時系列データの処理方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第４の目的は、複数の時系列データのトレンドをユーザが求める形態で高速かつ容易に表示することが可能な時系列データ表示システム及び時系列データの処理方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における時系列データの保存方法は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存する短周期データ保存手順と、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存する長周期データ保存手順とを有し、前記長周期データ保存手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存することを特徴とする。
【００１４】
また好ましくは、前記長周期データ保存手順において、前記サンプリング周期ΔＴ０　の時系列データのうちの前記サンプリング周期ΔＴｉ　の期間の代表値を該サンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データとして保存することとする。
【００１５】
時系列データの保存に上記方法を用いたシステムでは、記録媒体に保存された複数のサンプリング周期の時系列データの中から任意のサンプリング周期の任意の時期の時系列データを容易に選択して読み出すことができるため、必要なデータの読み出し処理が効率良く高速に実行される。
【００１６】
本発明における第１の時系列データベースシステムは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存すると共に、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存し、このサンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データの保存動作を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存するデータ保存制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また好ましくは、前記時系列データベースシステムにおいて、前記記録媒体に保存された時系列データを読み出し要求に応じて複数のサンプリング周期の時系列データの中から適宜選択して読み出すデータ読み出し制御手段と、前記読み出された時系列データをグラフ表示する表示手段と、を有するものとする。
また、前記データ読み出し制御手段は、前記読み出し要求に応じて、初めは前記表示手段において粗く表示される長いサンプリング周期の粗データを選択して読み出し、その後前記表示手段において前記粗データよりも細かく表示される短いサンプリング周期の密データを選択して読み出すこととする。さらに、その後徐々に前記第１の密データよりも短いサンプリング周期の第ｊ（ｊは２以上の整数）の密データを選択して読み出すこととする。
あるいは、前記データ読み出し制御手段は、前記読み出し要求に応じて、前記表示手段における時系列データの表示形態（時間スケール等）に適合する所定のサンプリング周期のデータを選択して読み出すこととする。
【００１８】
上記構成の時系列データベースシステムでは、記録媒体に保存された複数のサンプリング周期の時系列データの中から任意のサンプリング周期の任意の時期の時系列データを容易に選択して読み出すことができるため、必要なデータの読み出し処理が効率良く高速に実行される。
【００１９】
本発明における時系列データを記録した第１の記録媒体は、所定の対象に関し異なる複数のサンプリング周期による時系列データを有し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で、保存したものである。好ましくは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　による短周期の時系列データと、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による少なくとも１つ以上の長周期の時系列データとを有し、前記複数のサンプリング周期の時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で、保存したものである。
【００２０】
上記構成の記録媒体を用いたシステムでは、保存された複数のサンプリング周期の時系列データの中から任意のサンプリング周期の任意の時期の時系列データを容易に選択して読み出すことができるため、必要なデータの読み出し処理が効率良く高速に実行される。
【００２１】
また、本発明における第１の時系列データ表示システムは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを保存すると共に、前記対象に関する前記サンプリング周期ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期ΔＴｉ　（ｉは１以上の整数）による時系列データを保存し、このサンプリング周期ΔＴｉ　の時系列データの保存動作を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に関連付けられた状態で、記録媒体に保存するデータ保存制御手段と、前記記録媒体に保存された時系列データを読み出し要求に応じて複数のサンプリング周期の時系列データの中から適宜選択して読み出すデータ読み出し制御手段と、前記読み出された時系列データを前記対象に関する時系列データの傾向を示すトレンドデータとしてグラフ表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成の時系列データ表示システムでは、記録媒体に保存された複数のサンプリング周期の時系列データの中から任意のサンプリング周期の任意の時期の時系列データを容易に選択して読み出し、トレンドデータとしてグラフ表示することができるため、必要なデータの読み出し及び表示処理が効率良く高速に実行される。
【００２３】
本発明における第１の時系列データの処理方法は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出する基本データ抽出手順と、前記時系列データの内、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出する階層データ抽出手順とを有し、前記階層データ抽出手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列することを特徴とする。好ましくは、前記階層データ抽出手順をｎ／２ｍ　＝１となるまで繰り返し行い、前記抽出前の時系列データと略同量のデータによる階層型時系列データを形成することとする。
【００２４】
また好ましくは、前記第１の時系列データの処理方法において、前記基本データ抽出手順と前記階層データ抽出手順とを、前記時系列データを保存する記録媒体に書き込む際に行うこととする。
あるいは、前記第１の時系列データの処理方法において、前記基本データ抽出手順と前記階層データ抽出手順とを、前記時系列データを保存した記録媒体より読み出してメモリに一時格納する際に行うこととする。
【００２５】
上記方法においては、元のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データに対して重複がないようにサンプリング周期を異ならせて時系列データを抽出することにより、データ量が増加することなく、高速にアクセス可能な階層型時系列データを形成可能となる。
【００２６】
また、本発明における第２の時系列データの処理方法は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して階層型時系列データを形成するデータ配列手順と、当該時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス手順と、を有することを特徴とする。
【００２７】
また好ましくは、前記第２の時系列データの処理方法において、前記データアクセス手順を、前記時系列データを保存した記録媒体より読み出して表示手段に表示する際に行うこととする。
あるいは、前記第２の時系列データの処理方法において、前記データアクセス手順を、前記時系列データを保存した記録媒体より読み出してネットワークを介して転送する際に行うこととする。
【００２８】
上記方法においては、時系列データにアクセスする場合に上位の階層データからに順次アクセスしていくことにより、初めに概略の時系列データを取得し、徐々に詳細なデータを取得することが可能であり、最低限のデータ量の時系列データを用いて高速に目的のサンプリング周期のデータを得ることが可能となる。
【００２９】
本発明におけるデータ処理プログラムを記録した第１の記録媒体は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出する基本データ抽出手順と、前記時系列データの内、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出する階層データ抽出手順とを有し、前記階層データ抽出手順を少なくとも１回以上繰り返し行い、複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するためのデータ処理プログラムを記録したものである。
【００３０】
上記データ処理プログラムを記録した記録媒体によれば、元のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データに対して重複がないようにサンプリング周期を異ならせて時系列データを抽出することにより、データ量が増加することなく、高速にアクセス可能な階層型時系列データを形成可能となる。
【００３１】
また、本発明におけるデータ処理プログラムを記録した第２の記録媒体は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する際、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して階層型時系列データを形成するデータ配列手順と、当該時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス手順と、を有するデータ処理プログラムを記録したものである。
【００３２】
上記データ処理プログラムを記録した記録媒体によれば、時系列データにアクセスする場合に上位の階層データからに順次アクセスしていくことにより、初めに概略の時系列データを取得し、徐々に詳細なデータを取得することが可能であり、最低限のデータ量の時系列データを用いて高速に目的のサンプリング周期のデータを得ることが可能となる。
【００３３】
本発明における時系列データを記録した第２の記録媒体は、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを記録した記録媒体であって、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータである基本データと、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータである第ｍの階層データとを抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列して記録したものである。
【００３４】
上記時系列データを記録した記録媒体によれば、データ量を増大させることなく、データの保存、データの読み出し、データの転送などに関する処理が効率良く高速に実行可能な時系列データ構造が提供される。
【００３５】
本発明における第１の時系列データ処理システムは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、前記階層的に配列した時系列データを記録媒体に保存するデータ保存制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】
上記構成においては、元のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データに対して重複がないようにサンプリング周期を異ならせて時系列データを抽出することにより、データ量が増加することなく、高速にアクセス可能な階層型時系列データを形成可能となる。
【００３７】
また、本発明における第２の時系列データ処理システムは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、前記階層的に配列された時系列データにアクセスする場合に、初めに前記基本データにアクセスし、その後前記第ｍの階層データにおける第１番目の上位の階層データから順次アクセスするデータアクセス制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３８】
上記構成においては、時系列データにアクセスする場合に上位の階層データからに順次アクセスしていくことにより、初めに概略の時系列データを取得し、徐々に詳細なデータを取得することが可能であり、最低限のデータ量の時系列データを用いて高速に目的のサンプリング周期のデータを得ることが可能となる。
【００３９】
また、本発明における第３の時系列データ処理システムは、任意の対象に関する任意のサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを処理する時系列データ処理システムであって、前記時系列データの内、所定時間を基準として位相０、サンプリング周期ｎ×ΔＴ０　（ｎは２のべき乗の数）のデータを基本データとして抽出すると共に、前記所定時間を基準として位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　（ｍは１以上の整数）のデータを第ｍの階層データとして抽出し、これらの複数のサンプリング周期の時系列データを階層的に配列するデータ配列制御手段と、前記階層的に配列された時系列データにアクセスする場合に、所定のサンプリング周期の時系列データを構成する基本データと対応する階層データとに一度にアクセスするデータアクセス制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４０】
なお、この時系列データ処理システムの構成は、時系列データの処理方法、或いは時系列データのデータ処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体におけるデータ配列手順やデータアクセス手順などにも同様に適用可能である。
【００４１】
上記構成においては、時系列データにアクセスする場合に所定のサンプリング周期の時系列データを構成する基本データと対応する階層データとに一度にアクセスすることにより、所望の最適なサンプリング周期の時系列データを高速に取得することが可能となる。
【００４２】
本発明における第２の時系列データベースシステムは、任意の対象に関する複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する複数の記録媒体と、前記複数の記録媒体とそれぞれ接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４３】
上記構成の時系列データベースシステムでは、複数グループの時系列データがそれぞれ分散的に保存されるため、複数グループにわたる大量の時系列データの中から必要な時系列データを効率良く自由に読み出すことが可能となる。また、時系列データのグループの追加、変更、削除も容易に行える。
【００４４】
本発明における第２の時系列データ表示システムは、任意の対象に関する複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する複数の記録媒体と、前記複数の記録媒体とネットワークを介して接続され、該記録媒体に保存されている任意のグループの任意の時系列データを表示する表示手段と、前記記録媒体及び前記表示手段と接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び前記表示手段との間での転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４５】
また好ましくは、前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段に対してネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手段を有し、前記データ読み出し制御手段は、前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手段を有することとする。この場合、好ましくは、前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段のアドレス情報と前記記録媒体に保存された各々の時系列データを識別するためのタグ情報及び該時系列データの時期を示す日時情報とに基づいて、表示に必要な時系列データを指定するものであり、前記データ読み出し制御手段は、前記指定に基づいて該当する時系列データの該当する時期のデータを読み出して前記表示手段に転送するものとする。
更に好ましくは、前記記録媒体に保存された時系列データは、異なる複数のサンプリング周期による時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で保存したものとする。
【００４６】
上記構成においては、複数グループの時系列データがそれぞれ分散的に保存されるため、複数グループにわたる大量の時系列データの中から、所望の時系列データにおける所望の時期のデータなど、必要な時系列データを効率良く自由に読み出すことが可能となる。また、時系列データのグループの追加、変更、削除も容易に行える。表示手段においては、表示に必要な時系列データを指定するための情報を所有していればよいため、情報の記憶容量を少なくでき、装置構成が簡略化される。特に、記録媒体において、異なる複数のサンプリング周期による時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で保存しておくことにより、時系列データの読み出し及び転送処理をより高速に実行可能となる。
【００４７】
本発明における第３の時系列データの処理方法は、任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体を有する時系列データ表示システムにおける時系列データの処理方法であって、前記記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理を制御するデータ読み出し制御手段に対して表示手段よりネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手順と、前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手順と、を有することを特徴とする。
【００４８】
また好ましくは、前記データ指定手順において、前記データ読み出し制御手段のアドレス情報と前記記録媒体に保存された各々の時系列データを識別するためのタグ情報及び該時系列データの時期を示す日時情報とに基づいて、表示に必要な時系列データの指定を行い、前記データ転送手順において、前記指定に基づいて該当する時系列データの該当する時期のデータを読み出して前記表示手段への転送を行うこととする。
更に好ましくは、前記記録媒体に保存された時系列データは、異なる複数のサンプリング周期による時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で保存したものとする。
【００４９】
上記方法においては、単数又は複数グループにわたる大量の時系列データの中から、所望の時系列データにおける所望の時期のデータなど、必要な時系列データを効率良く自由に読み出すことが可能となる。特に、記録媒体において、異なる複数のサンプリング周期による時系列データを各々階層的に関連付けられた状態で保存しておくことにより、時系列データの読み出し及び転送処理をより高速に実行可能となる。
【００５０】
本発明における第３の時系列データ表示システムは、任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体と、前記複数の記録媒体とネットワークを介して接続され、該記録媒体に保存されている任意のグループの任意の時系列データを表示する表示手段と、前記記録媒体と接続され、該記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理及び前記表示手段との間での転送処理を制御するデータ読み出し制御手段と、を備え、前記表示手段は、前記データ読み出し制御手段に対してネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手段と、前記指定による前記データ読み出し制御手段に対する読み出し要求を複数行って読み出された複数の時系列データをそれぞれ独立して表示する複数表示手段と、を有することを特徴とする。
【００５１】
また好ましくは、前記複数表示手段は、前記複数の時系列データをそれぞれグラフ化し、独立した複数のグラフにより表示することとする。この場合、前記複数グループにおけるそれぞれのグループの時系列データをグラフ化した複数のグラフを互いに略近傍に並べて配置表示するか、又は、前記単数又は複数グループの所定の時系列データにおいて異なる時期のデータをグラフ化した複数のグラフを互いに略近傍に並べて配置表示するか、又は、前記単数又は複数グループの所定の時系列データを異なる時間スケールでグラフ化した複数のグラフを互いに略近傍に並べて配置表示する。
【００５２】
上記構成においては、複数の時系列データをそれぞれ独立した複数のグラフにより表示することにより、複数の時系列データのトレンドをユーザが求める形態（所望のグループ、種類、時期、時間スケール）で高速かつ容易に表示することが可能となる。
【００５３】
本発明における第４の時系列データの処理方法は、任意の対象に関する単数又は複数グループの時系列データをそのグループ毎にそれぞれ保存する記録媒体を有する時系列データ表示システムにおける時系列データの処理方法であって、前記記録媒体に保存されている時系列データの読み出し処理を制御するデータ読み出し制御手段に対して表示手段よりネットワークを介してアクセスし、表示に必要な時系列データを指定するデータ指定手順と、前記指定された時系列データを前記記録媒体から読み出して前記表示手段に転送するデータ転送手順と、前記指定による前記データ読み出し制御手段に対する読み出し要求を複数行って読み出された複数の時系列データをそれぞれ独立して表示する複数表示手順と、を有することを特徴とする。好ましくは、前記複数表示手順において、前記複数の時系列データをそれぞれグラフ化し、独立した複数のグラフにより表示することとする。
【００５４】
上記方法においては、単数又は複数グループにおける複数の時系列データをそれぞれ独立した複数のグラフにより表示することにより、複数の時系列データのトレンドをユーザが求める形態（所望のグループ、種類、時期、時間スケール）で高速かつ容易に表示することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明に係る時系列データの保存方法及び時系列データベースシステム、時系列データの処理方法及び時系列データ処理システム、時系列データ表示システム、並びに記録媒体において、前記時系列データとして工業プラントにおける各部の状態を示すデータを適用することができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明に係る第１の実施形態として、時系列データの保存方法において時系列データを階層的に保存する方法を図１及び図２に基づいて説明する。図１は時系列データの保存方法を示す説明図、図２は時系列データの保存処理手順を示したフローチャートである。
【００５７】
工業プラント等で取得した大量の時系列データ（これはプラントから取得された生のデータでも良いし、何らかの加工が施されたデータでも良い）を記録媒体へ保存する際に、図１に示すように、制御部１に設けられたデータ保存制御手段として機能するデータ保存制御部２の制御によって、入力されてくるサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データａ１　，ａ２　，ａ３　，…をそのまま直列的に保存すると共に、ΔＴ０　より長い周期ΔＴ１　〜ΔＴｍ　の複数のサンプリング周期を持つ時系列データに換算し、それぞれを独立させてサンプリング周期に従って階層的に関連付けて保存する。各サンプリング周期の時系列データは、直近の上／下位の階層など、少なくとも一つの他の階層のデータとの関連付けがなされている。すなわち、１つの階層のデータは、少なくとも一つの他の階層のデータと対応関係にある。
【００５８】
前記複数のサンプリング周期の時系列データは、概念的には階層構造となっているが、記録媒体においては、例えばそれぞれがファイルとして記録されている。なお、一つのサンプリング周期の時系列データを複数のファイルに分割して記録しても良い。また、各階層のデータ間の関連付けとしては、これらの時系列データを管理する制御部１において時間情報、タグ情報、ファイル情報等のリンク可能な情報を管理情報として持つようにしても良いし、各時系列データ自体にリンク可能な情報を持たせるようにしてもかまわない。また、保存する時系列データは例えば公知の差分圧縮法などを用いてデータ圧縮した状態で記録するようにしても良い。
【００５９】
また、時系列データは工業プラントに関するデータに限らず、株価や商品の価格の推移に関するデータなど、いかなる時系列データであっても良い。前記記録媒体としては、ハードディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープなど種々の媒体を用いることができる。
【００６０】
図２は本実施形態の時系列データの保存処理手順をフローチャートで示したものである。まず、ステップＳ１で、初期設定として複数のサンプリング周期や時系列データ群の数などを設定する。次いで、順次入力されるサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データａ１　，ａ２　，ａ３　，…をそのまま最下位のデータとして直列的に保存していく（ステップＳ２−１）。そして、一定期間ΔＴ１　（ΔＴ０　よりも長い所定のサンプリング周期）が経過しｎ個のデータが蓄積されると（ステップＳ２−ｎ）、その期間のデータａ１　〜ａｎ　の代表値ｂ１　を上位データとして別のファイル（上位の階層）に保存する（ステップＳ３−１）。この処理を繰り返していき、さらに一定期間ΔＴ２　（ΔＴ１　よりも長い所定のサンプリング周期）が経過しｋ個のデータが蓄積されたときに（ステップＳ３−ｋ）、その期間のデータｂ１　〜ｂｋ　の代表値ｃ１　をさらなる上位データとして別のファイル（さらに上位の階層）に保存する（ステップＳ４−１）。なお、代表値としては該当する期間の時系列データの相加平均値や中間値などの値を算出して適用すれば良い。
【００６１】
以上の処理を繰り返してサンプリング周期ΔＴｍ　の最上位データｚ１　まで保存し（ステップＳｈ−１）、以降は時間の経過と共に順次この保存処理を繰り返していく。これにより、図１の右側に示すような異なる複数（ここではｍ＋１個）のサンプリング周期（ΔＴ０　〜ΔＴｍ　）を有する時系列データがそれぞれ保存され、記録媒体において階層的な時系列データベースが構築される。
【００６２】
次に、上述のように保存された階層的な時系列データベースからデータを読み出す際の処理を図３を基に説明する。階層的に保存された時系列データに対して、データ読み出し要求が与えられた場合、制御部１に設けられたデータ読み出し制御手段として機能するデータ選択制御部３によって、どのサンプリング周期で読み出すことが最適かを判断し、同じくデータ読み出し制御手段として機能するデータ読み出し制御部４によってその最適なサンプリング周期の時系列データのファイルにアクセスして読み出す。
【００６３】
ここで、データ選択制御部３が、どのように最適サンプリング周期を判断するかについては、必要に応じて設定すれば良い。時系列データ読み出し処理のいくつかの例については後の応用例で述べる。
【００６４】
図４０及び図４１に示したような従来のデータ保存方法でサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データを単に直列的に保存した場合、多様なデータ読み出し要求に対して、効率良くデータ読み出しを行うことができない。
【００６５】
これに対して、本実施形態のように時系列データを予め複数のサンプリング周期で保存した場合、多様なデータ読み出し要求に対しても、任意の時期の最適なサンプリング周期のデータを容易に選択して読み出すことができるので、無駄なデータ読み出し処理を削減でき、効率良くデータ読み出しを行うことができる。よって、大量のデータを保存する場合であっても、必要なデータの読み出しにかかる一連の処理を非常に高速化することが可能となる。
【００６６】
次に、第１の実施形態の階層型時系列データ保存方法を用いた時系列データ処理システムの一例として、時系列データのトレンド（トレンドデータ）を表示するトレンド表示システムに適用した応用例を示す。
【００６７】
図４はトレンド表示システムの第１の構成例を示したものであり、ここでは硝子槽窯などの工業プラントにおけるトレンドデータをグラフ表示するシステムを例に説明する。
【００６８】
トレンド表示システムは、工業プラント１１における各部の温度、流量などの各種動作状況等を示す値を検出するセンサ１２と、センサ１２で検出された測定値をデジタルデータに変換するデータ変換装置１３と、データ変換装置１３より時系列に送出された測定データを入力してこの時系列データを記録媒体に階層的に保存すると共に、ユーザからの要求に応じて保存された時系列データを記録媒体から読み出して表示出力するトレンドデータ保存・表示装置１４と、トレンドデータ保存・表示装置１４から出力されるトレンドデータを画面表示する表示手段としてのモニタ１５とを有して構成される。データ変換装置１３は、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ等を備えて構成されるものであり、アナログデータ入力ボードを搭載したコンピュータ等を用いることもできる。トレンドデータ保存・表示装置１４は、ＣＰＵ、メモリ等を備えたコンピュータ（ワークステーションやパーソナルコンピュータなど）で構成される。
【００６９】
また、トレンド表示システムの第２の構成例として、ネットワークを利用して遠隔地でトレンドデータを表示させる場合の構成例を図５に示す。第２の構成例は、図４に示した構成に加えて、トレンドデータ保存・表示装置１４に対し複数のトレンド表示装置２２及びモニタ１５がイーサネット等によるローカルネットワーク２１を介して接続されている。また、ローカルネットワーク２１は公衆回線、専用回線、インターネットなどの外部ネットワーク２３に接続され、この外部ネットワーク２３を介して遠隔地のトレンド表示装置２４及びモニタ１５と接続されている。トレンド表示装置２２，２４は、ＣＰＵ、メモリ等を備えたコンピュータ（パーソナルコンピュータなど）で構成される。
【００７０】
このトレンド表示システムでは、トレンドデータ保存・表示装置１４において、センサ１２で検出されデータ変換装置１３でデジタルデータに変換された工業プラント１１における時系列データを、図１に示したようにハードディスク等の記録媒体に階層的に保存し、ユーザからのデータ表示要求に応じて、記録媒体に保存された時系列データに対し適切なデータ読み出し処理を行ってモニタ１５にトレンドデータをグラフ表示する。
【００７１】
モニタ１５の画面には、例えば図６に示すように、（Ａ）時間スケール、（Ｂ）週スケール、（Ｃ）月スケールなど、様々な時間単位でトレンドデータの表示（以下、トレンド表示とも称する）を行うことができ、各時間スケールに応じて最適なサンプリング周期の時系列データを読み出してモニタ１５へ出力する。
【００７２】
図６のようなトレンド表示を行うためのユーザインタフェースの一例を図７に示す。
【００７３】
モニタ１５の画面上に工業プラント１１の概略図を表示するプラント画面３１とトレンドデータをグラフ表示するトレンドグラフ画面３２とを設ける。図７の（Ａ）のように、ユーザがプラント画面３１の中の目的のプラント部位をマウス等のポインタ３３で指示しクリックすると、その部位に関する保存された時系列データの項目リスト３４が現れるようポップアップ表示させる。そして図７の（Ｂ）のように、ユーザが項目リスト３４の中から所望のデータ項目３４ａをポインタ３３でつかんで移動させトレンドグラフ画面３２上に落とすドラッグアンドドロップ動作を行うと、図７の（Ｃ）に示すように、トレンドグラフ画面３２にそのデータ項目３４ａに対応するトレンドデータ３５を表示させる。
【００７４】
このようなユーザインタフェースを用いることにより、操作性を向上させることができ、容易な作業で表示すべきデータ項目の選択と対応するトレンドデータの表示を行うことができる。
【００７５】
ここで、本応用例のトレンド表示システムにおける時系列データ読み出し処理のいくつかの例を以下に示す。
【００７６】
（１−１）任意の時間スケールによるトレンド表示動作
トレンドデータを表示する際には、多様な時間スケールで表示することが要求される場合がある。例えば、トレンドデータを短期スケールで表示したい場合から、長期スケールで表示したい場合など、異なる時間スケールでの表示を切り換えたいという要求がある。この場合、表示する時間スケールに応じて、表示用に読み出す時系列データのサンプリング周期を変化させる必要が生じる。表示時間スケールに対して、サンプリング周期が大きいと図８の（Ａ）のように表示精度の粗いグラフになってしまう。また逆に、サンプリング周期が小さすぎると全体のデータ数が増大し表示処理に時間がかかってしまう。このため、図８の（Ｂ）のように適度に細かいサンプリング周期のデータが必要である。
【００７７】
そこで、第１の実施形態に係る第１の処理例として、任意の時間スケールの表示要求に対する応答の高速化を図ったデータ読み出し処理の例を図９ないし図１１に基づき説明する。
【００７８】
トレンドデータ保存・表示装置１４に対して、短期スケールの表示要求がなされた場合、図９に示すように、制御部１６内のデータ選択制御部３によって画面表示精度を考慮した上で表示時間スケールより適度に十分短いサンプリング周期の時系列データを選択し、データ読み出し制御部４で読み込んでモニタ１５へ送出してトレンドデータの表示処理を行う。
【００７９】
また、長期スケールの表示要求がなされた場合は、図１０に示すように、データ選択制御部３によって画面表示精度上許容される範囲で適度に長いサンプリング周期の時系列データを選択してトレンド表示を行う。この際、選択されるサンプリング周期は、データ表示期間と画面表示精度からみて、１画面にいくつのデータを表示する必要があるかにより決定される。このように、時系列データの表示要求に対応する読み出し要求に応じて、任意の時間スケール等の表示形態に適合する所定の最適なサンプリング周期のデータを選択して読み出すことにより、秒単位から年単位まで任意の時間スケールのトレンドデータを瞬時に表示可能となる。
【００８０】
時系列データのデータ表示期間としては、１日分、１ヶ月分、１年分、１０年分など、様々な時間スケールのグラフ表示が考えられる。このような多様な表示形態に適応可能とするため、例えば、時間スケールが１日の場合はサンプリング周期を３０分として計４８個のデータ、１年の場合はサンプリング周期を１日として計３６５個のデータ、１０年の場合はサンプリング周期を１ヶ月として計１２０個のデータがそれぞれ抽出されるように、要求に応じた適切なサンプリング周期のデータを読み出して表示する。
【００８１】
図１１は前述したトレンドデータ読み出し・表示処理の手順をフローチャートで示したものである。ステップＳ１１で、ユーザからトレンドデータの読み込み及びトレンド表示要求があると、ステップＳ１２で、データ選択制御部３によって、表示要求されたトレンドデータの時間スケールに応じて、記録媒体に保存された複数のサンプリング周期の時系列データの中から最適なサンプリング周期の時系列データを選択する。そして、ステップＳ１３で、データ読み出し制御部４によって選択されたサンプリング周期の時系列データを記録媒体から読み込み、モニタ１５に表示する。
【００８２】
このように、本実施形態の時系列データ保存方法を用いて、複数のサンプリング周期の時系列データを関連付けた状態で独立して保存しておくことにより、ユーザのデータ表示要求に対して容易に最適なデータを選択し読み出すことができる。この処理により、不必要なデータの読み込み処理を防止でき、また細かいサンプリング周期のデータを間引いたりする必要もないため、処理を効率良く高速に実行可能である。従って、多様なデータ表示要求に対して、高速に対応ができ、例えば異なる時間スケールのトレンド表示を瞬時に切り換えることができる。
【００８３】
また、前述したトレンドデータ読み出し・表示処理を用いることにより、次に示すようなトレンドデータの表示及び検索方法を行うことも可能である。
【００８４】
トレンド表示システムを用いてユーザがトレンドデータの解析等を行う場合、対象期間のデータを検索する方法として、初めは長い時間スケールで粗いトレンドデータを表示してトレンドの概要を把握し、注目すべき箇所を見ながら、所望とする期間及び時間スケールのトレンドデータが表示されるように、表示期間及び表示精度を徐々にあるいは一度に選択し切り換えていくような階層的なデータ検索を行う。このような検索方法を用いることにより、ユーザにとって自然な操作感が得られ、解析等にかかる作業性を向上させることができる。このデータ検索動作を行う場合においても、異なる時間スケールに対応するそれぞれのサンプリング周期の時系列データを効率良く読み出して表示することができるため、所望とする時系列データを検索しながら高速にトレンド表示を行うことができる。
【００８５】
従来のシステムでは保存されたデータにおける所定のしきい値、期間、勾配などを基に目的の時系列データを検索してトレンド表示するしかなかったが、本応用例のトレンド表示システムによればユーザがモニタを目視しながら操作性良くトレンドデータを表示できる。
【００８６】
（１−２）トレンドデータ表示における画面スクロール等の表示動作
トレンドデータを表示している際には、図１２のようにユーザが画面をスクロールさせるなど様々な動作を行う場合が考えられる。これらの動作に応じて、トレンドデータ保存・表示装置１４内の制御部の制御によって表示画面を変化させる必要がある。この場合、図１２のように表示画面をスクロールしたとき、新しく表示する部分のデータが次々と読み出されなくてはならないが、この際に画面上に必ずしもトレンドデータを精度良く表示させる必要はない。スクロール動作中は粗いサンプリング周期のデータによりトレンドの概略がわかる程度の表示ができれば特に問題はない。
【００８７】
そこで、第１の実施形態に係る第２の処理例として、スクロール動作等を行う際のデータ表示の高速化を図ったデータ読み出し処理の例を図１３及び図１４に基づき説明する。本例では、図１３に示すように、制御部１６のデータ選択制御部３及びデータ読み出し制御部４によって、スクロールの動作中は相対的に粗いサンプリング周期のデータ（粗データ、データ量は相対的に少ない）を読んで表示させ、トレンドの概略がわかる程度の表示を行う。そしてスクロールが停止され、動作終了後に、画面表示精度上必要な程度に細かいサンプリング周期のデータ（密データ、データ量は相対的に多い）を読み込み、詳細なトレンド表示を行う。この際、データ選択制御部３は、スクロール等の動作時の表示をどの程度粗くするかにより読み込むデータのサンプリング周期を決定する。
【００８８】
図１４は前述したスクロール動作等の動作に対するトレンドデータ読み出し・表示処理の手順をフローチャートで示したものである。ステップＳ２１で、ユーザからトレンドデータの読み込み及びトレンド表示要求があると、まずステップＳ２２で、階層的に記録された時系列データの中からサンプリング周期の長い粗データを選択して読み込み、モニタ１５に表示する。そして、ユーザからのスクロール動作等の異なるデータの表示要求動作があるまで所定期間待機する（ステップＳ２３）。
【００８９】
ここで、動作が無い場合は、ステップＳ２４に進み、前記粗データよりも１段階細かい密データを読み込み、表示する。その後、ステップＳ２５でステップＳ２３と同様にユーザからの動作があるまで所定期間待機し、動作が無い場合はステップＳ２６に進み、さらにサンプリング周期の短い密データを読み込み、表示する。この動作をモニタ１５の表示解像度に応じて最も細かい密データが表示されるまで繰り返し、所定期間待機した後（ステップＳ２７）、動作が無い場合は処理を終了する。このステップＳ２３〜Ｓ２７により、徐々に密データが読み出され、モニタ１５上には段々と細かいトレンドデータのグラフが表示される。
【００９０】
動作要求待機のステップ（ステップＳ２３，Ｓ２５，Ｓ２７）でユーザからスクロール動作等の異なるデータの表示要求動作があった場合は、ステップＳ２８に進み、その動作に応じて表示すべき新しいトレンドデータの粗データを読み込み、表示する。その後、ステップＳ２９でステップＳ２３と同様にユーザからの動作があるまで所定期間待機し、さらに動作があった場合はステップＳ２８に戻って新しい粗データの読み込み表示を行う。ステップＳ２９で動作が無い場合は、ステップＳ２４に進んで前述と同様に徐々に密データを読み込み表示する動作を行う。また、動作要求待機のステップ（ステップＳ２３，Ｓ２５，Ｓ２７）でユーザから表示要求の停止動作がなされた場合は、直ちに処理を終了する。
【００９１】
前記異なるデータの表示要求動作としては、上述したスクロール動作の他に、例えば別画面のトレンド表示を行う複数画面表示動作などがあるが、この処理においても粗データによる概略表示から徐々に密データによる詳細表示としていくことにより、指示を誤った場合でも直ちに取り消して新たな表示に更新することができる。
【００９２】
なお、トレンドデータの表示要求に対しては前記（１−１）の場合と同様にモニタの画面表示精度を考慮して最適なサンプリング周期の時系列データを選択して読み込み表示を行い、スクロール等の動作に対してのみ徐々に粗データから密データを読み込み表示するようにしても良い。
【００９３】
このように、本実施形態の時系列データ保存方法を用いて、複数のサンプリング周期の時系列データを関連付けた状態で独立して保存しておくことにより、スクロール等の動作中は比較的サンプリング周期が大きい少量のデータを表示して概略のみの表示にとどめておき、表示速度を向上させることができる。また、スクロール等の動作終了後は、徐々に粗から密へトレンドデータの表示精度を上げて適切な解像度のトレンド表示を行うことができる。この処理により、余分なデータ読み込みを削減し、処理の効率化及び高速化を図ることが可能である。
【００９４】
（１−３）ネットワーク経由のデータ転送によるトレンド表示動作
図５で示したシステム構成のように、ネットワークを利用し遠隔地のトレンド表示装置２４でトレンドデータを表示させる場合、ネットワーク上で時系列データを転送することが必要となり、表示処理の高速化を図るためには、データの効率良い転送が不可欠である。ネットワークを利用したトレンド表示において、例えば前記（１−１）のデータ読み出し処理を適用すると、トレンドデータ保存・表示装置１４に保存された時系列データに対して、ローカルネットワーク２１上のトレンド表示装置２２又は遠隔地のトレンド表示装置２４から読み出し要求が与えられ、表示精度上適度に細かいサンプリング周期のデータがネットワークを通じて転送される。ネットワークの転送速度が遅い場合には、トレンドデータが表示されるまでに時間がかかるなどの問題点が生じる。
【００９５】
そこで、第１の実施形態に係る第３の処理例として、ネットワークを利用してデータ転送を行う場合のデータ表示の高速化を図ったデータ読み出し処理の例を図１５及び図１６に基づき説明する。本例では、図１５に示すように、ネットワークを介してデータ表示要求があった場合、最初は相対的に粗いサンプリング周期のデータ（粗データ）少量を読み出して転送し、トレンドの概略を表示する。その後、徐々に細かいサンプリング周期のデータ（密データ）を読み出して転送し、画面表示精度上必要な程度まで詳細なトレンド表示を行い、表示精度を上げていくようにする。これにより、表示処理の初期段階の転送データ量を少なくし、ユーザがトレンドの概略を認識できる程度の概略表示を高速に行うことができると共に、例えば表示処理中にユーザがスクロール等の動作を行った場合でも転送データ量を最小限に押さえることができる。
【００９６】
ユーザは最初の概略表示がなされた段階でトレンドの概略が理解できるため、その時点でスクロールなどの動作を起こす場合がある。このときは現在表示中のトレンドデータよりも細かいサンプリング周期のデータを読み込み転送中であるが、この密データの転送を中止し、表示すべき新しい部分の粗データの転送を開始する。
【００９７】
図１６は前述したネットワーク経由での表示要求に対するトレンドデータ読み出し・表示処理の手順をフローチャートで示したものである。ここでステップＳ３１〜Ｓ３９は、図１４に示したステップＳ２１〜Ｓ２９とデータ転送以外はほぼ同様な手順であり、トレンド表示要求やスクロール動作等の異なるデータの表示要求があった場合に、初めは少量の粗データをネットワークを介してトレンド表示装置へ転送することで、粗いトレンドデータの読み込み表示を高速に行い、その後、徐々に密データをネットワークを介してトレンド表示装置へ転送し、細かいトレンドデータの読み込み表示を行う。
【００９８】
特に、ネットワークを経由してデータ転送を行う場合は、ネットワーク上でのデータ転送速度が比較的遅い場合が多いので、本例のようなトレンドデータ読み出し及び表示処理方法を用いることにより、データ転送速度が遅いネットワークにおいてさらに大きな表示高速化効果を得ることができる。
【００９９】
なお、ネットワークを介したトレンド表示を行う際に、例えば　Ｊａｖａ（Ｓｕｎ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，　Ｉｎｃ．　の商標）等による汎用的に使用可能な小型のプログラムを利用し、トレンド表示用プログラムを時系列データと共にトレンド表示装置に転送することにより、トレンド表示装置にインストールされたブラウザアプリケーション上でトレンドデータの表示を行うことも可能である。このような構成の場合、トレンド表示装置には専用の表示プログラムや表示手段を設ける必要がなく、汎用のコンピュータを用いることができ、またコンピュータの機種依存性もなく容易にトレンド表示システムを構成できる。この場合も前述のように表示処理初期段階の時系列データの転送データ量を少なくすることで効率良くプログラム及びデータを転送でき、実用上不具合なくトレンド表示を行うことができる。
【０１００】
このように、本実施形態の時系列データ保存方法を用いて、複数のサンプリング周期の時系列データを関連付けた状態で独立して保存しておくことにより、ネットワークを介してトレンドデータの転送及び表示を行う場合に、最初はサンプリング周期が大きいデータを読み出し転送してトレンドの概略のみを表示し、徐々にサンプリング周期が細かいデータを読み出し転送して表示精度を上げることができる。この処理により、ネットワーク上で転送するデータ量を減少させ、必要なデータのみを転送することができるため、処理の効率化及び高速化が可能となり、例えば各トレンド表示装置において動作するブラウザアプリケーション上でのトレンド表示に対しても高速処理が実現できる。
【０１０１】
以上述べたように、本実施形態の時系列データ保存方法を用いた時系列データベースシステムでは、大量のデータを保存した場合でも任意に最適なサンプリング周期のデータを容易に選択して読み出すことができるので、多様なデータ読み出し要求に対しても、無駄なデータ読み出し処理を削減でき、効率良いデータ読み出しを行ってデータ読み出しにかかる処理を高速化することができる。また、システム構成に応じて最適なデータを効率良く読み出すことができるため、処理の高速化に加えて、ユーザの作業性及び操作性の向上を図ることが可能である。
【０１０２】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態として、時系列データの処理方法において時系列データを階層的に保存する際のデータ配列及び保存方法を図１７ないし図２０に基づいて説明する。図１７は時系列データの配列・保存方法を示す説明図、図１８は時系列データの配列及び保存を行う制御部の機能構成を示すブロック図、図１９は時系列データの保存時の処理手順を示すフローチャート、図２０はデータ配列の具体例を示す説明図である。
【０１０３】
第２の実施形態では、工業プラント等で取得した大量の時系列データを記録媒体へ保存する際に、図１７に示すように、位相及びサンプリング周波数の異なる複数のデータ群に細分割し、これらのデータ群を階層的に配列し直した状態でそれぞれファイル単位として記録する。
【０１０４】
このように時系列データの配列及び保存を行う手段は、例えば図１８に示すように、コンピュータ等により形成され各種処理プログラムに基づき動作する制御部１０１によって機能的に構成される。制御部１０１は、データ入力部１０２から取り込まれた時系列データ１０３を記録媒体１０４へ記録する保存処理の制御を行うデータ保存制御手段を構成するデータ保存制御部１０５と、時系列データ１０３の保存時にデータ配列処理の制御を行うデータ配列制御手段を構成するデータ配列制御部１０６とを有している。
【０１０５】
時系列データを保存する際には、データ入力部１０２を介してデータ保存制御部１０５に入力した時系列データ１０３を、データ配列制御部１０６により位相及びサンプリング周波数の異なる複数のデータ群に細分割して配列し、配列処理済みの階層型時系列データ１０３ａをそれぞれのデータ群ごとに階層的に記録媒体１０４へファイルとして保存する。保存された階層型時系列データは、適宜読み出して外部のモニタ等の表示手段に表示したり、データ転送手段によりネットワークを介して他の装置へ転送する。
【０１０６】
次に、本実施形態に係る時系列データの配列・保存方法を図１７及び図１９に基づき詳しく説明する。ここでは、時系列データＡ（サンプリング周期ΔＴ０　，データ数Ｎ）の階層的なデータ保存の処理手順を例示する。ただし、データ数ＮはＮ＝２ｉ　（ｉは１以上の整数）とする。
【０１０７】
初めに、元となるサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データＡを取り込み（ステップＳ１０１）、基本データ抽出手順に対応する処理として、この時系列データＡの内、位相０，サンプリング周期ｎΔＴ０　（ｎ＝２ｊ　，ｉ≧ｊ）のデータを基本データであるベースデータＡ０　として抽出し保存する（ステップＳ１０２）。続いて、階層データ抽出手順の一つに対応する処理として、時系列データＡの内、位相ｎ／２×ΔＴ０　，サンプリング周期ｎΔＴ０　のデータを第１の階層データであるレベル１データＡ１　として抽出し保存する（ステップＳ１０３）。
【０１０８】
次いで、時系列データＡ（全体の長さはＮΔＴ０　）をＮ／２×ΔＴ０　の長さに２等分する（ステップＳ１０４）。その後、ステップＳ１０４で分割された各ブロックのデータに対して、位相ｎ／４×ΔＴ０　，サンプリング周期ｎ／２×ΔＴ０　のデータを第２の階層データであるレベル２データＡ２　として抽出し、この２つのデータをそれぞれ保存する（ステップＳ１０５）。さらに、時系列データＡをＮ／４×ΔＴ０　の長さに４等分し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０６で分割された各ブロックのデータに対して、位相ｎ／８×ΔＴ０　，サンプリング周期ｎ／４×ΔＴ０　のデータを第３の階層データであるレベル３データＡ３　として抽出し、この４つのデータをそれぞれ保存する（ステップＳ１０７）。
【０１０９】
以下、ステップＳ１０６及びＳ１０７と同様の処理を繰り返し、時系列データＡに対する位相差とサンプリング周期が最も細かい最下層のデータとなるまで時系列データＡをさらに分割し（ステップＳ１０８）、分割された各ブロックのデータに対して、位相ΔＴ０　，サンプリング周期２×ΔＴ０　の最下層データを抽出しそれぞれ保存する（ステップＳ１０９）。
【０１１０】
すなわち、第ｍ（ｍは１以上の整数）の階層データとなるレベルｍデータは、位相ｎ／２ｍ　×ΔＴ０　、サンプリング周期ｎ／２ｍ−１　×ΔＴ０　のデータであり、２ｍ−１　個のブロックに分割されて保存される。そして、この階層データの抽出・保存動作がｎ／２ｍ　＝１となるまで繰り返し実行され、階層型時系列データが形成される。
【０１１１】
上記各階層のデータは、それぞれがコンピュータ等で処理可能なファイルとして保存される。下位の階層になるに従い、データのサンプリング周期は短くなるが、元のデータを一段階ずつブロックに分割して抽出しているため、ベースデータＡ０　から最下層データまで一つのブロックのファイルのデータ量はほぼ同一となる。なお、オンラインで時系列データを取り込むシステムのように、データ数Ｎが順次増加するような場合は、Ｎを十分大きな値に設定しておき、時系列データを各階層のデータ（Ａ０　，Ａ１　，Ａ２　，…）となるように細分割して配列し、それぞれの位相、サンプリング周期に従って階層的に保存する方法などを用いれば良い。
【０１１２】
図２０は上述した本実施形態のデータ配列・保存方法における各階層のデータ配列をより具体的に示したものである。ここではサンプリング周期ΔＴ０　の時系列データＡ（ａ１　，ａ２　，ａ３　，…，ａ３２，…）をｎ＝８として階層的に保存する場合を例示する。ベースデータＡ０　は、位相０、サンプリング周期８ΔＴ０　のデータであり、所定の基準時間（先頭のデータａ１　の時刻、位相０とする）を基準としてデータａ１　から８個毎に時系列データＡを抽出したものとなる。
【０１１３】
レベル１データＡ１　は、位相４ΔＴ０　，サンプリング周期８ΔＴ０　のデータ、すなわち位相がベースデータＡ０　のサンプリング周期の半分だけずれており、サンプリング周期がベースデータＡ０　と同様のデータである。よって、前記基準時間に対し４ΔＴ０　だけ位相がずれたデータａ５　から８個毎に時系列データＡを抽出したものとなる。レベル２データＡ２　は、位相２ΔＴ０　，サンプリング周期４ΔＴ０　のデータ、すなわち位相がベースデータＡ０　のサンプリング周期の１／４ずれており、サンプリング周期がベースデータＡ０　の半分のデータである。よって、前記基準時間に対し２ΔＴ０　だけ位相がずれたデータａ３　から４個毎に時系列データＡを抽出したものとなる。レベル３データＡ３　は、位相ΔＴ０　，サンプリング周期２ΔＴ０　のデータ、すなわち位相がベースデータＡ０　のサンプリング周期の１／８ずれており、サンプリング周期がベースデータＡ０　の１／４のデータである。よって、前記基準時間に対しΔＴ０　だけ位相がずれたデータａ２　から２個毎に時系列データＡを抽出したものとなる。
【０１１４】
このように、ｎ＝８の場合はレベル３データが最下層データとなり、この最下層データまでで元の時系列データＡの全てが抽出されて、複数のブロックのデータが階層的に再配列される。図２０を見てわかるように、再配列されて保存されたデータはいわゆるバイナリツリー型のデータ構造となっている。しかも、本実施形態による階層構造の時系列データの総データ量は、元の直列的な時系列データのデータ量と同一である。
【０１１５】
上述した第１の実施形態のデータ保存方法では、サンプリング周期ΔＴ０　の時系列データに加えて、ΔＴ０　よりも長いサンプリング周期の時系列データを関連付けて保存するようになっているため、保存した時系列データに重複が生じ、元の時系列データよりもデータ量が多くなる場合がある。また、各サンプリング周期のデータを関連付けるための管理情報を持たせる必要がある場合がある。
【０１１６】
一方、第２の実施形態のデータ配列・保存方法によれば、時系列データを複数のサンプリング周期で階層的に保存する場合、データが重複することがないため、保存するデータ量が最小限となり、容量効率良く記録媒体に保存可能である。また、アクセスしたい目的のデータの階層及び各階層におけるデータの位置は、位相及びサンプリング周期等の情報に基づいて一義的に決定されるようになっており、簡単な数式演算（２進数のシフト演算）によって求めることができるため、階層間の関連情報を記録したテーブル等を設ける必要も無い。
【０１１７】
次に、時系列データを表示したり転送する際のデータ読み出し方法を説明する。図２１は時系列データの配列及び読み出しを行う制御部の機能構成を示すブロック図、図２２は時系列データの読み出し時の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１８】
図１７のような階層的に配列・保存された階層型時系列データを読み出す場合は、ベースデータから順に各階層のデータを読み出していけば、粗いデータから徐々に細かいデータを得ることができる。一方、例えば図４０又は図４１に示したように直列的に保存された時系列データを読み出す場合であっても、上記データ配列処理をデータ読み出し時に行って出力するようにすれば同様の効果が得られる。
【０１１９】
このように時系列データの配列及び読み出しを行う手段は、例えば図２１に示すように、コンピュータ等により形成され各種処理プログラムに基づき動作する制御部１０１ａによって機能的に構成される。制御部１０１ａは、記録媒体１０４に保存された時系列データ１０７を読み出してデータ出力部１０８を介して出力する読み出し処理の制御を行うデータアクセス制御手段を構成するデータ読み出し制御部１０９と、時系列データ１０７の読み出し時にデータ配列処理の制御を行うデータ配列制御手段を構成するデータ配列制御部１０６ａとを有している。
【０１２０】
時系列データを読み出す際に、図１７のような階層的な時系列データを読み出す場合は、データアクセス手順に対応する処理として、データ読み出し制御部１０９によってベースデータＡ０　から最下層データに向かって順に各階層のデータを記録媒体１０４より読み出していく処理を行い、データ出力部１０８を介して外部のモニタ等の表示装置に出力して表示したり、ネットワークに接続された他の装置へ転送する。一方、直列的に保存された時系列データを読み出す場合は、データ配列手順に対応する処理として、記録媒体１０４よりデータ読み出し制御部１０９に取り込んだ時系列データ１０７を、データ配列制御部１０６ａにより位相及びサンプリング周波数の異なる複数のデータ群に細分割し、それぞれのデータ群ごとに階層的に配列した状態でメモリなどに一時格納する処理を行い、その後、データアクセス手順に対応する処理として、配列処理済みの階層型時系列データ１０７ａをデータ読み出し制御部１０９によりベースデータＡ０　から順に読み出す処理を行い、データ出力部１０８を介して出力する。
【０１２１】
このような階層的構造を有する時系列データの読み出し／転送に係るデータアクセス方法を図２２に基づき詳しく説明する。
【０１２２】
時系列データの読み出し／転送要求を受けると（ステップＳ１１１）、初めに、階層的な時系列データの内のベースデータＡ０　にアクセスし（ステップＳ１１２）、このベースデータＡ０　を読み出して表示装置等へ出力したりネットワークを介して転送する。続いて、前記時系列データの内のレベル１データＡ１　にアクセスし（ステップＳ１１３）、このレベル１データＡ１　を読み出す。その後、前記時系列データの内のレベル２データＡ２　にアクセスし（ステップＳ１１４）、このレベル２データＡ２　を読み出す。以下、下位の階層のデータにアクセスする処理を繰り返していき、最後に最下層データにアクセスし（ステップＳ１１５）、この最下層データを読み出す。
【０１２３】
このような手順により、時系列データを読み出す場合に、粗いデータから順次アクセスして蓄積していき、徐々に間を埋める細かいデータを得ることができるため、必要とされる所望の精度のデータを得るために不要なデータまで読み出したり同じデータを重複して読み出すなどの無駄な処理が無くなる。従って、本実施形態のデータアクセス方法によれば、大量の時系列データに関するデータの表示とか転送などを行う場合であっても、扱うデータ量を最小限とすることができ、処理の効率化及び高速化、資源の有効利用を図ることが可能となる。
【０１２４】
また、階層的構造を有する時系列データの読み出し／転送に係るデータアクセス方法の変形例として、時系列データの読み出し／転送要求に応じて、所定のサンプリング周期の時系列データを構成するベースデータ及び所定階層のデータに一度にアクセスして読み出しや転送を行うようにすることも可能である。この場合、要求に応じた所定の最適なサンプリング周期のデータを容易かつ高速に得て表示したり転送したりすることができる。
【０１２５】
なお、各階層においてブロック毎に分割された時系列データのファイルは、保存又は転送等を行う際に、例えば公知の差分圧縮法などを用いてデータ圧縮した状態で取り扱うようにしても良い。これにより、記録媒体やメモリなどの容量の節約、及びデータ転送のさらなる高速化を図ることができる。各時系列データのブロックを、例えば５０ｋバイト程度のほぼ同サイズの小型ファイルとすることにより、差分圧縮処理にかかる時間を最小限に抑えることができ、また、ファイル単位を一つのパケットとしてデータ転送を行えるため、簡便に効率良くデータ転送処理を実行できる。
【０１２６】
次に、第２の実施形態の階層型時系列データ配列及びアクセス方法を用いた時系列データ処理システムを、図４及び図５に示したトレンド表示システムに適用した応用例を示す。ここでは、本応用例のトレンド表示システムにおける時系列データ読み出し処理の例を以下に示す。
【０１２７】
（２−１）ネットワーク経由のデータ転送によるトレンド表示動作
図５に示したシステム構成において、図１７に示したように階層的に保存した時系列データを、ネットワークを利用し遠隔地のトレンド表示装置２４でトレンドデータを表示させる場合、ネットワーク上で時系列データを転送することが必要となる。この際、表示処理の高速化を図るためには、データの効率良い転送が不可欠である。
【０１２８】
そこで、第２の実施形態に係る第１の処理例として、ネットワーク経由でトレンド表示動作を行う際のデータの転送処理及び表示処理の一例を図２３に基づき説明する。
【０１２９】
ネットワークを介してデータの表示要求があった場合、最初は（Ａ）のようにベースデータを読み出して転送し、続いて（Ｂ）のようにレベル１データを読み出して転送する。このように初めは上位の階層の相対的に粗いサンプリング周期のデータ（長周期データ）を読み出して転送し、トレンドの概略を表示する。その後、順次下位の階層の細かいサンプリング周期のデータ（短周期データ）を読み出して転送していき、詳細なトレンド表示を行う。最後は（Ｃ）のように最下層データまで読み出し、転送が可能となっている。
【０１３０】
このような処理により、粗いトレンド表示から段々と間のデータが埋められて密なトレンド表示とすることができ、画面表示精度上必要な程度まで表示精度を上げていくことが可能となる。このとき、順次転送される各階層のデータのファイルサイズはほぼ同等の大きさであるため、各データ転送にかかる時間も節約できる。
【０１３１】
なお、ネットワークを介した時系列データの表示要求に対して、対応する所定のサンプリング周期の時系列データを構成するベースデータと所定階層のデータとに一度にアクセスして読み出し及び転送を行うようにすることも可能である。この場合、要求に応じた所定の最適なサンプリング周期のデータを容易かつ高速に転送及び表示することが可能となる。
【０１３２】
（２−２）画面スクロール時のトレンド表示動作
第２の実施形態に係る第２の処理例として、スクロール動作を行う際のデータの転送処理及び表示処理の一例を図２４及び図２５に基づき説明する。
【０１３３】
スクロール動作が発生した場合、新しく表示する部分のデータが次々と読み出されなくてはならないが、画面上に必ずしもトレンドデータを精度良く表示させる必要はない。スクロール動作中は粗いサンプリング周期のデータによりトレンドの概略がわかる程度の表示ができれば特に問題はない。
【０１３４】
このような事情を考慮して、図２４の（Ａ）のような詳細なトレンド表示状態からのスクロール動作中には、（Ｂ）のように初めに読み出されて既に転送を完了している相対的に粗いサンプリング周期の上位の階層のデータ（粗データ）を利用して表示を行い、トレンドの概略が分かる程度の表示を行う。そして、（Ｃ）のようにスクロール動作終了後に、画面表示精度上必要な程度に下位の階層まで細かいサンプリング周期のデータ（密データ）を読み出して詳細表示を行う。
【０１３５】
従って、図２５に示すように、スクロール時には、スクロール前に読み出して表示していたデータに対しサンプリング時刻的に連続するデータ（図中の斜線部）を上位のベースデータから順に読み出し転送して表示するため、スクロール動作によって新たに転送を必要とするデータは少量で済む。
【０１３６】
上述したように、時系列データを予め複数のサンプリング周期のデータに分割して階層的に配列し保存することにより、多様なデータ読み出し要求に対して、最適なサンプリング周期の階層のデータを順次選択し読み出すことができる。これにより無駄なデータ読み出し処理が削減でき、データ処理操作を高速化することが可能となる。また、データ表示等を行う際の操作性も向上できる。
【０１３７】
一般に工業用プラントなどで測定され、利用される膨大な時系列データは、ネットワーク上のデータサーバなどにデータベースとして保存されている。このような時系列データを図４０に示すような保存方法で直列的に保存した場合、データ処理時にメモリを大量に使用し、またデータへのアクセススピードも低下する。これに対して、図４１のように時系列データを小さなサイズのファイルに細分割して保存する方法もあるが、長期のトレンドデータの表示などの点で不具合が生じる。
【０１３８】
これに対して、本実施形態のような階層型のデータ配列・保存方法を利用すれば、膨大な時系列データを規則的にバイナリーツリーの方式に従って小さなサイズのデータに分割、保存することができる。この場合、全ての階層において適度な大きさのサンプリング周期にてデータが間引かれ、サンプリング周期が小さくなる下位の階層となる程分割されるデータのブロック数が増加して各ブロックがファイルとして保存されるため、全てのブロックのファイルがほぼ同等のサイズになる。これらのファイルに差分圧縮法等による圧縮処理を施せば、データサーバなどのコンピュータのメモリの節約につながる。また、前述のようにこの階層型データ構造は、多様なデータ読み出し要求にも対応することが可能である。さらに、元の時系列データに対してデータ量を増加させることなく階層型データ構造を構築できるため、記録媒体の容量節約も図ることができる。
【０１３９】
また、本実施形態のように配列・保存した階層型データ構造を用いることにより、時系列データの読み出し、転送、表示等を行う場合に、初めは粗いデータから徐々に間を埋める細かいデータにアクセスしていき、読み出したデータを蓄積することで容易に所望のサンプリング周期のデータを得ることができる。従って、所望のサンプリング周期のデータを得るためのデータ読み出し、転送などのアクセスにかかる処理時間を短縮できる。
【０１４０】
特に遠隔地を結ぶネットワークを経由した場合など、比較的低速な伝送経路を用いて時系列データを転送し表示させる場合においても、データ転送速度を向上でき、効率の良い高速なデータの転送と表示が可能である。この場合、ユーザは粗いデータ表示のみで即座にトレンドの概略を理解することができ、必要な場合のみ細かいデータ表示を行って細部を確認することができるため、表示動作待ちなどのストレスを軽減できる。また、表示画面のスクロール動作を行った場合でも、新たに表示する部分のデータの読み出し、転送に係る処理を効率良く、高速に実行することができる。
【０１４１】
さらに、本実施形態の階層型のデータ配列・保存方法では、上位の階層の相対的に粗いサンプリング周期のデータ（長期スケールのデータ）から、下位の階層の相対的に細かいサンプリング周期のデータ（短期スケールのデータ）までを網羅しているため、任意の時間スケールによるトレンド表示動作にも対応することができる。このとき、所望の階層における所望の時刻のデータを簡単な数式演算によって容易かつ高速に検索し、抽出することが可能である。
【０１４２】
［第３の実施形態］
次に、本発明に係る第３の実施形態として、時系列データ表示システムにおいて保存したデータの監視を行うために、複数のグループのデータを分散して保存し、所望のデータを任意に読み出して表示可能なシステムの構成を説明する。
【０１４３】
ここでは、時系列データ表示システムとして、硝子槽窯などの工業プラントにおけるトレンドデータを監視するプラントデータ監視システムの構成例を示す。この場合、時系列データとして工業プラントで計測される生のデータを用いるが、これに限らず、何らかの加工が施されたデータ（生データの平均値などの演算データ、シミュレーションデータなど）であっても良い。また、前述の実施形態と同様に、株価や商品の価格の推移に関するデータなど、いかなる時系列データであっても良い。
【０１４４】
まず、プラントにおいて時系列データを記録するデータ記録部について図２６を参照して説明する。図２６はプラントにおけるデータ記録部の構成例を示す説明図である。この図の例は、任意のプラントＡについて示したものである。プラントデータ監視システムのプラントＡ２００には、プラントＡ２００における各部の温度、流量などの各種動作状況等を示す値を検出する計測器２０１と、これらの計測器２０１で得られた測定値の時系列データを記録する記録媒体を含む記録装置Ａ２１１とが設けられている。
【０１４５】
プラントＡ２００のそれぞれの計測器２０１で測定された複数組の時系列データは、それぞれ記録装置Ａ２１１の記録媒体に連続的に記録され、保存される。記録装置Ａ２１１には、例えば、時系列データＡ−１（ｘ１　，ｘ２　，…，ｘｎ　）、時系列データＡ−２（ｙ１　，ｙ２　，…，ｙｎ　）、時系列データＡ−３（ｚ１　，ｚ２　，…，ｚｎ　）…のように、連続的に取得された各組の時系列データが順次記録されていく。このような時系列データは、各組のデータを識別するためのタグ情報や各データを取得した時間を示す日時情報と共に、記録媒体にファイルとして記録される。記録媒体としては、ハードディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、磁気テープなど種々の媒体を用いることができる。
【０１４６】
時系列データの保存方式としては、図４０又は図４１に示したような直列的なデータ保存方法を用いても良いし、或いは、図１或いは図１７に示したような階層的なデータ保存方法を用いて、種々のデータ読み出し要求に対応可能とし、データを読み出す際の処理においてさらなる効率化、高速化を図ることもできる。また、時系列データは、公知の差分圧縮方法などを用いてデータ圧縮した状態で保存するようにしても良い。いずれにせよ、プラントの構成や使用環境などに応じて、それぞれのプラントにおいて効率の良い形態のデータベースを設計し、時系列データを保存するようにすれば良い。
【０１４７】
次に、上述したようなプラントが複数存在し、複数のプラントに関するトレンドデータを監視する場合のプラントデータ監視システムの構成例を説明する。図２７はプラントデータ監視システムの全体構成を示すブロック図である。このプラントデータ監視システムは、複数箇所に分散配置された複数（ここでは３つの場合を例示する）のプラントＡ２００、プラントＢ２１０、プラントＣ２２０がネットワーク２３０を介して接続された構成となっている。
【０１４８】
各プラント２００，２１０，２２０には、記録装置Ａ２１１、記録装置Ｂ２１２、記録装置Ｃ２１３が設けられ、各記録装置２１１，２１２，２１３はそれぞれデータ読み出し制御手段を構成するネットワークサーバＡ２１４、ネットワークサーバＢ２１５、ネットワークサーバＣ２１６と接続されている。これらのネットワークサーバ２１４，２１５，２１６は、イーサネット等によるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、公衆回線又は専用回線を利用したワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、或いはインターネットなどのネットワーク２３０に接続されている。すなわち、プラント毎でグループ化された複数グループの時系列データがそれぞれのプラントの記録装置に分散的に保存される構成となっている。なお、ネットワークサーバ２１４，２１５，２１６はプラント毎に設けられ、記録装置２１１，２１２，２１３に対して一対一となっているが、システム構成によっては複数の記録媒体をブロックにまとめて各ブロック毎に一つのネットワークサーバを設けるようにしても良い。
【０１４９】
また、ネットワーク２３０には、記録装置２１１，２１２，２１３に保存された所望の時系列データを呼び出してトレンドデータとして表示する表示手段に該当する単数又は複数のトレンドデータ監視用端末（以下、適宜省略して端末と記載する）２４０が接続されている。
【０１５０】
このようなプラントデータ監視システムでは、各プラント２００，２１０，２２０の時系列データをそれぞれの記録装置２１１，２１２，２１３に分散して保存する。そして、データ指定手段の機能を有するトレンドデータ監視用端末２４０からの読み出し要求に対応して、各記録装置２１１，２１２，２１３に接続されたデータ転送手段の機能を有するネットワークサーバ２１４，２１５，２１６によって該当するデータを読み出して転送し、トレンドデータ監視用端末２４０において表示できるようにしておく。このようにして、複数のプラントにおける時系列データが別々の記録媒体に分散されて保存されたデータベースが構築される。
【０１５１】
次に、プラントデータ監視システムにおいてデータベースから時系列データを読み出してトレンド表示する際の処理を図２８及び図２９に基づいて説明する。図２８はトレンドデータ読み出しに関する情報のやり取りを示す動作説明図、図２９はトレンドデータ読み出しの処理手順を示すフローチャートである。
【０１５２】
トレンドデータ監視用端末２４０には、図２８に示すようにそれぞれのプラントにおけるデータが保存されている装置のアドレス情報（ネットワークアドレス）を登録して保持しておく。このシステム構成の場合、トレンドデータ監視用端末２４０はネットワークサーバ２１４，２１５，２１６に対して読み出し要求を行うため、端末側では少なくとも各プラントのネットワークサーバ２１４，２１５，２１６のアドレス情報を持っていれば良い。
【０１５３】
ユーザは、トレンドデータ監視用端末２４０に登録されているプラントの中から、任意のプラントの任意項目のトレンドデータに対して読み出し要求を行い、呼び出したトレンドデータをグラフ表示等で見ることができる。このとき、トレンドデータ監視用端末２４０において、呼び出したい目的のプラント、トレンドデータの識別用のタグ情報、呼び出すべき期間等の日時情報を入力する。この場合のタグ情報は、プラントにおけるデータを取得した箇所やそのデータの物理量の種類などを識別するためのデータである。一つのタグ情報に対応して一系列の時系列データが記録媒体に順次格納されている。どのプラントにどのようなタグ情報が存在するかは、予め端末側にタグ情報の一覧を持たせるようにしても良いし、プラントを選択した際にそのプラントのネットワークサーバからタグ情報の一覧を端末に転送するようにしても良い。
【０１５４】
トレンドデータ監視用端末２４０には、少なくとも各ネットワークサーバのアドレス情報と各プラントの時系列データのタグ情報とを所有するようにしておけば良いため、端末側での情報の記憶容量は少なくて済み、端末を簡略かつ安価に構成できる。
【０１５５】
入力したプラント名、タグ情報、及び日時情報は、トレンドデータ監視用端末２４０から前記アドレス情報に従って対応するプラントのネットワークサーバに転送される。ネットワークサーバ２１４，２１５，２１６では、受け取ったタグ情報及び日時情報に対応する所定期間の時系列データが記録媒体２１１ａ，２１２ａ，２１３ａより検索されて読み出され、トレンドデータとしてトレンドデータ監視用端末２４０に転送される。このとき、ネットワークサーバ２１４，２１５，２１６は、各プラントにおいてファイル単位で保存された時系列データの記録媒体上のアドレス情報（記録媒体のネットワークアドレスやインターフェースＩＤ、ディレクトリ、ファイル名等）を所有しており、タグ情報及び日時情報に対応する時系列データを直ちに読み出し可能となっている。
【０１５６】
このトレンドデータの読み出し処理について図２９を参照してより詳細に説明する。まず、トレンドデータ監視用端末２４０側では、トレンドデータを呼び出したいプラントを選択し（ステップＳ２０１）、そのプラントの中の呼び出したいトレンドデータのタグ情報とその期間を指定する日時情報とを入力する（ステップＳ２０２）。
【０１５７】
ここで、プラントの選択及びタグ情報の選択入力を行う際のユーザインターフェースの一例を図３０及び図３１に示す。プラントを選択する際には、トレンドデータ監視用端末２４０のモニタ画面上に、例えば図３０に示すようにそのトレンドデータ監視用端末２４０において選択可能なプラントの一覧をプラント選択画面２５１としてリスト表示する。ユーザがプラント選択画面２５１の中から所望のプラントをマウス等のポインタ２５２で指示しクリックすることにより、そのプラントが選択される。ここではプラントＢ２１０を選択した場合について説明する。
【０１５８】
そして、タグ情報を選択する際には、例えば図３１に示すように選択されたプラントの概略図を表示するプラント画面２５３とトレンドデータをグラフ表示するトレンドグラフ画面２５４とを設ける。図３１の（Ａ）のように、ユーザがプラント画面２５３の中の目的のプラント部位をポインタ２５２で指示しクリックすると、その部位に関する保存された時系列データのデータ項目を示すタグ情報リスト２５５が現れるようポップアップ表示させる。次いで、ユーザがタグ情報リスト２５５の中から所望のタグ情報をポインタ２５２でつかんで移動させトレンドグラフ画面２５４上に落とすドラッグアンドドロップ動作を行うと、図３１の（Ｂ）のように、トレンドグラフ画面２５４にそのタグ情報に対応するトレンドグラフ２５６を表示させる。
【０１５９】
なお、タグ情報の選択は、ドラッグアンドドロップ動作の他に、目的のタグ情報を指示して２回クリックするダブルクリック動作とか、キーボードによるキー入力操作などで行えるようにすることもできる。また、日時情報については、タグ情報を選択する際に数値入力や候補の選択指示によって設定入力すれば良い。このとき、初期値として好ましい所定値を設定しておくようにしても良い。
【０１６０】
図２９に戻り、トレンドデータ監視用端末２４０において選択されたプラント名、タグ情報、日時情報等の情報は、該当するプラントＢ２１０のネットワークサーバＢ２１５に転送される。ネットワークサーバＢ２１５は、トレンドデータ監視用端末２４０から送られてきたプラント名、タグ情報、及び日時情報を読み出し要求として受理する（ステップＳ２１１）。そして、記録媒体Ｂ２１２ａに保存されているプラントＢ２１０に関する複数の時系列データの中から、読み出し要求に該当する必要な時系列データを検索してトレンドデータとして読み出す（ステップＳ２１２）。このとき、例えば、一系列の時系列データを細かく分割してファイル単位で保存しておき、読み出し要求に対応するファイルを選択して読み出すようにする。
【０１６１】
次いで、ネットワークサーバＢ２１５は、読み出したトレンドデータを読み出し要求があったトレンドデータ監視用端末２４０に転送する（ステップＳ２１３）。トレンドデータ監視用端末２４０は、ネットワークサーバＢ２１５から送られてきたトレンドデータを受理し（ステップＳ２０３）、このトレンドデータをグラフ表示等でモニタ画面上に表示する（ステップＳ２０４）。
【０１６２】
上記トレンドデータの読み出し処理において、プラント名、タグ情報、日時情報の転送やトレンドデータの転送には、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などの公知の通信プロトコルを用いても良いし、本システムに適した専用のプロトコルを設計して用いることもできる。
【０１６３】
プラントで取得される時系列データのデータ項目は、温度、流量、圧力等の多種の物理量を含み、種類やレンジの大きく異なるデータが混在している。そこで、これらの時系列データのトレンドをグラフ表示する際には、レンジ変換等の手段が必要となる。図３２に複数のトレンドデータを一つのトレンドグラフ画面上に同時に表示させるための表示処理の一例を示す。
【０１６４】
トレンドグラフ２５６の縦軸の下限を０％、上限を１００％としておき、データ項目毎に下限及び上限に相当する値を設定してその値を例えばトレンドグラフ２５６の右側に表示する。そして、この設定したレンジに対応させてトレンドグラフ２５６上にトレンドデータをグラフ表示する。前記下限値及び上限値を入力し直すことにより、トレンドグラフ２５６の表示レンジを任意に変更することが可能である。これにより、種類やレンジの大きく異なるデータを同一のトレンドグラフ上に表示させ、容易にそれらの傾向を比較することができる。
【０１６５】
図３３はトレンドグラフのレンジ設定の具体的な表示例を示したものである。トレンドグラフ画面２６１には、トレンドグラフ２６２の右側にタグ情報表示領域２６３が設けられている。図３３の（Ａ）のタグ情報表示領域２６３を図３３の（Ｂ）に拡大して示す。タグ情報表示領域２６３において、左端部に「Ｔ−６７」等の符号で表されるタグ情報２６４が表示され、その右側にタグ情報２６４に対応するデータ項目の名称２６５が表示される。名称２６５の下部には、左側からトレンドグラフ２６２中のカーソル等で指示した部分のデータ値２６６、レンジの０％に相当する縦軸最小値２６７、レンジの１００％に相当する縦軸最大値２６８がそれぞれ数値表示される。
【０１６６】
また、本実施形態のプラントデータ監視システムでは、トレンドデータ監視用端末２４０において複数表示手段の機能を有し、複数のトレンドグラフ画面を独立して同時に表示することが可能となっている。図３４にトレンドデータを複数のトレンドグラフに別表示して同時に比較可能とした表示処理の一例を示す。
【０１６７】
ユーザがタグ情報リスト２５５の中から所望のタグ情報を選択し、トレンドグラフ画面２５４上にドラッグアンドドロップする操作を複数回行った場合に、トレンドグラフ画面２５４に複数のトレンドグラフ２５６ａ，２５６ｂをそれぞれ独立したグラフとして表示する。このとき、図２８及び図２９に示したトレンドデータ読み出し処理を独立して複数実行することにより、複数のトレンドデータを独立して呼び出し、それぞれのトレンドグラフ２５６ａ，２５６ｂに独立して表示させることができる。
【０１６８】
この複数表示機能により、ある時系列データにおける過去のトレンドと現在のトレンドといった一系統の時系列データにおける異なる時期のトレンドグラフを互いに略近傍に並べて同時に表示し比較解析したり、異なるプラントのトレンドデータのグラフを同時に並べて表示し比較解析したり、或いは、あるデータを年単位スケール、秒単位スケールというふうに異なる時間スケールで同時に並べて表示し比較解析することが可能となる。なおこの場合も、トレンドグラフの時間スケールや表示期間、表示レンジを変更したり、トレンドグラフのスクロール操作を行うことができる。
【０１６９】
図３５及び図３６は複数のトレンドグラフの独立表示の具体的な表示例を示したものである。図３５はプラントＡのトレンドデータに対応するトレンドグラフ画面２６１ａと、プラントＢのトレンドデータに対応するトレンドグラフ画面２６１ｂとを同時に独立して表示した例である。また、図３６はあるトレンドデータに関する長期スケールのトレンド表示を行ったトレンドグラフ画面２６１ｃと、短期スケールのトレンド表示を行ったトレンドグラフ画面２６１ｄとを同時に独立して表示した例である。この場合、長期スケールのトレンドグラフ画面２６１ｃにおける破線で示した部分を、短期スケールのトレンドグラフ画面２６１ｄとして拡大表示した形態となっている。
【０１７０】
次に、トレンドデータに対して数値的な処理や解析を行う際に用いる数値データ切り出し機能について図３７に基づいて説明する。本実施形態のプラントデータ監視システムでは、表示しているトレンドグラフからトレンドデータを数値データとして取り出す処理を実行可能となっている。まず、スクロールや時間スケール設定により、図３７の（Ａ）に示すように取り出したい期間を含むトレンドグラフを表示させる。そして、このトレンドグラフに対して、数値データとして取り出したい期間を指定するために、図３７の（Ｂ）に示すように取り込み開始日時及び終了日時を入力したり、マウス等のポインタにより選択する。なお、取り出す期間が長くてデータ量が多すぎる場合は、間引きなどの設定を行い、適切な量の数値データを取り出すようにする。
【０１７１】
そして、上記期間の指定に応じて、図３７の（Ｃ）に示すように該当するトレンドデータを読み出して数値データとして取り出す。このような数値データ取り出しを実行できるような仕組みを、サーバ側又は端末側、或いはその両方においてデータ処理を実行するソフトウェアプログラムに持たせておく。取り出した数値データは、ユーザがその場で見て確認することも可能であるし、またファイルとして記録媒体に保存することもできるので一般的な表計算ソフト等で読み込んで各種処理を行うことも可能である。
【０１７２】
従来、トレンドデータの数値的な解析を行う際に、トレンドデータを数値データとして取得する作業に手間が非常にかかっていたが、本実施形態のプラントデータ監視システムでは、上述した数値データ切り出し機能によって、所望の期間のトレンドデータを瞬時に数値データとして取り出すことが可能となるため、トレンドデータの数値的な解析処理を非常に効率的に行える。
【０１７３】
また、トレンドグラフ画面の表示設定情報の保存機能について図３８及び図３９に基づいて説明する。本実施形態のプラントデータ監視システムでは、表示したトレンドグラフに関する選択されたタグ情報、縦軸のレンジ設定、横軸の時間スケール設定などの表示設定情報を保存して再利用できるようになっている。
【０１７４】
図３２及び図３３に示したように、一つ又は複数のタグ情報（データ項目）に関するトレンドデータを読み出し、それぞれのトレンドデータに対して縦軸のレンジ（最小値及び最大値）を設定することにより、各データ項目のトレンドを所望の適切な形態でグラフ表示させることが可能である。通常、プラントのトレンドデータなどを監視する際に、日常的に見たいデータ項目は決まっていることが多い。その度に各タグ情報を選択し直し、縦軸のレンジを設定し直すのは、とても手間がかかるため、本実施形態ではトレンドグラフ画面の表示設定情報の保存及び読み出しを実行する仕組みをサーバ側又は端末側、或いはその両方においてデータ処理を実行するソフトウェアプログラムに持たせておく。
【０１７５】
表示設定情報を保存する際は、まず図３８の（Ａ）に示すように、必要なタグ情報を選択し、縦軸のレンジを設定してトレンドグラフ画面２７１に適切な設定状態のトレンドグラフ２７２を表示しておく。そして、図３８の（Ｂ）に示すように、ユーザの指示により表示設定情報保存画面２７３を表示し、このトレンドグラフ２７２の表示設定情報をトレンドデータ監視用端末２４０の記録媒体に保存する。表示設定情報は、ファイルとしてユーザが任意にファイル名を指定して保存できるようにすることにより、いくつでも表示設定情報のグループを保存することが可能となる。
【０１７６】
表示設定情報を読み出す際は、図３９の（Ａ）に示すように、ユーザの指示により表示設定情報選択画面２７４を表示し、保存している表示設定情報をファイル名を選択することで読み込む。これにより、読み出した表示設定情報に基づいてタグ情報、縦軸のレンジ設定、横軸の時間スケール設定などが自動的に設定され、図３９の（Ｂ）に示すように、以前のトレンド表示状態（図３８（Ｂ））が再現されてトレンドグラフ画面２７１に適切な設定状態のトレンドグラフ２７２が表示される。
【０１７７】
このような表示設定情報の保存機能により、日常的に見たいトレンドグラフの表示状態を簡単な操作で呼び出すことができ、所望の設定のトレンド表示を容易かつ高速に行うことが可能となる。
【０１７８】
以上述べたように、本実施形態の時系列データ表示システムでは、複数のプラントの大量な時系列データの中から、所望のデータを検索して読み出すことが可能であり、異なるプラントのトレンドデータを瞬時に呼び出し、同時に表示して解析したり、任意のデータの過去や現在のトレンドを表示したり、秒単位から年単位までの各種時間スケールで表示したりなど、ユーザが望む様々な形態で効率良く瞬時に表示して解析することができる。特に、第１又は第２の実施形態で述べた時系列データの階層的な保存方法を用いることにより、データ読み出しの際の処理のさらなる高速化及び効率化を図ることが可能である。
【０１７９】
例えば、遠隔地の類似プラントの時系列データを比較し、技術的な解析を行うようなことは、従来非常に手間がかかり、短期間では不可能であった。一方、本実施形態では遠隔地であってもネットワーク経由で一つの端末のモニタ画面上にトレンドデータを読み出し、同時に表示させることが可能であるため、非常に効率的に容易に比較解析を行うことができる。また、遠隔地を含む複数のプラントのトレンドデータに対して専門の技術者が一箇所でほぼリアルタイムの解析を行うことも可能となる。
【０１８０】
また、時系列データをプラント等のグループ毎に分散的に保存しておき、データベースをグループ毎に独立した構成とすることにより、新規にグループを追加したり、グループ内のタグ情報等を変更したり、グループを削除したりなど、システム変更に柔軟かつ容易に対応することが可能となる。この場合、トレンドデータ監視用端末側ではネットワークサーバ等のアドレス情報のみを変更すれば済むため、導入にかかるコストを削減できる。また、ネットワークサーバやトレンドデータ監視用端末等の装置一台当たりを簡略かつ安価に構成できる。さらに、あるグループのネットワークサーバに障害が起きた場合でも、他のグループの時系列データについては正常にデータ呼び出しを行うことが可能であり、システム全体の停止を防ぐことができ、障害部位の回復作業も容易である。
【０１８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の時系列データの保存方法及び時系列データベースシステム、時系列データ表示システム、並びに時系列データを記録した記録媒体によれば、大量のデータを保存する場合に、必要なデータの読み出し処理を効率良く高速に実行可能とすることができるという効果がある。
【０１８２】
また、本発明の時系列データの処理方法及び時系列データ処理システム、並びに時系列データ又は時系列データ処理プログラムを記録した記録媒体によれば、大量の時系列データを処理する際に、取り扱うデータ量を増大させることなく、データの保存、データの読み出し、データの転送などに関する処理を効率良く高速に実行可能となる効果がある。
【０１８３】
また、本発明の時系列データベースシステム及び時系列データの処理方法によれば、複数グループにわたる大量の時系列データの中から必要な時系列データを効率良く自由に読み出すことが可能となる効果がある。
【０１８４】
また、本発明の時系列データ表示システム及び時系列データの処理方法によれば、複数の時系列データのトレンドをユーザが求める形態で高速かつ容易に表示することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る時系列データの保存方法を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態における時系列データの保存処理手順を示したフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における階層的な時系列データベースからデータを読み出す際の処理を示す説明図である。
【図４】トレンド表示システムの第１の構成例として、工業プラントにおけるトレンドデータをグラフ表示するシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】トレンド表示システムの第２の構成例として、ネットワークを利用して遠隔地でトレンドデータを表示させるシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】モニタ画面上のトレンド表示の例を示す説明図である。
【図７】図６のようなトレンド表示を行うためのユーザインタフェースの一例を示す説明図である。
【図８】異なるサンプリング周期の時系列データによるトレンド表示の例を示す説明図である。
【図９】任意の時間スケールの表示要求に対するデータ読み出し処理の例を示す説明図である。
【図１０】任意の時間スケールの表示要求に対するデータ読み出し処理の例を示す説明図である。
【図１１】任意の時間スケールの表示要求に対するトレンドデータ読み出し・表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】トレンドデータの画面スクロール動作時の表示例を示す説明図である。
【図１３】トレンドデータの画面スクロール等の動作があった場合の表示処理の例を示す説明図である。
【図１４】スクロール動作等の動作に対するトレンドデータ読み出し・表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ネットワークを介してデータ表示要求があった場合のデータ読み出し処理の例を示す説明図である。
【図１６】ネットワーク経由での表示要求に対するトレンドデータ読み出し・表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る時系列データの配列・保存方法を示す説明図である。
【図１８】第２の実施形態における時系列データの配列及び保存を行う制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１９】第２の実施形態における時系列データの保存時の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】第２の実施形態におけるデータ配列の具体例を示す説明図である。
【図２１】第２の実施形態における時系列データの配列及び読み出しを行う制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図２２】第２の実施形態における時系列データの読み出し時の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】ネットワーク経由でトレンド表示動作を行う際のデータの転送処理及び表示処理の一例を示す説明図である。
【図２４】スクロール動作を行う際のデータの表示処理の一例を示す説明図である。
【図２５】スクロール動作を行う際のデータの転送処理の一例を示す説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態に係るプラントデータ監視システムのプラントにおけるデータ記録部の構成例を示す説明図である。
【図２７】第３の実施形態に係るプラントデータ監視システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２８】第３の実施形態におけるトレンドデータ読み出しに関する情報のやり取りを示す動作説明図である。
【図２９】第３の実施形態におけるトレンドデータ読み出しの処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】プラントの選択を行う際のユーザインターフェースの一例を示す説明図である。
【図３１】タグ情報の選択入力を行う際のユーザインターフェースの一例を示す説明図である。
【図３２】複数のトレンドデータを一つのトレンドグラフ画面上に同時に表示させるための表示処理の一例を示す説明図である。
【図３３】トレンドグラフのレンジ設定の具体的な表示例を示す説明図である。
【図３４】トレンドデータを複数のトレンドグラフに独立して表示させるための表示処理の一例を示す説明図である。
【図３５】複数のトレンドグラフの独立表示に関する具体的な表示例を示す説明図である。
【図３６】複数のトレンドグラフの独立表示に関する具体的な表示例を示す説明図である。
【図３７】トレンドデータに対する数値データ切り出し機能についての説明図である。
【図３８】トレンドグラフ画面の表示設定情報を保存する際の画面表示例を示す説明図である。
【図３９】トレンドグラフ画面の表示設定情報を読み出す際の画面表示例を示す説明図である。
【図４０】従来の時系列データの保存方法の一例（直列的な保存、非分割型）を示す説明図である。
【図４１】従来の時系列データの保存方法の他の例（直列的な保存、分割型）を示す説明図である。
【符号の説明】
１　制御部
２　データ保存制御部
３　データ選択制御部
４　データ読み出し制御部
１１　工業プラント
１２　センサ
１３　データ変換装置
１４　トレンドデータ保存・表示装置
１５　モニタ
２１　ローカルネットワーク
２２，２４　トレンド表示装置
２３　外部ネットワーク
Ａ０　　ベースデータ
Ａ１　　レベル１データ
Ａ２　　レベル２データ
Ａ３　　レベル３データ
１０１，１０１ａ　制御部
１０２　データ入力部
１０３，１０７　時系列データ
１０３ａ，１０７ａ　階層型時系列データ
１０４　記録媒体
１０５　データ保存制御部
１０６，１０６ａ　データ配列制御部
１０８　データ出力部
１０９　データ読み出し制御部
２００，２１０，２２０　プラント
２１１，２１２，２１３　記録装置
２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ　記録媒体
２１４，２１５，２１６　ネットワークサーバ
２３０　ネットワーク
２４０　トレンドデータ監視用端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004030599.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004030599.tif 000016
【図１５】
2004030599.tif 000017
【図１６】
2004030599.tif 000018
【図１７】
2004030599.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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