(57)【要約】【課題】  短期間データと、構成が頻繁に変化するシステムのデータとを含む、欠落したデータの補完と、異常データの診断とを可能にする。【解決手段】  複数の項目を含むデータの前記複数の項目から、分析対象以外の項目により第１の多次元空間を作成し、第１の多次元空間における補完対象データの近隣データを抽出する第１の手順と、前記複数の項目から、分析対象以外の項目により第２の多次元空間を作成し、第２の多次元空間における複数のデータから形成される場の情報に基づいて、前記近隣データを補正する第２の手順と、前記補正結果に基づいて、補完対象データの分析対象項目の取り得る値を算出する。【選択図】  図９
2017204107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の項目値を含む、複数の取得データのデータ分析方法であって、
前記複数の取得データの、分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、
前記第１の多次元空間における補完対象データの近隣データを抽出する第１の手順と、
前記複数の項目から、分析対象項目以外の項目値により第２の多次元空間を作成し、
前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて場の状態情報を算出する第２の手順と、
算出した前記場の状態情報に基づいて、前記近隣データを補正する第３の手順と、
前記補正した近隣データに基づいて、前記補完対象データの分析対象項目の項目値を算出する第４の手順と、を備える
ことを特徴とするデータ分析方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ分析方法であって、
前記第３の手順では、前記第２の多次元空間における前記近隣データに関連する複数の前記取得データの、予め決まった一つ或いは複数の項目から算出する近隣データに関連する場の情報と、前記第２の多次元空間における前記補完対象データに関連する複数のデータの前記方法から算出する補完対象データに関連する場の情報との比率または差値と、に基づいて、前記近隣データの分析対象項目の値を補正する
ことを特徴とするデータ分析方法。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ分析方法であって、
前記第４の手順では、前記第１の多次元空間における前記近隣データと前記補完対象データとの距離dと、前記第２の手順で補正された近隣データの分析対象項目の値y’と、に基づいて、線形または非線形回帰モデルから補完対象データの分析対象項目の項目値を算出する
ことを特徴とするデータ分析方法。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ分析方法であって、
前記複数の取得データの取得状況に基づいて、前記補完対象データを指定する第５の手順を備える
ことを特徴とするデータ分析方法。
【請求項５】
記録装置を備え、
前記記録装置が、
監視対象装置から、複数の項目を含むデータを受信し、
データの受信状況により、データを補完する必要の有無を判定し、
請求項１または請求項３に記載のデータ分析方法を実行して、補完対象データの値を算出する
ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
診断装置を備え、
前記診断装置が、
監視対象装置から、複数の項目を含むデータを受信し、
受信データの分析対象項目の項目値と、請求項１から請求項３のいずれか一に記載のデータ分析方法を実行して算出した推定値と、に基づいて、前記監視対象装置の異常の有無を診断する
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
補完装置と診断装置とを備え、
前記補完装置が、
監視対象装置から、複数の項目を含むデータを受信し、
前記データの受信状況により、前記データを補完する必要の有無を判定し、
請求項１から請求項３のいずれか一に記載のデータ分析方法を実行して、補完対象データの値を算出し、
前記診断装置が、
前記補完装置から受信したデータの分析対象項目の項目値と、請求項１から請求項３のいずれか一に記載のデータ分析方法を実行して算出した推定値と、に基づいて、前記監視対象装置の異常の有無を診断する
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
監視対象装置が送信した複数の項目を含む、複数の取得データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記複数の取得データを記憶する取得データ記憶部と、
前記データ取得部による、前記複数の取得データの受信状況に基づいて、データを補完する必要の有無を判定する補完必要判定部と、
前記取得データの前記複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第２の多次元空間を作成し、前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて場の状態情報を算出し、算出した前記場の状態情報に基づいて、補完対象データの近隣データを補正する取得データ補正部と、
前記複数の取得データの前記複数の項目から、前記分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、前記第１の多次元空間における前記補完対象データの前記近隣データを抽出し、前記取得データ補正部が補正した前記近隣データに基づいて、前記補完対象データの分析対象項目の項目値を算出する補完データ算出部と、
前記補完データ算出部が算出した補完データを記憶する補完データ記憶部と、を備える
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、
前記データ記憶部と前記補完データ算出部のデータを出力するデータ出力部を備える
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
監視対象装置が送信した複数の項目を含む、複数の取得データを受信するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記複数の取得データを記憶する取得データ記憶部と、
前記取得データ記憶部に記憶される前記複数の取得データの複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第２の多次元空間を作成し、前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて、場の状態情報を算出する場の状態情報生成部と、
前記場の状態情報生成部が生成した場の状態情報を記憶する場の状態情報記憶部と、
前記取得データ記憶部に記憶される前記複数の取得データの複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、前記第１の多次元空間における診断対象データの近隣データを抽出し、前記場の状態情報記憶部に記憶される場の状態情報に基づいて、前記近隣データを補正し、その補正結果に基づいて、前記診断対象データの分析対象項目の項目値を算出し、前記診断対象データの、前記受信した項目値と、前記算出した項目値と、に基づいて、前記監視対象装置の異常について診断するデータ異常分析部と、
前記データ異常判定部の診断結果を出力する分析結果出力部と、を備える
ことを特徴とする診断装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の装置であって、
前記第１の多次元空間の作成について、多次元空間を構成する軸に対応するデータの項目と、前記データの項目の値が前記軸におけるスケールを設定画面で設定される
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の診断装置であって、
前記第１の多次元空間の作成について、多次元空間を構成する軸に対応するデータの項目と、前記データの項目の値が前記軸におけるスケールを設定画面で設定される
ことを特徴とする診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象装置のデータの分析、記録、及び異常診断技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信技術の発達により、既存の情報関連機器以外の様々なモノもインターネットに接続されるようになっている。このようなインターネットを介してあらゆるモノの情報疎通を提供する技術がIoT（Internet of Things）と呼ばれ、社会インフラの一部になる。IoTへの接続機能を持つ装置の普及により、常時監視が容易となり、大規模に分散された装置の動作品質の保証が可能となる。
【０００３】
装置監視のためのデータ分析技術として、データの予測値と測定値との関係を用いて異常判定を行う方法が存在する。
【０００４】
特許文献１には、「監視処理装置が判定対象プラントデータの正常／異常の判定を他の複数のプラントデータを入力し、正常時のプラントデータから作成した線形ないし非線形型回帰モデルから予測される予測値と判定対象プラントデータとの差を用いて行うプラント監視装置が開示されている（段落0013）。
【０００５】
また、特許文献２には、「入力データの特徴量の生起分布を記憶し、実際入力されたデータの特徴量前記生起分布から仮想的に特徴量を発生させた場合に、前記データ列の各データ毎に、各データの特徴量よりも参照データに近い特徴量となる確率を求めて、各データの参照データとの非類似度とするステップと、前記非類似度にもとづいて異常データの判定を行うステップと、を有する」異常検知方法が開示されている（段落0010）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2000-259223号公報
【特許文献２】国際公開第2010/41447号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、公知の装置監視のためのデータ分析技術では、分析対象データと学習データの間に固定的な相関関係が存在する必要がある。装置が頻繁に設置、または、移設、撤去される場合、或いは装置自体が移動する場合、データ系列間に固定した相関関係が存在しない。
【０００８】
そのため、公知の技術を用いる場合、短期間のデータ、及び／又は、構成が頻繁に変化するシステムのデータに対する分析が困難である。また、相対的に安価な接続環境を利用するために、装置監視データの欠落と誤りが多発するので、これらを解決する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書は、少なくとも上記の課題を解決し、短期間データ、及び／又は、構成が頻繁に変化するシステムのデータ、について、欠落したデータの補完、及び／又は、異常データの診断を可能にするデータ分析方法、および、そのためのシステムまたは装置を提供する。
【００１０】
本明細書において開示される代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【００１１】
複数の項目値を含む、複数の取得データのデータ分析方法であって、前記複数の取得データの、分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、前記第１の多次元空間における補完対象データの近隣データを抽出する第１の手順と、前記複数の項目から、分析対象項目以外の項目値により第２の多次元空間を作成し、前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて場の状態情報を算出する第２の手順と、算出した前記場の状態情報に基づいて、前記近隣データを補正する第３の手順と、前記補正した近隣データに基づいて、前記補完対象データの分析対象項目の項目値を算出する第４の手順と、を備えることを特徴とするデータ分析方法である。
【００１２】
また、監視対象装置が送信した複数の項目を含む、複数の取得データを取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記複数の取得データを記憶する取得データ記憶部と、前記データ取得部による、前記複数の取得データの受信状況に基づいて、データを補完する必要の有無を判定する補完必要判定部と、前記取得データの前記複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第２の多次元空間を作成し、前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて場の状態情報を算出し、算出した前記場の状態情報に基づいて、補完対象データの近隣データを補正する取得データ補正部と、前記複数の取得データの前記複数の項目から、前記分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、前記第１の多次元空間における前記補完対象データの前記近隣データを抽出し、前記取得データ補正部が補正した前記近隣データに基づいて、前記補完対象データの分析対象項目の項目値を算出する補完データ算出部と、前記補完データ算出部が算出した補完データを記憶する補完データ記憶部と、を備えることを特徴とする装置である。
【００１３】
また、監視対象装置が送信した複数の項目を含む、複数の取得データを受信するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記複数の取得データを記憶する取得データ記憶部と、前記取得データ記憶部に記憶される前記複数の取得データの複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第２の多次元空間を作成し、前記第２の多次元空間における前記複数の取得データを用いて、場の状態情報を算出する場の状態情報生成部と、前記場の状態情報生成部が生成した場の状態情報を記憶する場の状態情報記憶部と、前記取得データ記憶部に記憶される前記複数の取得データの複数の項目から、分析対象項目以外の項目値を用いて第１の多次元空間を作成し、前記第１の多次元空間における診断対象データの近隣データを抽出し、前記場の状態情報記憶部に記憶される場の状態情報に基づいて、前記近隣データを補正し、その補正結果に基づいて、前記診断対象データの分析対象項目の項目値を算出し、前記診断対象データの、前記受信した項目値と、前記算出した項目値と、に基づいて、前記監視対象装置の異常について診断するデータ異常分析部と、前記データ異常判定部の診断結果を出力する分析結果出力部と、を備えることを特徴とする診断装置である。
【発明の効果】
【００１４】
開示によれば、短期間データと、構成が頻繁に変化するシステムのデータとを含む、欠落したデータの補完と、異常データの診断とが可能となる。
【００１５】
前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１におけるシステム構成例である。
【図２】実施例１における記録装置の構成例である。
【図３】実施例１における取得データ情報の構成例である。
【図４】実施例１における設定画面の例である。
【図５】実施例１における補完データ算出プログラムの処理フローの例である。
【図６】実施例１における補完データの算出方法の例を示す概念図である。
【図７】実施例１における取得データ補正プログラムの処理フローの例である。
【図８】実施例１における取得データ補正に使われる場の状態情報の計算方法の例を示す概念図である。
【図９】実施例２におけるシステム構成例である。
【図１０】実施例２における診断装置の構成例である。
【図１１】実施例２における取得データ情報の構成例である。
【図１２】実施例２における場の状態情報の構成例である。
【図１３】実施例２における場の状態情報生成プログラムの処理フローの例である。
【図１４】実施例２におけるデータ異常分析プログラムの処理フローの例である。
【図１５】実施例３におけるシステムの構成例である。
【図１６】実施例３における補完装置の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
なお、以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２０】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではない。
【００２１】
さらに、以下に示した実施の形態は単独で適用してもよいし、複数もしくはすべての実施の形態を組み合わせて適用しても構わない。
【実施例１】
【００２２】
本実施例では、複数の監視対象装置としての基地局装置（以下、基地局と略記する）と基地局統計データの記録装置とを含む基地局システムにおいて、基地局は、通信媒体を経て統計データを記録装置に送信する。記録装置は、受信された統計データによりデータを補完する必要の有無を判定し、補完必要を有するデータの値を算出し、記録することを特徴とする。
【００２３】
本実施例のシステム構成は、図１に示すように、複数の基地局101と、統計データを送信する通信媒体102と、記録装置103と、を含んで構成される。記録装置103は、通信媒体102を経て、基地局101から統計データを取得し、一部欠落したデータに対して補完した上に記録する。
【００２４】
通信媒体（media）102は、通信ネットワークでもよいし、複数の基地局101から統計データを取得し、まとめて記録装置103に提供するサーバ或いは記録メディアでも構わない。また、ルータ、スイッチ、端末、など、通信網に繋がっている装置を含んでも良い。
【００２５】
基地局101は常時通信媒体102と接続してもよいし、統計データの送信が必要な時に通信媒体102と接続しても構わない。
【００２６】
記録装置103は、基地局101が送信した統計データを取得するデータ取得部104と、データ取得部104が取得した統計データを記憶する取得データ記憶部105と、データ取得部104の統計データ受信状況に基づいて、統計データを補完する必要の有無を判定する補完必要判定部106と、統計データを補正する取得データ補正部107と、取得データ補正部107が補正した近隣データに基づいて、補完対象データの分析対象項目の取り得る項目値を算出する補完データ算出部108と、補完データ算出部108が算出した補完データを記憶する補完データ記憶部109と、を含んで構成される。
【００２７】
図２に本実施例の記録装置103の構成例を示す。本実施例における記録装置103は、メモリ201と、CPU202と、入出力インターフェース203と、通信インターフェース204と、外部記憶装置205と、を備える一般的なコンピュータを用いて実現可能である。入出力インターフェース203は、出力装置として表示装置を含んで良い。
【００２８】
記録装置103のメモリ201は、データ取得部104を実現するデータ取得プログラム206と、補完必要判定部106を実現する補完必要判定プログラム207と、取得データ補正部107を実現する取得データ補正プログラム208と、補完データ算出部108を実現する補完データ算出プログラム209と、を格納する。さらに、記録装置103のメモリ201は、補完設定情報を格納する補完設定情報テーブル210と、取得した統計データを格納する取得データ情報テーブル211と、補完した統計データを格納する補完データ情報テーブル212を格納する。
【００２９】
本実施例における記録装置103の機能は、外部記録装置205に格納されたプログラムが、メモリ201上に展開されてCPU202により実行されることにより具現化される。但し、以下の説明では、便宜上、各プログラムを実行主体として説明する。
【００３０】
また、記録装置103は入出力インターフェース203、或いは通信インターフェース204、或いはその両方に介して通信媒体102と接続する。
【００３１】
なお、本実施例では上記プログラム及び上記情報を単一のコンピュータのメモリ上に格納する構成を示した。しかし、上記情報を外部記録装置に格納し、上記プログラムの処理のつど上記情報を上記外部記録装置から読み込み、それぞれの処理が完了するごとに外部記録装置に格納する構成を取ることも可能である。
【００３２】
また、上記プログラム及び上記情報を複数のコンピュータに分散して格納することも可能である。例えば上記情報をそれぞれリレーショナルデータベースのテーブルとして実装して記録装置103とは異なるデータベースサーバに格納し、記録装置103上で実行された上記プログラムがデータベースサーバ上の上記情報を参照及び更新することも可能である。
【００３３】
図３は、記録装置103が保持する取得データ情報テーブル211の例である。取得データ情報は、統計データの送信時刻を示す報告日時301と、基地局の識別子を示す基地局ID302と、その他の統計データ項目と、を含んで構成される。図３の例では、その他の統計データ項目は、基地局が統計データの送信時刻における場所を示す物理座標X303と物理座標Y304と、基地局が統計データの送信時刻における接続されたユーザの数を示す接続ユーザ数305と、基地局が統計データの送信時刻までの予めに決まった時間中に送受信したトラフィックの量を示す合計トラフィック306が含まれる。
【００３４】
記録装置103が保持する補完データ情報テーブル212のフォーマットは、取得データ情報テーブル211と同じフォーマットでもよい。また、補完データ情報テーブル212は、取得データ情報テーブル211に格納された情報以外にも、補完必要判定プログラム207、取得データ補正プログラム208、補完データ算出プログラム209のいずれかから得られた情報を格納してもよい。
【００３５】
図４は、記録装置103に関する設定画面の例である。この設定画面は入出力インターフェース203に含まれる表示装置上に出力することが可能である。
【００３６】
設定画面は複数の設定項目と設定内容とを含んで構成される。設定項目は、補完対象項目を示す補完項目名401と、補完必要判定プログラム207の判定条件を示す補完条件402と、補完データ算出プログラム209が抽出する統計データ数の最大値を示す補完参照データ数403と、取得データ補正プログラム208が作成する空間のサイズを示す密度有効距離404と、補完データ算出プログラム209が作成する空間の次元数を示す空間次元数405と、補完データ算出プログラム209が作成する空間の各軸に関する統計データの項目を示す軸項目名406と、補完データ算出プログラム209が作成する空間の各軸に関する統計データのスケールを示す軸スケール407と、を含んで構成される。
【００３７】
各設定項目の設定内容は、設定画面において、ユーザから直接に入力するものか、プルダウンなどの方法で、複数の予め用意した内容から選択するものである。また、補完設定情報テーブル210は、図４で示した設定内容の一部或いは全部を格納するものである。
【００３８】
データ取得プログラム206は、入出力インターフェース203、或いは通信インターフェース204、或いはその両方を介して、基地局が送信した統計データを取得し、必要に応じてフォーマットを整えた上で、取得データ情報テーブル211に記憶させる。
【００３９】
補完必要判定プログラム207は、データ取得プログラム206から統計データの受信状況を取得し、補完設定情報テーブル210に格納される補完条件402に基づいて、補完の必要の有無を判定する。
【００４０】
図４の例では、補完条件402が「一定時間経過」である。この場合、補完必要判定プログラム207は、データ取得プログラム206から個々の基地局からの統計データの受信状況を監視し、特定の基地局の最後の統計データの受信から一定時間を経過した場合、該当基地局の統計データを補完する必要があると判定し、補完データ算出プログラム209を起動する。一定時間経過の他、特定の基地局から受信した統計データの値等、該当基地局の統計データを補完する必要があると判定することもできる。
【００４１】
図５に、補完データ算出プログラム209の具体的な処理フロー例を示す。
【００４２】
ステップ501において、記録装置103は、補完必要判定プログラム207の処理結果で補完データ算出プログラム209を動作させる。
【００４３】
ステップ502において、記録装置103は、補完設定情報テーブル210に格納される空間次元数405と、軸項目名406と、軸スケール407と、に基づいて第１の多次元空間を作成し、補完設定情報テーブル210に格納される補完参照データ数403に従って、補完必要判定プログラム207が指定した補完対象の統計データに関する近隣データを取得データ補正プログラム208経由で取得する。
【００４４】
ステップ503において、記録装置103は、取得した近隣データと補完対象の統計データとのそれぞれの空間距離と、取得した補正後の近隣データの補完項目名401の値に基づき、線形または非線形回帰モデルから補完対象の統計データの補完項目名401の取り得る項目値を算出する。
【００４５】
ステップ504において、記録装置103は、補完対象の統計データを補完データ情報テーブル212に格納し、処理を終了する。
【００４６】
図６に、補完データ算出プログラム209の補完データの算出方法の概念図を示す。
【００４７】
補完設定情報テーブル210に基づいて、基地局から受信した統計データをv=(y,a1x1,a2x2,…,anxn)という形式で表現することができる。yは補完項目名401に対応する項目で、xiは軸項目名406に対応する項目で、aiは軸スケール407である。
【００４８】
第１の多次元空間は、x1,x2,…,xnを軸に構成される。補完対象データ601は、補完必要判定プログラム207より指定される。もし補完対象データ601の欠損部分にx1,x2,…,xnが含まれる場合、補完対象データ601の第１の多次元空間における位置は、例えば補完対象データ601と同じ基地局から最後に受信した統計データの値を使う等、公知の手法を用いて算出すればよい。
【００４９】
第１の多次元空間に基づいて、取得データ情報テーブル211から、補完参照データ数403に従い、補完対象データ601に近隣する近隣データ602が抽出され、取得データ補正プログラム208よりそれぞれの分析対象項目yが補正される。近隣データ602の補正後の分析対象項目をy’という形式で表現することができる。
【００５０】
また、抽出される近隣データ602と補完対象データ601のそれぞれの空間距離dは以下の数１で示される。近隣データ602の補正後の分析対象項目y’と、補完対象データ601との空間距離dに基づいて、補完対象データ601の分析対象項目の算出方法は以下の数２で示される。
【００５１】
【数１】
2017204107.tif 000003
【００５２】
【数２】
2017204107.tif 000004
【００５３】
本実施例では補完対象データ601の分析対象項目の値を算出する方法を示した。しかし、補完対象データ601の分析対象項目の確率密度分布を算出することも可能である。
【００５４】
図７に、取得データ補正プログラム208の具体的な処理フロー例を示す。
【００５５】
ステップ701において、記録装置103は、補完データ算出プログラム209のリクエストをトリガーに取得データ補正プログラム208を動作させる。
【００５６】
ステップ702において、記録装置103は、取得データ情報テーブル211から、補完データ算出プログラム209が指定した補完対象データと報告日時301が同じ、かつ物理座標距離が補完設定情報テーブル210に格納される密度有効距離404以内の報告データを抽出し、抽出した報告データから異なる基地局IDの数を補完条件402として算出する。
【００５７】
次に、ステップ703において、記録装置103は、密度有効距離404と異なる補完条件402（即ち、基地局ID）の数に基づいて、補完対象データの報告時の場の状態情報として基地局密度r0を算出する。
【００５８】
次に、ステップ704とステップ705において、記録装置103は、ステップ702とステップ703と同じ手順で、補完データ算出プログラム209が指定した近隣データの報告時の場の状態情報として基地局密度rを算出する。
【００５９】
次に、ステップ706において、記録装置103は、ステップ703で算出されたr0とステップ705で算出されたrの比に基づいて、以下の数３で示された計算で補完データ算出プログラム209が指定した近隣データの分析対象項目yに対して補正する。αは場の状態情報と分析対象項目の関係を示すパラメータであり、場の状態情報が基地局密度で分析対象項目が合計トラフィックの時、αの値は-1である。また、αは予めに決まった値の他、機械学習により得られた補正計算に適する値を使うこともできる。
【００６０】
次に、ステップ707において、記録装置103は、補正結果y’を補完データ算出プログラム209に報告し、処理を終了する。
【００６１】
【数３】
2017204107.tif 000005
【００６２】
図８に、取得データ補正プログラム208の統計データの補正における場の状態情報の計算方法の一例を示す。
【００６３】
第２の多次元空間は、物理座標X303と物理座標Y304を軸に構成される。統計データ801は補完データ算出プログラム209が指定した補完対象データ或いは近隣データのいずれかである。
第２の多次元空間に基づいて、取得データ情報テーブル211から、密度有効距離404に従い、統計データ801と報告日時301が同じ、かつ、統計データ801を中心に密度有効距離404を半径Rとした円内にある近隣の統計データ803が抽出される。
【００６４】
近隣の統計データ803に基づいて、統計データ801における場の状態情報rの算出方法は以下の数４で示される。
【００６５】
【数４】
2017204107.tif 000006
【００６６】
このように、本実施例では、複数の基地局と基地局統計データの記録装置とを含むシステムにおいて、基地局は、通信媒体を経て統計データを記録装置に送信する。記録装置は、受信された統計データによりデータを補完する必要の有無を判定し、補完必要を有するデータの値を算出し、記録することを特徴とする。
【００６７】
これにより、基地局から受信した統計データの一部に欠損が発生したとき、場の状態情報を考慮した記録装置のデータ補完により、統計データを高精度で算出することが可能となる。そして、取得データと補完データ両方が記録されることで、一般的な時系列分析などの手法を用いて、基地局の分析診断が可能となる。
【００６８】
なお、本実施例では、第１の多次元空間の構成方法として、設定画面から軸の数と軸の内容が指定されている。しかし、そういった予め空間の構成方法を手動で指定する以外でも、取得した統計データにより第１の多次元空間における空間距離dと分析対象項目yの相関が強くなるように機械学習した結果により構成することも可能である。
【００６９】
また、本実施例では、第２の多次元空間で計算する場の状態情報として、基地局密度が使われている。しかし、基地局密度以外でも、報告日時が同じ或いは接近する複数の統計データの一つ或いは複数の項目の合計値、平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値などを場の状態情報として使うことも可能である。
【実施例２】
【００７０】
本実施例では、複数の監視対象装置としての自動車と診断装置を含むシステムにおいて、診断装置は、通信媒体を経て複数の自動車それぞれのセンシングデータを取得する。診断装置は、受信したセンシングデータに含まれる複数のデータ項目から、分析対象以外の項目により複数の多次元空間を作成し、その空間における近隣の報告データと場の状態情報に基づいて、分析対象項目の値の正確性を分析することを特徴とする。そのため、本実施例では、分析対象項目の値が異常空間に入るセンシングデータに対して、システム異常と報告エラーの区別ができる。
【００７１】
図９を用いて、本実施例のシステム構成を説明する。なお、実施例１と重複する内容は説明を省略する。本実施例のシステム構成では、自動車901と、通信媒体102と、診断装置903が存在する。
【００７２】
診断装置903は、自動車901から送信したセンシングデータを取得するデータ取得部904と、データ取得部904が取得したセンシングデータを記憶する取得データ記憶部905と、取得データ記憶部905が記憶するセンシングデータに基づいて場の状態情報を算出する場の状態情報生成部906と、場の状態情報生成部906が算出した場の状態情報を記憶する場の状態情報記憶部907と、取得データ記憶部905が記憶するセンシングデータと場の状態情報記憶部907が記憶する場の状態情報に基づいて、センシングデータの異常を分析するデータ異常分析部908と、データ異常分析部908の分析結果を出力する分析結果出力部909と、を含んで構成される。
【００７３】
図１０を用いて、本実施例の診断装置903の構成例を説明する。なお、実施例１と重複する内容は説明を省略する。診断装置903のメモリ1001は、データ取得部904を実現するデータ取得プログラム1006と、場の状態情報生成部906を実現する場の状態情報生成プログラム1007と、データ異常分析部908を実現するデータ異常分析プログラム1008と、分析結果出力部909を実現する分析結果出力プログラム1009を格納する。
【００７４】
さらに、診断装置903のメモリ1001は、分析設定情報を格納する分析設定情報テーブル1010と、取得したセンシングデータを格納する取得データ情報テーブル1011と、算出した場の状態情報を格納する場の状態情報テーブル1012を格納する。
【００７５】
図１１は、診断装置903が保持する取得データ情報テーブル1011の例である。取得データ情報は、センシングデータの送信時刻を示す報告日時1101と、自動車の識別子を示す車両識別番号1102と、その他のセンシングデータと、を含んで構成される。
【００７６】
図１１の例では、その他のセンシングデータ項目は、自動車の場所を示す位置1103と、自動車の移動方向を示す方向1104と、自動車の移動速度を示す速度1105と、自動車エンジンの冷却水の温度を示す冷却水温1106と、自動車エンジンの回転数を示すエンジン回転数1107と、自動車エンジンのスロットの開度を示すスロット開度1108が含まれる。
【００７７】
図１２は、診断装置903が保持する場の状態情報テーブル1012の例である。場の状態情報は、その情報の対象範囲となる日時1201と、位置1202と、方向1203と、場の状態情報の内容となる平均速度1204と、を含んで構成される。
【００７８】
図１２の例では、場の状態情報は日時1201と、位置1202と、方向1203から決まった特定の日時において一定の物理空間内に特定な方向に移動する自動車からのセンシングデータから算出する情報である。それ以外にも、場の状態情報の対象範囲は他の任意のセンシングデータ項目を使用することも可能である。
【００７９】
図１３は、診断装置903が実施する場の状態情報生成プログラム1007の具体的な処理フロー例を示す。
【００８０】
ステップ1301において、診断装置903は、データ取得プログラム1006に新たにデータが到着することをトリガーに場の状態情報生成プログラム1007を動作させる。新データの到着のほか、一定時間の経過など、他の情報を場の状態情報生成プログラム1007のトリガーにすることもできる。
【００８１】
ステップ1302において、診断装置903は、新たに作成する或いは更新する場の状態情報の対象範囲（日時、位置、方向）を決定し、それに関する履歴データを取得データ情報テーブル1011から取得する。
【００８２】
次に、ステップ1303において、診断装置903は、取得した履歴データから、場に関する平均速度を算出する。次に、ステップ1304において、診断装置903は、算出した場の状態情報を場の状態情報テーブル1012に保存し、処理を終了する。
【００８３】
図１４は、診断装置903が実施するデータ異常分析プログラム1008の具体的な処理フロー例を示す。
【００８４】
ステップ1401において、診断装置903は、データ取得プログラム1006に新たにデータが到着することをトリガーにデータ異常分析プログラム1008を動作させる。
【００８５】
ステップ1402において、診断装置903は、新規に取得したセンシングデータの分析対象項目、例えばエンジン回転数1107、の値が予めに設定した異常空間に入るかを判断する。新規センシングデータの分析対象の値が異常区間に入らない場合、データ異常分析プログラム1008の処理を終了する。新規センシングデータの分析対象の値が異常区間に入る場合、診断装置903はステップ1403に進み、取得データ情報テーブル1011から、予めに選定された分析対象以外の複数の項目により構成した第２の多次元空間における、新規センシングデータと近隣するセンシングデータ履歴を抽出する。
【００８６】
次に、ステップ1404において、診断装置903は、場の状態情報テーブル1012から、新規センシングデータと抽出したセンシングデータ履歴に関する場の状態情報（平均速度）を取得し、新規センシングデータと抽出したセンシングデータ履歴の分析対象項目の値を補正する。
【００８７】
補正対象項目の値をyと、センシングデータの速度をvと、場の状態情報をv0と表現すれば、補正の計算は以下の数５で示される。βは場の状態情報と分析対象項目の関係を示すパラメータであり、機械学習により得られた補正計算に適する値を使うことができる。
【００８８】
次に、ステップ1405において、診断装置903は、補正されたセンシングデータの履歴と新規センシングデータの分析対象以外の項目に基づいて、線形または非線形回帰モデルから新規センシングデータの分析対象項目の予想値を算出する。
【００８９】
次に、ステップ1406において、診断装置903は、新規センシングデータの分析対象の予想値が異常空間に入るかを判断する。新規センシングデータの分析対象の予想値が異常空間に入る場合、診断装置903はステップ1407に進み、分析結果出力プログラム1009に異常警報を出力させて、処理を終了する。
【００９０】
新規センシングデータの分析対象の予想値が異常空間に入らない場合、診断装置903はステップ1408に進み、分析結果出力プログラム1009に報告エラー情報を出力させて、処理を終了する。
【００９１】
【数５】
2017204107.tif 000007
【００９２】
本実施例により、自動車から受信したセンシングデータの分析対象項目の値が異常区間に入るとき、場の状態情報を考慮した予想値の推定により、センシングデータに異常が発生した原因を診断することが可能となる。
【実施例３】
【００９３】
本実施例では、複数の監視対象装置としての自動車と補完装置と診断装置を含むシステムにおいて、補完装置は、通信媒体を経て複数の自動車それぞれのセンシングデータを取得する。補完装置は、取得したセンシングデータによりデータを補完する必要の有無を判定し、補完が必要なデータの推定値を算出する。診断装置は、補完装置から取得データと推定データ両方を取得し、センシングデータの異常を診断する。そのため、本実施例では、一部が欠落したセンシングデータに対しても、データの異常診断ができる。
【００９４】
図１５を用いて、本実施例のシステム構成を説明する。なお、実施例１と重複する内容は説明を省略する。本実施例のシステム構成では、自動車901と、通信媒体102と、補完装置1502と、診断装置1503が存在する。本実施例の診断装置1503は、実施例２における診断装置903と同一でもいいし、公知の診断装置を使うこともできる。
【００９５】
図１６を用いて、本実施例の補完装置1502の構成例を説明する。なお、実施例１と重複する内容は説明を省略する。
【００９６】
補完装置1502のメモリ1601は、自動車からセンシングデータを取得するデータ取得プログラム1606と、センシングデータを補完する必要の有無を判定する補完必要判定プログラム1607と、センシングデータを補正する取得データ補正プログラム1608と、補完対象データの分析対象項目の項目値の取り得る値（推定値）を算出する補完データ算出プログラム1609と、取得したセンシングデータと補完したセンシングデータ両方出力するデータ出力プログラム1610を格納する。
【００９７】
さらに、診断装置903のメモリ1001は、取得したセンシングデータを格納する取得データ情報テーブル1611と、補完設定情報を格納する補完設定情報テーブル1612を格納する。
【符号の説明】
【００９８】
101：基地局、102：通信媒体、103：記録装置、601：補完対象データ、602：近隣データ、801：補正対象基地局、802：密度有効範囲、803：近隣基地局、901：自動車、903：診断装置、1501：診断システム、1502：補完装置
【図１】
2017204107.tif 000008
【図２】
2017204107.tif 000009
【図３】
2017204107.tif 000010
【図４】
2017204107.tif 000011
【図５】
2017204107.tif 000012
【図６】
2017204107.tif 000013
【図７】
2017204107.tif 000014
【図８】
2017204107.tif 000015
【図９】
2017204107.tif 000016
【図１０】
2017204107.tif 000017
【図１１】
2017204107.tif 000018
【図１２】
2017204107.tif 000019
【図１３】
2017204107.tif 000020
【図１４】
2017204107.tif 000021
【図１５】
2017204107.tif 000022
【図１６】
2017204107.tif 000023