确定技术系统的时间数列的诊断模式的方法和诊断方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定技术系统的时间数列的诊断模式的方法和一种诊断方法。在用于为了诊断事件的目的而确定技术系统的时间数列的一个或多个诊断模式的方法中，首先列出一个或多个诊断模式并且在第一步骤中，确定所述一个或多个诊断模式的可能的扩展，在第二步骤中，针对所述一个诊断模式的或所述多个诊断模式中的每个诊断模式的每个扩展根据所述时间数列确定包含有所述扩展的序列的集合，在第三步骤中，针对所述集合的每个序列检验，所述序列是否和所述事件有联系，以及在第四步骤中，如下一个/多个扩展被列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，所述集合的和所述事件有联系的序列的数量与所述集合的序列的数量的比例最大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定技术系统的时间数列的诊断模式的方法和诊断方法
本专利技术涉及一种用于确定技术系统的时间数列（Zeitreihen）的诊断模式的方法和一种诊断方法。
技术介绍
在复杂技术系统、例如自动化生产系统或列车的运行中，很多传感器经常提供大量的时间数列，所述时间数列可用于自动化数据分析。这样的时间数列典型地具有元组序列的形式，所述元组例如配备有时间戳并且例如包含传感器测量结果、工厂协议（Werksprotokolle）或诊断报告。时间数列的各个元素因此是元组，因为多个特性可以在所述时间数列的一个时间点同时发生。例如，多个同时出现的事件可以形成一个元组。通常提出在这样的时间数列中找到确定的诊断模式的任务。尤其，经常期望如下诊断模式，所述诊断模式的出现指示技术系统的确定的尤其瞬时的特性。这样的特性例如可能由于系统组件的故障而形成。在这样的情况下，数据分析对及早地识别出或预测出故障可以是有益的。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种用于确定时间数列的诊断模式的方法，借助于该方法可以容易地识别出技术系统的一个或多个特性。此外，本专利技术的任务是提供一种用于诊断技术系统的特性的诊断方法。本专利技术的该任务利用具有在权利要求1中所说明的特征的方法以及利用具有在权利要求10中所说明的特征的诊断方法来解决。本专利技术的优选的改进方案在相关的从属权利要求、随后的描述和附图中予以说明。在根据本专利技术的用于为了诊断事件的目的而确定技术系统的时间数列的一个或多个诊断模式的方法中，首先列出（angesetzt）一个或多个诊断模式，并且-在第一步骤中，确定所述一个或多个诊断模式的可能的扩展，-在第二步骤中，针对所述一个诊断模式的或所述多个诊断模式中的每个诊断模式的每个扩展根据所述时间数列确定包含有所述扩展的序列的集合，-在第三步骤中，针对该集合的多个序列，尤其针对该集合的每个序列检验，该序列是否和该事件有联系，以及-在第四步骤中，如下一个/多个扩展被列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，该集合的和该事件有联系的那些序列的数量与该集合的序列的数量的比例最大。以这种方式使用如下序列，所述序列已经事先在一定程度上被视为是相关的。相应地，利用精细化的诊断模式有针对性地搜寻无论如何事先显得大有希望的搜索空间。在替代于上面所说明的方法的根据本专利技术的用于为了诊断事件的目的而确定技术系统的时间数列的一个或多个诊断模式的方法中，代替如上所述的第四步骤，在替代的第四步骤中，将如下一个/多个扩展列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，诊断质量度量最大，该诊断质量度量不同于该集合的和该事件有联系的序列的数量与该集合的序列的数量的比例。适宜地，这样的诊断质量度量是该集合的和该事件有联系的序列的数量与该集合的序列的数量的比例，其中该比例附加地配备有校正因子，该校正因子越小，该集合与另外的扩展的一个或多个其他集合的重叠就越大。适宜地，诊断质量度量越大，诊断模式对于该事件而言就越准确。优选地，诊断质量度量越大，该集合就包含越多的和该事件有联系的序列。在本专利技术的另一优选的改进方案中，这样的不同的诊断质量度量利用该集合的和该事件有联系的一个/多个序列的数量与和该事件有联系（并且不一定来源于该集合）的序列的数量的比例、优选地减去该集合的和该事件没有联系的一个/多个序列与和该事件没有联系（并且不一定来源于该集合）的序列的数量的比例来给定。在根据本专利技术的方法的一个优选的改进方案中，重复第一步骤、第二步骤、第三步骤和第四步骤一次或多次。这样迭代地获得越来越完善的诊断模式或诊断模式集合。优选地，在根据本专利技术的方法中，一个时间数列或多个时间数列、一个或多个诊断模式以及一个序列或多个序列是元组形式的元素的系列。本专利技术的该改进方案考虑到如下情况：时间数列尤其可以说明事件的时间上的出现。这样，例如在相同的时间可以出现多个事件，这合适地以元组来描绘。适宜地，扩展诊断模式，即确定诊断模式的扩展，其方式是：附加最后的元素或将另外的条目添加到最后的元组。这种类型的借助于诊断模式的扩展的诊断模式产生是能完整地并且容易地计算的。合适地，在根据本专利技术的方法中，如果一个诊断模式的相继的元组彼此按正确的相对的顺序至少是一个序列的元组的组成部分，那么该诊断模式被包含在该序列中，其中在该序列之内在该诊断模式的相继的元组之间的最大间距不被超过。这种类型的“匹配”将举一个示例更详细地进行解释：诊断模式P=({a}→{b，c})被包含在序列S1=({c}→{a,b}→{b,c})中（具有最大间距“0”）并且被包含在序列S3=({a,e}→{d}→{e}→{b,c,d})中（具有最大间距“2”），然而未包含在序列S2=({b}→{a,b}→{c})中。在根据本专利技术的方法的一个优选的改进方案中，如果一个诊断模式的相继的元组按正确的相对的顺序至少是一个序列的元组的组成部分，那么该诊断模式被包含在该序列中，其中在该序列之内在按该顺序的该诊断模式的各个相继的元组之间的相应最大间距不被超过。也就是说，事先在该诊断模式的各个相继的元组之间预先给定最大间距，该最大间距在该序列之内不允许被超过。最大间距因此可以在诊断模式之内变化。适宜地，最大间距在诊断模式的上述描述中分别作为上标的数字附加在箭头之后。优选地，在根据本专利技术的按照上述权利要求之一所述的方法中，条目的上位概念等同于诊断模式的元组的条目。以这种方式，具有上位概念的诊断模式可以被用于覆盖多个具体的诊断模式。适宜地，例如序列中的诊断模式的元组中的条目“制动器”包括元素“液压制动器”或“机械制动器”，使得在该序列中再次找到条目“制动器”，其方式是：条目“制动器”与元素“液压制动器”或“机械制动器”匹配。适宜地，在根据本专利技术的方法中，一个或多个诊断模式的扩展以树状结构来发展，其中树根据宽度优先搜索来搜寻。以这种方式可以应用所建立的束搜索方法。根据该方法，在树状结构的每级上在可能的诊断模式之内的搜索空间通过如上所述的根据本专利技术的方法的第四步骤被集中于分别显得令人感兴趣的区域。在根据本专利技术的诊断方法中，一个或多个诊断模式根据按照上述权利要求之一所述的方法来确定，其中所述一个或多个诊断模式被用于识别技术系统的特性的诊断。附图说明随后按照在附图中示出的实施例更详细地解释本专利技术。在附图中：图1以伪码示意性示出用于实施根据本专利技术的方法的算法，以及图2以示意性原理图示出在执行根据本专利技术的方法时具有序列和诊断模式的事件链。具体实施方式作为输入变量，图1中所示出的伪码首先利用输入序列的集合，标记函数1、诊断模式的数量k以及序列的最小大小s。作为输出变量，获得诊断模式的集合。所示出的算法例如可以被用于生成诊断模式，借助所述诊断模式可以及早地识别出或甚至预测出列车故障。首先，在第一行中记录所有所生成的诊断模式。随后，（第二行）以空的诊断模式开始。随后的当型（While）循环生成用于（“束搜索（Beam-Search）”方法的）下一“束（Beam）”的候选者。针对“束”中的每个候选者，借助For循环扩展诊断模式并且利用单调性。借助第二For循环构造下一束。最后，该算法作为结果提供最佳的k个诊断模式作为输出值。在图2中以示范的方式更详细地示出了序列和诊断模式。根据图2分析列车数据以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为了诊断事件的目的而确定技术系统的时间数列的一个或多个诊断模式的方法，其中首先列出一个或多个诊断模式并且‑ 在第一步骤中，确定所述一个或多个诊断模式的可能的扩展，‑ 在第二步骤中，针对所述一个诊断模式的或所述多个诊断模式中的每个诊断模式的每个扩展根据所述时间数列确定包含有所述扩展的序列的集合，‑ 在第三步骤中，针对所述集合的多个序列分别检验或针对所述集合的每个序列检验，所述序列是否和所述事件有联系，以及‑ 在第四步骤中，如下一个/多个扩展被列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，所述集合的和所述事件有联系的序列的数量与所述集合的序列的数量的比例最大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 EP 15187594.51.一种用于为了诊断事件的目的而确定技术系统的时间数列的一个或多个诊断模式的方法，其中首先列出一个或多个诊断模式并且-在第一步骤中，确定所述一个或多个诊断模式的可能的扩展，-在第二步骤中，针对所述一个诊断模式的或所述多个诊断模式中的每个诊断模式的每个扩展根据所述时间数列确定包含有所述扩展的序列的集合，-在第三步骤中，针对所述集合的多个序列分别检验或针对所述集合的每个序列检验，所述序列是否和所述事件有联系，以及-在第四步骤中，如下一个/多个扩展被列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，所述集合的和所述事件有联系的序列的数量与所述集合的序列的数量的比例最大。2.根据权利要求1所述的方法，其中代替根据权利要求1所述的第四步骤，在替代的第四步骤中，如下一个/多个扩展被列出为一个/多个新的诊断模式，针对所述一个/多个扩展，诊断质量度量最大，所述诊断质量度量不同于所述集合的和所述事件有联系的序列的数量与所述集合的序列的数量的比例。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中重复所述第一步骤至第四步骤一次或多次。4.根据上述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：S格里姆，S金内曼，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE