[发明专利]多维时间序列数据的智能预处理

权利要求书

1.一种用于对传感器数据进行预处理以促进预兆监控操作的方法，包括：

在被监视系统的操作期间从该被监视系统中的传感器获得训练数据，其中该训练数据包括从该传感器所产生的信号采样的时间序列数据；

获得预兆监控操作的功能需求；

对训练数据执行预兆监控操作；

确定预兆监控操作是否满足功能需求；以及

如果在对非训练数据进行测试时预兆监控操作不满足功能需求，那么以增加计算成本的顺序迭代地将一个或多个预处理操作应用于训练数据，直到满足功能需求为止。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个预处理操作包括以下中的一项或多项：

故障传感器检测操作，检测故障传感器并且替换或移除由故障传感器产生的数据；

数据去量化操作，对低分辨率的时间序列数据进行去量化以产生较高分辨率的时间序列数据；

缺失数据插补操作，将时间序列数据中缺失的数据值替换为基于信号之间的相关性确定的插补数据值；

分析重采样操作，重新同步数据测量，所述数据测量由于用于不同信号的测量仪器中的时钟同步差异而异相；

三点聚类操作，识别聚类内高度相关的信号的聚类，所述聚类之间的相关性弱；

最优存储器向量化操作，使用最小的向量集表示时间序列数据的结构；

统计压缩操作，使用循环文件压缩技术来压缩较旧的数据值；以及

剩余使用寿命(RUL)估计操作，估计被监视系统中的一个或多个部件的剩余使用寿命。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中预兆监控操作的功能需求包括以下中的一项或多项：

错误警报概率(FAP)；

缺失警报概率(MAP)；以及

用于发现异常的检测时间(TTD)度量。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中迭代地将所述一个或多个预处理操作应用于训练数据包括根据需要重复以下操作：

将最低计算成本预处理操作应用于训练数据，该最低计算成本预处理操作尚未应用于训练数据；

对训练数据执行预兆监控操作；

确定预兆监控操作是否满足功能需求；以及

如果预兆监控操作不满足功能需求，那么重复该操作。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：

使用训练数据来训练用于预兆模式识别系统的推理模型；

使用与应用于训练数据相同的预处理操作对随后从传感器接收的时间序列数据进行预处理；以及

将在监控模式中使用推理模型的预兆模式识别系统应用于随后接收的时间序列数据，以检测在被监视系统的后续执行期间出现的早期异常。

6.如权利要求5所述的方法，

其中训练数据和所述随后接收的时间序列数据被存储在时间序列数据库系统中；以及

其中预处理操作和预兆模式识别操作由被结合到时间序列数据库系统中的功能执行。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中使用多变量状态估计技术(MSET)来训练推理模型。

8.如权利要求5、6或7所述的方法，其中所述功能通过以下中的一项或多项被结合到时间序列数据库系统中：

声明性查询；

数据完整性约束强制执行机制；以及

MSET模型，该MSET模型被结合到时间序列数据库系统内的数据出处跟踪机制中。

9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中应用预兆模式识别系统来检测早期异常包括检测被监视系统中的即将发生的故障。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在处理接收的时间序列数据之前证明任何接收的时间序列数据的出处。

11.一种携带指令的计算机可读介质，该指令在由计算机执行时，使得所述计算机执行如权利要求1至10中任一项所述的方法。