[發(fā)明專利]在數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)中施行范圍搜索的方法和計算機化設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880096385.2
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN112513831A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: U·普法伊費爾;M·A·卡林金;Y·V·庫茲涅科夫;A·Y·廷巴;S·S·佐布寧
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/22;G06F16/9537
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李雪娜;呂傳奇

一種用于在數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)中施行范圍搜索的方法包括：a）至少臨時獲取（S10）包括與時間相關聯(lián)的多個讀數(shù)的數(shù)字時間序列；b）由第一處理單元處理（S20）所獲取的數(shù)字時間序列，以從所獲取的數(shù)字時間序列導出索引；c）將索引存儲（S30）在存儲單元中；d）接收（S40）包括幅度范圍準則的搜索請求；e）由第二處理單元處理（S50）索引，以確定已知數(shù)字時間序列匹配幅度范圍準則的時間范圍；以及f）響應于搜索請求，輸出（S60）所確定的時間范圍。還提出了一種對應的計算機化設備和計算機程序產(chǎn)品。方法和計算機化設備可以顯著減少響應于范圍搜索請求來確定時間范圍的處理時間。

技術領域

本發(fā)明涉及工業(yè)大數(shù)據(jù)應用的領域，并且特別涉及一種用于在工業(yè)設施中獲取的數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)中施行范圍搜索的方法和計算機化設備。

背景技術

諸如發(fā)電廠之類的工業(yè)設施裝備有傳感器，所述傳感器供應諸如壓力或溫度之類的讀數(shù)。讀數(shù)存儲為時間序列以供稍后分析。為工業(yè)設施存儲的數(shù)據(jù)量正在接近兆兆或千兆兆字節(jié)級別。這樣的數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)通常存儲在數(shù)據(jù)倉庫中或云中。

為了進行故障診斷、操作監(jiān)視、預測性維護和類似的目的，需要對數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)進行分析。專家用戶可能需要標識時間間隔，在該時間間隔期間，給定傳感器供應給定幅度范圍內(nèi)的讀數(shù)。

貫穿所有數(shù)據(jù)進行線性掃描以確定適用的時間間隔在數(shù)據(jù)業(yè)務、CPU業(yè)務方面太昂貴，并且花費的時間太長，無法實際使用。已知的快速搜索機制（諸如Google?搜索）適于字母數(shù)字數(shù)據(jù)的搜索，但不會很好地處理數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)。一種能夠在亞秒響應時間內(nèi)在兆兆字節(jié)的數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)內(nèi)施行幅度范圍搜索的方法和計算機化設備是未知的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于在數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)中施行范圍搜索的改進的計算機化設備和方法。

因此，一種用于在數(shù)字時間序列數(shù)據(jù)中施行范圍搜索的方法包括：a）至少臨時獲取包括與時間相關聯(lián)的多個讀數(shù)的數(shù)字時間序列；b）由第一處理單元處理所獲取的數(shù)字時間序列，以從所獲取的數(shù)字時間序列導出索引；c）將索引存儲在存儲單元中；d）接收包括幅度范圍準則的搜索請求；e）由第二處理單元處理索引，以確定已知數(shù)字時間序列匹配幅度范圍準則的時間范圍；以及f）響應于搜索請求，輸出所確定的時間范圍。

注意，在步驟e）中，處理的是索引而不是數(shù)字時間序列，以確定對應于搜索請求的時間范圍。因此，上面的步驟d）、e）和f）也可以統(tǒng)稱為“施行基于索引的范圍搜索”。同樣，步驟a）、b）和c）可以被稱為“構建適于基于索引的范圍搜索的索引”。

通過由處理索引來施行基于索引的范圍搜索，而不是由處理數(shù)字時間序列來施行直接或線性范圍搜索，可以有利地可能的是顯著減少響應于范圍搜索請求來確定時間范圍的處理時間。

另外，如果數(shù)字時間序列存儲在數(shù)據(jù)倉庫或云中，則由于索引存儲在存儲單元中，因此在步驟d）、e）和f）中可以避免去往數(shù)據(jù)倉庫或云的昂貴數(shù)據(jù)業(yè)務。因此，可以有利地降低響應于搜索請求的成本。

具體地，該方法可以是計算機實現(xiàn)的方法。特別地，可以使用至少一個計算機化設備來執(zhí)行該方法，所述計算機化設備可以包括一個或多個處理單元，諸如一個或多個CPU，以及一個或多個存儲單元，諸如硬盤、固態(tài)盤、RAID存儲裝置、附網(wǎng)存儲裝置等。

索引可以是數(shù)字索引。數(shù)字索引可以適于提供對包括幅度范圍準則的搜索請求的響應。有利地，索引可以包括用于確定已知數(shù)字時間序列以預確定精度匹配幅度范圍準則的時間范圍的必要且充分的信息。因此，有利地，步驟e）可以在不必處理數(shù)字時間序列的情況下以預確定精度來執(zhí)行。

與數(shù)字時間序列本身相比，索引可能有利地需要較少的存儲空間。由此，與處理數(shù)字時間序列相比，在步驟e）中處理索引可能需要較少的時間。因此，可以將索引視為數(shù)字時間序列的壓縮表示。壓縮索引可以有利地存儲在存儲單元中，而不是存儲在云或數(shù)據(jù)倉庫中。