1. Способ формирования данных для мониторинга кибер-физической системы с целью раннего определения аномалий в системе графического интерфейса пользователя (ГИП), в котором:
а) с помощью элемента ГИП для выбора признака, содержащего, в частности, список признаков кибер-физической системы (КФС), которые являются численными характеристиками субъектов управления - датчиков, исполнительных механизмов, ПИД-регуляторов, принимают информацию о выбранном пользователем по меньшей мере одном признаке КФС из списка признаков;
б) с помощью элемента ГИП для выбора периода времени, принимают информацию о выбранном пользователем периоде времени мониторинга за выбранными признаками КФС;
в) с помощью средства прогнозирования формируют за период времени мониторинга прогноз значений признаков КФС с помощью модели прогнозирования значений выбранных признаков КФС;
г) с помощью средства определения аномалии определяют за период времени мониторинга общую ошибку прогноза для всех признаков КФС из списка признаков и ошибки прогноза для каждого выбранного признака КФС;
д) с помощью элемента ГИП для формирования графиков, формируют за период времени мониторинга графики для значений данных, сформированных средством прогнозирования и средством определения аномалий.
2. Способ по п. 1, в котором упомянутые значения данных, сформированные средством прогнозирования и средством определения аномалий, включают, в частности, следующие значения:
- каждого выбранного признака КФС;
- прогноза для каждого выбранного признака КФС;
- общей ошибки прогноза для признаков КФС;
- ошибки прогноза для каждого выбранного признака КФС;
- порога общей ошибки прогноза.
3. Способ по п. 2, в котором дополнительно с использованием средства определения аномалии определяют аномалии в КФС при превышении общей ошибкой прогноза порога общей ошибки, при этом с использованием элемента ГИП для формирования графиков формируют данные об аномалии в КФС и формируют график значений по меньшей мере для одного из выбранных признаков КФС, если вклад ошибки прогноза упомянутого по меньшей мере одного признака КФС в общую ошибку прогноза выше, чем вклад по меньшей мере одного другого признака КФС из числа всех признаков КФС из списка признаков в общую ошибку прогноза.
4. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного дополнительного элемента ГИП для выбора режима формирования принимают информацию о выбранном пользователем режиме мониторинга за выбранными признаками КФС: режим реального времени или режим кодирование-декодирование, при этом, если выбран режим реального времени, с использованием упомянутого элемента ГИП для формирования графиков формируют графики упомянутых значений в текущий момент времени.
5. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного элемента ГИП для выбора событий формируют список событий КФС, в которых произошла аномалия и, при выборе пользователем одного из упомянутых событий, формируют для выбранного события упомянутый график значений упомянутых данных в момент возникновения аномалии и за указанный период времени мониторинга.
6. Способ по п. 5, в котором упомянутый список событий КФС для каждого из выбранных признаков КФС дополнительно содержит:
а) идентификатор признака;
б) описание признака;
в) ошибки прогноза для признака;
г) наблюдаемое значение признака;
д) предсказанное значение признака;
е) единицы измерения признака;
ж) допустимые пределы изменения признака;
з) привязку признака к оборудованию.
7. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного элемента ГИП для группировки признаков принимают информацию о выбранной пользователем группе признаков, в частности относящихся к одному ПИД-регулятору, при этом с помощью упомянутого элемента ГИП для формирования графиков формируют графики значений упомянутых данных за указанный период времени мониторинга для признаков КФС из выбранной группы признаков.
8. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного элемента ГИП формируют подсписки из выбранных пользователем признаков КФС и при выборе пользователем упомянутого подсписка с использованием элемента ГИП для формирования графиков формируют график значений для признаков из упомянутого подсписка.
9. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного элемента ГИП для выбора режима формирования принимают информацию о выбранном пользователем режиме формирования или неформирования ошибки прогноза для выбранных признаков КФС в элемент ГИП для формирования графиков.
10. Способ по п. 1, в котором с использованием по меньшей мере одного элемента ГИП принимают информацию о выбранном пользователем способе сортировки и отображения выбранных признаков на элемент ГИП для формирования графиков признаков, при этом при выборе режима сортировки, графики значений признаков сортируют по наибольшей ошибке прогноза - от наибольшей ошибки прогноза для признака на первом графике до наименьшей ошибки прогноза для признака на последнем графике.
11. Способ по п. 1, в котором дополнительно содержатся средство обучения и средство вычисления, а обучение модели прогнозирования значений признаков КФС и вычисления порога ошибки для определения аномалии в обладающей определенными характеристиками КФС, осуществляется следующей последовательностью шагов:
а) с использованием средства обучения получают исходную выборку, содержащую значения признаков КФС за исторический период наблюдения за КФС, в которой доля аномалий не превышает заданное значение;
б) с использованием средства обучения на основании исходной выборки и с учетом характеристик КФС формируют обучающую выборку, включающую значения по меньшей мере одного из упомянутых признаков КФС, за период наблюдения, который содержится в историческом периоде наблюдений;
в) с использованием средства обучения выполняют построение модели прогнозирования значений признаков КФС в каждый момент времени окна прогноза по данным значений упомянутых признаков КФС в каждый момент времени входного окна, при этом входное окно и окно прогноза являются интервалами времени, содержащимися внутри периода наблюдений, и выбирают в зависимости от характеристик КФС, а расстояние между входным окном и окном прогноза равно горизонту прогноза, который выбирают в зависимости от характеристик КФС;
г) с использованием средства обучения выполняют обучение модели прогнозирования на данных обучающей выборки;
д) с использованием обученной модели прогнозирования с использованием средства вычисления выполняют прогнозирование значений признаков КФС в каждый момент времени периода наблюдений;
е) с использованием средства вычисления определяют общую ошибку прогноза, полученного с использованием построенной модели прогнозирования в каждый момент времени периода наблюдений;
ж) с использованием средства обучения вычисляют порог общей ошибки в зависимости от характеристик КФС таким образом, что превышение вычисленного порога общей ошибкой прогноза означает аномалию в КФС.
12. Способ по п. 1, в котором:
а) с помощью средства прогнозирования получают значения признаков КФС за входное окно, являющееся интервалом времени и содержащееся внутри периода наблюдений, при этом входное окно определяется обученной моделью прогнозирования;
б) с помощью средства прогнозирования с использованием обученной модели прогнозирования и по данным полученных значений признаков КФС за входное окно выполняют прогнозирование значений признаков КФС на окно прогноза, являющееся интервалом времени и содержащееся внутри периода наблюдений;
в) с помощью средства определения аномалий для окна прогноза определяют общую ошибку прогноза для признаков КФС;
г) с помощью средства определения аномалий при превышении общей ошибкой прогноза порога общей ошибки, определяют аномалию в КФС;
д) с помощью средства определения аномалий определяют по меньшей мере один признак КФС, являющийся источником аномалии, если вклад ошибки прогноза упомянутого по меньшей мере одного признака КФС в общую ошибку прогноза выше, чем вклад по меньшей мере одного другого признака КФС в общую ошибку прогноза.
13. Система формирования данных для мониторинга кибер-физической системы с целью раннего определения аномалий в системе графического интерфейса пользователя (ГИП), содержащая:
а) элемент ГИП для выбора признака, содержащий, в частности, список признаков кибер-физической системы (КФС), которые являются численными характеристиками субъектов управления - датчиков, исполнительных механизмов, ПИД-регуляторов, и предназначенный для приема информации о выбранном пользователем по меньшей мере одном признаке КФС из списка признаков;
б) элемент ГИП для выбора периода времени, предназначенный для приема информации о выбранном пользователем периоде времени мониторинга за выбранными признаками КФС;
в) средство прогнозирования, предназначенное для формирования прогноза для выбранных признаков КФС за период времени мониторинга;
г) средство определения аномалии, предназначенное для определения общей ошибки прогноза для всех признаков КФС из списка признаков и ошибки прогноза для каждого выбранного признака КФС за период времени мониторинга и;
д) элемент ГИП для формирования графиков, предназначенный для формирования графиков за период времени мониторинга для значений данных, сформированных средством прогнозирования и средством определения аномалий.
