Обзор современных систем обработки временных рядов

Аннотация

Временной ряд представляет собой последовательность хронологически упорядоченных числовых значений, отражающих течение некоторого процесса или явления. В настоящее время одним из наиболее актуальных классов задач обработки временных рядов являются приложения Индустрии 4.0 и Интернета вещей. В данных приложениях типичной является задача обеспечения умного управления и предиктивного технического обслуживания сложных машин и механизмов, которые оснащаются различными сенсорами. Такие сенсоры имеют высокую дискретность снятия показаний и за сравнительно короткое время продуцируют временные ряды длиной от десятков миллионов до миллиардов элементов. Получаемые с сенсоров данные накапливаются и подвергаются интеллектуальному анализу для принятия стратегически важных решений. Обработка временных рядов требует специфического системного программного обеспечения, отличного от имеющихся реляционных СУБД и NoSQL-систем. Системы обработки временных рядов должны обеспечивать, с одной стороны, эффективные операции добавления новых атомарных значений, поступающих в потоковом режиме, а с другой стороны, эффективные операции интеллектуального анализа, в рамках которых временной ряд рассматривается как единое целое. В статье рассмотрены особенности обработки временных рядов в сравнении с данными реляционной и нереляционной природы, и даны формальные определения основных задач интеллектуального анализа временных рядов. Представлен обзор основных возможностей трех наиболее популярных современных систем обработки временных рядов: InfluxDB, OpenTSDB, TimescaleDB.