<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.4 20241031//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/archiving/1.4/JATS-archive-oasis-article1-4-mathml3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" dtd-version="1.4" article-type="research-article" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Успехи кибернетики</journal-title></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2712-9942</issn></journal-meta><article-meta><article-categories><subj-group><subject>Other</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="ru">Подход к анализу динамических данных на основе сегментации графических представлений и структурных признаков</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dynamic Data Analysis Based on Segmentation of Graphical Representations and Structural Features</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Тунян</surname><given-names>Э. Г.</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Tunyan</surname><given-names>E. G.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/><email>tunyan@edro.su</email><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0003-3260-1310</contrib-id></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Сазиков</surname><given-names>Р. С.</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Sazikov</surname><given-names>R. S.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff3"/><xref ref-type="aff" rid="aff4"/><email>sazikov@edro.su</email><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0005-0078-0013</contrib-id></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Гавриленко</surname><given-names>Т. В.</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Gavrilenko</surname><given-names>T. V.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff5"/><xref ref-type="aff" rid="aff6"/><email>taras.gavrilenko@gmail.com</email><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3243-2751</contrib-id></contrib><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Surgut State University; EDRO, OOO</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="ru">Сургутский государственный университет; ООО «ЕДРО»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">Surgut State University; EDRO, OOO; Surgut Branch of Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre “Kurchatov Institute”</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff4"><aff><institution xml:lang="ru">Сургутский государственный университет; ООО «ЕДРО»; Сургутский филиал федерального государственного автономного учреждения «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff5"><aff><institution xml:lang="en">Surgut State University; Surgut Branch of Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre “Kurchatov Institute”</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff6"><aff><institution xml:lang="ru">Сургутский государственный университет; Сургутский филиал федерального государственного автономного учреждения «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»</institution></aff></aff-alternatives></contrib-group><pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2026-03-31"><day>31</day><month>03</month><year>2026</year></pub-date><volume>7</volume><issue>1</issue><fpage>123</fpage><lpage>129</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2026-01-02"><day>02</day><month>01</month><year>2026</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-01-15"><day>15</day><month>01</month><year>2026</year></date></history><self-uri xlink:href="https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/489" xlink:title="https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/489">https://ru.jcyb.ru/nisii_tech/article/view/489</self-uri><self-uri content-type="pdf" xlink:href="publication-1357f8fe-05fa-4740-835d-6e1b4060eacb.pdf" xlink:title="PDF"/><abstract xml:lang="ru"><p>представлен подход к анализу динамических данных, основанный на сегментации их графического представления и анализе структурных признаков. Исходные временные ряды преобразуются в форму графика (изображения), после чего график автоматически разбивается на сегменты по точкам, где существенно изменяются свойства его формы (наклон, кривизна, разрывы и др.). Для каждого сегмента подбирается модель аппроксимации (линейная, полиномиальная, экспоненциальная и др.), оптимально описывающая данные на этом участке. Выбор модели производится по критерию минимальной ошибки аппроксимации с учетом штрафа за сложность модели. Рассматриваются метрические характеристики, позволяющие количественно оценить разницу между соседними сегментами по их статистическим свойствам и параметрам моделей. Формально аномалия определяется как сегмент или точка, чье поведение значительно отклоняется от ожидаемого на основе моделей других сегментов. Предложенный метод позволяет выявлять как точечные аномалии, так и аномальные последовательности точек (коллективные аномалии) в динамических рядах. Приведен пример сегментации синтетического временного ряда с визуализацией обнаруженных сегментов и аномалий. Показано сравнение с классическими методами обнаружения изменений: предложенный подход дает интерпретируемое разбиение и обладает гибкостью в учете различных структурных признаков, что выгодно отличает его от сугубо статистических тестов.</p></abstract><abstract xml:lang="en" abstract-type="summary"><p>we studied a method for analyzing dynamic data based on segmentation of graphical representations and analysis of structural features. We first converted the original time series into a plotted graph. The method then automatically divided the curve into segments at points where the shape changed noticeably, such as changes in slope, curvature, or small discontinuities. For each segment, we fitted an approximation model (linear, polynomial, exponential, and others) that best described the local behavior of the data. We selected the model by minimizing the approximation error while applying a penalty for excessive model complexity, which prevented overfitting.We also applied a set of quantitative characteristics to compare neighboring segments. These characteristics describe both statistical properties of the data and the parameters of the fitted models. In this framework, an anomaly is a segment or individual point whose behavior differs substantially from the behavior predicted by models fitted to the other segments. The method, therefore, detects both isolated outliers and sequences of unusual observations, known as collective anomalies, in time-dependent data.We demonstrated the approach using a synthetic time series and presented a visualization of the resulting segmentation and detected anomalies. A comparison with classical change-point detection methods shows that the proposed method provides interpretable segmentation and remains flexible in its treatment of different structural features, which distinguishes it from purely statistical tests.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>сегментация временных рядов</kwd><kwd>структурные признаки</kwd><kwd>изменение режима</kwd><kwd>аппроксимация</kwd><kwd>аномалия</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>time series segmentation</kwd><kwd>structural features</kwd><kwd>mode change</kwd><kwd>approximation</kwd><kwd>anomaly</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">работа выполнена в рамках государственного задания НИЦ «Курчатовский институт» — НИИСИ по теме № FNEF-2024-0001 «Создание и реализация доверенных систем искусственного интеллекта, основанных на новых математических и алгоритмических методах, моделях быстрых вычислений, реализуемых на отечественных вычислительных системах» (1023032100070-3-1.2.1).</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">this study is a part of the FNEF-2024-0001 government order contracted to the Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre “Kurchatov Institute”, project No. 1023032100070-3-1.2.1 Development and Implementation of Trusted Artificial Intelligence Systems Based on new Mathematical Methods and Algorithms, Fast Computing Models for Domestic Computing Systems.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><ref id="ref1"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Killick R., Fearnhead P., Eckley I. A. Optimal Detection of Changepoints with a Linear Computational Cost. Journal of the American Statistical Association. 2012;107(500):1590–1598. DOI: 10.1080/01621459.2012.737745.</mixed-citation></ref><ref id="ref2"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Воробейчиков С. Э., Конев В. В. Последовательный метод обнаружения разладок случайных процессов рекуррентного типа. Автоматика и телемеханика. 1984;5:27–38.</mixed-citation></ref><ref id="ref3"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Truong C., Oudre L., Vayatis N. Selective Review of Offline Change Point Detection Methods. Signal Processing. 2020;167:107299. DOI: 10.1016/j.sigpro.2019.107299.</mixed-citation></ref><ref id="ref4"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Fu T.-C. A Review on Time Series Data Mining. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2011;24(1):164–181. DOI: 10.1016/j.engappai.2010.09.007.</mixed-citation></ref><ref id="ref5"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Chandola V., Banerjee A., Kumar V. Anomaly Detection: A Survey. ACM Computing Surveys. 2009;41(3):15. DOI: 10.1145/1541880.1541882.</mixed-citation></ref><ref id="ref6"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Lovrić M., Milanović M., Stamenković M. Algorithmic Methods for Segmentation of Time Series: An Overview. Journal of Contemporary Economic and Business Issues. 2014;1(1):31–53.</mixed-citation></ref><ref id="ref7"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Shin Y., Park J., Song H. et al. Exploiting Representation Curvature for Boundary Detection in Time Series. Advances in Neural Information Processing Systems (NeurIPS 2024). 2024.</mixed-citation></ref><ref id="ref8"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Keogh E., Chu S., Hart D., Pazzani M. Segmenting Time Series: A Survey and Novel Approach. Data Mining in Time Series Databases. Singapore: World Scientific; 2004:1–21.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
