[論文レビュー] Combining Time-Series and Graph Data: A Survey of Existing Systems and Approaches

Mouna Ammar, Marvin Hofer+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2026

Time Series Analysis and Forecasting被引用数 0

ひとこと要約

要約: グラフデータと時系列データを統合するアーキテクチャとシステムの総合的な調査。4つの統合モデルにわたり20システムを評価し、未解決の課題を整理する。

ABSTRACT

We provide a comprehensive overview of current approaches and systems for combining graphs and time series data. We categorize existing systems into four architectural categories and analyze how these systems meet different requirements and exhibit distinct implementation characteristics to support both data types in a unified manner. Our overview aims to help readers understand and evaluate current options and trade-offs, such as the degree of cross-model integration, maturity, and openness.

研究の動機と目的

• グラフデータと時系列データの統合管理と分析のための要件と特徴を定義する。
• グラフと時系列を組み合わせる4つのアーキテクチャ的統合アプローチを説明・対比する。
• SM、E-SM、Polyglot、MMアーキテクチャにわたる代表的なシステムと研究プロトタイプを調査する。
• 定義された要件に対して比較評価を行い、未解決の課題を特定する。
• クロスモデルクエリ評価に用いる公開コードベースを公開し、再現性とさらなる研究を支援する。

提案手法

• 統合アーキテクチャをSingle-model（SM）、Extended Single Model（E-SM）、Polyglot持続性、Multi-Model Database（MMDB）の4分類として整理する。
• 包括的な要件セットを定義する（データモデルの網羅性、統一ハイブリッドモデル、時系列の変化、ストリーミング、クロスモデルクエリ、双方向変換、モデル間のACID、OLTP/OLAP）。
• 実装特性を評価する（ストレージ、インデックス、メモリ内対ディスク、スケーラビリティ、保持期間、オープン性）。
• 4つのアーキテクチャにわたって20システムと5つの研究プロトタイプを要件に対して比較評価する。
• アーキテクチャごとおよびシステムごとの未解決課題と限界を分析する。
• クロスモデルクエリ評価に用いる公開コードベースを公開する。

Figure 1 : Overview of the comparison approach of systems for combining graph and time series data

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グラフデータと時系列データを統合するための既存のアーキテクチャパターンは何で、それらのトレードオフは何か？
• RQ2 SM、E-SM、Polyglot、MMアーキテクチャの代表的なシステムは、統合的なグラフ-時系列管理と分析の要件をどのように満たしているか？
• RQ3 クロスモデルクエリ、ストリーミング、ACID保証の観点で、現行アプローチの主な長所と限界は何か？
• RQ4 統合されたグラフ-時系列データ管理と分析のための未解決の課題は何か？
• RQ5 実用的で公開されたコードベースは、アーキテクチャ間のクロスモデルクエリ評価を支援できるか？

主な発見

• 4つの統合アーキテクチャが特定される：SM、E-SM、Polyglot、MMDB、それぞれに固有の利点と課題が存在する。
• 4つのアーキテクチャにわたって20システムと5つの研究プロトタイプを対象に比較評価を実施し、グラフと時系列データ、およびクロスモデル機能のサポートを評価する。
• 現行ソリューションは要件の一部を満たすが、すべてのデータタイプに対して完全なシームレスな統合グラフ-時系列管理と強力なクロスモデルクエリ・ACID保証を同時に実現していない。
• 成熟度・オープン性・統合の深さの間のトレードオフを強調し、統一クエリ機能とクロスモデルトランザクションの必要性を指摘する。
• 著者は、クロスモデルクエリ評価用のコードベースを公開し、再現性とさらなる研究を促進する。
• 未解決の課題として、成熟した高性能なクロスモデルクエリ、統一データモデル、グラフと時系列データ全体での堅牢なHTAP機能の実現を挙げる。

Figure 2 : Sketches of integration architectures: SM, E-SM, Polyglot, and MM