Анализ временных рядов с визуализацией

Данный пример рассматривает возможности платформы по визуализации информации в виде различных графиков, который широко представлены при применении блока «Анализ временного ряда». В результате пользователь получает возможность проанализировать данные с помощью графических изображений.

1. Загрузка входных данных:
   1. В левой части главного окна на панели вкладок Системы откройте вкладку «Данные» 
   2. На открывшейся странице нажмите кнопку «Загрузить» на верхней панели:

Кнопка Загрузить в разделе Данные

3. В открывшемся окне нажмите на кнопку «Выбрать файлы» и указать путь к заранее подготовленному файлу mei1d.csv, в котором содержатся данные о температуре воды и газов, зафиксированные в котле за тестовый период времени. Данные на датчиках фиксируются через определенные равные промежутки времени. 

Второй вариант загрузки файла: перенести файлы в этот раздел по технологии «drag n drop».

Выбранные файлы отобразятся в нижней части окна загрузки.

4. Нажмите на кнопку «Загрузить». Файл с входными данными отобразится в папке.
5. Создание новой рабочей области:
   1. Перейдите в пункт меню системы Моделирование –> Рабочая область. На панели инструментов блок-схемы нажмите кнопку «Создание рабочей области»:

2. В открывшейся форме введите название новой рабочей области «Временные ряды» и нажать кнопку «Создать»:

На панели инструментов отобразится название созданной рабочей области:

3.  Добавление элемента «Запуск»:
   1. На панели инструментов блок-схемы нажмите кнопку «Добавить элемент».
   2. В открывшейся библиотеке графических элементов выберите элемент «Запуск»:

Выбор элемента для добавления на рабочую область из библиотеки графических элементов BPMN 2.0

На рабочей области появится элемент «Запуск».

4. Добавление и настройка элемента «Источник данных». Чтобы загрузить данные с погодными условиями:
   1. Добавьте на рабочую область элемент «Источник данных»:

Отображение блока «База данных» на рабочей области

Параметры элемента можно скрыть или развернуть нажатием кнопки «Параметры». Слева на элементе отображается одна точка входа, а справа – две точки выхода, которые предназначены для соединения с другими элементами блок-схемы.

Параметр «Журнал событий» содержит информацию обо всех преобразованиях с данными, которые выполняются в текущем блоке пайплайна. Это позволяет сохранить историю преобразований над данными, и при необходимости выполнить обратное преобразование.

5. Открытие настроек элемента. На элементе «Источник данных» нажмите на кнопку. При настройке текущего элемента он выделяется синей рамкой. Откроется панель настроек элемента:

Настройка блока «Источник данных»

1. Выбор функции элемента. По умолчанию для элемента уже выбрана функция: раздел «Загрузка данных» ->  функция «Загрузка табличных данных».
2. Выбор данных для загрузки в блок-схему. В разделе «Выберите файл» выберите из списка файл, загруженный в Систему в шаге 1 «mei1d.scv». Для этого нажмите на три точки в строке с названием файла и кликните «Выбрать», после этого файл отобразится в нижней части экрана:

Отображение выбранного файла, предназначенного для загрузки в блок-схему

3. Сохранение настроек элемента. На панели настроек элемента нажмите на кнопку «Сохранить» (далее сохранение настроек элемента предполагается по умолчанию).
4. Ввод названия элемента. Чтобы задать название элемента нужно дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на название элемента в рабочей области, и ввести нужное название в поле с названием, доступным для редактирования.

Чтобы новое название сохранилось кликните мышью в любом месте на рабочей области (далее предполагается, что пользователь по умолчанию вводит названия блоков).

6. Установка соединений. Соедините выходную точку элемента «Запуск» с входной точкой элемента «Источник данных» с помощью левой кнопка мыши:

Соединение блоков

7. Добавление и настройка элемента «Процесс». Чтобы в загруженном датасете выделить признаки и целевые признаки, добавьте на рабочую область элемент «Процесс» и настройте его:
   1. На панели свойств элемента выберите из списка функцию: тип функции «Загрузка данных» ->  функция «Преобразование данных во временной ряд».

Настройте параметры следующим образом:

1. «Шаг ресемплирования» – 5
2. «Частота ресемплирования» – 7.Секунды
3. «Агрегирующая функция» – 7.Медиана
4. «Столбец с временной меткой» – datetime

Ввод параметров для функции «Выбор признаков и целевых признаков» 

5. На панели настроек элемента нажмите на кнопку «Сохранить».
6. Измените название элемента на «Во временной ряд».
7. Соединить блоки:

Соединение блоков «Источник данных» и «Процесс» 

8. Выбор признаков и целевых показателей. Добавьте на рабочую область элемент «Процесс» и настроить его.
   1. Выберите из списка функцию: раздел «Анализ данных» ->  функция «Выбор признаков и целевых признаков».
      1. В разделе «Параметры» -> поле «Признаки» оставьте пустым, а в поле «Целевые признаки» введите Tq и нажмите Enter, затем Tw и нажмите Enter. Вы также можете найти в списке файлов ниже загруженный ранее файл и нажать на три точки рядом с его названием, после этого система автоматически выгрузит все доступные признаки из файла и вам останется только убрать ненужные.
      2. Сохраните настройки элемента
      3. Задайте название элемента Установить признаки»..
   2. Соедините с предыдущими элементами:

Соединение блока «Выбор целевых признаков» с предыдущим блоком

9. Анализ временных рядов. Добавьте на рабочую область элемент «Процесс» и настройте его:
   1. Выберите из списка функцию: раздел «Анализ данных» ->  функция «Анализ временных рядов».

Поставьте в настройках блока галочки для следующих графиков:

1. Линейный график
2. ACF/PACF, указав число лагов автокорреляции = 30
3. Свечной график, указав шаг ресемплирования = 30, а частоту 6.Минуты
4. Time profile, указав шаг профиля = 30, а частоту 5.Минуты
5. Extended, указав шаг периода = 30, а частоту 5.Минуты
6. Bollinger Bands, указав размер окна Moving average = 30

Параметры блока «Анализ временных рядов» 

2. Измените название элемента на «Анализ временных рядов»..
3. Установите соединения:

Соединение блока «Анализ временных рядов» с предыдущим блоком

1. Запуск блок-схемы. Для запуска блок-схемы нажмите на кнопку на первом элементе «Запуск». Все элементы блок-схемы должны отработать с зелеными индикаторами. 
2. Визуализация результатов анализа временных рядов на графиках.

После того как все элементы схемы будут успешно обработаны, на панели инструментов активизируется кнопка «Графики»:

Графики будут доступны в зависимости от выбранных в рамках блока «Визуализация», для того чтобы увидеть все графики, нажмите на иконку: 

Список доступных графиков для отображения на рабочей области

Для отображения на рабочей области нажмите последовательно на названия следующих графиков:

1. Временной ряд:

Чтобы удалить визуализацию кликните  на области визуализации правой кнопкой мыши, и выбрать действие «Удалить». Вы также можете скачать визуализацию, нажав на иконку с фотоаппаратом.

2. ACF/PACF:

Для графика ACF/PACF кликнуть на выпадающий список с названием признака и выберите признак Tw. График изменится.

3. Свечной график:

4. Time profile временного ряда:

5. Расширенный график:

6. Bollinger Bands:

7. Выведите еще один график Bollinger Bands на рабочую область и из выпадающего списка слева на графике выбрать Bollinger Bands Tw. В результате на рабочей области отобразится один и тот же типа графика для разных признаков.