Úsáidtear anailís íogaireachta chun an tionchar a bhíonn ag bailiúchán fachtóirí neamhspleácha ar athróg spleách faoi choinníollacha áirithe a chinneadh.
Is cur chuige láidir é chun a chinneadh conas a théann ionchuir na samhla i bhfeidhm i dtéarmaí ginearálta ar aschur na samhla. Sa phost seo, tabharfaidh mé forbhreathnú tapa ar anailís íogaireachta ag baint úsáide as SALib, pacáiste anailíse íogaireachta Python saor in aisce.
Is minic a léiríonn luach uimhriúil ar a dtugtar an t-innéacs íogaireachta íogaireacht gach ionchuir. Tá go leor cineálacha innéacsanna íogaireachta ann:
- Innéacsanna céadordaithe: ríomhtar an méid a chuireann ionchur múnla aonair leis an athraithí aschuir.
- Innéacsanna den dara hord: ríomhtar an méid a chuireann dhá ionchur mhúnla le hathraitheas aschuir.
- Innéacs iomlán oird: cainníochtaíonn sé rannchuidiú ionchuir samhla le hathraitheas aschuir, ag cuimsiú éifeachtaí céadorda (an t-ionchur ag athrú ina aonar) agus aon idirghníomhaíochtaí ardoird.
Cad é SALib?
SALib Is Python-bhunaithe foinse oscailte foireann uirlisí chun measúnuithe íogaireachta a dhéanamh. Tá sreabhadh oibre scoite aige, rud a chiallaíonn nach ndéanann sé idirghníomhú go díreach leis an tsamhail mhatamaiticiúil nó ríomhaireachtúil. Ina áit sin, tá SALib i gceannas ar ionchuir na samhla a tháirgeadh (trí cheann de na feidhmeanna samplacha) agus na hinnéacsanna íogaireachta a ríomh (trí cheann de na feidhmeanna anailíse) ó na haschuir mhúnla.
Tá ceithre chéim i ngnáth-anailís íogaireachta SALib:
- Aimsigh na hionchuir mhúnla (paraiméadair) agus an raon samplach do gach ceann díobh.
- Chun ionchuir samhail a chruthú, rith an fheidhm shamplach.
- Déan an tsamhail a mheas ag baint úsáide as na hionchuir a ghintear agus sábháil torthaí na samhla.
- Chun na hinnéacsanna íogaireachta a ríomh, úsáid an fheidhm anailíse ar na haschuir.
Níl i Sobol, Morris, agus FAST ach cuid de na modhanna anailíse íogaireachta a sholáthraíonn SALib. Bíonn tionchar ag go leor fachtóirí ar an gcur chuige is fearr d'fheidhmchlár áirithe, mar a fheicfimid níos déanaí. De thuras na huaire, coinnigh i gcuimhne nach gá duit ach dhá fheidhm a úsáid, sampláil agus anailís a dhéanamh, beag beann ar cibé teicníc a úsáideann tú. Déanfaimid tú a threorú trí shampla bunúsach chun a léiriú conas úsáid a bhaint as SALib.
Sampla SALib – Anailís Íogaireachta Sobol
Sa sampla seo, scrúdóimid íogaireacht Sobol na feidhme Ishigami, mar a thaispeántar thíos. Mar gheall ar a neamhlíneacht ard agus nonmonotonicity, úsáidtear an fheidhm Ishigami go forleathan chun neamhchinnteacht agus modheolaíochtaí anailíse íogaireachta a mheas.
Téann na céimeanna mar seo a leanas:
1. SALib a allmhairiú
Is é an chéad chéim ná na leabharlanna riachtanacha a chur leis. Coinnítear feidhmeanna samplála agus anailíse SALib ar leith i modúil Python. Taispeántar thíos iompórtáil an tsampla satailíte agus feidhmeanna anailíse Sobol, mar shampla.
Bainimid úsáid freisin as an fheidhm Ishigami, atá ar fáil mar fheidhm tástála i SALib. Ar deireadh, allmhairímid NumPy mar a úsáideann SALib é chun ionchuir agus aschuir mhúnla a stóráil i maitrís.
2. Ionchur Múnla
Ní mór ionchuir na samhla a shainiú ansin. Glacann feidhm Ishigami trí ionchur: x1, x2, agus x3. In SALib, déanaimid dict a shonraíonn líon na n-ionchur, a n-ainmneacha, agus na teorainneacha ar gach ionchur, mar atá le feiceáil thíos.
3. Samplaí agus an Múnla a Ghin
Gintear na samplaí ansin. Ní mór dúinn samplaí a chruthú ag baint úsáide as an samplóir Saltelli ós rud é go bhfuil anailís íogaireachta Sobol á déanamh againn. Sa chás seo, is maitrís NumPy luachanna param. Is féidir linn a thabhairt faoi deara go bhfuil an maitrís 8000 faoi 3 ag rith param values.shape. Cruthaíodh 8000 sampla leis an samplóir Saltelli. Cruthaíonn an samplóir Saltelli samplaí, áit a bhfuil N 1024 (an paraiméadar a sholáthraíomar) agus is é D 3. (líon na n-ionchur múnla).
Mar a dúradh cheana, níl SALib i mbun meastóireachta ar mhúnla matamaitice ná ríomhaireachtúil. Má tá an tsamhail scríofa i Python, de ghnáth lúbfaidh tú trí gach ionchur samplach agus déanfaidh tú measúnú ar an tsamhail:
Is féidir na samplaí a shábháil i gcomhad téacs mura ndéantar an tsamhail a fhorbairt i Python:
Léiríonn gach líne sa param values.txt ionchur múnla amháin. Ba cheart aschur an mhúnla a shábháil chuig comhad eile i stíl chomhchosúil, le haschur amháin ar gach líne. Ina dhiaidh sin, féadfar na haschuir a luchtú le:
Sa sampla seo, táimid chun feidhm Ishigami ó SALib a úsáid. Is féidir na feidhmeanna tástála seo a mheas mar seo a leanas:
4. Déan Anailís
Is féidir linn na hinnéacsanna íogaireachta a ríomh ar deireadh tar éis na torthaí múnla a luchtú isteach i Python. Sa sampla seo, úsáidfimid sobol.analyze chun na hinnéacsanna céad, dara agus ord iomlán a ríomh.
Is foclóir Python é Si leis na heochracha “S1,” “S2,” “ST,” “S1 conf,” “S2 conf,” agus “ST conf.” Coinníonn na heochracha _conf na eatraimh mhuiníne gaolmhara, a shocraítear go ginearálta go 95 faoin gcéad. Chun na hinnéacsanna go léir a aschur, bain úsáid as an bprionta paraiméadar eochairfhocail chun consól=True. Nó, mar a léirítear thíos, is féidir linn na luachanna aonair ó Si a phriontáil.
Is féidir linn a fheiceáil go bhfuil íogaireacht chéad-ordú ag x1 agus x2, ach ní cosúil go bhfuil aon tionchar céad-ordú ag x3.
Má tá na hinnéacsanna ordú iomlán i bhfad níos mó ná na hinnéacsanna céad ordaithe, is cinnte go mbeidh idirghníomhaíochtaí ardoird ar siúl. Is féidir linn na hidirghníomhaíochtaí ardoird seo a fheiceáil trí bhreathnú ar na hinnéacsanna dara hord:
Is féidir linn a thabhairt faoi deara go bhfuil idirghníomhaíochtaí suntasacha ag x1 agus x3. Ina dhiaidh sin, féadfar an toradh a chlaochlú go Pandas DataFrame le haghaidh tuilleadh staidéir.
5. Breacadh
Ar mhaithe le do chaoithiúlacht, soláthraítear áiseanna cairteacha bunúsacha. Táirgeann an fheidhm plota() réada ais matplotlib le haghaidh ionramhála ina dhiaidh sin.
Conclúid
Is foireann uirlisí sofaisticiúla um anailísiú íogaireachta é SALib. I measc na dteicnící eile i SALib tá an Tástáil Íogaireachta Aimplitiúid Fourier (FAST), Modh Morris, agus Beart Neamhspleách Delta-Moment. Cé gur leabharlann Python é, tá sé beartaithe oibriú le samhlacha de chineál ar bith.
Tairgeann SALib comhéadan ordú-líne atá éasca le húsáid chun ionchuir mhúnla a chruthú agus chun aschuir mhúnla a mheasúnú. Seiceáil amach doiciméadú SALIb níos mó a fhoghlaim.
Leave a Reply