Bithear a’ cleachdadh mion-sgrùdadh cugallachd gus faighinn a-mach dè a’ bhuaidh a bhios aig cruinneachadh de fhactaran neo-eisimeileach air caochladair eisimeileach fo chumhachan sònraichte.
Is e dòigh-obrach làidir a th’ ann airson a bhith a’ dearbhadh mar a tha toraidhean a’ mhodail a’ toirt buaidh san fharsaingeachd air toradh a’ mhodail. Anns an dreuchd seo, bheir mi sealladh farsaing air mion-sgrùdadh cugallachd a’ cleachdadh SALib, pasgan mion-sgrùdadh cugallachd Python an-asgaidh.
Bidh luach àireamhach ris an canar an clàr cugallachd, gu tric a’ riochdachadh cugallachd gach cuir a-steach. Tha grunn sheòrsaichean de chlàran cugallachd ann:
- Clàr-amais ciad-òrdugh: a’ tomhas na tha aon mhodail a’ cur a-steach don chaochlaideachd toraidh.
- Clàr-amais dàrna òrdugh: a’ tomhas na tha dà mhodail a’ cur a-steach ri caochlaideachd toraidh.
- Clàr-amais òrdugh iomlan: a’ tomhas na tha cuir a-steach modail ri caochlaideachd toraidh, a’ gabhail a-steach an dà chuid buaidhean ciad-òrdugh (an cuir a-steach ag atharrachadh leis fhèin) agus eadar-obrachaidhean àrd-ìre sam bith.
Dè th' ann an SALib?
SALib tha e stèidhichte air Python Open-an tùs inneal airson measaidhean cugallachd a dhèanamh. Tha sruth-obrach neo-cheangailte aige, a tha a’ ciallachadh nach bi e ag eadar-obrachadh gu dìreach leis a’ mhodal matamataigeach no àireamhach. An àite sin, tha SALib an urra ri bhith a’ toirt a-steach cuir a-steach a’ mhodail (tro aon de na gnìomhan sampaill) agus a’ coimpiutaireachd nan clàran cugallachd (tro aon de na gnìomhan sgrùdaidh) bho thoraidhean a’ mhodail.
Tha ceithir ceumannan ann an sgrùdadh cugallachd àbhaisteach SALib:
- Obraich a-mach am modail a-steach (parameters) agus an raon sampall airson gach fear.
- Gus cuir a-steach modail a chruthachadh, ruith an gnìomh sampall.
- Dèan measadh air a’ mhodail a’ cleachdadh na cuir a-steach a chaidh a chruthachadh agus sàbhail toraidhean a’ mhodail.
- Gus na clàran-amais cugallachd obrachadh a-mach, cleachd gnìomh mion-sgrùdaidh air na toraidhean.
Is e Sobol, Morris, agus FAST dìreach beagan de na dòighean sgrùdaidh cugallachd a thug SALib seachad. Bidh mòran fhactaran a’ toirt buaidh air an dòigh-obrach as fheàrr airson tagradh sònraichte, mar a chì sinn nas fhaide air adhart. Aig an àm seo, cumaibh cuimhne nach fheum thu ach dà ghnìomh a chleachdadh, sampall agus mion-sgrùdadh, ge bith dè an dòigh anns am bi thu a’ cleachdadh. Bheir sinn stiùireadh dhut tro eisimpleir bhunaiteach gus sealltainn mar a chleachdas tu SALib.
Eisimpleir SALib - Mion-sgrùdadh Cugallachd Sobol
San eisimpleir seo, nì sinn sgrùdadh air cugallachd Sobol a thaobh gnìomh Ishigami, mar a chithear gu h-ìosal. Air sgàth cho àrd ‘s a tha e neo-loidhneach agus neo-monotonicity, tha gnìomh Ishigami air a chleachdadh gu farsaing gus modhan sgrùdaidh mì-chinnt agus cugallachd a mheasadh.
Tha na ceumannan a 'dol mar a leanas:
1. A 'toirt a-steach SALib
Is e a’ chiad cheum na leabharlannan a tha a dhìth a chur ris. Tha na gnìomhan sampall agus mion-sgrùdadh aig SALib air an cumail gu sònraichte ann am modalan Python. Tha toirt a-steach an sampall saideal agus gnìomhan sgrùdaidh Sobol, mar eisimpleir, gu h-ìosal.
Bidh sinn cuideachd a’ cleachdadh gnìomh Ishigami, a tha ri fhaighinn mar ghnìomh deuchainn ann an SALib. Mu dheireadh, bidh sinn a’ toirt a-steach NumPy oir bidh SALib ga chleachdadh gus cuir a-steach modail agus toraidhean a stòradh ann am matrix.
2. Inntrigeadh Modail
An uair sin feumar mìneachadh a thoirt a-steach a’ mhodail. Tha gnìomh Ishigami a’ gabhail ri trì cuir a-steach: x1, x2, agus x3. Ann an SALib, bidh sinn a’ togail dict a shònraicheas an àireamh de chuir a-steach, an ainmean, agus na crìochan air gach cuir a-steach, mar a chithear gu h-ìosal.
3. Cruthaich samples agus am Modail
An uairsin thèid na sampallan a chruthachadh. Feumaidh sinn sampallan a chruthachadh a’ cleachdadh an Saltelli sampler leis gu bheil sinn a’ dèanamh mion-sgrùdadh cugallachd Sobol. Anns a 'chùis seo, is e luachan param matrix NumPy. Chì sinn gur e 8000 le 3 am matrix le bhith a’ ruith param values.shape. Chaidh 8000 sampall a chruthachadh leis an Saltelli sampler. Bidh an sampler Saltelli a 'cruthachadh shamhlaichean, far a bheil N 1024 (am paramadair a thug sinn seachad) agus D tha 3. (an àireamh de chuir a-steach modail).
Mar a chaidh a ràdh roimhe, chan eil SALib an sàs ann am measadh modail matamataigeach no coimpiutaireachd. Ma tha am modail air a sgrìobhadh ann am Python, mar as trice bidh thu a’ lùbadh tro gach sampall a-steach agus a’ measadh a’ mhodail:
Faodar na sampallan a shàbhaladh gu faidhle teacsa mura h-eil am modail air a leasachadh ann am Python:
Tha gach loidhne ann am param values.txt a’ riochdachadh aon chur-a-steach modail. Bu chòir toradh a’ mhodail a shàbhaladh gu faidhle eile san aon stoidhle, le aon toradh air gach loidhne. Às deidh sin, faodar na toraidhean a luchdachadh le:
San eisimpleir seo, tha sinn gu bhith a’ cleachdadh gnìomh Ishigami bho SALib. Faodar na gnìomhan deuchainn seo a mheasadh mar a leanas:
4. Dèan mion-sgrùdadh
Is urrainn dhuinn mu dheireadh na clàran cugallachd a thomhas às deidh dhuinn toraidhean a’ mhodail a luchdachadh gu Python. San eisimpleir seo, cleachdaidh sinn sobol.analyze gus a’ chiad, an dàrna, agus an òrdugh iomlan a thomhas.
’S e faclair Python a th’ ann an Si leis na h-iuchraichean “S1,” “S2,” “ST,” “S1 conf,” “S2 conf,” agus “ST conf.” Bidh na h-iuchraichean _conf a’ cumail na h-amannan misneachd co-cheangailte riutha, a tha mar as trice air an suidheachadh gu 95 sa cheud. Gus cur a-mach, a h-uile clàr-amais, cleachd an clò-bhualadh paramadair prìomh fhacal gu consol = True. Air neo, mar a chithear gu h-ìosal, faodaidh sinn na luachan fa leth a chlò-bhualadh bho Si.
Chì sinn gu bheil cugallachd ciad-òrdugh aig x1 agus x2, ach chan eil coltas gu bheil buaidh ciad-òrdugh sam bith aig x3.
Ma tha na clàran-amais òrdugh iomlan gu math nas motha na na clàran ciad-òrdugh, gu cinnteach bidh eadar-obrachaidhean aig ìre nas àirde a’ tachairt. Chì sinn na h-eadar-obrachaidhean àrd-ìre sin le bhith a’ coimhead air na clàran-amais dàrna òrdugh:
Chì sinn gu bheil eadar-obrachaidhean cudromach aig x1 agus x3. Às deidh sin, faodar an toradh atharrachadh gu Pandas DataFrame airson tuilleadh sgrùdaidh.
5. A 'dealbhadh
Airson do ghoireasachd, tha goireasan clàraidh bunaiteach air an toirt seachad. Bidh an gnìomh cuilbheart () a’ toirt a-mach nithean axis matplotlib airson an làimhseachadh às deidh sin.
Co-dhùnadh
Tha SALib na inneal sgrùdaidh cugallachd sòlaimte. Tha dòighean eile ann an SALib a’ toirt a-steach an Deuchainn Cugallachd Amplitude Fourier (FAST), Modh Morris, agus Tomhas Neo-eisimeileach Delta-Moment. Ged is e leabharlann Python a th’ ann, thathas an dùil obrachadh le modalan de sheòrsa sam bith.
Tha SALib a’ tabhann eadar-aghaidh loidhne-àithne a tha furasta a chleachdadh airson cuir a-steach modail a chruthachadh agus toraidhean modail a mheasadh. Dèan sgrùdadh air Sgrìobhainnean SALib gus barrachd ionnsachadh.
Leave a Reply