Объекты временных рядов и наборы

Типы временного ряда и их использования

Объекты временных рядов MATLAB® имеют два типа:

  • timeseries — Хранит данные и временные стоимости, а также информацию о метаданных, которая включает модули, события, качество данных и метод интерполяции

  • tscollection — Хранит набор timeseries объекты, которые совместно используют общий временной вектор, удобный для выполнения операций на синхронизируемых временных рядах с различными модулями

В этом разделе рассматриваются следующие темы:

  • Используя конструкторов временных рядов, чтобы инстанцировать классов временных рядов

  • Изменение свойств объектов с помощью set методы или запись через точку

  • Вызывание функций временных рядов и методов

Получить быстрое представление о программировании с timeseries и tscollection объекты, выполните шаги в Примере: Объекты временных рядов и методы.

Выборка данных временных рядов

Правильно изучать описание timeseries свойства объектов и методы в этой документации, важно разъяснить некоторые условия, связанные с тем, чтобы хранить данные в timeseries объект — различие между значением данных и выборкой данных.

Значение данных является одним, скалярным значением, зарегистрированным в определенное время. Выборка данных состоит из одного или нескольких значений, сопоставленных с определенным временем в timeseries объект. Количество выборок данных во временных рядах совпадает с длиной временного вектора.

Например, рассмотрите данные, которые состоят из трех сигналов датчика: два сигнала представляют положение объекта в метрах, и третье представляет свою скорость в метрах/секунда.

Чтобы ввести матрицу данных, введите следующее в посдказке MATLAB:

x = [-0.2 -0.3 13;
     -0.1 -0.4 15;
      NaN  2.8 17;
      0.5 0.3 NaN;
     -0.3 -0.1 15]

NaN значение представляет недостающее значение данных. MATLAB отображает следующее 5 3 матрица:

 x=
   -0.2000   -0.3000   13.0000
   -0.1000   -0.4000   15.0000
    NaN       2.8000   17.0000
    0.5000    0.3000       NaN
   -0.3000   -0.1000   15.0000

Первые два столбца x содержите количества с теми же модулями, и можно создать многомерный timeseries возразите, чтобы сохранить эти два временных рядов. Для получения дополнительной информации о создании timeseries объекты, смотрите Конструктора Временных рядов. Следующая команда создает timeseries объект ts_pos сохранить значения положения:

ts_pos = timeseries(x(:,1:2), 1:5, 'name', 'Position')

MATLAB отвечает путем отображения следующих свойств ts_pos:

timeseries

  Common Properties:
            Name: 'Position'
            Time: [5x1 double]
        TimeInfo: [1x1 tsdata.timemetadata]
            Data: [5x2 double]
        DataInfo: [1x1 tsdata.datametadata]

  More properties, Methods

Length из временного вектора, который является 5 в этом примере, равняется количеству выборок данных в timeseries объект. Найдите размер выборки данных в ts_pos путем ввода следующего в посдказке MATLAB:

getdatasamplesize(ts_pos)

ans =

     1     2

Точно так же можно создать второй timeseries объект хранить скоростные данные:

ts_vel = timeseries(x(:,3), 1:5, 'name', 'Velocity');

Найдите размер каждой выборки данных в ts_vel путем ввода следующего:

getdatasamplesize(ts_vel)

ans =

     1     1

Заметьте тот ts_vel имеет одно значение данных в каждой выборке данных и ts_pos имеет два значения данных в каждой выборке данных.

Примечание

В общем случае, когда данные временных рядов являются M-by-N-by-P-by-... многомерный массив с выборками M, размер каждой выборки данных является N-by-P-by-....

Если вы хотите выполнить операции на ts_pos и ts_vel timeseries объекты при хранении их синхронизировались, сгруппируйте их в наборе временных рядов. Для получения дополнительной информации смотрите Синтаксис Конструктора Набора временных рядов.

Пример: Объекты временных рядов и методы

Создание объектов временных рядов

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как создать несколько timeseries объекты от массива. Для получения дополнительной информации о timeseries возразите, смотрите Конструктора Временных рядов.

Импортируйте выборочные данные из count.dat к рабочему пространству MATLAB.

load count.dat

Это добавляет матрицу 24х3, count, к рабочей области. Каждый столбец count представляет почасовые количества транспортного средства на каждом из трех городских пересечений.

Просмотрите count матрица.

count

Создайте три timeseries объекты хранить данные, собранные на каждом пересечении.

count1 = timeseries(count(:,1), 1:24,'name', 'intersection1');
count2 = timeseries(count(:,2), 1:24,'name', 'intersection2');
count3 = timeseries(count(:,3), 1:24,'name', 'intersection3');

Примечание

В вышеупомянутой конструкции, timeseries объекты имеют обоих имя переменной (например, count1) и внутреннее имя объекта (например, intersection1). Имя переменной используется с функциями MATLAB. Имя объекта является свойством объекта, к которому получают доступ с методами объекта. Для получения дополнительной информации о timeseries свойства объектов и методы, см. Методы Time Series Properties и Time Series.

По умолчанию временные ряды имеют временной вектор, имеющий модули секунд и времени начала 0 секунд. Пример создает count1, count2, и count3 временные ряды возражают с временами запуска 1 секунды, временем окончания 24 секунд и шагом с 1 секундой. Вы измените единицы измерения времени в часы в Изменении Модулей Временных рядов и Метода интерполяции.

Примечание

Если вы хотите создать timeseries возразите что группы эти три столбца данных в count, используйте следующий синтаксис:

count_ts = timeseries(count, 1:24,'name','traffic_counts')

Это полезно, когда все временные ряды имеют те же модули, и вы хотите сохранить их, синхронизировался во время вычислений.

Просмотр объектов временных рядов

После создания timeseries объект, как описано в Создании Объектов Временных рядов, можно просмотреть его в редакторе Переменных.

Просмотреть timeseries возразите как count1 в редакторе Переменных используйте любой из следующих методов:

  • Введите open('count1') в командной строке.

  • На вкладке Home, в разделе Variable, нажимают Open Variable и выбирают count1. Этот метод не доступен в MATLAB Online™.

Изменение модулей временных рядов и метода интерполяции

После создания timeseries объект, как описано в Создании Объектов Временных рядов, можно изменить его модули и метод интерполяции с помощью записи через точку.

Просмотрите текущие свойства count1.

get(count1)

MATLAB отображает текущие значения свойств count1 timeseries объект.

Просмотрите текущий DataInfo свойства с помощью записи через точку.

count1.DataInfo

Измените модули данных для count1 к 'cars'.

count1.DataInfo.Units = 'cars';

Установите метод интерполяции для count1 к нулевому порядку содержат.

count1.DataInfo.Interpolation = tsdata.interpolation('zoh');

Проверьте что DataInfo свойства были изменены.

count1.DataInfo

Измените единицы измерения времени, чтобы быть 'hours' для трех временных рядов.

count1.TimeInfo.Units = 'hours';
count2.TimeInfo.Units = 'hours';
count3.TimeInfo.Units = 'hours';

Определение Событий

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как задать события для timeseries объект при помощи tsdata.event вспомогательный объект. События отмечают данные в конкретные моменты времени. Когда вы отображаете данные на графике, маркеры события отображены на графике. События также обеспечивают удобный способ синхронизировать несколько временных рядов.

Добавьте два события в данные, которые отмечают времена поездки на работу AM и поездки на работу PM.

Создайте и добавьте первое событие во все временные ряды. Первое событие имеет место в 8:00.

e1 = tsdata.event('AMCommute',8);
e1.Units = 'hours';            % Specify the units for time
count1 = addevent(count1,e1);  % Add the event to count1
count2 = addevent(count2,e1);  % Add the event to count2
count3 = addevent(count3,e1);  % Add the event to count3

Создайте и добавьте второе событие во все временные ряды. Второе событие имеет место в 18:00.

e2 = tsdata.event('PMCommute',18);
e2.Units = 'hours';            % Specify the  units for time
count1 = addevent(count1,e2);  % Add the event to count1
count2 = addevent(count2,e2);  % Add the event to count2
count3 = addevent(count3,e2);  % Add the event to count3

Постройте временные ряды, count1.

figure
plot(count1)

Когда вы строите любые из временных рядов, метод графика, заданный для событий отображений объектов временных рядов как маркеры. Маркерами по умолчанию красные заполненные круги.

График отражает тот count1 нулевой порядок "интерполяции использования содержит".

Постройте count2.

plot(count2)

Если вы строите временные ряды count2, это заменяет count1 отображение. Вы видите его события и что это использует линейную интерполяцию.

Наложите графики временных рядов установки hold on.

hold on
plot(count3)

Создание объектов набора временных рядов

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как создать tscollection объект. Каждые отдельные временные ряды в наборе называются членом. Для получения дополнительной информации о tscollection возразите, смотрите Конструктора Набора временных рядов.

Примечание

Как правило, вы используете tscollection возразите, чтобы сгруппироваться, синхронизировал временные ряды, которые имеют различные модули. В этом простом примере все временные ряды имеют те же модули и tscollection объект не обеспечивает преимущество перед группировкой трех временных рядов в одном timeseries объект. Для примера того, как сгруппировать несколько временных рядов в одном timeseries возразите, смотрите Объекты Временных рядов Создания.

Создайте tscollection возразите названному count_coll и используйте синтаксис конструктора, чтобы сразу добавить два из трех временных рядов в настоящее время в рабочем пространстве MATLAB (вы добавите третьи временные ряды позже).

tsc = tscollection({count1 count2},'name', 'count_coll')

Примечание

Временные векторы timeseries объекты вы добавляете к tscollection должен соответствовать.

Заметьте что Name свойство timeseries объекты используются, чтобы назвать члены набора как intersection1 и intersection2.

Добавьте третий timeseries объект в рабочей области к tscollection.

tsc = addts(tsc, count3)

Перечислены все три члена в наборе.

Передискретизация объекта набора временных рядов

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как передискретизировать каждый член в tscollection использование нового временного вектора. Операция передискретизации используется, чтобы или выбрать существующие данные в определенных временных стоимостях или интерполировать данные в более прекрасных интервалах. Если новый временной вектор содержит временные стоимости, которые не существовали в предыдущем временном векторе, новые значения данных вычисляются с помощью метода интерполяции по умолчанию, который вы сопоставили с временными рядами.

Передискретизируйте временные ряды, чтобы включать значения данных каждые 2 часа вместо каждого часа и сохранить его как новый tscollection объект.

tsc1 = resample(tsc,1:2:24)

В некоторых случаях вам может быть нужна более прекрасная выборка информации, чем вы в настоящее время имеете, и разумно получить его путем интерполяции значений данных.

Интерполируйте значения в каждой получасовой метке.

tsc1 = resample(tsc,1:0.5:24)

К добавленным стоимостям в каждой получасовой метке используется метод интерполяции по умолчанию временных рядов. Например, новые точки данных в intersection1 вычисляются при помощи нулевого порядка, содержат метод интерполяции, который содержит значение предыдущей демонстрационной константы. Вы устанавливаете метод интерполяции для intersection1 как описано в Изменении Модулей Временных рядов и Метода интерполяции.

Новые точки данных в intersection2 и intersection3 вычисляются с помощью линейной интерполяции, которая является методом по умолчанию.

Постройте члены tsc1 с маркерами, чтобы видеть результаты интерполяции.

hold off                % Allow axes to clear before plotting
plot(tsc1.intersection1,'-xb','Displayname','Intersection 1')

Вы видите, что точки данных были интерполированы в получасовых интервалах, и что Пересечение, которое 1 нулевой порядок "интерполяции использования содержит", в то время как другие два члена используют линейную интерполяцию.

Обеспечьте график в фигуре, в то время как вы добавляете другие два члена в график. Поскольку plot метод подавляет подписи по осям в то время как hold on, также добавьте легенду, чтобы описать три ряда.

hold on
plot(tsc1.intersection2,'-.xm','Displayname','Intersection 2')
plot(tsc1.intersection3,':xr','Displayname','Intersection 3')
legend('show','Location','NorthWest')

Добавление выборки данных к объекту набора временных рядов

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как добавить выборку данных в tscollection.

Добавьте выборку данных в intersection1 член набора в 3,25 часа (т.е. спустя 15 минут после часа).

tsc1 = addsampletocollection(tsc1,'time',3.25,...
       'intersection1',5);

В tsc1 существует три члена набор и добавление выборки данных одному члену добавляют выборку данных в другие два члена в 3,25 часа. Однако, потому что вы не задавали значения данных для intersection2 и intersection3 в новой выборке отсутствующие значения представлены NaNs для этих членов. Чтобы изучить, как удалить или интерполировать недостающие значения данных, смотрите, что Удаление пропускает Данные и Интерполирует Недостающие Данные.

tsc1 Данные от 2,0 до 3.5 часов

Часы

Пересечение 1

Пересечение 2

Пересечение 3

2.0

7

13

11

2.5

7

15

15.5

3.0

14

17

20

3.25

5

NaN

NaN

3.5

14

15

14.5

Просмотреть весь intersection1 данные (включая новую выборку в 3,25 часа), ввести

tsc1.intersection1

Точно так же просмотреть весь intersection2 данные (включая новую выборку в 3,25 часа, содержащие NaN значение), ввести

tsc1.intersection2

Удаление и интерполяция недостающих данных

Объекты временных рядов используют NaNs, чтобы представлять недостающие данные. Этот фрагмент примера иллюстрирует, как или удалить недостающие данные или интерполировать значения для них при помощи метода интерполяции, который вы задали для тех временных рядов. В Добавлении Выборки Данных к Объекту Набора временных рядов вы добавили новую выборку данных в tsc1 набор в 3,25 часа.

Как tsc1 набор имеет три члена, добавляя, что выборка данных одному члену добавила выборку данных в другие два члена в 3,25 часа. Однако, потому что вы не задавали значения данных для intersection2 и intersection3 члены в 3,25 часа, они в настоящее время содержат отсутствующие значения, представленные NaNs.

Удаление Недостающих Данных.  Найдите и удалите выборки данных, содержащие значения NaN в tsc1 набор.

tsc1 = delsamplefromcollection(tsc1,'index',...
       find(isnan(tsc1.intersection2.Data)));

Эта команда ищет один tscollection член за один раз — в этом случае, intersection2. Когда отсутствующее значение расположено в intersection2, данные в то время удалены от всех членов tscollection.

Примечание

Используйте синтаксис записи через точку, чтобы получить доступ к Data свойство intersection2 член в tsc1 набор:

tsc1.intersection2.Data

Для полного списка timeseries свойства, смотрите Time Series Properties.

Интерполяция Недостающих Данных.  Ради этого примера повторно введите NaN значения в intersection2 и intersection3.

tsc1 = addsampletocollection(tsc1,'time',3.25,...
       'intersection1',5);

Интерполируйте отсутствующие значения в tsc1 использование вектора текущего времени (tsc1.Time).

tsc1 = resample(tsc1,tsc1.Time);

Это заменяет NaN значения в intersection2 и intersection3 при помощи линейной интерполяции — метод интерполяции по умолчанию для этих временных рядов.

Примечание

Запись через точку tsc1.Time используется, чтобы получить доступ к Time свойство tsc1 набор. Для полного списка tscollection свойства, смотрите Time Series Collection Properties.

К представлению intersection2 данные после интерполяции, например, типа

tsc1.intersection2

Новые tsc1 Данные от 2,0 до 3.5 Часов

Часы

Пересечение 1

Пересечение 2

Пересечение 3

2.0

7

13

11

2.5

7

15

15.5

3.0

14

17

20

3.25

5

16

17.3

3.5

14

15

14.5

Удаление временного ряда из набора временных рядов

Удалите intersection3 временные ряды от tscollection объект tsc1.

tsc1 = removets(tsc1,'intersection3')

Два временных рядов как члены в наборе теперь перечислены.

Отображение значений временного вектора как строки даты

Этот фрагмент примера иллюстрирует, как управлять форматом в который числовое отображение временного вектора, с помощью строк даты MATLAB. Для полного списка форматов строки даты MATLAB, поддержанных для timeseries и tscollection объекты, см. определение определения временного вектора в timeseries страница с описанием.

Чтобы использовать строки даты, необходимо установить StartDate поле TimeInfo свойство. Все значения во временном векторе преобразованы в строки даты с помощью StartDate как ссылочная дата.

Предположим, что ссылочная дата происходит 25 декабря 2009.

tsc1.TimeInfo.Units = 'hours';
tsc1.TimeInfo.StartDate = '25-DEC-2009 00:00:00';

Так же к тому, что вы сделали с count1, count2, и count3 объекты временных рядов, набор модули данных к tsc1 члены к строке 'car count'.

tsc1.intersection1.DataInfo.Units = 'car count';
tsc1.intersection2.DataInfo.Units = 'car count';

Графическое изображение участников набора временных рядов

Чтобы отобразить данные на графике в наборе временных рядов, вы строите его члены по одному.

Первый график tsc1 член intersection1.

hold off
plot(tsc1.intersection1);

Когда вы строите член набора временных рядов, его единицы измерения времени отображаются на x- ось и ее модули данных отображаются на yось. Заголовок графика отображен как 'Time Series Plot:<member name>'.

Если вы используете ту же фигуру, чтобы построить различный член набора, никакого отображения аннотаций. Временные ряды plot метод не пытается обновить метки и заголовки когда hold on потому что дескрипторы для ряда могут отличаться.

Постройте intersection1 и intersection2 в той же фигуре. Предотвратите перезапись графика, но удалите подписи по осям и заголовок. Добавьте легенду и установите DisplayName свойство ряда линии пометить каждый член.

plot(tsc1.intersection1,'-xb','Displayname','Intersection 1')
hold on
plot(tsc1.intersection2,'-.xm','Displayname','Intersection 2')
legend('show','Location','NorthWest')

График теперь включает два временных рядов в набор: intersection1 и intesection2. Графический вывод второго графика стер метки на первом графике.

Наконец, измените строки даты на x- ось к hours и постройте два члена набора временных рядов снова с легендой.

Задайте единицы измерения времени, чтобы быть 'часами' для набора.

tsc1.TimeInfo.Units = 'hours';

Задайте формат для отображения времени.

tsc1.TimeInfo.Format = 'HH:MM';

Воссоздайте последний график с новыми единицами измерения времени.

hold off
plot(tsc1.intersection1,'-xb','Displayname','Intersection 1')

% Prevent overwriting plot, but remove axis labels and title.
hold on
plot(tsc1.intersection2,'-.xm','Displayname','Intersection 2')
legend('show','Location','NorthWest')

% Restore the labels with the |xlabel| and |ylabel| commands and overlay a
% data grid.
xlabel('Time (hours)')
ylabel('car count')
grid on

Для получения дополнительной информации о графическом выводе опций для временных рядов смотрите timeseries.

Конструктор временных рядов

Прежде, чем реализовать различные функции MATLAB и методы, специально предназначенные, чтобы обработать данные временных рядов, необходимо создать timeseries объект хранить данные. Смотрите timeseries для timeseries синтаксис конструктора Object.

Для примера использования конструктора смотрите Объекты Временных рядов Создания.

Time Series Properties

Смотрите timeseries для описания всего timeseries свойства объектов. Можно задать Data, IsTimeFirstИмя, Quality, и Time свойства как входные параметры в конструкторе. Чтобы присвоить другие свойства, используйте set функциональная или запись через точку.

Примечание

Чтобы получить информацию свойства из командной строки, введите help timeseries/tsprops в посдказке MATLAB.

Для примера редактирования timeseries свойства объектов, смотрите Модули Временных рядов Изменения и Метод интерполяции.

Методы timeseries

Для описания все время серийных методов, смотрите timeseries.

Конструктор набора временных рядов

Введение

Объект MATLAB, названный tscollection, переменная MATLAB что группы несколько временных рядов с общим временным вектором. timeseries объекты, которые вы включаете в tscollection объект называется членами этого набора и обладает несколькими методами для удобного анализа и манипуляции timeseries.

Синтаксис конструктора набора временных рядов

Прежде чем вы реализуете методы MATLAB, специально предназначенные, чтобы работать с набором timeseries объекты, необходимо создать tscollection объект хранить данные.

Следующая таблица обобщает синтаксис для использования tscollection конструктор. Для примера использования этого конструктора смотрите Объекты Набора временных рядов Создания.

Описания синтаксиса набора временных рядов

Синтаксис

Описание

tsc = tscollection(ts)

Создает tscollection объект tsc это включает один или несколько timeseries объекты.

ts аргумент может быть одним из следующего:

  • Один timeseries объект в рабочем пространстве MATLAB

  • Массив ячеек timeseries объекты в рабочем пространстве MATLAB

timeseries объекты совместно используют тот же временной вектор в tscollection.

tsc = tscollection(Time)

Создает пустой tscollection объект с временным вектором Time.

Когда временные стоимости являются строками даты, необходимо задать Time как массив ячеек строк даты.

tsc = tscollection(Time, TimeSeries, 'Parameter', Value, ...)

Опционально введите следующие пары значения параметров после Time и TimeSeries аргументы:

Time Series Collection Properties

Эта таблица приводит свойства tscollection объект. Можно задать NameВремя, и TimeInfo свойства как входные параметры в tscollection конструктор.

Описания свойства набора временных рядов

Свойство

Описание

Name

tscollection имя объекта, введенное как строка. Это имя может отличаться от имени tscollection переменная в рабочем пространстве MATLAB.

Time

Вектор временных стоимостей.

Когда TimeInfo.StartDate пусто, числовой Time значения измеряются относительно 0 в заданных модулях. Когда TimeInfo.StartDate задан, временные стоимости представляют строки даты, измеренные относительно StartDate в заданных модулях.

Длина Time должен совпадать или с первым или с последней размерностью Data свойство каждого tscollection член.

TimeInfo

Использует следующие поля, чтобы хранить контекстную информацию о Time:

  • Units — Единицы измерения времени со следующими значениями: 'weeks'дничасыминутысекундымиллисекунды, 'microseconds', и 'nanoseconds'

  • Start Время начала

  • End — Время окончания (только для чтения)

  • Increment — Интервал между двумя последующими временными стоимостями. Шагом является NaN когда времена однородно не производятся.

  • Length — Длина временного вектора (только для чтения)

  • Format — Строка, задающая формат отображения строки даты. Смотрите datestr MATLAB страница ссылки на функцию для получения дополнительной информации.

  • StartDate — Строка даты, задающая ссылочную дату. Смотрите setabstime MATLAB страница ссылки на функцию для получения дополнительной информации.

  • UserData — Хранит любую дополнительную пользовательскую информацию

Методы набора временных рядов

Общие Методы Набора временных рядов.  Используйте следующие методы, чтобы запросить и установить свойства объектов и отобразить данные на графике.

Методы для запроса свойств

Метод

Описание

get

Запросите tscollection значения свойства объекта.

isempty

Оцените к true для пустого tscollection объект.

length

Возвратите длину временного вектора.

plot

Постройте временные ряды в наборе.

set

Установка (tscollection) значения свойств.

size

Возвратите размер tscollection объект.

Данные и Методы обработки Времени.  Используйте следующие методы, чтобы добавить или удалить выборки данных и управлять tscollection объект.

Методы для управления данными и время

Метод

Описание

addts

Добавьте timeseries возразите против tscollection объект.

addsampletocollection

Добавьте выборки данных в tscollection объект.

delsamplefromcollection

Удалите одну или несколько выборок данных из tscollection объект.

getabstime

Извлеките временной вектор строки даты из tscollection объект в массив ячеек.

getsampleusingtime

Извлеките выборки данных из существующего tscollectionобъект в новый tscollection объект.

gettimeseriesnames

Возвратите массив ячеек имен временных рядов в tscollection объект.

horzcat

Горизонтальная конкатенация tscollection объекты. Объединения несколько timeseries объекты с тем же временным вектором в один набор временных рядов.

removets

Удалите один или несколько timeseries объекты от tscollection объект.

resample

Выберите или интерполируйте данные в tscollection объект с помощью нового временного вектора.

setabstime

Установите временные стоимости во временном векторе tscollection возразите как строки даты.

settimeseriesnames

Поменяйте имя выбранного timeseries объект в tscollection объект.

vertcat

Вертикальная конкатенация tscollection объекты. Соединения несколько tscollection объекты вдоль измерения времени.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте