Prévoir une série temporelle avec un modèle univarié TimesFM


Ce tutoriel vous explique comment utiliser la fonction AI.FORECAST avec le modèle univarié TimesFM intégré de BigQuery ML pour prévoir la valeur future d'une colonne donnée, en fonction de la valeur historique de cette colonne.

Ce tutoriel utilise les données de la table publique bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips.

Objectifs

Ce tutoriel vous explique comment utiliser la fonction AI.FORECAST avec le modèle TimesFM intégré pour prévoir les trajets en vélo en libre-service.

Coûts

Ce tutoriel utilise des composants facturables de Google Cloud, y compris:

  • BigQuery
  • BigQuery ML

Pour plus d'informations sur les coûts de BigQuery, consultez la page Tarifs de BigQuery.

Pour en savoir plus sur les coûts associés à BigQuery ML, consultez la page Tarifs de BigQuery ML.

Avant de commencer

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Prévoir les trajets en vélos en libre-service

Prévoyez les valeurs futures de la série temporelle à l'aide de la fonction AI.FORECAST.

La requête suivante prévoit le nombre de trajets en vélo en libre-service par heure pour le mois suivant (environ 720 heures), en fonction des données historiques des quatre mois précédents. L'argument confidence_level indique que la requête génère un intervalle de prédiction avec un niveau de confiance de 95 %.

Pour prévoir des données avec le modèle TimesFM, procédez comme suit:

  1. Dans la console Google Cloud, accédez à la page BigQuery.

    Accéder à BigQuery

  2. Dans l'éditeur de requête, collez la requête suivante, puis cliquez sur Exécuter:

    SELECT *
    FROM
      AI.FORECAST(
        (
          SELECT TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR) as trip_hour, COUNT(*) as num_trips
    FROM `bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips`
    WHERE subscriber_type = 'Subscriber' AND start_date >= TIMESTAMP('2018-01-01')
    GROUP BY TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR)
        ),
        horizon => 720,
        confidence_level => 0.95,
        timestamp_col => 'trip_hour',
        data_col => 'num_trips');

    Les résultats ressemblent à ce qui suit :

    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    | forecast_timestamp      | forecast_value    | confidence_level | prediction_interval_lower_bound | prediction_interval_upper_bound | ai_forecast_status |
    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    | 2018-05-01 00:00:00 UTC | 26.3045959...     |            0.95  | 21.7088378...                   | 30.9003540...                   |                    |
    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    | 2018-05-01 01:00:00 UTC | 34.0890502...     |            0.95  | 2.47682913...                   | 65.7012714...                   |                    |
    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    | 2018-05-01 02:00:00 UTC | 24.2154693...     |            0.95  | 2.87621605...                   | 45.5547226...                   |                    |
    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    | ...                     | ...               |  ...             | ...                             |  ...                            |                    |
    +-------------------------+-------------------+------------------+---------------------------------+---------------------------------+--------------------+
    

Comparer les données de prévision aux données d'entrée

Représentez graphiquement la sortie de la fonction AI.FORECAST à côté d'un sous-ensemble des données d'entrée de la fonction pour comparer les deux.

Pour représenter graphiquement la sortie de la fonction, procédez comme suit:

  1. Dans la console Google Cloud, accédez à la page BigQuery.

    Accéder à BigQuery

  2. Dans l'éditeur de requête, collez la requête suivante, puis cliquez sur Exécuter:

    WITH historical AS (
    SELECT TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR) as trip_hour, COUNT(*) as num_trips
    FROM `bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips`
    WHERE subscriber_type = 'Subscriber' AND start_date >= TIMESTAMP('2018-01-01')
    GROUP BY TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR)
    ORDER BY TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR)
    )
    SELECT * 
    FROM 
    (
    (SELECT
        trip_hour as date,
        num_trips AS historical_value,
        NULL as forecast_value,
        'historical' as type,
        NULL as prediction_interval_low,
        NULL as prediction_interval_upper_bound
    FROM
        historical
    ORDER BY historical.trip_hour DESC
    LIMIT 400)
    UNION ALL
    (SELECT forecast_timestamp AS date,
            NULL as historical_value,
            forecast_value as forecast_value, 
            'forecast' as type, 
            prediction_interval_lower_bound, 
            prediction_interval_upper_bound
    FROM
        AI.FORECAST(
        (
        SELECT * FROM historical
        ),
        horizon => 720,
        confidence_level => 0.99,
        timestamp_col => 'trip_hour',
        data_col => 'num_trips')))
    ORDER BY date asc;
  3. Une fois la requête exécutée, cliquez sur l'onglet Graphique dans le volet Résultats de la requête. Le graphique obtenu ressemble à ceci:

    Représentez graphiquement 100 points temporels de données d'entrée ainsi que les données de sortie de la fonction AI.FORECAST pour évaluer leur similarité.

    Vous pouvez constater que les données d'entrée et les données de prévision montrent une utilisation similaire du vélo partagé. Vous pouvez également constater que les limites inférieure et supérieure de l'intervalle de prédiction augmentent à mesure que les points temporels prévus s'éloignent dans le futur.

Effectuer un nettoyage

Pour éviter que les ressources utilisées lors de ce tutoriel soient facturées sur votre compte Google Cloud, supprimez le projet contenant les ressources, ou conservez le projet et supprimez les ressources individuelles.

Supprimer votre projet

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