TS Plot Sample（時系列分析） | Alteryx Predictive Tools 道場 Advent Calendar 2018 #14

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niino

2018.12.14

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こんにちは、にいのです。

当エントリは『Alteryx Predictive Tools 道場 Advent Calendar 2018』の14日目のエントリです。エントリを書き終えたと思えばもう次の当番がやってくる、アドベントカレンダーは思った以上に大変な行事であると感じる今日この頃ですが、張り切って時系列分析をやっていきましょう！！！

クラスメソッド Alteryx Predictive Tools 道場 Advent Calendar 2018 - Qiita Alteryx Predictive Tools 道場 Advent Calendar ｜シリーズ｜ DevelopersIO

前提条件

Alteryxは「Alteryx Designer / Version 2018.4」を利用しています。

サンプルワークフローとは？

Alteryxでは、Predictive Toolを使用したサンプルワークフローを参照することができます。[Help]→[Sample Workflows]→[Predictive Tool samples]→[Predictive Analytics]から参照可能です。参照にはAlteryx Predictive Tools with Rがインストールされている必要があります。今回は14 TS Plot Sampleを使用しています。

TS Plot Sample（時系列分析）とは？

時系列分析は、ある一定の期間内の分析対象の数量変動から将来の予測をする分析手法です。例えば、年間を通したビールの売り上げを表したデータがあるとします。夏に売り上げ個数が多く、冬には少ないという場合、「夏にはビールが売れやすい」「冬は売れにくい」という予測ができます。時系列分析で作成される図は後述します。

Alteryxで時系列データ分析をする場合はTS Plot Toolを使用します。

サンプルワークフロー概要

では、実際に時系列分析を実行できるツールTS Plot Toolを使ったサンプルワークフローを見てみましょう。全体図は以下の通りです。ツールが5個配置されており、それぞれ違うアプローチの分析結果を確認できます。

インプットデータ

インプットデータに使用されているのは、2002年〜2011年までの月ごとのマウンテンリゾート予約件数です。

TS Plot Toolその１〜Time series plot〜

5つあるTS Plot Toolを順番に確認してみましょう。まずは1つめです。このフェーズではTime series plotを使って時系列順の目標変数と時間の関係を確認します。今回のケースでは、部屋の予約数と予約月の関係性について確認します。Config画面は以下の通りです。

出力結果（Rアンカー）

TS Plot Toolには2種類のアウトプット方法（Rアンカー/Iアンカー）があります。結果を静的なグラフで表示させるRアンカーの実行結果は以下の通りです。インプットデータでは2011年までのデータしかありませんでしたが、2012年の部屋の予約数の予測結果を確認できます。

出力結果（Iアンカー）

Iアンカーでは、マウスオーバーで追加情報を確認できるようなインタラクティブグラフを生成します。実行結果は以下の通りです。

TS Plot Toolその2 〜Time series decomposition plot（目標変数＝予約数）〜

2つ目のツールでは、Time series decomposition plotをプロットとして選択し、時系列を元のデータ（data）、データの傾向（trend）、データの季節性（seasonal）、残差（remainder）に分解してグラフ化します。

出力結果

上述の通り、分解された4つのデータが表示されます。なお、IアンカーはTime series plotと同一のものが表示されているので割愛します。

上記２つの分析結果より、以下3点が明らかになりました。

時間の経過とともに顕著な予約数の上昇傾向が見られる
強い季節性がある
季節性のグラフを見ると、上下の振り幅が予約数そのものの増加とともに大きくなっている

Formula Tool

前項までの結果より、季節性が予約数の予測に役立ちそうだということがわかりました。Formula Toolを使って以下の関数より対数を取得します。

log([Bookings])

対数を取得するねらいは、予約数の増加傾向が乗法的なものであるかを確認することです。前述した通り、時系列データにはデータの傾向（trend）、データの季節性（seasonal）、残差（remainder）の要素があります。これらの要素が掛け算されて目標変数の数値が上昇している乗法的なものなのか、足し算されて上昇しているものなのかを調べていきます。