/// <summary>
/// проверка на соответствие нормальному закону распределния ряда. озвращая критерий согласия Пирсона для этого ряда
/// http://www.ekonomstat.ru/kurs-lektsij-po-teorii-statistiki/403-proverka-sootvetstvija-rjada-raspredelenija.html
/// https://life-prog.ru/2_84515_proverka-po-kriteriyu-hi-kvadrat.html критерий пирсона
/// https://math.semestr.ru/group/example-normal-distribution.php для нормального распределения
/// </summary>
/// <param name="range">ряд</param>
/// <param name="parameter">проверяемый параметр</param>
/// <returns></returns>
private static double checkNormalLaw(RawRange range, MeteorologyParameters parameter)
{
GradationInfo <GradationItem> grads;
switch (parameter)
{
case MeteorologyParameters.Speed:
grads = new GradationInfo <GradationItem>(0, SPEED_GRADATION_STEP, range.Max((item) => { return(item.Speed); })); //градации скорости
break;
case MeteorologyParameters.Direction:
StatisticalRange <WindDirections16> srwd = StatisticEngine.GetDirectionExpectancy(range, GradationInfo <WindDirections16> .Rhumb16Gradations);
return(0);
case MeteorologyParameters.Temperature:
grads = new GradationInfo <GradationItem>(0, TEMPERATURE_GRADATION_STEP, range.Max((item) => { return(item.Temperature); })); //градации температуры
break;
case MeteorologyParameters.Wetness:
grads = new GradationInfo <GradationItem>(0, WETNESS_GRADATION_STEP, range.Max((item) => { return(item.Wetness); })); //градации влажности
break;
default: throw new WindEnergyException("Этот параметр не реализован");
}
//РАСЧЕТ ДЛЯ ВСЕХ, КРОМЕ НАПРАВЛЕНИЙ
StatisticalRange <GradationItem> stat_range = StatisticEngine.GetExpectancy(range, grads, parameter); //статистический ряд
// TODO: расчет критерия пирсона для ряда
return(0);
}
/// <summary>
/// преобразует ряд наблюдений в статистику
/// </summary>
/// <param name="range"></param>
public Dataset(RawRange range, MeteorologyParameters param, IHoursModel model) : this()
{
for (int i = 1; i <= 12; i++) //цикл по месяцам
{
switch (param)
{
case MeteorologyParameters.AllSkyInsolation:
double aver = (from t in range
where t.Date.Month == i
select t.AllSkyInsolation).Average();
DataHours <double> hours = model.GetData(aver, param);
Months month = (Months)i;
this[month] = hours;
break;
case MeteorologyParameters.ClearSkyInsolation:
double aver2 = (from t in range
where t.Date.Month == i
select t.ClearSkyInsolation).Average();
DataHours <double> hours2 = model.GetData(aver2, param);
Months month2 = (Months)i;
this[month2] = hours2;
break;
default: throw new Exception("Этот параметр не реализован");
}
}
}
public DataHours <double> GetData(double dailySum, MeteorologyParameters allSkyInsolation)
{
DataHours <double> res = new DataHours <double>();
for (int i = 0; i < 24; i++)
{
res.Add(i, dailySum / 24d);
}
return(res);
}
/// <summary>
/// возвращает минимальное ограничение для заданого параметра
/// </summary>
/// <param name="paramter">тип параметра</param>
/// <returns></returns>
internal double GetMinimal(MeteorologyParameters paramter)
{
switch (paramter)
{
case MeteorologyParameters.Direction:
double min = directionInclude.Min(new Func <Diapason <double>, double>((diapason) =>
{
return(diapason.From);
}));
return(min);
case MeteorologyParameters.Speed:
double mins = speedInclude.Min(new Func <Diapason <double>, double>((diapason) =>
{
return(diapason.From);
}));
return(mins);
default: throw new Exception("Этот параметр не реализован");
}
}
/// <summary>
/// создание нового интерполятора с заданными значениями на основе существующего базового ряда наблюдения
/// </summary>
/// <param name="func">известные значения функции в заданной точке</param>
/// <param name="baseRange">базовый ряд (с ближайшей МС), на основе которого будет происходить восстановление</param>
/// <param name="parameterType">тип мтеорологического параметра</param>
/// <param name="replaceExistMeasurements">Заменять существующие измерения в исходном ряде на расчетные</param>
public NearestMSInterpolateMethod(Dictionary <double, double> func, RawRange baseRange, MeteorologyParameters parameterType, bool replaceExistMeasurements)
{
if (func.Keys.Count == 0)
{
Empty = true; return;
}
Empty = false;
this.parameterType = parameterType;
this.func = func;
this.replaceExistMeasurements = replaceExistMeasurements;
this.nearestRange = baseRange;
//расчет диапазона сделанных измерений
baseRange = new RawRange(baseRange.OrderBy(x => x.Date).ToList());
interpolationDiapason.From = Math.Max(baseRange[0].DateArgument, func.Keys.Min()); //максимальную дату из начал каждой функции
interpolationDiapason.To = Math.Min(baseRange[baseRange.Count - 1].DateArgument, func.Keys.Max()); //минимальную дату из концов каждой функции
double a = 0, b = 0, r = 0; //коэффициенты прямой и коэффициент корреляции
Dictionary <double, double> baseFunc = baseRange.GetFunction(parameterType); //функция базового ряда
List <double>[] tableCoeff = calcTableCoeff(func, baseFunc); //таблица для расчёта коэффициентов a, b, r
a = getParameterA(tableCoeff); //коэффициенты прямой
b = getParameterB(tableCoeff, a);
r = getParameterR(tableCoeff); //коэффициент корреляции
//проверка попадания коэфф корреляции в допустимый диапазон (если для этого параметра надо проверять диапазон)
if (r < Vars.Options.MinimalCorrelationCoeff && Vars.Options.MinimalCorrelationControlParametres.Contains(parameterType))
{
throw new Exception("Недостаточное коррелирование функций");
}
//ФУНКЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ
getRes = new Func <double, double>((x) =>
{
//если в исходном ряде есть это значение и не надо заменять исходное, то его и возвращаем
if (func.ContainsKey(x) && !replaceExistMeasurements)
{
return(func[x]);
}
//Если в базовой функции нет измерения за этой время, то возвращаем NaN
//иначе расчитываем скорость по полученной зависимости.
if (!baseFunc.ContainsKey(x))
{
return(double.NaN);
}
else
{
if (baseFunc[x] == 0) //если в базовой функции это значение равно нулю, то возвращаем NaN, чтоб не завышать результат прибавлением b
{
return(double.NaN);
}
else
{
return(a * baseFunc[x] + b);
}
}
});
}
/// <summary>
/// создание нового интерполятора с заданными значениями на основе существующего интерполятора (в том случае, если для этой точки уже был создан интерполятор)
/// </summary>
/// <param name="func">известные значения функции</param>
/// <param name="baseInterpolator">интерполятор, откуда взять ряд наблюдения для этого экземпляра</param>
/// <param name="parameterType">тип параметра для восстановления</param>
/// <param name="replaceExistMeasurements">Заменять существующие измерения в исходном ряде на расчетные</param>
public NearestMSInterpolateMethod(Dictionary <double, double> func, NearestMSInterpolateMethod baseInterpolator, MeteorologyParameters parameterType, bool replaceExistMeasurements)
: this(func, baseInterpolator.nearestRange, parameterType, replaceExistMeasurements)
{
}
/// <summary>
/// создаёт новый интерполятор для заданной точки с заданной функций и типом расчетного параметра
/// </summary>
/// <param name="func">известные значения функции в заданной точке</param>
/// <param name="coordinates">координаты точки, для которой известны значения func</param>
/// <param name="parameterType">тип мтеорологического параметра</param>
/// <param name="replaceExistMeasurements">Заменять существующие измерения в исходном ряде на расчетные</param>
public NearestMSInterpolateMethod(Dictionary <double, double> func, PointLatLng coordinates, MeteorologyParameters parameterType, bool replaceExistMeasurements)
: this(func, getNearestRange(func, coordinates), parameterType, replaceExistMeasurements)
{
}
/// <summary>
/// ищет наиболее подходящую к заданной точке МС и получает её ряд. Если ряд не найден, то возвращает null
/// </summary>
/// <param name="coordinates"></param>
/// <param name="r"></param>
/// <param name="actionPercent"></param>
/// <param name="Range">ряд, для которого подбирается функция</param>
/// <exception cref="GetBaseRangeException">Возвращает иснформацию о параметрах, мешающих получить ближайшую МС</exception>
/// <returns></returns>
internal static RawRange TryGetBaseRange(RawRange Range, PointLatLng coordinates, out double r, Action <int, string> actionPercent)
{
bool nlaw = CheckNormalLaw(Range, Vars.Options.NormalLawPirsonCoefficientDiapason);
if (!nlaw)
{
throw new WindEnergyException("Исходный ряд не подчиняется нормальному закону распределения");
}
DateTime from = Range.Min((ri) => ri.Date).Date, to = Range.Max((ri) => ri.Date).Date;
List <RP5MeteostationInfo> mts = Vars.RP5Meteostations.GetNearestMS(coordinates, Vars.Options.NearestMSRadius, false);
Dictionary <double, double> funcSpeed = Range.GetFunction(MeteorologyParameters.Speed); //функция скорости на заданном ряде
RawRange res = null;
double rmax = double.MinValue, total_rmax = double.MinValue;
RP5ru provider = new RP5ru(Vars.Options.CacheFolder + "\\rp5.ru");
for (int i = 0; i < mts.Count; i++)
{
if (actionPercent != null)
{
actionPercent.Invoke((int)((i * 1d / mts.Count) * 100d), "Поиск подходящей МС...");
}
RP5MeteostationInfo m = mts[i];
//если нет диапазона измерений в БД, то загружаем с сайта
if (m.MonitoringFrom == DateTime.MinValue)
{
provider.GetMeteostationExtInfo(ref m);
}
//если для этой МС нет наблюдений в этом периоде, то переходим на другую
if (m.MonitoringFrom > from)
{
continue;
}
//загрузка ряда с очередной МС
RawRange curRange = null;
try
{ curRange = provider.GetRange(from, to, m); }
catch (WindEnergyException wex) // если не удалось получить ряд этой МС, то переходим к следующей
{ continue; }
curRange = new Checker().ProcessRange(curRange, new CheckerParameters(LimitsProviders.StaticLimits, curRange.Position), out CheckerInfo info, null); //исправляем ошибки
//СКОРОСТЬ
MeteorologyParameters parameter = MeteorologyParameters.Speed;
Dictionary <double, double> funcSpeedCurrentNearest = curRange.GetFunction(parameter); //функция скорости на текущей МС
//проверка на нормальный закон распределения
bool normal = CheckNormalLaw(curRange, Vars.Options.NormalLawPirsonCoefficientDiapason);
if (!normal)
{
continue;
}
//расчёт и проверка коэфф корреляции
List <double>[] table = calcTableCoeff(funcSpeed, funcSpeedCurrentNearest); //таблица для расчет коэффициентов
double current_r = getParameterR(table); //коэффициент корреляции
//общий максимальный коэфф корреляции
if (current_r > total_rmax)
{
total_rmax = current_r;
}
//проверяем, можно ли взять эту МС
if (current_r > rmax)
{
//истина, если надо проверять этот параметр на допустимый диапазон корреляции
bool needCheck = Vars.Options.MinimalCorrelationControlParametres.Contains(parameter);
if ((needCheck && current_r >= Vars.Options.MinimalCorrelationCoeff) || !needCheck)
{
rmax = current_r;
res = curRange;
}
}
}
r = rmax;
if (res == null)
{
RP5MeteostationInfo mi = Vars.RP5Meteostations.GetNearestMS(coordinates);
double l = EarthModel.CalculateDistance(mi.Position, coordinates);
throw new GetBaseRangeException(total_rmax, Vars.Options.MinimalCorrelationCoeff, l, mts.Count, Vars.Options.NearestMSRadius, coordinates);
}
return(res);
}
/// <summary>
/// получить статистический ряд по заданным значениям и заданным градациям
/// </summary>
/// <param name="range"></param>
/// <param name="gradations"></param>
/// <param name="parameter"></param>
/// <returns></returns>
public static StatisticalRange <GradationItem> GetExpectancy(IList <RawItem> range, GradationInfo <GradationItem> gradations, MeteorologyParameters parameter = MeteorologyParameters.Speed)
{
List <double> rang;
switch (parameter)
{
case MeteorologyParameters.Speed:
rang = new List <double>(from t in range select t.Speed);
break;
case MeteorologyParameters.Direction:
rang = new List <double>(from t in range select t.Direction);
break;
case MeteorologyParameters.Temperature:
rang = new List <double>(from t in range select t.Temperature);
break;
case MeteorologyParameters.Wetness:
rang = new List <double>(from t in range select t.Wetness);
break;
default: throw new WindEnergyException("Этот параметр не реализован");
}
StatisticalRange <GradationItem> r = new StatisticalRange <GradationItem>(rang, gradations);
return(r);
}