使用 TimesFM 模型偵測多個時間序列的異常狀況

本教學課程將說明如何搭配 BigQuery ML 的內建 TimesFM 模型使用 AI.DETECT_ANOMALIES 函式，偵測時間序列資料中的異常狀況。

本教學課程使用公開資料表中的資料。bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips

目標

本教學課程會逐步引導您使用 AI.DETECT_ANOMALIES 函式和內建的 TimesFM 模型，偵測共享單車行程中的異常狀況。第一個部分說明如何偵測異常情況，以及如何呈現單一時間序列的結果。第二節說明如何偵測多個時間序列的異常情況。

費用

本教學課程使用 Google Cloud的計費元件，包括：

• BigQuery
• BigQuery ML

如要進一步瞭解 BigQuery 費用，請參閱 BigQuery 定價頁面。

如要進一步瞭解 BigQuery ML 費用，請參閱 BigQuery ML 定價。

事前準備

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Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

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1. 新專案會自動啟用 BigQuery。如要在現有的專案中啟用 BigQuery，請

   啟用 BigQuery API。

   啟用 API 時所需的角色

   如要啟用 API，您需要服務使用情形管理員 IAM 角色 (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin)，其中包含 serviceusage.services.enable 權限。瞭解如何授予角色。

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偵測單一共享單車行程時間序列中的異常狀況

使用 AI.DETECT_ANOMALIES 函式偵測時間序列資料中的異常狀況。

下列查詢會根據上個月的歷來資料，偵測 2017 年 8 月每小時的自行車共享行程數異常情形。anomaly_prob_threshold 引數表示識別異常狀況的門檻。

請按照下列步驟，使用 TimesFM 模型偵測異常狀況：

1. 前往 Google Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

   前往「BigQuery」

2. 在查詢編輯器中貼上下列查詢，然後按一下「執行」，查詢需要 1 到 2 分鐘才能完成：

   WITH
     bike_share_trips AS (
       SELECT
         TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR) AS trip_hour, COUNT(*) AS num_trips
       FROM `bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips`
       GROUP BY TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR)
     )
   SELECT *
   FROM
     AI.DETECT_ANOMALIES(
       (
         SELECT *
         FROM bike_share_trips
         WHERE trip_hour >= TIMESTAMP('2017-07-01') AND trip_hour < TIMESTAMP('2017-08-01')
       ),
       (
         SELECT *
         FROM bike_share_trips
         WHERE trip_hour >= TIMESTAMP('2017-08-01') AND trip_hour < TIMESTAMP('2017-09-01')
       ),
       anomaly_prob_threshold => 0.95,
       timestamp_col => 'trip_hour',
       data_col => 'num_trips');

   結果類似下方：

   +-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | time_series_timestamp   | time_series_data | is_anomaly | lower_bound        | upper_bound         | anomaly_probability | ai_detect_anomalies_status|
   +-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | 2017-08-01 00:00:00 UTC | 13.0             | false      | -1.97939332204...  | 27.604928623830...  | 0.38048622012138... |                           |
   +-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | 2017-08-01 01:00:00 UTC | 6.0              | false      | -9.42939322810...  | 20.154928628380...  | 0.38048622012138... |                           |
   +-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | ...                     | ...              | ...        | ...                | ...                 | ...                 | ...                       |
   +-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   

3. 查詢執行完畢後，按一下「圖表」分頁標籤。產生的圖表如下所示：

   

   如果 time_series_data 值超出 lower_bound 和 upper_bound 範圍，即為異常。

偵測多個單車共享行程時間序列中的異常狀況

下列查詢會根據上個月的歷史資料，偵測 2017 年 8 月每種訂閱者類型每小時的自行車共享行程數量異常。

請按照下列步驟，使用 TimesFM 模型偵測異常狀況：

1. 前往 Google Cloud 控制台的「BigQuery」頁面。

   前往「BigQuery」

2. 在查詢編輯器中貼入下列查詢，然後點選「執行」：

   WITH
     bike_share_trips AS (
       SELECT
         TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR) AS trip_hour, COUNT(*) AS num_trips, subscriber_type
       FROM `bigquery-public-data.san_francisco_bikeshare.bikeshare_trips`
       GROUP BY TIMESTAMP_TRUNC(start_date, HOUR), subscriber_type
     )
   SELECT *
   FROM
     AI.DETECT_ANOMALIES(
       (
         SELECT *
         FROM bike_share_trips
         WHERE trip_hour >= TIMESTAMP('2017-07-01') AND trip_hour < TIMESTAMP('2017-08-01')
       ),
       (
         SELECT *
         FROM bike_share_trips
         WHERE trip_hour >= TIMESTAMP('2017-08-01') AND trip_hour < TIMESTAMP('2017-09-01')
       ),
       anomaly_prob_threshold => 0.95,
       timestamp_col => 'trip_hour',
       data_col => 'num_trips',
       id_cols => ['subscriber_type']);

   結果類似下方：

   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | subscriber_type | time_series_timestamp   | time_series_data | is_anomaly | lower_bound        | upper_bound         | anomaly_probability | ai_detect_anomalies_status|
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | Customer        | 2017-08-01 00:00:00 UTC | 13.0             | false      | -1.97939332204...  | 27.604928623830...  | 0.38048622012138... |                           |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | Customer        | 2017-08-01 01:00:00 UTC | 3.0              | false      | -5.12345678901...  | 10.123456789012...  | 0.12345678901234... |                           |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | ...             | ...                     | ...              | ...        | ...                | ...                 | ...                 | ...                       |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | Subscriber      | 2017-08-01 00:00:00 UTC | 13.0             | false      | -1.97939332204...  | 27.604928623830...  | 0.38048622012138... |                           |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | Subscriber      | 2017-08-01 01:00:00 UTC | 3.0              | false      | -5.12345678901...  | 10.123456789012...  | 0.12345678901234... |                           |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   | ...             | ...                     | ...              | ...        | ...                | ...                 | ...                 | ...                       |
   +-----------------+-------------------------+------------------+------------+--------------------+---------------------+---------------------+---------------------------+
   

清除所用資源

為避免因為本教學課程所用資源，導致系統向 Google Cloud 帳戶收取費用，請刪除含有相關資源的專案，或者保留專案但刪除個別資源。

刪除專案

如要刪除專案，請進行以下操作：

注意：刪除專案會造成以下結果：

• 專案中的所有內容都會遭到刪除。如果使用現有專案來進行本文中的任務，刪除專案將一併移除當中已完成的其他任務'。
• 自訂專案 ID 會消失。當您之前建立這個專案時，可能建立了想要在日後使用的自訂專案 ID。如要保留使用該專案 ID 的網址 (例如 appspot.com 網址)，請刪除在該專案中選取的資源，而不是刪除整個專案。

如果打算探索多種架構、教學課程或快速入門導覽課程，重複使用專案可避免超出專案配額限制。

1. 前往 Google Cloud 控制台的「Manage resources」(管理資源) 頁面。

   前往「Manage resources」(管理資源)

2. 在專案清單中選取要刪除的專案，然後點選「Delete」(刪除)。
3. 在對話方塊中輸入專案 ID，然後按一下 [Shut down] (關閉) 以刪除專案。

後續步驟

• 如需 BigQuery ML 的總覽，請參閱 BigQuery 中的 AI 和 ML 簡介。