ウィンドウ関数で行う異常検知

Tableauで学ぶ時系列分析

Chris Hui

VP, Tracked

標準偏差とローリング標準偏差の比較

  • 標準偏差は値の散らばりの大きさを測ります
    • 大きい標準偏差 = 分散が大きい
    • 小さい標準偏差 = 分散が小さい

大きい標準偏差と小さい標準偏差の違いを示す箱ひげ図

  • ウィンドウ内で計算するローリング標準偏差は、時系列での分散の膨張を特定するのに有用です

  • 分散が大きくなると、分析上の異常の兆候かもしれません

ローリング標準偏差で時間とともに分散が増加する様子

Tableauで学ぶ時系列分析

標準偏差と異常検知

  • 時系列の異常検知は概ね 68-95-99.7 則に従います

  • 約68%の値 = 平均から±1標準偏差

  • 95%の値 = 平均から±2標準偏差
  • 約99.7%の値 = 平均から±3標準偏差
  • 平均から3標準偏差を超える値は異常

正規分布における異常とみなすまでの標準偏差の範囲(68・95・99.7則)

Tableauで学ぶ時系列分析

管理限界(上限・下限)

  • 主に単変量の時系列分析で用いられます(多変量ではない)

  • 管理図は許容範囲の上限・下限を可視化する有効な手段です

  • 母平均から±3標準偏差を超える値は異常です

Tableauで学ぶ時系列分析

Zスコアとは?

  • Zスコアは平均からの標準偏差何個分かを示す指標です

  • 正のZスコア: 平均より上

  • 負のZスコア: 平均より下

  • 各点間の距離を測る標準偏差とは別物

Zスコアと標準偏差の比較を示す画像

Tableauで学ぶ時系列分析

Zスコアと異常検知

  • 一般にZスコア±3は異常とみなしますが、文脈に依存します

Zスコアのしきい値1で多くの異常を強調した図

  • しきい値を高くすると検出される異常は減りますが、感度設定に依存します

Zスコアのしきい値2でごく少数の異常を強調した図

Tableauで学ぶ時系列分析

練習してみましょう!

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