การตรวจหาความผิดปกติแบบหลากหลายรูปแบบ

บทช่วยสอนนี้แสดงวิธีการฝึกโมเดลการตรวจหาความผิดปกติแบบหลายตัวแปรในสมุดบันทึก Fabric โดยใช้ข้อมูลตัวอย่างที่จัดเก็บไว้ในบ้านเหตุการณ์ จากนั้น คุณใช้โมเดลที่ผ่านการฝึกอบรมในชุดคิวรี KQL เพื่อให้คะแนนข้อมูลใหม่และแสดงภาพความผิดปกติ

สําหรับข้อมูลพื้นฐาน โปรดดู การตรวจหาความผิดปกติหลายตัวแปรใน Microsoft Fabric - ภาพรวม

ข้อกำหนดเบื้องต้น

ส่วนที่ 1: เปิดความพร้อมใช้งานของ OneLake

เปิดความพร้อมใช้งานของ OneLake ก่อนที่คุณจะโหลดข้อมูลลงในบ้านเหตุการณ์ การตั้งค่านี้ทําให้ข้อมูลที่นําเข้าพร้อมใช้งานใน OneLake เพื่อให้คุณสามารถเข้าถึงตารางเดียวกันจากสมุดบันทึกในภายหลังในบทช่วยสอน

  1. ในพื้นที่ทํางานของคุณ ให้เปิดบ้านเหตุการณ์ที่คุณสร้างขึ้นในข้อกําหนดเบื้องต้น แล้วเลือกฐานข้อมูลที่คุณต้องการจัดเก็บข้อมูลของคุณ

  2. ในบานหน้าต่าง รายละเอียดฐานข้อมูล ให้ตั้งค่าความพร้อมใช้งานของ OneLake เป็น เปิด

    สกรีนช็อตของการเปิดใช้งานความพร้อมใช้งานของ OneLake ในบ้านเหตุการณ์ของคุณ

ส่วนที่ 2: เปิดปลั๊กอิน KQL Python

ในขั้นตอนนี้ คุณเปิดปลั๊กอิน Python ในอีเวนต์เฮาส์ของคุณ ขั้นตอนนี้จําเป็นในการเรียกใช้โค้ด Python ในชุดคิวรี KQL ในส่วนที่ 9: คาดการณ์ความผิดปกติในชุดคิวรี KQL เลือกอิมเมจ Python ที่มีแพ็คเกจตัวตรวจจับความผิดปกติของอนุกรมเวลา

  1. ในอีเวนต์เฮาส์ ให้เลือก ปลั๊กอินอีเวนต์เฮาส์> บนริบบิ้น

  2. ในบานหน้าต่างปลั๊กอิน ให้ตั้งค่าส่วนขยายภาษา Pythonเป็นเปิด

  3. เลือก Python 3.11.7 DL

  4. เลือก เสร็จสิ้น

    ภาพหน้าจอแสดงวิธีเปิดใช้งานแพ็คเกจ Python 3.11.7 DL ในอีเวนต์เฮาส์

ส่วนที่ 3: สร้างสภาพแวดล้อม Spark

ในขั้นตอนนี้ คุณสร้างสภาพแวดล้อม Spark เพื่อเรียกใช้สมุดบันทึกที่ฝึกโมเดลการตรวจหาความผิดปกติแบบหลายตัวแปร สําหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดู สร้างและจัดการสภาพแวดล้อม

  1. จากพื้นที่ทํางานของคุณ ให้เลือก + รายการใหม่ แล้วเลือก สภาพแวดล้อม

    สกรีนช็อตของไทล์สภาพแวดล้อมในหน้าต่างรายการใหม่

  2. ป้อนMVAD_ENVชื่อสภาพแวดล้อม แล้วเลือก สร้าง

  3. ภายใต้ ไลบรารี เลือก ไลบรารีสาธารณะ

  4. เลือกเพิ่มจาก PyPI

  5. ในช่องค้นหา ให้ป้อนtime-series-anomaly-detector ในกล่อง รุ่น ให้ป้อน0.3.9

  6. เลือก บันทึก

    สกรีนช็อตของการเพิ่มแพคเกจ PyPI ไปยังสภาพแวดล้อม Spark

  7. เลือก แท็บ หน้าแรก ในสภาพแวดล้อม

  8. เลือก ไอคอน เผยแพร่ จากริบบอน

  9. เลือก เผยแพร่ทั้งหมด ขั้นตอนนี้อาจใช้เวลาหลายนาทีในการดําเนินการให้เสร็จสมบูรณ์

    สกรีนช็อตของการเผยแพร่สภาพแวดล้อม

ส่วนที่ 4: โหลดข้อมูลลงในอีเวนต์เฮาส์

  1. ในอีเวนต์เฮาส์ ให้วางเมาส์เหนือฐานข้อมูล KQL ที่คุณต้องการจัดเก็บข้อมูล จากนั้นเลือกเมนูเพิ่มเติม [...]>รับข้อมูล>ไฟล์ในเครื่อง

    ภาพหน้าจอของรับข้อมูลจากไฟล์ภายในเครื่อง

  2. เลือก + ตารางใหม่ และป้อน demo_stocks_change เป็นชื่อตาราง

  3. ในกล่องโต้ตอบการอัปโหลด ให้เลือก เรียกดูไฟล์ และอัปโหลดไฟล์ข้อมูลตัวอย่างที่คุณดาวน์โหลดใน ข้อกําหนดเบื้องต้น

  4. เลือก ถัดไป

  5. ในส่วน ตรวจสอบ ข้อมูล ให้ตรวจสอบว่า แถว แรก เป็น ส่วนหัวของคอลัมน์ถูกตั้งค่าเป็น เมื่อ

  6. เลือก เสร็จสิ้น

  7. เมื่อข้อมูลถูกอัปโหลด เลือกปิด

ส่วนที่ 5: คัดลอกเส้นทาง OneLake

เลือก demo_stocks_change ตาราง ในบานหน้าต่างรายละเอียดตาราง ให้เลือกโฟลเดอร์ OneLake เพื่อคัดลอกเส้นทาง OneLake ไปยังคลิปบอร์ดของคุณ บันทึกเส้นทางในโปรแกรมแก้ไขข้อความเพื่อใช้ในภายหลัง

สกรีนช็อตของการคัดลอกเส้นทาง OneLake

ส่วนที่ 6: เตรียมสมุดบันทึก

  1. เลือกพื้นที่ทํางานของคุณ

  2. เลือก>นําเข้าสมุดบันทึกจาก>คอมพิวเตอร์เครื่องนี้

  3. เลือก อัปโหลด และเลือกสมุดบันทึกที่คุณดาวน์โหลดใน ข้อกําหนดเบื้องต้น

  4. หลังจากอัปโหลดสมุดบันทึกแล้ว คุณสามารถค้นหาและเปิดสมุดบันทึกของคุณได้จากพื้นที่ทํางานของคุณ

  5. บน Ribbon ด้านบน ให้เลือกรายการดรอปดาวน์ ค่าเริ่มต้นของพื้นที่ทํางาน แล้วเลือกสภาพแวดล้อมที่คุณสร้างขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้า

    สกรีนช็อตของการเลือกสภาพแวดล้อมในสมุดบันทึก

ส่วนที่ 7: เรียกใช้สมุดบันทึก

  1. นําเข้าแพคเกจมาตรฐาน

    import numpy as np
    import pandas as pd
    
  2. Spark ต้องการ ABFSS URI เพื่อเชื่อมต่อกับที่เก็บข้อมูล OneLake อย่างปลอดภัย ดังนั้นให้กําหนดฟังก์ชันตัวช่วยที่แปลง OneLake URI เป็น ABFSS URI

    def convert_onelake_to_abfss(onelake_uri):
        if not onelake_uri.startswith('https://'):
            raise ValueError("Invalid OneLake URI. It should start with 'https://'.")
        uri_without_scheme = onelake_uri[8:]
        parts = uri_without_scheme.split('/')
        if len(parts) < 3:
            raise ValueError("Invalid OneLake URI format.")
        container_name = parts[1]
        path = '/'.join(parts[2:])
        abfss_uri = f"abfss://{container_name}@{parts[0]}/{path}"
        return abfss_uri
    
  3. แทนที่ OneLakeTableURI ด้วย URI OneLake ที่คุณคัดลอกในส่วน ที่ 5: คัดลอกเส้นทาง OneLake แล้วโหลด demo_stocks_change ตารางลงในกรอบข้อมูลแพนด้า

    onelake_uri = "OneLakeTableURI"  # Replace with your OneLake table URI.
    abfss_uri = convert_onelake_to_abfss(onelake_uri)
    print(abfss_uri)
    
    df = spark.read.format('delta').load(abfss_uri)
    df = df.toPandas()
    df['Date'] = pd.to_datetime(df['Date'])
    df = df.set_index('Date').sort_index()
    print(df.shape)
    df.head(3)
    
  4. เรียกใช้เซลล์ต่อไปนี้เพื่อเตรียมกรอบข้อมูลการฝึกและการคาดเดา

    หมายเหตุ

    การคาดการณ์จริงทํางานในบ้านเหตุการณ์ในส่วนที่ 9: คาดการณ์ความผิดปกติในชุดคิวรี KQL ในสถานการณ์การผลิต โดยทั่วไป คุณจะให้คะแนนข้อมูลการสตรีมใหม่ ในบทช่วยสอนนี้ ชุดข้อมูลจะถูกแบ่งตามวันที่ออกเป็นช่วงการฝึกอบรมและการคาดการณ์เพื่อจําลองข้อมูลในอดีตและข้อมูลขาเข้า

    features_cols = ['AAPL', 'AMZN', 'GOOG', 'MSFT', 'SPY']
    cutoff_date = pd.Timestamp('2023-01-01')
    
    train_df = df.loc[df.index < cutoff_date, features_cols]
    print(train_df.shape)
    train_df.head(3)
    
    train_len = len(train_df)
    predict_len = len(df) - train_len
    print(f'Total samples: {len(df)}. Split to {train_len} for training, {predict_len} for testing')
    
  5. เรียกใช้เซลล์เพื่อฝึกโมเดลและบันทึกในรีจิสทรีแบบจําลอง Fabric MLflow

    from anomaly_detector import MultivariateAnomalyDetector
    model = MultivariateAnomalyDetector()
    
    sliding_window = 200
    params = {"sliding_window": sliding_window}
    
    model.fit(train_df, params=params)
    
    model_name = "mvad_5_stocks_model"
    
    import mlflow
    
    with mlflow.start_run():
        mlflow.log_params(params)
        mlflow.set_tag("Training Info", "MVAD on 5 Stocks Dataset")
    
        model_info = mlflow.pyfunc.log_model(
            python_model=model,
            artifact_path="mvad_artifacts",
            registered_model_name=model_name,
        )
    
  6. เรียกใช้เซลล์ต่อไปนี้เพื่อรับเส้นทางแบบจําลองที่ลงทะเบียนซึ่งคุณใช้ในภายหลังสําหรับการคาดคะเนในแซนด์บ็อกซ์ KQL Python

    from mlflow.tracking import MlflowClient
    
    client = MlflowClient()
    mvs = client.search_model_versions(f"name='{model_name}'")
    latest = max(mvs, key=lambda v: v.creation_timestamp)
    model_abfss = latest.source
    print(model_abfss)
    
  7. คัดลอก URI แบบจําลองจากเอาต์พุตของเซลล์สุดท้าย คุณใช้มันในส่วนที่ 9

ส่วนที่ 8: สร้างชุดคิวรี KQL

สําหรับข้อมูลทั่วไป ดู สร้างคิวรี KQL

  1. ในพื้นที่ทํางานของคุณ ให้เลือก + ชุดคิวรี KQL รายการ>ใหม่
  2. ป้อน MultivariateAnomalyDetectionTutorialแล้วเลือก สร้าง
  3. ในหน้าต่าง แค็ตตาล็อก OneLake ให้เลือกฐานข้อมูล KQL ที่คุณเก็บข้อมูล
  4. เลือก เชื่อมต่อ

ส่วนที่ 9: คาดการณ์ความผิดปกติในชุดคิวรี KQL

  1. เรียกใช้คิวรีต่อไปนี้ .create-or-alter function เพื่อกําหนดฟังก์ชันที่ predict_fabric_mvad_fl() เก็บไว้:

    .create-or-alter function with (folder = "Packages\\ML", docstring = "Predict MVAD model in Microsoft Fabric")
    predict_fabric_mvad_fl(samples:(*), features_cols:dynamic, artifacts_uri:string, trim_result:bool=false)
    {
        let s = artifacts_uri;
        let artifacts = bag_pack('MLmodel', strcat(s, '/MLmodel;impersonate'), 'conda.yaml', strcat(s, '/conda.yaml;impersonate'),
                                 'requirements.txt', strcat(s, '/requirements.txt;impersonate'), 'python_env.yaml', strcat(s, '/python_env.yaml;impersonate'),
                                 'python_model.pkl', strcat(s, '/python_model.pkl;impersonate'));
        let kwargs = bag_pack('features_cols', features_cols, 'trim_result', trim_result);
        let code = ```if 1:
            import os
            import shutil
            import mlflow
            work_dir = os.environ.get("UPLOAD_PATH")
            model_dir = work_dir + '/mvad_model'
            model_data_dir = model_dir + '/data'
            os.mkdir(model_dir)
            shutil.move(work_dir + '/MLmodel', model_dir)
            shutil.move(work_dir + '/conda.yaml', model_dir)
            shutil.move(work_dir + '/requirements.txt', model_dir)
            shutil.move(work_dir + '/python_env.yaml', model_dir)
            shutil.move(work_dir + '/python_model.pkl', model_dir)
            features_cols = kargs["features_cols"]
            trim_result = kargs["trim_result"]
            test_data = df[features_cols]
            model = mlflow.pyfunc.load_model(model_dir)
            predictions = model.predict(test_data)
            predict_result = pd.DataFrame(predictions)
            samples_offset = len(df) - len(predict_result)        # this model doesn't output predictions for the first sliding_window-1 samples
            if trim_result:                                       # trim the prefix samples
                result = df[samples_offset:]
                result.iloc[:,-4:] = predict_result.iloc[:, 1:]   # no need to copy 1st column which is the timestamp index
            else:
                result = df                                       # output all samples
                result.iloc[samples_offset:,-4:] = predict_result.iloc[:, 1:]
            ```;
        samples
        | evaluate python(typeof(*), code, kwargs, external_artifacts=artifacts)
    }
    
  2. เรียกใช้แบบสอบถามการคาดคะเนต่อไปนี้ แทนที่enter your model URI hereด้วย URI ที่คุณคัดลอกไว้ที่ส่วนท้ายของส่วนที่ 7: เรียกใช้สมุดบันทึก

    แบบสอบถามตรวจพบความผิดปกติหลายตัวแปรในหุ้นทั้งห้าโดยใช้แบบจําลองที่ผ่านการฝึกอบรม แล้วแสดงผลลัพธ์เป็นanomalychart จุดผิดปกติจะแสดงในหุ้นตัวแรก (AAPL) แต่แสดงถึงความผิดปกติในพฤติกรรมร่วมกันของหุ้นทั้งห้าตัวในวันที่กําหนด

    let cutoff_date=datetime(2023-01-01);
    let num_predictions=toscalar(demo_stocks_change | where Date >= cutoff_date | count);   //  number of latest points to predict
    let sliding_window=200;                                                                 //  should match the window that was set for model training
    let prefix_score_len = sliding_window/2+min_of(sliding_window/2, 200)-1;
    let num_samples = prefix_score_len + num_predictions;
    demo_stocks_change
    | top num_samples by Date desc
    | order by Date asc
    | extend is_anomaly=bool(false), score=real(null), severity=real(null), interpretation=dynamic(null)
    | invoke predict_fabric_mvad_fl(pack_array('AAPL', 'AMZN', 'GOOG', 'MSFT', 'SPY'),
                // NOTE: Update artifacts_uri to model path
                artifacts_uri='enter your model URI here',
                trim_result=true)
    | summarize Date=make_list(Date), AAPL=make_list(AAPL), AMZN=make_list(AMZN), GOOG=make_list(GOOG), MSFT=make_list(MSFT), SPY=make_list(SPY), anomaly=make_list(toint(is_anomaly))
    | render anomalychart with(anomalycolumns=anomaly, title='Stock price changes in % with anomalies')
    

แผนภูมิความผิดปกติที่ได้จะมีลักษณะคล้ายกับภาพต่อไปนี้:

สกรีนช็อตของผลลัพธ์ความผิดปกติที่หลากหลาย

ล้างแหล่งข้อมูล

เมื่อคุณเสร็จสิ้นบทช่วยสอน ให้ลบทรัพยากรที่คุณสร้างขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่ไม่จําเป็น:

  1. เรียกดูโฮมเพจพื้นที่ทํางานของคุณ
  2. ลบสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นในบทช่วยสอนนี้
  3. ลบสมุดบันทึกที่สร้างขึ้นในบทช่วยสอนนี้
  4. ลบบ้านเหตุการณ์หรือ ฐานข้อมูล ที่ใช้ในบทช่วยสอนนี้
  5. ลบคิวรี KQL ที่สร้างขึ้นในบทช่วยสอนนี้