python - 查找 NumPy 数组中的波动

Question

是否有可能在列表中找到波动，使得图表达到某个峰值，它将开始在两个未知值之间波动。

我正在考虑关注所有高于阈值的数字

我写了一些Python代码来模拟这个问题。图形首先增加到n值，然后它将在两个值m和k之间波动。

背景:

该代码正在模拟时态网络上的分区 SIS 模型。也就是说，每个节点都位于其中一个隔室中(易感 - 感染 - 易感)。每个受感染节点尝试以 的概率感染相邻节点，从而进行感染传播。并以概率恢复 在每个时间步。

如果低于阈值，感染就会消失哪里 。 那么代码的作用是，它在 while(True) 循环中运行，检查感染是否消失，以及感染的覆盖率是否高于 40%。在这两个 if 语句之间，感染进入稳定状态，即高于阈值但低于 40% 的覆盖率，并且会无限期地波动。我正在尝试找到一种方法来查找列表中的这些波动。

模拟这种情况的代码(图表):

import random
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

n = 10
m = 11
k = 17

a = np.arange(0, n, 1)
a = np.asarray(a)
for i in range(100):
    a = np.append(a, random.randint(m, k))

plt.plot(a)
plt.show()

Answer 1

解决方案振荡的区域可以通过相对最大值和最小值的存在来检测。 SciPy 的信号处理模块有 several methods为了找到那些。示例:

from scipy.signal import argrelmin, argrelmax
extrema = np.concatenate((argrelmin(a)[0], argrelmax(a)[0]))
print((extrema.min(), extrema.max()))

打印 (12, 108) 作为模拟数据、振荡的开始和结束。开始标志着从增长到振荡的转变，结束只是观察的结束。

这种简单的方法不适合振荡叠加在增长/衰减模式上的情况，例如函数 f(x) = x + 2*sin(x)。但从你对数据的描述来看，似乎已经足够了。