[RainflowCounting] count_cycles( )

rainflow 라이브러리의 최종 함수인 count_cycles는 extract_cycles에서 모든 사이클 데이터를 받아온 후, 

각 range별로 최종 사이클을 카운팅해준다. 

이때 사용자는 ndigits , nbins, binsize 세 가지 옵션 중 하나를 사용하여 원하는 형태의 사이클 카운팅을 할 수 있다.(반드시 하나의 옵션만을 사용해야 한다)

전체 코드

def count_cycles(series, ndigits=None, nbins=None, binsize=None):
    if sum(value is not None for value in (ndigits, nbins, binsize)) > 1:
        raise ValueError(
            "Arguments ndigits, nbins and binsize are mutually exclusive"
        )

    counts = defaultdict(float)
    cycles = (
        (rng, count,i_start,i_end)
        for rng, mean, count, i_start, i_end in extract_cycles(series)
    )

    if nbins is not None:
        binsize = (max(series) - min(series)) / nbins

    if binsize is not None:
        nmax = 0
        for rng, count in cycles:
            quotient = rng / binsize
            n = int(math.ceil(quotient)) 

            if nbins and n > nbins:
                if (quotient % 1) > 1e-6: # 최대한 정수에 가깝게 떨어지게
                    raise Exception("Unexpected error")
                n = n - 1

            counts[n * binsize] += count
            nmax = max(n, nmax)

        for i in range(1, nmax):
            counts.setdefault(i * binsize, 0.0)

    elif ndigits is not None:
        round_ = _get_round_function(ndigits)
        for rng, count in cycles:
            counts[round_(rng)] += count

    else:
        for rng, count in cycles:
            counts[rng] += count

    return sorted(counts.items())

결과 

(range, count)의 형태로 반환된다.

default

보기 쉽게  결과값을 데이터프레임 형태로 나타냈다. 

아래는 extract_cycles 함수의 결과이다. 위의 최종 형태와 비교해서 보면, 중복되는 range 에 대해서는 cycle이 count 된 것을 볼 수 있다. 

옵션1 : ndigits

range 범위의 형태 지정

# ndigits 적용 
print(f'default return  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt)}\n')
print(f'ndigits = -1  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,ndigits=-1)}\n')
print(f'ndigits = 0  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,ndigits=0)}\n') 
print(f'ndigits = 1  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,ndigits=1)}\n')

사용한 데이터가 소숫점이 없는 데이터라 큰 차이가 없지만, 음수로 입력할 경우, 10, 100, 1000 와 같이 range 범위를 크게 키울 수 있다. 

옵션2 : nbins

구간의 수 지정 ( = range 수 )

# nbins 적용
print(f'default return  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt)}\n')
print(f'nbins = 1  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,nbins=1)}\n')
print(f'nbins = 3  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,nbins=3)}\n') 
print(f'nbins = 5  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,nbins=5)}\n')

nbins=1 은 데이터에 존재하는 range가 한 개라는 의미로, 즉 데이터의 최댓값과 최솟값의 범위가 된다. 

다시말해, 해당 range안에 포함되는 사이클의 수를 counting 하는 것이다. 

옵션3 : binsize

구간(bin)의 크기 ( = range의 크기)

nbins를 입력하면 binsize가 자동으로 계산이 된다.

# binsize 적용
print(f'default return  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt)}\n')
print(f'binsize = 1  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,binsize=1)}\n')
print(f'binsize = 3  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,nbins=3)}\n') 
print(f'binsize = 5  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,binsize=5)}\n') 
print(f'binsize = 9  \n >> {rainflow.count_cycles(load_dt,binsize=9)}\n')

nbins와 연관성이 있는 것을 확인할 수 있다.