178243 (Построение и чтение графиков)

Содержание

Введение

1. Взаимосвязанные графики

1.1 Понятие о взаимосвязанных графиках

1.2 Взаимосвязанные графики накопительного типа

1.3 Взаимосвязанные технологические графики

2. Примеры по представлению графиков

2.1 Некорректные графики

2.2 Построение и чтение графиков

2.3 Примеры графиков

3. Термины и определения

Выводы

Список литературы

Введение

В работе излагаются основные понятия, приводятся необходимые сведения в описании основных элементов графиков, без знания которых невозможно не только правильно построить любое графическое изображение, но и правильно его прочитать и понять.

Современную науку невозможно представить без применения графиков. Они стали средством научного анализа и обобщения. Такие свойства графиков, как выразительность, доходчивость, лаконичность, универсальность, смысловая однозначность, интернациональность, легкость кодирования, а также обозримость графических изображений сделали их незаменимыми в исследовательской и практической работе и в сопоставлениях как в технических вопросах, так и в вопросах социально-экономических явлений, в популяризации научных и практических достижений.

Впервые о технике составления статистических графиков упоминается в работе английского экономиста У. Плейфейра «Коммерческий и политический атлас», опубликованной в 1786 г. и положившей начало развитию приемов графического изображения данных [22].

Актуальность темы заключается в том, что графические методы обработки информации играют исключительно большую роль в энергетике, экологии, экономике, а также в других областях науки и практики, имеющих дело с обобщением, обработкой и анализом больших массивов информации о разнообразных явлениях и процессах. Однако, в настоящее время в украинской научной и учебной литературе, адаптированной к энергетической области знаний, вопросам классификации видов графических изображений статистических и др. данных, методики их построения уделяется недостаточно внимания.

Цель работы – рассмотреть взаимосвязанные графики, научится строить графики и диаграммы, на практических примерах, описать понятие основных терминов, которые используются при построении графиков и диаграмм.

1. Взаимосвязанные графики

1.1 Понятие о взаимосвязанных графиках

Для изучения различных процессов в некоторых случаях необходимо иметь график одновременности работы отдельных объектов или механизмов единого комплекса.

Взаимосвязанные графики - это вид графических изображений, отражающих временное изменение взаимосвязанных разнообразных показателей. Различают взаимосвязанные графики накопительного типа и технологические.

Как правило, эти графики размещаются один под другим в прямоугольной системе координат. При этом на оси абсцисс откладывают значения времени, а на оси ординат - сопоставляемые показатели.

1.2 Взаимосвязанные графики накопительного типа

Графики накопительного типа представляют изменение одного и того же параметра по отдельным составляющим объекта во времени. Типичным примером таких графиков являются суточные графики электрических нагрузок подразделений объекта с графиком суммарной нагрузки электрической энергии объекта (рис. 1.1).

Достоинством таких графиков является возможность получения суммарных значений электрических нагрузок во времени, а также определения расхода электрической энергии, равного площади фигуры графика.

Рис. 1.1. Суточные графики электрических нагрузок подразделений объекта (цифры условные)

1.3 Взаимосвязанные технологические графики

Технологически связанные графики показывают изменение различных параметров одного и того же объекта в одно и то же время. В качестве примера можно дать изменение параметров (скорости, ускорения, рывка и тяговых усилий) подъемной установки за цикл работы, представленное на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Изменение параметров подъемной установки за цикл работы (цифры условные)

На рис. 1.2 представлены диаграммы скорости (семипериодная диаграмма), ускорения, рывка и тяговых усилий уравновешенной подъемной установки, которые достаточно полно характеризуют режим работы подъемного механизма и являются исходными данными для последующих расчетов (расчет мощности привода и др.).

2. Примеры по представлению графиков

2.1 Некорректные графики

Не имея надлежащего опыта, можно построить графики, которые сильно искажают статистические данные. Лучшей защитой от таких ошибок является изучение нескольких примеров некорректных графиков.

Первый пример некорректного графика изображает динамику потребления электроэнергии в Украине за 1990-1995 гг. от общей выработки в % (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Динамика потребления электроэнергии в Украине за 1990-1995 гг. от общей выработки в %

На данном графике изображено то, что объем потребленной электроэнергии с 1991 по 1994 г. увеличился на 3 %.

Однако из-за того, что вертикальная шкала графика начинается не с 0 %, как это следовало бы сделать, создается впечатление, что процент потребления электроэнергии в 1994 г. в 2,5 раз выше, чем в 1991 г. Действительные отношения процентов потребления электроэнергии по годам выясняются лишь тогда, когда шкала начинается от 0 и идет до 76 % [9]. Такая же ошибка допущена при построении графиков рис. 2.2, 2.3 [9, рис. 30; 31, с. 131]. Кроме того, на этих графиках отсутствует градуировка оси ординат, что приводит к еще большему искажению восприятия данных.

Р
ис. 2.2. Технологические потери электроэнергии при передаче в электрических сетях энергетических компаний Минэнерго Украины, %

Рис. 2.3. Технологические потери электроэнергии на собственные нужды тепловыми электростанциями при производстве электроэнергии энергетическими компаниями Минэнерго Украины, %

На другом примере (рис. 2.4) изображено сравнение объемов потребления в Хмельницкой области в 1990 г. угля и топочного мазута (тыс. т. у.т.). Диаметр каждого круга соответствует объемам потребления угля и топочного мазута. Объем потребления мазута, как это следует из сравнения диаметров двух кругов, больше в 2,5 раза потребления угля. Однако, глаз любого человека, охватывая площади кругов, воспринимает объем потребления указанного топлива неверно. Хотя диаметр большего круга равен только двум с половиной диаметрам меньшего круга, его площадь воспринимается в 6 раз больше площади меньшего круга. Геометрические фигуры могут внести путаницу при некорректном использовании их для изображения величин, в данном случае объем потребления топлива должен быть пропорционален площади круга, а не его радиусу.

Рис. 2.4. Сравнение объемов потребления в Хмельницкой области в 1990 г. угля и топочного мазута, тыс. т.у. т.

Наиболее серьезной ошибкой при построении графиков является некорректное описание осей координат. Несмотря на то, что обезличенные оси редки в публикациях, они все же слишком часто попадаются в предварительных вариантах неопубликованных научных работ. Можно значительно сэкономить время и улучшить качество информации, если не строить графики без корректной экспликации.

График рис. 2.5, не корректен без указания количества действующих энергоблоков на горизонтальной оси. Невозможно проверить, как группируются страны по количеству действующих энергоблоков.

Возможные промахи при построении графиков не исчерпываются вышеприведенными примерами.

Рис. 2.5. Распределения действующих в 1999 г. энергоблоков (до 20 в стране) в странах с атомной энергетикой

2.2 Построение и чтение графиков

Построение и чтение графиков должно опираться на множество практических навыков.

Приведем некоторые из рекомендованных правил при графической обработке данных и чтении графиков:

- во всякой диаграмме графический образ, как основной элемент, для которого существуют и которому подчинены все остальные элементы, должен быть в центре внимания пользователя;

- композиция диаграммы должна подчиняться правильному соотношению ее частей (согласованию их размеров, толщины, формы и положения);

- график должен быть достаточно четким, но наиболее важные его элементы должны выделяться на общем фоне в соответствии с их значением;

- вертикальную шкалу для кривой независимо от ее назначения желательно выбирать так, чтобы на диаграмме оказалась нулевая отметка;

- нулевые линии шкал для кривой следует резко отграничивать от других координатных линий;

- когда шкала относится к датам, а представляемый период является неполным, лучше не выделять первые и последние ординаты, так как подобная диаграмма не отмечает начало или конец времени;

- для кривых, которые имеют шкалу, изображающую проценты, желательно выделить каким-то образом линию 100% или другие линии, используемые в качестве основы для сравнения, а также обязательно показывать 0%;

- кривые линии диаграммы должны резко отличаться от прямых линий;

- для кривых, характеризующих группы наблюдений, рекомендуется по возможности ясно указывать на диаграмме все кривые, представляющие отдельные наблюдения;

- горизонтальную шкалу для кривых следует писать слева направо, а вертикальную - снизу вверх;

- рекомендуется показывать достаточный минимум координатных линий для облегчения чтения диаграммы;

- при необходимости желательно включать в график цифровые данные или формулы;

- на графиках при резких колебаниях кривых закраска полос неудобна;

- использование изображения линейных величин с помощью площадей или объемов некорректно, т.к. их не удастся правильно истолковать;

- характер координатной сетки должен быть разный в зависимости от назначения графического образа. Если внимание пользователя должно сосредоточиться на графическом образе как целом, а не на отдельных его частях, сетка должна быть возможно менее заметной: редкой, с большими интервалами между линиями, которые должны быть несколько толще обычных. Если имеет значение не только графическое изображение в целом, но и его отдельные точки, сетка должна быть достаточно частой. Ее линии должны быть достаточно тонки, но с утолщением на кратных 5-ти, 10-ти и т. д. линиях. Иногда бывает полезно сетку делать в той части графика, на которую следует обратить особое внимание:

- название графика располагают под ним, хотя иногда его можно писать выше диаграммы, если она не предназначена для печати, например, в настенных графиках;

- наименования следует формулировать возможно яснее и полнее. Если требуется, необходимо дополнительно вводить подзаголовки или пояснения;

- общая структура графиков должна предполагать чтение слева направо;

- чтение графика следует начинать с заголовка, сообщающего, какие сведения можно из него получить. Затем надо уяснить строение графического образа и изучить специфику его элементов: шкалу, масштабы, единицы измерения, легенды и т.п., что необходимо для определения сообщаемой информации по частным вопросам. Нужно начинать восприятие графического образа как общего целого, т. е. во взаимоотношениях элементов. Затем надо увидеть выражаемое содержание графика, ясно представлять, чему соответствуют те или иные изменения графического образа.

2.3 Примеры графиков

Рис. 2.6. Оценка ущерба из-за загрязнения окружающей среды при производстве электроэнергии (ленточная диаграмма сравнения с логарифмической шкалой) [13, с. 7, рис.1]