$derivative (ventana) (operador de expresión)

Definición

$derivative

Devuelve la tasa promedio de cambio dentro de la ventana especificada, que se calcula usando:

• Primer y último documento en la etapa $setWindowFields ventana.

• Numerador, que se establece en el resultado de restar el valor numérico de la expresión para el primer documento del valor de expresión para el último documento.

• Denominador, que se establece como el resultado de restar el valor del campo sortBy del primer documento al valor del campo sortBy del último documento.

$derivative is only available in the $setWindowFields stage. You must specify a window in the $setWindowFields stage when using $derivative.

$derivative sintaxis:

{
   $derivative: {
      input: <expression>,
      unit: <time unit>
   }
}

$derivative toma un documento con estos campos:

Comportamiento

You must specify a window in the $setWindowFields stage when using $derivative.

Ejemplo

Crea una colección deliveryFleet que contenga las lecturas del odómetro de camiones de entrega registradas en intervalos de 30 segundos:

db.deliveryFleet.insertMany( [
   { truckID: "1", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:10:30Z" ), miles: 1295.1 },
   { truckID: "1", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:11:00Z" ), miles: 1295.63 },
   { truckID: "1", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:11:30Z" ), miles: 1296.25 },
   { truckID: "1", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:12:00Z" ), miles: 1296.76 },
   { truckID: "2", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:10:30Z" ), miles: 10234.1 },
   { truckID: "2", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:11:00Z" ), miles: 10234.33 },
   { truckID: "2", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:11:30Z" ), miles: 10234.73 },
   { truckID: "2", timeStamp: new Date( "2020-05-18T14:12:00Z" ), miles: 10235.13 }
] )

This example uses $derivative in the $setWindowFields stage to obtain the average speed in miles per hour for each truck, and the $match stage to filter the results to trucks whose speed exceeded 50 miles per hour:

db.deliveryFleet.aggregate( [
   {
      $setWindowFields: {
         partitionBy: "$truckID",
         sortBy: { timeStamp: 1 },
         output: {
            truckAverageSpeed: {
               $derivative: {
                  input: "$miles",
                  unit: "hour"
               },
               window: {
                  range: [ -30, 0 ],
                  unit: "second"
               }
            }
         }
      }
   },
   {
      $match: {
         truckAverageSpeed: {
            $gt: 50
         }
      }
   }
] )

En el ejemplo:

• La etapa $setWindowFields obtiene la velocidad media en millas por hora de cada camión:

  • partitionBy: "$truckID" particiona los documentos de la colección en truckID.

  • sortBy: { timeStamp: 1 } ordena los documentos de cada partición por timeStamp en orden ascendente (1), por lo que la lectura del odómetro más temprana aparece primero.

  • output sets the miles derivative value in a new field called truckAverageSpeed using $derivative that is run in a range window.

    • The input expression is set to "$miles", which is used in the numerator for the derivative calculation.

    • The $derivative unit is set to "hour" for the timeStamp field, which is used in the denominator for the derivative calculation.

    • The window contains the range between a lower limit of -30 seconds (the previous 30 seconds from the current document in the output) and 0 seconds (matches the current document's timeStamp value in the output). This means $derivative returns the average speed for each truck in miles per hour in the 30 second window.

• La etapa de $match utiliza el operador de mayor que $gt para filtrar los resultados a camiones cuya velocidad superó las 50 millas por hora.

En la siguiente salida de ejemplo, la velocidad del camión 1 se muestra en el campo truckAverageSpeed. La velocidad del camión 2 no se muestra porque el camión 2 no superó las 50 millas por hora.

{ "_id" : ObjectId("60cb8a7e833dfeadc8e6285c"), "truckID" : "1",
  "timeStamp" : ISODate("2020-05-18T14:11:00Z"), "miles" : 1295.63,
  "truckAverageSpeed" : 63.60000000002401 }
{ "_id" : ObjectId("60cb8a7e833dfeadc8e6285d"), "truckID" : "1",
  "timeStamp" : ISODate("2020-05-18T14:11:30Z"), "miles" : 1296.25,
  "truckAverageSpeed" : 74.3999999999869 }
{ "_id" : ObjectId("60cb8a7e833dfeadc8e6285e"), "truckID" : "1",
  "timeStamp" : ISODate("2020-05-18T14:12:00Z"), "miles" : 1296.76,
  "truckAverageSpeed" : 61.199999999998916 }