Spaces:
Sleeping
Sleeping
File size: 37,834 Bytes
a984556 505212c d1b98f9 505212c a984556 505212c a984556 505212c a984556 505212c a984556 d1b98f9 a984556 505212c a984556 505212c a984556 d1b98f9 505212c a984556 505212c a984556 505212c d1b98f9 a984556 505212c a984556 505212c a984556 505212c d1b98f9 a984556 505212c 4c7d753 d1b98f9 505212c a984556 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c 4c7d753 d1b98f9 505212c d7a4991 505212c 4c7d753 d1b98f9 505212c d7a4991 505212c a984556 d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c a984556 505212c a984556 505212c d1b98f9 505212c 4c7d753 d1b98f9 4c7d753 505212c 4c7d753 505212c d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c a984556 505212c a984556 d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c a984556 505212c d7a4991 505212c a984556 d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 505212c d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 d7a4991 a984556 505212c 4c7d753 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 4c7d753 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c 4c7d753 505212c 4c7d753 d1b98f9 505212c e6e8382 505212c e6e8382 505212c d1b98f9 4c7d753 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 d7a4991 4c7d753 505212c 4c7d753 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 4c7d753 d1b98f9 4c7d753 505212c d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d1b98f9 4c7d753 505212c 4c7d753 d1b98f9 d7a4991 d1b98f9 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c d7a4991 505212c | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 731 732 733 734 735 736 737 738 739 740 741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756 757 758 759 760 761 762 763 764 765 766 767 768 769 770 771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 795 796 797 798 799 800 801 802 803 804 805 806 807 808 809 810 811 812 813 814 815 816 817 818 819 820 821 822 823 824 825 826 827 828 829 830 831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856 857 858 859 860 861 862 863 864 865 866 867 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 897 898 899 900 901 902 903 904 905 906 907 908 909 910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 926 927 928 929 930 931 932 933 934 935 936 937 938 939 940 941 942 943 944 945 946 947 948 949 950 951 952 953 954 955 956 957 958 959 960 961 962 963 964 965 966 967 968 969 970 971 972 973 974 975 976 977 978 979 980 981 982 983 984 985 986 987 988 989 990 991 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 1001 1002 1003 | """
MODULE: FORECASTING ENGINE - EXPERT EDITION AMÉLIORÉE
======================================================
Responsabilité : Entraînement ML, Audit Comparatif (3 Modèles) et Prédiction.
Fonctionnalités :
- Split Train/Val/Test temporel
- Prédiction récursive avec saisonnalité
- SHAP systématique et lisible
- Métriques explicatives pour non-techniciens
- Visualisations avancées
Améliorations v2.0 :
✅ Split 3 parties (Train 70% / Val 15% / Test 15%)
✅ Prédiction récursive (utilise ses propres lags)
✅ SHAP toujours affiché avec explication
✅ Tableau comparatif détaillé des modèles
✅ Intervalles de confiance sur prédictions
✅ Alertes automatiques sur anomalies prévues
✅ Export des prédictions
"""
import pandas as pd
import numpy as np
import streamlit as st
import plotly.graph_objects as go
from plotly.subplots import make_subplots
from datetime import datetime, timedelta
import warnings
# ML Models
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
from sklearn.metrics import mean_squared_error, mean_absolute_error, r2_score
import xgboost as xgb
import lightgbm as lgb
# SHAP pour interprétabilité
try:
import shap
import matplotlib.pyplot as plt
SHAP_AVAILABLE = True
except ImportError:
SHAP_AVAILABLE = False
warnings.filterwarnings('ignore')
# =====================================================
# ============= MOTEUR DE PRÉDICTION ==================
# =====================================================
class HospitalForecaster:
"""
Moteur de prédiction hospitalière avec comparaison de modèles
et interprétabilité SHAP.
"""
def __init__(self, ml_dataset):
self.df = ml_dataset.copy()
self.df['date'] = pd.to_datetime(self.df['date'])
# Stockage des modèles et résultats
self.models = {}
self.metrics = {}
self.predictions = {
'train': {},
'val': {},
'test': {}
}
self.best_model_name = None
# Datasets splits
self.X_train = None
self.X_val = None
self.X_test = None
self.y_train = None
self.y_val = None
self.y_test = None
self.dates_train = None
self.dates_val = None
self.dates_test = None
self.feature_names = None
def prepare_data(self, target_col='nb_admissions', val_days=30, test_days=30):
"""
Split temporel en 3 parties : Train / Validation / Test.
Args:
target_col: Variable cible à prédire
val_days: Nombre de jours pour validation
test_days: Nombre de jours pour test
Returns:
Dictionnaire avec les plages de dates
"""
# Tri chronologique
df = self.df.sort_values('date').reset_index(drop=True)
# Exclusion des colonnes non-features
exclude_cols = [
target_col, 'date', 'stay_id', 'patient_id',
'scenario', 'service_nom', 'periode_conges_label'
]
# Sélection STRICTE des colonnes numériques uniquement
all_cols = [c for c in df.columns if c not in exclude_cols]
feature_cols = [c for c in all_cols if np.issubdtype(df[c].dtype, np.number)]
# Vérification de la cible
if target_col not in df.columns:
raise ValueError(f"❌ Colonne cible '{target_col}' introuvable")
# Calcul des indices de split
n = len(df)
test_start = n - test_days
val_start = test_start - val_days
# Extraction X et y
X = df[feature_cols]
y = df[target_col]
dates = df['date']
# Split
self.X_train = X.iloc[:val_start]
self.X_val = X.iloc[val_start:test_start]
self.X_test = X.iloc[test_start:]
self.y_train = y.iloc[:val_start]
self.y_val = y.iloc[val_start:test_start]
self.y_test = y.iloc[test_start:]
self.dates_train = dates.iloc[:val_start]
self.dates_val = dates.iloc[val_start:test_start]
self.dates_test = dates.iloc[test_start:]
self.feature_names = feature_cols
self.target_col = target_col
# Informations de split
split_info = {
'train': {
'start': self.dates_train.min(),
'end': self.dates_train.max(),
'n_samples': len(self.X_train)
},
'val': {
'start': self.dates_val.min(),
'end': self.dates_val.max(),
'n_samples': len(self.X_val)
},
'test': {
'start': self.dates_test.min(),
'end': self.dates_test.max(),
'n_samples': len(self.X_test)
}
}
return split_info
def train_all_models(self):
"""
Entraînement des 3 modèles avec validation.
Returns:
Dictionnaire des métriques
"""
progress_bar = st.progress(0, text=" Entraînement en cours...")
# ===== 1. LightGBM =====
progress_bar.progress(0.1, text=" LightGBM...")
lgb_model = lgb.LGBMRegressor(
n_estimators=500,
learning_rate=0.05,
num_leaves=31,
max_depth=6,
min_child_samples=20,
subsample=0.8,
colsample_bytree=0.8,
random_state=42,
verbose=-1,
n_jobs=-1
)
lgb_model.fit(
self.X_train, self.y_train,
eval_set=[(self.X_val, self.y_val)],
callbacks=[lgb.early_stopping(stopping_rounds=50, verbose=False)]
)
self.models['LightGBM'] = lgb_model
self._evaluate_model('LightGBM', lgb_model)
# ===== 2. XGBoost =====
progress_bar.progress(0.4, text=" XGBoost...")
xgb_model = xgb.XGBRegressor(
n_estimators=500,
learning_rate=0.05,
max_depth=6,
min_child_weight=3,
subsample=0.8,
colsample_bytree=0.8,
random_state=42,
n_jobs=-1,
early_stopping_rounds=50,
eval_metric='rmse'
)
xgb_model.fit(
self.X_train, self.y_train,
eval_set=[(self.X_val, self.y_val)],
verbose=False
)
self.models['XGBoost'] = xgb_model
self._evaluate_model('XGBoost', xgb_model)
# ===== 3. Random Forest =====
progress_bar.progress(0.7, text=" Random Forest...")
rf_model = RandomForestRegressor(
n_estimators=300,
max_depth=15,
min_samples_split=10,
min_samples_leaf=5,
max_features='sqrt',
random_state=42,
n_jobs=-1,
verbose=0
)
rf_model.fit(self.X_train, self.y_train)
self.models['Random Forest'] = rf_model
self._evaluate_model('Random Forest', rf_model)
progress_bar.progress(1.0, text="✅ Entraînement terminé!")
progress_bar.empty()
# Sélection du meilleur modèle
self._select_best_model()
return self.metrics
def _evaluate_model(self, model_name, model):
"""
Évalue un modèle sur les 3 sets (train, val, test).
Args:
model_name: Nom du modèle
model: Instance du modèle entraîné
"""
# Prédictions sur les 3 sets
pred_train = model.predict(self.X_train)
pred_val = model.predict(self.X_val)
pred_test = model.predict(self.X_test)
# Stockage des prédictions
self.predictions['train'][model_name] = pred_train
self.predictions['val'][model_name] = pred_val
self.predictions['test'][model_name] = pred_test
# Métriques sur le test set (évaluation finale)
rmse = np.sqrt(mean_squared_error(self.y_test, pred_test))
mae = mean_absolute_error(self.y_test, pred_test)
r2 = r2_score(self.y_test, pred_test)
# MAPE (Mean Absolute Percentage Error)
mask = self.y_test != 0
if mask.sum() > 0:
mape = np.mean(np.abs((self.y_test[mask] - pred_test[mask]) / self.y_test[mask])) * 100
else:
mape = np.nan
# Métriques sur validation (pour early stopping)
rmse_val = np.sqrt(mean_squared_error(self.y_val, pred_val))
mae_val = mean_absolute_error(self.y_val, pred_val)
self.metrics[model_name] = {
'RMSE': rmse,
'MAE': mae,
'R²': r2,
'MAPE': mape,
'RMSE_val': rmse_val,
'MAE_val': mae_val
}
def _select_best_model(self):
"""
Sélection automatique du meilleur modèle basée sur RMSE + MAE.
"""
scores = {}
for model_name, metrics in self.metrics.items():
# Score composite (moyenne normalisée RMSE + MAE)
score = (metrics['RMSE'] + metrics['MAE']) / 2
scores[model_name] = score
# Meilleur = score le plus bas
self.best_model_name = min(scores, key=scores.get)
def generate_future_forecast_recursive(self, months=3):
"""
Prédiction RÉCURSIVE vers le futur avec saisonnalité.
Le modèle utilise ses propres prédictions comme lags pour
les prédictions suivantes, conservant ainsi les tendances.
Args:
months: Nombre de mois à prédire
Returns:
Tuple (dates_futures, prédictions, intervalles_confiance)
"""
days = months * 30
model = self.models[self.best_model_name]
# Dernière ligne connue (base pour récursion)
last_row = self.df.iloc[-1:][self.feature_names].copy()
last_date = self.df['date'].max()
future_dates = []
future_predictions = []
# Identification des colonnes de lags
lag_cols = [c for c in self.feature_names if '_lag_' in c]
rolling_cols = [c for c in self.feature_names if any(x in c for x in ['_mean_', '_std_', '_min_', '_max_'])]
# Prédiction jour par jour
for i in range(1, days + 1):
current_date = last_date + timedelta(days=i)
future_dates.append(current_date)
# Mise à jour des features temporelles
row = last_row.copy()
# Features temporelles basiques
if 'jour_semaine' in row.columns:
row['jour_semaine'] = current_date.dayofweek
if 'mois' in row.columns:
row['mois'] = current_date.month
if 'trimestre' in row.columns:
row['trimestre'] = current_date.quarter
if 'jour_annee' in row.columns:
row['jour_annee'] = current_date.dayofyear
# Features cycliques
if 'mois_sin' in row.columns:
row['mois_sin'] = np.sin(2 * np.pi * current_date.month / 12)
if 'mois_cos' in row.columns:
row['mois_cos'] = np.cos(2 * np.pi * current_date.month / 12)
if 'jour_semaine_sin' in row.columns:
row['jour_semaine_sin'] = np.sin(2 * np.pi * current_date.dayofweek / 7)
if 'jour_semaine_cos' in row.columns:
row['jour_semaine_cos'] = np.cos(2 * np.pi * current_date.dayofweek / 7)
# Features de périodes hospitalières
mois = current_date.month
if 'periode_grippe' in row.columns:
row['periode_grippe'] = int((mois >= 11) or (mois <= 3))
if 'periode_canicule' in row.columns:
row['periode_canicule'] = int((mois >= 6) and (mois <= 8))
if 'periode_gastro' in row.columns:
row['periode_gastro'] = int((mois >= 11) or (mois <= 2))
if 'periode_bronchiolite' in row.columns:
row['periode_bronchiolite'] = int((mois >= 10) and (mois <= 2))
# Weekend
if 'est_weekend' in row.columns:
row['est_weekend'] = int(current_date.dayofweek >= 5)
# Prédiction
pred = model.predict(row)[0]
future_predictions.append(pred)
# RÉCURSION : Mise à jour des lags avec la nouvelle prédiction
# Pour le prochain jour, cette prédiction devient le lag_1
if len(future_predictions) >= 1 and f'{self.target_col}_lag_1' in lag_cols:
row[f'{self.target_col}_lag_1'] = pred
if len(future_predictions) >= 7 and f'{self.target_col}_lag_7' in lag_cols:
row[f'{self.target_col}_lag_7'] = future_predictions[-7]
if len(future_predictions) >= 14 and f'{self.target_col}_lag_14' in lag_cols:
row[f'{self.target_col}_lag_14'] = future_predictions[-14]
# Mise à jour des rolling stats (approximation simple)
if len(future_predictions) >= 7:
recent_7 = future_predictions[-7:]
if f'{self.target_col}_mean_7j' in rolling_cols:
row[f'{self.target_col}_mean_7j'] = np.mean(recent_7)
if f'{self.target_col}_std_7j' in rolling_cols:
row[f'{self.target_col}_std_7j'] = np.std(recent_7)
if len(future_predictions) >= 14:
recent_14 = future_predictions[-14:]
if f'{self.target_col}_mean_14j' in rolling_cols:
row[f'{self.target_col}_mean_14j'] = np.mean(recent_14)
if f'{self.target_col}_std_14j' in rolling_cols:
row[f'{self.target_col}_std_14j'] = np.std(recent_14)
# Préparation pour la prochaine itération
last_row = row
# Calcul des intervalles de confiance (basé sur l'erreur du modèle)
mae = self.metrics[self.best_model_name]['MAE']
lower_bound = np.array(future_predictions) - 1.96 * mae
upper_bound = np.array(future_predictions) + 1.96 * mae
confidence_intervals = {
'lower': lower_bound,
'upper': upper_bound
}
return future_dates, np.array(future_predictions), confidence_intervals
def compute_shap_values(self, n_samples=200):
"""
Calcule les valeurs SHAP pour interprétabilité.
Args:
n_samples: Nombre d'échantillons pour le calcul
Returns:
Tuple (explainer, shap_values, X_sample) ou (None, None, None)
"""
if not SHAP_AVAILABLE:
return None, None, None
model = self.models[self.best_model_name]
# Échantillonnage pour la vitesse
X_sample = self.X_test.sample(n=min(n_samples, len(self.X_test)), random_state=42)
try:
# TreeExplainer optimisé pour les modèles d'arbres
explainer = shap.TreeExplainer(model)
shap_values = explainer.shap_values(X_sample)
return explainer, shap_values, X_sample
except Exception as e:
st.warning(f"⚠️ Erreur SHAP : {str(e)}")
return None, None, None
def detect_future_anomalies(self, future_predictions, threshold_percentile=90):
"""
Détecte les anomalies prévues dans les prédictions futures.
Args:
future_predictions: Array des prédictions futures
threshold_percentile: Percentile pour définir une anomalie
Returns:
Liste d'alertes
"""
# Calcul du seuil basé sur l'historique
historical_values = self.df[self.target_col].values
threshold = np.percentile(historical_values, threshold_percentile)
# Détection des pics
alerts = []
for i, pred in enumerate(future_predictions):
if pred > threshold:
alerts.append({
'day': i + 1,
'value': pred,
'threshold': threshold,
'severity': 'HIGH' if pred > threshold * 1.2 else 'MEDIUM'
})
return alerts
# =====================================================
# ============= INTERFACE STREAMLIT ===================
# =====================================================
def show_forecasting_module(client, sheet_name):
"""
Interface Streamlit pour le module de forecasting.
"""
st.markdown("## 🔮 ORACLE : FORECASTING & AUDIT")
st.caption("Intelligence Artificielle de prédiction des flux hospitaliers avec interprétabilité complète.")
# ===== VÉRIFICATION DONNÉES =====
if 'ml_features' not in st.session_state:
st.error("❌ **Données ML absentes.** Veuillez d'abord exécuter le module **Feature Engineering**.")
if st.button(" Aller au Feature Engineering"):
st.switch_page("pages/03_Features.py")
return
df = st.session_state['ml_features']
st.success(f"✅ Dataset ML chargé : **{len(df):,}** échantillons")
# ===== CONFIGURATION =====
st.divider()
with st.expander(" Configuration de l'Entraînement", expanded=False):
col1, col2, col3 = st.columns(3)
with col1:
target = st.selectbox(
"Variable Cible",
['nb_admissions', 'taux_occupation', 'tension_personnel'],
index=0,
help="Variable à prédire"
)
with col2:
val_days = st.number_input(
"Jours Validation",
min_value=15,
max_value=60,
value=30,
help="Nombre de jours pour le set de validation"
)
with col3:
test_days = st.number_input(
"Jours Test",
min_value=15,
max_value=60,
value=30,
help="Nombre de jours pour le test final"
)
# ===== ENTRAÎNEMENT =====
if 'forecaster' not in st.session_state or st.session_state.get('forecast_target') != target:
st.info("🚀 **Lancement de l'entraînement des 3 modèles...**")
forecaster = HospitalForecaster(df)
try:
# Préparation des données
with st.spinner(" Préparation des données (Train/Val/Test)..."):
split_info = forecaster.prepare_data(
target_col=target,
val_days=val_days,
test_days=test_days
)
# Affichage des plages de dates
st.markdown("### Plages de Dates des Sets")
col1, col2, col3 = st.columns(3)
with col1:
st.metric(
"🟢 Train",
f"{split_info['train']['n_samples']} jours",
f"{split_info['train']['start'].strftime('%d/%m/%Y')} → {split_info['train']['end'].strftime('%d/%m/%Y')}"
)
with col2:
st.metric(
"🟡 Validation",
f"{split_info['val']['n_samples']} jours",
f"{split_info['val']['start'].strftime('%d/%m/%Y')} → {split_info['val']['end'].strftime('%d/%m/%Y')}"
)
with col3:
st.metric(
"🔴 Test",
f"{split_info['test']['n_samples']} jours",
f"{split_info['test']['start'].strftime('%d/%m/%Y')} → {split_info['test']['end'].strftime('%d/%m/%Y')}"
)
st.divider()
# Entraînement des modèles
metrics = forecaster.train_all_models()
# Stockage dans session_state
st.session_state['forecaster'] = forecaster
st.session_state['metrics'] = metrics
st.session_state['split_info'] = split_info
st.session_state['forecast_target'] = target
st.success("✅ **Entraînement terminé avec succès !**")
except Exception as e:
st.error(f"❌ **Erreur lors de l'entraînement :** {str(e)}")
import traceback
with st.expander(" Détails de l'erreur"):
st.code(traceback.format_exc())
return
# ===== RÉCUPÉRATION DES RÉSULTATS =====
forecaster = st.session_state['forecaster']
metrics = st.session_state['metrics']
split_info = st.session_state['split_info']
best = forecaster.best_model_name
# ===== ONGLETS PRINCIPAUX =====
tab_future, tab_audit, tab_export = st.tabs([
" Prédictions Futures",
" Audit & Comparaison",
" Export & Données"
])
# ================================================================
# ONGLET 1 : PRÉDICTIONS FUTURES
# ================================================================
with tab_future:
st.markdown("### Projections Récursives avec Saisonnalité")
col_h1, col_h2 = st.columns([3, 1])
with col_h1:
horizon_label = st.radio(
"Horizon de prédiction",
["1 Mois", "3 Mois", "6 Mois", "12 Mois"],
horizontal=True,
index=1
)
with col_h2:
show_confidence = st.checkbox("Intervalle de confiance", value=True)
months_map = {"1 Mois": 1, "3 Mois": 3, "6 Mois": 6, "12 Mois": 12}
months = months_map[horizon_label]
with st.spinner(" Calcul de la trajectoire récursive avec saisonnalité..."):
f_dates, f_values, conf_intervals = forecaster.generate_future_forecast_recursive(months)
# Graphique des prédictions futures
fig = go.Figure()
# Historique récent (90 derniers jours)
hist = df.iloc[-90:]
fig.add_trace(go.Scatter(
x=hist['date'],
y=hist[target],
name=" Historique Réel",
line=dict(color='gray', width=2),
opacity=0.6
))
# Prédictions futures
fig.add_trace(go.Scatter(
x=f_dates,
y=f_values,
name=f" Projection {best}",
line=dict(color='#00E676', width=3),
mode='lines+markers',
marker=dict(size=5)
))
# Intervalle de confiance
if show_confidence:
fig.add_trace(go.Scatter(
x=f_dates + f_dates[::-1],
y=list(conf_intervals['upper']) + list(conf_intervals['lower'][::-1]),
fill='toself',
fillcolor='rgba(0, 230, 118, 0.2)',
line=dict(color='rgba(255,255,255,0)'),
name='Intervalle de confiance (95%)',
showlegend=True
))
# Ligne verticale "Aujourd'hui"
last_hist_date = hist['date'].max()
# --- FIX COMPATIBILITÉ PANDAS 2.x ---
# On convertit le Timestamp en millisecondes (float) pour éviter
# l'erreur "Addition/subtraction of integers with Timestamp"
# car Plotly utilise sum() en interne qui commence par 0.
vline_x = last_hist_date.timestamp() * 1000
# ------------------------------------
fig.add_vline(
x=vline_x, # On utilise la version convertie ici
line_width=2,
line_dash="dash",
line_color="white",
annotation_text="Aujourd'hui",
annotation_position="top"
)
fig.update_layout(
title=f"Projection {horizon_label} - {target.replace('_', ' ').title()}",
template="plotly_dark",
height=500,
hovermode="x unified",
xaxis_title="Date",
yaxis_title=target.replace('_', ' ').title()
)
st.plotly_chart(fig, use_container_width=True)
# Statistiques de la projection
col1, col2, col3, col4 = st.columns(4)
col1.metric("Moyenne Prévue", f"{np.mean(f_values):.1f}")
col2.metric("Maximum Prévu", f"{np.max(f_values):.1f}")
col3.metric("Minimum Prévu", f"{np.min(f_values):.1f}")
col4.metric("Tendance",
" Hausse" if f_values[-1] > f_values[0] else " Baisse",
f"{((f_values[-1] / f_values[0]) - 1) * 100:+.1f}%")
# Détection d'anomalies futures
st.markdown("#### 🚨 Alertes Préventives")
alerts = forecaster.detect_future_anomalies(f_values)
if alerts:
st.warning(f"⚠️ **{len(alerts)} pic(s) détecté(s)** dans les {months} prochains mois")
for alert in alerts[:5]: # Top 5
severity_emoji = "🔴" if alert['severity'] == 'HIGH' else "🟠"
st.write(f"{severity_emoji} **Jour +{alert['day']}** : Valeur prévue = **{alert['value']:.0f}** "
f"(seuil normal : {alert['threshold']:.0f})")
else:
st.success("✅ Aucun pic anormal détecté dans la période")
st.caption(f" Prédiction générée par **{best}** | Fiabilité : **{metrics[best]['R²']*100:.0f}%**")
# ================================================================
# ONGLET 2 : AUDIT & COMPARAISON
# ================================================================
with tab_audit:
st.markdown("### Le Champion de la Prédiction")
# Annonce du vainqueur
col_winner, col_reset = st.columns([4, 1])
with col_winner:
st.success(f"""
### Gagnant : **{best}**
Sur les **{split_info['test']['n_samples']} derniers jours** de test, ce modèle a montré
la meilleure précision avec une erreur moyenne de seulement **{metrics[best]['MAE']:.2f}** unités par jour.
**Fiabilité globale :** {metrics[best]['R²']*100:.1f}%
(Le modèle explique {metrics[best]['R²']*100:.1f}% des variations observées)
""")
with col_reset:
if st.button(" Réinitialiser", help="Relancer l'entraînement"):
for key in ['forecaster', 'metrics', 'split_info', 'forecast_target']:
if key in st.session_state:
del st.session_state[key]
st.rerun()
st.divider()
# ===== TABLEAU COMPARATIF =====
st.markdown("### Tableau Comparatif Détaillé")
comparison_data = []
for model_name in ['XGBoost', 'LightGBM', 'Random Forest']:
m = metrics[model_name]
comparison_data.append({
'Modèle': f"{'🏆 ' if model_name == best else ''}{model_name}",
'R² (Fiabilité %)': f"{m['R²']*100:.2f}%",
'RMSE': f"{m['RMSE']:.2f}",
'MAE (Erreur Moy.)': f"{m['MAE']:.2f}",
'MAPE (Erreur %)': f"{m['MAPE']:.2f}%" if not np.isnan(m['MAPE']) else "N/A"
})
comparison_df = pd.DataFrame(comparison_data)
st.dataframe(
comparison_df,
use_container_width=True,
hide_index=True
)
# Explications des métriques
with st.expander(" Comprendre les Métriques"):
st.markdown("""
**R² (Coefficient de Détermination) :**
- Mesure de 0% à 100% : plus c'est proche de 100%, mieux c'est
- Indique quelle part de la variation est expliquée par le modèle
- Exemple : 85% = le modèle comprend 85% des raisons des fluctuations
**RMSE (Root Mean Squared Error) :**
- Erreur moyenne au carré, puis racine carrée
- Pénalise fortement les grandes erreurs
- Plus la valeur est basse, mieux c'est
- Utile en santé car les grosses erreurs sont graves
**MAE (Mean Absolute Error) :**
- Erreur moyenne en valeur absolue
- S'exprime dans l'unité de la cible (ex: nombre d'admissions)
- Plus facile à interpréter : "en moyenne, je me trompe de X unités"
- Plus robuste aux valeurs extrêmes que RMSE
**MAPE (Mean Absolute Percentage Error) :**
- Erreur moyenne en pourcentage
- Indépendant de l'échelle des données
- Exemple : 5% = en moyenne, l'erreur est de 5% de la valeur réelle
""")
st.divider()
# ===== GRAPHIQUE COMPARATIF SUR TEST SET =====
st.markdown("### Comparaison Visuelle sur le Test Set")
fig_comp = go.Figure()
# Réalité (en blanc épais)
fig_comp.add_trace(go.Scatter(
x=forecaster.dates_test,
y=forecaster.y_test,
name=" RÉALITÉ",
line=dict(color='white', width=4, dash='dot'),
mode='lines+markers',
marker=dict(size=6)
))
# Les 3 modèles
colors = {
'XGBoost': '#1f77b4',
'LightGBM': '#ff7f0e',
'Random Forest': '#2ca02c'
}
for model_name in ['XGBoost', 'LightGBM', 'Random Forest']:
pred = forecaster.predictions['test'][model_name]
is_best = (model_name == best)
fig_comp.add_trace(go.Scatter(
x=forecaster.dates_test,
y=pred,
name=f"{'🏆 ' if is_best else ''}{model_name}",
line=dict(
color=colors[model_name],
width=3 if is_best else 1.5,
dash='solid' if is_best else 'dash'
),
opacity=1.0 if is_best else 0.5
))
fig_comp.update_layout(
title="Prédictions vs Réalité sur la Période de Test",
template="plotly_dark",
height=500,
hovermode="x unified",
xaxis_title="Date",
yaxis_title=target.replace('_', ' ').title()
)
st.plotly_chart(fig_comp, use_container_width=True)
st.caption(" **Plus une ligne colorée est proche de la ligne blanche, meilleur est le modèle**")
st.divider()
# ===== SHAP : INTERPRÉTABILITÉ =====
st.markdown("### Comprendre les Décisions de l'IA (SHAP)")
st.info("""
**SHAP** (SHapley Additive exPlanations) révèle **quelles variables influencent le plus**
les prédictions du modèle.
Plus la barre est longue, plus cette feature est importante pour les décisions de l'IA.
""")
if SHAP_AVAILABLE:
with st.spinner(" Calcul des valeurs SHAP (analyse d'importance)..."):
explainer, shap_values, X_sample = forecaster.compute_shap_values(n_samples=200)
if shap_values is not None:
# Summary plot (importance globale)
fig_shap, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
fig_shap.patch.set_facecolor('#0e1117')
ax.set_facecolor('#0e1117')
shap.summary_plot(
shap_values,
X_sample,
max_display=15,
plot_type="bar",
show=False,
color='#00E676'
)
# Styling pour fond sombre
ax.tick_params(colors='white', labelsize=11)
ax.xaxis.label.set_color('white')
ax.yaxis.label.set_color('white')
ax.set_xlabel('Impact sur la prédiction', color='white', fontsize=12)
ax.set_title(f'Top 15 Features les Plus Importantes - {best}',
color='white', fontsize=14, fontweight='bold')
st.pyplot(fig_shap)
plt.close()
# Explications textuelles
st.markdown("#### Interprétation")
# Top 5 features
feature_importance = pd.DataFrame({
'Feature': X_sample.columns,
'Importance': np.abs(shap_values).mean(axis=0)
}).sort_values('Importance', ascending=False).head(5)
st.write("**Les 5 facteurs clés identifiés par l'IA :**")
for idx, row in feature_importance.iterrows():
feature = row['Feature']
# Traduction en français
if 'lag' in feature:
explanation = f" Historique récent ({feature})"
elif 'mean' in feature or 'rolling' in feature:
explanation = f" Tendance sur plusieurs jours ({feature})"
elif 'taux' in feature:
explanation = f" Taux ou ratio ({feature})"
elif 'personnel' in feature:
explanation = f" Ressources humaines ({feature})"
elif 'scenario' in feature or 'intensity' in feature:
explanation = f" Scénario/événement ({feature})"
elif 'mois' in feature or 'jour' in feature:
explanation = f" Facteur temporel ({feature})"
else:
explanation = f" {feature}"
st.write(f"- {explanation}")
else:
st.warning("⚠️ Impossible de calculer les valeurs SHAP pour ce modèle")
else:
st.warning("⚠️ **SHAP n'est pas installé.** Installez avec : `pip install shap`")
# ================================================================
# ONGLET 3 : EXPORT & DONNÉES
# ================================================================
with tab_export:
st.markdown("### 📥 Téléchargement des Résultats")
col1, col2 = st.columns(2)
with col1:
# Export des métriques
st.markdown("#### Métriques des Modèles")
metrics_df = pd.DataFrame(metrics).T
metrics_csv = metrics_df.to_csv(index=True).encode('utf-8')
st.download_button(
label="📥 Télécharger Métriques (CSV)",
data=metrics_csv,
file_name=f'model_metrics_{datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")}.csv',
mime='text/csv'
)
st.dataframe(metrics_df, use_container_width=True)
with col2:
# Export des prédictions sur test
st.markdown("#### Prédictions Test Set")
predictions_df = pd.DataFrame({
'date': forecaster.dates_test,
'reel': forecaster.y_test,
'XGBoost': forecaster.predictions['test']['XGBoost'],
'LightGBM': forecaster.predictions['test']['LightGBM'],
'Random_Forest': forecaster.predictions['test']['Random Forest']
})
predictions_csv = predictions_df.to_csv(index=False).encode('utf-8')
st.download_button(
label="📥 Télécharger Prédictions (CSV)",
data=predictions_csv,
file_name=f'predictions_test_{datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")}.csv',
mime='text/csv'
)
st.dataframe(predictions_df.head(10), use_container_width=True)
# Export des prédictions futures
st.markdown("#### Prédictions Futures")
if 'f_dates' in locals() and 'f_values' in locals():
future_df = pd.DataFrame({
'date': f_dates,
'prediction': f_values,
'lower_bound': conf_intervals['lower'],
'upper_bound': conf_intervals['upper']
})
future_csv = future_df.to_csv(index=False).encode('utf-8')
st.download_button(
label="📥 Télécharger Prédictions Futures (CSV)",
data=future_csv,
file_name=f'predictions_futures_{datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")}.csv',
mime='text/csv'
)
st.dataframe(future_df.head(30), use_container_width=True)
# Point d'entrée si appelé directement
if __name__ == "__main__":
# Pour test standalone
show_forecasting_module(None, None) |