汽车性能分析

第8-9章

Li Zongzhang

2024-05-16

1 数据和变量

数据来源:mpg {ggplot2}

样本容量:234

cty: city miles per gallon

hwy: highway miles per gallon

  • 英里每加仑,数值越大,代表越省油。

trans: type of transmission

drv: the type of drive train,

  • f = front-wheel drive,

  • r = rear wheel drive,

  • 4 = 4wd

2 油耗性能分析

2.1 cty均值的检验

2.2 hwy均值的检验

2.3 四驱和前驱城市油耗比较

2.4 四驱和前驱高速油耗比较

2.5 自动档和手动挡城市油耗比较

2.5 自动档和手动挡高速油耗比较

加载包和调用数据

library(tidyverse)
library(ggstatsplot)
data(mpg)

2.1 cty均值的检验

gghistostats(mpg, cty, 
             test.value = 16,
             bin.args = list(color = "black",
                             fill = "cyan")) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.1 cty均值的检验

\(H_0: \mu \leq 16\)

\(H_1: \mu > 16\)

拒绝原假设\(H_0: \mu \leq 16\)

在城市, 油耗均值大于16英里/加仑。

2.2 hwy均值的检验

gghistostats(mpg, hwy, 
             test.value = 22,
             bin.args = list(color = "grey",
                             fill = "purple"),
             centrality.line.args = list(color = "red", 
                                         linewidth = 1, 
                                         linetype = "dashed")) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.2 hwy均值的检验

\(H_0: \mu \leq 22\)

\(H_1: \mu > 22\)

拒绝原假设\(H_0: \mu \leq 22\)

在高速, 油耗均值大于22英里/加仑。

2.3 四驱和前驱城市道路油耗比较

mpg %>%
  filter(drv %in% c("4", "f")) %>%
  ggbetweenstats(drv, 
                 cty,
                 p.adjust.method = "none",
                 xlab = "drive",
                 package = "RColorBrewer",
                 palette = "Set1",
                 violin.args = list(width = 0)
  ) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.3 四驱和前驱城市道路油耗比较

\(H_0: \mu_4 \geq \mu_f\)

\(H_1: \mu_4 < \mu_f\)

在城市, \(\mu_4 < \mu_f\), 前驱(20)比四驱(14)省油。

2.4 四驱和前驱高速油耗比较

mpg %>%
  filter(drv %in% c("4", "f")) %>%
  ggbetweenstats(drv, 
                 hwy,
                 p.adjust.method = "none",
                 xlab = "drive",
                 package = "RColorBrewer",
                 palette = "Set1",
                 violin.args = list(width = 0)
                 ) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.4 四驱和前驱高速油耗比较

\(H_0: \mu_4 \geq \mu_f\)

\(H_1: \mu_4 < \mu_f\)

拒绝原假设\(H_0: \mu_4 \geq \mu_f\)

在高速, \(\mu_4 < \mu_f\), 前驱(28)比四驱(24)省油。

2.5 自动档和手动挡城市道路油耗比较

mpg %>% 
  mutate(transmission = if_else(substr(trans, 1, 4) == "auto", 
                                "automatic", 
                                "manual")) %>% 
  ggbetweenstats(transmission, 
                 cty,
                 p.adjust.method = "none",
                 xlab = "drive",
                 package = "RColorBrewer",
                 palette = "Set1",
                 violin.args = list(width = 0)
                 ) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.5 自动档和手动挡城市道路油耗比较

\(H_0: \mu_{auto} \geq \mu_{manual}\)

\(H_1: \mu_{auto} < \mu_{manual}\)

拒绝原假设\(H_0: \mu_4 \geq \mu_f\)

在城市, \(\mu_{auto} < \mu_{manual}\) , 手动挡(19)比自动挡(16)省油。

2.6 自动档和手动挡高速油耗比较

mpg %>% 
  mutate(transmission = if_else(substr(trans, 1, 4) == "auto", 
                                "automatic", 
                                "manual")) %>% 
  ggbetweenstats(transmission, 
                 hwy,
                 p.adjust.method = "none",
                 xlab = "drive",
                 package = "RColorBrewer",
                 palette = "Set1",
                 violin.args = list(width = 0)
                 ) +
  theme_classic(base_size = 15)

2.6 自动档和手动挡高速油耗比较

\(H_0: \mu_{auto} \geq \mu_{manual}\)

\(H_1: \mu_{auto} < \mu_{manual}\)

拒绝原假设\(H_0: \mu_4 \geq \mu_f\)

在高速, \(\mu_{auto} < \mu_{manual}\) , 手动挡(26)比自动挡(22)省油。

3 驱动类型分布

#计算三种驱动的百分比
round(100*prop.table(table(mpg$drv)))

 4  f  r 
44 45 11 
ggpiestats(mpg,
           drv,
           ratio = c(0.45, 0.45, 0.1),
           package = "RColorBrewer",
           palette = "Set2")+
  theme_bw(base_size = 15)

四驱、前驱、后驱:45%,45%, 10%

4 驱动类型和传动类型的关系分析

mpg %>% 
  mutate(transmission = if_else(substr(trans, 1, 4) == "auto", 
                                "automatic", 
                                "manual")) %>% 
  ggbarstats(drv,
             transmission,
             package = "RColorBrewer",
             palette = "Paired")+
  theme_bw(base_size = 15)

驱动类型和传动类型相互独立。

5 驱动类型和气缸数量的关系分析

ggbarstats(mpg,
           drv,
           cyl,
           package = "RColorBrewer",
           palette = "Paired")+
  theme_bw(base_size = 15)

5 驱动类型和气缸数量的关系分析

驱动类型和气缸数量不独立。

4缸,72%前驱,28%四驱;

6缸,54%前驱, 41%四驱,5%后驱;

8缸,1%前驱, 69%四驱,30%后驱。

6 研究结论

  • 油耗(单位:miles per gallon 英里每加仑), 数值越大代表越省油

  • 城市均值 > 16, 高速均值 > 22

  • 城市:四驱(14) < 前驱(20)

  • 高速:四驱(20) < 前驱(29)

  • 城市:自动挡(16) < 手动挡(19)

  • 高速:四驱(22) < 前驱(26 )

6 研究结论

  • 高速比城市道路省油

  • 前驱比四驱省油,高速(9)比城市(6)的差距更大。

  • 手动挡比自动档省油,高速(4)比城市(3)的差距更大。

6 研究结论

  • 四驱、前驱、后驱:45%,45%, 10%

  • 驱动类型和传动类型相互独立。

  • 驱动类型和气缸数量不独立。

    • 4缸,72%前驱,28%四驱

    • 6缸,54%前驱, 41%四驱,5%后驱

    • 8缸,1%前驱, 69%四驱,30%后驱

7 经验分享

  • 类别的定义:自动挡和手动挡

  • 各个类别的样本容量

  • 提炼结论

Thanks for your attention!