Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Маршак, М. И. Теория технологической статистики

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

Во второй,

 

т . в .

при К= 2

 

получено

 

наблюдений:

 

,7

Xot

,

Xu 1

Ха , • • •

 

ff

 

У ' '

> Xpt ,

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

Пса 1

Xiz г

Хг2,

*

 

f >

 

X p z;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ft

 

 

 

 

 

 

ft

 

У ^ ’ ХоПх,

Л/л,,

Хглх, ■

,

Xpn*

н т .д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в к-ый

отревок

 

получено

П к

наблюдений:

 

 

 

1«)

'*>

 

<*)

 

t*0 ,

 

J '

'

Kq1 ,

ли t

 

Л2/>

, xpl 1

 

 

 

 

 

 

 

(«)

 

 

 

/<>

<*)

 

{<)

i

 

 

 

Xc2j

К/2 i

 

Х.22 t

Xpz j

 

(К)

t«)

t*)

 

м

 

(*■)

 

 

 

 

 

 

 

 

Х олю

 

Xj/tn 7

 

,Xpn<

Вводил

матричные

 

обозначения:

 

 

78

X u

X i i

X p ,

 

/ X »

*

x l , ■

at

\

Xu

Xpt

X u

X u

Xp i

 

к

H

■Xu ■

. Х р г

 

Xo2

X u

 

 

 

 

X

a=

 

 

 

 

 

 

t

;

it

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ ХрПц

Х щ ,

X m ,

X p n ,

/

1 X o n j

Xi/1%

Х м л

/ <■>

X ?

/<)

. .

<*)

f X c i

x J .

. X p i

If)

x ! f ' X j i ■ .

 

if)

Ло2

. . X p i

X r

If)

If)

у If)

X i i -

Xzr>K ■

. . X p n ,

Линейные регрессии для каждого промежутка времени мо­ гут быть записанные в виде

у

&юХо + fan Xi *■ fail Ха

■-i~Sip Хр I

tj

!>гоXD+ lu -t-lzz Хз * ■

■+$ipAp',

( 3 . 5 )

у (*= L a Xo^ S*I x f i- Ькг х'г* ■ .+ Skp X ?

79

Обозначим

гда

Хт -

транспортированная матрица.

 

 

Коэффициенты регрессии соотношений ( 3 .5 ) определя­

ются

из

К систем нормальных уравнений

 

 

 

, * ,

( 3 .6 )

из которых

( 3 .7 )

Нас интересует следующий вопрос: можно ли считать полученные уравнения регрессии за К отрезков времени не изменившимися, а различия в уравнениях считать несу­ щественными, или эти различия следует принять сущест­ венными.

В первом случае можно составить общее уравнение регрессии по всем полученным данным. Во втором случае этого сделать нельзя.

80

Ответ на поставленный вопрос иохно получить при по­ мощи статиотичеокой проверни гипотез. Рассмотрим гипоте­ зу однородности ( в дальнейшей будем называть её нуле­ вой гипотезой), которая заключается в утверждении, что различия в коэффициентах регрессии на К интервалах не­ существенные, т . е .

1 SD-o О It

~ & к о ' f ) o i

: » х

- ■ ■ ' h i

* l \ ' >

 

 

 

( 3 .8 )

 

 

ф

, •

Up ~ И г р ' ■

- h u p - 1>р ■

Другими словами,

оледует

считать, что коэффициенты рег­

рессии одни и те же для различных интервалов времени, а имеющиеся различия случайны.

Составим уравнения регрессии для всего исследованного

промежутка времени.

 

 

Оно имеет

вид:

 

 

Л

 

 

 

 

Г

L Ха

■*■$>*

Dp Хр

( 3 .9 )

 

 

 

 

 

Оценки коэффициентов регрессии уравнения ( 3 .9 ) полу­ чаем при помощи метода наименьших квадратов из соотношения

$1 =Х Уj

(З.Ю)

■81

где

х ч х ; ,

х......: х « );

( З . И )

 

 

V ibo)

Str • • ' > hр ) I

( 3 .1 2 )

s x > z x ;x r t S f

( 3 .1 3 )

х > £ х ; у , . '

(З.М)

Откуда

I=S"XTy

 

 

( 3 .1 5 )

Проверка нулевой гипотезы однородности проводи-тоя при помощи методов теории информации.

Вводитоя информационная мера расхождения между нулевой гипотезой HQ и альтернативной гипотезой Hj. В нашем слу-

.чве информационная мера равна

5Д -JSl)^s t ( З . И )

n - р к

82

Принимая во

внимание

(3 .6 ) и (ЗЛ О ), соотношение

(3 .1 6 ) можно

записать

в виде

 

 

 

 

 

 

 

(3 .1 7 )

 

 

 

 

имеет

F

-распределение

с р ( к ~ /,)

 

и п - р к

степенями

свободы,

когда справед­

лива нулевая

гипотеза

HQ.

 

 

 

 

На основании (3 .1 6 )

определяют

расчетное

значение

V (HQ, Hj) и сравни-вают его с табличным ( при помощи

таблицы

Г

-распределения). Если

полученные значения

превосходят

табличные,

то

нулевая

гипотеза

о равенстве

коэффициентов

регрессии по

полученным группам отвергается.

Впротивном случае нулевая гипотеза принимается.

Внаших исследованиях строились регрессионные зависи­ мости прочности бетона марки М-300 от факторсв производ­ ственного процесса. Было проведено 300 наблюдений на про­ тяжении двух периодов: первый период - июнь, июль, август, сеитябрь; второй период - октябрь, ноябрь, декабрь.

Введем обозначения:

Xj -модуль крупности песка;

Xj

-процентное

содержание примесей в бетонной смеси

Х^

-процентное

содержание воды в бетонной смеси;

Х^

-процентное

содержание крупногозаполнителя;

Х6

-процентное

содержание песка;

Хг,

-процентное

содержание цемента;

Х-^- цементно-водное отношение;

У-прочность бетона нормального хранения.

Проверим устойчивость коэффициентов регрессии следующих ре­ грессионных уравнений:

=

Хз>,

Х б,

Хы ) >

 

Xfj

Хб >

X } )

 

Все уравнения линейного вида (табл.

3 . 5 ) . Линейные

уравнения рассматриваются в оилу того,

что колебания

параметров происходят в сравнительно небольших диапазо­ нах, где криволинейную зависимость можно удовлетвори­ тельно аппроксимировать линейной зависимостью.

Для проверки устойчивости коэффициентов регрессии этих уравнений по двум периодам определялись соотно­

шение (3 .1 6 )

или ( 3 ,1 7 ) ,

вычисления

приведены в табли­

це 3 . 5 ' и

,3.6 . Из таблицы .3.6

следует, что полу-

ченные значения

 

 

значительно

превосходят

табличное

F o , 9s

Следовательно, нуле:-

вая гипотеза о равенстве коэффициентов регрессии по

полученным группам отвергается,

то

есть для каждого

из рассмотренных периодов выявлены различные корреля-. ционные зависимости прочности бетона нормального хране­ ния от факторов производственного процесса.

Кроме регрессионного анализа, информационные критерии могут применяться при проверке статистических гипотез о принадлежности данных выборки полиномиальному, нормаль­ ному распределению, распределению Пауссона и т .д . и во многих других статистических исследованиях. Рассмотрен­ ные методы во многих отношениях подобны дисперсионному анализу.

84

Таблица 3.5

Система множественных регрессионны:-: уравнении прочности бетона

нормального хранения от ракторов производственного процесса по группам и по выборке в целом

 

rloaeoa

 

 

 

циды

регрессионных уравнений

 

 

 

 

 

 

групп

 

Параметры регрессионного

уравнения: Параметры регрессионного уравнения

 

 

 

 

 

 

япН

 

• '

 

 

 

Г '

 

 

а а

:

а

а

: 6

:

а

а

а

а

а

:

а

: 7

 

 

0

: 1

3

 

1 ^ :

0

:

4

:

5

б

со

I

208,44

7,65

 

-1 3 ,2 5

 

- 1 ,4 9

 

102 ,34

38,,41

 

- 1 7,53

 

9,87

 

- 0 ,3 0

4,79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЦП

п

-160,83

7,22

 

3,98

 

12,22

 

92.,68

718.,58

 

-31,50

 

- 5 ,1 8

 

5,58

3,76

 

 

 

 

 

 

 

 

По вы­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

борке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в це­

479,41

- 2 ,5 7

 

7,62

 

3,38

 

45,59

713,85

 

-31 ,0 8

 

- 4 ,5 0

 

3,71

2,55

 

лом

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.6

Анализ нулевой гипотезы о равенстве коэффициентов регрессии для множественных регрессионных уравнений

 

 

Вид регрессионного

,

F

: Табличное

значение

Fo,gs с

р (к '')г^

 

 

. и

п

-

р К

=300-5.

2 * 290

 

 

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

:

степенями

свободы

 

 

 

У =

/

(X

Д

,

X

, X

)

9 ,8

 

4,38

 

 

 

 

 

1

1

3

 

6

14

 

 

 

 

 

У =

i

(X

,

X

,

X

V

16,5

 

4,38

 

 

 

 

 

'

4

 

 

5

6

 

 

 

 

 

 

 

Р= 5

К^ 2

§ 5,Фиктивныа" переменные в множественной регрессии при наличии неоднородного

массива данных

Неоднородность массива полученных данных воаможна не только как результат изменения полученной зависимости в течение наблюдаемого промежутка времени, но и как резуль­ тат пространственных различий, имеющих место в течение одного и того же промежутка времени.

Так были получены различные регрессионные зависимо­ сти качества бетона от изучаемых факторов при наблюдени­ ях на различных бетономешалках одного и того же завода. Изучаемые факторы - состав бетона (цемент, крупный запол­ нитель, песок)-не имели существенных отличий. То есть, изменение качества полученного бетона можно отнести за счет различной конструкции бетономешалок, что определен­ ным образом сказывается и на качестве получаемого бетона.

Вообще говоря, можно строить различные регрессионные модели для каждой бетономешалки. Однако построение раз­ личных моделей для каждой бетономешалки нецелесообразно ввиду следующих причин.Во-первых, дублирование раочетов приводит к непроизводительному расходованию ячеек памяти и времени вычислительной техники, необходимой для опера­ тивного управления.

Во-вторых, построение одной регрессионной модели для

всех бетономешалок увеличит массив данных, что при нали­ чии адекватной регрессионной модели увеличит точнооть по­ лученных параметров.

Построение одной адекватной регрессионной модели для всех бетономешалок возможно, если использовать концепцию так называемых "фиктивных" переменных'1. Смысл её заключа­ ется в следующем: поскольку невозможно построить непре­ рывную шкалу для фактора "номер бетономешалки",то мы мо­ жем приписать этому фактору некоторые уровни по порядку,

учитывая, что

в построенной регрессионной модели будут

I . Дрейпер И..Смит Г . Прикладной регрессионный анализ.U.,

"Статистика",

1973.

67

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ