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

big_doc_LKG

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
20.24 Mб
Скачать

150

Розділ 2

, (2.46)

або

 

 

,

(2.47)

де і

параметри закону розподілу (табл. 2.4);

 

 

медіана розподілу.

 

2.4.2.4. Критерії перевірки для розподілу Вейбулла. Закон розпо-

ділу Вейбулла записується у двохпараметричній формі

або в трипараметричній формі

 

 

 

 

.

 

де

– параметр зсуву.

 

 

При

розподіл Вейбулла переходить у експоненціальний, то-

му для перевірки розподілу використовується

нульова гіпотеза

 

проти альтернативної

. Для перевірки розподілу

використовується параметр

 

 

 

 

,

(2.48)

де

– коефіцієнт варіації.

 

 

Для двохпараметричної форми розподілу

, у випадку три-

параметричної форми розподілу

 

 

. (2.49)

Ідентифікація параметрів статистичними законами розподілу

151

Статистика критерію перевірки розподілу Вейбулла обчислюється за формулою

. (2.50)

Критичні значення статистики на рівні значимості наведені у табл. 2.18.

Таблиця 2.18

Критичні значення для

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2,05

40

1,60

20

1,80

50

1,58

30

1,68

100

1,51

 

 

 

 

Якщо , то гіпотеза про розподіл випадкової величини за законом Вейбулла відхиляється.

Приклад 19. Інтервали прибуття (в хвилинах) транспортних засобів на вантажний пункт представлені ранжованою статистичною вибіркою:

: 12, 14, 21, 38, 42, 44, 46, 59, 61, 72.

Перевірити гіпотезу про розподіл даної випадкової величини за двохпараметричним законом Вейбулла.

Розв’язок. Маємо

;

;

.

Розраховуємо параметр та статистику критерію

;

.

Із табл. 2.18 для визначаємо . Так як , гіпотеза про розподіл випадкової величини за законом Вейбулла відхиляється.

152

Розділ 2

2.4.2.5. Критерії перевірки для гамма-розподілу. Перевірка ви-

конується відносно величини параметра форми гамма-розподілу за статистикою

 

,

(2.52)

де

– середнє геометричне статистичного ряду.

Якщо параметр форми гамма-розподілу дорівнює одиниці, то він переходить у експоненціальний. Виходячи з цього, виконується перевірка нульової гіпотези проти альтернативних або .

Для рівня значимості виходять з таких правил:

якщо , то нульова гіпотеза про відповідність вибіркових даних гамма-розподілу підтверджується;

якщо , то нульова гіпотеза відхиляється на користь гіпотези (розподіл із зменшенням ознаки);

якщо , то нульова гіпотеза відхиляється на користь гіпотези (розподіл із зростанням ознаки).

Критичні значення та на рівні значимості наведені у табл. 2.19.

Таблиця 2.19 Критичні значення та на рівні значимості

 

 

Ідентифікація параметрів статистичними законами розподілу

153

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0,3122

0,9987

12

0,3877

0,7982

22

0,4249

0,7343

 

3

0,3158

0,9790

13

0,3989

0,7887

23

0,4273

0,7305

 

4

0,3173

0,9477

14

0,3977

0,7802

24

0,4296

0,7265

 

5

0,3299

0,9176

15

0,4019

0,7726

25

0,4317

0,7230

 

6

0,3413

0,8915

16

0,4058

0,7656

26

0,4341

0,7199

 

7

0,3515

0,8695

17

0,4094

0,7593

27

0,4316

0,7167

 

8

0,3601

0,8508

18

0,4130

0,7536

28

0,4380

0,7137

 

9

0,3684

0,8348

19

0,4162

0,7482

29

0,4398

0,7110

 

10

0,3758

0,8210

20

0,4194

0,7432

30

0,4416

0,7083

 

11

0,3818

0,8089

21

0,4219

0,7388

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад 20. Годинна інтенсивність відмов в негайному обслуговуванні автомобілів на вантажному пункті представлена наступною ранжованою вибіркою

: 0,21; 0,50; 0,72; 1,44; 1,50; 1,92; 2,16; 3,00; 4,50; 6,30.

Перевірити гіпотезу про розподіл випадкової величини за законом гаммарозподілу на рівні значимості .

Розв’язок. Обчислюємо величини ;

.

Розраховуємо статистику критерію .

Із табл. 2.19 для визначаємо критичні значення і . Оскільки , гіпотеза про розподіл випадкової величини за законом гамма-розподілу підтверджується.

2.5.Оцінка узгодженості теоретичного і емпіричного законів розподілу випадкових величин за допомогою ЕОМ

Перевірка гіпотез про закони розподілу випадкових величин виконується в середовищі WINDOWS з використанням інтерфейсу STATISTICA за допомогою статистичної процедури DISTRIBUTION FITTING – ПІДГОН-

КА ЗАКОНІВ РОЗПОДІЛУ з модуля NONPARAMETRIC/DISTRIBUTION

НЕПАРАМЕТРИЧНІ СТАТИСТИКИОЗПОДІЛИ.

154

Розділ 2

Для перевірки гіпотези про закони розподілу необхідно:

1) відкрити файл даних у модулі NONPARAMETRIC/DISTRIBUTION

НЕПАРАМЕТРИЧНІ СТАТИСТИКИОЗПОДІЛИ; 2) у верхній частині вікна статистичних процедур модуля вибрати оп-

цію DISTRIBUTION FITTING – ПІДГОНКА ЗАКОНІВ РОЗПОДІЛУ (рис. 2.3); 3) у списках правої частини вікна вибрати необхідний неперервний

(CONTINUOUS DISTRIBUTIONS) або дискретний закон розподілу випа-

дкових величин та натиснути кнопку ОК. Список законів розподілу неперервних випадкових величин представлений нормальним

(NORMAL), рівномірним (RECTANGULAR), експоненціальним (EXPONENTIAL), гамма-розподілом (GAMMA), логарифмічно-

нормальним (LOG-NORMAL) та (CHI-SQUARE) законами. Список законів розподілу дискретних випадкових величин представлений

біноміальним (BINOMIAL), геометричним (GEOMETRIC) законами та законами розподілу Пуассона (POISSON) та Бернуллі (BERNOULLI);

Рис. 2.3. Діалогове вікно підгонки законів розподілу

4) на екрані відкривається діалогове вікно FITTING CONTINUOUS

DISTRIBUTIONS – ПІДГОНКА НЕПЕРЕРВНИХ РОЗПОДІЛІВ чи FITTING

DISCRETE DISTRIBUTIONS – ПІДГОНКА ДИСКРЕТНИХ РОЗПОДІЛІВ в за-

лежності від обраного закону розподілу (рис. 2.4);

5) у списку DISTRIBUTION – РОЗПОДІЛ можна вибрати необхідний закон розподілу (у даному випадку неперервний). За допомогою кнопки необхідно вибрати одну змінну для проведення аналізу (у нашому прикладі TYS_TON);

Ідентифікація параметрів статистичними законами розподілу

155

Рис. 2.4. Діалогове вікно параметрів підгонки законів розподілу неперервних випадкових величин

6) у полі вводу NUMBER OF CATEGORIES – КІЛЬКІСТЬ ІНТЕРВАЛІВ

необхідно вказати:

для неперервних випадкових величин кількість інтервалів гру-

пування, яка обчислюється за формулою , де n – кількість інтервалів та N – об’єм вибірки);

для дискретних випадкових величин кількість унікальних зна-

чень у вибірці (тобто об’єм вибірки, що отримана з даної шляхом відкидання значень, які повторюються);

7)у полях вводу LOWER LIMIT – НИЖНЯ ГРАНИЦЯ та UPPER LIMIT – ВЕРХНЯ ГРАНИЦЯ слід вказати відповідно найменше та найбільше значення з чисел у досліджуваній вибірці;

8)нижче полів вводу LOWER LIMIT та UPPER LIMIT розміщуються поля вводу, що представляють обчислені за даними вибірки параметри розподілу та залежать від обраного закону розподілу (табл. 2.20);

 

 

 

Таблиця 2.20

Позначення параметрів законів розподілу

 

 

 

 

 

Закон

Щільність імовірності

Позначення

Назва

 

розподілу

параметру

параметру

 

 

 

 

 

 

 

 

Неперервні розподіли

 

 

 

 

 

 

 

1. Нормальний

 

Mean

Середнє (m)

 

 

 

Variance

Дисперсія ( )

 

156

Розділ 2

2.

Рівномірний

 

Mean

Середнє

 

 

 

frequency

 

 

 

 

3.

Експоненці-

 

Lambda

Параметр

 

альний

 

 

 

4.

Гамма-

 

Scale

Масштаб (b)

 

розподіл

 

parameter

Форма (с)

 

 

 

Shape

 

 

 

 

parameter

 

 

 

 

 

 

5.

Логарифмі-

 

Mean

Середнє ( )

 

чно-

 

Variance

Дисперсія ( )

 

нормальний

 

 

 

6.

Розподіл

 

Parameter

Кількість

 

 

 

(deg. of

ступенів

 

 

 

freedom)

вільності ( )

 

 

 

 

 

 

 

Дискретні розподіли

 

 

 

 

 

1. Біномний

 

Number

Кількість

 

 

 

of trials

випробувань (n)

 

 

 

 

 

2.

Розподіл

 

Lambda

Параметр

 

Пуассона

 

 

 

 

 

 

 

3. Геометрич-

 

Parameter p

Імовірність

 

ний

 

 

успіху (p)

 

 

 

 

 

4.

Розподіл

 

Parameter p

Імовірність

 

Бернуллі

 

 

успіху (p)

9) у групі опцій KOLMOGOROV-SMIRNOV TEST –ТЕСТ КОЛМОГО-

РОВАМІРНОВА слід вибрати параметр тесту Колмогорова, що має наступні значення:

NO – тест Колмогорова-Смірнова не проводити;

YES (CATEGORIZED) – виконати тест Колмогорова-Смірнова з розбиттям даних на групи;

YES (CONTINUOUS) – виконати тест Колмогорова-Смірнова без розбиття даних на групи;

Ідентифікація параметрів статистичними законами розподілу

157

10) натиснути кнопку ОК для проведення тесту та виведення результатів розрахунку. Результати розрахунку виводяться у електронну таблицю, подібну наведеній на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Результати тесту підгонки законів розподілу

У крайньому лівому стовпчику таблиці вказані верхні границі інтервалів групування (значення Infinity відповідають значенням, що перевищують верхню границю попереднього інтервалу). Нижче наведені українські відповідності заголовкам таблиці:

OBSERVED FREQ-CY – Емпірична частота;

СUMULATV OBSERVED – Накопичена емпірична частота;

PERCENT OBSERVED – Частка спостережень в інтервалі в процентах;

CUMUL % OBSERVED – Накопичена частка спостережень в інтервалі в процентах;

EXPECTED FREQ-CY – Очікувана частота;

CUMULATV EXPECTED – Очікувана накопичена частота;

PERCENT EXPECTED – Очікувана частка спостережень в інтервалі в процентах;

CUMUL % EXPECTED – Очікувана накопичена частка спостережень в інтервалі в процентах;

OBSERVD–EXPECTED – Різниця між очікуваною та емпіричною

частотами.

У верхній частині вікна результатів виводяться результати тестів:

для тесту Колмогорова-Смірнова вказується максимальна різниця між емпіричною та очікуваною частотами (D) та гранична імовірність прийняття гіпотези про відповідність емпіричного розподілу обраному теоретичному закону (P). Якщо максималь-

158

Розділ 2

на різниця між очікуваною та емпіричною частотами не є значимою, то для граничної імовірності вказується значення N.S. – NOT SIGNED – Не значима;

для тесту Пірсона вказується розрахункове значення критерію

– CHI SQUARE – Хі-квадрат, кількість ступенів вільності (DF), гранична імовірність прийняття гіпотези про відповідність емпіричного розподілу обраному теоретичному розподілу (P). Якщо кількість значень, що знаходяться у деякому інтервалі не перевищує 5, то система автоматично об’єднує такий інтервал з сусіднім. В такому випадку кількість ступенів вільності зменшується та у рядку результатів критерію Пірсона вказується DF

ADJUSTED – Виправлена кількість ступенів вільності;

11) зробити висновок про відповідність емпіричного розподілу обраному теоретичному. Для цього задаються рівнем значимості, який зазвичай дорівнює 0,05 чи 0,1. Гіпотезу про те, що даний емпіричній розподіл узгоджується з обраним теоретичним законом розподілу можна прийняти:

за критерієм Колмогорова-Смірнова – у випадку, коли гранична імовірність прийняття гіпотези перевищує заданий рівень значимості, або є несуттєвою (N.S.);

за критерієм Пірсона () – у випадку, коли гранична імовір-

ність прийняття гіпотези перевищує заданий рівень значимості. У наведеному вище прикладі (вікно результатів розрахунків на

рис. 2.3 гіпотезу про нормальний розподіл випадкової величини TYS_TON можна прийняти при рівні значимості 0,05 за обома критеріями, оскільки розрахункове значення граничної імовірності прийняття гіпотези за критерієм Колмогорова-Смірнова не є значимим (Р=N.S.), а за критерієм Пірсона перевищує прийнятий рівень значимості, тобто

0,125 > 0,05.

Питання для самоперевірки

1.Дайте змістовне визначення закону розподілу випадкової величини.

2.Як задається емпіричний закон розподілу дискретної випадкової величини?

3.Як задається емпіричний закон розподілу неперервної випадкової величини?

Ідентифікація параметрів статистичними законами розподілу

159

4.Дайте визначення наступним поняттям: гістограма, полігон,

кумулята?

5.Наведіть порядок побудови гістограми, полігону та кумуляти.

6.Назвіть теоретичні закони розподілу дискретних випадкових величин і зазначте їх параметри.

7.Назвіть теоретичні закони розподілу неперервних випадкових величин і їх параметри.

8.Що представляє собою диференціальний закон розподілу випадкової величини?

9.Що представляє собою інтегральний закон розподілу випадкової величини?

10.Назвіть та охарактеризуйте критерії згоди для великих та малих вибірок.

11.Охарактеризуйте методи перевірки гіпотез про відповідність узгодження емпіричного закону розподілу теоретичному.

12.Як визначається кількість ступенів вільності при перевірці статистичних гіпотез

13.За якими параметрами визначається критичне значення критерію згоди ?

14.За якої умови емпіричний розподіл слід вважати узгодженим з теоретичним?

Література

1.Айвазян, С. А. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных [Текст] / С. А. Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин.– М.: Финансы и статистика, 1983.– 471 с.

2.Боровиков, В. П. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows [Текст] / В. П. Боровиков, И. П. Боровиков.– М: Информа- ционно-издательский дом «Филинъ», 1998.– 608 с.

3.Галушко, В. Г. Вероятностно-статистические методы на автомобильном транспорте [Текст] / В.Г. Галушко.– К.: Вища школа, 1976.– 232 с.

4.Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике [Текст] / В. Е. Гмурман.– М.: Высшая школа, 1979.– 400 с.

5.Закс Л. Статистическое оценивание [Текст] / Л. Закс.– М.: Стати-

стика, 1976.– 599 с.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]