Lévy稳定过程均值变点监测在CUSUM和GEWMA控制图中的比较
2020-05-12胡松瀛李泰
胡松瀛,李泰
(亳州学院 电子与信息工程系,安徽 亳州 236800)
在随机系统中有一类问题有很多重要的应用,就是如何快速监测变点.可以应用在工业质量控制上,也可以应用在自动系统的自动故障监测上面,等等.为了快速有效地解决这类问题,不同形式的控制图就被提出来了,例如Shewhart[1]控制图、累积和控制图(简记为CUSUM[2])以及累积和控制图的改进形式——指数加权移动平均控制图(简记为GLR[3])等.在以往研究各种控制图时,常常假定这个过程的方差有限或者假定随机变量是服从正态分布的,但是在实际问题中,许多变量是服从稳定分布的,而且有无限方差,称之为 Lévy稳定过程.例如在金融网络中的资金交易量、股票市场的收益率、核反应堆的温度分布以及年降雨量等.因此监测Lévy稳定过程的均值变点,就成为一个有现实意义的问题.在统计过程控制(SPC)中,广泛地应用平均运行长度(ARL)评估和比较各种控制图的监测效果.本文中,在监测Lévy稳定过程均值变点时,首先给出了CUSUM和GEWMA这两种控制图的平均运行长度ARL的区间估计,其次利用数字模拟的方法对监测效果进行比较.
0 预备知识
为了证明后面的定理,首先给出4个定理(引自[1]).
定理1假设Z1,Z2是相互独立的随机变量,Zj~Sθ(ξj,ηj,μj),j=1,2,则
(1)

定理2假设Z~Sθ(ξ,η,μ),p是实数,则
Z+p~Sθ(ξ,η,μ+p)
(2)
定理3假设Z~Sθ(ξ,η,μ),p是实数且p≠0,则
(3)
定理4假设Z~Sθ(ξ,η,μ),0<θ<2,则
(4)
其中
假设Z1,Z2,...,Zr是独立稳定随机变量序列,考虑检验问题:
H0:Zj~Sθ(ξ,η,μ0),j=1,2,…,r;HA:Zj~Sθ(ξ,η,μ0),j=1,2,…,ν;Zj~Sθ(ξ,η,μ),j=ν,ν+1,…,r.
(5)
变点ν未知,μ0≠μ,θ∈(0,2],η∈ [-1,1] ,ξ≥0.
假设检验(5)是对Lévy稳定过程的均值有没有变点进行假设检验.如果没有变点,那么就要……
