自适应蒙特卡洛法在自上而下评定测量不确定度中的应用
2022-06-07王志方李亚博安舒琪韩艳林
王志方,李亚博,梁 曼,安舒琪,韩艳林
(郑州安图生物工程股份有限公司参考实验室,河南 郑州 450016)
测量不确定度(简称不确定度)是表达测量结果的重要参数之一[1],可以反映测量结果真值的范围及测量结果的质量。ISO 15189要求每个测量程序都必须评定不确定度[2]。1993年,国际计量学指南联合会发布了《测量不确定度表示指南》(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement,GUM)[3],根据不确定度分量分析方法的不同,GUM法又可分为自下而上方法和自上而下方法[3-4],前者适用于制造商开发的测量程序,后者适用于临床实验室日常的检验程序。
GUM法评定不确定度存在一些先天缺陷,使用GUM法需要测量模型呈线性,并假定输出量为正态分布或t分布。2008年发布的《测量不确定度表示指南——利用蒙特卡洛方法的分布传播》[5]指出,在测量模型不呈线性时,或输出量呈非正态分布或t分布时,利用GUM法评定不确定度的结果可能存在较大误差,同时介绍了可弥补该缺陷的蒙特卡洛方法(Monte Carlo method,MCM)。MCM以分布传播作为评定不确定度的理论基础,不受输入量分布的影响,不假定输出量的概率分布,直接输出包含区间,可提供准确的结果,是评定不确定度较好的方法。但MCM建立在对样本进行上百万次的随机抽样的基础上,需要编制相应的计算机程序才能完成,给常规应用带来不便。因此,一般将MCM用来确认GUM法,如果GUM法评定结果获确认通过,此类测量程序即可用GUM法评定不确定度,确认不通过,则需采用MCM评定。
MCM的基本原理是对各输入量的概率密度函数进行随机抽样,然后利用测量模型分别计算结果,根据所得结果的分布计算均值和不确定度(s)。……
