基于稳健统计量的Morris因子筛选方法

Morris方法因其高效且与模型无关的特性,被广泛应用于输入因子数目较大或计算模型运行成本较高的因子筛选研究中。然而,传统的Morris方法基于数据无异常值的假设,难以应对数据中存在异常值情形的因子筛选问题。因此,本文采用稳健统计量度量因子效应来改进传统的Morris方法,有效的解决了模型响应中存在异常值时的因子筛选问题。本文首先引入稳健统计量并简单分析其性质;然后,采用稳健的位置和尺度统计量替代均值和标准差改进传统的Morris方法,使得因子筛选结果不受异常值影响;最后,引入两个常用的测试函数和一个实际案例,验证所提方法的有效性和适用性。试验结果表明,本文所提方法具有广泛的适用性,不管模型响应中是否存在异常值都能有效进行因子筛选,且比传统的Morris方法具有更高的效率。

稳健统计方法在实验室能力验证中的应用

采用合适的统计方法对实验室能力验证结果进行处理非常重要。分析稳健统计方法的属性、稳健统计量、Z比分数数学模型和稳健统计评价标准。利用稳健统计方法,分析和评价了36个参加能力验证的实验室对机制砂样品A、样品B中石粉含量的检测结果。结果表明,运用稳健统计方法能够真实、全面反映各实验室检测能力;通过判断存疑或离群数据,及时采取应对措施,可提升实验室检测能力;便于管理者对能力评价为存疑或不满意的实验室,采取纠正措施改进,以持续保持实验室的检测能力。

稳健统计法在液压支架用乳化油检测比对中的应用

实验室间比对是一种可靠的手段,可以监督和控制实验室的能力。采用稳健统计法对9家具备资质的液压支架用乳化油检测实验室运动黏度(40℃)、凝点、pH值、密封材料相容性、PB(润滑性)和消泡性能6个关键检测项目进行数据统计并深入分析。依据稳健统计法分别得出各实验室提供数据的Z比分值,对各实验室的检测能力做出评价,对给出可疑结果的实验室提出处置建议。

用质控图和稳健统计-迭代法评估环境检测实验室测量不确定度

基于实验室长期积累的质控数据评估测量不确定度的方法具有广泛应用前景,但常见的质控图法只能处理单一浓度,而处理多浓度水平的线性校准法建立模型时需要成套、完整的质控数据,不利于基层实验室的应用。稳健统计是指不用识别、剔除离群值,直接应用全部测量数据,将离群值对统计分析结果影响降低到最小的统计分析方法。本文尝试用回收率将不同浓度数据归一化,然后用质控图方法处理。如果存在离群数据时,可用稳健统计法计算期间精密度s R'。利用本实验室积累的5套和其他实验室提供的19套环境检测领域常规项目质控数据验证了新方法的可行性。验证结果表明,对单一浓度数据,不经任何处理,稳健统计-迭代法可得到与质控图法基本相符的结果,s R'(相对值)平均偏差为0.15%。对于多浓度水平数据,经归一化后,质控图法、稳健统计-迭代法与线性校准法的结果平均偏差分别为0.43%和0.20%,质控图法与稳健统计-迭代法的结果平均偏差为0.26%,三种方法计算结果基本相符;稳健统计-迭代法更接近于线性校准法计算结果,且方法原理简单,计算步骤明显简化,适用于线性校准法比例模型数据的处理。

基于MCD稳健统计分析的变压器油色谱异常值检测及分布特性

由于人为因素以及现场干扰的影响,变压器油色谱在线监测数据在测量和传输中会不可避免地出现偏误,导致异常数据值,使得经典统计方法的结果出现偏差甚至错误。为了解决上述问题,基于稳健统计理论,根据油色谱监测数据异常值的特点,提出了油色谱H2、CO和总烃3类特征气体异常值的最小协方差行列式MCD稳健多元检测方法。利用迭代和Mahalanobis距离的思想构造一个稳健的协方差估计量,并进行异常值检测,然后再将异常数据和正常数据分类处理。针对H2、CO和总烃这3类特征气体的实例统计分析表明,异常值剔除后可有效减少这3种气体的测量值对经典统计方法的干扰,使得油色谱数据的统计规律更加明显。通过对异常值区间的跟踪评估,还可更加明显地反映变压器运行状态的变化。

实验室间比对能力验证中的两种稳健统计技术探讨

对环境监测实验室能力验证中两种稳健数据统计技术以及z比分数评价准则进行了探讨,并介绍了如何使用Excel电子表格软件实现数据的统计处理。四分位数法和迭代法均可作为实验室比对能力验证的数据处理技术,相对于四分位数稳健统计方法,迭代法是一种更加温和且可靠的稳健统计方法,但不适用于分割水平设计的能力验证计划。

能力验证检测数据的两种稳健统计分析方法比较及结果合理性判断

四分位法和迭代法均是计算检测能力验证数据目标标准偏差的稳健统计分析方法,其计算结果将直接用于判断实验室上报数据是否合格。利用195套(100多个检测项目)检测能力验证数据,比较了两种稳健统计分析方法计算结果。模拟和实际数据计算结果均表明,当数据分布趋势是正态分布时,两种方法结果基本吻合,但对于数据分布明显偏离正态分布检测项目,四分位法计算得到的标准偏差过严,导致实验室上报数据满意率明显下降,出现统计学"弃真"错误。以删掉离群值后的经典统计法结果作为依据,对两种方法合理性进行了判断。对于固体样品,四分法与迭代法结果(标准偏差)比较接近,两者相对偏差平均值为5.7%;液体样品为13.8%,两者差别较大。迭代法既减小了离群值对统计分析结果的影响,又避免了判断离群值时采用不同规则可能带来的人为因素影响。建议尽快将迭代法纳入国内检测能力验证数据评价标准体系。

基于稳健统计的土壤环境背景值研究及应用

使用稳健统计方法中的位置估计量和尺度估计量对我国某受到人为干扰的地下水水源地C层土壤重金属的背景值进行了研究．结果表明，稳健统计方法对样本中的异常值有较高的耐抗性，计算结果与常规方法相近，因而适用于某些人为干扰地区的土壤环境背景值研究．对该水源地背景值的计算表明，该地区C层土壤Cu，Ph，Cd，Cr，As和№的背景值中心分别为21．2，32．5，0，103，60．3，11．0和0．012mg／kg，其中w（Pb），W（cd）和W（As）高于山东省平均值．6种重金属的阈值分别为29．0，43．7，0．143，93．5，21．0和0．080mg／kg，均小于全国平均上限值，但其中Pb，Cr，As的阈值高于土壤环境质量一级标准．基于该地区背景值的污染累积指数评价表明，该地区主要重金属污染物为Pb和Hg，主要污染区为污水沟渠周边，污染深度为1-3m．

基于稳健统计的新鲜乳腺组织拉曼光谱分析

采用便携式拉曼光谱仪对新鲜乳腺正常组织、良性组织和恶性组织进行检测,通过稳健统计方法对拉曼光谱数据进行分析处理,建立乳腺组织拉曼光谱标准图谱,根据标准图谱特征峰归纳3类组织的主要区别和特征.在3类乳腺组织中,正常组织有明显的脂类特征峰(1078,1297,1437,1653,1746 cm-1),而在良性和恶性组织中则出现了较明显的蛋白特征峰(1259,1530,1650 cm-1),正常、良性和恶性组织的主要区别集中在1340和1534 cm-1处,应归属为蛋白和类胡萝卜素,这一结果并不能由经典统计方法得出.基于稳健统计建立的新鲜乳腺组织拉曼光谱标准图谱为构建数学模型来鉴别乳腺病灶的性质奠定了基础.

基于稳健统计方法对实验室比对中土壤汞的质量控制指标研究

利用稳健四分位间距法和迭代法2种稳健统计方法,通过对全国31个省、自治区、直辖市范围内共334家环境监测单位开展土壤中汞的实验室间比对,对比对测定结果和质控数据进行统计分析,系统性地研究了土壤中汞的质量控制指标。建议实际监测工作中土壤汞的实验室间相对标准偏差范围为7%～19%,相对误差控制指标为±8%,低浓度水平下可适当放宽至±10%,加标回收率控制范围为81%～109%,为日常监测开展土壤汞的质量控制工作提供了评价依据,具有广泛的应用价值和较好的指导作用。

用稳健统计法处理方法标准验证实验中方法检出限数据

方法检出限是分析方法基本性能参数之一。根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168—2010)的要求,此参数需要6家以上实验室基于特定样品测试数据的标准偏差得到。目前,标准文本大多采用各家实验室方法检出限中最大值。研究提出用稳健统计法处理方法验证数据,无需识别和删去离群值,可将离群值的影响降到最小。基于4组公开发表数据和2组实测数据,比较了不同方法计算结果。结果表明:参与统计的3组数据29个检测项目中,常规方法确认的方法检出限被判为离群值占27.6%。取最大值存在数值偏高的风险。提出了用曼德尔k检验法识别1组方法检出限数据中的离群值,该方法同样可以用于实验室数据与标准文本中方法检出限符合性判断。

应用稳健统计方法对环境空气臭氧自动监测现场比对核查结果的分析研究

根据2015年9个城市53台现场臭氧分析仪的现场比对核查结果,比较研究了稳健统计方法和一般统计方法在评价国控网臭氧自动监测数据准确性和精密性上的应用。研究表明:稳健统计能够在不剔除异常数据的前提下降低异常值对正确评价臭氧自动监测数据质量的影响,适合评价现场比对核查结果;采用Hubers方法进行稳健统计,2015年国控网臭氧日常浓度点相对偏差的95%置信区间约为-0.1%至4.5%,95%预测区间为-14.0%~18.3%,变异系数约为9.5%,数据质量仍有提升空间。

用质控图法和稳健统计法评估热裂解-原子吸收光谱法测量固体样品汞含量的不确定度

基于实验室长期积累的质控数据评估测量不确定度的top-down方法具有广泛应用前景,质控图法和稳健统计法是其中常见方法。质控图法要求测量数据中不含离群值,对测量数据时间顺序有明确要求。稳健统计法是指不用识别、剔除离群值,直接应用全部测量数据,将离群值对统计分析结果影响降低到最小的统计分析方法。基于质控图法、稳健统计和实验室长期积累的质控数据对固体样品汞含量热裂解-原子吸收光谱分析方法的测量不确定度进行了评估,对两种方法计算结果、实验室评估的测量不确定度和标准样品标称值的不确定度进行了比较。计算结果表明,两种方法结果基本吻合,基于实验室质控数据期间精密度评估的不确定度明显小于标准样品标称值,结果合理。

能力验证结果稳健统计值与有证参考物质认定值的符合性比较研究

由于能力验证计划系依托"大样本"试验,正常情况下各实验室结果的稳健统计值应更逼近真值,据此可采用有证参考物质作为能力验证计划共同试验样品,依据能力验证结果的稳健统计值,用以比较验证有证参考物质的认定值的符合性。本文分别提出了两种评价方法:其一为能力验证结果稳健统计平均值与有证参考物质认定值间差值的不确定度评价方法。当能力验证结果的稳健统计平均值与有证参考物质认定值之差的绝对值不大于该差值的扩展不确定度时,可以认为该有证参考物质的认定值及其不确定度的评估合理;当能力验证结果的稳健统计平均值与有证参考物质认定值之差的绝对值大于该差值的扩展不确定度时,则应检查该认定值(或能力验证结果稳健统计平均值)可能存在的偏倚或其不确定度的评估是否偏小。其二为有证参考物质认定值的方法临界差评价方法。当有证参考物质的认定值与能力验证结果的稳健统计平均值之差的绝对值不大于具有最小重复性限及再现性限方法的临界差(CD0.95)与能力验证结果稳健统计平均值的方和根时,则表明该有证参考物质相关参数的认定值能满足所有已发布的相关标准方法对临界差的要求,可以用于相关质量控制或方法的评估。

ISO 13528稳健统计在常规化学室间质量评价葡萄糖结果分析中的应用

目的用ISO 13528稳健统计、z比分数和Youden图分析统一质控品常规化学室间质量评价质量改进计划中葡萄糖的结果。方法将实验室按照方法进行分组,计算各实验室与本组稳健平均值的百分差值,并以基于生物学变异的适当总误差质量规范计算其合格率。根据公式z=(x-X)/σ计算各实验室的z比分数,分析其分布。以两个批号样品的z比分数为横、纵坐标,绘制Youden图。结果本研究中回报葡萄糖结果的实验室共4 572家,两个批号样品的稳健平均值分别为6.31mmol/L和15.71 mmol/L,稳健标准差为0.23 mmol/L和0.5 mmol/L。按照使用的方法分组计算合格率,己糖激酶法较高,两个批号合格率均为93.6%,葡萄糖氧化酶法较低,为90.2%和90.7%。根据公式计算z比分数,两个批号|z|≤2的比例为91.6%和89.5%。在Youden图中有7.8%的实验室结果位于99%置信椭圆以外,且含有明显系统误差的实验室数多于随机误差实验室数。结论 ISO 13528稳健统计可用于室间质量评价结果分析,参加本研究的实验室葡萄糖项目的检测性能整体较佳。

基于稳健统计学确定高潜在污染土壤CU、Pb基线值

土壤重金属基线值的确定对于评价重金属积累现状具有重要意义。在存在人为污染的情况下,土壤重金属数据经常强烈地偏离正态分布和对数正态分布,影响统计分析结果的可信度,而稳健统计方法可以降低离群值对统计分析结果的影响。本研究以张家港为研究区域,采用稳健回归方法,建立表层和底层土壤Cu、Pb的回归关系,通过底层土壤Cu、Pb含量计算表层土壤Cu、Pb基线值,并对土壤Cu、Pb积累状况进行评价。结果表明,稳健回归方法确定的表层土壤Cu、Pb基线值可以反映出不同样点间,土壤Cu、Pb背景含量的自然变异。与稳健统计学方法相比,使用国家土壤环境质量标准值,或大区域(江苏省)的土壤背景值,评价自然背景本身存在变异区域的土壤重金属积累状况时,可能会产生较大的误差。

能力验证的稳健统计技术在检测实验室质量管理中的应用

介绍了实验室质量保证中能力验证的相关术语、稳健统计技术及实验室检测能力评价方法;并以化肥中总氮检测的能力验证为例,利用能力验证评价结果如何分析实验室的检测质量。

稳健统计和Grubbs检验法在实验室间能力验证结果分析中的应用——以海洋生物体中总汞测定结果为例

报道了用稳健统计技术(Robust statistical technique)和Grubbs检验法,在实验室间能力验证海洋生物体样品总汞含量检测结果评定分析中的应用。结果分析表明,用稳健统计技术和Grubbs检验法,对多家实验室参加的海洋生物体样品总汞含量检测能力验证数据中的离群值进行评定,其结果具有一致性,相比而言,稳健统计技术的数据处理和计算程序更加科学、直观和简洁方便,可很好地反映多个实验室能力验证的数据统计分析和结果评价。

一种新的室间质量评价靶值的建立与不确定度的稳健统计方法

室间质量评价（externalqualityassessment，EQA）是一种很重要的实验室质量控制方法，其结果可以以多种形式出现，并构成各种统计分布。数据分析的统计方法应与数据类型及其统计分布特性相适应。对参加者的结果评价一般包括4方面内容：确定靶值（或指定值）、计算能力统计量、评价能力、在某些情况下需预先确定被测量样品的均匀性和稳定性。

基于稳健统计学的水盐空间变差函数逼近方法

将稳健统计学(RS)引入地质统计学(GS),研究土壤水盐特性空间变异。重点研究了稳健型变差函数γR(h)的逼近原理和推求方法,本方法应用在大型灌区土壤水盐时空变异性预测和监测的结果表明,对于实际数据分布不严重偏离理想分布的条件下的中小样本,可以获得分布稳健和数据稳定的γR(h)及其估计量,这对于改善变差函数的结构性和理论模型的主要参数有明显效果。