应用GAMLSS方法构建1~16岁儿童青少年扰动系数参考值的横断面调查

背景扰动系数(DC)是无创脑水肿动态监测仪的主要技术参数,国内外尚无儿童青少年正常参考值。目的 建立1~16岁儿童青少年DC的参考值区间。设计多中心前瞻性横断面调查。方法 2020年3月至2023年3月于重庆市、四川省和深圳市6家医院、2所幼儿园和小学招募1~16岁无颅脑损伤的儿童青少年为研究对象,采用无创脑水肿动态监护仪连续监测15 min,取监测均值为受试者的最终DC值。基于位置、尺度、形状广义的可加模型(GAMLSS)绘制不同年龄DC的P1、P5、P10、P25、P50、P75、P90、P95、P99百分位数及百分位数曲线。采用独立样本t检验分析不同性别DC均值的差异,通过方差分析比较各年龄组DC均值及差异,通过绘制散点图及Loess局部加权非参数回归曲线探索DC随年龄、体重、头围增加的变化特点。主要结局指标DC。结果 研究期间1 247名无颅脑损伤儿童青少年纳入本文分析,男787名(63.1%),女460名。拟合不同年龄儿童青少年DC百分位数曲线,DC水平随年龄增长而增长,在5岁后增长放缓并逐渐停止增长。在总体人群中,男、女性DC水平差异无统计学意义(P=0.051);各年龄组不同性别儿童青少年DC差异均无统计学意义。相关性分析显示,当年龄<5岁、体重<18.0 kg和头围<51.0 cm时,DC与年龄、体重和头围均存在显著正相关(r分别为0.663、0.454和0.474);反之,当年龄≥5岁、体重≥18.0 kg和头围≥51.0 cm时,DC变化不明显,逐渐稳定于107。结论 本研究构建了1~16岁儿童青少年DC的百分位数曲线图,当年龄<5岁时,DC随年龄增长而增长;当年龄≥5岁时,DC逐渐稳定于107。

基于GAMLSS模型的北京地区儿童C反应蛋白百分位数分布曲线和参考值

目的 构建北京地区1个月~12岁儿童末梢全血C反应蛋白(CRP)百分位数曲线和参考值。方法 选取2015年1月—2020年6月首都儿科研究所健康儿童629名,检测其末梢全血CRP水平。按年龄分为<2岁组、2~<4岁组、4~<6岁组、6~<8岁组、8~<10岁组、10~<12岁组。应用GAMLSS模型绘制不同性别、年龄儿童CRP水平P_(50)、P_(75)、P_(90)、P_(95)、P_(97)和P_(99)百分位数标准曲线。结果 各组CRP数据均服从Box-Cox-t分布。<2岁组男童CRP水平高于女童,其他年龄组男、女童之间CRP差异无统计学意义(P>0.05)。<6岁男童的CRP水平随年龄增长而降低,6~12岁男童的CRP水平随年龄增长而升高;<9岁女童的CRP水平随年龄增长而升高,9~12岁女童的CRP水平随年龄增长而降低。结论 建立了北京地区1个月~12岁儿童末梢全血CRP的百分位数曲线图,男童和女童末梢全血CRP随年龄增长的变化趋势不同。

基于GAMLSS模型的青海省非平稳NSPEI干旱时空特征分析

[目的]识别气象变量在气候变化影响下出现的非平稳特征,揭示青海省气象干旱特征的时空演变规律,进而为青海省抗旱减灾提供一定的技术支持。[方法]基于GAMLSS模型构建以气候因子为解释变量的非平稳NSPEI,通过与传统SPEI对比遴选一种更适合青海省的气象干旱指数,并利用游程理论与Copula方法分析了不同情景下干旱重现期的分布特征。[结果]NSPEI较SPEI能更准确地识别青海省不同干旱程度,尤其对于较严重干旱事件。1961—2020年青海省干旱频率呈下降趋势且主要发生中度干旱和轻度干旱,干旱频率高发区为柴达木盆地西北部,青南牧区西南部为干旱低频区;干旱历时、干旱烈度分别以0.0189/a,0.0166/a的速率减小,两干旱特征时空变化较同步,均由西北向东北部递减。在中旱情景下,Tor平均为2.79 a一遇,Tand平均为7.52 a一遇;重旱Tor平均为4.11 a一遇,Tand平均为16.22 a一遇,青海省西南部是中、重旱高风险集中区,而东部农业区为重、中旱低风险集中区。[结论]青海省降水、气温序列的平稳性不复存在,考虑以气候因子为协变量NSPEI在揭示青海省时空变化趋势方面更有优势,可以用来预测未来青海省气象干旱的变化情况。

基于GAMLSS模型的云南省非一致性标准化降水指数分析

干旱指数对干旱的研究至关重要。随着气候变化和人类活动的影响,水文序列的频率分布随时间变化,因此需考虑干旱指数的非一致性。标准化降水指数SSPI认为降水服从Gamma分布,对应的分布函数参数通常稳定不变,而实际的分布函数参数与时间序列具有一定相关性,因此利用GAMLSS模型以时间序列为协变量构建了降水序列的非一致性Gamma分布模型,在此基础上计算出非一致性标准化降水指数N NSPI。以云南省为例,分别计算了1960~2019年的逐月N NSPI、SSPI,将两者进行对比分析,发现两者对干旱的识别结果总体趋势相近,但在1960~1985年N NSPI识别的干旱数量和等级强于SSPI,1986~2005年两者相近,而在2006~2019年,SSPI识别的干旱数量和等级逐渐超过N NSPI,进一步分析表明,考虑了分布函数参数随时间变化的N NSPI能更精确反映实际干旱情况。

基于GAMLSS-GLO及随机森林算法的土石坝渗流监测模型

根据土石坝渗流原型观测,厘清水位、降水等因素的影响,模拟大坝渗流的真实状态,合理评估其渗流监测结果,是土石坝安全监控亟待解决的关键问题。基于此,根据数理统计原理,采用随机森林算法构建无降水条件下渗流量与上下游水位的回归模型;考虑渗流量受前期累积降水的综合影响,引入广义可加模型(GAMLSS-GLO),模拟降水影响下土石坝渗流监测值的波动区间,并将其与渗流-水位回归模型叠加,预测土石坝渗流监测的可靠区间;最后,将该方法应用于糯扎渡心墙堆石坝的渗流监测。结果表明:所提模型方法对渗流的水位、降水响应表现出良好的适用性,显著提高了渗流模拟预测质量。同时求解了渗流量置信区间,有利于土石坝的运行工况判断及安全监控。

基于GAMLSS模型的古黄河宿迁段流域降雨序列非一致性特征研究

【目的】水文时间序列的非一致性分析可有效提高水文频率分析计算结果的合理性与准确性。非一致性序列的研究对象主要集中于洪水和径流,而对降雨的研究相对较少。【方法】运用Mann-Kendall(MK)趋势检验法以及广义可加模型(Generalized Additive Models for Location Scale and Shape,GAMLSS),以古黄河宿迁段流域的10个雨量站1980—2018年逐月降雨数据为例,研究年、汛期以及非汛期降雨序列的非一致性特征并分析非一致性特征对降雨频率设计值的影响。【结果】结果如下:(1)在5%的显著性水平下,MK法检验的结果表明研究区各降雨序列虽存在趋势但不显著;(2)GAMLSS模型可以揭示MK检验无法反映的显著趋势,从而发现研究区年、汛期、非汛期降雨序列的非一致性特征较为明显,且主要表现为方差非一致性;(3)由于降雨序列的非一致性特征,一致性模型存在高估或低估的风险,且不同时期的频率设计值呈现较大的差异,新袁站非汛期降雨、金锁站年降雨某一时期的2 a一遇降雨量级甚至可能超过其他时期的50 a一遇降雨量级。【结论】应综合考虑时间趋势和频率要素来推求降雨频率设计值,可为GAMLSS模型在流域降雨非一致性定量分析的应用中提供参考。

基于GAMLSS模型的滹沱河径流分析

为探究当今环境下径流序列的非一致性特征,更好地预判洪水事件的发生,以海河流域的滹沱河为例,采用GAMLSS模型,以时间、水库指标和气候指标为协变量,对滹沱河1970~2012年间的径流序列进行非一致性频率分析。结果表明,滹沱河的径流序列存在明显的非一致性特征,表现出趋势性和突变性;GAMLSS模型对变化环境下径流模拟具有良好的效果,可充分捕捉气候变化对洪水的影响,优于传统的一致性模型;大尺度气候指标NINO1+2和NAO的变化显著影响滹沱河的洪水事件,该两项气候指标值增高时带来低洪水风险,降低时带来高洪水风险。

基于GAMLSS模型的大渡河流域极值降水非一致性分析

以GAMLSS模型为基础,分析大渡河流域降水频率的非一致性特征,并将时间和多项气候因素作为解释变量进行参数拟合。结果表明,大渡河流域年最大日降水序列均呈现不显著变化的趋势,与一致性模型相比,大渡河流域降水序列的时间非一致性的特征不明显,而气候指标可以更好地反映大渡河流域降水非一致性的特征,表现为所有气象站点GAIC值与一致性模型的值相比明显减少。GAMLSS模型可以模拟水文序列的方差、偏态系数等其他统计参数非线性变化趋势,能够反映水文序列的非一致性特征。

基于GAMLSS模型的玛纳斯河设计年径流分析

玛纳斯河年径流在气候变化影响下发生了变异,传统径流频率分析方法的一致性假设遭到破坏,本文根据玛纳斯河上游出山口1956—2014年水文气象资料,采用遥相关分析法,并基于GAMLSS理论分别建立以时间、气候因子为协变量的时变矩模型,将其拟合效果与传统P-Ⅲ分布进行对比分析,利用最优分布模型进行年径流量设计。结果表明:北大西洋涛动指数(NAO)作为气候影响因子与年径流序列相关系数为-0.322,遥联性最佳;以累积气温亏损值、降雨量、NAO为协变量的LOGNO分布模型为最优分布模型,有效地描述了在气候变化影响下玛纳斯河年径流动态变化特征,并在不同设计保证率下设计年径流比传统P-Ⅲ分布偏大3.08%~16.10%,各月径流设计值与P-Ⅲ分布相差较大。其研究结果为玛纳斯河水资源的高效利用及科学管理提供参考依据。

应用GAMLSS技术构建基于性别、年龄和身高的新疆7～17岁儿童青少年血压参考标准

目的结合性别、年龄和不同身高百分位数,应用GAMLSS技术探索性构建新疆7～17岁儿童青少年血压百分位数参考标准。方法分析数据来自一项共包含5200名维吾尔族、汉族和哈萨克族中小学生的心血管危险因素的横断面调查,其中男性2531名,女性2669名。血压测量采用美国心脏病联合会(AHA)规范的国际标准血压测量法,精确至2mmHg。身高测量依照《国家学生体质健康标准》方法进行,精确至1cm。应用GAMLSS技术,结合性别、年龄及身高百分位数预测得到血压P50、P90、P95和P99值。以D(μ,σ,υ,τ)的特定分布形式,同时考虑资料的偏度和峰度,利用3次光滑样条函数(cs(.))进行方程拟合,身高百分位数采用LMS法(μ-σ-λ)计算。结果观察拟合的SBP和DBP各年龄别的百分位数曲线,可见:①SBP在儿童青少年期随年龄的增长其发展规律男性与女性不同,男性SBP曲线呈现逐渐升高趋势,女性SBP曲线至12岁时达高峰后停止增长;男、女性DBP随年龄的发展趋势与SBP相近。至17岁时,身高P50所对应的SBPP95和DBPP95男女间差值分别为9和4mmHg,男性血压高于女性。②身高百分位数越大,其对应的血压值越高,观察7～17岁身高P95和身高P5相对应血压P90的差值,每单位身高增加引起的血压变化随年龄增大逐渐减小。③与美国第4版《儿童青少年高血压诊断、评价和治疗指南》相比较,男、女性SBPP90切点值出现时间与美国标准接近,分别为12和13岁;DBP从7岁起即高于美国标准相应的切点值约10mmHg,之后呈增长缓慢,11～12岁后呈下降趋势,至17岁时与美国标准相应的切点值接近。身高P50所对应的DBPP90切点值至9岁时已达80mmHg,远早于美国的16岁。结论在中国范围内首次尝试性应用GAMLSS技术构建新疆儿童青少年分性别、年龄和身高百分位数的血压参考值。描述了血压拟合曲线在不同性别下的发展规律与相互间的特征差异,补充了不同身高百分位数下的血压参考值,可使中国不同地区的儿童青少年群体血压参考值范围更趋精准,尤其可为身高处于极端水平(身高过高或过矮)的儿童青少年人群血压水平的合理诊断提供依据。

基于GAMLSS方法构建重庆地区6~12岁儿童血清维生素A参考值的横断面调查

目的构建重庆地区6~12岁儿童血清维生素A(VA)水平参考值。方法采取分层整群抽样的方法选取重庆地区1个主城区和1个县,各随机抽取2个街道,街道内的所有小学根据年级分组抽取班级,同时取得家长和儿童知情同意后采集静脉血,用高效液相色谱仪检测VA。基于位置、尺度、形状广义的可加模型(GAMLSS)绘制性别别、年龄别血清VA水平的P1、P5、P25、P50、P75、P95、P99百分位数曲线图。结果重庆市九龙坡区和丰都县各2个街道的6所小学的36个年级的1110名健康儿童采集了外周静脉血,最终1077例健康儿童纳入本研究,平均年龄(9.52±1.63)岁,男570人(52.9%),城市480人(44.6%),6~12岁各年龄组的儿童样本数分别为62、105、92、198、279、257、84人。总体、男童和女童的GAMLSS结果中,VA服从Box-Cox-Cole-Green(BCCG)分布,理论百分位数和样本的百分位数几乎落在同一直线上,残差分布均匀。6~12岁男童与女童血清VA百分位数曲线存在交叉,男童血清VA随年龄呈现持续缓慢上升趋势,女童血清VA水平随年龄的增长基本维持不变。结论本研究构建了重庆地区6~12岁儿童血清VA的百分位曲线图,发现男女童血清VA随年龄变化的趋势不一致。

基于GAMLSS模型的我国青少年体质健康评价指标百分位数分布曲线及参考值

目的建立我国10~17岁青少年体质健康评价指标百分位数分布曲线及参考值。方法通过文献资料、专家访谈、问卷调查、测试法对我国16个省份32个城市的288所中小学5048名儿童青少年的各项体质健康指标进行数据采集,其中男性2779名,女性2269名。测试内容依次由反映身体形态、心肺耐力、肌肉力量、速度、灵敏、柔韧性的6个一级指标和9个二级指标构成,运用基于位置、尺度、形状的广义可加模型(GAMLSS),在模型拟合中考虑年龄、性别等因素,建立青少年体质健康指标的参考百分位数曲线。结果表明,我国10~17岁青少年体质健康评价指标总体随年龄的增长显著提升,各相同年龄段男生的体质健康指标普遍优于女生,各项测试指标的变化呈现出一定程度的波动性特征且与年龄显著相关(P<0.05)。研究尝试构建了我国10~17岁青少年体质健康指标P5-P95百分位分布曲线与参考值。结论研究所构建的百分位数曲线与参考值对于我国中小学生体质健康评价标准与常规模型参照体系的修订、体质健康数据库建立、学生身体素质的长期系统监测以及人才的选拔、培养与分流具有一定的借鉴价值。

基于EOF分析和GAMLSS模型的淮河流域极端气候事件非平稳特征

【目的】将经验正交函数分析(EOF)时间系数作为广义可加模型(GAMLSS)的分析对象,揭示流域尺度极端气候事件的非平稳性特征。【方法】以EOF和GAMLSS为基础,将时间、气候指数和CO2量作为协变量,分析淮河流域极端气候事件的时空分布特征和非一致性规律。【结果】降水极值为平稳时间序列,无显著变化。气温极值显著变化,暖极值以1985年为分界,先下降后上升,冷极值中冷夜日数和霜冻日数呈持续下降趋势。气温极值为非平稳性变化,且CO2变化是导致极值非平稳的原因。气温极值的非平稳变化导致不同重现期下重现水平发生显著变化,暖昼日数(Tx90p)第一主成分20年一遇重现水平由1965年的40 d增加到2015年的60 d;冷夜日数(Tn10p)20年一遇重现水平由1965年的90 d下降到-25 d。【结论】GAMLSS模型可以模拟气候极值序列位置、尺度参数的平稳和非平稳性变化,与EOF结合,可以减少站点尺度非平稳分析的不确定性。

基于GAMLSS的雅砻江流域极端降水时空特性研究

由于气候和环境变化,气象水文时间序列的非平稳性特征普遍存在,直接影响防洪兴利工程的设计和运行。研究基于MK趋势检验和GAMLSS非平稳性分析,以雅砻江流域为研究对象,选取流域内18个气象站自建站至2016年日降水值数据集,基于9个极端降水指标,分析降水极值的时空变化趋势,研究时间序列的非平稳性特征对频率设计值的影响。

基于GAMLSS模型的水文系列非平稳性研究

针对水文气象时间序列的非平稳性现象,为了定量分析非平稳序列的时变特征,基于GAMLSS模型原理,根据水文时间序列参数模型和半参数模型模拟方案,采用美国Little Sugar Creek 研究案例的83年洪峰流量时间系列,分析了GAMLSS模型研究水文系列非平稳性的方法和流程。基于GAMLSS模拟,该流域内2006年10年一遇洪峰流量,相当于1999年20年重现期洪峰,接近于1989年100年一遇洪峰量级。GAMLSS模拟结果揭示了近年来由于气候变化、城市化进程等影响,极端事件出现频率。研究成果表明GAMLSS模型可定量有效的分析变化环境对水文频率设计值和工程设计的影响。

基于藤Copula的GAMLSS模型与非寿险准备金评估

在假设各个业务线的增量已决赔款服从伽玛分布、逆高斯分布和对数正态分布的基础上,建立了各个业务线增量已决赔款的GAMLSS模型,并将此模型应用于一组具有明显异方差的车险数据,拟合效果优于均值回归模型.另外,在多个业务线的准备金估计中,不同业务线之间的相依性通过藤Copula函数来描述.用D藤Copula描述相依关系的GAMLSS模型对准备金的评估结果既优于独立假设下的GAMLSS模型和链梯法对准备金的评估结果,同时还刻画了不同业务线之间的尾部相依性.

基于GAMLSS模型的我国煤矿安责险费率厘定研究

目前,我国煤矿安责险的费率厘定缺少充分的基础数据,且大多使用较为传统的基于GLM的定价方法,不能同时刻画煤矿安责险索赔频率的过离散和零膨胀特征。为此,应用大样本问卷调查获取的数据,以及收集的2009-2019年分地区统计的全国煤矿事故发生数据,建立了基于零膨胀负二项分布的GAMLSS模型,用RS算法对煤矿损失频率及分类变量系数进行估计,建立了赔付的期望值模型,得到了分地区的煤矿安责险基础费率表及调整系数,并将计算结果与现行费率水平进行了对比分析,研究结论能够为实务中煤矿安责险的定价提供一定依据。

GAMLSS模型在我校英语四级成绩分析中的应用

运用数理统计的方法,借助统计软件对大学英语四级成绩与学业成绩、高考成绩等之间的相关性进行了研究和分析;对2种教学模式下的英语四级考试成绩采用了GT分布和RG分布拟合,分别建立了GAMLSS模型,并对模型的合理性和系数进行了检验;同时对2种教学模式下的英语四级情况进行了比较。

基于GAMLSS模型的径流频率分析

河川径流数据非平稳性的日益凸显,使流域或区域的水文设计与水资源评价面临极大挑战,如何开展有效的水文分析,指导工程设计与流域或区域水资源管理已成为水资源可持续开发与应急灾害管理领域的迫切需求。本文以GAMLSS模型为基础,对马莲河流域不同站点的水文观测资料进行分析,得到了全情景下的水文频率计算结果,并与传统方法进行对比,指出了应对不同工程或规划需要的水文数据筛选方法和处理建议。

基于GAMLSS模型的我国3~6岁幼儿BMI百分位数曲线参考标准及超重、肥胖临界值的研制

目的:建立我国3~6岁幼儿BMI百分位曲线参考标准和超重、肥胖临界值。方法:1)以2010年和2014年国家国民体质监测中心得到的全国除港澳台外的31个省(自治区、直辖市)101861名幼儿体质数据为建模对象,采用包含中位数、标准差、峰度和偏度4个参数的GAMLSS模型构建BMI的百分位数曲线。2)运用百分位曲线接轨法,与中国肥胖问题工作组(WGOC)推荐的7岁儿童超重、肥胖临界值接轨,划分我国3~6岁幼儿超重、肥胖临界线。结果:1)男女幼儿最优模型均为BCTo分布模型,自变量的幂转换系数ξ分别为0.6017和0.2501,参数总自由度分别为18.11和16.26,模型的拟合优度检验较优;以2018—2019年监测数据回代检验显示,各年龄组百分位标准曲线下的百分数与实际百分数的差异均在2%以内,说明模型有效性良好。研究最终得到了光滑度优良的我国3~6岁幼儿BMI百分位标准曲线及参考值。2)男幼儿超重、肥胖百分位曲线分别为C79.6和C91.5,女幼儿超重、肥胖百分位曲线分别为C85.4和C94.6。计算得出了表格和公式两种形式呈现的超重、肥胖临界值。结论:所建3~6岁幼儿BMI百分位曲线参考标准和超重、肥胖临界值代表性广、有效性高,可为我国幼儿生长发育评价和超重、肥胖的识别提供参考依据。