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

338

Розділ 7

Головний масив алгоритму (оператори 14–23) виконує обчислення парних регресійних залежностей. У нульовому циклі (оператор 16) обчислюються проміжні дані, необхідні для розрахунку параметрів формули (7.40). Параметри регресійного рівняння, що забезпечують мінімальну похибку апроксимації, зберігаються у спеціальному робочому масиві.

Перша частина (оператори 1–5) містить обчислення попередньо-

го характеру, обчислення парних регресійних залежностей між фу-

нкцією і аргументом і нормалізацію залежної змінної .

Після ранжирування факторів за їх значимістю здійснюється власне визначення загальної функції (7.40). Оператор 6, звертаючись до операторів 14–23, визначає залежність . Це визначення здійснюється за чотирма видами парних регресійних функцій. Вибирається функція з мінімальною похибкою апроксимації. За вибраною функцією в залежності від обчислюється розрахункове значення . Оператор 9 формує новий умовний показник . Після

цього управління передається оператору 6 і встановлюється залежності між та і так далі до тих пір, доки не будуть переглянуті всі

фактори.

Обчислені за допомогою цього методу залежності дозволяють вра-

ховувати монотонно, екстремально і періодично діючі фактори.

Оцінка якості моделі виконується оператором 12. Для цього обчислюються:

– похибка апроксимації ;

– відносна похибка апроксимації

%;

(7.41)

– кореляційне відношення за формулою (7.25).

Приклад 1. Апроксимувати сукупний вплив двох факторів на рівень продуктивності праці при переробці дрібнопартіонних вантажів на терміналі методом добутку функцій (методом Брандона). Введемо наступні позначення:

– продуктивність праці (виробіток) на одного працівника, тис. у.г.о./рік;

– плинність робочої сили;

– рівень механізації вантажопереробки, %. Вихідні дані і результати розрахунків зведені в табл. 7.1.

Апроксимація зв’язків багатофакторними регресійними моделями 339

Таблиця 7.1

Процедура розрахунку емпіричної моделі методом Брандона

Спостереження

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10,3

0,15

1,63

0,2100

–0,824

0,679

–0,170

2

9,6

0,18

1,52

0,1800

–0,745

0,555

–0,130

3

8,9

0,19

1,41

0,1500

–0,721

0,520

–0,110

4

4,7

0,44

0,75

–0,1300

–0,357

0,127

0,050

5

6,3

0,35

1,00

0,0000

–0,456

0,208

0,000

6

5,4

0,28

0,86

–0,0700

–0,553

0,306

0,040

7

6,5

0,23

1,03

0,0128

–0,638

0,407

–0,008

8

5,1

0,36

0,81

–0,0969

–0,444

0,197

0,043

9

6,2

0,42

0,98

–0,0088

–0,377

0,142

0,003

10

5,3

0,26

0,84

–0,0757

–0,585

0,342

0,044

11

5,8

0,23

0,92

–0,0362

–0,638

0,407

0,023

12

5,0

0,37

0,79

–0,1024

–0,432

0,187

0,044

13

5,1

0,57

0,81

–0,0969

–0,244

0,060

0,024

14

4,3

0,37

0,68

–0,1675

–0,432

0,187

0,072

15

4,6

0,28

0,73

–0,1367

–0,553

0,306

0,075

16

6,3

0,24

1,00

0,0000

–0,620

0,384

0,000

17

7,7

0,28

1,22

0,0864

–0,553

0,306

–0,048

 

 

 

 

 

 

 

 

 

107,1

 

 

0,2819

–9,172

5,32

–0,048

 

 

 

 

 

 

 

 

Будемо апроксимувати залежність добутком степеневих парних функцій. У стовпці 4 записуємо умовний показник . В стовпцях 5–8 записуємо логарифми та і проміжних значень величин, необхідних для обчислення параметрів лінійованої степеневої функції .

Розраховуємо параметри степеневої моделі :

340

Розділ 7

Продовження табл. 7.1

Спосте-

 

 

,

 

 

 

 

 

реження

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

9

10

11

12

13

14

15

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,1364

1,3690

95

1,977

0,0736

3,988

0,1455

0,0142

2

0,0939

1,2420

97

1,987

0,0861

3,947

0,1711

0,0163

3

0,0810

1,2050

94

1,973

0,0690

3,893

0,1361

0,0131

4

–0,1150

0,7662

61

1,785

–0,0149

3,187

–0,0266

–0,0270

5

–0,0620

0,8676

60

1,778

0,0617

3,162

0,1097

–0,0280

6

–0,0090

0,9783

65

1,813

–0,0605

3,286

–0,1097

–0,0210

7

0,0363

1,0870

57

1,756

–0,0235

3,083

–0,0413

–0,0380

8

0,0000

0,8547

58

1,763

–0,0287

3,109

–0,0506

–0,0320

9

–0,1040

0,7865

60

1,778

0,0955

3,162

0,1698

–0,0290

10

0,0077

1,0180

65

1,813

–0,0834

3,286

–0,1512

–0,0210

11

0,0363

1,0870

53

1,724

–0,0725

2,973

–0,1250

–0,0400

12

–0,0750

0,8420

65

1,813

–0,0277

3,286

–0,0502

–0,0210

13

–0,176

0,6670

50

1,699

0,0790

3,886

0,1342

–0,0460

14

0,0747

1,1880

55

1,741

–0,2422

3,029

–0,4215

–0,0370

15

–0,0095

0,9783

55

1,741

–0,1272

3,029

–0,2214

–0,0370

16

0,0266

1,0630

75

1,875

–0,0266

3,516

–0,0499

–0,0080

17

–0,0095

0,9783

80

1,903

0,0959

3,621

0,1825

0,0019

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30,92

–0,1464

56,45

–0,1585

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

;

;

.

Апроксимація зв’язків багатофакторними регресійними моделями 341

Продовження табл. 7.1

Спостереження

1

17

18

19

20

21

22

 

23

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,1506

1,415

8,915

1,386

1,920

4,0

 

16,00

0,134

 

2

0,0102

1,289

8,120

1,480

2,190

3,3

 

10,89

0,154

 

3

0,0941

1,242

6,825

1,075

1,160

2,6

 

6,76

0,120

 

4

–0,1425

0,720

4,540

0,160

0,026

–1,6

 

2,56

0,034

 

5

–0,0906

0,811

5,114

1,186

1,400

–0,9

 

0,81

0,188

 

6

–0,0310

0,931

5,864

–0,466

0,217

0,2

 

0,04

0,086

 

7

–0,0025

0,994

6,263

0,236

0,056

–0,1

 

0,01

0,036

 

8

–0,1004

0,793

4,999

0,100

0,010

–1,0

 

1,00

0,019

 

9

–0,1333

0,735

4,635

1,565

2,450

–0,5

 

0,25

0,252

 

10

–0,0138

0,968

6,103

–0,803

0,640

–1,3

 

1,69

0,151

 

11

–0,0044

0,990

6,237

–0,437

0,160

–1,2

 

1,44

0,075

 

12

–0,0962

0,801

5,048

–0,048

0,002

–2,0

 

4,00

0,009

 

13

–0,2221

0,599

3,777

1,322

1,750

–1,7

 

2,89

0,259

 

14

–0,0372

1,090

6,867

–2,567

6,590

0,0

 

0,00

0,596

 

15

–0,0467

0,898

5,657

–1,057

1,120

1,4

 

1,96

0,229

 

16

0,0186

1,043

6,570

–0,270

0,073

1,4

 

1,96

0,042

 

17

–0,0114

0,974

6,136

1,564

2,450

1,5

 

2,25

0,020

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22,214

 

 

52,74

0,265

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким чином, отримуємо лінійовану функцію

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

( )

В результаті потенціювання отримаємо

 

 

 

 

.

 

 

Для подальших обчислень більш зручно користуватися результатом (). Підрахувавши значення , заповнюємо стовпець 9. Взявши антилогарифми від всіх значень цього стовпця, заповнюємо стовпець 10.

342

Розділ 7

Фактичні дані для показника (рівень механізації) записані у стовпці 11. Прологарифмуємо їх і заповнимо стовпець 12. Умовний показник обчислюємо відразу в логарифмах і заповнимо стовпець 13. Стовпці 14 і 15 відбивають результати проміжних обчислень, необхідних для визначення параметрів лінійованої функції

.

За підсумками стовпців 12–15 визначаємо :

; ; ; ; ; .

Лінійована функція має вигляд

.

Після потенціювання отримаємо

.

Загальна залежність виразиться як

.

Для оцінки точності апроксимації визначимо кореляційне відношення і відносну похибку апроксимації . Підрахуємо розрахункові значення (стовпець 19), визначимо різницю між фактичним значенням і розрахунковим (стовпець 20) і різницю між фактичним і середнім значенням ознаки (стовпець 22) . За сумарними значеннями стовпців 21 і 23 на підставі формули (7.25) маємо

.

Заповнимо стовпець 24 і за формулою (7.41) визначимо відносну похибку апроксимації у процентах

%.

Значна величина кореляційного відношення і незначна відносна похибка дають підставу стверджувати, що отримана регресійна залежність забезпечує високу точність апроксимації.

Апроксимація зв’язків багатофакторними регресійними моделями 343

7.4.Апроксимація багатофакторних зв’язків на ЕОМ

впакеті STATISTICA

Всі розрахунки виконують на ЕОМ у інтерактивному режимі з використанням модуля MULTIPLE REGRESSION – МНОЖИННА РЕГРЕСІЯ.

7.4.1. Побудова лінійних моделей.

Побудова моделі зводиться до

визначення коефіцієнтів , , , ,

полінома (7.3).

У подальшому для набуття навичок побудови i аналізу регресійної моделі скористаємося даними умовного прикладу, наведеного у системі SТATISTICА. Для розрахунку коефіцієнтів лінійної множинної регресії необхідно виконати наступні дії:

1) відкрити файл даних у модулі MULTIPLE REGRESSION– МНОЖИННА РЕГРЕСІЯ. Після чого на екрані з’явиться діалогове вікно

MULTIPLE REGRESSION – МНОЖИННА РЕГРЕСІЯ (рис. 7.3);

Рис. 7.3. Діалогове вікно процедури побудови множинної регресії

2)у списку MODE – РЕЖИМ діалогового вікна множинної регресії слід вибрати режим STANDARD – СТАНДАРТНИЙ;

3)за допомогою кнопки викликати діалогове вікно вибору змінних для аналізу (рис. 7.4). У лівому списку діалогового вікна слід вибрати залежну змінну (DEPENDENT VAR.). Залежна змінна для аналізу повинна бути тільки одна. У правому списку діалогового вікна слід вибрати незалежні змінні (INDEPENDENT VARIABLE

344

Розділ 7

LIST). Кількість незалежних змінних є необмеженою. В нашому прикладі залежною змінною (результуючим фактором) є змінна Y, а в якості незалежних змінних (незалежних факторів) виступають змінні X1,

X2, X3.

Рис. 7.4. Вибір змінних для регресійного аналізу

4) натиснути кнопку ОК, після чого на екрані з’явиться діалогове вікно результатів розрахунку регресії (рис. 9.5).

Рис. 7.5. Результати розрахунку лінійної регресії

Апроксимація зв’язків багатофакторними регресійними моделями 345

В цьому вікні даються такі показники:

коефіцієнт множинної кореляції (Мultiple R);

коефіцієнт множинної детермінації (R2);

коефіцієнт при вільному члені (Іntercept – Вільний член);

стандартна помилка оцінювання регресії (Std. Error of estimate);

стандартне відхилення оцінки вільного члена (Std. Error);

розрахункове значення F-критерію Фішера (F);

число ступенів вільності F-критерію (df);

рівень значимості (р).

5) у діалоговому вікні результатів розрахунку регресії натиснути

кнопку – ПІДСУМКИ РОЗРАХУНКУ РЕГРЕСІЇ, що призводить до появи на екрані вікна з електронною таблицею результатів розрахунку коефіцієнтів лінійної множинної регресії (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Результати розрахунків коефіцієнтів регресії

Рядки цієї електронної таблиці відповідають коефіцієнтам при незалежних змінних та вільному члені рівняння регресії (рядок INTERCEPT – ВІЛЬНИЙ ЧЛЕН). У стовпчику В для відповідних коефіцієнтів вказані їх розрахункові значення. Таким чином, у нашому прикладі рівняння лінійної множинної регресії має наступний вигляд

.

6) якщо необхідно розрахувати коефіцієнти лінійної множинної регресії, рівняння якої не має вільного члену, слід у діалоговому вікні результатів розрахунку (рис. 7.5) натиснути кнопку – ВІДМІНИТИ. На екрані з’являється вікно MODEL DEFINITION – ВИЗНАЧЕН-

НЯ МОДЕЛІ (рис. 7.7)

346

Розділ 7

Рис. 7.7. Діалогове вікно визначення моделі

У цьому вікні необхідно у списку INTERCEPT – ВІЛЬНИЙ ЧЛЕН замість пункту INCLUDE IN MODEL – ВКЛЮЧИТИ ДО МОДЕЛІ вибрати пункт SET TO ZERO – ВСТАНОВИТИ РІВНИМ НУЛЮ (рис. 7.8) та натис-

нути кнопку ОК. Вікно результатів розрахунку коефіцієнтів множинної лінійної регресії без вільного члена для розглянутого прикладу наведені на рис. 7.9.

Рис. 7.8. Вибір режиму вільного члену

Рис. 7.9. Результати розрахунків коефіцієнтів регресії без вільного члену

Таким чином, рівняння регресії у цьому випадку буде мати такий вигляд

.

Апроксимація зв’язків багатофакторними регресійними моделями 347

7.4.2. Побудова та розрахунок коефіцієнтів нелінійних регресій-

них залежностей. У випадку, коли необхідно розрахувати коефіцієнти нелінійної множинної регресії, рівняння нелінійної регресії зводиться до рівняння лінійної регресії шляхом так званих, лінійованих перетворень.

Розглядаються степенева (7.28) і показникова (7.31) моделі. Зведення вищезгаданих нелінійних регресійних рівнянь до лінійно-

го рівняння виконується за допомогою логарифмування. Логарифмуючи ліву та праву частини рівнянь (7.28) і (7.31) отримаємо:

– для степеневої моделі

;

(7.42)

– для показникової моделі

 

.

(7.43)

Рівняння перетвореної степеневої моделі (7.42) є лінійним відносно залежного фактору та незалежних змінних , , , . Рівняння перетвореної показникової моделі (7.43) є лінійним відносно залежного фактору та незалежних змінних , , , . Надалі, розрахувавши коефіцієнти лінійної регресії для перетворених нелінійних моделей, шляхом зворотних перетворень знаходять шукані дійсні коефіцієнти регресії у рівняннях (7.28) – (7.29).

Для визначення коефіцієнтів регресії за степеневою та показниковою моделлю необхідно:

1) у діалоговому вікні MULTIPLE REGRESSION – МНОЖИННА РЕГРЕСІЯ (рис. 7.3) у списку MODE – РЕЖИМ вибрати пункт FIXED NON-

LINEAR – ФІКСОВАНА НЕЛІНІЙНА РЕГРЕСІЯ, після чого діалогове вікно приймає вигляд, показаний на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Діалогове вікно множинної регресії у режимі фіксованої нелінійної регресії

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]