Асимптотические свойства робастных оценок масштабного параметра | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2016. № 2(35).

Асимптотические свойства робастных оценок масштабного параметра

Изучаются свойства робастных оценок масштабного параметра. Показано, что оценка медианы абсолютных разностей имеет асимтотически нормальное распределение, является B-робастной и имеет ограниченную функцию влияния. Приводятся результаты сравнения оценок масштабного параметра в рамках гауссовской модели с засорением.

Asymptotic properties of robust estimators of scale parameters.pdf Масштабный параметр используется в качестве меры, характеризующей степень разброса случайной величины, и определяется в виде функционала от функции распределения наблюдений. Общие требования, предъявляемые к таким функционалам, сформулированы в работах [1, 2]. Традиционно используемые на практике оценки масштабного параметра, такие как выборочная оценка S (0) стандартного отклонения S1 (F) и оценка S2 (0) среднего абсолютных отклонений S2 (F), имеют неограниченные функции влияния и очень чувствительны к наличию выбросов в выборке. Урезанные варианты этих оценок 5\(а) и S"2(a), 0(X1,...,Xn) = S(Fn) функционала S(F), F е З, является эквивариантной относительно линейных преобразований наблюдений X1,... , Xn , если выполняется равенство S(aX1 + b,...,aXn + b) =| a | S?(X1,...,Xn). Определение 3. Разброс с.в. X относительно 9x (масштабный параметр с.в. X) определяют в терминах «расстояния» X от 9x, т.е. с помощью величины | X -9x |, при этом говорят, что с.в. X1 имеет больший разброс относительно 9x1, чем с.в. X относительно 9x, если с.в. | X1 -9 | стохастически больше с.в. | X -9x |. Определение 4. Согласно условиям Бикеля и Лемана [1, 2] функционал S (F), F еЗ, определяет меру разброса, или масштабный параметр ф.р. F, если его выборочная оценка S"(X 1,...,Xn) = S(Fn) является эквивариантной относительно линейных преобразований наблюдений X1,...,Xn и он удовлетворяет условию монотонности относительно стохастического возрастания распределений, т.е. выполняется выражение S(F1) < S(F2) для F1 0 . Например, если в (1) положить i = 1, в качестве параметра положения выбрать среднее значение T1 (F) и положить V(t) = t, 0 < t < 1, то при у = 1 получим среднее абсолютных отклонений S2 (F), выборочная оценка которого запишется в виде S2 (0) = n -12 | Xi - X |. При у = 2 будем иметь стандартное отклонение. Если же положить V(t) = t /(1 - а), 0 < t < 1 -а , 0 0 . В частности, к этой группе относятся интер- а -квантильные размахи, определяемые в виде [ F-1 (1 - а) - F-1 (а)] / 2, 0 0, и т.п. Затем к преобразованным случайным величинам применяется либо «операция усреднения», либо «операция вычисления медианы», либо «операция вычисления оценки Ходжеса-Лемана» и т.п. Другими словами, функционал, описывающий масштабный параметр, определяется с помощью функционала, характеризующего параметр положения для преобразованных случайных величин. Например, «медианная операция», примененная к | X - T2(F) |у при у = 1, приводит к медиане абсолютных отклонений от медианы; «медианная операция», примененная к | X1 - X2 |у при у = 1, приводит к медиане абсолютных разностей; «операция усреднения» в этом случае приводит к средней разности Джини; «операция вычисления оценки Ходжеса-Лемана» приводит к еще не изученным оценкам масштабного параметра, например, такого вида: med{[|X, -med(X)| +1Xj -med(X)|]/2, 1

Ключевые слова

масштабный параметр, робастные оценки, функция влияния, scale parameter, robust estimator, influence function, asymptotic relative efficiency

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Шуленин Валерий ПетровичТомский государственный университетдоцент, кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической кибернетикиshvp@fpmk.tsu.ru
Всего: 1

Ссылки

Bickel P.J., Lehmann E.L. Measures of location and scale // Proc. Prague Symp. Asymptotic Statist. 1973. Prague Charles Univ. 1974. V. 1. P. 25-36.
Bickel P.J., Lehmann E.L. Descriptive statistics for nonparametric models. III // Dispersion. Ann. Statist. 1976. V. 4, No. 6. P. 1139 1158.
Hampel F.R. Contribution to the theory of robust estimation : Ph. D. diss. Berkeley : Univ. California, 1968. 103 p.
Hampel F.R. A general qualitative definition of robustness // Ann. Math. Statist. 1971. V. 42. P. 1887-1896.
Hampel F.R. The influence curve and its role in robust estimation // J. Amer. Statist. Assoc. 1974. V. 69, No. 346. P. 383-393.
Serfling R.J. Approximation Theorems of Mathematical Statistics. N.Y. : Wiley, 1980. 371 p.
Serfling R.J. Generalized L-M-R-statistics // Ann. Statist. 1984. V. 12. P. 76-86.
Rousseeuw P.J., Croux C. Alternatives to the Median Absolute Deviation // Journal of the American Statistical Association. 1993. V. 88, No. 424. P. 1273-1283.
Хампель Ф., Рончетти Э., Рауссей П., Штаэль В. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния. М. : Мир, 1989. 512 с.
Шуленин В.П. Исследование свойств оценки медианы абсолютных разностей // V Совещание-семинар по непараметрическим и робастным методам статистики в кибернетике. Томск, 1987. Ч. II. C. 460-467.
Шуленин В.П. Асимптотические свойства и робастность обобщенных L-оценок // Труды V Международной конференции по теории вероятности и математической статистике. Вильнюс, 1989. T. 4. C. 377-378.
Шуленин В.П. Асимптотические свойства обобщенных L-оценок, вычисляемых по урезанным выборкам // Непараметрические и робастные статистические методы в кибернетике и информатике. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1990. C. 564-570.
Шуленин В.П. Исследование устойчивости и асимптотических свойств урезанной средней разности Джини // Труды IV Международной конференции по теории вероятности и математической статистике. Вильнюс, 1985. С. 330-332.
Шуленин В.П. Введение в робастную статистику. Томск : Изд-во Том. ун-та, 1993. 227 с.
Шуленин В.П. Математическая статистика. Ч. 3 : Робастная статистика : учебник. Томск : Изд-во НТЛ, 2012. 520 с
 Асимптотические свойства робастных оценок масштабного параметра | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2016. № 2(35).

Асимптотические свойства робастных оценок масштабного параметра | Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2016. № 2(35).