<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2023-15-3-513-523</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-335</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION AND CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND PRODUCTIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм автоматизации метода проверки статистических гипотез по критерию Пирсона средствами MATLAB</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Algorithm for automation of the method of testing statistical hypotheses according to the Pearson criterion by the means of MATLAB</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чертков</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chertkov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Чертков Александр Александрович — доктор технических наук, доцент</p><p>198035,  Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chertkov, Alexandr A. — Dr. of Technical Sciences, associate professor5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">chertkov51@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>31</day><month>07</month><year>2023</year></pub-date><volume>15</volume><issue>3</issue><fpage>513</fpage><lpage>523</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Чертков А.А., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Чертков А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Chertkov A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/335">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/335</self-uri><abstract><p>Целью исследования является совершенствование методов компьютерного моделирования и цифровизации процедур проверки статистических гипотез по критериям согласия для последующего использования в высокотехнологичных программно-измерительных комплексах автоматизированных систем управления. При этом в большинстве важных для практики случаев анализ статистических свойств распределений требует проведения множественных проверок, выполняемых с применением численных методов, для которых необходим инструментарий мощных программно-вычислительных сред. Примерами таких случаев являются процедуры нахождения информативных подмножеств признаков в регрессионном и статистическом анализе, а также выявление отклонений параметров в автоматизированных системах управления. Отмечается, что задачи обработки экспериментальных данных не всегда вписываются в рамки теории нормальных процессов, обладая признаками исключительно такого рода гипотез, для проверки которых в современной математической статистике разработаны критерии, основанные на специально разработанных вероятностных правилах, различающих проверяемую (нулевую) и альтернативную гипотезы. Причем, если для проверяемой гипотезы распределение статистики известно точно или приближенно, то для альтернативной оно обладает большей степенью неопределенности и сама она не является полным отрицанием нулевой гипотезы. По мере удаления нулевой и альтернативной гипотез друг от друга статистика критерия согласия начинает принимать большие по абсолютной величине значения, чем при нулевой гипотезе, что позволяет на основе оценки множества значений этой статистики строить критическую область. Однако использование аналитических методов статистического анализа для определения расхождения эмпирической и гипотетической статистик на практике сопряжено с применением, как правило, сложных вычислительных алгоритмов расчета и реализацией высоких требований к точности оценки, которые они обеспечить не могут. Для решения этой проблемы в работе предлагается использование численных методов компьютерного моделирования и интегрирования плотности вероятностей распределения по алгоритму Симпсона с применением инструментария встроенных функций Statistics Toolbox среды MATLAB. Предложенный метод автоматизации статистического анализа нулевой и альтернативной гипотез реализован на примере применения критерия Пирсона для проверки соответствия нормальному распределению двух случайных выборок данных, одна из которых отвечает нормальному закону распределения. Полученные графические и численные результаты компьютерного моделирования подтверждают соответствие одного из проверяемых распределений заданному нормальному распределению согласно нулевой гипотезе. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of the work is to develop and improve the methods of computer modeling and digitalization of procedures for testing statistical hypotheses according to consent criteria for use in high-tech software and measuring complexes of automated control systems. In most cases that are important for practice, the analysis of the statistical properties of distributions requires multiple checks performed using numerical methods, which require the tools of powerful software and computing environments. Examples of such cases are the procedures for finding information subsets of features in regression and statistical analysis, as well as identifying parameter deviations in automated control systems. It is noted that the tasks of processing experimental data do not always fit into the framework of the theory of normal processes and have exclusively such hypotheses. To test such hypotheses, modern mathematical statistics has developed criteria based on specially developed probabilistic rules that distinguish between zero and alternative hypotheses. Moreover, if for the testable (zero) hypothesis the distribution of statistics is known exactly or approximately, then for the alternative it has a greater degree of uncertainty and it (the alternative) itself is not a complete negation of the null hypothesis. As the zero and alternative hypotheses move away from each other, the statistics of the consent criterion begins to take a larger absolute value than with the null hypothesis, which allows us to build a critical area on the basis of estimating the set of this statistics values. However, the use of analytical methods for statistical analysis to determine the discrepancy between empirical and hypothetical statistics in practice is associated with the use, as a rule, of complex computational calculation algorithms and the implementation of high requirements for the assessment accuracy, which they cannot provide. To solve this problem, it is proposed to use numerical methods of computer modeling and integration of probability density of distribution according to the Simpson algorithm using the tools of built-in functions of the Statistics Toolbox of the MATLAB environment. The proposed method for automation of statistical analysis of zero and alternative hypotheses is implemented on the example of applying the Pearson criterion to verify compliance with the normal distribution of two random data samples, one of which meets the normal distribution law. The obtained graphic and numerical results of computer modeling confirm the correspondence of one of the testable distributions to a given normal distribution according to the null hypothesis. </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>статистическая гипотеза</kwd><kwd>критерий согласия</kwd><kwd>закон распределения</kwd><kwd>критическая область</kwd><kwd>уровень значимости</kwd><kwd>выборочное значение</kwd><kwd>плотность вероятностей</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>statistical hypothesis</kwd><kwd>consent criterion</kwd><kwd>distribution law</kwd><kwd>critical area</kwd><kwd>significance level</kwd><kwd>sample value</kwd><kwd>probability density</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Antonov A. V. Regarding the planning of testing scope for new equipment samples / A. V. Antonov, V. A. Chepurko, V. E. Chekhovich, V. F. Ukraintsev // Dependability. — 2016. — № 3. — Pp. 3–7. DOI: 10.21683/1729- 2640-2016-16-3-3-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Antonov, Alexander V., Valery A. Chepurko, Vladimir E. Chekhovich, and Vladimir F. Ukraintsev. “Regarding the planning of testing scope for new equipment samples.” Dependability 3 (2016): 3–7. DOI: 10.21683/1729- 2640-2016-16-3-3-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лемешко Б. Ю. Сравнительный анализ мощности критериев согласия при близких конкурирующих гипотезах. I. Проверка простых гипотез / Б. Ю. Лемешко, С. Б. Лемешко, С. Н. Постовалов // Сибирский журнал индустриальной математики. — 2008. — Т. 11. — № 2 (34). — С. 96–111.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lemeshko, B. Yu., S. B. Lemeshko, and S. N. Postovalov. “Sravnitel’nyi analiz moshchnosti kriteriev soglasiya pri blizkikh konkuriruyushchikh gipotezakh. I. Proverka prostykh gipotez.” Journal of Applied and Industrial Mathematics 11.2(34) (2008): 96–111.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лемешко Б. Ю. Статистический анализ данных, моделирование и исследование вероятностных закономерностей. Компьютерный подход / Б. Ю. Лемешко, С. Б. Лемешко, С. Н. Постовалов, Е. В. Чимитова. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. — 888 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lemeshko, B. Yu., S. B. Lemeshko, S. N. Postovalov, and E. V. Chimitova. Statistical data analysis, simulation and study of probability regularities. computer approach. Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мещеряков В. В. Задачи по статистике и регрессионному анализу с Matlab / В. В. Мещеряков. — М.: Диалог-МИФИ, 2009. — 448 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Meshcheryakov, V. V. Zadachi po statistike i regressionnomu analizu s Matlab. M.: Dialog-MIFI, 2009.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кулаичев А. П. Методы и средства комплексного анализа данных / А. П. Кулаичев. — М.: ФОРУМ, ИНФРА-М, 2006. — 512 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kulaichev, A. P. Metody i sredstva kompleksnogo analiza dannykh. M.: FORUM, INFRA-M, 2006.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Льюис К. Д. Методы прогнозирования статистических данных / К. Д. Льюис. — М.: Финансы и статистика, 1986. — 133 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lewis, C. D. Industrial and Business Forecasting Methods. Butterworth-Heinemann, 1982.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мэтьюз Д. Г. Численные методы. Использование MATLAB / Д. Г. Мэтьюз, К. Д. Финк. — М.: Вильямс, 2001. — 720 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mathews, John, and Kurtis Fink. Numerical Methods Using Matlab. — 4th Edition. — Pearson, 2003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лапчик М. П. Численные методы / М. П. Лапчик, М. И. Рагулина, Е. К. Хеннер. — М.: ИЦ «Академия», 2007. — 384 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lapchik, M. P., M. I. Ragulina, and E. K. Khenner. Chislennye metody. M.: Iz-datel’skii tsentr «Akademiya», 2007.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кетков Ю. Л. MATLAB 7: программирование, численные методы / Ю. Л. Кетков, А. Ю. Кетков, М. М. Шульц. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 752 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ketkov, Yu. L., A. Yu. Ketkov, and M. M. Shul’ts. MATLAB 7: programmirovanie, chislennye metody. SPb.: BKhV-Peterburg, 2005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иглин С. П. Математические расчеты на базе MATLAB / С. П. Иглин. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 629 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Iglin, S. P. Matematicheskie raschety na baze MATLAB. SPb.: BKhV-Peterburg, 2005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Поршнев С. В. Компьютерный анализ и интерпретация эмпирических зависимостей / С. В. Поршнев, Е. В. Овечкина, М. В. Мащенко, А. В. Каплан, В. Е. Каплан. — М.: ООО «Бином-Пресс», 2010. — 336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Porshnev, S. V., E. V. Ovechkina, M. V. Mashchenko, A. V. Kaplan, and V. E. Kaplan. Komp’yuternyi analiz i interpretatsiya empiricheskikh zavisimostei. M.: OOO «Binom-Press», 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. — 12 е изд., перераб. — М.: Высш. обр., 2006. — 478 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gmurman, V. E. Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika. 12nd ed. M.: Vyssh. obr., 2006.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Corder G. W. Nonparametric Statistics for Non-Statisticians: A Step-by-Step Approach / G. W. Corder, D. I. Foreman. — New York: Wiley, 2009. — 264 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Corder, Gregory W., and Dale I. Foreman. Nonparametric Statistics for Non-Statisticians: A Step-by-Step Approach. New York: Wiley, 2009.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tsybakov A. B. Introduction to Nonparametric Estimation / A. B. Tsybakov. — Springer, 2008. — 224 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsybakov, Alexandre B. Introduction to Nonparametric Estimation. Springer, 2008.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Greenwood P. E. A guide to chi-squared testing / P. E. Greenwood, M. S. Nikulin. — Wiley-Interscience, 1996. — 304 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Greenwood, Priscilla E., and Michael S. Nikulin. A guide to chi-squared testing. Wiley-Interscience, 1996.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bagdonavicius V. B. Chi-square goodness-of-fit test for right censored data / V. B. Bagdonavicius, M. S. Nikulin // International Journal of Applied Mathematics and Statistics. — 2011. — Vol. 24. — Is. SI 11A. — Pp. 30–50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bagdonavicius, V. B., and M. S. Nikulin. “Chi-square goodness-of-fit test for right censored data.” International Journal of Applied Mathematics and Statistics 24.SI 11A (2011): 30–50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
