Аннотации:
При построении линейных моделей во многих случаях приходится
сталкиваться со стохастической неоднородностью экспериментальных данных. Это проявляется в нарушении условий теоремы Гаусса–Маркова, в
частности наблюдения могут быть засорены грубыми ошибками. В этих условиях оценивание параметров моделей требуется выполнять с помощью
устойчивых методов. К их числу относят метод наименьших модулей. Однако известные алгоритмы его реализации являются достаточно эффективными лишь для малых размерностей моделей и ограниченного объема
выборок. Цель данного исследования – разработка эффективных вычислительных алгоритмов реализации метода наименьших модулей, не имеющих
ограничений на порядок моделей и объем экспериментальных данных.
Описаны алгоритмы точного решения задачи оценивания параметров линейных регрессионных моделей методом наименьших модулей. Они основаны на спуске по узловым прямым. Для снижения вычислительных затрат использована особенность узловых прямых – все расположенные на
каждой такой прямой узловые точки являются пересечением набора гиперплоскостей, из которых различными является только одна гиперплоскость.
Данные алгоритмы значительно выигрывают по сравнению с известным
переборным алгоритмом и могут эффективно использоваться на практике.
Получена оценка вычислительной сложности алгоритма спуска по узловым
прямым. Приведена схема алгоритма. When building linear models, in many cases one has to deal with stochastic nonhomogeneity of experimental
data. This manifests itself in violation of the assumptions of the Gauss–Markov theorem, in
particular, observations can contain outliers. Under these circumstances the estimation of the parameters
of models is required to be performed using resistant methods. Among those is the least absolute deviations
method. However, the known algorithms for its implementation are sufficiently effective only for
small dimensions of models and a limited volume of samples. The purpose of this study is the development
of effective computational algorithms for implementation of the least absolute deviations method,
which have no limitations as to the order of models, and the amount of experimental data. Algorithms
for the exact solution of the problem on estimating the parameters of linear regression models by the
least absolute deviations method are described. They are based on the descent through the nodal straight
lines. To reduce computational costs, the particular feature of nodal straight lines is used – all nodes located on each such straight line are intersections of a set of hyperplanes, of which only one hyperplane is
different. These algorithms significantly outperform the best-known brute-force search and can be effectively
used in practice. The computational complexity of the descent algorithm for nodal straight lines is
assessed. The scheme of the algorithm is provided.
Описание:
А.Н. Тырсин1,2, А.А. Азарян2
1
Научно-инженерный центр «Надежность и ресурс больших систем и машин» УрО РАН,
г. Екатеринбург, Российская Федерация
2
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Российская Федерация
E-mail: at2001@yandex.ru. A.N. Tyrsin1,2, A.A. Azaryan2
1Science and Engineering Center «Reliability and Resource of Large Systems and Machines», Ural
Branch, Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, Russian Federation
2Ural Federal University named after the first President of Russia B.N.Yeltsin, Yekaterinburg, Russian
Federation
E-mail: at2001@yandex.ru