Skip to article frontmatterSkip to article content
Site not loading correctly?

This may be due to an incorrect BASE_URL configuration. See the MyST Documentation for reference.

Bayesiansk metode

Authors
Affiliations
SINTEF Energi
SINTEF Energi
SINTEF Energi

Tilstandsdatahistorikk og ekspertvurderinger kan kombineres i en bayesiansk modell. I den kombinerte SME-modellen i forrige kapittal bidro begge datatypene direkte til likelihooden og vektingen ble bestemt av usikkerheten/spredningen i dataen. I en Bayesiansk model brukes gjerne ekspertvurderingene som priorinformasjon for parametrene π(ϕ)=P(ϕ∣eksperter)\pi(\phi)=P(\phi|\rm{eksperter}), hvor ϕ=(μ,θ)\phi=(\mu,\theta). TK-data og ekspertvurderinger kombineres ved hjelp av Bayes’ teorem

π(ϕ∣data)=L(ϕ,data)π(ϕ)∫L(ϕ;data)∗π(ϕ)dϕ\pi(\phi|\rm{data})=\frac{L(\phi,\rm{data})\pi(\phi)}{\int{L(\phi;\rm{data})*\pi(\phi)d\phi}}

Det endelige resultatet er en posteriorfordeling for parametrene basert på begge typer data. Disse brukes for å regne ut endelig gammafordeling med usikkerhet.

Likning (1) over kan løses analytisk for noen fordelinger. For andre fordelinger, og når vi har med ekte data å gjøre, er ikke dette mulig. Derfor anvender vi Monte Carlo simuleringer som beskrevet i Welte, T. (2008) Estimation of Sojourn Time Distribution Parameters Based on Expert Opinion and Condition Monitoring Data.

Source

Monte Carlo sampling av P(μ\mu|eksperter) og P(θ\theta|eksperter)

Vi bruker ekspertvurderingene til å regne ut en priorfordeling for parametrene μ\mu og θ\theta. Dette gjøres ved å trekke nn sampler fra uniforme fordelinger av μ\mu og θ\theta (antar ingen informasjon tilgjengelig annet enn ekspertvurdering) og se på akseptkriteriet

R(μn,θn)=ll(μn,θn∣eksperter)llmax(μ,θ∣eksperter)≥wR(\mu_n,\theta_n)=\frac{ll(\mu_n,\theta_n|\rm{eksperter})}{ll_{\rm{max}}(\mu,\theta|\rm{eksperter})}\geq w

hvor ww trekkes fra en uniform fordeling U(0,1)U(0,1). Vi bruker samme funksjoner for likelihood som i SME. Se Welte. T (2008) for mer detaljer. Kode for sampling er vist under:

Nå definerer vi ekspertvurderingene og regner ut llmaxll_{\rm{max}} for akseptkritetiet i likning (2). De resulterende plottene viser aksepterte sampler og tilhørende fordelinger for μ\mu og θ\theta gitt ekspertvurderingene.

<Figure size 400x300 with 1 Axes>
<Figure size 400x500 with 2 Axes>

Full bayesiansk modell

Over regnet vi ut en prior for parametrene. Disse brukes så til å finne posterior fordelingene gitt informasjon om TK-data i tillegg. Under er TK-data definert og prosessen repeteres, men nå brukes prior som vist i plottene over istedefor uniforme fordelinger. Det vil si, samplene som trekkes nå kommer kun fra prior gitt av ekspertvurderingene.

<Figure size 400x300 with 1 Axes>
<Figure size 400x500 with 2 Axes>

Resultat

Til slutt plotter vi resulterende gammafordeling med usikkerhet. Her representerer posterior mean density den endelige fordeling med 95% konfidensintervall.

Source
<Figure size 600x400 with 1 Axes>