кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник
Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Senior Researcher
доктор технических наук, профессор, учёный секретарь
Doctor of Technical Sciences, Professor, Scientific Secretary
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, начальник сектора
Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Head of Sector
При решении задач прогнозирования стойкости элементов авиационных конструкций при столкновении с птицами, крупным градом, посторонними предметами необходимо знать зависимость вероятности пробития преграды от характеристик ударника и скорости удара. Результаты опытов имеют вид дихотомической переменной, имеющей лишь два возможных значения (преграда пробита или нет), поэтому искомая зависимость может быть представлена в виде логистической регрессии, задаваемой интегральной функцией логистического распределения. Для оценки параметров логистической регрессии при малом количестве опытов целесообразно использовать байесовский подход. Одной из составляющих байесовской оценки параметров является расчёт функции правдоподобия. Полученные выражения функции правдоподобия и её логарифма использовались для оценки параметров логистической регрессии методом максимального правдоподобия, который реализован с использованием метода Ньютона. Приведена расчётная итерационная схема метода максимального правдоподобия. По результатам опытных данных получены оценки, которые используются для сравнения с результатами, полученными с применением байесовского подхода. Рассмотрен частный случай – байесовская оценка параметра сдвига логистической кривой при заданном значении параметра масштаба, а также общий случай – оценка параметров сдвига и масштаба. В качестве априорного распределения для параметра сдвига использовано нормальное распределение, а для параметра масштаба – классическое (двухпараметрическое) гамма-распределение. Точечная оценка параметров логистической регрессии осуществлялась по модальному значению апостериорного распределения. Использование модального, а не среднего значения, позволило значительно сократить объём расчётов за счёт того, что в этом случае нет необходимости вычислять интегральную вероятность в знаменателе формулы Байеса.
When solving the problems of predicting the durability of aircraft structures elements in case of a bird strike, in a collision with large hail, foreign objects, it is necessary to know the dependence of the probability of the barrier penetration on the characteristics of the impactor and the impact speed. The results of the experiments have the form of a dichotomous variable having only two possible values (the barrier is punched or not), so the required dependence can be represented in the form of a logistic regression given by the integral function of the logistic distribution. To evaluate the parameters of logistic regression with a small number of experiments, it is advisable to use the Bayesian approach. One of the components of the Bayesian parameter estimation is the calculation of the likelihood function. The resulting expressions for the likelihood function and its logarithm were used to estimate the logistic regression parameters using the maximum likelihood method, which was realized by Newton method. The calculated iterative scheme of the maximum likelihood method is given. Based on the results of experimental data, estimates are obtained that are used to compare with the results obtained by the Bayesian approach. A special case is considered – the Bayesian estimation of the shift parameter of the logistic curve for a given value of the scale parameter, and also a general case – the estimation of the shift and scale parameters. A normal distribution is used as a priori distribution for the shift parameter, and a classical (two-parameter) gamma distribution is used for the scale parameter. Point estimation of logistic regression parameters was carried out by the modal value of a posteriori distribution. Using the modal rather than the mean value, made it possible to significantly reduce the amount of calculations due to the fact that in this case there is no need to calculate the integral probability in the denominator of the Bayesian formula.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.