Skip to main content
SUPERVISOR
Safieh Mahmoodi,Ali Rejali
صفیه محمودی (استاد راهنما) علی رجالی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Esmaiel Bashkar
اسماعیل بشکار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده ریاضی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Phase-Type Distribution in Stochastic Modeling and Estimating its Parameters
A random variable that is defined as the absorption time of a finite-state Markov chain is said to have a phase-type (or simply PH) distribution. When the Markov chain is continuous-time, the distribution is continuous and for the discrete-time Markov chains it will be a discrete phase-type distribution. In this thesis we will focus on the continuous phase-type one. The distribution and density functions of a PH distribution can be expressed in terms of ( ? , T ) where ? is the initial state probability distribution and $ T $ is the infinitesimal generator corresponding to the transient states of the Markov chain. The pair ( ?, T ) is known as a representation of the PH distribution. The dimension of T is said to be the order of the representation. Typically representations are non-unique and there must exist at least one representation of minimal order. Such a representation is known as minimal representation, and the order of the PH distribution itself is defined to be the order of any of its minimal representations. The distribution function of a phase-type distribution can be expressed in terms of this representation. This thesis is concerned with the statistical inference for phase-type distributions .The main aim of it is to estimate the parameters ? and T . Under certain regularity conditions, the maximum likelihood estimator (MLE) is a good point estimator, possessing some of the optimality properties: consistency, efficiency, and asymptotic normality. The thesis is focused on finding maximum likelihood estimators of phase-type distributions for continuous case. The Expectation-Maximization (EM) algorithm and Newton-Raphson (NR) method are applied for this purpose. Fisher information has applications in fi nding the variance of an estimator, as well as in the asymptotic behavior of maximum likelihood estimates. This thesis discussed on an explicit formula for computing the observed Fisher information matrix for continuous phase-type distributions, which is needed to estimate the Fisher information matrix . Recent applications of phase-type distributions in stochastic modelling is in areas like queueing theory, reliability theory, renewal theory and survival analysis. This thesis uses the phase-type distribution with the details mentioned. Finally, we present the results of an estimation study considering simulated data from phase–type distributions and use PH distributions to model real data.
یک متغیر تصادفی که زما ن جذب یک زنجیر مارکف با وضعیت‌های متناهی را نشان می‌دهد، دارای توزیع فاز-نوع (یا برای سادگی PH ) است. اگر زنجیر مارکف زمان پیوسته باشد توزیع را پیوسته و اگر زنجیر مارکف زمان گسسته باشد توزیع را گسسته می‌نامند. در این پایان‌نامه بر توزیع فاز-نوع پیوسته (CPH) تمرکز شده است. تابع توزیع و چگالی این توزیع را می‌توان به صورت تابعی از بردار احتمالات شروع ? و ماتریس نرخ بی نهایت کوچک T مربوط به فرآیند مارکف مورد نظر بیان کرد. دوتایی (? , T) به عنوان نمایش توزیع فاز-نوع شناخته می شود. به بعد T مرتبه نمایش گفته می شود. نمایش‌ها یکتا نیستند و حداقل یک نمایش از کمترین مرتبه وجود دارد. چنین نمایشی به عنوان نمایش مینیمال شناخته می‌شود و مرتبه توزیع فاز-نوع مرتبه نمایش مینیمال آن تعریف می‌شود. تابع توزیع فاز-نوع را می‌توان برحسب این نمایش بیان کرد. این پایان‌نامه درباره استنباط آماری برای توزیع فاز-نوع است. هدف اصلی کار در این تحقیق برآورد کردن پارامترهای آن یعنی (? , T) است. برآوردگر ماکسیمم درستنمایی تحت شرایط نظم معین دارای خواص بهینه از قبیل : سازگاری و نرمال بودن، کارایی و نااریبی مجانبی است و به همین دلیل یک برآوردگر نقطه‌ای خوب محسوب می‌شود. این پایان‌نامه روی پیدا کردن برآوردگر ماکسیمم درستنمایی توزیع فاز-نوع پیوسته متمرکز شده است. الگوریتم‌ EM و روش نیوتن-رافسون برای این منظور استفاده شده است. اطلاع فیشر در پیدا کردن واریانس یک برآوردگر و نیز توزیع حدی برآوردگرهای ماکسیمم درستنمایی کاربرد دارد. در پایان‌نامه ماتریس اطلاع فیشر مشاهده شده که در عمل برای برآورد ماتریس اطلاع فیشر به کار می‌رود، برای خانواده توزیع‌های فاز-نوع محاسبه شده است. کاربردهای اخیر این توزیع در مدل‌بندی تصادفی در زمینه‌هایی مثل نظریه صف، قابلیت اطمینان، نظریه تجدید، مدل‌های بقا است. در این پایان‌نامه کاربردهای توزیع فاز-نوع با جزئیات بیشتر ذکر شده است. در پایان نتایج برآورد پارامتر با استفاده از داده‌های شبیه‌سازی شده از توزیع فاز-نوع ارائه می‌کنیم و از آن برای مدل‌بندی داده‌های واقعی استفاده می‌کنیم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی