Устройство автоматизированной оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада животных или птицы

Устройство автоматизированной оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада животных или птицы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям выращивания животных и птицы с выборочным контролем их живой массы в ходе самого процесса выращивания в животноводческих и птицеводческих помещениях и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.

Известны способ и устройство для выращивания птицы, в котором датчик временной продуктивности одной птицы содержит силоизмерительные датчики и счетчики количеств взвешиваний (патент РФ №2340172 C1, A01K 29/00. Способ и устройство для выращивания птицы / Дубровин А.В., Мусин А.М и др. // Опубл. 12.10.2008, бюл. №14). В помещении для выращивания птицы размещаются конструкции с силоизмерительными датчиками в помещении и со счетчиками количеств взвешиваний, например, количеств случайных по времени посадок только одной птицы на данный силоизмерительный датчик. На выходе второго сумматора накапливается случайный сигнал величины суммарной живой массы попавших на элементы (устройств взвешивания) животных или птиц. На выходе счетчика формируется сигнал количества взвешиваний животных или птиц. На выходе второго элемента деления получается оценка средней за сутки выращивания живой массы одного животного или птицы (бройлера). На первом выходе датчика временной продуктивности одной птицы в момент окончания текущих суток (выращивания) формируется сигнал измеренной продуктивности одной птицы.

Недостатком данного технического решения является невысокая точность измерения живой массы птицы.

Причиной этого является важная общая и без того сложная задача изобретения и отсутствие сведений об учете статистических характеристик процесса по существу выборочного взвешивания случайно попавших на весоизмерительные элементы устройства отдельных птиц и о математически достоверной оценке этой информации при суждении о живой массе всего выращиваемого в птичнике поголовья.

Другим недостатком данного технического решения является отсутствие сведений о собственно конструкции весоизмерителя, установленного в производственном сельскохозяйственном помещении для выращивания животных или птицы. Например, является совершенно очевидным, что увеличение количества взвешиваний, причем не одних и тех же особей из выращиваемого поголовья, а разных животных или птиц из выращиваемой партии поголовья, значительно улучшает точность оценки живой массы всего выращиваемого поголовья. Поэтому конструкция весоизмерителя должна быть по возможности более привлекательной для всех животных или птицы для того, чтобы они чаще появлялись на весоизмерительной платформе.

Причиной этого является принятое по умолчанию в указанном аналоге допущение о вполне достаточной точности работы перечисленных в аналоге технических средств. Однако для высокоточных технологий АПК (аграрно-промышленного комплекса) следует иметь новые технические решения с наибольшей точностью измерения, в том числе и измерения живой массы выращиваемого поголовья для последующего высокоточного управления кормлением, микроклиматом, обогревом молодняка и многими другими взаимосвязанными технологическими процессами.

В производственных помещениях сельскохозяйственного назначения, например в промышленных птичниках, одновременно выращиваются или содержатся до нескольких десятков тысяч птиц, поэтому даже незначительная погрешность в определении реального значения живой массы всего поголовья в птичнике по результатам взвешивания случайных выборочных особей приводит к ошибкам управления многими технологиями и технологическими процессами. При этом дополнительные затраты, которые связаны только с погрешностями оценки суммарной живой массы поголовья в производственном помещении по результатам выборочного взвешивания случайных единичных животных или птиц из генеральной совокупности их в производственном помещении, достигают больших значений и по стоимости становятся сопоставимыми с другими составляющими издержек производства. Взвесить же всю генеральную совокупность животных или птиц практически невозможно. Взвешивание всего поголовья приводит либо к чрезмерным трудовым и другим эксплуатационным (а также к дополнительным капитальным) затратам, либо будет травмировать поголовье (стресс, прямые потери продуктивности поголовья, потери части самого поголовья и не допустимые технологией выращивания механические повреждения особей). Поэтому о сколько-нибудь существенной целесообразности такого, кажущегося на первый взгляд теоретически идеальным, подхода к повышению точности технологии взвешивания не приходится даже и говорить. Изначально умещающаяся на весах только одна особь животного или птицы при взвешивании позволяет устранить неоднозначность результата взвешивания в случае попадания на весоизмерительную платформу весов одновременно двух или более особей. Поэтому конструкция весоизмерительной платформы весов должна изначально допускать попадание на нее только одной, единственной, в контексте данного изобретения, единичной особи из всех животных или птиц стада.

Задачей изобретения является автоматизированная с заданной достоверностью и с заданной точностью оценка средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада для последующего точного управления технологиями и технологическими процессами животноводства и птицеводства.

В результате использования изобретения устанавливается с заданной достоверностью значение сигнала оценки живой массы животного или птицы по всему стаду поголовья в производственном помещении или в пространстве его обитания, обеспечивается практическая возможность с заданной точностью в автоматизированном режиме получить сигнал оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании особей стада в ходе технологии выращивания стада животных или птицы для последующего точного управления технологиями и технологическими процессами животноводства или птицеводства.

Вышеуказанный технический результат достигается способом автоматизированной оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада животных или птицы, включающим случайное выборочное взвешивание произвольной особи стада животных или птицы и задание сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний, причем задают сигнал наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы, задают сигнал доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи стада, в зависимости от этого сигнала доверительной вероятности путем вычисления или путем извлечения из памяти соответствующих технических средств запомненных данных в соответствии с таблицей функции Лапласа формируют сигнал аргумента функции Лапласа, определяют сигнал факта события размещения особи на грузоприемной платформе весов и формируют сигнал события взвешивания, измеряют количество событий взвешиваний единичных особей стада и формируют сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, измеряют живую массу произвольной особи стада, формируют сигнал измеренной живой массы произвольной особи стада и запоминают полученные сигналы измеренной живой массы произвольных особей стада, суммируют сигналы измерений живой массы произвольных особей стада и полученный суммарный сигнал делят на сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, формируя при этом сигнал оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, который также является сигналом оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, формируют сигнал оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, причем величина этого сигнала пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, затем формируют сигнал оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, пропорциональный умноженному на значение в сто процентов отношению сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду к сигналу оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, формируют сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, пропорциональный произведению сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа, деленному на корень квадратный из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада, сравнивают сформированный сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду с заданным сигналом наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы и в зависимости от результата сравнения либо продолжают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при превышении значением первого указанного сигнала значения второго указанного сигнала, либо прекращают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при равенстве значений этих указанных сигналов, и при превышении значением второго указанного сигнала значения первого указанного сигнала и при дополнительном условии равенства и превышения значением сигнала количества случайных взвешиваний значения заданного сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний используют полученные сигналы количества взвешиваний произвольных особей стада, достоверной оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду для достоверного информирования персонала сельскохозяйственного помещения, цеха или предприятия при осуществлении управленческих операторских действий с техническими средствами обеспечения технологии выращивания поголовья, а также для подачи их на соответствующие измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья.

Технический результат достигается тем, что устройство автоматизированной оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада животных или птицы содержит весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (сокращенно: электронные весы), первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик), при этом в устройство введены второй задатчик сигнала наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы (второй задатчик), третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик), первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь), второй формирователь сигнала события взвешивания, третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада, измеритель сигнала живой массы единичных особей стада, четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада (четвертый формирователь), первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада, сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада, делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы (или формирователь сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы) (пятый формирователь), шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь), второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, третий блок возведения в квадратную (вторую) степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний (четвертый задатчик), пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь), второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов, пятый задатчик сигнала значения в сто процентов (пятый задатчик), восьмой формирователь сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду (восьмой формирователь), шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа (шестой задатчик), второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, элемент извлечения квадратного корня из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада, третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа на корень квадратный из сигнала количества взвешиваний единичных особей стада, первая схема сравнения сформированного сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду с заданным сигналом наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы, вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания, измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья с соответствующими ей технологическими процессами, блок управления работой устройства, при этом электронные весы представляют собой последовательное соединение измерителя сигнала живой массы единичных особей стада и четвертого формирователя сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада, выход которого через первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада подключен к соединению, которое является первым входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, входа сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада и первого входа второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, второй вход которого является вторым входом, первым и вторым выходами шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода пятого формирователя сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, первого входа второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, который является первым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, и первого входа управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, а выход второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов через последовательное соединение третьего блока возведения во вторую степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертого блока суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, через первый вход и выход первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, через шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, подключен к соединению, которое является вторым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, вторых входов второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду и управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, выход которого подключен к соединению входов блока индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания и соответствующих измерительных, управляющих и задающих входов автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами, выход сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада соединен со вторым входом делителя полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, первый вход которого является третьим входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода третьего формирователя сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада с подключенным к его входу второго формирователя сигнала события взвешивания, первого входа пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, входа элемента извлечения квадратного корня из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада, являющегося первым входом восьмого формирователя сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, второго входа второй схемы сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого задатчика технологически минимального количества обязательных взвешиваний и со вторым управляющим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, первый управляющий вход которого подключен к выходу первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду с заданным сигналом наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы, первый вход которого соединен с выходом второго задатчика сигнала наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы, а второй его вход является выходом восьмого формирователя сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду и соединением четвертого входа управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок и выхода третьего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа на корень квадратный из сигнала количества взвешиваний единичных особей стада, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента извлечения квадратного корня из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и к выходу второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, первый вход которого является вторым входом восьмого формирователя сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду и также выходом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и соединен с выходом первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов и третьим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, ко второму входу второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа подключен выход последовательного соединения третьего задатчика сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада, первого формирователя сигнала аргумента функции Лапласа, шестого задатчика сигнала аргумента функции Лапласа, вход которого является третьим входом восьмого формирователя сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, первый и второй входы первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов подключены соответственно к выходу пятого задатчика сигнала значения в сто процентов и к выходу второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, второй вход и выход пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада подключены соответственно к выходу четвертого задатчика сигнала соответствия единице количества взвешиваний и ко второму входу первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, а блок управления работой устройства является управляющим блоком устройства.

Технический результат достигается также тем, что дополнительное устройство по способу содержит двое или более электронных весов, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья, и соответствующее количество вторых формирователей и третьих формирователей, измерителей сигнала живой массы единичных особей стада, четвертых формирователей, причем блок управления работой устройства, обеспечивающий в устройстве по способу разнообразные действия: суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемым электронными весами локальным зонам обитания, в дополнительном устройстве исключает наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы от различных электронных весов из различных зон обитания, производит их соответствующее разделение по времени и вырабатывает соответствующие им временные задержки по отношению друг к другу, а выходы третьих формирователей подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья, выходы электронных весов или выходы формирователей сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (четвертых формирователей) подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала измеренной живой массы произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья.

Технический результат достигается также тем, что электронные весы устройства по способу и дополнительного устройства по способу установлены на бетонном или другом полу животноводческого или птицеводческого помещения, например птичника, и возвышаются над древесно-стружечной подстилкой или другой подстилкой, вблизи от ниппельной поилки в производственном помещении для выращивания животных или птицы, например бройлеров, причем рядом размещенные другие соседние поилки, с целью дополнительного привлечения поголовья к электронным весам, на время проведения процесса выборочных взвешиваний отключены от подачи в них жидкости для питья поголовья, содержит опорную часть конструкции электронных весов, грузоприемную платформу электронных весов, дополнительные наклонные поверхности между полом или подстилкой и весоизмерительной поверхностью грузоприемной платформы электронных весов в виде боковой поверхности усеченного конуса при круговой форме горизонтальной грузоприемной платформы весов, либо в виде боковых поверхностей усеченной многоугольной пирамиды при соответствующей многоугольной форме горизонтальной грузоприемной платформы весов с целью облегчения захода на нее тяжелых особей, например, бройлеров, в конечной стадии их выращивания, ниппельную поилку, участок установленного в птичнике водопровода для поения бройлеров, элемент крепления к водопроводной трубе светозащитной арматуры, установленный вблизи электронных весов световой прибор для дополнительного привлечения особей поголовья на грузоприемную платформу весов за счет мигающего света от источника освещения для возбуждения дополнительного интереса у особи приблизиться к нему, при этом взойти на весоизмерительную грузоприемную платформу и таким образом дополнительно увеличить количество взвешиваний особей для ускорения процесса измерения живой массы и повышения точности измерений выборочной оценки средней живой массы особи по стаду поголовья.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером. Таблица значений функции Лапласа - это вероятность того, что случайная величина примет значение, принадлежащее заданному интервалу. При решении задач по теории вероятностей, как правило, требуется найти значение функции Лапласа по известному значению аргумента или, наоборот, по известному значению функции Лапласа требуется найти значение аргумента. Для этого пользуются таблицей значений функции Лапласа. Таблица значений функции Лапласа незаменима при изучении теории вероятностей, так как решать интеграл (функцию Лапласа) сложно, а запомнить таблицу значений функции Лапласа просто невозможно. Функция Лапласа при разных значениях t: F(-t)=-F(t). Это функция нормального распределения (см.: сайт:webmath.ru).

Под «достоверностью», уровнем достоверности понимают показатель вероятности того, что истинное значение изучаемого параметра генеральной совокупности попадет в доверительный интервал. Чем выше задаваемый уровень достоверности, тем больше должна быть выборка. Под доверительным интервалом понимают диапазон, в который попадет истинное значение изучаемого параметра генеральной совокупности при данном уровне достоверности. Чем он меньше, тем больше должна быть выборка. Именно доверительный интервал именуют «допустимой погрешностью» выборки. Ее исследователи задают (назначают) сами или рассчитывают по специальным формулам в зависимости от заданного объема выборки. Измеряется «допустимая погрешность» в процентных пунктах - п.п. Часто их путают с процентами, - %. Это серьезная ошибка (см.: сайт: cityexclusive.ru>books/igor-berezin/dostovernost-…).

Величина статистических погрешностей определяется так. Допустим, надо оценить некий параметр p (живую массу). С этой целью проводится статистическое измерение (живой массы) на выборке n. Отметим, что число p есть абсолютно точное значение искомого параметра, которое не известно и не может быть известно в принципе, но которое надо оценить методом статистических измерений. Доверительная вероятность и соответствующий ей доверительный интервал определяются так. Проводя статистическое измерение, можно получить оценку p* нашего искомого параметра p. Наша оценка p* будет находиться где-то вблизи истинного значения параметра p и, скорее всего, не будет точно равна p. Распределение возможных значений оценок значения искомого параметра f(p*) подчиняется, в общем случае, нормальному (Гаусса) закону. Величина σ - это так называемое среднее квадратическое отклонение (СКО), величина, зависимая от объема выборки n: чем больше выборка, тем меньше это отклонение. Площадь, ограниченная гауссовой кривой и горизонтальной осью, равна единице. Рассмотрим процент A% площади под кривой Гаусса вблизи p в границах от p-x до p+x. С вероятностью A% полученная оценка p* будет находиться в границах от p-x до p+x. Вероятность A% называют доверительной вероятностью. Говорят: с вероятностью A% оценка p* будет находиться в интервале между нижней границей p-x и верхней границей p+x вблизи p. Или сокращенно - «p%x». Принята стандартная величина доверительной вероятности A=95%, в этом случае наш интервал будет иметь границы %2σ вблизи p. Или - p%2σ (advlab.ru>articles/article72.htm).

Выборочные характеристики, определяемые на основе ограниченного числа наблюдений, могут приближаться к истинным значениям характеристик генеральной совокупности лишь с определенной точностью. Точность выборочного наблюдения (эксперимента) может задаваться в единицах измерения исследуемой величины, в единицах выборочного значения и в процентах исследуемой величины или характеристики. Интервал, в который в общем случае может быть произвольным, называется доверительными границами, а соответствующая вероятность - доверительной вероятностью или, как часто говорят, надежностью.

Вероятность ошибки характеризует долю риска в оценке истинного значения оцениваемой величины и часто называется уровнем значимости. Для удобства величину доверительного интервала устанавливают в долях среднеквадратического отклонения. Тогда доверительную вероятность определяют как площадь, ограниченную кривой нормального распределения на интервале. Определяют доверительный интервал в такой последовательности: вычисляют параметр выборки, выбирают доверительную вероятность; определяют соответствующее выбранному значению число из таблицы табулированных значений стандартного нормального распределения; вычисляют доверительный интервал. С увеличением количества замеров достоверность эксперимента возрастает, а доверительный интервал уменьшается. Таблица используется в том случае, когда о дисперсии исследуемой величины нельзя составить определенного мнения. Если же на основании априорных сведений или предварительных опытов значение дисперсии известно, то по формуле случайной выборочной ошибки, равной половине длины доверительного интервала, определяют необходимое число замеров, гарантирующее требуемую надежность результата выборочной оценки.

При обработке числовых массивов результатов эксперимента как случайных величин на практике применяют следующие выборочные оценки:

- математическое ожидание

- дисперсия

- коэффициент асимметрии

- коэффициент эксцесса

где x_i - значение результата в i-м опыте; N - число результатов в массиве;

- среднее квадратическое отклонение

Производная оценка от величины математического ожидания M_x и дисперсии D_x или среднего квадратического отклонения σ_x является коэффициентом вариации V, определяемым в процентах по формуле:

Дисперсия D_x, среднее квадратическое отклонение σ_x и коэффициент вариации V являются количественными характеристиками оценки рассеивания значений результатов эксперимента как случайной величины и применяются при изучении различных действий со случайным исходом. Коэффициент асимметрии и коэффициент эксцесса являются характеристиками более высокого порядка. Первый характеризует «скошенность распределения», а второй - степень его «островершинности». Вычисленные по экспериментально наблюдаемым случайным величинам и случайным функциям статистические характеристики несут информацию не обо всей генеральной совокупности, которая в общем случае бесконечна, а лишь о некоторой ее части - выборке, элементы которой измерены с определенными ошибками. В связи с этим в результате эксперимента получают лишь некоторые оценки параметров генеральной совокупности. Следовательно, и любая выборочная оценка - это случайная величина, точность определения которой и возможные при этом ошибки необходимо контролировать. Следует также иметь в виду, что вычисленные моменты распределения являются точечными оценками выборочных величин, так как каждый из них оценивает параметры генеральной совокупности с помощью единственного числа. Они позволяют судить о значении вычисленной статистической характеристики в данной точке и ничего не говорят о возможных пределах варьирования самой оценки.

К вычисляемым в результате эксперимента оценкам случайных величин предъявляются три основных требования: состоятельности, несмещенности и эффективности. Полагают, что оценка состоятельна, если с ростом объема выборки она стремится по вероятности к истинному значению, не смещена, если ее математическое ожидание стремится к истинному значению, и эффективна, когда оц