韦布尔分布(Weibull Distribution)是一种连续概率分布,能够描述各种不同形状的概率分布。这种分布因其灵活性而广泛应用于可靠性分析、寿命检验、工业制造、极值理论、预测天气、雷达系统等多个领域 。
PDF:
CDF:
均值:其中, 是伽马函数。
方差:
1. 1927年,Fréchet(1927)首先给出这一分布的定义。
2.1933年,Rosin和Rammler在研究碎末的分布时,第一次应用了韦伯分布(Rosin, P.; Rammler, E. (1933), "The Laws Governing the Fineness of Powdered Coal", Journal of the Institute of Fuel 7: 29 - 36.)。
3. 1951年,瑞典工程师、数学家Waloddi Weibull(1887-1979)详细解释了这一分布,于是,该分布便以他的名字命名为Weibull Distribution。
韦布尔分布参数的分析法估计 较复杂,区间估计值过长,实践中常采用概率纸估计法,从而降低了参数的估计精度.这是威布尔分布目前存在的主要缺点,也限制了它的应用。
Weibull Distribution应用
1.生存分析
2.工业制造
研究生产过程和运输时间关系
3.极值理论
4.预测天气
5.可靠性和失效分析
6.雷达系统
对接受到的杂波信号的依分布建模
7.拟合度
无线通信技术中,相对指数衰减频道模型,Weibull衰减模型对衰减频道建模有较好的拟合度
8.量化寿险模型的重复索赔
9.预测技术变革
10.风速
由于曲线形状与现实状况很匹配,被用来描述风速的分布
11.应用于保险业,病人治疗,信用卡诈骗,信用卡拖欠
Python的scipy库可以实现韦布尔分布。
from scipy.stats import weibull_min
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义形状参数 shape 和尺度参数 scale
shape_param = 1.5 # 形状参数 k
scale_param = 2.0 # 尺度参数 λ
# 创建一个韦布尔分布对象
weibull_dist = weibull_min(c=shape_param, scale=scale_param)
# 生成韦布尔分布的随机变量
data = weibull_dist.rvs(size=1000)
# 计算累积分布函数(CDF)
cdf_values = weibull_dist.cdf(data)
# 计算概率密度函数(PDF)
pdf_values = weibull_dist.pdf(data)
# 绘制累积分布函数(CDF)图
plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.plot(data, cdf_values, marker='.', markersize=1, linestyle='none')
plt.title('Weibull Distribution CDF')
plt.xlabel('Data Values')
plt.ylabel('CDF')
plt.grid(True)
plt.show()
# 绘制概率密度函数(PDF)图
plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.plot(data, pdf_values, marker='.', markersize=1, linestyle='none')
plt.title('Weibull Distribution PDF')
plt.xlabel('Data Values')
plt.ylabel('PDF')
plt.grid(True)
plt.show()
程序运行后的可视化图片。
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