Title of article :
Drift Change Point Estimation in Autocorrelated Poisson Count Processes Using Maximum Likelihood Estimators Approach
Author/Authors :
shuri, A Industrial Engineering Department - Faculty of Engineering - Shahed University , Amiri, A Industrial Engineering Department - Faculty of Engineering - Shahed University
Abstract :
Change point estimation in the area of statistical process control has received considerable attentions.
The assumption of uncorrelated observations is unrealistic in many cases. However, less attention has
been given to change point estimation in autocorrelated processes. Among the autocorrelated
processes, count data are most widely used in real-world. Different applications of count data are
discussed by many researchers such as syndromic surveillance data in healthcare, accident monitoring
systems and multi-item pricing models in management science. Poisson distribution for count
processes and the first-order integer-valued autoregressive (INAR (1)) model are considered in this
paper. We use a combined EWMA and C control chart to monitor the process. We propose change
point estimators for the rate and dependence parameters with linear trend under different magnitudes of
shifts. For this purpose, Newton’s method is used to estimate the paramaters of the process after the
change. Then, we develop the maximum likelihood estimators to estimate the real time of change in
the parameters. The accuracy and prescision of the proposed MLE estimators are evaluated through
simulation studies. In addition, the performance of the proposed estimators is compared with the ones
proposed for step change under linear drift. The simulation results confirm that the change point
estimators are effective in identifying linear trend in the process parameters. Finally, application of the
proposed change point estimators is illustrated through an IP counts data real case.
Farsi abstract :
تخمين نقطه تغيير به علت كمك شايان به مهندس فرآيند در تشخيص و حذف انحرافات با دليل در سريع ترين زمان ممكن در حوزه كنترل فرايند آماري مورد توجه زيادي قرار گرفته است. از طرف ديگر بهبود در سيستم هاي اندازه گيري و ذخيره داده منجر مي شود كه مشاهدات در فواصل زماني بسيار نزديك به هم قرار گرفته كه اين موضوع به نوبه خود باعث افزايش خود همبستگي بين مشاهدات مي شود. در بسياري از كاربرد هاي دنياي واقعي فرض استقلال مشاهدات غير واقعي است. با اين وجود تخمين نقطه تغيير در فرآيندهاي خود همبسته كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در بين فرآيند هاي خودهمبسته، داده هاي شمارشي بيشترين كاربرد را در دنياي واقعي دارند. داده هاي نظارت بر سندروم در حوزه بهداشت و درمان، سيستم هاي پايش تصادف و مدل هاي قيمت گذاري چند منظوره در علم مديريت و داده هاي مربوط به پروتكل اينترنت نمونه هايي از كاربرد هاي داده هاي شمارشي است كه مورد بررسي و بحث توسط محققان قرار گرفته است. در اين مقاله توزيع پواسان به همراه مدل اتورگرسيو عدد صحيح مرتبه اول در نظر گرفته شده است. سپس تخمين زننده نقطه تغيير براي پارامترها تحت شيفت تدريجي با استفاده از روش ماكزيمم درست نمايي ارائه شده است. به منظور پايش فرآيند از نمودار كنترل EWMA-C استفاده شده است. نتايج شبيه سازي كارآيي براورد كننده پيشنهادي را در كشف شيفت هاي تدريجي تاييد مي كند. در پايان كاربرد مدل پيشنهادي براي داده هاي واقعي (داده هاي شمارشي پروتكل اينترنت) نشان داده شده است.
Keywords :
IP Counts Data , Maximum Likelihood Estimators , Linear Trend , INAR (1) Model
Journal title :
Astroparticle Physics