相干系统中失效组件无活动时间的熵分析及其在估计与图像处理中的应用

《Scientific Reports》：Extropy analysis of the inactivity times of the failed components in coherent systems with applications to estimation and image processing

　　

摘要

本研究全面分析了相干系统中故障组件处于非工作状态时的熵特性。与那些侧重于系统非工作状态或剩余寿命分析的传统可靠性指标不同，所提出的框架能够捕捉到在系统整体仍保持运行状态下，故障组件的非工作时间中所蕴含的信息特征。通过利用系统特征，我们为这些非工作时间的熵给出了封闭形式表达式，并建立了若干随机界限及比较结果，以此阐明系统结构与配置的影响。此外，我们还基于韦伯分布的寿命数据通过数值实验来评估熵的敏感性。在实际应用方面，我们为相干系统中故障组件的非工作时间熵开发了两种非参数估计方法。通过模拟数据集以及图像处理应用，证明了这些估计方法的有效性，进一步凸显了基于熵的方法在可靠性分析和信息论研究中的实际价值。