Global Sensitivity Analysis of Quantiles: New Importance Measure Based on Superquantiles and Subquantiles

Simple item page
dc.contributor.authorKala, Zdeněkcs
dc.coverage.issue2cs
dc.coverage.volume13cs
dc.date.accessioned2022-04-13T14:57:40Z
dc.date.available2022-04-13T14:57:40Z
dc.date.issued2021-02-04cs
dc.description.abstractThe article introduces quantile deviation l as a new sensitivity measure based on the difference between superquantile and subquantile. New global sensitivity indices based on the square of l are presented. The proposed sensitivity indices are compared with quantile-oriented sensitivity indices subordinated to contrasts and classical Sobol sensitivity indices. The comparison is performed in a case study using a non-linear mathematical function, the output of which represents the elastic resistance of a slender steel member under compression. The steel member has random imperfections that reduce its load-carrying capacity. The member length is a deterministic parameter that significantly changes the sensitivity of the output resistance to the random effects of input imperfections. The comparison of the results of three types of global sensitivity analyses shows the rationality of the new quantile-oriented sensitivity indices, which have good properties similar to classical Sobol indices. Sensitivity indices subordinated to contrasts are the least comprehensible because they exhibit the strongest interaction effects between inputs. However, using total indices, all three types of sensitivity analyses lead to approximately the same conclusions. The similarity of the results of two quantile-oriented and Sobol sensitivity analysis confirms that Sobol sensitivity analysis is empathetic to the structural reliability and that the variance is one of the important characteristics significantly influencing the low quantile of resistance.en
dc.description.abstractČlánek představuje kvantilní odchylku l jako nové měřítko citlivosti na základě rozdílu mezi superkvantilním a subkvantilním. Jsou představeny nové globální indexy citlivosti založené na čtverci l. Navrhované indexy citlivosti jsou porovnány s kvantilně orientovanými indexy citlivosti podřízenými kontrastům a klasickými Sobolovými indexy citlivosti. Porovnání je provedeno v případové studii s využitím nelineární matematické funkce, jejíž výstup představuje pružný odpor štíhlého ocelového prvku pod osovým tlakem. Ocelový prvek má náhodné imperfekce, které snižují jeho únosnost. Délka prutu je deterministický parametr, který výrazně mění citlivost výstupního odporu na náhodné efekty vstupních imperfekcí. Srovnání výsledků tří typů globálních citlivostních analýz ukazuje racionalitu nových kvantilově orientovaných citlivostních indexů, které mají dobré vlastnosti podobné klasickým Sobolovým indexům. Citlivostní indexy podřízené kontrastům jsou nejméně srozumitelné, protože vykazují nejsilnější interakční efekty mezi vstupy. Při použití celkových indexů však všechny tři typy analýz citlivosti vedou k přibližně stejným závěrům. Podobnost výsledků dvou kvantilně orientovaných a Sobolových citlivostních analýz potvrzuje, že Sobolova citlivostní analýza je empatická ke konstrukční spolehlivosti a že rozptyl je jednou z důležitých charakteristik významně ovlivňujících nízký kvantil odolnosti.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent1-21cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationSymmetry. 2021, vol. 13, issue 2, p. 1-21.en
dc.identifier.doi10.3390/sym13020263cs
dc.identifier.issn2073-8994cs
dc.identifier.other176087cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/204095
dc.language.isoencs
dc.publisherMDPIcs
dc.relation.ispartofSymmetrycs
dc.relation.urihttps://www.mdpi.com/2073-8994/13/2/263cs
dc.rightsCreative Commons Attribution 4.0 Internationalcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/2073-8994/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/cs
dc.subjectsensitivity analysisen
dc.subjectbucklingen
dc.subjectreliabilityen
dc.subjectsafetyen
dc.subjectquantileen
dc.subjectsuperquantileen
dc.subjectsubquantileen
dc.subjectcivil engineeringen
dc.subjectlimit statesen
dc.subjectCitlivostní analýza
dc.subjectvzpěr
dc.subjectspolehlivost
dc.subjectbezpečnost
dc.subjectkvantit
dc.subjectsuperkvantil
dc.subjectsubkvantil
dc.subjectstavební inženýrství
dc.subjectmezní stavy
dc.titleGlobal Sensitivity Analysis of Quantiles: New Importance Measure Based on Superquantiles and Subquantilesen
dc.title.alternativeGlobální citlivostní analýza kvantilů: Nové měření důležitosti založené na superkvantilech a subkvantilechcs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-176087en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2022.04.13 16:57:40en
sync.item.modts2022.04.13 16:15:40en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. Ústav stavební mechanikycs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
symmetry1300263v3.pdf
Size:
10.46 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
symmetry1300263v3.pdf
Download
Collections
Ústav stavební mechaniky