同 C.D.Lin 等四博士讨论堆叠法构造正交超立方设计问题(续1)

in ohc •  7 years ago 

贺深泽 (Email:[email protected] )

2.3 Lin 的定理 1

Let γ=n2. Then design L in (2.1) is an orthogonal Latin hypercube if:

(i). A and D are orthogonal matrices of ±1,

(ii). Both B and C are orthogonal Latin hypercubes,

(iii). At least one of the two, ATC = 0 and BTD = 0, holds.

(iv). At least one of the following two conditions is true:

(a). A and C satisfy that for any i, if p and p′ are such that cpi= - cp'i, then api= ap'i;

(b). B and D satisfy that for any j, if q and q′ are such that bqj= - bq'j, then dqj= dq'j.

作者没有给定理 1 做证明,按照作者的系统设计,引理 1 保证(2.1)构造的 L 是LH,引理 2 保证它是正交的,从而保证 L 是 OLHD。 既然引理 1 不能保证 (2.1) 构造的 L 是LH,还能保证 (2.1) 中的 L 一定是 OLHD 吗?

对于任意一个满足条件 (ii) 的 C (或 B),根据(iv)能够构造出满足条件 (i) 的 A,D 吗? 在这条定理下作者没有给出说明,也没有给出符合该定理的实施例。

作者说:“A or D is a matrix of all plus ones ”. 而 matrix of all plus ones 不是正交矩阵,也不是“Hadamard submatrices”,不满足条件(i)。 作者让 “ C has a foldover structure in the sense that C = (C0T,-C0T)T”, 作者具体化的 " C=[(1/2,-1/2)T,(-1/2,1/2)T]T",然而这样的 C 不是正交矩阵, 更不是“orthogonal Latin hypercubes”,不满足条件(ii)。 用 “ (1,1)T” 冒充 A,用“ (1/2,-1/2)T” 冒充 C,确实得到了作者所期望的结果,目测为真。 换句话说,不满足定理条件的 A,B,C,D 可以得到作者期望的结果。

这里显然出现了理论危机。为了摆脱危机,作者蛮干, “if a design B or C has only one factor, it is orthogonal by our definition.” (Lin (2008) p.21) 这是强制定义。这种强制定义既不符合数学定义规范,也违背常识。数学没有这么干的,其副作用我们后面会看到。

文中的例 1 和 2 都强制定义“(1,1)T” 是 Hadamard 矩阵, “(1/2,-1/2)T” 是 OLHD,在其表 2 中定义 (x1,-x1) 为正交矩阵。 不正交的矩阵我们可以这样强制定义它是正交的? 显然,作者适用系统模型不当,这些结果不能从张量积导出,可以从堆叠模型导出,从而摆脱危机,详见本文附录。

2.3 关于 Proposition 1

Lin's Proposition 1. If n1= n2= n0 and A,B,C,D and γ are chosen according to Theorem 1, then design (L,U) is an orthogonal Latin hypercube with 2m1m2 factors where L is as in Theorem 1 and U = - n0A⊗B+C⊗D.

Lin's Proposition 1 的积极意义在于在扩展设计的运行数的同时扩展因子数量。 但是,如果考虑到用张量积构造正交超立方存在的缺陷. 其点阵分布有失均衡,某些列可以用,总体来说点分布很不均衡。这种操作的结果通常是一个很大的矩阵。 以 Lin 2008 (p.23) 例 2.5 为例,原矩阵见图 2. 按Lin 方法得到的 Z=(L,U) 是一个 64×32 阵列, 全部不同的二维画面数为 416 幅,还有416幅与这416幅对称。难以列出全部二维点阵图,列出 Z 的第一列与所有其他列的二维点阵图,见图 3 和 图 4. 其他列的情况大体如此,大同小异。在 L 或 U 内部,任何两列的二维点阵图大体是图 3 所示的某一幅, 然在 L 与 U 之间,L 的任何一列与 U 之间的一列的二维点阵图都比较均衡(见图 4)。 这意味着,一个设计要想点阵如图 4 般比较均衡,不能同时包含 L 的两个列,也不能同时包含 U 的两个列, 也就是说只能包含两个列,一列在 L 中,另一列在 U 中。 在构造 L,U 时,可以分别使用不同的(同构或非同构)同尺寸 B,但构造同一个 L 或 U 时,不能使用不同构的 B 或 C 利用 Bingham (2009) 方法改进,那样得到的不一定是 OLHD。

图 2. Lin 2008 例2.5 原矩阵截图

图 3. Lin 2008 例2.5 的 L 或 U 内部列的二维点阵图。

图 4. Lin 2008 例2.5 的 L 与 U 之间列的二维点阵图。

Lin 2008 (p.23)例 2.5 的两种扩展方式:基于张量积以及 (LU) 点阵性质在均衡分布方面都不能令人满意。 (未完待续)
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