<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">izmertech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Измерительная техника</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izmeritel`naya Tekhnika</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-1025</issn><issn pub-type="epub">2949-5237</issn><publisher><publisher-name>ФГУП "ВНИИФТРИ"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32446/0368-1025it.2026-1-35-44</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">izmertech-2421</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>GENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Применение семейства двусторонних степенных распределений для обработки результатов измерений</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Using a two-sided power distribution family in processing measurement results</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5917-1037</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Степанов</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Stepanov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Александр Владимирович Степанов, канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории теоретической метрологии</p><p>190005, Санкт-Петербург, Московский пр-т, 19</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr V. Stepanov, Cand. Sc. (Physics and Mathematics), Leading Research Fellow of the Laboratory of Theoretical Metrology</p><p>190005, St. Petersburg, Moskovsky ave., 19</p></bio><email xlink:type="simple">stepanov17@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6222-5884</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чуновкина</surname><given-names>А. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chunovkina</surname><given-names>A. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Анна Гурьевна Чуновкина, д-р техн. наук, руководитель отдела метрологии</p><p>190005, Санкт-Петербург, Московский пр-т, 19</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anna G. Chunovkina, D. Sc. (Engineering), Head of the Metrology Department</p><p>190005, St. Petersburg, Moskovsky ave., 19</p></bio><email xlink:type="simple">a.g.chunovkina@vniim.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>D. I. Mendeleev Institute for Metrology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2026</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>14</day><month>03</month><year>2026</year></pub-date><volume>75</volume><issue>1</issue><fpage>35</fpage><lpage>44</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; ФГУП "ВНИИФТРИ", 2026</copyright-statement><copyright-year>2026</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">ФГУП "ВНИИФТРИ"</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">ФГУП "ВНИИФТРИ"</copyright-holder><license xlink:href="https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.izmt.ru/jour/article/view/2421">https://www.izmt.ru/jour/article/view/2421</self-uri><abstract><p>Для обработки результатов измерений и оценивания точности полученного результата традиционно используется нормальное распределение, однако в некоторых случаях данный подход может оказаться некорректным (например, при существенной асимметрии распределения или ограниченности его носителя). Поэтому актуален выбор семейства распределений, которое обеспечивало бы возможность аппроксимации как традиционно применяемых нормального и равномерного законов, так и распределений других типов, более адекватно отражающих специфику конкретных измерительных задач. Для моделирования данных измерений и оценивания показателей точности предложено использовать семейство двусторонних степенных распределений. Это семейство описывается простой математической моделью и при этом обеспечивает достаточное разнообразие форм плотности распределения, включая равномерное, двухмодальные и одномодальные распределения (как симметричные, так и асимметричные). Приведены способы подбора (приписывания) закона распределения на основе как априорной информации (по заданным показателям точности – измеренному значению, стандартной или расширенной неопределённостям, границам интервала охвата для заданного уровня вероятности), так и выборочных данных (реализованы методы максимального правдоподобия, моментов и подбора двустороннего степенного распределения по обратному отображению). Предложены метрологически обоснованные критерии аппроксимации непрерывных распределений распределениями рассматриваемого семейства, описано его использование при оценивании неопределённости многократных равноточных измерений. Для трансформирования распределений разработано программное обеспечение, допускающее задание модели измерений в аналитическом виде. Полученные результаты полезны для специалистов, применяющих методы статистического моделирования при оценивании результатов измерений, аттестации методик измерений и обработке данных межлабораторных сличений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>When processing measurement results and evaluating their accuracy, a normal distribution is traditionally used; however, in some cases this approach may be incorrect (for example, if the distribution is significantly asymmetric or it is bounded). Therefore, the selection of a family of distributions is relevant, which would allow the approximation of both traditionally applied normal and uniform laws, as well as encompass distributions of other types that more adequately reflect the specifics of particular measurement tasks. To model measurement data and evaluate accuracy indicators, it is proposed to use the family of two-sided power distributions. The choice of this family is due to the fact that it is described by an extremely simple mathematical model while providing sufficient variety of probability density function shapes, including uniform, bimodal, and unimodal distributions (both symmetric and asymmetric). Methods for fitting (assigning) the distribution law are provided based on both a priori information (using specified accuracy indicators: measured value, standard or expanded uncertainties, coverage interval boundaries for a given probability level) and sample data (including maximum likelihood, the method of moments, and two-sided power distribution fitting via inverse transformation). Metrologically justified criteria for the approximation of continuous distributions by distributions of the family under consideration are proposed, and its application in evaluating the uncertainty of multiple equally precise measurements is described. Software has been developed for transforming distributions, which allows the measurement model to be specified in an analytical form. The results obtained are useful for specialists applying statistical modeling methods when evaluating measurement results, certifying measurement procedures, and processing data from interlaboratory comparisons.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>неопределённость измерений</kwd><kwd>распределение случайной величины</kwd><kwd>оценивание параметров&#13;
распределения</kwd><kwd>метод максимального правдоподобия</kwd><kwd>метод моментов</kwd><kwd>коэффициент охвата</kwd><kwd>трансформирование&#13;
распределений</kwd><kwd>двустороннее степенное распределение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>measurement uncertainty</kwd><kwd>random variable distribution</kwd><kwd>estimation of distribution parameters</kwd><kwd>maximum&#13;
likelihood method</kwd><kwd>method of moments</kwd><kwd>coverage factor</kwd><kwd>propagation of distributions</kwd><kwd>two-sided power distribution</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Авторы заявляют, что во время подготовки данной рукописи не было получено никаких средств, грантов или другой поддержки.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The authors declare that no funds, grants, or other support were received during the preparation of this manuscript.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Possolo A., Merkatas C., Bodnar O. Asymmetrical uncertainties. Metrologia, 56(4), 045009 (2019). http://dx.doi.org/10.1088/1681-7575/ab2a8d</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Possolo A., Merkatas C., Bodnar O. Asymmetrical uncertainties. Metrologia, 56(4), 045009 (2019). http://dx.doi.org/10.1088/1681-7575/ab2a8d</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sahlin E., Magnusson B., Svensson T. Calculation of uncertainty intervals for skewed distributions – Application in chemical analysis with large uncertainties. RISE Report 2021:07. RISE Research Institutes of Sweden, Gothenburg, Sweden (2021). http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.27781.22241</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sahlin E., Magnusson B., Svensson T. Calculation of uncertainty intervals for skewed distributions – Application in chemical analysis with large uncertainties. RISE Report 2021:07. RISE Research Institutes of Sweden, Gothenburg, Sweden (2021). http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.27781.22241</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cowen S., Ellison S. Reporting measurement uncertainty and coverage intervals near natural limits. The Analyst, 131(6), 710–717 (2006). http://dx.doi.org/10.1039/B518084H</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cowen S., Ellison S. Reporting measurement uncertainty and coverage intervals near natural limits. The Analyst, 131(6), 710–717 (2006). http://dx.doi.org/10.1039/B518084H</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kotz S., Van Dorp J. R. Beyond Beta: Other Continuous Families of Distributions with Bounded Support and Applications. World Scientifi c Publishing, Singapore (2004). https://doi.org/10.1142/5720</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kotz S., Van Dorp J. R. Beyond Beta: Other Continuous Families of Distributions with Bounded Support and Applications. World Scientific Publishing, Singapore (2004). https://doi.org/10.1142/5720</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kotz S., Van Dorp J. R. The Standard Two-Sided Power Distribution and its Properties, The American Statistician, 56(2), 90–99 (2002). https://doi.org/10.1198/000313002317572745</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kotz S., Van Dorp J. R. The Standard Two-Sided Power Distribution and its Properties, The American Statistician, 56(2), 90–99 (2002). https://doi.org/10.1198/000313002317572745</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Золотарев В. М. Современная теория суммирования независимых случайных величин. Наука, Физматлит, Москва (1986).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zolotarev V. M. Modern theory of summation of independent random variables. Nauka, Moscow (1986). (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанов А. В., Чуновкина А. Г. Об оценке параметров асимметричного TSP распределения и его применении. Вероятностные методы в дискретной математике: тезисы докладов XI международной Петрозаводской конференции, Петрозаводск, КарНЦ РАН, с. 106–108 (2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepanov A. V., Chunovkina A. G. On the estimation of parameters of the asymmetric TSP distribution and its application. Probabilistic methods in discrete mathematics: abstracts of reports of the XI international conference, Petrozavodsk, Karelian Research Center of the RAS, рр. 106–108 (2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанов А. В. Об оценивании интервала охвата стандартного двустороннего степенного распределения по выборочным данным. Современная математика. Фундаментальные направления, 71(2), 341–352 (2025). https://doi.org/10.22363/2413-3639-2025-71-2-341-352</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepanov A. V. On estimating the coverage interval of a standard two-sided power distribution from sample data. Contemporary Mathematics. Fundamental Directions, 71(2), 341–352 (2025). (In Russ.) https://doi.org/10.22363/2413-3639-2025-71-2-341-352</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тырсин А. Н. Метод подбора наилучшего закона распределения непрерывной случайной величины на основе обратного отображения. Вестник ЮУрГУ, Серия Математика. Механика. Физика, 9(1), 31–18 (2017). https://doi.org/10.14529/mmph170104</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tyrsin A. N. Method for selecting the best distribution law for a continuous random variable based on inverse mapping. South Ural State University Bulletin. Series: Mathematics, Mechanics, Physics, 9(1), 31–18 (2017). (In Russ.). https://doi.org/10.14529/mmph170104</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанов А. В., Чуновкина А. Г. Об оценивании параметров TSP-распределения на основе экспериментальных данных. XXVIII Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям (SCM’2025), 28–30 мая 2025, Санкт-Петербург, СПбГЭТУ «ЛЭТИ». https://scm.etu.ru/assets/files/2025/sbornik/007-010.pdf</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepanov A., Chunovkina A. On the Estimation of TSP Distribution Parameters Based on Experimental Data. 2025 XXVIII International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), Saint Petersburg, Russian Federation, 28–30 May (2025). https://doi.org/10.1109/SCM66446.2025.11060308</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
