【平成27年】1-1-28 システムの信頼性

危険と安全のいずれかの状態を出力するセンサがあり、確率pで真の状態とは異なった状態を出力する。
このセンサ 1台が危険を出力した場合にのみ警報するルールとすると、欠報率(危険な場合に警報が出ない確率)、誤報率(安全な場合に警報が出る確率)ともにpとなる。
このセンサ 2台を並列システムのように用いて、いずれか、又は双方が危険を出力した場合に警報するルールとしたとき、 欠報率と誤報率の組合せとして正しいものはどれか。
ただし、各センサの出力は互いに独立であるとする。

① 欠損率:p     誤報率:p
② 欠損率:2p-p2  誤報率:2p-p2
③ 欠損率:2p-p2  誤報率:p2
④ 欠損率:p2    誤報率:2p-p2
⑤ 欠損率:p2    誤報率:p2

【正解】④

現実の状況におけるセンサーの信頼度と誤検知率の関係は、このように表すことができます。

また、題意から次の条件が既知です。

1台 or 2台が危険出力 ⇒警報が出る
2台が安全 ⇒ 警報が出ない

目次

欠報率

欠報率は、次のように理解することができます。

欠報率(危険な場合に警報が出ない確率)
⇒ 2台が(誤った)安全出力する確率
⇒ 並列システムで、2台ともに誤検知する確率
    R = 1-p
E = p

つまり、下図の E1 × E2 の面積ですので、

欠報率 = p2

と求まります。

誤報率

誤報率は、次のように理解することができます。

誤報率(安全な場合に警報が出る確率)
⇒ 1台 or 2台が(誤った)危険出力確率
⇒ 並列システムで、1台 or 2台が誤検知する確率
     R=1-p, E = p

つまり、上図の R1 × E2 + E1 × E2 + E1 × R2の面積ですので、

誤報率 = 1- (1-p)2 = 2p – p2

と求まります。

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