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P3-7.5 基准线应该固定不动,还是应该按“最近的平时”一起更新

Section ID: P3-7.5 Version: v2026.09.20

在选好 基准线(baseline) 候选之后,还会留下另一个问题。这个参考应该固定一段时间,还是应该和“最近的平时区间”一起移动? 即使都已经选中了同条件下的区间,只要基准线的维护方式不同,比较句子的意义也会跟着变化。

基准线的维护方式,并不是一个要先固定“唯一正确答案”的问题。更自然的选择,会随着我们想看什么样的变化而改变。

基准线形式 更适合的问题 需要注意的地方
固定基准线 相对某个特定参考点,我们改变了多少? 如果当前运行状态已经变了,它可能会变成过于陈旧的参考
最近平时基准线 在最近流程里,现在这个状态是不是特别不同? 如果区间抓得太短,基准线本身会变得不稳定

例如,如果我们想把设备校正之后的稳定区间长期保留为代表性参考,那么固定基准线就很自然。相反,如果运行环境是缓慢持续变化的系统,那么把“最近的平时区间”当作基准线,往往会更现实。真正重要的是,不管选哪一种方式,我们都应该能够用一句话说明:现在到底是在拿当前状态和什么去比。

移动的基准线可能掩盖长期变化

在一个虚构例子中,假设刚校准后的均值为 100,近期平时均值为 108,当前值为 110。与固定基准线的差为 +10,与近期平时状态的差为 +2。两种计算都正确,但前者表示校准以来的累计变化,后者表示相对近期状态的新增变化。基准线持续移动时,缓慢发生的变化可能看起来只有很小的差异。

构造近期平时基准线时,应先规定不把当前比较对象混入其中。例如,将当前值 130 与过去的 100、100 比较,差为 +30。如果把当前值也放进基准均值,基准就变成 110,差缩小为 +20。如果决定为每个预测时点使用过去窗口,也不能包含当前之后的记录。

NIST 的 EWMA 控制图介绍了对近期观测和过去信息加权的监控统计量。更新统计量与重新设定控制限是不同的事,不能把它当作持续将异常迹象接受为新常态的依据。更新基准线时,需要记录纳入的期间、排除的状态、更新时间和上一版本。

固定基准线可以用于追踪长期变化,近期平时基准线可以用于确认相对近期状态的偏离。在同一份报告中并排显示两种差值,就可以区分各自的比较目的。

与基准值一起记录期间、排除规则和版本

下表是为说明前面 100、108、110 而设的虚构记录。数值为相同条件下每个动作的平均压力,单位 kPa。假设对基准期内结束的动作等权平均,仅使用测量定义一致的有效记录。当前对象是 9 月 20 日 10:05 结束的动作 E110。

记录项目 固定基准 近期基准
基准版本 fixed-v1 recent-0920-1000
纳入期间 9 月 1 日校准后 09:00(含)至 10:00(不含) 9 月 20 日 09:00(含)至 10:00(不含)
基准值 100 kPa 108 kPa
计算完成与生效时点 9 月 1 日 10:00,之后保留 9 月 20 日 10:00,使用至下次更新前
排除当前对象 排除 E110 排除 E110 及结束时刻为 10:00 或更晚的记录
10:05 的比较记录 E110: 110−100=+10 kPa E110: 110−108=+2 kPa

这里假设边界时刻所需输入与汇总都已准备完成。若实际计算较晚完成,在完成前就不可使用,因此除了纳入期间,还要记录计算完成时刻。fixed-v1 回答相对校准后参照的变化,recent-0920-1000 回答相对紧邻前一小时的变化。只记录“近期基准”无法知道用了哪个时段。

11:00 重新计算近期基准时,应创建新版本,不用它覆盖 10:05 的比较结果。E110 不进入自己的基准,但如果满足事先规定的纳入与质量规则,可以进入之后对象的基准。也不能因为异常结果不合意,就事后改变纳入规则。

请复算另一例中的过去 100、100 与当前 130。只用过去资料时,(100+100)/2=100,差值为 +30。混入当前值时,(100+100+130)/3=110,差值为 +20。算术与单位正确,也不代表符合“与排除当前对象的过去资料比较”的规则。把 10:10 的记录或 11:00 基准版本用于 10:05 比较,也违反相同的时点要求。

按比较目的选择固定或更新基准

这一节真正抓住的不是基准线形式本身,而是 比较问题 会让哪一种维护方式更自然。固定基准线和最近平时基准线更适合支撑不同的问题,因此比较语句的含义也会跟着改变。

flowchart TD
    Q[比较问题]
    F[固定基准线]
    R[最近平时基准线]
    E[比较语句的含义会变化]

    Q --> F
    Q --> R
    F --> E
    R --> E

检查清单

  • 你是否分别比较了当前值 110 与固定基准 100、移动基准 108?
  • 你能否解释把异常区间纳入基准线为何会缩小差异?

来源与参考资料

  • U.S. Bureau of Labor Statistics, Base period. 它提供了“把某个特定时间点或期间固定为比较参考”的一般原则,因此支持固定基准线所承担的角色。 https://www.bls.gov/bls/glossary.htm / 确认日期: 2026-07-20
  • National Cancer Institute, baseline. 它把 baseline 解释为设定初始测量之后,用来比较随时间变化的参考,因此强化了本节的前提:基准线首先是用于比较的参考测量。 https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/baseline / 确认日期: 2026-07-20
  • NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, What are Variables Control Charts?. 它说明 control chart 会把当前过程特性与过去表现比较,并且 control limit 只有在有正当且有力的理由时才应改变,因此直接支持本节的说明:基准线要固定还是更新,应根据比较问题和运行变化依据来决定。 https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pmc/section3/pmc32.htm / 确认日期: 2026-07-20
  • Hyndman, Athanasopoulos et al., Forecasting: Principles and Practice (3rd ed), Time series cross-validation. 它解释了 rolling forecasting origin 这种“参考会随着时间一起向前移动”的结构,因此可以作为一种类比性支持,说明像最近平时基准线这样的“参考区间一起移动”的运行方式是可能的。但因为这份资料属于预测评估语境,所以本节只借用其中 移动中的参考 这个更高层概念,而且只以类比方式使用。 https://otexts.com/fpp3/tscv.html / 确认日期: 2026-07-20

  • NIST EWMA Control Charts。用于确认对过去观测加权的更新基准与固定基准的区别。确认日期:2026-09-15。