# 判定逻辑补全设计（二期）

> 关联文档：一期设计 `2026-05-15-rust-tauri-mvp-design.md`；需求来源 `docs/建材放射性检测结果分析软件开发计算逻辑(1).pdf`。

## 1. 目标

一期已完成算法骨架（IRa/Ir、A/B 类不确定度、GUM 合成、MCM 仿真）。本期补齐 PDF 第 3、6 节缺失的**判定层与输出层**，使软件能给出最终交付给用户的"有效性 + 合格/不合格 + 材料分级"结论，而不只是中间量。

补齐范围：

- 1.3 样品信息：材料类型选择与对应限值集。
- 2.2.4–2.2.6：扩展不确定度 U、k=1/k=2 相对扩展不确定度、GUM 解析真值区间 P2.5/P97.5。
- 3.1 有效性判定（37 Bq/kg 低活度豁免 + Ur(IRa) 阈值）。
- 3.2 临界值判定（真值区间是否跨越极限值 → 合格/不合格/建议增加次数）。
- 3.2.3 装饰装修材料 A/B/C 三级分类。
- 单次测量（n=1）主流程支持。
- 6.1 输出元信息（样品编号、计算日期）。
- 修正合成不确定度中 A 类项缺少校准因子 `a` 的问题。

非目标（仍延后）：SQLite 历史、Excel/PDF 报告导出。本期只在内存结构和界面上给出完整结论，导出留三期。

## 2. 与现状的差距映射

| PDF 节 | 现状 | 本期动作 |
|---|---|---|
| 1.3 材料类型 | 无，仅手填 limit | 新增 `MaterialType`，按类型派生限值 |
| 2.2.4 扩展不确定度 | 无 | `IndexResult` 增 `expanded_uncertainty` |
| 2.2.5 k=1/k=2 相对 | 仅一套(k=1) | 增 `relative_expanded_uncertainty_percent` |
| 2.2.6 GUM 真值区间 | 仅 MCM 百分位 | `IndexResult` 增 `p2_5/p97_5 = value ± U` |
| 3.1 有效性 | 仅 Ur≤20% 双指数 | 实现 37 Bq/kg 豁免，仅看 Ur(IRa) |
| 3.2 临界值判定 | 无 | 新增 `Verdict` 判定函数 |
| 3.2.3 A/B/C | 无 | 装饰材料级联分类 |
| 单次测量 | `count<2` 报错 | n=1 时 uA=0 放行 |
| 6.1 元信息 | 无 | 输入/输出增 `sample_id`、`calculation_date` |
| 合成不确定度 A 类项 | 漏 `a` 因子 | 修正为 `a·uA` |

## 3. 领域模型变更（`domain.rs`）

### 3.1 输入

```rust
pub struct SampleInput {
    pub ra: NuclideMeasurements,
    pub th: NuclideMeasurements,
    pub k: NuclideMeasurements,
    #[serde(default)]
    pub material_type: MaterialType,   // 新增，默认 BuildingMainBody
    #[serde(default)]
    pub sample_id: Option<String>,     // 新增 6.1
    #[serde(default)]
    pub calculation_date: Option<String>, // 新增 6.1，前端传 ISO 字符串
}

#[derive(Default)]
pub enum MaterialType {
    #[default]
    BuildingMainBody,        // 建筑主体材料        IRa≤1.0, Ir≤1.0
    HollowBuildingMainBody,  // 空心率>25%主体材料  IRa≤1.0, Ir≤1.3
    DecorativeMaterial,      // 装饰装修材料        A/B/C 分级
}
```

`AcceptanceLimits` 不再由前端手填，改为由 `MaterialType` 派生（保留结构体用于 MCM 比较）。装饰材料有多级限值，用一张分级表表达：

```rust
pub struct LimitTier { pub label: &'static str, pub ira_limit: Option<f64>, pub ir_limit: Option<f64> }

impl MaterialType {
    /// 返回从严到宽的限值阶梯。主体材料/空心材料各 1 级；装饰材料 A/B/C 三级。
    pub fn tiers(&self) -> &'static [LimitTier] { /* 见下表 */ }
}
```

限值表（来自 PDF 3.2）：

| 材料类型 | 级别 | IRa 限 | Ir 限 |
|---|---|---|---|
| 主体材料 | 合格 | 1.0 | 1.0 |
| 空心率>25% | 合格 | 1.0 | 1.3 |
| 装饰装修 | A | 1.0 | 1.3 |
| 装饰装修 | B | 1.3 | 1.9 |
| 装饰装修 | C | — | 2.8 |

> C 类只约束 Ir（`ira_limit = None`）。

### 3.2 指数结果扩展

```rust
pub struct IndexResult {
    pub value: f64,
    pub standard_uncertainty: f64,                  // u, 已有
    pub expanded_uncertainty: f64,                  // U = u·k (k=2)，新增
    pub relative_uncertainty_percent: f64,          // k=1，已有
    pub relative_expanded_uncertainty_percent: f64, // k=2，新增
    pub p2_5: f64,   // value - U，新增（GUM 解析区间）
    pub p97_5: f64,  // value + U，新增
}
```

指数包含因子固定 `k = 2`（PDF 2.2.4/2.2.6）。

### 3.3 判定结果

```rust
pub struct CalculationResult {
    /* 既有字段 ... */
    pub analysis: AnalysisResult,   // 新增
}

pub struct AnalysisResult {
    pub total_calibrated_activity: f64, // A1·a+A2·b+A3·c
    pub validity: Validity,
    pub verdict: Verdict,
}

pub enum Validity {
    LowActivityExempt,      // ≤37 Bq/kg，直接有效
    UncertaintyAcceptable,  // >37 且 Ur(IRa)≤20%
    Invalid,                // >37 且 Ur(IRa)>20%
}

pub enum Verdict {
    Qualified,              // 主体/空心：合格
    Unqualified,            // 不合格
    DecorativeClass(DecorClass), // 装饰：A/B/C
    NeedMoreMeasurements,   // 真值区间跨越极限值，建议增加到 6 次
    InvalidResult,          // 有效性不成立
}

pub enum DecorClass { A, B, C, Unqualified }
```

`Conclusion` 枚举保留（向后兼容），但 UI 主结论改用 `Verdict`。

## 4. 计算逻辑变更（`calculator.rs`）

### 4.1 单次测量支持

`validate_input`：`count` 下限由 2 改为 1，且三核素次数一致。`type_a_uncertainty`：`n == 1` 时返回 `0.0`（PDF 2.2.1 uA=0），`n>=6` 走标准差法，`2<=n<6` 走极差法，`n` 其它非法值仍报错。

### 4.2 合成不确定度修正

校准比活度 `C = mean·a`，对测量值 A 的灵敏系数是 `a`：

```rust
// 修正前: combined = sqrt(uA² + (mean·uB)²)
// 修正后: combined = sqrt((a·uA)² + (mean·uB)²)
let combined = ((factor*type_a).powi(2) + (mean*type_b_uncertainty).powi(2)).sqrt();
```

n=1（uA=0）时与现状一致，可与 PDF 单次算例对齐校验。

### 4.3 GUM 真值区间

每个 `IndexResult` 计算 `U = u·2`，`p2_5 = value - U`，`p97_5 = value + U`，相对量两套（u/value 与 U/value）。

### 4.4 有效性判定（3.1）

```rust
let total = ra.mean_calibrated + th.mean_calibrated + k.mean_calibrated; // A1·a+A2·b+A3·c
let validity = if total <= 37.0 {
    Validity::LowActivityExempt
} else if ira.relative_expanded_uncertainty_percent <= 20.0 {
    Validity::UncertaintyAcceptable
} else {
    Validity::Invalid
};
```

> **待确认 1**：3.1 的 `Ur(IRa)≤20%` 用 k=2 的相对扩展不确定度（与 2.2.5 命名一致）还是 k=1。本设计先取 k=2，见第 7 节。

### 4.5 临界值判定（3.2）

核心是"真值区间 [P2.5,P97.5] 相对极限值 L 的位置"的三态函数：

```rust
enum TierCheck { Pass, Fail, Straddle } // 全在限下 / 全在限上 / 跨越

fn check(idx: &IndexResult, limit: Option<f64>) -> TierCheck {
    let Some(l) = limit else { return TierCheck::Pass }; // 无约束（如 C 类的 IRa）
    if idx.p97_5 < l { TierCheck::Pass }       // 区间不含 L 且值 < L
    else if idx.p2_5 > l { TierCheck::Fail }   // 区间不含 L 且值 > L
    else { TierCheck::Straddle }               // 区间含 L → 建议增加次数
}
```

组合规则：

- 若 `validity == Invalid` → `Verdict::InvalidResult`。
- **主体/空心材料**（单级）：IRa、Ir 两项 `check`。
  - 任一 `Straddle` → `NeedMoreMeasurements`。
  - 两项均 `Pass` → `Qualified`。
  - 否则（存在 `Fail`）→ `Unqualified`。
- **装饰材料**（A→B→C 级联）：自严到宽逐级判断。
  - 某级两项（C 级仅 Ir）均 `Pass` → 归该级（`DecorClass::A/B/C`）。
  - 某级存在 `Straddle` 且尚未在更严级别通过 → `NeedMoreMeasurements`。
  - 全部级别都不通过且 C 级 `Fail` → `DecorClass::Unqualified`（不可用于建材）。

### 4.6 与 MCM 的衔接

GUM 路径给出确定性 `Verdict`；当 `Verdict::NeedMoreMeasurements`（区间跨越极限值）时，MCM 的 `overall_fail_probability` 即 PDF 6.3 的"95% 置信概率下不符合概率"，作为补充量化结论展示。MCM 仍每次都算（用当前限值），无需新增接口。

> **待确认 2**：6 次测量后若仍跨越极限值，最终合格判据用 MCM 不符合概率阈值（如 <5% 判合格）还是仅展示概率由人判断。现有代码用 `pass_probability>=0.95`，本设计沿用并在第 7 节标注。

## 5. 界面变更（`App.tsx`）

- 顶部输入区：新增**材料类型**下拉（三选一）、**样品编号**输入、**计算日期**选择（默认今日）。移除手填 IRa/Ir 限值，改为根据材料类型只读展示当前限值表。
- 结果区新增"**分析判定**"卡片：
  - 有效性标签（有效/低活度豁免/无效）+ 总比活度 `A1·a+A2·b+A3·c` 与 37 对比。
  - 最终判定标签：合格 / 不合格 / A 类·B 类·C 类 / 建议增加至 6 次 / 结果无效。
  - 各指数 GUM 真值区间 `[P2.5, P97.5]`、U、相对扩展不确定度（k=1/k=2）。
- 报告头展示样品编号与计算日期，为三期导出做准备。

类型定义（TS）同步扩展 `MaterialType`、`AnalysisResult`、`Verdict`、`IndexResult` 新字段。

## 6. 测试（`tests/calculator_tests.rs`）

新增：

- **单次测量对齐 PDF 算例**：A1=83.439/a=0.916 等，断言 IRa≈0.38、Ir≈0.73、u(IRa)≈0.012、U(IRa)≈0.024、P2.5≈0.36、P97.5≈0.40、Ur(IRa,k=2)≈6.3%。
- **有效性**：total≤37 → `LowActivityExempt`；total>37 且 Ur 大 → `Invalid`。
- **临界值三态**：构造区间全低/全高/跨越，断言 `Qualified`/`Unqualified`/`NeedMoreMeasurements`。
- **装饰材料级联**：分别命中 A、B、C 与 Unqualified。
- **合成不确定度修正**：多次测量下 A 类项含 `a` 因子（与手算对比）。
- 既有 6 次测量与 MCM 测试保持通过（注意修正后数值会有小幅变化，需更新期望值）。

## 7. 已确认决策

1. **3.1 的 Ur(IRa) 取 k=2 的相对扩展不确定度**（`relative_expanded_uncertainty_percent`），与 2.2.5 命名一致。✅ 已定
2. **6 次测量后的最终合格判据**：用 MCM 不符合概率，`overall_fail_probability < 5%`（即 `pass_probability ≥ 0.95`）自动判合格/不合格。✅ 已定
3. **材料类型限值只读**：移除前端手填 IRa/Ir 限值，严格按材料类型派生。✅ 已定

仍按本设计默认处理、无需进一步确认：

4. **计算日期来源**：由前端生成 ISO 字符串传入（本地时区可控，Rust 侧不引入 `chrono`）。
5. **单次测量仍跑 MCM**：n=1 时 uA=0，MCM 仅传播 B 类不确定度，仍有意义，默认保留。

## 8. 实施顺序

1. `domain.rs`：`MaterialType`/限值表 + `IndexResult` 扩展 + `AnalysisResult/Verdict`。
2. `calculator.rs`：单次测量、合成不确定度修正、GUM 区间、有效性、临界值判定。
3. 补充/更新 Rust 测试至全绿（先对齐 PDF 单次算例）。
4. `lib.rs` 导出新类型；`main.rs` 命令签名无需变更（结构体透传）。
5. `App.tsx`：材料类型/样品信息输入 + 分析判定卡片。
6. 端到端手测三类材料的合格/不合格/分级/建议增加次数路径。