京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
R语言之纵向数据分析:多级增长模
上一次,我们讨论了如何对长型数据转换成长型的数据,同时还是用了一个随机创建的对照实验数据集来对其增长趋势进行可视化。但是,我们是否能够进一步的分析并预测结果的增长趋势与时间之间的关系。
是的,当然可以!我们可以使用多级增长模型(也称之为层次模型或者混合模型)进行估计。
产生一个水平数据集并把它转成宽格式
下面,我们先从我之前的一篇文章的实例进行讲解:
这里有很多R语言包可以帮助你进行多级分析,其中,我发现lme4包是最好的一个,因为它使用比较简单,而且建模能力也很强(尤其是输出二进制结果或者计数结果)。当然,nlme包也是相当不错的,它可以给连续型结果提供了类似的结果(正态/高斯分布)。
如果你之前做过回归分析,你应该对这样的语法结构比较熟悉了。通常来说,它就是lm()函数当中含有额外的随即效应公式。
随即效应,如果你对这个术语不熟悉的话,其实可以这么理解,通常来说,它就是一个实验所无法控制的误差,即变化。因此,比方来说,一个志愿者所收到的治疗效果就是一种混合的效应,因为,假设我们是实验人员,我们会决定哪些人接受A治疗方案,哪些接受B治疗方案。然而,抑郁症评分的基线在治疗的初始阶段会因人而异,一些人可能会更加抑郁,一些其实并没有这么忧郁。由于这是无法控制的,我们会把它看成是随即效应。
尤其是,抑郁评分基线的差异可以看作是一个随机区间(即,不同的志愿者参与不同等级的治疗)。我们也可以在建模的时候,对它们的斜率进行随机设置:例如,如果我们有理由相信尽管大家接受的治疗是一样的,一些参与治疗的人可以收到很好的疗效,而其它人则收效甚微。
结果的随机效应部分陈述了数据的方差结构。在这个模型中,存在两种方差结构:残差(通常用在线性模型)和个体之间的差异(即,每一个主体的id)。量化个体差异程度的一种常用方法就是研究同类相关系数(ICC)。我们可能可以从多级模型那里计算ICC,而且
,这意味着,24.3%的抑郁平分变化可以由个体差异程度来解释。
现在,我们把目光转到修正效应。嗯…,那些p值在哪里呢?这,尽管SAS和其它统计软件有给多级模型的修正效应计算提供p值方面的信息,其实,很多统计学家的计算结果并不一致。举个简单的例子,我们对自由度与这些t检验的关联程度了解的不深,而且没有自由度的话,我们比不知道t检验的具体分布,因此,我们无法得到p值方面的信息。SAS和其它软件都有相应的工作区来处理估计值,这时lme4包开发人员感到不舒服的地方。结果,lmer包并没有刻意的汇报p值的信息(所以,不要害怕你得不到p值!或许有其它的方法在显著性的测量上比我们的模型做的还好)。
这么说,如果你绝对需要p值,我们可以使用基于lme4包所产生的lmerTest包来估算p值。
下面大部分的代码和上面的类似,除非我们要使用lmerTest包。
其结果很相似,但现在,我们可以得到自由度和p的估计值。所以,我们可以很自信的说普通RCT参与治疗的人,现在,随着时间的推移,他们的抑郁症得分在下降,其速度为每下降1分,下降的量为2.24。
有时,我们想在单个轨迹的均值进行作图。如果要展示均值里的一些不确定因素,我们需要使用拟合好的模型,利用拟合值进行计算,算出95%置信区间和95%预测区间。
第一行代码指出我们想要求出均值的一个点,它们一般来说是在我们这个案例的前三次预测的时候。第二行代码使用了predict()函数来得到模型的均值,它不考虑条件随机效应(re.form=NA)。第三第四行计算了均值的方差,一般来说是矩阵交叉与随机效应截距相加。第五行计算了单个观测值的方差,它的方差等于方差均值假设残差方差。第六到第九行则按普通方法,并假设它是正态分布来计算95%置信区间和预测区间。最后所给的代码是:
最后,我们要作它的95%置信区间和95%预测区间的图像了。注意,预测区间的图像要宽于置信区间。也就是说,预测均值的结果比用单个值预测要好。
如果你和我一样,对数据也很敏感,你应该能观察到图线的拟合效果并不太好。这里,有两种办法可以得到更好的结果,而这个我们在后面将会讲到。保持关注。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
一、问题:为什么 ID 会"断号" 很多刚接触 MySQL 的同学都会有一个困惑:表里的主键 ID 是自增的,删了中间几行数据之后,ID 变 ...
2026-10-22一、问题场景:为什么会重复 JOIN 同一个子查询 在写复杂 SQL 时,经常遇到这种需求:同一张表或同一个聚合子查询,要和主表关联 ...
2026-10-22人力资源专员是HR体系的执行入口。招聘信息发布、简历初筛、面试安排、考勤汇总、入离职手续、劳动合同与档案管理,大多由这个岗 ...
2026-10-22人力资源经理问“必学技巧”,真正要解决的不是知识清单不够长,而是时间有限、业务催得紧,学完却用不上。更有效的路径是:先用 ...
2026-10-22内容营销岗位的核心任务,不是“把文案写得更漂亮”,而是围绕目标受众,用持续的内容供给影响认知、推动转化并沉淀复购。它至少 ...
2026-10-22理财经理培训课程很多,难的是判断“先学什么、后学什么、学完能做什么”。与其按课程名称罗列,不如先看岗位任务:客户分层与维 ...
2026-10-22理财经理的知识结构,可以先用一句话概括:合规与产品知识决定“不出错”,客户经营与资产配置决定“够不够专业”,市场研判与数 ...
2026-10-22经济学背景做数据分析,优势不在工具,而在问题意识:供需如何相互作用、成本与收益如何权衡、变量之间是相关还是因果。真正的缺 ...
2026-10-22需要,但要把“需要”理解准确。经济学本身就在处理数据:GDP、物价、就业、企业营收、问卷调研,都是经济分析的原料。真正的区 ...
2026-10-22经济学分析能力不是单一技能,它至少由三层构成:把现实问题转成可检验假设的理论框架能力、用数据与统计方法验证假设的工具能力 ...
2026-10-22金融分析师的知识提升,先补的不是更多模型,而是让结论可复核的底层能力。按任务顺序,大致是四层:财务与业务理解、指标口径管 ...
2026-10-22金融分析师的“通用技能”,指换到不同机构、不同行业组仍用得上的底层能力,而非某家公司内部系统的操作经验。按任务拆,日常要 ...
2026-10-22先给结论:数据分析证书不是金融分析师的准入条件,招聘方也不会因为一张证书就直接判断你能做分析。要不要考,取决于你当前任务 ...
2026-10-22金融分析师的核心技能,不是“会看K线”或“会讲宏观”,而是能把一家公司、一个行业或一类资产,转化为可核查的数据判断与书面 ...
2026-10-22产品经理的知识提升,不是把需求文档、原型、SQL、数据分析、项目管理都学一遍,而是先对准目标岗位的真实任务,找出自己最缺的 ...
2026-10-22产品专员提升工作知识,最有效的方式不是先囤课程,而是围绕日常交付的四件事来补:需求调研与优先级判断、原型与PRD表达、竞品 ...
2026-10-22产品运营专员提升个人能力,常见误区是先把Excel、SQL、Python列成一张学习清单,然后从第一个工具开始学。更有效的做法是先回答 ...
2026-10-22产品运营的能力提升,最怕从“课程目录”出发:今天学增长模型,明天背SQL语法,学完却说不清自己负责的功能为什么激活率低。更 ...
2026-10-22产品经理的技能和影响力不是两条分开的赛道。技能决定你能不能把问题分析清楚、把方案设计对;影响力决定你的判断能否被团队接受 ...
2026-10-22产品经理要学的数据分析能力,不是“会写SQL”或“会用BI工具”这么简单。更准确地说,是围绕需求评估、功能迭代、指标监控、实 ...
2026-10-22