随机效应模型是所有因子都表示随机效应的模型。(请参见随机效应。)此类模型亦称方差分量模型。随机效应模型往往是分层模型。同时包含固定和随机效应的模型称为混合模型。重复测量和裂区模型是混合模型的特例。通常使用混合模型一词来包含随机效应模型。
随机效应是其水平被视为某个总体中的随机样本的因子。通常,随机效应的精确水平并不受关注,而水平反映出的变异才受关注(方差分量)。不过,也有些时候您想要预测随机效应给定水平的响应。更严格地来讲,随机效应被视为服从均值为零且方差非零的正态分布。
Y 是响应的 n x 1 向量
X 是固定效应的 n x p 设计矩阵
β 是设计矩阵 X 的未知固定效应的 p x 1 向量
Z 是随机效应的 n x s 设计矩阵
γ 是设计矩阵 Z 的未知随机效应的 s x 1 向量
ε 是未知随机误差的 n x 1 向量
Gs x s 对角矩阵(针对每个固定效应包含相同的条目)
In n x n 单位矩阵
γε 不相关
G 的对角线元素以及 σ2 称为方差分量。这些方差分量以及固定效应的向量 β 和随机效应的向量 γ 都是必须要估计的模型参数。
该模型的协方差结构有时称为方差分量结构 (SAS/STAT 9.2 User’s Guide, 2008, p. 3955)。这种协方差结构仅在“标准最小二乘”特质中提供。
REML 表示限制最大似然(始终为推荐方法)
EMS 表示期望均方(仅适用于旧版教科书的教学)
EMS 方法,亦称矩量法,是在功能强大的计算机面世之前开发出来的。研究人员将自己限定在平衡环境中,并使用 EMS 方法(提供了计算快捷方式)来计算随机效应的估计值和混合模型。由于当今仍在使用的许多教科书仍使用 EMS 方法来介绍包含随机效应的模型,所以 JMP 提供了 EMS 选项。(例如,请参见 McCulloch, Searle, and Neuhaus, 2008、Poduri, 1997 以及 Searle, Casella, and McCulloch, 1992。)
在“拟合模型”启动窗口中指定包含随机效应的模型。要指定随机效应,在“构造模型效应”列表中将其突出显示,然后选择特性 > 随机效应。这将向模型效应列表中的效应名称后附加上“&随机”。(有关随机效应的定义,请参见随机效应。)还可以在单独的效应选项卡中指定随机效应。(请参见“构造模型效应”选项卡。)
将方差分量参数化可使用两种不同的方法:不受限方法和受限方法。当模型中存在混合效应时(比如固定效应与随机效应的交互作用),就会出现问题。这种交互作用项被视为随机效应。
若您关注的是固定效应,则应保持选定“无界限方差分量”选项。将方差估计值限制为非负将导致固定效应检验发生偏倚。