시뮬레이션 연구 : 반복 횟수를 선택하는 방법?


11

"모델 1"로 데이터를 생성하고 "모델 2"에 맞 춥니 다. 기본 아이디어는 "모델 2"의 견고성 속성을 조사하는 것입니다. 특히 95 % 신뢰 구간 (보통 근사치 기준)의 적용률에 관심이 있습니다.

  • 반복 실행 횟수를 어떻게 설정합니까?
  • 필요한 복제보다 큰 복제가 잘못된 편견을 초래할 수 있습니까? 그렇다면 어떻게됩니까?

"95 % 신뢰 구간의 적용률"이란 무엇입니까? 신뢰 구간이 정확하거나 근사 근사 구간이면 시간의 약 95 % 인 매개 변수의 실제 값을 포함합니다.
— Michael R. Chernick

1
모형 1에서 생성 된 데이터에 대해 모형 2를 기반으로 신뢰 구간을 생성하는 경우 두 모형이 관련되어 있으며 동일한 매개 변수 중 일부가 포함되어있는 것으로 보입니다. 좀 더 설명해 주시겠습니까? 또한 두 번째 글 머리 기호에 "가짜"라고 말하면 잘못되었거나 중요하지 않은 것입니까? 많은 수의 시뮬레이션은 바이어스를 생성하지 않아야하지만, 작은 경우에는 보지 못할 실질적인 중요성이 거의없는 바이어스를 나타낼 수 있습니다. 샘플 크기가 매우 큽니다.
— Macro

@Michael Chernick : 예를 들어 표준 오류가 너무 작은 경우 범위 미달이 달성 될 수 있습니다. 정규 근사를 기반으로 신뢰 구간을 사용하는 것보다 지정하도록 질문을 편집했습니다.
— user7064

@ 매크로 : "모델 1"은이 분산 오차 항을 갖는 정규 데이터를 생성하고 "모델 2"는 표준 선형 모델입니다.
— user7064

답변:


10

후속 의견에 따르면 실제 오차 분산이 일정하지 않을 때 일정한 오차 분산을 가정 할 때 신뢰 구간의 적용 확률을 추정하려고하는 것처럼 들립니다.

내가 생각하는 방식은 각 실행에 대해 신뢰 구간이 실제 값을 포함하거나 그렇지 않은 것입니다. 인디케이터 변수를 정의하십시오.

Yi={1if the interval covers0if it does not

그런 다음 관심있는 범위 확률은 이며, 제안한 샘플 비율로 추정 할 수 있습니다.E(Yi)=p

반복 실행 횟수를 어떻게 설정합니까?

우리는 Bernoulli 시행의 분산이 이고 시뮬레이션에서 IID 베르누이 시행을 생성하므로 에 대한 시뮬레이션 기반 추정치의 변동 은 이며 여기서 은 시뮬레이션 수. 이 편차를 원하는만큼 줄이려면 을 선택할 수 있습니다 . 이라는 사실입니다p(1−p)pp(1−p)/nnn

p(1−p)/n≤1/4n

따라서 분산이 사전 지정된 임계 값 인 보다 작게 하려면 선택하여이를 확인할 수 있습니다 .δn≥1/4δ

보다 일반적인 설정에서 시뮬레이션을 통해 추정기의 샘플링 분포 특성을 조사하려는 경우 (예 : 평균 및 분산) 유사체에서 달성하고자하는 정밀도에 따라 시뮬레이션 수를 선택할 수 있습니다. 여기에 설명 된 패션.

또한 변수의 평균 (또는 다른 모멘트)이 관심 대상인 경우 여기에서와 같이 정규 근사 (즉, 중심 한계 정리)를 사용하여 시뮬레이션을 기반으로 변수에 대한 신뢰 구간을 구성 할 수 있습니다. , MansT의 좋은 답변에서 설명한 것처럼. 이 정규 근사는 표본 수가 증가함에 따라 더 낫습니다. 따라서 중앙 한계 정리에 호소하여 신뢰 구간을 구성하려는 경우 을 적용하기에 충분히 커야합니다. 이진 경우의 경우 여기에서와 같이 및 가 꽤 온화한 경우에도이 근사치가 양호합니다 예 : .nnpn(1−p)20

필요한 복제보다 큰 복제가 잘못된 편견을 초래할 수 있습니까? 그렇다면 어떻게됩니까?

의견에서 언급했듯이 이것은 스퓨리어스의 의미에 달려 있습니다. 많은 수의 시뮬레이션은 통계적 의미에서 바이어스를 생성하지 않지만 천문학적으로 큰 샘플 크기에서만 눈에 띄는 중요하지 않은 바이어스를 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 잘못 지정된 신뢰 구간의 실제 적용 확률이 라고 가정합니다 . 실제로 이것은 실제적인 문제는 아니지만 많은 시뮬레이션을 실행 한 경우에만이 차이를 포착 할 수 있습니다.94.9999%


10

필자는 종종 반복 횟수를 결정하기 위해 신뢰 구간 폭을 빠르고 더러운 방법으로 사용합니다.

하자 "모델 1"의 데이터가 "모델 2"에 장착 할 때 95 % 신뢰 구간의 실제 적용 비율합니다. 경우 횟수가 있음 신뢰 구간 커버의 실제 파라미터 값이 반복 후 .pXnX∼Bin(n,p)

추정기 은 평균 및 표준 편차 입니다. 큰 경우 는 대략 정규이며 은 약 95 % 신뢰 구간을 제공합니다. . 라는 것을 알고 있기 때문에이 간격의 너비는 대략 입니다.p^=X/npp(1−p)/nnp^p^±1.96p^(1−p^)/npp≈0.952⋅1.960.95⋅0.05/n

너비가 (예 : 신뢰도) 인 신뢰 구간 이 허용 가능 하다고 생각 되면 방정식 을 해결하여 필요한 반복 횟수 을 찾을 수0.1n

0.1=2⋅1.960.95⋅0.05/n.

이런 식 으로 원하는 정확도를 선택하여 합리적인 을 찾을 수 있습니다 .n


(+1) 거의 비슷한 시간에 비슷한 답변을 제출 한 것처럼 보이지만 사용되는 언어가 다른 사람들에게 유용 할 수 있습니다.
— Macro

예, 실제로, 나는 여전히 어떤 대답을 받아 들여야할지 모르겠습니다! 어쨌든, 둘 다 +1!
— user7064 2009 년

1
@ 매크로 : 당신에게 +1. 여기서 분산과 간격 폭은 다소 비슷합니다. 좋은 생각은 똑같이 생각하고 우리도 똑같이 생각합니다. ;)
— MånsT

@ MånsT CI 너비가 0.01 인 경우 적용률이 90 % 인 경우 필요한 반복 횟수는 합니다. 95 % CI? 이 CI는 비례 추정치입니다. 이항 모형의 표본 크기 (CI를 찾기 위해 Quantile을 선택)가 적용 범위 확률에 어떤 영향을 줍니까? n=(2⋅1.650.95⋅0.05/0.01)2
— Gore

0

시뮬레이션을 수행하는 경우 필요한 최소 실행 횟수는 목표에 따라 달라집니다 (무엇을 추정하려고하며 정확도는 무엇입니까?). 평균 반응을 추정하려는 경우 표본 평균의 표준 편차는 입니다. 따라서 가 신뢰 구간에 필요한 반폭 인 경우 또는 .Population Standard Deviationnd95%d=1.96×Pop.Std.Devnn=(1.96×Pop.Std.Dev)2d2

더 많은 시뮬레이션을 수행하면 (임의의 프로세스에 의해 생성 된 모든 샘플을 가정 할 경우) 정확도 또는 바이어스 측면에서 추정에 아무런 영향을 미치지 않습니다.

근사 신뢰 구간의 적용 범위는 원하는 의 정확한 적용 범위 와 다르며 적용 범위의 오류는 이 증가함에 따라 감소해야합니다 . Macro 및 MansT에서 언급했듯이 이항 비율의 분산이 몬테 카를로의 적용 범위 추정치에 바인딩 할 수 있습니다 .95%np(1−p)n


4
안녕하세요 @Michael. 이 답변이 요점을 놓친 것 같습니다. OP는 일정 분산을 가정하지만 실제 분산이 일정하지 않은 경우 신뢰 구간의 적용 범위 속성이 어떻게 변경되는지 조사하려고합니다.
— Macro

@ 매크로 : 당신이 맞아요. 나는 일정한 분산을 가정하는 문제와 관련된 답변을 피하기 위해 의도적으로 더 넓은 맥락에서 질문을 넣었습니다.
— user7064

@ 매크로 그것은 내가 대답 한 질문의 일부가 아니 었습니다. 분명히 그것은 나중에 명확 해졌습니다. 또한 관심있는 것은 정규 근사를 사용하는 신뢰 구간의 정확도 인 것으로 보입니다. 이것은 어떤 대답에서도 다루어지지 않는 것 같습니다.
— Michael R. Chernick

4
@Michael, 예, 알고 있습니다-제 요점은 당신 (그리고 나)이 설명을 요구하는 것 이상이지만 대답을 게시하기 전에 설명을 기다리지 않았습니다. 다시 : 두 번째 의견은 일반적인 근사를 기반으로했는지 여부에 관계없이 이러한 방식으로 모든 간격의 적용 범위 속성을 조사 할 수 있습니다. 기존 답변에서 누락 된 추가 할 것이 있다고 생각되면 답변을 편집하여 모두 배울 수 있습니다.
— Macro

@ 매크로 물론 동의합니다. OP의 이익을 위해 답변을 편집했습니다. 나는 당신이 아직 모르는 내용에 아무것도 없다고 생각합니다.
— Michael R. Chernick
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책과 개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.